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ESTRUCTURA CELULAR,
DIVISIÓN CELULAR
(CITOLOGÍA)
7. LA CÉLULA, NIVELES DE ORGANIZACIÓN
8. LA CÉLULA, LA MEMBRANA PLASMÁTICA
9. LA CÉLULA EUCARIOTA, EL CITOPLASMA.
10. LA CÉLULA EUCARIOTA, EL NÚCLEO
11. LA CÉLULA
CELULAR
Citología
EUCARIOTA,
LA
DIVISIÓN
II- 1
TEMA 7.-
LA CÉLULA, NIVELES DE ORGANIZACION
1.- LA TEORÍA CELULAR
2.- TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR
2.2. ESTRUCTURA DE LA CÉLULA PROCARIOTA
2.3. ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIOTA
3.- EVOLUCIÓN CELULAR: ORIGEN DE LA CÉLULA EUCARIOTA
4.- DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
5.- DIFERENCIAS ENTRE CÉLULA ANIMAL Y VEGETAL
+++++++++++
1.- LA TEORÍA CELULAR
A la teoría celular se llegó gracias a una serie de descubrimientos científicos
ligados a la mejora de la calidad de los microscopios.
En 1665, el inglés Robert Hooke, examinando al
microscopio una laminilla de corcho, observó que estaba
formada por pequeñas cavidades poliédricas a las que
denominó células, que significa “celdillas” (cellulae en
latín). Por esta circunstancia se considera a Hooke como
el descubridor de la célula. Hoy se sabe que lo que
describió Hooke eran paredes celulares, que son las
estructuras que persisten después de la desaparición de
las células en este tipo de tejido.
El holandés Van Leeuwenhoek, contemporáneo de Hooke, realizó
detalladas observaciones de células animales y vegetales e incluso
descubrió el mundo de los microorganismos (protozoos y bacterias),
utilizando un microscopio simple construido por él.
A principios del siglo XIX los avances científicos permitieron al botánico
Schleiden y al zoólogo Schwann sentar las bases de la teoría celular,
considerando a la célula como la unidad estructural y funcional de los seres
vivos.
En ese mismo siglo, Virchow completó la teoría celular mediante el
siguiente postulado: toda célula procede de otra célula preexistente
Citología
II- 2
Cuando se postuló la teoría celular, algunos científicos europeos
consideraban que ésta no era aplicable al sistema nervioso, debido a su
particular estructura reticular. Santiago Ramón y Cajal, a finales del siglo
XIX, demostró la individualidad neuronal, dando valor universal a la teoría
celular.
La formulación actual de la teoría celular puede exponerse de la siguiente
forma:

Todos los organismos están formados por una o más células.

La célula es la unidad estructural y funcional de los seres
vivos.

Las células son las formas más elementales de vida que
presentan todas las funciones propias de un ser vivo: nutrición,
relación y reproducción.

Toda célula proviene de una anterior, permitiendo la transmisión
de caracteres de generación en generación.
2.- TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR
Como ya se ha dicho, la célula es la unidad estructural y funcional básica de
los seres vivos. Sin embargo, a pesar de compartir una serie de
características esenciales en cuanto a estructura y función, no todas las
células presentan el mismo nivel de complejidad, pudiéndose distinguir dos
modelos diferentes de organización celular: células procariotas y células
eucariotas. A su vez, las células eucariotas se dividen en células animales
y células vegetales.
Células Procariotas
Células Eucariotas
Bacterias
Células Animales
Células Vegetales
El estudio de la célula recibe el nombre de citología.
2.2 ESTRUCTURA DE LA CÉLULA PROCARIOTA (de pro, anterior a,
primitivo; y karion, núcleo)
Las células procariotas son estructuralmente más simples que las células
eucariotas, ya que son las más primitivas
Su principal característica es la de poseer el material genético disperso en el
citoplasma, es decir, están desprovistas de núcleo. Asimismo carecen de
citoesqueleto y de los orgánulos membranosos típicos de las células
eucariotas.
Citología
II- 3
La mayoría de las células procariotas son de pequeño tamaño, desde menos
de una micra hasta unas pocas micras, igual al tamaño de algunos
orgánulos de las células eucariotas.
La estructura procariota es característica y exclusiva de las bacterias. Las
bacterias debido a su organización celular, distinta al resto de los seres
vivos, se clasifican en un reino aparte, el reino Monera.
Las bacterias, aunque pueden presentarse en colonias, nunca forman
individuos pluricelulares.
En una bacteria se pueden encontrar los siguientes elementos:

Membrana plasmática de estructura similar a la de las células
eucariotas. La membrana plasmática proyecta hacia el interior unos
repliegues denominados mesosomas, donde se localizan las enzimas
implicadas en procesos como la replicación del ADN y la respiración

Pared bacteriana, que rodea a la membrana plasmática, está formada
de mureína (un peptidoglucano formado por azúcares y pequeños
péptidos) que da forma a la célula y le proporciona protección frente al
exceso de entrada de agua, impidiendo que estalle.

Cápsula bacteriana. En numerosas bacterias exteriormente a la pared
celular existe una cubierta que constituye la cápsula. La cápsula es de
naturaleza glucídica y está presente en muchas bacterias patógenas,
debido a que facilita la adherencia del microorganismo a los tejidos
específicos
del
hospedador.
También proporciona protección
frente a los fagocitos y los
anticuerpos
del
sistema
inmunitario, así como frente a la
desecación, ya que esta capa fija
una cantidad considerable de
agua.

Material genético, formado por
una molécula de ADN bicatenario
circular
que
constituye
el
llamado
cromosoma
bacteriano y que se encuentra
libre en el citoplasma. Además
del cromosoma bacteriano se
presentan otros fragmentos de
ADN circular de pequeño tamaño
que son los plásmidos. Los
plásmidos
contienen
genes
importantes para la bacteria y
pueden
conferirle
ventajas
adaptativas como la resistencia a
los antibióticos.
Citología
II- 4
El ADN de las bacterias no está unido a proteínas de tipo histonas (como
es el caso de las células eucariotas)

Citoplasma, que contiene ribosomas 70S (de tamaño más pequeño
que los de las células eucariotas e iguales a los de las mitocondrias y
cloroplastos) y enzimas y nutrientes para llevar a cabo su metabolismo.
El citoplasma no contiene orgánulos membranosos como
mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplasmático o lisosomas, que son
propios de las células eucariotas. La mayoría de las células bacterianas
poseen inclusiones que contienen sustancias de desecho del
metabolismo bacteriano o sustancias de reserva como polisacáridos
(almidón, glucógeno) y lípidos. Estas inclusiones están dispersas por el
citoplasma, sin membrana que las aísle.

Flagelos, fimbrias y pili. Muchas bacterias están dotadas de
estructuras filamentosas denominadas flagelos bacterianos. Estos
flagelos son muy diferentes en cuanto a su estructura a los de las
células eucariotas, están constituidos por una zona de anclaje a la pared
y a la membrana, y un filamento cuya longitud puede ser varias veces
la de la bacteria. Los flagelos ejecutan un movimiento rotatorio que
impulsa a la célula.
Además de los flagelos, las bacterias pueden presentar otras estructuras
filamentosas, las fimbrias y los pili, que son huecas y rectas. Las
fimbrias son cortas y numerosas, no están presentes en todas las
bacterias y su función está relacionada con la adherencia a los sustratos
físicos para la fijación. Los pili son similares a las fimbrias, pero suelen
ser más largos y mucho menos numerosos. Su función está relacionada
con el paso de ADN de una célula a otra durante el proceso de
conjugación bacteriana.
2.3 ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIOTA (eu, verdadero; karion,
núcleo)
Excepto las bacterias, el resto de los seres vivos, tanto unicelulares como
pluricelulares, presentan una organización celular de tipo eucariota.
Las células eucariotas son mucho mayores y más complejas que las
procariotas. Su material genético está dentro del núcleo, rodeado por una
envoltura nuclear, y además tienen una serie de orgánulos citoplasmáticos
rodeados de membrana.
Las células eucariotas se dividen a su vez en células animales y vegetales
La estructura de una célula eucariota tipo consta básicamente de membrana
plasmática, citoplasma y núcleo.
Citología
II- 5

La membrana plasmática constituye el límite externo de la célula y
cuya función primordial consiste en regular el transporte e intercambio
de sustancias con el medio exterior.
En las células vegetales, rodeando a la membrana plasmática, existe
una pared celular rígida de celulosa. Las células de los hongos también
van provistas de una pared celular formada básicamente por quitina.
Las células animales no llevan pared celular

El citoplasma es la parte de la célula que está comprendida entre la
membrana plasmática y la membrana nuclear. Está formada por un
medio acuoso, el citosol, en el cual se encuentran inmersos un gran
número de orgánulos y una serie de filamentos proteínicos que
constituyen el citoesqueleto. En muchas células se encuentran además
sustancias de reserva en forma de gránulos que se denominan
inclusiones.

El núcleo.- Todas las células eucariotas presentan un núcleo delimitado
por una envoltura nuclear. En su interior se encuentra la cromatina,
constituida por ADN asociado a proteínas. La envoltura nuclear, formada
por una doble membrana tiene unos poros que comunican el núcleo y el
citoplasma.
Citología
II- 6
3.- EVOLUCIÓN CELULAR: ORIGEN DE LA CÉLULA EUCARIOTA
Según los estudios más recientes, las primeras células surgieron hace
unos 3.500 millones de años. Estas primeras células eran procariotas, es
decir, su material genético no estaba separado del resto de la célula dentro
de un núcleo limitado por una envoltura.
Es probable que estas células hayan obtenido su alimento
absorbiendo moléculas orgánicas del caldo de cultivo primitivo. No había
oxígeno libre en la atmósfera, por lo que estas células deben haber
metabolizado las moléculas orgánicas anaeróbicamente (fermentación), con
lo cual sólo obtendrían de ellas pequeñas cantidades de energía. Se puede
decir por tanto que las primeras células fueron bacterias heterótrofas
y anaerobias.
Las células eucariotas no aparecieron hasta hace unos 1 500 millones
de años y su gran complejidad hizo posible la evolución de los organismos
pluricelulares.
Citología
II- 7
Se considera que las primeras células eucariotas proceden de las
primitivas bacterias anaerobias y heterótrofas. El primer paso sería la
pérdida de la pared celular, con lo que la membrana plasmática creció y se
replegó sobre sí misma; esto proporcionó una mayor superficie de absorción
de nutrientes y, por tanto, permitió un aumento de tamaño. Los
plegamientos de la membrana se fueron acentuando replegándose hacia
dentro, originándose el complejo sistema de endomembranas típico de las
células eucariotas (retículo endoplasmático, envoltura nuclear, etc.).
Por otra parte, algunas células habrían adquirido la capacidad de
alimentarse por fagocitosis, es decir, de engullir partículas sólidas
voluminosas. Así se desarrollaron células capaces de fagocitar bacterias. En
algún momento, la relación depredador/presa derivó hacia una asociación
ventajosa para ambos (asociación simbiótica).
Parece ser que la primera simbiosis se estableció con bacterias
aerobias (capaces de usar O2 para la respiración celular): las bacterias
encontraron un medio favorable para su supervivencia, y la célula eucariota
adquirió un mecanismo para obtener energía más eficaz que la
fermentación. Así surgieron las células con mitocondrias, precursoras
de las células animales.
Más tarde, algunas de las células con mitocondrias se asociaron con
bacterias que habían desarrollado la capacidad de sintetizar materia
orgánica a partir de materia inorgánica utilizando la energía de la luz
(bacterias fotosintéticas, cianobacterias). Así surgieron células con
mitocondrias y cloroplastos, precursoras de las células vegetales.
La teoría que explica el origen de mitocondrias y cloroplastos a partir
de bacterias aerobias y fotosintéticas respectivamente recibe el nombre de
teoría endosimbiótica
La teoría endosimbiótica se apoya en el hecho de que las
mitocondrias y los cloroplastos de las células eucariotas tienen las
siguientes características:




Presentan ADN circular (como las bacterias)
Presentan ribosomas 70S (como las bacterias)
Se multiplican por bipartición (como las bacterias)
Presentan una doble membrana (la membrana externa procedería
del proceso de fagocitosis asociado a la aparición de estos orgánulos)
Citología
II- 8
Citología
II- 9
4.
DIFERENCIAS
Y
SIMILITUDES
PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
ENTRE
CÉLULAS
Todas las células, procariotas y eucariotas, tienen unos componentes
esenciales comunes:


Presentan una membrana plasmática que las aísla del medio que las
rodea y constituye la principal «barrera selectiva» para el intercambio
de sustancias con el exterior.
Todas las células poseen información genética en forma de
macromoléculas (ácidos nucleicos), así como ribosomas implicados en
la síntesis de proteínas.
En cuanto a las diferencias, que son múltiples, se recogen en el siguiente
cuadro comparativo:
Características
PROCARIOTAS
EUCARIOTAS
Tamaño
Envoltura nuclear
ADN
Cromosomas
División
Ribosomas
Orgánulos
membranosos
1-10 µm
No
Sin proteínas
Único
Binaria
70 S (pequeños)
10-100 µm
Sí
Con proteínas
Múltiple
Mitosis
80 S (grandes)
No
Sí
Respiración
Anaerobias /Aerobias
Aerobias
Enzimas
respiratorios
Mitocondrias
Pared Celular
Citoesqueleto
En la membrana
(mesosomas)
No
Pared bacteriana
No
Flagelos
Tipos de
organismos que
forman
Citología
plasmática
En las Mitocondrias
Sí
En las C. vegetales
Sí
Flagelos (complejos,
Flagelos bacterianos (simples,
formados por
formados por flagelina)
tubulina)
Pueden formar
organismos
Sólo forman organismos
unicelulares o
unicelulares.
pluricelulares. Los
Los organismos formados por
organismos formados
células procariotas reciben el
por células eucariotas
nombre de procariontes.
reciben el nombre de
eucariontes
II- 10
5.- SIMILITUDES Y DIFERENCIAS
ANIMALES Y VEGETALES
ENTRE
LAS
CÉLULAS
Dado que tanto las células animales como las vegetales son eucariotas, los
dos tipos presentan muchas características comunes Membrana
plasmática, Núcleo, Retículo endoplasmático, Aparato de Golgi,
Mitocondrias, Ribosomas, Lisosomas…
En cuanto a las diferencias se pueden resumir en la siguiente tabla:
Característica
Célula Animal
Célula vegetal
Pared celular
No
Sí
Centrosoma
Sí
No
Vacuolas
No
Grandes
Cloroplastos
No
Sí
EJERCICIOS
1. Ramón y Cajal eliminó el último obstáculo al reconocimiento universal
de la teoría celular, al demostrar que también el tejido nervioso está
formado por células individuales: las neuronas. Explica los puntos
fundamentales de esta teoría, mencionando el avance técnico y los
científicos que contribuyeron a su establecimiento.
2. Elabora una tabla en la que se comparen las propiedades estructurales
y funcionales de las células procarióticas y eucarióticas. Haz un dibujo
de cada una de ellas.
3. Indica cuál o cuáles de los siguientes componentes celulares no
aparecen nunca en las células procarióticas:
a) Membrana plasmática.
b) Citoplasma.
e) Ribosomas.
d) Envoltura nuclear.
e) Pared celular.
4. Explica como se pudieron formar las células eucariotas a partir de las
procariotas. ¿En qué se basa la teoría endosimbiótica sobre la
aparición de las células eucariotas?
Citología
II- 11
TEMA 8. LA CELULA. - LA MEMBRANA PLASMÁTICA
1.- Introducción
2.- Composición química y estructura de la membrana
Lípidos
Proteínas
Glúcidos
3.- Modelo del mosaico fluido
4.- Funciones de la membrana plasmática
5.- Transporte a través de la membrana
Transporte transmembrana
Transporte pasivo
Difusión simple
Difusión facilitada
Proteínas de canal
Proteínas transportadoras
Transporte activo
Transporte por desplazamiento de la membrana celular
Endocitosis
Fagocitosis
Pinocitosis
Endocitosis mediada por receptor
Exocitosis
6.- Pared celular
6.1. Estructura y composición
2.2. Funciones
Anexo I.- Ejemplo de función receptora de la membrana celular
EJERCICIOS
Citología
II- 12
1.- INTRODUCCION
La membrana plasmática o membrana celular constituye el límite entre el
medio extracelular e intracelular.
A continuación vamos a ver la composición y estructura de la membrana
plasmática. Hay que tener en cuenta que en la célula existen otras muchas
estructuras membranosas internas que tienen una composición y estructura
similares a la de la membrana plasmática. La principal diferencia consiste
en que la membrana plasmática presenta oligosacáridos en su cara externa
(el glucocálix) y las membranas internas no lo presentan.
En las células eucariotas las estructuras membranosas son las siguientes:









Membrana plasmática
Envoltura nuclear
Retículo endoplasmático liso y rugoso
Aparato de Golgi
Mitocondrias
Cloroplastos (sólo células vegetales)
Vacuolas
Lisosomas
Peroxisomas
Las células procariotas poseen membrana plasmática pero no órganulos
membranosos ni envoltura nuclear
Citología
II- 13
2.- COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA
La membrana plasmática está formada por una bicapa lipídica que lleva
además proteínas y en menor cantidad glúcidos.
LÍPIDOS DE MEMBRANA
(Ver tema de los lípidos para estructura y propiedades)
Las membranas biológicas están constituidas por tres tipos de lípidos:



Fosfolípidos: Son los principales componentes de la membrana.
Glucolípidos: De ellos los más importantes son los esfingolípidos
como los cerebrósidos y los gangliósidos, que llevan un monosacárido
y un oligosacárido respectivamente en su extremo polar
Colesterol: Lípido esteroide que regula la fluidez de la membrana
Todos ellos tienen carácter anfipático y por tanto se orientan formando
bicapas lipídicas, de tal manera que las cabezas hidrofílicas se sitúan
hacia el exterior, es decir, en contacto con los medios hídricos del interior y
del exterior de la célula, y las colas hidrofóbicas se disponen enfrentadas
en el interior de la doble capa.
PROTEÍNAS
Según la posición que ocupen las proteínas pueden ser:


Integrales o intrínsecas, cuando están total o parcialmente en el
interior de la bicapa lipídica. Algunas de ellas llevan asociados
oligosacáridos, pero sólo en la parte externa de la membrana. Si la
proteína atraviesa totalmente la membrana, exponiendo sus extremos a
ambos lados, reciben el nombre de proteínas transmembrana
Periféricas o extrínsecas, situadas en el exterior de la bicapa lipídica,
bien en la cara externa o en la interna. Pueden estar unidas a proteínas
integrales o a los lípidos de la bicapa.
Las principales funciones que realizan las proteínas de la membrana son
las siguientes:
 Transporte de moléculas hacia el interior o el exterior de la célula.
 Recepción de señales químicas, como determinadas hormonas
GLÚCIDOS
Los glúcidos presentes en las membranas son de tipo oligosacáridos y
están unidos a las proteínas o a los lípidos formando glucoproteínas y
glucolípidos respectivamente. Se localizan sólo en la cara externa de la
Citología
II- 14
membrana constituyendo el glucocálixo glicocálix. La presencia del
glucocálix en la cara externa de la membrana le confiere con carácter
asimétrico a la misma. El glucocálix tiene las siguientes funciones:


Protección mecánica.
Reconocimiento. Las moléculas del glucocálix actúan como señales
de reconocimiento entre las células (como por ejemplo el
reconocimiento entre óvulo y espermatozoides de la misma especie,
bacterias infecciosas y células atacadas…). Asimismo, gracias al
glucocálix, las células de órganos trasplantados son reconocidas como
extrañas por el sistema inmunitario del receptor, lo que provoca el
rechazo. Los glóbulos rojos de un grupo sanguíneo incompatible son
reconocidos como extraños por las glucoproteínas del glucocálix.
3.- MODELO DEL MOSAICO FLUIDO
La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes
tienen cierta posibilidad de movimiento, lo que le proporciona cierta fluidez.
Debido al movimiento de las moléculas que forman la membrana, se dice
que esta tiene una estructura de mosaico fluido
Los movimientos que pueden realizar los lípidos de la membrana son de
tres tipos:



De rotación: giro de la molécula lipídica
alrededor de su eje mayor.
De difusión lateral: las moléculas
lipídicas se difunden libremente de
manera lateral dentro de la bicapa. Es el
movimiento más frecuente.
Flip-flop: una molécula lipídica pasa de
una capa a otra.
Al igual que los lípidos, las proteínas de la
membrana poseen movimiento de difusión
lateral, lo que contribuye a la fluidez de la
misma.
La fluidez es una de las características más importantes de la membrana,
depende de tres factores:



Temperatura: Es el principal regulador de la fluidez de la membrana.
La fluidez aumenta con la temperatura.
Colesterol: las moléculas de colesterol dificultan el movimiento del
resto de los lípidos de la membrana. O sea, a mayor cantidad de
colesterol, menos fluidez.
Naturaleza de los lípidos: cuanto más cortos sean y más dobles
enlaces presenten (mayor grado de insaturación) los ácidos grasos que
forman parte de la bicapa lipídica, mayor será la fluidez de la membrana,
debido a que las fuerzas de Van der Waals que se establecen entre ellos
serán menores.
Citología
II- 15
4.- FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA



CONTROL DEL INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS ENTRE LA CÉLULA
Y SU ENTORNO. La membrana plasmática actúa como una barrera con
permeabilidad selectiva, lo cual permite a la célula regular su medio
interno.
RECEPCIÓN
DE
SEÑALES
QUÍMICAS
como
hormonas
y
neurotransmisores. Esta función es llevada a cabo por las proteínas de
la membrana.
RECONOCIMIENTO. Se debe a los glucolípidos y glucoproteínas del
glucocálix.
5.- TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA.
Las células precisan para su subsistencia de un continuo intercambio de
sustancias con el exterior, que se realiza a través de su membrana
plasmática. Deben tomar del medio extracelular las moléculas necesarias,
en ocasiones en concentraciones muy bajas, al tiempo que tienen que
impedir el paso a las que no le convienen. También tienen que evitar la
pérdida de las sustancias útiles presentes en su citoplasma. Todo ello
permite el mantenimiento de las concentraciones de sustancias que hacen
posible la vida y la actividad celular. Además, a través de la membrana, la
célula debe liberar al exterior las moléculas de desecho del metabolismo
celular y los productos de secreción. Para ello, la membrana plasmática
actúa como una barrera semipermeable muy selectiva.
Los procesos mediante los que lleva a cabo dicho proceso se pueden
clasificar en:
Transporte
transmembrana
Transporte
pasivo
Difusión simple
Difusión facilitada
Proteínas en canal
Proteínas transportadoras
Transporte Activo (bombas)
Transporte con
desplazamiento de la
membrana celular
Endocitosis
Fagocitosis
Pinocitosis
Endocitosis mediada por receptor
Exocitosis
Citología
II- 16
TRANSPORTE TRANSMEMBRANA
Este tipo de transporte se realiza sin desplazamiento de la membrana
celular y mediante él se transportan moléculas de pequeño tamaño.
Dependiendo de que el transporte se realice sin o con gasto energético se
distingue entre: transporte pasivo (sin gasto energético) y transporte
activo (con gasto energético).
TRANSPORTE PASIVO
El transporte pasivo se realiza a favor del gradiente de concentración
(de donde hay más moléculas a donde hay menos), por lo que se realiza
sin gasto energético. Puede ser por difusión simple o por difusión
facilitada.
a) La difusión simple consiste en el paso de
moléculas
que
atraviesan
directamente
la
membrana lipídica, proceso que se ve facilitado por
la fluidez de los componentes de la membrana. Por
difusión simple entran o salen de la célula
moléculas de pequeño tamaño y sin carga
eléctrica, entre otras, moléculas de oxígeno, de
dióxido de carbono, de etanol, de glicerol o de
urea.
Las moléculas lipídicas como las hormonas
esteroideas o la vitamina A entran también en la
célula por difusión simple
La ósmosis es un caso particular de difusión simple cuando se trata del
agua. El agua, pasa a través de la membrana desde un medio
hipotónico a un medio hipertónico. Así una célula situada en un medio
hipotónico tiende a hincharse (turgencia), mientras que en un medio
hipertónico pierde agua (plasmolisis).
b) La difusión facilitada es un tipo de transporte a favor de gradiente (de
concentración o electroquímico) y sin gasto de energía que se realiza
gracias a proteínas de transporte de la membrana. Se pueden
considerar dos tipos de difusión facilitada: por proteínas en canal y
por proteínas transportadoras específicas o carriers.
Las proteínas en canal constituyen
“túneles” que permiten el paso de
moléculas cargadas eléctricamente, o
sea, iones, sin necesidad de que éstos
se unan a ellas.
De esta manera pasan a través de la
membrana Na+, K+, Cl-….
Citología
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Las proteínas transportadoras específicas (que reciben también el
nombre de permeasas o “carriers”) se diferencian de las anteriores
porque el transporte a través de ellas implica la unión entre la proteína
transportadora y la molécula a transportar, así como un cambio en la
forma de la proteína, lo que permite la transferencia de la molécula a
través de la membrana.
Mediante difusión facilitada por proteínas transportadoras específicas
atraviesan la membrana moléculas polares como glucosa, aminoácidos
y nucleótidos.
TRANSPORTE ACTIVO
El transporte activo es un mecanismo que se realiza en contra del
gradiente de concentración y, por tanto, requiere gasto energético (de
ATP). En este tipo de transporte intervienen proteínas transportadoras
que reciben el nombre de bombas, siendo las más importantes las que
transportan cationes de sodio, potasio, calcio y protones.
Un ejemplo de transporte activo es la bomba de sodio-potasio. Este
mecanismo permite mantener la concentración de potasio mucho más alta
en el interior celular que en el exterior, mientras que la concentración de
sodio se mantiene mayor fuera que dentro de la célula. Este desequilibrio
de cargas constituye el denominado potencial de membrana,
especialmente importante en las células nerviosas, ya que permite la
excitabilidad de éstas y la transmisión del impulso nervioso.
Otros ejemplos importantes de transporte activo son la entrada de sales
minerales del suelo al interior de las células de las raíces de las plantas y la
entrada de protones en los lisosomas para crear un medio ácido (bomba
de protones)
En general, los procesos de transporte activo son tan importantes para las
células que éstas llegan a gastar en ellos hasta el 30% de la energía total
que producen.
Citología
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El proceso que se realiza en la bomba de sodio-potasio se representa en el
siguiente esquema:
TRANSPORTE CON DESPLAZAMIENTO DE LA MEMBRANA CELULAR
Mediante este proceso, que produce una deformación de la
membrana, la célula puede incorporar o expulsar macromoléculas o
partículas. El proceso mediante el cual las células ingieren macromoléculas
y partículas del medio recibe el nombre de endocitosis. El proceso por el
que las células segregan macromoléculas al exterior se denomina
exocitosis. Ambos procesos suponen gasto energético y la formación
de vesículas rodeadas de membrana.
ENDOCITOSIS
La endocitosis es el proceso mediante el cual se introducen en la célula
moléculas de gran tamaño y partículas sólidas. Se conocen tres formas de
endocitosis: fagocitosis, pinocitosis y endocitosis mediada por
receptor.
a) Fagocitosis:
Se
entiende
por
fagocitosis la captación por parte de
la célula de partículas sólidas y
microorganismos. Las amebas y
otros protozoos utilizan este método
para alimentarse y los macrófagos
(un tipo de leucocitos) para destruir
bacterias y restos celulares.
Citología
II- 19
Cuando una partícula alimenticia o una
bacteria
entra
en
contacto
con
la
membrana, induce en ésta la formación de
prolongaciones, llamadas pseudópodos,
que la envuelven, formándose así una
vesícula llamada fagosoma.
Después uno o varios lisosomas (que
contienen enzimas digestivas) se fusionan
al fagosoma degradando el material
ingerido.
La fagocitosis es un proceso que sólo se da
en determinados tipos de células, como
las citadas anteriormente.
b)
Pinocitosis: Es un proceso que consiste en
la toma indiscriminada de líquido extracelular
y se realiza en todo tipo de células
eucariotas.
En la pinocitosis la membrana plasmática se
invagina formando una vesícula pinocítica
que contiene agua con iones y moléculas del
medio extracelular
c)
Endocitosis mediada por receptor: A
diferencia de la pinocitosis que es un proceso
indiscriminado, la endocitosis mediada por
receptor es un proceso altamente específico
que requiere que las moléculas que van a
entrar en la célula se unan previamente a
unas proteínas específicas de la membrana
(receptores). Los receptores se concentran
en zonas concretas de la membrana en forma
de pequeños hoyos que se denominan
depresiones, que al cerrarse originan las
vesículas endocíticas.
De esta manera entra en la
colesterol entre otras moléculas.
Citología
célula
el
II- 20
EXOCITOSIS
Consiste en la secreción de sustancias al exterior de la célula mediante
vesículas formadas en el Aparato de Golgi que se dirigen al borde celular
donde vierten su contenido (una vez que llegan a la membrana plasmática,
las vesículas exocíticas se funden con ella y expulsan su contenido al
exterior)
En las células secretoras específicas, por medio de vesículas exocíticas se
vierten
al
exterior
celular
hormonas,
enzimas
digestivas,
neurotransmisores, anticuerpos, etc.
Los residuos de la digestión intracelular producidos en los procesos
de fagocitosis son también expulsados de la célula por exocitosis.
En todas las células, las vesículas exocíticas contribuyen a la renovación de
la membrana plasmática, ya que la membrana de la vesícula exocítica se
incorpora a la membrana plasmática.
Citología
II- 21
6.- PARED CELULAR
La pared celular es una capa externa y rígida que rodea a las células
vegetales. No está nunca presente en las animales.
6.1.- Estructura y Composición
En todas las células vegetales la pared celular presenta al menos dos
capas: la lámina media y la pared primaria.

