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TEMA 4. MORFOLOGIA CELULAR
La célula: es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la
célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este
modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células
que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser
los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se
les llama pluricelulares.
La teoría celular, propuesta en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor
Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y
que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las
funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre
células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la
herencia, en su ADN permite la transmisión de aquélla de generación en
generación.
Respecto de su forma, las células presentan una gran variabilidad, e, incluso,
algunas no la poseen bien definida o permanente. Pueden ser: fusiformes
(forma de huso), estrelladas, prismáticas, aplanadas, elípticas, globosas o
redondeadas, etc. Algunas tienen una pared rígida y otras no, lo que les
permite deformar la membrana y emitir prolongaciones citoplasmáticas
(pseudópodos) para desplazarse o conseguir alimento. Hay células libres que
no muestran esas estructuras de desplazamiento pero poseen cilios o flagelos,
que son estructuras derivadas de un orgánulo celular (el centrosoma) que dota
a estas células de movimiento. De este modo, existen multitud de tipos
celulares, relacionados con la función que desempeñan; por ejemplo:
 Células contráctiles que suelen ser alargadas, como las fibras
musculares.
 Células con finas prolongaciones, como las neuronas que transmiten el
impulso nervioso.
 Células con microvellosidades o con pliegues, como las del intestino
para ampliar la superficie de contacto y de intercambio de sustancias.
 Células cúbicas, prismáticas o aplanadas como las epiteliales que
recubren superficies como las losas de un pavimento.
Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las
células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en
animales y vegetales)
Las células PROCARIOTAS son pequeñas y menos complejas que las
eucariotas. Se llama procariotas porque no poseen un núcleo celular
diferenciado, es decir, el material genético se encuentra disperso en el
citoplasma, reunido en una zona denominada Nucleoide.
Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son
unicelulares, formados por una sola célula. El metabolismo de los procariotas
es enormemente variado, a diferencia de los eucariotas, y muchos resisten
condiciones ambientales sorprendentes por lo extremas en parámetros como la
temperatura o la acidez.
Las células EUCARIOTAS tienen su material hereditario fundamental (su
información genética), encerrado dentro de una doble membrana, la envoltura
nuclear, que delimita un núcleo celular. Igualmente estas células vienen a ser
microscópicas pero de tamaño grande y variado comparado con las otras
células.
Las células eucariotas presentan un citoplasma compartimentado, con
orgánulos (semimembranosos) separados o interconectados, limitados por
membranas biológicas que son de la misma naturaleza esencial que la
membrana plasmática. El núcleo es solamente el más notable y característico
de los compartimentos en que se divide el protoplasma, es decir, la parte activa
de la célula. En el protoplasma distinguimos tres componentes principales, a
saber, la membrana plasmática, el núcleo y el citoplasma, constituido por todo
lo demás. Las células eucariotas están dotadas en su citoplasma de un
citoesqueleto complejo, muy estructurado y dinámico, formado por microtúbulos
y diversos filamentos proteicos.
PARTES DE UNA CELULA
 Núcleo
 Citoplasma
 Membrana Plasmática
NUCLEO: Contiene la mayor parte del material genético celular, organizado en
múltiples moléculas lineales de ADN de gran longitud formando complejos con
una gran variedad de proteínas como las histonas para formar los
cromosomas. El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina genoma
nuclear. Se dice que el núcleo es el centro de control de la célula.
Su tamaño es variable (5 a 10 μm) al igual que su ubicación siendo en la
mayoría de los tipos celulares central. El núcleo tiene tres funciones primarias,
todas ellas relacionadas con su contenido de ADN. Ellas son:
1.
Almacenar la información genética en el ADN.
2.
Recuperar la información almacenada en el ADN en la forma
de ARN.
3.
Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas, a
través del producto de la expresión de los genes: las proteínas.
En el núcleo se localizan los procesos a través de lo cuales se llevan a cabo
dichas funciones. Estos procesos son:
1.
La duplicación del ADN y su ensamblado con proteínas
(histonas) para formar la cromatina.
2.
La transcripción de los genes a ARN y el procesamiento de
éstos a sus formas maduras, muchas de las cuales son
transportadas al citoplasma para su traducción
3.
La regulación de la expresión genética.
MEMBRANA PLASMATICA: La membrana plasmática o celular es una
estructura laminar formada por fosfolípidos y proteínas que engloban a las
células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior
(medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de éstas.
Se caracteriza por ser delicada y elástica siendo parte integral y funcional de la
célula.
Su principal función consiste en regular el contenido de la célula. Puede hacer
esto porque tanto los nutrientes que debe consumir la célula como los
desechos de la misma deben atravesar esta membrana.
La membrana plasmática se encuentra constituida por dos capas lápidas,
estando ubicadas en el centro otras dos capas fosfolípidas, con un espesor de
tan solo una molécula. Los extremos de estas capas repelen el agua.
Entre las propiedades de la membrana plasmática tenemos:
1. Permeabilidad: Se refiere a que permite el paso de ciertos compuestos a
través de su superficie con el fin de que estos formen parte de la
sustancia celular.
2. Selectividad: La selectividad indica que la membrana permite el paso de
ciertas sustancias que la rodean e impide el paso de otras.
3. Pinocitosis: Se denomina así a la ingestión de líquidos, que son
almacenados en vesículas y luego pasados al citoplasma, por parte de
la membrana celular.
Funciones

