La célula -Tema 7-

El nuevo tema que hemos dado en clase es "La célula". La célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética más pequeña con vida que realiza las tres funciones vitales, nutrición, relación y reproducción. En este tema hemos visto los diferentes tipos de células que existen, su composición y los orgánulos que contienen. 

Las células componen todos los organismos y según el número que haya en cada uno pueden ser unicelulares, una única célula, o pluricelulares, varias células. Todas las células están rodeadas por una membrana plasmática, y en el caso de las células vegetales esta está rodeada de una pared celular. En su interior se encuentra el citoplasma, un medio hidrosalino en el que se encuentran los orgánulos, la información genética en moléculas como el ADN y el ARN y ribosomas para poder sintetizar proteínas. Además, se pueden clasificar según su nivel de complejidad. Las células pueden tener una organización celular procariótica o una organización celular eucariótica.

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Membrana célular

La membrana es el límite entre el medio externo extracelular y el medio intracelular y tiene un grosor de 75 Å​. Está compuesta de lípidos, proteínas y, en una menor cantidad, de glúcidos. En ella se encuentran receptores de membrana y mediante ella se transportan sustancias. Este transporte puede ser se sustancias de baja masa molecular, en el que se diferencia el transporte pasivo y el tranporte activo, y el transporte de sustancias de elevada masa molecular, este puede ser mediante endocitosis o exocitosis. Por último, las membranas de diferentes células se pueden unir. Estas uniones pueden ser de tres tipos: íntimas o de oclusión, adherentes o desmosomas y de comunicación o de tipo gap. En las células vegetales también se producen diferenciaciones de la membrana que junto con la pared celular forman estructuras que permiten la comunicación y el intercambio entre células como los plasmodesmos y las puntaduras.

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Pared celular

La pared celular es una gruesa cubierta que rodea la parte externa de la membrana plasmática y que se encuentra en células vegetales, en hongos y en bacterias. Esta cubierta da forma y rigidez a la célula, por lo que la célula no se rompe ante las variaciones de la presión osmótica. La pared celular está compuesta por fibras de celulosa unidas entre por una matriz de polisacáridos y proteínas. También puede contener lignina, suberina, cutina taninos y sales minerales como carbonato cálcico y sílice. La celulosa de su composición es segregada por la propia célula y se dispone formando diferentes capas: lámina media, pared primaria y pared secundaria. 

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Citoplasma

El citoplasma es la parte celular que se encuentra fuera del núcleo que contiene los orgánulos, si queremos referirnos únicamente al líquido intracelular debemos hablar de hialoplasma o citosol. También se encuentra el nucleoplasma que se encuentra en el interior del núcleo.

El citosol está compuesto por un 70%-80% de agua, donde hay proteínas disueltas, cantidades variables de ARN, glúcidos, grasas y diferentes metabolitos. Puede estar en forma gel o forma sol.

En el citoplasma se producen muchas reacciones del metabolismo de los lípidos y de los glúcidos, sirve para almacenar glucógeno,almidón y grasas y contiene proteínas estructurales que se utilizan para la reconstrucción de membranas.

Orgánulos

Los orgánulos se encuentran en el citosol y son los encargados del correcto funcionamiento de las células. Pueden ser orgánulos sin membrana, orgánulos con membrana simple y orgánulos con doble membrana. También se pueden clasificar en orgánulos con membrana, orgánulos sin membrana y orgánulos transductores de energía.

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Núcleo

El núcleo es un cuerpo grande, frecuentemente esférico, que varía en función del estado en el que se encuentra la célula en el ciclo celular. En este ciclo celular se diferencian dos fases: interfase o fase de no división y la fase de división. 

El núcleo está rodeado por dos membranas concéntricas, una de ellas es una bicapa lipídica, formando la envoltura nuclear. La membrana exterior se comunicacon el retículo endoplasmático rugoso y tiene ribosomas adosados. Por otro lado, la membrana interna tiene proteínas de membrana que sirven de anclaje para las proteínas de la lámina nuclear. Estas membranas están separadas por 20-40 nm, dejando entre el.las el espacio perinuclear o intermembranoso. Entre las membranas se crean poros nucleares que posibilitan el paso de materiales entre el núcleo y el citoplasma.

En el interior del núcleo se encuentra el nucleoplasma, que tiene una composición química muy similar al citoplasma. En él se encuentra el nucléolo y la cromatina, que se mantiene fijos mediante una red de proteínas fibrilares. La síntesis y el empaquetamiento de los ácidos nucleicos y de los nucleótidos del ADN y ARN ocurren en el nucleoplasma.