La lámina media, en la parte más externa y que la separa de la
célula adyacente. Está formada por pectina (un heteropolisacárido)

La pared primaria está formada por fibrillas de celulosa
entrecruzadas (formadas a su vez por microfibrillas, que son
agrupaciones de varias decenas de moléculas paralelas de celulosa
unidas por puentes de hidrógeno intermoleculares) englobadas en una
matriz rica en agua, polisacáridos y proteínas.
La formación de la pared celular se inicia al final del proceso de división
celular a partir de las vesículas del complejo de Golgi que se sitúan en el
plano ecuatorial (fragmosplasto). Al fusionarse estas vesículas, su contenido
(pectina) forma la lámina media y posteriormente, entre la lámina media y
la membrana, se forma la pared primaria.
Citología
II- 22
En células especializadas, como las que forman los vasos conductores
de la savia o las que tienen funciones de soporte, se forma una pared
secundaria entre la pared primaria y la membrana celular.
La pared secundaria presenta un contenido mayor de fibrillas de
celulosa y un contenido hídrico en la matriz considerablemente menor que
la pared primaria.
La pared secundaria puede modificarse por impregnación de otras
sustancias como la lignina que aumentan la resistencia de la pared celular
La pared primaria no es rígida y permite el crecimiento de la célula,
mientras que la pared secundaria, formada sólo en células diferenciadas, no
permite el crecimiento celular debido a su rigidez.
Por otra parte, las células epidérmicas de las plantas llevan en su pared
celular cutina y ceras, lo que las hace impermeables evitando de esta
manera la pérdida de agua.
Los plasmodesmos
Los
plasmodesmos
son
canales
que
atraviesan
totalmente las paredes de dos
células contiguas y ponen en
contacto
sus
citoplasmas.
Pueden localizarse en la zona
de
las
punteaduras
o
distribuirse por toda la pared
celular.
Mediante
los
plasmodesmos
quedan
interconectados los citoplasmas
de las células adyacentes, a
Citología
II- 23
través de ellos incluso atraviesan sacos de retículo endoplasmático de una
célula a otra.
6.2.- Funciones de la pared celular:




Protege y da forma a la célula vegetal.
La pared celular permite que las células vegetales puedan mantener
la turgencia sin romperse y de esta forma dar rigidez a la planta.
La lignificación de la pared celular que tiene lugar en los tejidos de
soporte y conducción permite el mantenimiento erguido de la planta y
la formación de vasos conductores.
La cutinización de la pared de las células epidérmicas impide la
pérdida de agua.
ANEXO I. EJEMPLO DE FUNCIÓN RECEPTORA DE LA MEMBRANA
CELULAR EN LAS CÉLULAS ANIMALES
Las
hormonas
de
naturaleza lipídica, como las
hormonas
sexuales,
al
ser
liposolubles
atraviesan
las
membranas
celulares
sin
dificultad. Por el contrario, las
hormonas peptídicas, como el
glucagón, no pueden hacerlo y
para llevar a cabo su acción
tienen que valerse de un
“segundo mensajero”.
En
el
caso
de
las
hormonas peptídicas el proceso
comienza con la unión de la
hormona
con
un
receptor
situado en la membrana celular.
La combinación de la hormona y
el receptor forma un complejo
que activa a la enzima adenilato ciclasa, la cual transforma el ATP en AMPcíclico. El AMP-c, ya dentro de la célula, provoca la respuesta celular por lo
que recibe el nombre de “segundo mensajero”.
Citología
II- 24
RESUMEN DEL TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA:
Transporte
pasivo
Transporte
transmembrana
Se realiza a
favor de
gradiente y sin
consumo de
energía
(moléculas
pequeñas)
Transporte
activo
En contra de
gradiente y con
consumo de
energía
Endocitosis
Transporte con
desplazamiento
de la membrana
celular
Mediante este
proceso la
célula capta
macromoléculas
o partículas del
exterior
(macromoléculas
y partículas)
Directamente atravesando la
bicapa lipídica : oxígeno, dióxido
Difusión
de carbono, etanol, glicerol,
simple
urea, agua (ósmosis), hormonas
y vitaminas lipídicas
Por medio de proteínas de canal
que permiten el paso de moléculas
con carga eléctrica, principalmente
iones
Por medio de proteínas
Difusión transportadoras (carriers o
facilitada permeasas) que se unen a la
molécula a transportar y sufren un
cambio en su conformación:
transporte de moléculas polares
como aminoácidos, glúcidos y
nucleótidos
Se lleva a cabo por medio de proteínas
especializadas llamadas bombas.
El caso más importante de transporte activo es
el que lleva a cabo la bomba de
sodio/potasio, que introduce en la célula dos
iones de potasio al mismo tiempo que lleva al
exterior tres iones de sodio
Fagocitosis: la llevan a cabo muchos protozoos
para ingerir partículas alimenticias y los
macrófagos para destruir microorganismos y
residuos celulares. Se forman pseudópodos
que engloban a la partícula formando un
fagosoma.
Pinocitosis: consiste en la ingestión de líquidos
y partículas en disolución.
Endocitosis mediada por receptor, Se
produce en regiones especializadas de la
membrana, denominadas depresiones.
De esta manera la célula incorpora sustancias
como el colesterol
Exocitosis
Es el
mecanismo por
el cual la célula
libera al exterior
sustancias
producidas en
su interior
Citología
Las sustancias que van a ser secretadas
(hormonas, enzimas digestivas,
neurotransmisores, sustancias de desecho, etc)
están contenidas en el interior de vesículas que
se fusionan a la membrana plasmática liberando
su contenido al exterior de la célula.
II- 25
EJERCICIOS
1. Realiza un cuadro esquemático del transporte a través de la membrana.
2. ¿A qué se debe el carácter asimétrico de la membrana plasmática?
3. ¿Por qué mecanismo entran las sales minerales en las raíces de las
plantas?
4. ¿Cómo entran las hormonas en el interior de una célula?
5. ¿Qué gasto energético tiene el proceso osmótico?
6. ¿De qué tipos de moléculas está formada la membrana plasmática?
7. ¿Qué lípidos están presentes en la membrana plasmática? Representa la
situación de los lípidos en la membrana. ¿Qué propiedad tienen estos
lípidos que permiten la formación de la bicapa lipídica?
8. Explica los movimientos de los lípidos de la membrana.
9. ¿De qué depende la fluidez de la membrana?
10. Proteínas de la membrana: tipos y funciones.
11. Glúcidos de la membrana: situación y funciones.
12. Funciones de la membrana plasmática.
13. El transporte pasivo a través de la membrana: características y tipos.
14. ¿En qué se diferencian la difusión simple y la difusión facilitada? ¿Qué
moléculas se intercambian por estos mecanismos?
15. ¿En qué consiste el transporte activo?
16. Explica la bomba de sodio/potasio. ¿Cuál es su finalidad? ¿Qué otro
ejemplo de transporte activo conoces?
17. ¿Qué se entiende por endocitosis y exocitosis?
18. ¿Qué tipos de endocitosis conoces?
19. Dibuja esquemáticamente la estructura de la membrana plasmática y
explica el modelo del mosaico fluido.
20. Explica en qué consiste la fagocitosis. Cita los ejemplos de fagocitosis
que conozcas.
21. ¿En qué consiste la pinocitosis?
Citología
II- 26
22. Explica el proceso de endocitosis mediada por receptor. Cita algunas
sustancias que entren en la célula por ese mecanismo.
23. ¿Qué son los plasmodesmos?
24. Interpreta el siguiente esquema:
25. Interpreta el siguiente esquema:
26. Explica el proceso de exocitosis. ¿Qué sustancias salen de la célula por
ese mecanismo? ¿Qué orgánulo citoplasmático interviene en el proceso
de exocitosis?
27. ¿Cuál es la composición de la pared de la célula vegetal?
28. Describe la estructura de la celulosa.
29. ¿Cuál es la función de la lignina, la cutina y las ceras? ¿En qué células se
presentan?
30. Describe las capas que forman la pared de la célula vegetal.
31. ¿Cómo se forma la pared de las células vegetales? ¿Cuáles son sus
funciones?
Citología
II- 27
TEMA 9.- LA CELULA EUCARIOTA. CITOPLASMA
El citoplasma es la parte de la célula que está comprendida entre la
membrana plamática y la membrana nuclear. Está formada por un medio
acuoso, el hialoplasma, en el cual se encuentran inmersos una serie de
filamentos proteínicos que constituyen el citoesqueleto y un gran número
de orgánulos, unos rodeados de membrana y otros no. En muchas células
se encuentran además sustancias de reserva en forma de gránulos que se
denominan inclusiones. Para su estudio, el citoplasma se suele dividir en:
Orgánulos






y estructuras no membranosas
Hialoplasma
Citoesqueleto
Centrosoma
Cilios y flagelos
Ribosomas
Inclusiones citoplasmáticas
Orgánulos membranosos
No energéticos
 Retículo endoplasmático
 Aparato de Golgi
 Lisosomas
 Peroxisomas
 Vacuolas
Energéticos
 Mitocondrias
 Plastos
HIALOPLASMA O CITOSOL
El hialoplasma es el medio líquido del citoplasma. Está formado
básicamente por agua (80%), en la que se encuentran disueltos iones
inorgánicos y gran cantidad de moléculas orgánicas como aminoácidos,
monosacáridos, nucleótidos, moléculas de ARN y gran cantidad de enzimas
que catalizan un gran número de reacciones del metabolismo celular,
como la glucolisis. En el citosol se encuentran inmersos los orgánulos
citoplasmáticos membranosos y no membranosos.
CITOESQUELETO
Todas las células eucarióticas tienen un esqueleto interno, el
citoesqueleto, formado por una red de fibras proteínicas que se extiende por
todo el citoplasma. El citoesqueleto está formado por tres tipos de fibras
proteínicas:
 Microtúbulos
 Microfilamentos
 Filamentos intermedios
Citología
II- 28
Los tres tipos de filamentos del citoesqueleto están conectados entre sí,
lo que permite coordinar sus funciones. El citoesqueleto realiza
funciones relacionadas con la morfología y el movimiento celular.
Microtúbulos
Tienen forma de cilindro hueco y están constituidos por la
polimerización de una proteína globular, la tubulina. Además
de formar parte del citoesqueleto, las principales funciones
de los microtúbulos son:



Forman los cilios y los flagelos
Forman los centriolos
Forman las fibras del huso mitótico, siendo responsables
del movimiento de los cromosomas durante la mitosis.
Microfilamentos
Están formados por moléculas de una proteína globular
denominada actina que se polimeriza formando filamentos
dobles helicoidales, los microfilamentos de actina.
Las principales funciones que realizan los microfilamentos son:




Contracción muscular: En las células musculares los
filamentos de actina se asocian con los de otra proteína, la
miosina. La contracción muscular se produce por el
deslizamiento de los filamentos de actina sobre los de
miosina.
Intervienen en los cambios de forma de la célula mediante la
formación de pseudópodos: Los pseudópodos son
prolongaciones de la membrana plasmática que se producen
por el alargamiento de los polímeros de actina. Los
pseudópdos producen el movimiento ameboide de algunas
células e intervienen en la fagocitosis.
Intervienen en la división del citoplasma durante el
proceso de división celular mediante la formación de un
anillo de microfilamentos que se va cerrando hasta la
separación de las dos células hijas.
Mantienen la estructura de la microvellosidades. En el
interior de las microvellosidades aparecen filamentos
paralelos de actina que mantienen su estructura rígida (como
por ejemplo en las microvellosidades de las células del
epitelio intestinal).
Tanto los microtúbulos como los microfilamentos son estructuras
dinámicas que se forman y destruyen constantemente por polimerización o
despolimerización, en función de las necesidades de la célula
Citología
II- 29
Filamentos intermedios
Reciben este nombre por tener un diámetro intermedio entre los
microfilamentos de actina y los microtúbulos. Están formados
por fibras proteicas de varios tipos.
Su principal función es la de actuar como elementos de
soporte, constituyendo armazones que dan forma a las
células. Existen varios tipos de filamentos intermedios, entre
ellos los filamentos de queratina, muy abundantes en las
células de la piel a las que proporcionan gran resistencia
mecánica y los neurofilamentos, que mantienen la estructura
del axón y las dendritas de las neuronas
CENTROSOMA
El centrosoma es un orgánulo no membranoso propio de las células
animales, ya que no existe en las células vegetales
Localización y estructura.
El
centrosoma
se
localiza normalmente al lado
del núcleo y está formado por
dos estructuras cilíndricas,
denominadas
centriolos,
dispuestas perpendicularmente
entre sí y rodeadas de material
amorfo.
Los
microtúbulos
citoplasmáticos
tienden
a
irradiar en todas direcciones a
partir del centrosoma, por lo
que este orgánulo recibe también el nombre de centro organizador de
microtúbulos.
Cada centriolo es una estructura cilíndrica
formada por nueve grupos de tres
microtúbulos (tripletes) unidos entre sí
por una proteína llamada nexina. (93 +
0).
Esta estructura es la misma que la de los
corpúsculos basales de cilios y flagelos En
realidad,
los
cuerpos
basales
son
centriolos desplazados hacia el lugar de la
membrana plasmática donde se forma un cilio o un flagelo.
Los centriolos se forman por duplicación de los centriolos preexistentes.
Primero se separan los dos centriolos del centrosoma y a continuación se
forma un centriolo hijo perpendicular a cada centriolo original.
Citología
II- 30
Funciones del centrosoma:
 El centrosoma es el centro organizador de microtúbulos, ya que es
el sitio a partir del cual se forman los microtúbulos del citoesqueleto.
 Durante la mitosis se encarga de la formación del huso mitótico. En
las células vegetales los microtúbulos del huso mitótico parten de una
región difusa que carece de centriolos.
 A partir de los centriolos del centrosoma se forman los corpúsculos
basales de cilios y flagelos.
CILIOS Y FLAGELOS.
Son orgánulos móviles presentes en la
superficie de algunos tipos de células de animales
y de protoctistas (protozoos y algas unicelulares
flageladas). Los cilios y los flagelos tienen la
misma estructura pero se diferencian en que los
cilios son cortos y numerosos mientras que los
flagelos son largos y escasos.
Tanto cilios como flagelos presentan una
estructura similar. Constan de un eje o
axonema y un corpúsculo basal.
El axonema está rodeado por la
membrana plasmática y en su interior se
encuentran nueve pares de microtúbulos
periféricos y dos microtúbulos centrales. Esta
estructura se conoce como 92 + 2. Los nueve
pares de microtúbulos periféricos están unidos
entre sí por pequeños brazos de proteína. Existen
también uniones entre los pares de microtúbulos
periféricos y la pareja de microtúbulos centrales.
En la base del cilio o flagelo se encuentra
el corpúsculo basal, que presenta la misma
estructura que un centriolo, es decir, nueve
tripletes de microtúbulos periféricos unidos
mediante puentes. Su estructura es 93 + 0. Los
microtúbulos del eje de los cilios y flagelos crecen
a partir de los del corpúsculo basal.
Funciones de los cilios y flagelos:


