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Las teoría celular
Las células se descubrieron en el siglo XVII. El primero en observarlas fue el inglés Robert
Hooke, en 1665. Con un microscopio muy rudimentario, Hooke examinó una preparación de
corcho y descubrió que parecía estar compuesto por pequeñas celdillas rodeadas de paredes
rígidas. Decidió llamar "células" a aquellas estructuras, pero lo cierto es que sus ojos le
engañaron. En realidad, sólo había visto las paredes celulares muertas del corcho. Hubo que
esperar hasta el siglo XIX para que dos científicos, Matthias Jakob Schleiden y Theodor
Schwann, formularan una teoría que explicara la estructura y funcionamiento de las células.
En 1839, establecieron que todo ser vivo está formado por una o muchas células, que ésta es
la estructura más pequeña que cumple todas las funciones vitales, y que toda célula procede
a su vez de otra célula que se ha dividido.
La teoría celular
Principios de la teoría celular:
1.Todos los seres vivos están constituidos por una o más células, es decir, la célula es la
unidad morfológica de todos los seres vivos.
2. La célula es capaz de realizar todos los procesos necesarios para permanecer con vida, es
decir, la célula es la unidad fisiológica de los organismos.
3. Toda célula proviene de otra célula.
4. La célula contiene toda la información sobre la síntesis de su estructura y el control de su
funcionamiento y es capaz de transmitirla a sus descendientes, es decir, la célula es la
unidad genética autónoma de los seres vivos.
El primer y segundo principios fueron establecidos por Schleiden y Schwann; posteriormente
Virchow aportó el tercer principio sobre el origen de la célula. La teoría celular se puede
completar con el cuarto principio propuesto por Sutton y Boveri.
Célula procarionte y célula eucarionte
Las células se han clasificado, de acuerdo a la presencia o ausencia de núcleo verdadero, en dos grandes grupos: células
procariontes y células eucariontes.
Células procariontes: son aquellas en las que el núcleo se encuentra difuso en el citoplasma, es decir, son las que no poseen un
núcleo celular rodeado por una membrana (pro = antes de, karyon = núcleo).
Células eucariontes: son aquellas que poseen un núcleo celular delimitado por una doble membrana (eu = verdadero, karyon =
núcleo).
Células procariontes o procariotas son la forma de vida más simple
que se conoce, en cuanto a estructura y función.
Célula cuyo material genético ni se organiza en un núcleo bien definido
ni se reparte durante la reproducción celular.
Los seres procariontes son siempre unicelulares y pertenecen al reino
de los moneras, como las bacterias y las algas verde-azuladas.
La mitosis representa la forma de reproducción para los organismos
unicelulares.
Existen organismos procariontes de muy variadas formas: hay
organismos esféricos, con forma de bastón, con forma espiralada y
con forma ovoide.
Aunque su forma externa sea diferente su composición interna es muy
parecida. En general poseen una cubierta externa protectora llamada
pared celular, bajo la cual se encuentra la membrana plasmática,
que tiene por función intercambiar sustancias entre la célula y el medio
que la rodea y delimitar, además, al citoplasma o citosol donde
ocurren todos los procesos químicos que permiten el desarrollo y
funcionamiento de la célula.
En las células procariontes, el material genético (DNA) se encuentra
libre en el citoplasma sin ninguna estructura que lo delimite, es decir,
se halla difuso.
Célula procarionta o procariota
Otra característica que presentan estas células es que no poseen organelos
membranosos.
Las enzimas que permiten la degradación (transformación en sustancias más simples)
de lípidos e hidratos de carbono para obtener energía se encuentran en el citoplasma
al igual que el DNA y otras estructuras que permiten el funcionamiento de la célula.
Los biólogos postulan que las células procariontes son la línea evolutiva más antigua
que se conoce y que de ellas se habrían derivado las células eucariontes.
Ellos creen que una célula procarionte fue capaz de formar un núcleo verdadero y
que, posteriormente, esta primitiva célula eucarionte incorporó en su citoplasma a otra
célula procarionte de menor tamaño.
Célula eucarionte (eucariota o eucariótica)
Las células eucariotas son generalmente mayores y con una estructura más compleja
que las células procariotas. La morfología de estos organismos puede incluir
apéndices, pared celular, membrana y varias estructuras internas.
