Unidad 1. LA CÉLULA Y SUS COMPONENTES. T2

LA CÉLULA

La teoría celular se resume en los siguientes principios:

– La célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.

– La actividad de un organismo es el resultado de la actividad de sus células.

– Toda célula procede siempre de otra célula.

Existen organismos unicelulares y pluricelulares. En muchos de estos últimos, las células forman grupos especializados, llamados tejidos, que desempeñan distintas funciones.

LOS COMPONENTES QUÍMICOS DE LAS CÉLULAS

La materia presenta distintos grados de organización, de modo que al ascender de nivel aparecen propiedades nuevas. 
La célula es el primer nivel en el que aparecen las características de los seres vivos. 

En las células existen unos 70 elementos químicos, los bioelementos. Destacan: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S).

Los bioelementos presentes en una proporción inferior al 0,1% son los oligoelementos.

Los bioelementos forman biomoléculas, inorgánicas o minerales (agua y sales minerales), u orgánicas.

El agua es la molécula más abundante de las células, representando entre el 70% y el 90% de su peso. Desempeña diversas funciones: disolvente; vehículo de intercambio, transporte y eliminación de sustancias; regulador de la temperatura, etc.

Las sales minerales forman estructuras esqueléticas e intervienen en todos los procesos celulares.

Las moléculas orgánicas son moléculas que contienen carbono. Se agrupan en cuatro grandes clases:

– Glúcidos. Formados por C, H y O. Se clasifican en: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Entre estos últimos destacan el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina.

– Lípidos. Formados básicamente por C, H y O. Los más importantes son las grasas o triglicéridos, los fosfolípidos, las ceras, los terpenos y los esteroides.

– Proteínas. Constituidas por C, H, O, N y S. Se forman mediante el enlace de 20 unidades diferentes, unas moléculas llamadas aminoácidos. Su estructura es la responsable de su función. Las funciones de las proteinas son muy variadas. Tienen función estructural, Enzimática, de transporte, de defensa, etc.

– Ácidos nucleicos. Constituidos por C, O, H, N y P. Están formados por la unión de unas unidades básicas llamadas nucleótidos. Cada nucleótido está formado por la unión de una molécula de monosacárido (ribosa o desoxiribosa), una molécula de ácido fosfórico y una molécula de una base nitrogenada, que puede ser adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) o uracilo (U).

Existen dos tipos: el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico). 

El ADN es el portador de la información genética, necesaria para la síntesis de las proteínas y está codificada en la secuencia de nucleótidos de los genes.

La molécula de ADN tiene las siguientes características:

- Cada nucleótido está formado por desoxirribosa, ácido fosfórico y una de las siguientes bases nitrogenadas: Adenina, Guanina, Timina o Citosina.

- Posee dos cadenas de nucleótidos complementarias y orientadas en sentidos opuestos. (A-T), (G-C).

- La molécula se enrolla formando una doble hélice quedando las bases en el interior de la misma.

El ARN está formado por una cadena de nucleótidos formados por ribosa con ácido fosfórico y Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo. Se sintetiza a partir de la información contenida en la molécula de ADN y existen varios tipos:
- ARN mensajero (ARNm): Tiene la información necesaria para la sintesis de una proteina. Lleva esa informacion a los ribosomas en donde se produce la síntesis de esa proteína.
- ARN de transferencia (ARNt): transporta los aminoácidos a los ribosomas durante la síntesis de proteinas.
- ARN ribosómico (ARNr): Forma parte de la estructura de los ribosomas.

ORGANIZACIÓN DE LA CÉLULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA

Todos los seres vivos están formados por células.
Hay dos grandes tipos: las células procariotas y las células eucariotas.

LA CÉLULA PROCARIOTA

Son las células características de las bacterias y las cianobacterias.
Son células de menor tamaño y tienen una organización más sencilla que las de las células eucariotas.

Las características más importantes son:

- Su material genético (una molécula de ADN cerrada) está libre en el citoplasma. Pueden tener plásmidos (pequeños fragmentos de ADN circulares).
- Presentan membrana plasmática. Alrededor de la membrana pueden presentar pared celular e incluso alrededor de la pared pueden tener una cápsula que las protege frente a las variaciones del medio.
- En el citoplasma poseen ribosomas para la síntesis de proteínas.
- Algunas bacterias también poseen pelos y flagelos. Los pelos o pili son prolongaciones de la membrana bacteriana que les permiten unirse a otras bacterias o al medio en el que se encuentran. Los flagelos son filamentos largos con los que pueden desplazarse.

Las bacterias tienen una organización sencilla y han conseguido un enorme éxito evolutivo adaptándose a todas las formas de vida. Se dividen de forma muy simple y pueden transferir genes de unas a otras por medio de los plásmidos.

LA CÉLULA EUCARIOTA

Características de las células eucariotas:

- Son grandes, complejas y poseen orgánulos membranosos.

- El material genético (ADN) se encuentra en el núcleo. 

