By LA CÉLULA La célula es una unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organlsmo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos.
Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción ropias de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las células en funcion de su constitución Swp to page molecular y la forma oris í para constituir organismos muy co h ano. Para poder e] Sv. peto n ut*ge comprender cómo fu iona desarrolla y envejece imprescindible conoc ANATOMÍA CELULAR o sano, como se nfermedad, es stituyen Sea cual sea el organismo al que pertenezcan, al igual que los órganos, las células están formadas por piezas que cumplen con las funciones especializadas de un ser complejo, razón por la cual se les llama organitos celulares. El estudio anatómico de as células hechas con la escala más fina, gracias en particular al microscopio electrónico, muestra que los organitos tienen una estructura característica que es, en cierta forma, su fotografía de identidad.
Los análisis bioquímicos y biofísicos muestran la naturaleza de las moléculas que componen lo los organitos y, para muchos de ellos, conocemos la disposición espacial de sus moléculas, es decir, su arquitectura molecular. En el centro de la célula existe una región donde se agrupa la mayoría de la información utilizada en el transcurso de su existencia, el núcleo está rodeado por el citoplasma. En las acterias y las cianobacterias, el núcleo y el citoplasma no están separados por una frontera. Estos organismos, cuyas células tienen un núcleo primitivo o nucleoide son las procariotas.
En los animales y los vegetales, un revestimiento nuclear separa el núcleo del citoplasma. Estos organismos, cuyas células tienen un núcleo individualizado, son los eucariotas. El núcleo El órgano más conspicuo en casi todas las células animales y vegetales es el núcleo; está rodeado de forma característica por una membrana, es esférico y mide unas 5 pm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas están rganlzadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos.
Los cromosomas están muy retorcidos y enmarañados y es difícil identificarlos por separado. pero justo antes de que la célula se divida, se condensan y adquieren grosor suficiente para ser detectables como estructuras independientes. El ADN del interior de cada cromosoma es una molécula única muy larga y arrollada que contiene secuencias lineales de genes. Éstos encierran a su vez instrucciones codificadas para la construcción de las moléculas de proteínas y ARN necesarias para producir una copia funcional de la célula.
Citoplasma y citosol El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos, como se descri salvo el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos, como se describirá más adelante. La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso (en las bacterias es el único compartimiento ntracelular).
En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes de mantenimiento celular, como las primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las grandes moléculas que constituyen la célula. Citoesqueleto El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos del citosol que ocupa el interior de todas las células animales y vegetales. Adquiere una relevancia especial en las animales, que carecen de pared celular rígida, pues el citoesqueleto mantiene la estructura y la forma de la célula.
Actúa como bastidor para la organización e la célula y la fijación de orgánulos y enzimas. También es responsable de muchos de los movimientos celulares. En muchas células, el citoesqueleto no es una estructura permanente, sino que se desmantela y se reconstruye sin cesar. Se forma a partir de tres tipos principales de filamentos proteicos: microtúbulos, filamentos de actina y filamentos intermedios, unidos entre sí y a otras estructuras celulares por diversas proteínas.
Mitocondrias y cloroplastos Las mitocondrias son uno de los orgánulos más conspicuos del citoplasma y se encuentran en casi todas las células eucarióticas. Observadas al microscopio, presentan una estructura característica: la mitocondria tiene forma alargada al microscopio, presentan una estructura característica: la mitocondria tiene forma alargada u oval de varias micras de longitud y está envuelta por dos membranas distintas, una externa y otra interna, muy replegada. Los cloroplastos son orgánulos aún mayores y se encuentran en las células de plantas y algas, pero no en las de animales y hongos.
Su estructura es aún más compleja que la mitocondrial: además de las dos membranas de la envoltura, tienen numerosos sacos internos formados por membrana que encierran el igmento verde llamado clorofila. Desde el punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan una función aún más esencial que la de las mitocondrias: en ellos ocurre la fotosíntesis; esta función consiste en utilizar la energía de la luz solar para activar la síntesis de moléculas de carbono pequeñas y ricas en energía, y va acompañado de liberación de oxígeno.
Los cloroplastos producen tanto las moléculas nutritivas como el oxígeno que utilizan las mitocondrias. Membranas internas Núcleos, mitocondrias y cloroplastos no son los únicos orgánulos nternos de las células eucarióticas delimitados por membranas. El citoplasma contiene tambien muchos otros orgánulos envueltos por una membrana única que desempeñan funciones diversas. Casi todas guardan relación con la introducción de materias primas y la expulsión de sustancias elaboradas y productos de desecho por parte de la célula.
Por ello, en las células especializadas en la secreción de proteínas, por ejemplo, determinados orgánulos están muy atrofiados; en cambio, los orgánulos son muy numerosos en las células de los vertebrados superiores especializadas en capturar y digerir los virus y acterias que 40F células de los vertebrados superiores especializadas en capturar y digerir los virus y bacterias que invaden el organismo.