Están presentes en células que forman parte de los tejidos de organismos
pluricelulares, que pertenecen a los reinos fungi, metazoo y metafíta.
Célula eucariota
Se caracterizan por tener un núcleo delimitado por una doble membrana (membrana nuclear), que lo separa del resto del citoplasma,
donde se almacena el material genético; poseen además organelos membranosos (mitocondrias, lisosomas, cloroplastos, etc).
Poseen formas y tamaños muy variados, de acuerdo a la función que cumpla la célula eucarionte en el organismo.
Las células eucariontes poseen más DNA (ácido desoxirribonucleico) que las células procariontes. El DNA eucarionte se une a
proteínas, constituyendo los cromosomas.
Además poseen complejos supramoleculares muy importantes, como es el caso del citoesqueleto, el cual es un verdadero
esqueleto interno.
El citoesqueleto celular consiste en una malla tridimensional de filamentos proteicos cuyas
principales funciones son:
• proporcionar el soporte estructural para la membrana plasmática y los orgánulos celulares
• proporcionar el medio para el movimiento intracelular de organelas y otros componentes del
citosol
• proporcionar el soporte para las estructuras celulares móviles especializadas, como cilios y
flagelos, responsables de la propiedad contráctil de las células en tejidos especializados
como el músculo
Hay que tener presente que no todas las células eucariontes presentan los mismos
organelos. En las células vegetales y animales es donde se producen las mayores
diferencias.
Citoesqueleto
Cilios y flagelos
Algunas células tienen proyecciones del citoesqueleto que sobresalen de la membrana plasmática. Si las proyecciones son pocas y
muy largas, reciben el nombre de flagelos.
El único ejemplo de célula humana dotada de flagelo es el espermatozoide que
lo utiliza para desplazarse.
Si las proyecciones son muchas y cortas, se denominan cilios. El ejemplo más
típico son las células del tracto respiratorio cuyos cilios tienen la misión de
atrapar las partículas del aire.
Al igual que las bacterias, muchas células eucariotas poseen estas estructuras
para la locomoción.
Los cilios de las eucariotas son idénticos a los flagelos de las procariotas en
estructura, aunque son más cortos y numerosos. Su estructura es más compleja
que la de las procariotas, están compuestos por microtúbulos, 9 pares que
rodean un par central todo ello rodeado por una membrana.
El flagelo de las eucariotas se mueve como un látigo al contrario de las
procariotas que lo hacen rotando como un sacacorchos.
Pared celular
Espermatozoides
Plantas, algas y hongos poseen pared celular mientras que el resto de las
eucariotas no la poseen. La pared celular mantiene la forma celular y previene
de la presión osmótica.
La pared celular de las plantas, algas y hongos son distintas a la de las bacterias en cuanto a su composición y estructura física. Por
ejemplo, la pared celular de eucariotas no contiene peptidoglucano.
En plantas está compuesta de polisacáridos como la celulosa y pectina. La de los hongos filamentosos contiene quitina y celul osa y
en levaduras manano. En las algas existe celulosa, otros polisacáridos y carbonato cálcico.
Membrana citoplásmica o citiplasmática
Independientemente de que la célula eucariota posea o no pared celular, posee membrana citoplasmática que rodea a la parte
principal de la célula.
La membrana semipermeable es una bicapa lipídica que posee insertadas proteínas. Algunas de estas proteínas atraviesan
enteramente la membrana creando poros a través de los cuales los nutrientes entran dentro de la célula. A estas proteínas se las
denomina permeasas.
Las diferencias existentes entre la membrana de eucariotas y procariotas son:
• Los eucariotas contienen esteroles (fundamentalmente colesterol) que le confieren rigidez a la membrana.
• En aquellos eucariotas que no poseen pared celular, la membrana está reforzada por microtúbulos de las proteínas actina y
miosina.
• Los eucariotas no localizan los enzimas implicados en la generación de energía metabólica en su membrana.
Organelos o argánulos celulares
Dentro de la membrana citoplásmica está el protoplasma que se divide en carioplasma y citoplasma.
El carioplasma es el material que hay dentro de la membrana nuclear, mientras que el citoplasma es el material existente entre la
membrana nuclear y la membrana citoplásmica.