También se encuentra en el núcleo la cromatina. Existen varios tipos de cromatina: la heterocromatina, que puede ser heterocromatina constitutiva o heterocromatina facultativa, y la eucromatina o cromatina difusa.

Por último, se encuentra el nucléolo. El nucléolo es un corpúsculo esférico, denso, sin membrana y de aspecto granular. En él se sintetiza el ARN ribosómico y contiene proteínas ribosómicas procedentes del citoplasma. Normalmente se encuentra un único nucléolo pero en algunas células, como las neuronas o los hepatocitos, puede haber dos o más.

Cromosomas

Los cromosomas son estructuras en forma de bastoncillo que aparecen durante la división del núcleo. Están formados por ADN e histonas. En él se distinguen los siguientes elementos:

• Cromátida
• Centrómero
• Telómero
• Constricción secundaria
• Bandas

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Actividades

• ¿Por qué se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido?

Se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido porque está compuesta  por una bicapa lipídica que contiene proteínas en su interior que interaccionan con los lípidos y con otras proteínas, realizando un movimiento lateral. Además, las proteínas integrales están dispuestas en mosaico.

• ¿Qué tipo de células contendrá mayor número de ribosomas: una que almacena grasas u otra que almacena nuevas células, como las epidérmicas?

Los ribosomas sintetizan proteínas según la información genética de la célula. El número de estos orgánulos varía según la actividad de elaboración de material de membrana o proteínas, por lo que habrá más ribosomas  en células que almacenan nuevas células porque en ellas se genera más material que en células que almacenan grasas.

• ¿Es posible que en una célula coexistan un Retículo endoplasmático liso y un aparato de Golgi, ambos muy desarrollados?¿Por qué?

No es posible que coexistan un Retículo endoplamático liso muy desarrollado con un aparato de Golgi también desarrollado. Si el aparato de Golgi está muy desarrollado es que la célula está sintetizando muchas proteínas y  tiene el Retículo endoplasmático rugoso también muy desarrollado para eso. Sin embargo, si la célula sintetiza lípidos, necesita e¡un Retículo endoplasmático liso desarrollado.

• El hialoplasma y el citoplasma, ¿constituyen la misma estructura?

El hialoplasma constituye la parte líquida del interior de la célula y si se le añaden los orgánulos nos podemos referir al citoplasma, por lo que sí se puede decir que forman la misma estructura.

• La célula eucariota: señale las principales estructuras y orgánulos celulares, qué características tiene cada uno y que función desempeñan.

Membrana plasmática: está formada por por fosfolípidos, glucolípidos, esteroles, proteínas y glucoproteínas. Se encuentra rodeando las células para separar el medio interno de medio externo de la célula.

Pared celular: solo está presente en las células vegetales, en los hongos y en las bacterias. Da forma a la célula y le aporta rigidez, lo que impide su ruptura.

Citoplasma: está compuesto por el citosol y los orgánulos.

Núcleo: en él está material genético. Está rodeado por dos membranas concéntricas que forman la envoltura nuclear. En su interior tiene el nucléolo que se encarga de sintetizar ARN ribosómico, para que después se ensamble con proteínas ribosómicas y se formen los ribosomas.

Ribosomas: orgánulos que se forman en el núcleo compuestos por un 80% de agua, un 10% de ARN ribosómico y un 10% de proteínas. Pueden encontrarse unidos al RER o en el citolasma como polisomas o polirribosomas. Están formados por una subunidad mayor de 60S y otra menor de 40S que forman un ribosoma de 80S. Su función es la síntesis de proteínas.

Retículo endoplasmático (RE): es un conjunto de sacos aplanados conectados entre sí que delimitan un espacio interno llamado lumen. Puede ser liso o rugoso. El liso se encarga de sintetizar, almacenar y transportar lípidos, también interviene en algunas respuestas específicas y en la desintoxicación o detoxificación. El liso carece de ribosomas. El rugoso tiene ribosomas adheridos y se encarga de sintetizar y almacenar proteínas, de sintetizar fosfolípidos y sintetizar proteínas de secreción.

Vacuolas y vesículas: forman parte del sistema endomembranoso. Se forman a partir del RE, del aparato de Golgi o de invaginaciones de la membrana. La función principal de las vesículas es el almacenamiento temporal y el transporte de materiales. En cambio, la vacuolas mantienen la turgencia celular sirven de reserva para distintas sustancias como los glucidos o los productos de desecho

Aparato de Golgi: conjunto de sacos aplanados, limitados por membranas, apilados en forma laxa y sin conexión.Se encarga del transporte de sustancias dentro de la célula, de la maduración de algunas sustancias, acumulación y secreción de proteínas, glucosilación de lípidos y proteínas y síntesis de polisacáridos.

