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La célula
• Es la unidad elemental de estructura y
función de todos los seres vivos
– Es la unidad más pequeña que manifiesta
todas las propiedades de la vida
– Todos los seres vivos están compuestos de
células
– Todo organismo vivo ha sido alguna vez una
célula
La célula es la unidad funcional de
los seres vivos
• Seres unicelulares y pluricelulares (células
especializadas)
• En ambos casos la célula crece y se
reproduce individualmente
• Todas las células proceden de un
antecesor común (variación al azar y
selección natural)
• La vida no existe en unidades más
pequeñas que la célula
• 1 mililitro de sangre: 5.000.000.000 de C
• 1cm cúbico de tierra 100.000.000.000 de
bacterias
• Cuerpo humano: 100 billones de C
Células procariotas y eucariotas
Eucariotas:
Núcleo diferenciado. Mayor tamaño. Plantas, hongos
y animales. Células “modernas”
Procariotas:
Núcleo no diferenciado. Menor tamaño. Bacterias.
Células “primitivas”
Dentro de una célula eucariota cabrían hasta 10000
bacterias
Estructura de las células eucariotas
Célula con microscopio óptico (2500 aumentos)
1 Nucleo
2 cromatina
3 nucleolo
1
2
3
4
5 6
4 Citoplasma
5 Vacuolas
6 mitocondrias
Membranas celulares
• Plasmática
• Nuclear
• De orgánulos
Con microscopio
electrónico 250000
aumentos
Núcleo
• Genoma
Citoplasma
(citosol + orgánulos)
•
•
•
•
Retículo endoplasmático
Aparato de Golgi
Lisosomas
Mitocondrias
Citoesqueleto
• Microtúbulos
• Microfilamentos
• Filamentos intermedios
Membrana plasmática
(Membrana celular)
Teoría de la bicapa lipídica de la membrana
(mosaico fluído)
Bicapa fosfolipídica de naturaleza semimpermeable que
separa el interior celular del medio (función de
protección), pero que permite el traspaso de sustancia
en ambos sentidos (función de comunicación)
El intercambio de materia entre el interior y el exterior
está controlado por procesos bioquímicos en la
membrana (liposolubilidad)
Características funcionales de las membranas
biológicas. Fisiología
• Estas características se fundamentan en la
naturaleza fluida de los componentes lipídicos
(desplazamiento lateral, no de una capa a otra)
• La fisiología de la membrana depende de la fluídez
y viscosidad, a más fluídez mayor actividad
• Ciertos procesos de transporte a través de la
membrana y de actividad encimática cesan cuando
aumenta la viscosidad
• La viscosidad depende de la
temperatura y la composición del
fosfolípido
• Transición de fase (temperatura
crítica de congelación) la
membrana se vuelve rígida
• Longitud de la cadena
hidrocarbonada (cuanto más corta,
mas baja la temperatura de
congelación
• Doble enlace tipo cis (cuando está
presente, baja la temperatura de
congelación)
La naturaleza lipídica de la membrana
plasmática eucariótica es variada:
• Fosfolípidos: (fosfotidilcolina, esfingomielina,
fosfatildilcerina)
• Otros lípidos:
• Colesterol
• Glucolípidos: (gangliósidos)
La membrana plasmática también tiene una
naturaleza proteica con un importante papel a
nivel funcional
Proteínas en la membrana plasmática
Proteínas intrínsecas (integrales, estructurales):
atraviesan completamente la membrana
Proteínas polares: presentan una región hidrofóbica
que se une a los grupos lipídicos y una región
hidrofílica que evita a estos grupos
Proteínas extrínsecas o periféricas: asociadas a la
membrana sin atravesarla
Son proteínas hidrofílicas
• Unidas a lípidos
• Unidas a proteínas intrínsecas
P. periféricas externas
• Comunicación e interacción entre células (matriz extracelular)
P. Periféricas internas
• Citoesqueleto celular
Mecanismos para traspasar la
membrana
• Pasivo (difusión facilitada)
• Trasporte activo (requiere gasto de energía)
Difusión
• Las disoluciones extra e intracelular están separadas
por la membrana plasmática
• Naturaleza semipermeable de la membrana: el H2O, O2
y CO2 atraviesan la membrana por difusión simple
• También influye la carga eléctrica de uno u otro lado de
la membrana
• Los nutrientes, iones, deshechos no la atraviesan por
difusión simple, utilizan canales, bombas y proteínas
transportadoras
• Ósmosis: difusión exclusiva de H2O a través de
membrana
• Presión osmótica
• Equilibrio de concentración (Hipertónico – Isotónico
– Hipotónico)
• Trasporte activo
• Tránsito de moléculas hidrosolubles necesarias para la
supervivencia y crecimiento (azúcares, aminoácidos, etc)
• Tránsito de iones necesarios para el funcionamiento
celular (ej. neuronas)
Proteínas transmembranales de transporte
• Proteínas transportadoras
• Proteínas formadoras de canales
Proteínas transportadoras
• Casi todas las pequeñas moléculas necesarias para la vida
de las células, salvo el H2O, O2, CO2 y los ácidos grasos,
son transportadas por proteínas especializadas
• Especificidad de la proteína transportadora
• Transporte pasivo (difusión facilitada): movimiento de la
molécula a favor de los gradientes de concentración y
eléctrico
• Transporte activo: movimiento de la molécula en contra de
los gradientes de concentración y eléctrico. Empleo de
energía (Adenosín trifosfato: ATP)
Canales iónicos
• Canales: medio de comunicación transmembranal de
elementos hidrófilos
• Naturaleza proteica
• Canales iónicos
• Estrechos y selectivos
• Conformaciones estructurales
• Tipología
• Dependientes de voltaje (por despolarización)
• Dependientes de ligando (si se les une una molécula específica
• Activados por fuerzas mecánicas
El núcleo celular