La mayor parte de los componentes de la membrana celular se forman en una red tridmensional irregular de espacios rodeada a su vez por una membrana y llamada retículo endoplasmático , en el cual se forman también los materiales que son expulsados por la célula. El aparato de Golgi está formado por pilas de sacos aplanados envueltos en membrana; este aparato recibe las moléculas formadas en el retículo endoplasmático, las transforma las dirige hacia distintos lugares de la célula. FISIOLOGIA CELULAR La Fisiología es una rama de las Ciencias Biológicas que estudia las funciones de los seres vivos.
La célula realiza diversas funciones con el fin de poder alimentarse, crecer, reproducirse, sintetizar sustancias y relacionarse con el medio ambiente. Para lograr esos objetivos debe cumplir con tres importantes funciones: relación, nutrición y reproducción. RELACIÓN CELULAR Las células responden a los estímulos que reciben del medio que las rodea. Las respuestas más comunes a estos estímulos on: contractilidad, conductividad, sensibilidad (irritabilidad) y movimiento (locomoción). – CONTRACTILIDAD Capacidad de las células para contraerse y cambiar de forma. Ejemplo: células musculares. 2- CONDUCTIVIDAD Facultad que tienen algunas células, como las neuronas, de permitir el pasaje de una corriente eléctrica a través de sí. 3- SENSIBILIDAD Capacidad de las células para reaccionar ante estímulos externos y/o internos. Algunas células reaccionan ante cambios lumínicos, de temperatura, de presión, de humedad, de gravedad y ante variaciones en la acidez o s OF ariaciones en la acidez o alcalinidad del medio (pH).
Un tropismo es la respuesta producida por un vegetal frente a un estímulo externo. El tropismo es positivo cuando la planta crece hacia el estímulo, y negativo si lo hace en dirección contraria. Al crecer, la planta se dirige hacia la luz (fototropismo positivo) y se aleja de la tierra (geotropismo negativo). En los animales la irritabilidad se manifiesta a través de taxismos, que son movimientos direccionados frente a un estímulo. El taxismo es positivo o negativo si el movimiento se acerca o se aleja del estimulo, respectivamente.
Los organismos unicelulares presentan fototaxismos en relación a la luz, quimiotaxismos en relacón a sustancias químicas y geotaxismos en relación a la gravedad. En individuos pluricelulares existen células que se encargan de detectar determinados estímulos. Las respuestas obtenidas son más complejas y dependen del grado de complejidad del animal. Cuanto más complejo es el individuo más elaborada será su respuesta. Cuando un vertebrado se enfrenta a una situación de estrés o peligro produce una sustancia llamada adrenalina.
La adrenalina llega hasta receptores especiTicos en las células usculares que responden estimulando una serie de reacciones metabólicas que producen la oxidación o ruptura de la molécula de glucógeno y finalmente de glucosa, con lo cual el individuo obtiene la energía necesaria para realizar la contracción muscular y poder huir o reaccionar rápidamente. 4- MOVIMIENTO Algunas células pueden moverse mediante contracción, pseudópodos, cilios y flagelos. Contracción: muchos organismos unicelulares poseen la capacidad d 6 OF capacidad de trasladarse de un lugar a otro mediante simples contracclones de la célula, como plasmodium sp.
Pseudópodos: son proyecciones de la membrana plasmática. La célula ejerce desplazamientos ameboides producidos por movimientos del citoplasma, como los glóbulos blancos y las amebas. Estos pseudópodos también son utilizados por organismos unicelulares para alimentarse, rodeando a las partículas hasta encerrarlas en una vacuola. Cilios y flagelos: son movimientos vibrátiles utilizados por células que tienen cilios (Paramecio) y flagelos). Estas estructuras permiten la locomoción en medios líquidos.
Los Cllios y flagelos son proyecciones del citoesqueleto limitadas por una membrana ue es continuación de la membrana plasmática. Los cilios adoptan vibraciones sincronizadas que permiten el movimiento de la célula. El flagelo adopta movimientos ondulatorios y giratorios. II. NUTRICIÓN CELULAR Permite a la célula obtener, trasformar y aprovechar los alimentos suministrados por el medio, y posteriormente obtener la energía necesana para poder realizar las demás funciones. No todos los seres vivos obtienen los nutrientes de la misma forma.
Hay dos tipos de nutrición: la autótrofa y la heterótrofa. La nutrición autótrofa es propia de las plantas verdes, el fitoplancton, las algas erde azuladas y algunas bacterias, que son capaces de producir sus propios nutrientes a través de la fotosíntesis. La nutrición heterótrofa es utilizada por organismos consumidores como son los animales, los hongos y protozoarios, que al no poder producir sus alimentos necesitan tomarlos de otros organismos. A todos e protozoarios, que al no poder producir sus alimentos necesitan tomarlos de otros organismos.