Los cilios son utilizados por protozoos, como el Paramecio, para su
desplazamiento y para la captura de partículas alimenticias.
En los vertebrados, las células epiteliales de las vías respiratorias van
provistas de cilios, que utilizan para trasladar hacia la boca el mucus
y las partículas de polvo. Los cilios de las células que revisten las
trompas de Falopio ayudan a trasladar los óvulos desde los ovarios
hasta el útero.
Citología
II- 31

Los flagelos permiten el desplazamiento de los espermatozoides.
RIBOSOMAS
Los ribosomas son pequeños orgánulos citoplasmáticos, sólo visibles al
microscopio electrónico, encargados de la síntesis de las proteínas.
Están constituidos por ARN-r y proteínas en proporciones prácticamente
iguales. Los ribosomas constan de dos subunidades (una de ellas,
aproximadamente el doble de grande que la otra). El proceso de formación
es el siguiente: las proteínas ribosómicas se forman en el citoplasma,
posteriormente pasan al núcleo, donde se unen con el ARN-r (formado en el
núcleo), formando las subunidades, las cuales pasan al citoplasma donde
permanecen separadas y únicamente se unen en el momento de la síntesis
de proteínas.
Los
ribosomas
pueden
encontrarse libres en el
hialoplasma, unidos a la
envoltura nuclear o sobre
las membranas del retículo
endoplasmático, al que dan
la condición de rugoso. Los
ribosomas también se pueden
encontrar en grupos unidos a
una
molécula
de ARNm,
formando un conjunto que se
denomina
polisoma
o
polirribosoma.
También
se
encuentran
ribosomas en el interior de los
mitocondrias
y
de
los
cloroplastos.
Los ribosomas se nombran en unidades
Svedberg (S), en función de su coeficiente de
sedimentación en centrifugación a alta
velocidad. Los ribosomas de las células
eucarióticas son más grandes y tienen un
coeficiente de sedimentación de 80 S,
mientras que los de las células procarióticas,
así como los de las mitocondrias y
cloroplastos son más pequeños y tienen un
coeficiente de 70 S.
Citología
II- 32
INCLUSIONES CITOPLASMATICAS.
En el citoplasma celular pueden existir depósitos de sustancias de
naturaleza hidrófoba, no rodeados de membrana, que reciben el nombre de
inclusiones, de las cuales las más importantes son:
En las células vegetales:


Granos de almidón, que constituyen la principal reserva energética
de las plantas.
Gotas de grasa, principalmente en las semillas, donde también
constituyen una reserva energética utilizada durante la germinación.
En las células animales:



Glucógeno, reserva energética que se encuentra principalmente en
las células del hígado y en las células musculares.
Gotas de grasa, que se acumulan sobre todo en los adipocitos y
constituyen también una reserva energética.
Pigmentos como la melanina, de función protectora, que se
encuentra en las células de la piel.
ORGÁNULOS MEMBRANOSOS
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
El retículo endoplasmático está formado por una compleja red de
membranas interconcectadas que se extiende por todo el citoplasma.
Existen dos tipos de retículo endoplasmático, el rugoso y el liso.
Estructura del RER
El retículo endoplasmático rugoso (RER) recibe
este nombre porque presenta numerosos
ribosomas adheridos a su cara externa. Las
membranas que lo componen se encuentran
formando una serie de sáculos aplanados.
Estas membranas están en comunicación con
las que forman la envoltura nuclear y con las
del retículo endoplasmático liso.
Citología
II- 33
Funciones del RER.
Las funciones del RER son la síntesis, el almacenamiento, la
glucosilación y el transporte de proteínas. Las proteínas se sintetizan
en los ribosomas que lleva adheridos a su cara externa, posteriormente
estas proteínas pasan al interior de las cisternas donde muchas de ellas
sufrirán modificaciones (principalmente unión a oligosacáridos) y serán
transportadas a otras partes de la célula. (no todas las proteínas se
sintetizan en el RER, muchas de ellas se forman en los ribosomas libres
presentes en el citoplasma).
La glucosilación consiste en la unión de oligosacáridos a las proteínas. La
mayor parte de las proteínas sintetizadas y almacenadas en el RER, antes
de ser transportadas a otras partes de la célula, deben ser glucosiladas para
convertirse en glucoproteínas. Parte de estas glucoproteínas permanecerán
en la célula y otras serán segregadas al exterior.
Debido a su función, el RER está especialmente desarrollado en las
células secretoras de sustancias proteicas, como las pancreáticas (que
segregan hormonas y jugo pancreático) y las células plasmáticas
(secretoras de anticuerpos).
Estructura del REL
El REL es una red tubular, constituida por finos túbulos interconectados
entre sí y con las cisternas del RER. Las membranas que lo constituyen no
presentan ribosomas.
Funciones del REL



Síntesis de lípidos. En la cara externa del REL se sintetizan
prácticamente todos los lípidos de la célula, principalmente los lípidos
de membrana, (como los fosfolípidos y el colesterol), y las hormonas
esteroideas derivadas del colesterol. Algunos de los lípidos formados
en el REL se unen a proteínas formando lipoproteínas.
Detoxificación. Muchas sustancias tóxicas (de origen externo o
producidos por el metabolismo) son transformadas en sustancias
menos tóxicas en el REL. Este proceso tiene lugar principalmente en
las células del hígado, aunque también están implicadas células de la
piel, el pulmón o el riñón.
Interviene en el proceso de contracción muscular. El REL es
muy abundante en las células musculares, donde almacena iones de
calcio (Ca++), que serán liberados como respuesta a los estímulos
nerviosos, haciendo posible la contracción muscular.
Dadas sus funciones, se puede resumir que el REL está especialmente
desarrollado en las células musculares, en células de las glándulas
endocrinas productoras de hormonas esteroideas y en los hepatocitos.
Citología
II- 34
APARATO DE GOLGI
El Aparato de Golgi es una estructura presente tanto en las células
animales como en las vegetales. Está formado por uno o varios grupos de
cisternas o sáculos aplanados y apilados que reciben el nombre de
dictiosomas.
Cada dictiosoma contiene normalmente entre 4 y 6 sáculos rodeados
de pequeñas vesículas. En un dictiosoma se distinguen dos caras diferentes,
la cara cis, orientada hacia el retículo endoplasmático y que recibe de él
proteínas y lípidos, y la cara trans en el lado opuesto, de donde salen
vesículas que pueden ser vesículas de secreción o lisosomas.
La cara cis recibe proteínas y lípidos del retículo endoplasmático
mediante vesículas de transporte. Estas moléculas van pasando de un
sáculo del dictiosoma a otro donde van sufriendo una serie de
modificaciones. El paso de un sáculo a otro se realiza mediante nuevas
vesículas que se van formando por gemación en los extremos de los
sáculos.
Uno de los principales cambios que sufren las proteínas y los lípidos a su
paso por el A. de Golgi es su glucosilación, o sea, se añaden azúcares para
la formación de glucoproteínas y glucolípidos respectivamente.
Citología
II- 35
Las funciones del Aparato de Golgi se pueden resumir de la siguiente
manera:





Formación de vesículas secretoras. Las sustancias destinadas a
ser secretadas al exterior de la célula son preparadas y
empaquetadas en vesículas de secreción. Dichas vesículas se dirigen
a la membrana plasmática, se fusionan con ella y vierten al exterior
su contenido por exocitosis. Por este motivo, el A. de Golgi se
encuentra especialmente desarrollado en las células secretoras
(de hormonas, de enzimas digestivas, de anticuerpos…).
Formación de lisosomas y vacuolas.
Modificación de proteínas y lípidos procedentes del retículo
endoplasmático, principalmente modificación de los azúcares que
llevan (glucosilación).
Mantenimiento de la membrana plasmática. Parte de las
vesículas formadas en el Aparato de Golgi contienen moléculas
destinadas al mantenimiento de la membrana y del glucocálix.
Formación del tabique de separación en la división de las células
vegetales.
LISOSOMAS
Son vesículas rodeadas de membrana que contienen enzimas
digestivas encargadas de la digestión intracelular.
La membrana de los lisosomas posee bombas de protones debido a
que las enzimas digestivas que contienen actúan en medio ácido.
Los lisosomas se forman a partir de vesículas que se desprenden
del aparato de Golgi.
Dependiendo de la procedencia del material implicado en la digestión
se pueden distinguir dos procesos diferentes:
 Heterofagia. Consiste en la digestión de material de origen exógeno,
que se incorpora a la célula por fagocitosis formando los fagosomas.
Posteriormente se produce la fusión de estas vesículas con lisosomas,
formando los fagolisosomas, donde tienen lugar la digestión. Los
productos resultantes de la digestión (aminoácidos, azúcares,
nucleótidos...) atraviesan la membrana de la vesícula digestiva y se
incorporan al citosol, donde pueden ser utilizados por las células.
Por otra parte, los residuos de la digestión son vertidos al exterior por
exocitosis
La heterofagia interviene en procesos como la nutrición de protozoos y la
actividad defensiva de células como los macrófagos que fagocitan
bacterias o partículas extrañas que puedan entrar en el organismo.
Citología
II- 36

Autofagia. Consiste en la digestión de material de origen endógeno, es
decir, de la propia célula. Para ello un orgánulo defectuoso o inservible se
rodea de membranas procedentes del retículo endoplasmático formando
una vesícula (autofagosoma) que posteriormente se une a un lisosoma,
iniciándose entonces la digestión.
La autofagia también está relacionada con los procesos de metamorfosis
en insectos y anfibios, en los que se vierte el contenido de los lisosomas
al citoplasma produciéndose la destrucción completa de la célula y la
consiguiente destrucción de órganos y tejidos.
Los lisosomas que no han intervenido aún en el proceso digestivo reciben el
nombre de lisosomas primarios, mientras que los lisosomas unidos a
fagosomas o autofagosomas reciben el nombre de lisosomas
secundarios.
VACUOLAS
Junto con los cloroplastos y la pared celular, las vacuolas con
componentes exclusivos y característicos de las células vegetales. Su
número es muy variable, puede haber una gran vacuola o varias de
diferentes tamaños. Normalmente en las células vegetales inmaduras se
encuentran muchas pequeñas vacuolas, que se van fusionando y
aumentando de tamaño a medida que la célula crece. A veces, pueden
llegar a ocupar casi todo el interior celular, desplazando al núcleo contra la
membrana plasmática.
Citología
II- 37
Una vacuola es una vesícula rodeada de una membrana, que
contiene agua con distintos productos. Se originan a partir del aparato
de Golgi
Las funciones de las vacuolas son las siguientes:

Almacenamiento de:
o Agua
o Reservas
alimenticias
(glúcidos,
lípidos
y proteínas),
principalmente en las células de las semillas.
o Sustancias de desecho que la célula no puede eliminar

Regulación de la turgencia de la célula: la elevada concentración
de sustancias disueltas en el interior de las vacuolas hace que el agua
tienda a entrar por ósmosis, manteniendo la turgencia de la célula
vegetal.
PEROXISOMAS
Son pequeños orgánulos, morfológicamente similares a los lisosomas. Están
rodeados de una membrana simple y contienen en su interior gran cantidad
de enzimas oxidativas.
En su interior se producen una serie de reacciones de oxidación de una
gran variedad de compuestos orgánicos. En estas reacciones se produce
peróxido de hidrógeno (H2O2), producto tóxico que se elimina en el mismo
peroxisoma, gracias a la acción de la catalasa, que descompone el peróxido
de hidrógeno en agua y oxígeno.
2 H2O2
2 H2O + O2
Los peroxisomas intervienen también en procesos de detoxificación,
eliminando productos tóxicos para la célula, como por ejemplo el alcohol
etílico. Esta función es especialmente importante en las células del hígado.
Citología
II- 38
MITOCONDRIAS
Las mitocondrias son orgánulos presentes en todas las células eucarióticas.
En ellas tienen lugar el proceso de respiración celular, que implica la
obtención de energía a partir de moléculas orgánicas y su almacenamiento
en forma de ATP.
El número de mitocondrias varía por tanto dependiendo de las necesidades
energéticas de las células. Las células eucarióticas típicas tienen unas 2.000
mitocondrias, pero las células musculares y las flageladas llevan muchas
más.
Estructura y forma:
Las
mitocondrias,
en
general,
presentan una forma de cilindros
alargados.
En ellas
se pueden
distinguir una doble membrana, el
espacio
intermembranoso
y una
matriz interna:

La
membrana
mitocondrial
externa es muy permeable,
gracias a la gran cantidad de
proteínas
transportadoras
que
contiene.