- Hay dos tipos de células eucariotas; la célula animal y la célula vegetal.

- Todas las células eucariotas tienen una estructura básica común: la membrana plasmática, el citoplasma y el núcleo.

■ La membrana plasmática. Delimita a la célula y permite el intercambio de sustancias con el exterior.

■ El citoplasma. Es el espacio comprendido entre las membrana plasmática y la envoltura nuclear. En el se diferencia el citosol que contiene agua y sustancias disueltas, los orgánulos celulares y el citoesqueleto. Es donde tiene lugar la actividad celular.

■ El núcleo. Tiene forma redondeada. Está separado del citoplasma por una doble membrana nuclear. Contiene el material genético (ADN) que dirige la actividad celular. Es visible con el microscopio óptico.

ESTRUCTURAS Y ORGÁNULOS DE LA CÉLULA EUCARIOTA

EL NÚCLEO

Contiene el material genético (ADN) que dirige la actividad celular. En el ADN nuclear está la información necesaria para la síntesis de proteínas de la célula.

En el núcleo se produce el proceso de transcripción del ADN por el que se elabora ARNm, necesario para sintetizar una proteina determinada en los ribosomas.

Mediante el proceso de replicación, el ADN se duplica en un paso previo a la división celular.

Distinguimos las siguientes partes:

• Envoltura nuclear. Formada por una doble membrana porosa que permite el paso de moléculas. La parte externa tiene ribosomas asociados.
• Cromatina. Son moléculas de ADN asociadas a unas proteínas (histonas), más tarde estas moléculas se condensan y acortan para formar cromosomas.
• Nucleolo. Es una estructura formada por ARN y ADN. En el se sintetiza el ARN que forma los ribosomas (ARNr).

ORGÁNULOS MEMBRANOSOS

• Retículo endoplasmático. Red de sacos y tubulos comunicados entre sí. Puede ser: Rugoso (tiene ribosomas en su membrana donde se sintetizan proteinas que pasan al aparato de Golgi. Se encuentra a continuación de la envoltura nuclear). Liso ( no tiene ribosomas. Elimina sustancias tóxicas y produce lípidos). 
• Aparato de Golgi. Grupos de cisternas membranosas en las cuales se modifican las proteínas y los lípidos procedentes del retículo.
• Lisosomas y peroxisomas. Vesículas membranosas que contienen enzimas. Llevan a cabo la digestión intracelular y reacciones de oxidación.
• Mitocondrias. Tienen doble membrana replegada hacia el interior formando las crestas mitocondriales. Realizan la respiración celular y tienen su propio ADN y ribosomas.
• Cloroplastos. Exclusivos de las células vegetales. En ellos se produce la fotosíntesis. Tienen triple membrana, la capa mas interna se repliega formando los tilacoides que contienen la clorofila.

ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS

• Ribosomas. Formados por proteinas y ARNr. Se encuentran libres en el citoplasma o asociados al RER. Con ellos se realiza la síntesis de proteínas, mediante la traducción del ARNm.
• Citoesqueleto. Da soporte al citoplasma y es responsable del movimiento celular. Sus componentes son: Microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.
• Centrosoma. Formado por dos centriolos dispuestos en forma perpendicular el uno del otro. Colabora en la división celular.
• Cilios y Flagelos. Son prolongaciones formadas por microtúbulos recubiertos por membrana. Los cilios son más cortos y más numerosos, se encuentran en algunas células epiteliales. Los flagelos son más largos, suele haber uno o dos y se encargan del movimiento celular.
• Inclusiones. Son acumulaciones de materiales de reserva. Las más características son las de lípidos y glucógeno.

DIFERENCIACIÓN CELULAR.

La diferenciación celular es el proceso mediante el cual las células de un mismo organismo adquieren un aspecto diferente y se especializan para realizar una función determinada. Así se originan los diferentes tejidos.

Ocurre tanto en células eucariotas vegetales como animales, pero en las animales la diversidad es mucho mayor.

DIFERENCIAS ENTRE CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL Y VEGETAL.

Las células animales y vegetales contienen estructuras iguales. También presentan diferencias:

- Pared celular formada por celulosa (Vegetal).

- Orgánulos fotosintéticos, los cloroplastos,  que dan color a la célula (Vegetal).

- Grandes vacuolas de almacén (Vegetal).

- Carecen de centriolos (Vegetal).

También presentan diferencias metabólicas. Las células vegetales autótrofas. Las células animales son heterótrofas.

DIFERENCIAS ENTRE CÉLULA PROCARIOTA Y CÉLULA.

La célula procariota no tiene núcleo protector del material genético. La célula eucariota sí presenta núcleo.

El citoplasma de la célula eucariota se encuentra compartimentado, mientras que en la procariota no aparece esta compartimentación.

Las células procariotas son organismos más primitivos que las células eucariotas.


El ADN de células procariotas es circular, mientras que el ADN de eucariotas es lineal.