Lisosomas: son pequeñas vesículas formadas en el aparato de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas y que no están presentes enlos glóbulos rojos. Estos orgánulos participan en la digestión celular.

Peroxisomas y glioxisomas: son unas vesículas que contienen enzimas oxidativas como la oxidasa y la catalasa. Los peroxisomas en la desintoxicación de sustancias y en la degradación los ácidos grasos en la β-oxidación. Los glioxisomas contienen las enzimas responsables del ciclo del ácido glioxílico, en la que se sintetizan glúcidos a partir de lípidos.

Mitocondrias: son los orgánulos de obtener energía para la célula. Está compuesta por una membrana externa, un espacio intermembrana, una membrana interna que presenta unas crestas mitocondriales y la matriz mitocondrial.

Cloroplastos: tipo de plastos presentes en células vegetales que realiza la fotosíntesis para obtener materia orgánica. Tienen en su interior clorofila, pigmento que le da el color verde. Tienen una doble membrana y en su interior se encuentran unos conjuntos de tilacoides llamados grana. Finalmente, la matriz se denomina estroma.

• Explique las diferencias y semejanzas entre la célula procariota y la célula eucariota.

 Las células procariotas y eucariotas están rodeadas por la membrana plasmática para poder separar el líquido intracelular del extracelular y ambas tienen en su citoplasma ribosomas para sintetizar las proteínas necesarias según su ADN.

En cuanto a las diferencias entre estos dos tipos de células, las células procariotas son más pequeñas que las eucariotas. Las células procariotas forman organismos unicelulares mientras que las eucariotas forman organismos pluricelulares. También tienen pared celular las células procariotas, estructura que solo está presente en las células eucariotas en las células vegetales. En cuanto a la membrana plasmática, aunque está presente en ambos tipos, tiene composición diferente en cada una. En las células eucariotas está presente el colesterol, mientras que en las células procariotas no forma parte de su composición. Lo que sí está presente en la composición de la membrana plasmática de las células procariotas son los peptidoglucanos o mureína y en la célula eucariota los fosfolípidos. En cuanto al ADN, en las células eucariotas está en forma lineal en el núcleo rodeado de la envoltura nuclear, pero en las células procariotas el ADN está en forma circular dentro del nucleoide, sin ninguna envoltura nuclear, y en el citoplasma como plásmidos. Ademas, el ADN en las células eucaritas está asociado a histonas para "acortarlo" y poder empaquetarse en sus diferentes niveles de empaquetamiento. También es diferente el coeficiente de sedimentación (S) de los ribosomas, que en las células procariotas son de 70S y en las células eucariotas son de 80S. Por último, las células eucariotas se reproducen mediante mitosis, o meiosis en la formación de los gametos, y las células procariotas se reproducen mediante reproducción asexual.

• Explique las semejanzas y diferencias entre las células animales y vegetales.

Ambas células son eucariotas, están rodeadas por una membrana plasmática que contiene al citoplasma y a los orgánulos. También, tienen ribosomas, Retículo endoplasmático liso y rugoso y Aparato de Golgi. Los núcleos de las células eucariotas y procariotas están delimitados por una 

Ambas tienen un núcleo delimitado por la envoltura nuclear y tienen en interior la información genética en forma de cromatina o de cromosomas según el estado de la célula.

Por otra parte, las células animales suelen tener una más o menos esférica y las células vegetales una forma de prisma. La pared celular solo pertenece a las células vegetales. Las células vegetales también tienen cloroplastos que contienen pigmentos, como la clorofila, para realizar la fotosíntesis. Además, las células vegetales son autótrofas, mientras que las células animales son heterótrofas. Mientras que las células animales tienen en su interior vesículas, las células vegetales tienen, generalmente, una gran vacuola que ocupa casi todo el interior de la célula. Por último, los centrosomas solo contienen centriolos en las células animales.

• ¿Qué diferencia hay entre los ribosomas de una célula procariota y otra eucariota?

Los ribosomas de una célula procariota son de 70S y están formados por una subunidad mayor de 50S y una subunidad menor de 30S. Por otra parte, las células eucariotas presentan ribosomas de 80S, formadas por una subunidad mayor de 60S y otra menor de 40S.