La función básica de la membrana plasmática es mantener el medio
intracelular diferenciado del entorno. Esto es posible gracias a la
naturaleza aislante en medio acuoso de la bicapa lipídica y a las
funciones de transporte que desempeñan las proteínas. La combinación
de transporte activo y transporte pasivo hacen de la membrana
plasmática una barrera selectiva que permite a la célula diferenciarse del
medio.

Crea una barrera selectivamente permeable en donde solo entran o
salen las sustancias estrictamente necesarias.

Transporta sustancias de un lugar de la membrana a otro, ejemplo,
acumulando sustancias en lugares específicos de la célula que le
puedan servir para su metabolismo.

Percibe y reacciona ante estímulos provocados por sustancias externas

Media la interacción que ocurren entre células.
CITOPLASMA: El citoplasma es el material comprendido entre la membrana
plasmática y la envoltura nuclear. La forma de la célula es mantenida por
proteínas fibrosas que se encuentran en el citoplasma y que en conjunto
conforman el citoesqueleto.
El citoesqueleto está formado por filamentos y túbulos de diversos tamaños: los
microtúbulos tienen un rol primordial en la división celular.
El citoesqueleto se presenta transparente y por lo tanto, invisible.
Generalmente no se lo dibuja en los esquemas de la célula pero es un
componente importante, complejo y dinámico. El citoesqueleto, mantiene la
forma de la célula, "ancla" las organelas en su lugar y mueve parte de la célula
en los procesos de crecimiento y movilidad.
Los orgánulos se encuentran en un medio acuoso llamado citosol consiste
principalmente de agua, con iones disueltos, moléculas pequeñas y
macromoléculas solubles en agua.
Los orgánulos citoplasmáticos son:





Retículo endoplasmático rugoso
Retículo endoplasmático liso
Ribosomas
Aparato de Golgi
Mitocondria