La membrana mitocondrial interna se encuentra plegada formando
numerosas crestas que aumentan su superficie y por tanto su
actividad. Esta membrana contiene gran cantidad de proteínas, entre
ellas:
Proteínas de la cadena respiratoria o cadena transportadora de
electrones.
Complejos ATP-sintetasa o partículas F, formados por una cabeza
esférica y un pedúnculo. La presencia de estas partículas confiere
asimetría a la membrana mitocondrial interna.

La matriz mitocondrial, en el interior de la membrana interna,
contiene, además de gran cantidad de enzimas, moléculas de ADN
circular y ribosomas 70S que sintetizan algunas proteínas
mitocondriales (la mayoría se sintetizan en el hialoplasma).
Citología
II- 39
Funciones de las mitocondrias:
Las funciones de las mitocondrias están relacionadas con los procesos de
obtención de energía:
o Formación de ATP por fosforilación oxidativa, en la membrana
mitocondrial interna.
o Ciclo de Krebs, en la matriz mitocondrial.
o -oxidación de los ácidos grasos, en la matriz mitocondrial.
PLASTOS O PLASTIDIOS
Son orgánulos membranosos característicos de las células vegetales.
Se clasifican en dos grandes grupos:


Leucoplastos, son plastos que carecen de pigmentos y almacenan
diferentes
sustancias
como
almidón (amiloplastos),
grasas
(oleoplastos) y proteínas (proteoplastos)
Cromoplastos, son plastos que llevan en su interior pigmentos. Los
más importantes son los cloroplastos, que contienen clorofila.
Cloroplastos
Los cloroplastos son los plastos de mayor importancia biológica, ya que
poseen estructuras biológicas capaces de captar la energía luminosa y
realizar la fotosíntesis. El pigmento que contienen, la clorofila, es
responsable del color verde de los vegetales. Los cloroplastos son
fácilmente observables al microscopio óptico y suelen presentar forma
ovoide o lenticular.
Estructura de los cloroplastos:
Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos están rodeados por dos
membranas: la membrana externa y la membrana interna. El espacio
entre ambas membranas se denomina espacio intermembranoso. La
región acuosa encerrada por la membrana interna se denomina estroma.
Citología
II- 40
En el interior del estroma se localiza una membrana denominada
membrana tilacoidal, que se encuentra formando vesículas aplanadas
denominadas tilacoides. Los tilacoides se encuentran apilados formando
los grana, los cuales están conectados entre sí por prolongaciones de la
propia membrana tilacoidal.
Así pues, los cloroplastos tienen tres membrana diferentes (externa,
interna y tilacoidal) y tres compartimentos internos separados (el espacio
intermembranoso, el estroma y el espacio tilacoidal).
En los tilacoides tiene lugar la primera parte de la fotosíntesis o fase
luminosa. Para llevar a cabo la fase luminosa de la fotosíntesis, en la
membrana tilacoidal se encuentran los fotosistemas I y II, formados por
agrupaciones de pigmentos fotosintéticos (clorofila y carotenoides), las
proteínas de la cadena de transporte de electrones y los complejos
ATP-sintetasa, orientados hacia el estroma y de estructura y función
semejante a los de las mitocondrias. En esta fase se forman moléculas de
ATP y NADPH.
La segunda fase o fase oscura de la fotosíntesis (Ciclo de Calvin) tiene
lugar en el estroma. En esta fase se utilizan el ATP y el NADPH generados
en la fase luminosa para fijar el dióxido de carbono y formar materia
orgánica
Citología
II- 41
En el estroma también se encuentran moléculas de ADN circular,
ribosomas 70S que intervienen en la síntesis de algunas proteínas del
cloroplasto (la mayoría se sintetizan en el citosol) e inclusiones de granos
de almidón y gotas lipídicas.
Las funciones llevadas a cabo por los cloroplastos se pueden resumir en:
 Fotosíntesis.
 Almacenamiento de gránulos de almidón y lípidos.
SEMEJANZAS Y DIFERENCIAS ENTRE LAS MITOCONDRIAS Y LOS
CLOROPLASTOS.
Semejanzas:
 Tanto las mitocondrias como los cloroplastos son orgánulos
membranosos energéticos, ya que son capaces de producir ATP
 Poseen doble membrana: interna y externa.
 Contienen varias moléculas de ADN circular y ribosomas 70S que les
permite la síntesis de algunas de sus proteínas.
 Se forman por bipartición de otros preexistentes (mediante un proceso
de alargamiento y estrangulación se forman dos a partir del original).
 Según la teoría endosimbiótica ambos proceden de bacterias primitivas
que establecieron relaciones simbióticas con células primitivas.
Diferencias:
 Las mitocondrias se encuentran tanto en las células vegetales como
animales, mientras que los cloroplastos son exclusivos de las células
vegetales.
 La función de la mitocondria es la respiración celular y la del cloroplasto
la fotosíntesis.
 El cloroplasto tiene tres membranas distintas y tres compartimentos
internos separados, mientras que la mitocondria sólo tiene dos
membranas y dos compartimentos
 El cloroplasto es mucho mayor que la mitocondria.
Citología
II- 42
ACTIVIDADES
1. Indica los procesos bioquímicos o fisiológicos con los que están
relacionados los siguientes orgánulos:
a) ribosomas
b) lisosomas
c) retículo endoplasmático liso
d) retículo endoplasmático rugoso
e) aparato de Golgi
f) peroxisomas
g) vacuolas.
2.- ¿Qué orgánulos citoplasmáticos están implicados en la síntesis y
transporte de componente celulares?
3.- ¿Qué orgánulos intervienen en procesos de destoxificación?
4.- El esquema siguiente representa una actividad fisiológica propia de las
células eucarióticas
a) ¿De qué actividad se trata?
b) Identifica las estructuras
señaladas con los números.
c) Explica brevemente lo que
ocurre en cada una de las
estructuras señaladas en el
esquema.
5.- Dibuja un corte transversal de la ultraestructura de un centriolo y de un
cilio hacia la mitad de su longitud.
6.- Explica cual es la diferencia entre los ribosomas de células eucarióticas y
procarióticas
7.- Enumera los orgánulos específicos de la célula vegetal, explicando cuál
es su función.
8.- Situación, composición y funciones de los microfilamentos
Citología
II- 43
9.- La figura representa, de forma esquemática, una célula animal en la que
se observan algunas estructuras y orgánulos.
a) Indica el nombre
y un máximo de
diez
palabras
sobre una de las
funciones de cada
una
de
las
estructuras
numeradas del 1
al 6.
b) Haz un esquema
de dos estructuras
u
orgánulos,
propios de células
animales, que no
estén señalados o
no aparezcan en
esta figura.
c) Además de los ribosomas que aparecen en la figura en el hialoplasma
y asociados a membranas, las células eucariotas tienen otro tipo de
ribosomas. ¿Dónde están situados? ¿Qué diferencias hay entre los
dos tipos de ribosomas?
10.El
siguiente
dibujo
representa
el
citoesqueleto. ¿Cuáles son los componentes y
las funciones del citoesqueleto?
11. - ¿Qué es el hialoplasma? ¿qué otro nombre recibe? ¿cuál es su
composición? ¿cuáles son sus funciones?
12. ¿Qué se entiende por citoesqueleto? ¿Qué tipos de fibras lo forman?
13. Describe la estructura
microtúbulos.
de
los
microtúbulos.
Funciones
de
los
14. ¿Qué es el centrosoma? ¿Qué células lo presentan? ¿Cuál es su función?
15. Describe la estructura de los centriolos.
16. ¿Cuál es la diferencia entre cilios y flagelos? Cita células que presenten
estas estructuras.
17. Partes de un cilio. Funciones de los cilios y flagelos.
18. Composición, estructura, formación y función de los ribosomas.
Citología
II- 44
19. ¿En que parte de la célula se encuentran los ribosomas?
20. ¿Cuál es la diferencia entre los ribosomas de las células procariotas y
eucariotas?
21. ¿Qué son las
importantes?
inclusiones citoplasmáticas?. ¿Cuáles son las más
22. Nombra los orgánulos membranosos de la célula eucariota.
23. ¿Qué es el retículo endoplasmático?. ¿Qué tipos hay en una célula
eucariota?
24. Explica la estructura del retículo endoplasmático rugoso. ¿En qué células
está especialmente desarrollado?
25. ¿En qué consiste la glucosilación de las proteínas que lleva a cabo el
RER? ¿Qué otras funciones realiza el RER?
26. Explica la estructura y las funciones del REL ¿En que células está
especialmente desarrollado el REL. ¿Por qué?
27. Explica la estructura del Aparato de Golgi. ¿Qué es un dictiosoma?
Funciones del Aparato de Golgi.
28. ¿Qué son los lisosomas? ¿Cómo se forman y qué función tienen?
Describe los diferentes tipos de lisosomas.
29. ¿Qué son los peroxisomas? ¿Qué funciones realizan?
30. ¿Qué son las vacuolas? ¿Qué funciones realizan?
34.
¿Qué son las mitocondrias? Describe la
mitocondria. Funciones de las mitocondrias.
35.
¿Qué son los plastos? Tipos de plastos.
36.
Estructura de los coloroplastos. Funciones de los cloroplastos.
37.
Explica el significado de los siguientes términos: estroma, grana,
tilacoides,
glucocalix,
AMP-cíclico,
fagosoma,
fagolisosoma,
autofagolisosoma, partículas F de las mitocondrias, matriz
mitocondrial.
38.
Identifica y comenta el siguiente gráfico:
Citología
estructura
de
una
II- 45
TEMA 10. LA CÉLULA EUCARIOTA, EL NÚCLEO
1.- INTRODUCCIÓN
2.- EL NÚCLEO INTERFÁSICO
La envoltura nuclear
El nucleoplasma o carioplasma
El nucleolo
La cromatina
3.- EL NÚCLEO EN DIVISIÓN O NÚCLEO MITÓTICO
Los cromosomas
Estructura del cromosoma metafásico
Número de cromosomas
1.- INTRODUCCIÓN
El núcleo es el orgánulo más importante de la célula eucariota, a la
que da nombre. Contiene la información genética, siendo responsable de la
transmisión del mensaje genético de generación en generación y de dar las
instrucciones para todas las actividades celulares.
La mayoría de las células eucariotas presenta un único núcleo. A
veces, sin embargo, se encuentran células plurinucleadas, como algunos
tipos de células musculares.
El núcleo suele presentar una forma más o menos esférica, aunque se
encuentran otras formas, como por ejemplo los núcleos lobulados de
algunos leucocitos
El núcleo se localiza en general en el centro de la célula. En algunos
casos, sin embargo, puede aparecer desplazado, sobre todo en las células
vegetales, donde una gran vacuola suele ocupar la mayor parte del
citoplasma.
Funciones del núcleo: Además de contener la información genética, en
el núcleo tienen lugar procesos tan importantes como la replicación del
ADN, la transcripción del ADN y la organización de las subunidades
ribosómicas.
El aspecto del núcleo depende del momento en que se encuentre la célula:
se habla de núcleo interfásico cuando la célula no se está dividiendo, y de
núcleo mitótico cuando la célula está en división.
Citología
II- 46
2.- NUCLEO INTERFÁSICO.
Se entiende por interfase el periodo que transcurre entre dos
divisiones celulares, o sea, cuando la célula no se está dividiendo
El núcleo interfásico consta de:
o envoltura nuclear
o nucleoplasma o carioplasma
o cromatina (ADN más proteínas asociadas)
o nucléolo
LA ENVOLTURA NUCLEAR
Al microscopio electrónico se observa que el núcleo está rodeado por una
envoltura nuclear formada por una doble membrana que delimita un
espacio intermembranoso
-
La membrana nuclear externa es una prolongación del retículo
endoplasmático y presenta ribosomas adosados.
-
El espacio intermembranoso se encuentra en continuidad con el
espacio interior del retículo endoplasmático.
-
La membrana nuclear interna
-
Poros nucleares. En todos los núcleos, las dos
membranas que forman la envoltura nuclear se
fusionan en algunos lugares, dando origen a
perforaciones
circulares
denominadas
poros
nucleares. Se trata de estructuras dinámicas,
capaces de formarse y desaparecer dependiendo
del estado funcional de la célula. A través de los
poros nucleares se producen intercambios de
moléculas entre el núcleo y el citoplasma
(principalmente ARN hacia el citoplasma y
proteínas hacia el núcleo) Al microscopio electrónico se observa en cada
poro un grupo de ocho estructuras proteínicas dispuestas formando un
octógono. El número de poros nucleares es muy variable y dependen del
grado de actividad de la célula.
Citología
II- 47
EL NUCLEOPLASMA O CARIOPLASMA
El nucleoplasma o carioplasma es una matriz semifluida que contiene
la cromatina, una cantidad variable de ARN, proteínas y el nucléolo. En el
nucleoplasma tiene lugar la replicación y la transcripción del ADN.
EL NUCLEOLO
El nucléolo es un orgánulo más o menos redondeado relacionado con la
síntesis de ARN ribosómico y su ensamblaje con proteínas para
formar las subunidades ribosómicas (las proteínas ribosómicas se
sintetizan en el citoplasma y llegan al núcleo a través de los poros de la
envoltura nuclear). Posteriormente estas subunidades ribosómicas pasan a
través de los poros nucleares al citoplasma, donde terminarán su
maduración y se formarán los ribosomas.
El nucléolo desaparece durante el proceso de división celular, volviendo a
aparecer al final del mismo.
LA CROMATINA
En el núcleo de las células eucariotas las moléculas de ADN están
asociadas a proteínas formando un conjunto de fibrillas entrecruzadas
como un ovillo y que en conjunto reciben el nombre de cromatina.
Las proteínas que acompañan al ADN pueden ser de dos tipos:
histonas y no histonas. Las proteínas no histonas son muy numerosas y
gran parte de ellas corresponden a enzimas implicadas en la replicación y
transcripción del ADN. Las proteínas
histonas forman complejos de proteínas,
alrededor de los cuales se dispone la
molécula
de
ADN,
dando
aproximadamente
dos
vueltas,
formando estructuras más o menos
esféricas que reciben el nombre de
nucleosomas.
Los
distintos
nucleosomas se unen entre sí por
segmentos de ADN. Debido a la
disposición del ADN sobre los complejos
de proteínas histonas, en su forma más
extendida la cromatina presenta una
forma que se conoce como “collar de
perlas”.
En el núcleo interfásico se pueden distinguir dos tipos de cromatina, la
eucromatina, o cromatina difusa, que corresponde al material genético
que está activo (transcribiéndose para formar ARN o replicándose para
formar una copia) y la heterocromatina o cromatina condensada, con
mayor grado de compactación y que corresponde al material genético que
está inactivo.
Citología
II- 48
El grado de condensación de la cromatina varía desde su forma más
extendida, en la que los nucleosomas están separados, a la de máxima
condensación, los cromosomas.
Cuando la célula se va a dividir, tras la duplicación del ADN, las fibras de
cromatina se condensan formando estructuras cada vez más compactas
hasta llegar al grado máximo de condensación que son los cromosomas. Por
tanto, cromatina y cromosomas son el mismo material con distinto
grado de empaquetamiento y se corresponden a dos momentos o
estados funcionales de la célula: la interfase y la división celular
respectivamente.
3.- EL NUCLEO EN DIVISIÓN O NÚCLEO MITOTICO
Durante la división celular, el núcleo sufre una serie de cambios
destinados a que las células hijas resultantes posean la misma dotación
genética. El nucléolo desaparece y lo mismo ocurre con la envoltura
nuclear, al tiempo que la cromatina se va condensando hasta formar los
cromosomas. De esta manera, la única estructura característica que queda
del núcleo en división son los cromosomas.
Los cromosomas.
El estudio de los cromosomas suele hacerse durante la metafase de la
mitosis, ya que es entonces cuando alcanzan el mayor grado de
condensación, con una forma y tamaño característico de cada uno. Cada
cromosoma aparece entonces dividido longitudinalmente en dos
subunidades llamadas cromátidas, que constituyen la manifestación
morfológica de que el material genético se encuentra duplicado. Es decir,
cada cromátida contiene una molécula de ADN, idéntica a la de su
cromátida hermana.
Citología
II- 49
Estructura del cromosoma metafásico
En cada cromosoma metafásico se identifican los siguientes elementos:

Dos cromátidas, que son estructuras idénticas en morfología e
información, ya que contienen una molécula de ADN cada una (resultado
de la duplicación del material genético), por lo que reciben el nombre de
cromátidas hermanas. Las dos cromátidas son paralelas entre sí y están
separadas, excepto a nivel del centrómero por donde permanecen
unidas.

El centrómero o constricción primaria. Es el punto de unión de las
dos cromátidas hermanas y divide a cada cromátida en dos brazos, que
pueden ser del mismo o de diferente tamaño. A ambos lados del
centrómero, y sobre cada una de las dos cromátidas, se localiza una
estructura de naturaleza proteica denominada cinetocoro. Los
cinetocoros constituyen los puntos de unión de los microtúbulos del huso
acromático que intervienen en la separación de las cromátidas durante la
mitosis.

Constricciones secundarias, son
zonas más estrechas identificables en
los brazos.

Los telómeros, son los extremos del
cromosoma y son importantes ya que
en ellos se encuentran secuencias
repetitivas de ADN que tienen como
función
evitar
la
pérdida
de
información
genética
durante
la
replicación del ADN. Cada vez que una
célula se divide los telómeros se van
acortando, por lo que la longitud de
estos se ha relacionado con el
envejecimiento celular.

En ocasiones se presentan satélites,
que son cuerpos más o menos
redondeados en el extremo del
cromosoma.

Las bandas son los segmentos que se colorean con diferente intensidad
y que permiten la identificación de los cromosomas, ya que cada
cromosoma tiene las bandas en sitios diferentes.
Según la longitud de lo brazos (o lo que es lo mismo, la posición del
centrómero) se distinguen cuatro tipos de cromosomas:
—Metacéntricos: centrómero central; por tanto, con brazos de igual
longitud.
Citología
II- 50
—Submetacéntricos: si la posición del centrómero hace que los brazos
sean ligeramente desiguales
—Acrocéntricos: el centrómero está muy desplazado en relación al centro
del cromosoma y los brazos que se forman son muy desiguales.
—Telocéntricos: en los que el centrómero está tan próximo a los
telómeros que prácticamente sólo existe un brazo por cromátida.
Numero de cromosomas
El número de cromosomas por célula es constante para cada especie.
Algunos ejemplos son los siguientes:
Hombre : 46
Gorila : 48
Chimpancé: 48
Vaca: 60
Gato: 38
Drosophila : 8
Ballena : 44
Rana: 26
Asno: 66
Rata: 42
Maiz : 20
Guisante : 14
Patata: 48
Tomate: 24
Cebolla: 16
El número de cromosomas no guarda relación con el nivel evolutivo
alcanzado por la especie; la especie humana cuenta con 46 cromosomas,
mientras que otros organismos menos evolucionados pueden contener más
cromosomas
La mayoría de las especies de animales, plantas y hongos son
diploides (2n), es decir, tienen en sus células somáticas (células no
especializadas en la reproducción sexual) dos juegos de cromosomas,
uno heredado del padre y otro de la madre. Los cromosomas de una célula
diploide se pueden ordenar formando parejas de cromosomas homólogos
(aquellos que tienen información, igual o diferente, sobre los mismos
caracteres).
De las parejas de cromosomas homólogos una de ellas determina el
sexo del individuo y recibe el nombre de pareja de cromosomas sexuales,
el resto de cromosomas reciben el nombre de autosomas. En general los
cromosomas sexuales son iguales en las hembras (XX) y desiguales en los
machos (XY).
Citología
II- 51
Las células especializadas en la reproducción, como los gametos,
contienen un único juego de cromosomas, uno de cada pareja (de manera
que al unirse los dos gametos darán una célula diploide) y reciben el
nombre de células haploides (n).
Células diploides son las que tienen dos juegos de cromosomas (2n). Son
las células somáticas de animales, plantas y hongos. En la especie humana
las células diploides tienen 46 cromosomas (dos juegos de 23 cromosomas
cada uno)
Células haploides son las que tienen un solo juego de cromosomas. Son las
células reproductoras. En la especie humana las células haploides
(gametos) tienen 23 cromosomas
Existen también organismos que tienen en sus células más de dos
juegos de cromosomas. A los que tienen tres se los denomina triploides
(3n), a los de cuatro tetraploides (4n) y, en general, a los que tienen más
de dos se los denomina poliploides.
Cariotipo. Se entiende por cariotipo el conjunto de todos los cromosomas
de una célula, de manera que puedan estudiarse sus características. Estas
características pueden ser número, tamaño y forma de los cromosomas,
número y posición de las constricciones; existencia de satélites; disposición
de las bandas, etc.
Para hacer un cariotipo se detiene la mitosis (que es el momento en que se
pueden observar los cromosomas), se hacen estallar las células sobre la
superficie de un portaobjetos (añadiendo agua, que entra por ósmosis),
posteriormente se tiñen, se fotografían, se recortan y se ordenan.
Citología
II- 52
EJERCICIOS
1. En la ilustración está representado el
diagrama esquemático de un corte transversal
de una región celular. Nombra las estructuras
marcadas con un número. ¿Es posible hallar
estas estructuras en todas las células? Razona
la respuesta.
2. Desarrolla la siguiente propuesta: "Cromatina y cromosomas son dos
estados del mismo material".
3. ¿Qué diferencias encuentras
cromosoma metafásico?
Citología
entre
la
cromatina
interfásica
y
el
II- 53
4. ¿Qué es un cromosoma? ¿Tanto las células vegetales como las animales
contienen cromosomas? ¿Todas las células humanas poseen el mismo
número de cromosomas? Razona las respuestas.
5. El esquema representa un
cromosoma eucariótico en
metafase
mitótica:
¿Qué
denominación reciben los
elementos indicados por los
números 1 al 4?
6. Morfología del cromosoma metafásico. Concepto de cariotipo
7. Explica qué son:
a) Cromátidas.
b) Cromatina.
d) Centrómero.
8. Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones. Razona las
respuestas.
a) Los procariotas son organismos unicelulares sin membrana
nuclear.
b) El nucleosoma está formado por ADN e histonas.
c) Los cromosomas son estructuras siempre presentes durante el
ciclo celular.
d) La función del nucléolo es organizar el nucleoplasma.
9. Comenta los siguientes dibujos:
Citología
II- 54
TEMA 11.- LA CÉLULA EUCARIOTA, LA DIVISION CELULAR.
1.- El ciclo celular

Interfase
Periodo G1
Periodo S
Periodo G2

División celular
2.- División celular en células eucariotas
2.1. Mitosis
Profase
Metafase
Anafase
Telofase
2.2. Citocinesis
Citocinesis en células animales
Citocinesis en células vegetales
3.- Meiosis
Primera división meiótica
Segunda división meiótica
4.- Importancia biológica de la meiosis
5.- Cuadro comparativo mitosis-meiosis
6.- Actividades
Citología
II- 55
1.- EL CICLO CELULAR.
Se conoce como ciclo celular el conjunto de etapas por las que va
pasando una célula desde que se forma hasta que se divide dando
origen a dos células hijas.
En el ciclo celular se pueden distinguir dos fases diferentes:
o interfase
o división celular.
INTERFASE
La interfase es el periodo comprendido entre dos divisiones celulares y es
la etapa más larga de la vida de una célula. En ella se distinguen tres
periodos: G1, S y G2

Periodo G1: Es un periodo de crecimiento celular en la que se forman
nuevos orgánulos citoplasmáticos (mitocondrias, ribosomas, etc.), por lo
que hay una intensa actividad metabólica de síntesis de ARNm y
proteínas. Es el periodo de mayor duración. Se reconoce porque se
observan sólo los dos centriolos característicos. Por otra parte, las
células que una vez formadas no vuelven a dividirse se mantienen en
este periodo, que en este caso recibe el nombre de G0

Periodo S: Es un periodo de síntesis de ADN, durante el cual el
material genético se duplica (replicación) haciendo posible de esta
forma que las futuras células hijas reciban una dotación genética
completa y sean genéticamente idénticas entre sí y a la célula madre.
Además de las nuevas moléculas de ADN se sintetizan también las
proteínas acompañantes (histonas y no histonas), que se unen
rápidamente al ADN recién formado. Durante la fase S también se
duplican los centriolos. Los dos pares de centriolos permanecen
unidos en un único centrosoma hasta que comienza la división celular.

Periodo G2: Es una fase de preparación para la división celular.
Durante este periodo se produce un ligero crecimiento y la cromatina
empieza a condensarse.
DIVISIÓN CELULAR O FASE M
La división celular es el proceso por el cual a partir de una célula madre se
forman dos células hijas idénticas genéticamente a la progenitora. Este
proceso comprende la división del núcleo o mitosis y la división del
citoplasma o citocinesis.
Citología
II- 56
2.- DIVISIÓN CELULAR EN CÉLULAS EUCARIOTAS
Como se ha dicho anteriormente la división celular es el proceso por
el cual a partir de una célula madre se forman dos células hijas idénticas a
la progenitora. La división celular es un conjunto de acontecimientos que
para su estudio se divide en varias etapas: la división del núcleo o mitosis
(que comprende a su vez profase, metafase, anafase y telofase) y la
división del citoplasma o citocinesis.
2.1 DIVISIÓN DEL NÚCLEO: MITOSIS O CARIOCINESIS.
La división del núcleo es el proceso por el cual los cromosomas
duplicados se distribuyen equitativamente entre las dos células hijas. Es un
proceso continuo, que para su estudio se divide en las cuatro fases
siguientes: profase, metafase, anafase y telofase
Profase

La cromatina (ADN disperso en el núcleo + proteínas) empieza a
condensarse y van apareciendo los cromosomas en forma de
filamentos en el interior del núcleo. A lo largo de la profase la
condensación de los cromosomas se va haciendo cada vez mayor, de
manera que estos son cada vez más cortos y gruesos y más visibles al
microscopio. Se observa que cada cromosoma consta de dos
cromátidas hermanas idénticas (hay que tener en cuenta que
durante el periodo S de la interfase se ha producido la duplicación de
cada molécula de ADN). En esta fase hay, por tanto 2n cromosomas (de
dos cromátidas cada uno).

El nucléolo desaparece progresivamente
Citología
II- 57

Mientras que en el núcleo tienen lugar estos
cambios, en el citoplasma el centrosoma, que
ahora tiene dos pares de centriolos
(previamente los centriolos se habían
duplicado en la fase S de la interfase) se
separa en dos, cada centrosoma (con un par
de centriolos) se dirige hacia un polo de la
célula, y empieza a organizarse entre ellos un
haz de microtúbulos que constituyen el huso
mitótico o huso acromático. En el huso
acromático se observan tres tipos de
microtúbulos: astrales, que forman el
aster alrededor de los centrosomas, polares
o
continuos,
que
conectan
los
dos
centrosomas, y cinetocóricos, que se unen
por un extremo al centrosoma y por el otro a un cinetocoro de los
cromosomas.

La envoltura nuclear se disgrega en pequeños fragmentos de
membrana. Los cromosomas quedan dispersos en el citoplasma
Profase
Metafase
El huso mitótico está ya completamente
formado y los cromosomas se disponen en el
plano ecuatorial del huso. En esta fase es cuando los
cromosomas están más condensados y por ello son
más
visibles
(prácticamente
todas
las
representaciones de los cromosomas o fotografías de
los mismos se hacen de cromosomas metafásicos)
Citología
II- 58
Anafase
Comienza
con
la
separación
de
cada
cromosoma en sus dos cromátidas hermanas, que
se desplazan hacia polos opuestos del huso. El
desplazamiento de las cromátidas se produce como
consecuencia del acortamiento de los microtúbulos
cinetocóricos. Este es el momento clave del reparto de
información genética.
Hacia el final de la anafase, los cromosomas se
han separado en dos grupos iguales, situados en los
dos polos del huso mitótico. Estos cromosomas ahora
tienen sólo una cromátida cada uno.
Telofase
Se caracteriza por la reconstrucción de los
núcleos de las células hijas. Para ello, se forma una nueva
envoltura nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas.
Poco a poco los cromosomas se descondensan y los
nucléolos vuelven a reaparecer. O sea, en cierto modo, es
una fase inversa a la profase. Por otra parte, durante la
telofase comienza la división del citoplasma.
2.2 CITOCINESIS
La división del citoplasma o citocinesis comienza al final de la
telofase.
La citocinesis se produce por un mecanismo diferente en células
animales y vegetales.
En
las
células
animales,
el
citoplasma
se
divide
mediante
la
formación de un anillo de microfilamentos
de actina que se va cerrando hasta la
separación de las células hijas.
En las células vegetales, la
citocinesis se produce de la siguiente
manera: en el centro de la célula se
acumulan vesículas de pectina formadas
en el aparato de Golgi, formando el
fragmoplasto. Posteriormente se funden
las vesículas del fragmoplasto dando
origen a la lámina media. Entre la lámina
media y la membrana se forma la pared celular.
Citología
II- 59
El resultado final de la división celular por mitosis es la formación de dos
células hijas genéticamente idénticas entre sí e idénticas a la célula madre.
Particularidades de la división en células vegetales
La división de las células de las plantas presenta ciertas variaciones:

Al no presentar centrosoma, los microtúbulos se organizan a partir de
zonas densas de citoplasma llamadas casquetes polares, que son
centros organizadores de microtúbulos.

