La célula

CIC JULIO SÁNCHEZ

1.- TEORÍA CELULAR

. Primero en observar células (no vivas ) fue Robert Hooke

Antony van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos.

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Pero no fue hasta principios del siglo XIX en el que Schleiden, Schwann y Virchow hicieron públicos los tres principios de la teoría celular.La célula es la unidad estructural de los seres vivos. Todos los seres vivos están formados por una o más de una célula.

La célula es la unidad funcional de los seres vivos. Es la mínima unidad de materia que puede llevar a cabo las funciones básicas de un ser vivo.

Toda célula proviene de otra preexistente

D. SANTIAGO RAMON Y CAJAL demostró que la teoría celular también era cierta para el único tejido que no parecía cumplir dicha teoría: el tejido nerviosos

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2.- MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULARSe distinguen dos tipos de organización celular diferente: células

procariotas, y células eucariotas Todas las células tienen unos componentes esenciales comunes:presentan una membrana plasmática que las aísla del medio que les

rodea y que constituye una barrera selectiva para el intercambio de sustancias con el exterior

El interior celular o citoplasma contiene una serie de elementos imprescindibles para el correcto funcionamiento de la célula

Todas las células poseen información genética en el ADN, así como ribosomas implicados en la síntesis de proteínas

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La célula procariota se diferencian de la eucariota enExistencia de un núcleo diferenciado por una membrana en la eucariota y en la procariota noLas células procariotas son típicas del reino monera (bacterias) mientras que el resto de los reinos (protoctistas, hongos, vegetales y animales) son eucariotasBacterias son del tamaño de alguno de los orgánulos de la eucariota (0,4-10 micras) (10-100 micras)La procariota no tiene citoesqueleto, la eucariota síLas procariotas en su citoplasma sólo poseen inclusiones mientras que la eucariota posee mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, lisosomas, vacuolasEn procariotas el ADN no está asociado a histonas y en eucariotas síEn procariotas los ribosomas son 70S y en eucariotas son 80 S

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3.- ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIOTA

Células eucariotas: Presentan el ADN incluido dentro de una membrana nuclear. El contenido nuclear, por lo tanto, está separado del resto del contenido citoplasmático, formando el Núcleo. Son células eucariotas las animales y las vegetales.

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todas las células eucariotas tienen la siguiente estructura:

Una MEMBRANA que determina su individualidad

Un NÚCLEO Que contiene el material genético y ejerce el control de la célula

Un CITOPLASMA Lleno de orgánulos, dónde se ejecutan prácticamente todas las funciones

2.1 La membrana plasmática:

Es el límite externo de la célula. Controla el intercambio de sustancias entre el medio externo y el interior celular

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Está formada por una bicapa lipídica ( formada por fosfolípidos y colesterol) entre la que se intercalan proteínas

Las membranas de los orgánulos celulares tienen una estructura y composición similar a la plasmática

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2.2 Citoplasma

• Citosol o hialoplasma: Medio acuoso en el que están inmersos los distintos orgánulos

•Citoesqueleto: Conjunto de filamentos proteicos que se distribuyen en forma de red por el citosol. Pueden ser de tres tipos; microfilamentos de actina, filamentos intermedios; microtúbulos. Su función dar forma a la célula y es responsable de sus movimientos

                                                                                    

               

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Centrosoma : zona cercana al núcleo a partir de la que surgen los filamentos del citoesqueleto. En células animales contienen en su interior una pareja de estructuras cilíndricas dispuestas una perpendicular a la otra denominadas centriolos. Función: organizar los filamentos del citoesqueleto

                                                                          

• Ribosomas: estructuras formadas por ARNr y proteínas que se encuentran libres en el citosol, o en las mitocondrias o en cloroplastos o asociados al retículo endoplasmático . Su función es la síntesis de proteínas CIC JULIO SÁNCHEZ

• Retículo endoplasmático: Conjunto de tubos y sacos membranosos que se extiende por todo el citoplasma celular

                                                                          

                

Dos tipos: rugoso: cubierto de ribosomas; por tanto interviene en la síntesis de proteínas