Vesículas
Lisosomas
Centrosoma (con Centriolos)
Peroxisoma
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO: El retículo endoplasmático rugoso
(RER), también llamado retículo endoplasmático granular, ergastoplasma o
ergatoplasma, es un orgánulo propio de la célula eucariota que participa en la
síntesis y el transporte de proteínas en general. En las células nerviosas
también se conoce como cuerpos de Nissl.
El retículo endoplasmático rugoso está formado por una serie de canales o
cisternas que se encuentran distribuidos por todo el citoplasma de la célula.
Son sacos aplanados por los que circulan todas las proteínas de la célula antes
de ir al Aparato de Golgi. Existe una conexión física entre el retículo
endoplasmático rugoso y el retículo endoplasmático liso
El término rugoso se refiere a la apariencia de este orgánulo en las
microfotografías electrónicas, la cual es resultado de la presencia de múltiples
ribosomas adheridos en su superficie, sobre su membrana.
Está ubicado junto a la envoltura nuclear y se une a la misma de manera que
puedan introducirse los ácidos ribonucleicos mensajeros que contienen la
información para la síntesis de proteínas.
Su principal función es la de participar en la síntesis de todas las proteínas que
deben empacarse o trasladarse a la membrana plasmática o de la membrana
de algún orgánulo.
RETICULO ENDOPLASMATICO LISO (REL): es un orgánulo celular formado
por cisternas, tubos aplanados y sáculos membranosos que forman un sistema
de tuberías que participa en el transporte celular y en la síntesis de triglicéridos,
fosfolípidos y esteroides. También dispone de enzimas destoxificantes, que
metabolizan el alcohol y otras sustancias químicas. A diferencia del retículo
endoplasmático rugoso, carece de ribosomas adosados a su membrana. En
realidad los retículos endoplasmáticos lisos tienen diferentes variantes
funcionales que sólo tienen en común su aspecto y la ausencia de ribosomas.
Tiene como función la síntesis de lípidos.
RIBOSOMAS: son un complejo supramolecular encargado de sintetizar
proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrita en
forma de ARN mensajero (ARNm). Sólo son visibles al microscopio electrónico,
debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm en
eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras
redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa
que son los responsables de la basofilia que presentan algunas células. Están
en todas las células (excepto en los espermatozoides).
Los ribosomas son los orgánulos encargados de la síntesis de proteínas, en un
proceso conocido como traducción. La información necesaria para esa síntesis
se encuentra en el ARN mensajero (ARNm), cuya secuencia de nucleótidos
determina la secuencia de aminoácidos de la proteína; a su vez, la secuencia
del ARNm proviene de la transcripción de un gen del ADN. El ARN de
transferencia lleva los aminoácidos a los ribosomas donde se incorporan al
polipéptido en crecimiento.
APARATO DE GOLGI: es un orgánulo presente en todas las células
eucariotas excepto los glóbulos rojos y las células epidérmicas. Está formado
por unos 4-8 dictiosomas, que son sáculos aplanados rodeados de membrana
y apilados unos encima de otros, cuya función es completar la fabricación de
algunas proteínas.
Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo
endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en
varias cisternas del Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de
Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación,
glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas y la
síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular.
MITOCONDRIAS: es difícil de describir puesto que son estructuras muy
plásticas que se deforman, se dividen y fusionan. Normalmente se las
representa en forma alargada. Su tamaño oscila entre 0,5 y 1 μm de diámetro y
hasta 7 μm de longitud.
Su número depende de las necesidades energéticas de la célula. Al conjunto
de las mitocondrias de la célula se le denomina condrioma celular. Las
mitocondrias están rodeadas de dos membranas claramente diferentes en sus
funciones y actividades enzimáticas, que separan tres espacios: el citosol, el
espacio intermembrana y la matriz mitocondrial.
La principal función de las mitocondrias es la oxidación de metabolitos (ciclo de
Krebs, beta-oxidación de ácidos grasos) y la obtención de ATP mediante la
fosforilación oxidativa, que es dependiente de la cadena transportadora de
electrones; el ATP producido en la mitocondria supone un porcentaje muy alto
del ATP sintetizado por la célula. También sirve de almacén de sustancias
como iones, agua y algunas partículas como restos de virus y proteínas.
VESICULAS: es un orgánulo que forma un compartimento pequeño y cerrado,
separado del citoplasma por una bicapa lipídica igual que la membrana celular.
Las vesículas almacenan, transportan o digieren productos y residuos
celulares. Son una herramienta fundamental de la célula para la organización
del metabolismo.
Muchas vesículas se crean en el aparato de Golgi, pero también en el retículo
endoplasmático, o se forman a partir de partes de la membrana plasmática.
LISOSOMA: Los lisosomas son orgánulos esféricos u ovalados relativamente
grandes, formados por el retículo endoplasmático rugoso (RER) y luego
empaquetadas por el complejo de Golgi, que contienen enzimas hidrolíticas y
proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo
(heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, se encargan de
la digestión celular.
CENTROSOMA: es un orgánulo celular que no está rodeado por una
membrana; consiste en dos centriolos apareados, sumergidos en un conjunto
de agregados proteicos que los rodean y que se denomina “material
pericentriolar”
Sus funciones están relacionadas con la motilidad celular y con la organización
del citoesqueleto. Durante la división celular los centrosomas se dirigen a polos