Al tener pared celular rígida no hay citocinesis por estrangulación, sino
que se forma una pared celular entre las dos células hijas.
============================================
Citología
II- 60
3.- MEIOSIS
La reproducción sexual impone la necesidad de una modalidad de
división celular: la meiosis. En la reproducción sexual, el gameto masculino
se une con el gameto femenino para formar una nueva célula, el zigoto o
huevo, cuyo material genético es la suma de las dos células sexuales o
gametos. Si las células sexuales no tuvieran la mitad de cromosomas que
las células normales del organismo, el número de cromosomas se iría
duplicando en una especie dada de generación en generación.
La meiosis es un proceso de división celular en el que una célula
diploide da lugar a células haploides; es decir, las células hijas tienen la
mitad de cromosomas que la célula madre, pero no una mitad cualquiera,
sino precisamente un cromosoma de cada pareja de cromosomas
homólogos, es decir, una serie haploide.
Básicamente, la meiosis consiste en dos divisiones celulares sucesivas
precedidas de una sola duplicación de los cromosomas. Cada división consta
de las siguientes fases: profase, metafase, anafase y telofase.
Se trata de un tipo de división que sólo llevan a cabo ciertas células,
imprescindibles en los organismos con reproducción sexual, y cuya finalidad
es la de restituir la dotación cromosómica en algún punto del ciclo vital de
estos seres. Las células resultantes de la meiosis son los gametos, en
unos seres, y las meiosporas, en otros.
La primera de estas divisiones se llama meiosis I o primera división
meiótica. Se puede considerar como una mitosis muy modificada, en la que
se produce la reducción cromosómica. La segunda se llama meiosis II y es
muy parecida a una mitosis. Las células resultantes de la meiosis I poseen
una interfase inapreciable, sin fase S, enlazando con la segunda división, sin
volver a duplicar su material genético.
MEIOSIS I.
Se divide para su estudio en las siguientes etapas:
Profase I. Comienza de modo similar a la de la mitosis, pero es más larga
y compleja, en ella tienen lugar los siguientes hechos:



Aparecen los cromosomas como filamentos muy largos, ya
individualizados, formados por dos cromátidas.
Cada cromosoma se empareja con su homólogo en toda su longitud,
proceso que se conoce como sinapsis. El resultado es la formación de
estructuras llamadas bivalentes o tétradas (al estar formadas por
cuatro cromátidas)
Las cromátidas no hermanas sufren roturas en puntos homólogos, y se
producen intercambios de fragmentos entre los cromosomas homólogos,
proceso llamado entrecruzamiento, que da como resultado la
recombinación genética (después del entrecruzamiento las cromátidas
hermanas ya no son idénticas). Este proceso es fundamental en el
Citología
II- 61