Liso: Carece de ribosomas y en él se sintetizan los lípidos de membrana

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Aparato de Golgi: Conjunto de pilas de sacos aplanados que se encuentran rodeados de vesículas. Función Almacenar molécuulas sintetizadas en el R.E para expulsarlas al exterior o transportarlas a otros orgánulos

                                                                           

               

                            

           

                                

        

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Lisosomas: Son vesículas membranosas que contienen enzimas digestivas ( hidrolasas)

Son responsables de la digestión intracelular

                                                                           

                

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Mitocondrias: Son orgánulos con doble membrana que delimitan un espacio interior llamado matriz. La membrana interna se pliega hacia el interior formando las crestas

Su función principal es obtener energía realizándose los procesos conocidos como ciclo de krebs y oxidación de los ácidos grasos en la matriz y el transporte de electrones en las crestas

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Además la matriz contiene ribosomas y una molécula de ADN circular por lo que puede fabricar sus proteínas

2.3 El núcleo

1. Membrana: es una doble membrana continuación del retículo endoplasmático que está perforada (poros) y que permite el intercambio de sustancias

2. Cromatina: formada por fibrillas enmarañadas formadas por ADN y proteínas ( histonas). Controla y regula las funciones vitales de la célula

3. Nucleolos: una varias esferas de aspecto granular en la que se forman los ribosomas

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3.- CELULA EUCARIOTA VEGETAL

Son semejantes a las animales pero con cuatro diferencias:

1. No presentan centríolos

2. Presentan pared celular: es una pared rígida formada principalmente por celulosa. Protege a la célula y mantiene su forma

3. Grandes vacuolas: Son grandes vesículas con función de almacenamiento ; ayudan a mantener la forma celular

4. Cloroplastos: Son orgánulos rodeados de una doble membrana que delimita un espacio interior llamado estroma en donde existen unas formaciones membranosas en forma de sacos llamados tilacoides en cuyas membranas se encuentra la clorofila

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Los tilacoides pueden estar aislados o superpuestos en forma de pilas de monedas que reciben el nombre de grana

Su función principal es realizar la fotosíntesis (obtención de materia orgánica a partir de inorgánica gracias a la luz solar)

Además contiene ribosomas y una pequeña molécula de ADN circular por lo que sintetiza alguna de sus proteínas

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4.- CÉLULAS PROCARIOTAS

Las bacterias son organismos procariotas. La ausencia de verdadero núcleo es la gran diferencia con las células eucariotas, aunque existen otras. Son organismos microscópicos que pueden presentar formas y aspectos diferentes, pero todas poseen una estructura básica. En todas ellas:

•El ADN se encuentra libre y disperso por el citoplasma.

•No tienen orgánulos celulares como las mitocondrias, cloroplastos, aparato de Golgi, retículo, etc.

•Carecen de citoesqueleto y no tienen movilidad intracelular.

•Son más pequeñas que las células eucariotas. Son similares al tamaño de las mitocondrias y cloroplastos de las eucariotas.

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Poseen además: una pared celular de composición diferente a la vegetal; Mesosomas: repliegues de la membrana con múltiples funciones; plásmidos: fragmentos de ADN que contienen informaciones diversas pero no vitales

Sin embargo, aún siendo tan simples, tienen su cromosoma bacteriano gracias al cual se reproducen y copian su información a ARN que, llegando a sus ribosomas, fabrica las proteínas necesarias para el funcionamiento bacteriano.

Poseen además: una pared celular de composición diferente a la vegetal; Mesosomas: repliegues de la membrana con múltiples funciones; plásmidos: fragmentos de ADN que contienen informaciones diversas pero no vitales

Sin embargo, aún siendo tan simples, tienen su cromosoma bacteriano gracias al cual se reproducen y copian su información a ARN que, llegando a sus ribosomas, fabrica las proteínas necesarias para el funcionamiento bacteriano.CIC JULIO SÁNCHEZ

5.- LA CELULA COMO UNIDAD FUNCIONAL

· Nutrición

Según el origen de la materia que se utiliza tenemos:

a) Autótrofa: A partir de materia inorgánica se fabrica materia orgánica

b) Heterótrofa: Fabrican su materia a partir de materia orgánica ya elaborada

Según la fuente de energía que se utiliza

a) Fotosintéticas: la energía la obtienen de la luz solar

b) Quimiosintéticas: la energía se obtiene a partir de reacciones químicas de oxidación