En el citoplasma es donde se encuentran los orgánulos celulares (verdaderas fábricas en miniatura) que son estructuras rodeadas de
membrana que realizan funciones especiales, tales como la fotosíntesis y respiración.
Al contrario que las procariotas, el citoplasma de las eucariotas posee una extensa red de microtúbulos y estructuras proteicas que
constituyen el citoesqueleto de la célula. Este citoesqueleto genera la forma de la célula y a través de él se mueven los orgánulos en
el citoplasma.
Los argánulos son:
Núcleo
El núcleo de las eucariotas se caracteriza por su membrana nuclear; es una doble membrana la cual se asemeja a dos membranas
citoplasmáticas juntas, que contiene muchos poros grandes a través de los cuales pasan sustancias como proteínas y RNA.
Normalmente posee forma esférica u oval.
El núcleo contiene la información hereditaria de la célula en la forma de DNA. En el carioplasma que no se está dividiendo el DNA
está combinado con proteínas como las histonas, dándole una apariencia fibrilar. Esta combinación de DNA y proteínas se llama
cromatina. Durante la división celular la cromatina se condensa en cromosomas.
Dentro del carioplasma se encuentra el nucléolo, el cual aparece más oscuro con el microscopio electrónico. Alrededor del cinco al
diez por ciento del nucléolo es RNA, siendo el resto proteína. Esta estructura es el lugar de síntesis del RNA ribosomal y de los
componentes esenciales del ribosoma.
Los componentes proteicos de los ribosomas sintetizados en el citoplasma entran en el núcleo a través de los poros nucleares para
combinarse con el RNA ribosomal recién sintetizado. Tanto las proteínas como el RNA forman las dos subunidades de los ribosomas
que salen del carioplasma a través de los poros y se convierten en funcionales en el citoplasma.
Los ribosomas de eucariotas son mayores que los de procariotas.
Retículo endoplásmico
El retículo endoplásmico es una red membranosa de sacos y túbulos que a menudo están conectados a la membrana nuclear y
citoplásmica.
En esquema, arriba derecha y abajo izquierda, retículos endoplasmáticos
Existen dos formas de retículo endoplásmico: el rugoso y el liso.
El rugoso posee ribosomas y el liso no. Las proteínas sintetizadas en el rugoso son liberadas en el citoplasma o pasan a través de su
membrana dentro de los canales por donde son distribuidas a distintas partes de la célula.
El retículo endoplásmico liso está implicado en la síntesis de glucógeno, lípidos y esteroides. Los canales del retículo endoplásmico
liso también sirven para la distribución de las sustancias sintetizadas en él.
Aparato de Golgi (o complejo de Golgi)
Está compuesto de sacos membranosos que tienen vesículas esféricas en sus extremos. Fue descrito por primera vez por Camillo
Golgi en 1898.
Es el centro de empaquetamiento de las células eucariotas,
responsable del transporte seguro de los compuestos
sintetizados al exterior de la célula.
El aparato de Golgi está conectado a la membrana
citoplasmática donde se fusiona y así poder excretar el
contenido fuera de la célula, proceso que se llama exocitosis.
Otra función es la de empaquetar ciertos enzimas sintetizados
en el retículo endoplásmico rugoso en unos orgánulos
llamados lisosomas.
Estos enzimas catalizan reacciones hidrolíticas incluyendo
proteasas, nucleasas, glicosidasas, sulfatasas, lipasas y
fosfatasas.
El contenido de los lisosomas no se excreta sino que
permanece en el citoplasma y participa en la digestión
citoplásmica de los materiales ingeridos o absorbidos por la
célula.
El que los enzimas hidrolíticos permanezcan dentro del
lisosoma protege a la célula de la acción lítica de estos
enzimas. En adicción, el aparato de Golgi contiene
glicosiltransferasas que unen moléculas de carbohidrato a
proteínas para formar glicoproteínas.
Aparato de Golgi
Mitocondria
Es un orgánulo citoplásmico donde se generan las moléculas de ATP durante la respiración aeróbica. La membrana interna está muy
invaginada y es donde tiene lugar la conversión de energía.
Aunque las mitocondrias son orgánulos de células eucariotas se parecen a las células
procariotas; contienen sus propios ribosomas, su propio DNA el cual es una única
molécula circular que contiene la información genética necesaria para la síntesis de un
limitado número de proteínas cuya síntesis tiene lugar en los propios ribosomas de las
mitocondrias.