significado biológico de la meiosis, ya que da lugar a la formación de
cromosomas con información genética diferente a la de los cromosomas
originales de la célula madre
Comienza la separación de los cromosomas homólogos. Los puntos
donde se ha producido la recombinación aparecen en forma de X y
reciben el nombre de quiasmas.
La envoltura nuclear y el nucleolo desaparecen y se forma el
huso.
(las diferentes subfases de la profase I reciben los nombres de leptoteno, zigoteno,
paquiteno, diploteno y diacinesis)
Metafase I. El huso está totalmente formado y los cromosomas
alineados en el ecuador del mismo, pero aquí, a diferencia de la mitosis, lo
que se alinea son parejas de cromosomas homólogos. La posición de
éstos por encima o debajo del plano ecuatorial es al azar, una pareja puede
tener el paterno arriba y el materno abajo, y otra al contrario.
Anafase I. Difiere totalmente de la mitosis porque este es el momento
esencial de la reducción cromosómica: se separa cada cromosoma de
su homólogo, repartiéndose al azar hacia uno y otro polo, pero cada uno
sigue completo, con sus dos cromátidas. Por tanto, se reparten cromosomas
completos, y en cada polo de la célula sólo hay un representante de cada
Citología
II- 62
pareja, una serie haploide (n) de cromosomas. Además, éstos contienen
ahora una información genética distinta de la inicial, como consecuencia del
entrecruzamiento de la profase I.
Telofase I. Cada grupo de cromosomas, en un polo de la célula, se rodea
de una envoltura nuclear (a veces no se forma la envoltura nuclear) y
comienza la citocinesis, que dará como resultado la formación de dos
células hijas haploides (cada una de estas células tiene n cromosomas,
uno de cada par, con dos cromátidas).
Después de la telofase I y de la citocinesis existe un corto periodo de
interfase, en la que no hay duplicación del material genético, después del
cual comienza la meiosis II (en algunas especies no existe periodo de
interfase y la telofase I va seguida inmediatamente de la profase II)
MEIOSIS II
La meiosis II es muy parecida a una mitosis y en ella se distinguen:
-
Profase II. Suele ser muy breve o casi inexistente. En ella se rompe la
envoltura nuclear y se forma el huso. Cada cromosoma presenta dos
cromátidas. Los microtúbulos del huso se unen a los cinetocoros.
-
Metafase II. Los cromosomas se sitúan en el centro del huso.
-
Anafase II. Se separan las cromátidas hermanas de cada
cromosoma, para formar cromosomas hijos.
-
Telofase II. Se realiza la constitución de los núcleos hijos, al tiempo
que se produce la citocinesis.
El resultado final de la meiosis son cuatro células hijas con la mitad de
cromosomas y cada una de ellas con una combinación genética diferente.
Citología
II- 63
4. IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LA MEIOSIS.
La importancia biológica de la meiosis se puede considerar bajo dos
aspectos diferentes:
1.- Por una parte la meiosis permite el mantenimiento del
número de cromosomas de cada especie: la reproducción sexual
implica la unión de dos gametos, si éstos tuvieran el mismo número de
cromosomas que las células somáticas, en cada generación se duplicaría el
Citología
II- 64
número de cromosomas. La meiosis, mediante la formación de gametos
haploides hace posible que esto no suceda.
2.- Por otra parte, la recombinación genética y el reparto al azar
de los cromosomas en la meiosis, dan como resultado la formación de
gametos cada uno de ellos con una carga genética diferente, lo cual
contribuye al aumento de la variabilidad de los individuos resultantes de
la reproducción sexual. Una mayor variabilidad en una población favorece
el proceso de selección natural, que es la base de la evolución.
5.- CUADRO COMPARATIVO ENTRE MITOSIS Y MEIOSIS
MITOSIS
MEIOSIS
La mitosis es el mecanismo
división de las células somáticas.
de
La meiosis sólo se da en las células
formadoras de gametos y de
meiosporas.
Da lugar a dos células con el mismo
número de cromosomas.
Da lugar a cuatro células con la
mitad de cromosomas que la célula
madre.
Las células hijas tienen la misma
información genética
Las
células
hijas
tienen
información genética diferente
una
Los cromosomas de las células hijas,
Los cromosomas de las células hijas
originados por recombinación, son
son idénticos a los de la madre.
diferentes a los de la célula madre
Conlleva una
citocinesis.
cariocinesis
y
No se producen ni apareamiento
entre cromosomas ni
entrecruzamiento
En
anafase
se
separan
cromátidas hermanas
Citología
una
Conlleva dos
citocinesis.
cariocinesis
y
dos
Durante la profase se producen
apareamiento de cromosomas
homólogos y entrecruzamiento
(aparecen los quiasmas).
En anafase I se separan los
las cromosomas homólogos completos,
y en anafase II se separan las
cromátidas hermanas
II- 65
Citología
II- 66
RESUMEN MITOSIS EN UNA CÉLULA SOMÁTICA HUMANA (2N= 46)
Célula en
periodo G1
Periodo de crecimiento celular
46 filamentos de ADN.
ADN en forma de
cromatina
Célula en
periodo S
Periodo de duplicación del ADN
Duplicación de la pareja de
centriolos
Cada filamento de ADN
forma una copia
MITOSIS
Célula en
periodo G2
Preparación para la división
celular
Célula en
Profase
Condensación de la cromatina =
formación de los cromosomas.
Desaparece el nucleolo
Se separan las dos parejas de
46 cromosomas de dos
centriolos (sólo en células
cromátidas
animales)
Se forma el huso acromático de
microtúbulos
Desaparece la envoltura nuclear.
Célula en
Metafase
Cromosomas claramente
formados
Cromosomas en el plano
ecuatorial del huso
46 cromosomas de dos
cromátidas
Célula en
Anafase
Separación de las dos
cromátidas de cada cromosoma
Se forman dos grupos de
46 cromosomas de una
cromátida
Telofase y
Citocinesis
Descondensación de los
cromosomas = formación de la
cromatina
Aparece el nucleolo
Desaparece el huso acromático
Aparecen envolturas nucleares
alrededor de cada grupo de
cromosomas.
Se divide el citoplasma
Dos células con 46
cromosomas de una
cromátida. Los
cromosomas se
descondensan y forman
la cromatina
Partimos de una célula diploide y se obtienen dos células diploides
genéticamente idénticas a la célula madre.
En todo momento las células son diploides.
Citología
II- 67
RESUMEN DE LA MEIOSIS EN UNA CÉLULA HUMANA
Célula
en
Periodo de crecimiento celular
periodo G1
Célula en
periodo S
Célula en
periodo G2
MEIOSIS I
Célula en
Profase I
Periodo de duplicación de ADN
Duplicación de la pareja de
centriolos
Preparación para la división
celular
Condensación de la cromatina =
formación de los cromosomas.
Cada cromosoma se aparea
longitudinalmente con su
homólogo (sinapsis).Formación de
tétradas
Intercambio de fragmentos de
cromosomas entre las cromátidas
de los cromosomas homólogos
(entrecruzamiento)
Comienzan a separarse los
cromosomas homólogos. Se
observan los quiasmas
Desaparecen la envoltura nuclear
y el nucleolo.
Se separan las dos parejas de
centriolos (sólo en células
animales) y se forma el huso
acromático
Célula en
Metafase I
Cromosomas claramente
formados
Las parejas de cromosomas
homólogos se colocan en el plano
ecuatorial del huso
Célula en
Anafase I
Separación de los cromosomas
homólogos
Telofase I y
Citocinesis
Descondensación de los
cromosomas = formación de la
cromatina
Aparecen los nucleolos
Desaparece el huso acromático
Aparecen envolturas nucleares
alrededor de cada grupo de
cromosomas.
Se divide el citoplasma
Citología
46 filamentos de
ADN.
ADN en forma de
cromatina
Cada filamento de
ADN forma una copia
46 cromosomas de
dos cromátidas
(cromátidas
hermanas)
O sea, 23 parejas de
cromosomas
homólogos
46 cromosomas de
dos cromátidas
O sea, 23 parejas de
cromosomas
homólogos
recombinados
Se forman dos
grupos de 23
cromosomas de dos
cromátidas cada uno
Dos células con 23
cromosomas de dos
cromátidas. Los
cromosomas se
descondensan y
forman la cromatina
II- 68
Profase II
MEIOSIS II
Metafase II
Anafase II
Telofase II y
citocinesis
Equivalente a la profase
de una mitosis
Equivalente a la metafase
de una mitosis
Los cromosomas se
sitúan en el huso
acromático
Equivalente a la anafase
de una mitosis
Se separan las dos
cromátidas de cada
cromosoma
Equivalente a la telofase
y citocinesis de una
mitosis
Aparecen cuatro células,
cada una de ellas con 23
cromosomas de una
cromátida
(los cromosomas están ahora
descondensados en forma de
cromatina
Partimos de una célula diploide y se obtienen cuatro células haploides
genéticamente diferentes entre sí y a la célula madre.
Se forman los gametos o células reproductoras
-------------------------------------------------------------------------------------
6. ACTIVIDADES
1. Indica qué significa número haploide y diploide de cromosomas. En el
cuerpo humano, ¿qué células son haploides y cuales diploides?
2. ¿Cuál es la importancia de la meiosis en los organismos que se
reproducen sexualmente?
3. ¿Qué es la fecundación? ¿A qué célula da origen? ¿Tiene esta célula un
número haploide o diploide de cromosomas?
4. ¿En qué se diferencian los cromosomas anteriores a la fase S del ciclo
celular de los posteriores a dicha fase?
5. ¿Qué nombre recibe la parte del ciclo celular en que se duplica el
material genético?
6. ¿Qué relación existe entre la duplicación del ADN y la mitosis?
7. Indica las diferencias que existen entre la división celular de una célula
animal y otra vegetal.
Citología
II- 69
8. En los núcleos de una neurona y de una célula epitelial de un mismo
individuo, ¿existen los mismos genes? Razona la respuesta.
9. ¿Cuál es el hecho principal de cada una de las fases de la mitosis?
10.Señala las diferencias entre cromosomas homólogos y cromátidas
hermanas. ¿Es igual el material genético de los cromosomas homólogos?
¿Y el de las cromátidas hermanas?
11.¿En qué seres vivos es necesaria la meiosis? Razona la respuesta
12.Las cuatro células hijas que se obtienen tras la meiosis son haploides,
¿pero son genéticamente idénticas? Razona tu respuesta.
13.¿En qué momento de la meiosis tiene lugar la reducción cromosómica?
Razónalo.
14.Durante el sobrecruzamiento cromosómico el material genético se
intercambia:
a) -entre cromosomas homólogos o cromosomas no homólogos
b) -entre cromátidas hermanas o cromátidas de cromosomas
homólogos.
15.Indica las diferencias entre
a) anafase I y anafase II de la meiosis.
b) anafase de mitosis y anafase I de meiosis
c) profase mitótica y profase I de la meiosis.
d) metafase I y metafase II de la meiosis.
16.Las siguientes cuestiones se refieren a células humanas. Indica cuántos
cromosomas (y cuántas cromátidas tiene cada uno ellos) se encuentran
en las células en:
- Profase mitótica
- Profase I de meiosis
- Profase II de meiosis
17.Responder las mismas cuestiones en una especie de número diploide 8
18.Según lo visto, la cantidad de ADN que contiene una célula varía según
el momento del ciclo celular. Identifica las fases y periodos que aparecen
en el siguiente gráfico:
Citología
II- 70
19.Indica en que fase de la división celular tiene lugar:
a) Los cromosomas alcanzan el máximo grado de condensación.
b) Las dos cromátidas de cada cromosoma se separan.
c) Reaparecen las envolturas nucleares alrededor de los nuevos
grupos de cromosomas.
d) Formación del huso acromático.
e) Los cromosomas se sitúan en la placa ecuatorial
f) Se forma el fragmoplasto
g) Desaparece la envoltura nuclear.
h) Se forma el surco de segmentación en el citoplasma.
20. ¿Qué es una tétrada o bivalente?
21. ¿Qué es el sobrecruzamiento? ¿Cuándo tiene lugar? ¿Entre qué
cromátidas se produce? ¿Cuál es su importancia biológica?
22. ¿Qué son los quiasmas? ¿En qué etapa de la meiosis se pueden
observar? Relaciona los quiasmas y la recombinación
23. ¿Cuántas células y con cuántos cromosomas aparecen al final de la
telofase I de la meiosis?
24. ¿Cuál es el resultado de la meiosis? ¿Cuál es su importancia biológica?
25. ¿A que se debe que las células resultantes de la meiosis tengan los
cromosomas recombinados?
26. ¿Por qué detienen su crecimiento en la fase G1 del ciclo celular las
células que no se dividen? Razónalo.
27. ¿Cuál es el origen de las 2 cromátidas de un cromosoma que son
visibles durante la división celular?
28. Describe la telofase de la mitosis de una célula animal.
29. De los siguientes acontecimientos: apareamiento de cromosomas
homólogos,
separación
de
cromátidas,
crecimiento
celular,
recombinación génica, duplicación del ADN.
a) Indica los que tienen lugar en la mitosis
b) Indica los que no tienen lugar ni en la mitosis ni en la meiosis
c) Ordena cronológicamente los que suceden en la meiosis.
31. Si partimos de una célula 2n=6. Dibuja las siguientes fases:
a) anafase I de la meiosis
b) telofase de la mitosis
c) anafase II de la meiosis
d) metafase II de la meiosis
32. Si partimos de una célula 2n = 8. Dibuja las siguientes fases:
a) anafase II de la meiosis
b) metafase de mitosis
Citología
II- 71
c) metafase I de meiosis
d) profase I
e) profase II
33. La gráfica representa la variación de la cantidad de ADN en el núcleo de
la célula a lo largo de un ciclo celular. Identifica las fases que
corresponden a cada uno de los tramos indicados en dicha gráfica.
34. En una célula diploide (2n = 10), completa el siguiente cuadro;
Nº de cromosomas Nº de cromátidas
por célula
por cromosoma
Nº de moléculas
de ADN por célula
G1
S (final)
Metafase
Metafase I
Metafase II
35. Resume los hechos más significativos en cada fase de la mitosis y la
meiosis.
36. Completa los cuadros siguientes:
CÉLULA 2n = 16
MITOSIS
Número
de
células
Número de
cromosomas/
célula
Número de
cromátidas/
cromosoma
Nº de
moléculas
ADN/célula
Profase
Metafase
Resultado
Citología
II- 72
CÉLULA 2n = 16
Número
de
células
Número de
cromosomas/
célula
Número de
cromátidas/
cromosoma
Nº de
moléculas
ADN/célula
MEIOSIS
Profase I
Final Meiosis I
Profase II
Final Meiosis II
36. Relaciona la mitosis y la meiosis con los tipos de reproducción sexual y
asexual. ¿Qué ventajas y qué inconvenientes presentan la reproducción
asexual y sexual?
37. ¿Qué tipos de microtúbulos se forman durante la mitosis?
38. Una célula con 12 cromosomas comienza una meiosis.
a) ¿Cuántas cromátidas tiene cada cromosoma de la célula al
comienzo del proceso?
b) ¿Cuántas células hay al final de la 1ª división?, ¿Cuántos
cromosomas tiene cada célula? ¿Cuántas cromátidas tiene cada
cromosoma?
c) ¿Cuántas células hay al final de la segunda división? ¿Cuántos
cromosomas tiene cada célula? ¿Cuántas cromátidas tiene cada
cromosoma?
d) ¿Cuántas cromátidas hay al principio? ¿Y al final? ¿Son iguales las
cromátidas iniciales y las finales?
39.
Citología
II- 73
ACTIVIDADES DE CITOLOGÍA
1. Redacta una frase utilizando los siguientes
cromosoma homólogo y especie diploide
términos:
cariotipo,
2. Dibuja un esquema de la membrana plasmática y señala las diferencias
que hay entre las caras intra y extracelular.
3. Explica por qué los fosfolípidos tienen capacidad para formar bicapas en
un medio acuoso.
4. Dibuja una mitocondria indicando todos sus elementos y los procesos
que ocurren en cada lugar.
5. Contesta razonadamente:
a) Identifica
y
describe
brevemente la estructura de los
elementos celulares numerados
del 1 al 5.
b) Las flechas señalan un proceso
que se inicia con la entrada de
aminoácidos a la célula y la
salida de proteínas enzimáticas.
Relaciona los orgánulos que
intervienen y las actividades
fisiológicas,
señalando
la
función que se produce en las
zonas nombradas con las letras
a hasta f.
6. Importancia biológica de la mitosis y la meiosis
7. Dibuja un cloroplasto indicando todos sus elementos y los procesos que
ocurren en cada lugar.
8. Explica detalladamente la Profase I de la Meiosis y comenta sus
consecuencias biológicas.
9. Explica razonadamente qué funciones podrían desempeñar células que
presenten las siguientes características:
a) Un R.E.R. y un aparato de Golgi muy desarrollado.
b) Un R.E.L muy desarrollado y una gran cantidad de peroxisomas.
c) Una gran cantidad de Mitocondrias y un R.E.L muy desarrollado.
d) Una pared celular secundaria lignificada.
Citología
II- 74
10. Responde razonadamente:
a) ¿Qué representa este esquema?
b) ¿Qué representa la fase nº 2?
c) ¿Qué significado biológico tiene el
proceso representado en este
esquema?
d) ¿En qué parte del cuerpo puede
ocurrir este proceso?
11. En un ser vivo diploide se observa una célula en división que posee 3
cromosomas con dos cromátidas cada uno, colocados en el ecuador del
huso acromático. Contesta razonadamente:
a) ¿Qué tipo de división celular esta experimentando la célula?
b) ¿En que fase de la división se encuentra?
12. La siguiente gráfica representa la variación del contenido de ADN
durante el ciclo vital de una célula:
a) Señala en la gráfica los tramos que
correspondan a las fases del ciclo
celular.
b) ¿Qué ocurre en el intervalo de
tiempo 2 a 3?
c) ¿La gráfica corresponde a un ciclo
mitótico o meiótico?
13. Una célula que va a entrar en meiosis tiene dos pares de cromosomas.
Dibuja la dotación cromosómica que tendrán:
a. Las células resultantes de la primera división meiótica
b. Las células resultantes de la segunda división meiótica.
14. Contesta razonadamente:
a) El agua y las sustancias apolares atraviesan fácilmente la membrana
plasmática, mientras que las sustancias polares lo hacen con más
dificultad ¿Por qué?
b) Si se eliminan todas las proteínas de la membrana plasmática ¿Cuáles
pueden ser las consecuencias? ¿Y si se eliminan todos los hidratos de
carbono?
c) Entre los componentes químicos del núcleo existen numerosas
enzimas. ¿Cómo puede ser posible si éstas se sintetizan en el
citoplasma? ¿para qué pueden servir estas enzimas en el interior del
núcleo?
Citología
II- 75
15. Contesta razonadamente:
a) ¿Qué orgánulos se encontrarán más desarrollados en las células del
hígado, donde se produce la mayor parte de la detoxificación de
sustancias?
b) ¿Qué estructuras celulares se encontrarán más desarrolladas en una
célula de una glándula endocrina encargada de producir hormonas de
naturaleza proteica.
c) Una proteína de membrana que tenga fragmentos hidrófilos e
hidrófobos, ¿qué tipo de proteína de membrana será?
d) Indica cuáles de los componentes del citoesqueleto participa en las
siguientes estructuras y funciones: Microvellosidades, Axonema de
los cilios. Huso mitótico.
e) Dibuja un cromosoma metafásico submetacéntrico y señala en él las
siguientes partes: cromátidas, constricción primaria, cinetocoros,
constricción secundaria y satélite.
f) ¿Cuantos espacios delimitan las membranas en el interior del
cloroplasto?
16. Contesta razonadamente:
a) ¿Cómo se denominan los
orgánulos celulares
representados en la figura con los
números 1, 2 y 3? ¿Cuál es el
contenido de estos orgánulos?
b) Cuál es el origen y cuáles las
funciones de los orgánulos
representados por el número 1?
c) ¿Que procesos se representan por
medio de las letras A, B y C?
Descríbelos brevemente.
d) ¿Qué funciones desempeña el
orgánulo representado por el
número 6? (Al menos tres).
17. El esquema representa una función celular. Responda razonadamente a
las siguientes cuestiones.
a) ¿Qué función celular representa
el esquema? ¿Cuáles son los
orgánulos
celulares
que
aparecen numerados?
b) ¿Cuál es el proceso principal
que ocurre en cada uno de
ellos?
c) ¿Qué otras funciones, además
de la representada en el
esquema, tiene el orgánulo
marcado con el número 3?
d) ¿Cuál puede ser el destino de
los productos contenidos en el orgánulo número 4?
Citología
II- 76
18. Contesta
razonadamente
a
siguientes
cuestiones
sobre
membrana plasmática:
las
la
b) Indica los componentes presentes
indicando sus características
estructurales.
c) ¿Dónde se localiza el citoplasma?
d) ¿Por qué es asimétrica?
e) ¿Qué nombre recibe este modelo y
por qué?
19. Estructura y funciones de Aparato de Golgi.
20. ¿Existe alguna relación entre el Aparato de Golgi, los Lisosomas y el
Retículo Endoplasmático? Razónalo.
21. Explica la estructura de un flagelo ayudándote de un esquema.
22. Componentes estructurales del núcleo interfásico. Funciones.
23. Dibuja un núcleo interfásico indicando sus componentes y la función de
cada uno de ellos
24. En el siguiente esquema se representan
mecanismos de la fisiología celular.
Contesta razonadamente.
a) ¿Qué orgánulos se encuentran
señalados.
b) ¿Qué misiones desempeñan?
c) ¿Qué procesos indican las flechas
presentes en el esquema?
25. Describe la primera profase meiótica y comenta su importancia
26. Responde a las siguientes preguntas:
a) Señala en que fase de la mitosis desaparece el nucléolo, y describe
esa fase.
b) Cita las diferencias básicas entre la división celular de una célula
animal y vegetal.
27. Analiza las transformaciones que sufren los cromosomas a lo largo de
las fases de la Mitosis.
Citología
II- 77
28. Relaciona quiasma, recombinación y sobrecruzamiento.
29. Ordena las siguientes fases de este proceso. ¿Cómo se llama el proceso
representado en estos dibujos?
30. Indica el lugar de síntesis, estructuras que atraviesa y transformaciones
que experimenta una hormona de naturaleza glucoproteica que tenga
que ser exportada fuera de la célula.
31. Si una célula está realizando su ciclo celular y se detiene en la fase Go
¿a qué se debe? ¿Hay algún tipo celular al que le ocurra esto?
32. ¿Por qué han adoptado la reproducción sexual la mayoría de las
especies? ¿Qué ocurriría si en ellas la reproducción fuese asexual?
33. Se sabe que, en los eucariotas, cada cromátida está constituida por una
sola molécula de ADN. Indica el número de estas moléculas de ADN en
las siguientes células de una especie con 2n= 6
a) Un espermatozoide
b) Una célula en metafase mitótica
c) Una célula en período G1
d) Una célula en período G2
e) Una célula en profase de la segunda división meiótica
34. En una etapa de la Meiosis los cromosomas se acercan formando parejas
y se aparean íntimamente.
a) ¿Qué nombre reciben estas parejas de cromosomas?
b) ¿Qué fenómeno ocurre en estas parejas que resulta en un aumento
de variabilidad genética?
c) ¿En qué etapa concreta se observan estas parejas de cromosomas?
35. ¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre Mitosis y Meiosis, en
relación a los siguientes aspectos
a) Número de cromosomas que se obtienen al final del proceso.
b) Intercambio de material genético.
c) Número de células obtenidas a partir de una inicial.
d) Tipos de células en que se produce cada proceso.
Citología
II- 78
36. La Meiosis:
a) Comenta su función en la variabilidad genética de las especies.
b) ¿Es imprescindible en la formación de los gametos? Justifícalo.
36. ¿Qué es el ciclo celular? ¿Cuáles son las fases del ciclo celular y qué
ocurre en cada una de ellas?
37. Indica en qué momento del ciclo celular se producen:
- la duplicación de los centriolos
- el reparto de cromosomas entre las células hijas
- la replicación del ADN
38. ¿Cuál es la finalidad de la replicación del ADN? Las células que
permanecen en la fase G0, ¿replican su ADN o no? ¿Por qué?
39. ¿Cuáles son las dos fases de la división celular? Explica los hechos más
significativos de cada una de las fases de la mitosis.
40. ¿Qué es la citocinesis? Explica el proceso en células animales y
vegetales.
41. ¿Cuál es el resultado final de la división celular por mitosis? ¿Qué células
se forman por mitosis?
42. ¿Por qué tipo de mecanismo se forman los gametos? ¿Qué son células
haploides?
43. Explica las diferentes fases de la meiosis.
44. Compara la mitosis y la meiosis
45. ¿Cuál es la diferencia principal entre la anafase de la mitosis, la anafase
I y la anafase II de la meiosis?
Citología
II- 79