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5.1 Transporte a través de la membrana

a) Partículas pequeñas

1.- Transporte pasivo: sin gasto de energía y a favor de gradiente

1.1 Difusión: El paso de sustancias del medio más concentrado al menos hasta igualar concentraciones

- Simple paso a través de la mb: oxígeno y dióxido de carbono

-Facilitada: mediante unas proteínas llamadas transportadoras o “carriers”Sin gasto de energía: aas

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1.2:Ósmosis: Paso del disolvente(agua) a través de una membrana semipermeable desde la disolución más diluida (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica)

2.- Transporte activo: Con gasto de energía (ATP) y encontra de gradiente. Requiere de unas proteínas llamadas bombas (Na-K)

b) Partículas grandes: Macromoléculas, bacterias o restos celulares

b.1) : Endocitosis: Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir. Se produce la estrangulación de la invaginación originándose una vesícula que encierra el material ingerido. Según la naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen diversos tipos de endocitosis.

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1. Pinocitosis. Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina.

2. Fagocitosis. Se forman grandes vesículas revestidas o fagosomas que ingieren microorganismos y restos celulares.

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b.2) Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular. Esto requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen para que pueda ser vertido el contenido de la vesícula al medio. Mediante este mecanismo, las células son capaces de eliminar sustancias sintetizadas por la célula, o bien sustancias de desecho.

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5.2 METABOLISMO: CONCEPTO

En el interior de la célula tienen lugar una serie de reacciones químicas que en su conjunto reciben el nombre de metabolismo

Hay dos tipos de reacciones metabólicas:

a) anabolismo: La célula fabrica sus componentes a partir de nutrientes con gasto de energía

b) Catabolismo: Proceso mediante el cual los compuestos químicos se rompen en componentes más sencillos liberándose energía

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Las molécula energética más utilizada es el ATP que es un nucleótido formado por la adenina, ribosa y un grupo de tres fosfatos que se unen entre sí mediante enlaces de alta energía es decir enlaces inestables que liberan energía al ser hidrolizados (rotos)

                                                                                                      

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5.3 ANABOLISMO: FOTOSÍNTESIS

Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía luminosa procedente del sol y la transforman en energía química (ATP) y y con ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos orgánicos (glucosa y otros), liberando oxígeno:

CO2 + H2O+ LUZ GLUCOSA + O2

      Se desarrolla en los cloroplastos en dos fases :

a) Fase lumínica

· necesita luz

· Ocurre en la membrana de los tilacoides en donde se encuentra la clorofila  

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La energía captada por la clorofila se utiliza para:

a) Romper las moléculas de agua para dar oxígeno molecular protones y electrones

b) Empujar a los electrones del agua a través de una cadena transportadora hasta un compuesto ( NADPH) denominado aceptor final. La energía liberada en el proceso se utiliza para sintetizar ATP

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b) Fase oscura o de fijación del carbono : ocurre en el estroma y no necesita de la luz para producirse

En esta fase se utiliza la energía en forma de ATP y el,NADPH sintetizado en la fase anterior para transforma el CO2 en materia orgánica generalmente glucosa

Se produce en una serie de reacciones conocidas como ciclo de Calvin

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5.4.- REACCIONES CATABÓLICAS: RESPIRACIÓN Y FERMENTACIÓN

La respiración celular es el proceso por el cual la glucosa en presencia de oxígeno se degrada hasta dar dióxido de carbono y agua más energía en forma de ATP

C6H12O6 + 6O2-->6CO2 + 6H2O + ATP

El proceso transcurre en 3 etapas:

a) Glucolisis: transcurre en el hialoplasma

Consiste en una serie de diez reacciones, cada una catalizada por una enzima determinada, que permite transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de un compuesto de tres carbonos, el ácido pirúvico.