Centro de control de la célula

Almacena toda la información genética en
sus moléculas de DNA

Sólo las células eucariotas tienen núcleo

Rodeado por una doble membrana que contiene
poros para el transporte de macromoléculas

El ARN es sintetizado en el núcleo y lleva la
información genética al citoplasma

Las proteínas se sintetizan en el citoplasma y
entran en el núcleo para realizar su función
enzimática, estructural o reguladora
Citoplasma
ARN
Proteínas
En el núcleo hay uno o más nucleolos
En el nucleolo se sintetiza el ARN que constituye los
ribosomas
El ADN se encuentra
en el núcleo unido a
proteínas formando
la cromatina
Cuando la célula se
va a dividir, la
cromatina se
condensa y se
individualizan los
cromosomas
Orgánulos citoplasmáticos
Citoplasma:
•
•
•
•
•
Retículo endoplasmático
Aparato de Golgi
Mitocondrias
Vacuolas
Lisosomas
Retículo endoplasmático
• Estructura en forma de laberinto formado por
membranas y que forma canales y vesículas
interrelacionadas
• RE Liso y RE Rugoso (con ribosomas)
Aparato o Complejo de Golgi
• Pequeños sacos apilados rodeados por una
membrana
• Abundante en células secretoras
• Relacionado estructural y funcionalmente al RE
• Síntesis de polisacáridos
• Modificación, transporte y almacenamiento de
sustancias sintetizadas en otras partes de la célula
• Lípidos y proteínas se transforman en glucolípidos y
glucoproteínas
Existen dos direcciones en el tráfico de las
vesículas de transporte del AG
• Hacia la membrana plasmática (glucolípidos y
glucoproteinas)
• Hacia los lisosomas
Mitocondrias
• Membrana externa e interna; matriz mitocondrial
• Pliegues llamados crestas
• Centrales energéticas de la célula
• Contienen enzimas implicadas en la degradación de
moléculas
• Funcionan en presencia de oxígeno
• En su interior las moléculas (glucosa pej) se oxidan,
pierden electrones que pasan al O2 liberando energía
que se almacena en moléculas de ATP
• Esta energía se emplea en todos los procesos de
síntesis o movimiento
Cloroplastos
• Específicos de las células vegetales
• En su interior ocurre la fotosíntesis
• Contienen clorofila, que capta la luz solar
y la transforma en energía química para
sintetizar moléculas orgánicas a partir del
CO2 de la atmósfera
Vacuolas
• Orgánulos muy sencillos rodeados por
una membrana
• Algunas degradan moléculas (vacuolas
digestivas) otras almacenan sustancias
(grasa, proteínas, almidón, pigmentos,
etc)
Lisosomas
• Semejantes a las vacuolas
• Contienen enzimas que degradan las moléculas
inservibles para la célula
Citoesqueleto
• Da consitencia y forma a la célula y está implicado en
sus movimientos
• Formado por
• Microtúbulos (formados por la proteína tubulina)
• Filamentos intermedios
• Microfilamentos (formados por la proteína actina)
La tubulina y la actina son proteínas
globulares que pueden ensamblarse y
desensamblarse produciendo cambios de
forma
• Pueden formar estructuras superiores
(orgánulos)
• Centriolo: formado por microtúbulos.
Relacionado con la aparición del huso mitótico,
que interviene en la separación de cromosomas
en la división de la célula
• Cilios y flagelos: se forman en la periferia de la
célula y están relacionadas con el movimiento
de esta en medios líquidos
Multicelularidad
• Organismos pluricelulares
• Formados por células especializadas
– División del trabajo
– Diferenciación celular
• Estas células no pueden vivir aisladas
– Cooperación e interdependencia
• Un conjunto de células adyacentes y del mismo tipo
constituye un Tejido
• Los diferentes tejidos que cooperan para realizar una
función constituyen un Órgano
• Un conjunto de órganos con función compartida
constituyen un Sistema
• Célula, tejido, órgano y sistema constituyen los
distintos Niveles de Organización de los
organismos pluricelulares
• Reproducción: en los OP sólo hay unas pocas
células diferenciadas para la reproducción de todo
el organismo
– Proceso de desarrollo: una única célula debe dar lugar a
todo un organismo pluricelular
• Sistemas digestivos, excretores, esqueléticos, de
defensa etc.
• Todas estas funciones deben estar coordinadas
Reproducción celular