A todos estos procesos que transforman la energía de los alimentos en el «combustible» necesano para la vida se los conoce con el nombre de metabolismo. El metabolismo es la suma de todos los procesos uímicos que suceden en los organismos vivos. Se divide en anabolismo, cuando las células convierten las sustancias simples en sustancias más complejas, y en catabolismo, cuando las sustancias complejas son convertidas en compuestos más simples mediante la degradación para producir energía. Los procesos anabólicos necesitan el aporte de energía, mientras que los catabólicos liberan la energía.
Durante el crecimiento de animales y vegetales hay anabolismo positivo. En el envejecimiento existe catabolismo positivo. Las reacciones anabólicas y catabólicas están muy relacionadas y dependen unas e otras. La nutrición celular incluye los procesos de respiración, absorción, secreción y excreción. 1- RESPIRACIÓN La respiración celular es un mecanismo mediante el cual las células de los organismos obtienen oxígeno del exterior y oxidan nutrientes de los alimentos para que liberen energ(a.
Como resultado, el carbono presente en esos nutrientes (glucosa entre otros) queda oxidado, es decir, se transforma en agua y en dióxido de carbono que es eliminado hacia la atmósfera por medio de la respiración. La respiración celular tiene lugar dentro de las mitocondrias. 2- ABSORCION Es el mecanismo por el cual las células incorporan sustancias del medio externo (agua, gases, sales minerales, grandes moléculas) a través de la membrana plasmática, con el fin de utilizarlas para llevar a cabo las func moléculas) a través de la membrana plasmática, con el fin de utilizarlas para llevar a cabo las funciones metabólicas.
Ese pasaje de moléculas pequeñas se realiza por transporte pasivo (sin gasto de energía) y por transporte activo (con gasto de energía). Las grandes moléculas ingresan a la célula por endocitosis y se expulsan por exocitosis. – TRANSPORTE PASIVO Es el movimiento de sustancias desde un lugar donde están más concentradas a otro de menor concentración. El transporte pasivo está representado por la difusión simple, la difusión facilitada, la ósmosis y la diálisis. DIFUSIÓN SIMPLE: es la manera por la cual el oxígeno, el dióxido de carbono y pequeñas moléculas sin carga eléctrica atraviesan la membrana plasmática.
La célula consume oxígeno, con lo cual entra por la membrana ya que hay mayor cantidad fuera de la célula que dentro de ella. Lo contrario ocurre con el dióxido de carbono, que sale por estar más concentrado en el citoplasma que fuera de él. DIFUSIÓN FACILITADA: mediante esta forma se realiza el pasaje de pequeñas moléculas con carga eléctrica, azúcares, aminoácidos y metabolitos de la célula, desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración. La difusión facilitada necesita de proteínas, llamadas proteínas de canal y transportadoras.
Las proteínas de canal establecen canales a manera de poros llenos de agua, que cuando se abren dejan pasar sustancias a la célula. Las proteínas transportadoras presentan cambios en su estructura para permitir que ingresen sustancias a la célula. En ambos casos, el transporte se realiza favor del gradiente de concentración. Un gradiente de concentración es una zona donde varía en forma permanent concentración. Un gradiente de concentración es una zona donde varia en forma permanente la concentración de una sustancia entre dos extremos o puntos opuestos.
Si la dirección de cualquier sustancia, por ejemplo sodio, es hacia la zona más concentrada de sodio (de menor a mayor), significa «en contra» del gradiente. Si el transporte es desde la zona más concentrada a la de menor concentración, es «a favor» del gradiente. En la primera situación hay gasto de energía, no así en la segunda. ?SMOSIS: es el pasaje o difusión de un solvente (agua) a través de una membrana semipermeable mediante un gradiente de concentración.
La membrana plasmática permite el paso del agua de un sitio a otro pero no el de sustancias disueltas en ella (solutos). Toda vez que la célula tenga en su interior una concentración de solutos mayor que la del medio externo, la célula está en una solución hipotónica. por lo tanto, el agua ingresa a la célula y provoca que se agrande. Por el contrario, si la concentración de solutos es mayor en su ambiente externo la célula está en un medio hipertónico, hecho que provoca la salida e agua intracelular y la crenación o arrugamiento de la célula.
Cuando la concentración de solutos es igual a ambos lados de la membrana, la célula está en un medio isotónico (igual tonicidad) y no hay d fusión de agua. En la difusión simple, en la facilitada y en la ósmosis no hay gasto de energía. DIÁLISIS: cuando una membrana separa una sustancia con diferente concentración a ambos lados, el soluto (la sal) difunde desde el lugar de mayor concentración al de menor concentración, mientras que el agua lo hace desde el sitio donde está en mayor cantidad (solución diluida) haci