opuestos de la célula, organizando el huso acromático (o mitótico). En el
periodo de anafase los microtúbulos del áster estiran la célula y contribuyen a
la separación de los cromosomas a cromátidas y a la división del citoplasma.
Las neuronas maduras no tienen centrosoma, `por lo cual no se multiplican.
PEROXISOMA: son orgánulos citoplasmáticos muy comunes en forma de
vesículas que contienen oxidasas y catalasas. Estas enzimas cumplen
funciones de detoxificación celular. Como la mayoría de los orgánulos, los
peroxisomas solo se encuentran en células eucariotas.
Los peroxisomas tienen un papel esencial en el metabolismo lipídico, en
especial en el acortamiento de los ácidos grasos de cadena muy larga, para su
completa oxidación en las mitocondrias, y en la oxidación de la cadena lateral
del colesterol, necesaria para la síntesis de ácidos biliares.
CROMOSOMA
Es una diminuta estructura filiforme formada por ácidos nucleicos y proteínas
presente en todas las células vegetales y animales.
Se denomina cromosoma a cada uno de los pequeños cuerpos en forma de
bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las
divisiones celulares (mitosis y meiosis).
La cromatina es un material microscópico que lleva la información genética de
los organismos eucariotas y está constituida por ADN asociado a proteínas
especiales llamadas histonas. Este material se encuentra en el núcleo de las
células eucariotas y se visualiza como una maraña de hilos delgados. Cuando
el núcleo celular comienza el proceso de división, esa maraña de hilos inicia un
fenómeno de condensación progresivo que finaliza en la formación de
entidades discretas e Independientes: los cromosomas.
El ser humano tiene 23 pares de cromosomas, en sus células somáticas: 22
autosomas y un par de cromosomas sexuales (dos X en el caso de las mujeres
y un cromosoma X y un Y en el caso de los varones).
En estos organismos, las células reproductoras tienen por lo general sólo la
mitad de los cromosomas presentes en las corporales o somáticas. Durante la
fecundación, el espermatozoide y el óvulo se unen y reconstruyen en el nuevo
organismo la disposición por pares de los cromosomas; la mitad de estos
cromosomas procede de un parental, y la otra mitad del otro.
ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS
 Las cromátidas: Son estructuras idénticas en morfología e información
ya que contienen cada una molécula de ADN. Las cromátidas están
unidas por el centrómero. Morfológicamente se puede decir que el
cromosoma es el conjunto de dos cromátidas y genéticamente cada
cromátida tiene el valor de un cromosoma. Estructuralmente, cada
cromátida está constituida por un esqueleto proteico, situado en el
interior, alrededor del cual se disponen muy apelotonados el ADN y las
proteínas que forman el cromosoma.
 El centrómero: Se encuentra en un estrechamiento llamada
constricción primaria, que divide a cada cromátida del cromosoma en
dos brazos. En el centrómero se encuentran los cinetocoros: zonas
discoidales situadas a ambos lados del centrómero que durante la
división celular tienen como función hacer que los microtúbulos del huso
se unan a los cromosomas.
 Los telómeros: Al extremo de cada brazo del cromosoma se le
denomina telómero. El ADN de los telómeros no se transcribe y en cada
proceso de división celular se acorta. Cuando los telómeros
desaparecen el cromosoma sigue acortándose y la célula pierde
información genética útil y degenera. Los telómeros serían, por lo tanto,
una suerte de "reloj celular" que determinaría el número de ciclos
celulares que puede tener una célula. En las células cancerosas, una
enzima, la telomerasa, regenera los telómeros; esta es la razón, al
parecer, de que estas células puedan dividirse indefinidamente.
CLASIFICACION DE LOS CROMOSOMAS
El tamaño de los cromosomas es variable y su forma es diversa. De acuerdo a
la posición del centrómero se los clasifica como:
 Cromosomas metacéntricos: El centrómero es central y los brazos son
iguales.
 Cromosomas submetacéntricos o acrocéntricos: El centrómero no
es central y los brazos son desiguales.
 Cromosomas telocéntricos: El centrómero ocupa uno de los extremos
y sólo hay un brazo.
ANORMALIDADES CROMOSÓMICAS
Anormalidades constitucionales: La misma anormalidad cromosómica se
encuentra en las células de todos los tejidos. El error cromosómico puede
provenir de uno de los gametos antes de la fertilización, o puede ocurrir en el
cigoto fertilizado. Si algunos de los genes no están presentes por duplicado
sino que existen 1 copia o 3 copias (por ejemplo en la trisomía 21 o síndrome
de Down), el sujeto experimentará dismorfias, malformaciones viscerales y/o
retraso mental y psicomotor.
Anormalidades adquiridas: Se refieren a una anormalidad cromosómica que
aparece en las células de un sólo tejido, como ocurre en el cáncer.
Anormalidades homogéneas: Aquellas en las que todas las células tienen la
misma anormalidad (por ejemplo la trisomía 21 en el síndrome de Down), o
cuando una anormalidad adquirida se extiende a todas las células de un mismo
tejido (por ejemplo las células de la médula ósea en la leucemia mieloide
crónica muestran todas ellas una translocación
Anormalidades mosaico: Aquellas en las que todas las células no muestran
la misma anormalidad sino que pueden ser normales o llevar otra anormalidad.
Esta situación es relativamente frecuente en las leucemias linfoblástica en la
que pueden coexitir clones normales con células con una o más alteraciones
Anormalidades numéricas: Son aquellas en las que hay un exceso o un
defecto de cromosomas (por ejemplo, la trisomía 21).
Anormalidades estructurales: Son aquellas en las que las alteraciones se
encuentran dentro de los mismos cromosomas. Puede ser anormalidades
compensadas cuando no hay pérdida ni ganancia de material genético o
descompensado cuando existe deleción o duplicación de algún segmento
cromosómico.