Mecanismo capaz de prolongar lo viviente en el
espacio y el tiempo

Para que la célula se divida también se han de
multiplicar las moléculas que la constituyen

Niveles de organización de la reproducción
Molecular

Celular
Organismos
Para la reproducción hacen falta nutrientes
Nivel molecular
La multiplicacíón de las moléculas dentro de la
célula está en función de la complejidad de la
molécula
• Sustancias inorgánicas: tomadas directamente de los
nutrientes
• Hidratos de carbono, lípidos y aminoácidos: síntesis
enzimática de las sustancias aportadas por la nutrición
• Moléculas proteínicas: síntesis dependiente de los
genes
• ADN: Autorreplicado. Es la base de la reproducción de
un organismo
Así, la célula incorpora moléculas y consigue el
crecimiento celular que necesita para la
reproducción
Nivel Celular
La reproducción celular es el mecanismo universal de
transmisión de la información que existe en la célula
madre a las células hijas
Ciclo celular:
• Interfase (G1, S y G2)
• Crecimiento citoplasmático
• Duplicación del centrosoma (G1, S y G2)
• Duplicación de ADN (S)
• Mitosis
• División celular

G1: Primera fase de crecimiento. La célula va
aumentando de tamaño y sintetiza proteínas y ARN

S: Síntesis. El ADN se duplica en el núcleo

G2: segunda fase de crecimiento. Se siguen
sintetizando ARN y proteínas, al final cambia la
estructura celular
Este periodo (entre dos mitosis) se llama interfase y la
actividad metabólica es máxima
En los seres pluricelulares, son los factores de
crecimiento los responsables de coordinar la
reproducción celular
Mitosis o división celular
División de una célula en dos células hijas
Se generan células iguales a la original (con el mismo DNA)
Mitosis: Varias etapas
• División nuclear
• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase
• Cinocitosis (división del
citoplasma)
Profase
• Se hacen patentes los cromosomas (constituídos por dos
cromátidas unidas por el centrómero, cada cromátida
corresponde a una cadena de ADN)
• El cromosoma se acorta y engrosa porque se condensa la
cromatina
• La membrana nuclear y el nucleolo desaparecen y dejan
libres a los cromosomas por el citoplasma
Metafase
• Aparece el huso
• Los cromosomas se insertan en las fibras del huso por el
centrómero
• Se desplazan hasta el ecuador del huso formando la placa
metafásica o ecuatorial
Anafase
Es la fase crucial de la mitosis porque distribuye las dos
copias de la información genética original
• El centrómero se divide
• Cada cromosoma se separa en sus dos cromátidas
• Los centrómeros emigran por las fibras del huso en
direcciones opuestas arrastrando cada uno a una
cromátida
• Termina con la separación completa de las cromátidas
hermanas
Telofase
• Los dos grupos de cromátidas se descondensan y se
hacen menos patentes
• Se reconstruye la membrana celular alrededor de cada
conjunto cromosómico, lo cual define los nuevos núcleos
hijos
• Reorganización del nucleolo que desapareció en la
profase
Citocinesis
• División del citoplasma
• Membrana nuclear completa
• Por estrangulación (animales)
• Por tabicación (vegetales)
• Quedan dos células idénticas a la madre excepto en
tamaño