Finalmente, las mitocondrias se dividen para formar nuevas mitocondrias de forma
parecida a como lo hacen los procariotas e independientemente del núcleo celular; sin
embargo, no se pueden dividir si se sacan del citoplasma.
Cloroplastos
Es el lugar donde ocurren las reacciones fotosintéticas, donde se utiliza la luz como
fuente de energía para convertir el CO2 en azúcar y los átomos de O2 del H2O en
moléculas de O2 gaseoso.
El cloroplasto es una estructura rodeada por una doble membrana cuyo interior se
denomina estroma.
Mitocondria
La membrana interna se pliega en el estroma formando sacos en forma de discos
llamados tilacoides, los cuales contienen la clorofila y los carotenos que
intervienen en la fotosíntesis.
Cada conjunto de tilacoides se llama grano.
Algunos tilacoides se unen a otros de otro grano formando una red.
Los cloroplastos poseen las mismas características que las mitocondrias
(ribosomas 70 S, DNA circular, fisión binaria).
La similitud de las mitocondrias y los cloroplastos con los
microorganismos procariotas dio base a la teoría endosimbiótica del
origen de estos orgánulos.
Bibliografía:
Enciclopedia Interactiva Siglo XXI. Tomo 5
Ciencias Biológicas II. Santillana.
Fuentes Internet:
http://www.iqb.es/CBasicas/Fisio/cap3/cap3_1.htm
w3.cnice.mec.es/.../citoplasma/esqueleto.htm
Cloroplasto
Célula animal y célula vegetal
Las células son la porción más pequeña de materia viva capaz de realizar todas las funciones de los seres
vivos, es decir, reproducirse, respirar, crecer, producir energía, etc.
Célula animal
(ampliar imagen)
Existen dos tipos de células con respecto a su origen, células animales y
células vegetales:
En ambos casos presentan un alto grado de organización con numerosas
estructuras internas delimitadas por membranas.
La membrana nuclear establece una barrera entre el material genético y el
citoplasma.
Las mitocondrias, de interior sinuoso, convierten los nutrientes en energía que
utiliza la planta.
Diferencias entre células animales y vegetales
Tanto la célula vegetal como la animal poseen membrana celular, pero la célula
vegetal cuenta, además, con una pared celular de celulosa, que le da rigidez.
La célula vegetal contiene cloroplastos: organelos capaces de sintetizar
azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar (fotosínteis) lo cual los
hace autótrofos (producen su propio alimento) , y la célula animal no los posee
por lo tanto no puede realizar el proceso de fotosíntesis.
Pared celular: la célula vegetal presenta esta pared que está formada por
celulosa rígida, en cambio la célula animal no la posee, sólo tiene la membrana
citoplasmática que la separa del medio.
Una vacuola única llena de líquido que ocupa casi todo el interior de la célula
vegetal, en cambio, la célula animal, tiene varias vacuolas y son más pequeñas.
Las células vegetales pueden reproducirse mediante un proceso que da por resultado células iguales a las progenitoras, este tipo de
reproducción se llama reproducción asexual.
Las células animales pueden realizar un tipo de reproducción llamado reproducción sexual, en el cual, los descendientes presentan
características de los progenitores pero no son idénticos a él.
Imagen comparativa entre célula animal y célula vegetal
Organelos
Función
El “cerebro” de una célula; el núcleo de una
célula dirige las actividades de las células y
Núcleo
contiene material genético llamado
cromosomas, hecho de DNA.
Mitocondria
producen energía de los alimentos
Ribosomas
Producen proteínas
Aparato de Golgi Produce, procesa y almacena proteínas
Contiene enzimas digestivas que ayudan a
Lisosomas
degradar el material ingerido
Retículo
Conocido como la "autopista intracelular",
endoplasmático
porque transporta todo tipo de materiales
(ER)
alrededor de la célula.
De almacenamiento, usualmente las
vacuolas contienen agua o alimento. (¿Tiene
Vacuolas
sed?. ¡Es posible que sus vacuolas necesiten
un poco de agua!)
Las células vegetales también tienen:
Usan luz para crear alimentos a través de la
Cloroplastos
fotosíntesis
Pared celular
De apoyo