. No se gasta oxígeno y se produce una ganancia de 2 moléculas de ATP y 2 de NADH

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b) Ciclo de Krebs

Se realiza en la matriz de la mitocondria y en un paso previo el ácido pirúvico (3C) se transforma en acetil-Coa (2C)

En este ciclo se consigue la oxidación total de los dos átomos de carbono del resto acetilo, que se eliminan en forma de CO2; los electrones de alta energía obtenidos en las sucesivas oxidaciones se utilizan para formar NADH Y FADH2, que luego entrarán en la cadena respiratoria

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c) Transporte de electrones : cadena respiratoria

Los electrones "arrancados" a las moléculas que se respiran y que se "almacenan" en el NADH Y FADH2, irán pasando por una serie de transportadores, situados en las crestas mitocondriales

La disposición de los transportadores permite que los electrones "salten" de unos a otros, liberándose una cierta cantidad de energía que sirve para formar ATP

Cada electron del NADH dar lugar a tres ATP y cada FADH2 forma 2 ATP

El último aceptor de electrones es el oxígeno molecular y otra consecuencia será la formación de agua.

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5.5 FERMENTACIÓN

Es un proceso catabólico que utilizan algunas células para degradar los compuestos orgánicos y obtener ATP. Hay varios tipos de fermentación pero en todas ellas:

a) No se utiliza oxígeno ( proceso anaerobio)

b) El producto final es un compuesto orgánico como el etanol o el ácido láctico

c) El rendimiento energético es mucho menor que en la respiración

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6.- TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

Hoy se conoce por el registro fósil, que ya existía vida en la tierra hace 3.800 millones de años. Esta vida era similar a la de nuestras bacterias actuales. Se cree que estos primeros organismos debían tener como mínimo:Una membrana: para separarla del medio externo.

Una organización interna sencilla pero que permitiera el automantenimiento y la reproducción.

Ácidos nucleicos: que podían copiarse a sí mismos y que contienen información para sintetizar proteínas.

Unas estructuras que, auque muy simples, permitían el metabolismo celular para lo cual se necesitan enzimas.

Aunque no es la única hipótesis, la opinión más admitida es que los primeros organismos eran heterótrofos, que se alimentaban de la sopa primordial. Al no existir oxígeno en la atmósfera, además eran anaeróbicos y fermentadores. Con el tiempo los nutrientes se agotaron por la gran cantidad de microorganismos que se alimentaban de ellos y así se facilitó la aparición de organismos capaces de fabricar su propia materia (autótrofos) con fuentes de energía como la luz que convivieron con los seres heterótrofos primitivos. De este modo nacieron los seres fotosintéticos, como las actuales cianobacterias.

La capacidad de estos últimos de emitir oxígeno provocó grandes cambios en la atmósfera. Cuando la cantidad de oxígeno fue abundante se formó el ozono, que sirvió como filtro de radiaciones ultravioletas procedentes del sol. En ese momento la tierra, protegida de los rayos nocivos del sol permitió la expansión de la vida en la superficie del agua y la tierra, en contacto con esta nueva atmósfera. Es así como surge un nuevo metabolismo aeróbico.

Durante los 2.000 primeros millones de años de la historia de la vida sobre la Tierra, los procariotas fueron los habitantes de la misma. Más tarde aparecieron los eucariotas.

Existen teorías que afirman que los eucariotas no proceden de un solo tipo de procariotas, sino como producto de la simbiosis de dos o más procariontes diferentes. Hoy día se cree que así se formó el núcleo, las mitocondrias y los cloroplastos, que poseen ADN que revela un origen diferente. A esta teoría se le conoce como teoría endosimbiótica y fue realizada por Lynn Margulis

6.-VIRUS

Los virus son pequeñas partículas formadas por:

Ácido nucleico: ADN o ARN, nunca los dos juntos.

Cápsida: cubierta de proteínas rodeando al ácido nucleico.

Envoltura: similar a la membrana plasmática de la célula que sólo aparece en algunos virus

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Poseen su propia información genética, pero carecen de orgánulos y estructuras celulares necesarios para llevar a cabo la vida celular. Para su reproducción es necesario que el ácido nucleico del virus se introduzca en una célula viva, donde se podrá expresar dentro de la nueva estructura celular. Por esta razón son parásitos obligados.

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El ciclo vital de un virus puede ser de dos manerasA) Ciclo lítico

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B) ciclo lisogénico

Es igual que el lítico pero el genoma vírico se une al genoma de la célula huésped y se reproduce con ésta

En un momento dado el virus que se dice atemperado se despierta y se establece otra vez el ciclo lítico

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