biología celular
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
BIOLOGÍA CELULAR
CITOLOGÍA
Kytos: Célula
Logos: Estudio
CITOLOGÍA: Es una disciplina académica que se encarga del estudio de las células en cuanto a lo que respecta a las propiedades, estructura, funciones, orgánulos que contienen, su interacción con el ambiente y su ciclo vital.
CÉLULA: Unidad funcional y estructural de todo ser vivo.
Las células poseen membrana, citoplasma, material genético (ADN) y (ARN),
éste último puede ser: ARN mensajero (ARNm), ARN de transferencia (ARNt),
ARN ribosómico (ARNr).
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
POSTULADOSAÑO
PERSONAJE ACONTECIMIENTO1665 Robert Hooke Construyó un microscopio y observó que
los tejidos vegetales estaban formados por pequeñas celdas a las que llamo células.
1676 Antonio Van Leeuwenhoek
Construyó microscopios de mayor aumento, descubriendo así la existencia de los microorganismos.
1831 Robert Brown Observó que el núcleo estaba en todas las celular vegetales.
1838 Theodor Shwann Postuló que la célula era un principio de construcción de organismos más complejos.
1855 Remarck y Virchow Afirmaron que toda célula proviene de otra célula.
1865 Gregor Mendel Establece dos principios genéticos:
La primera ley o principio de segregación.
La segunda ley o principio de distribución independiente.
1869 Friedrich Miescher Aisló el Ácido Desoxirribonucleico (AND).
1902 Suttony Boveri Refiere que la información biológica hereditaria reside en los cromosomas.
1911 Sturtevant Comenzó a construir mapas cromosómicos donde observó los locus y los locis de los genes.
1914 Robert Feulgen Descubrió que el ADN podía teñirse con fucsina, demostrando que el ADN se encuentra en los cromosomas de todas las células.
1953 Watson y Crick Elaboraron un modelo de la doble hélice del ADN.
1997 Ian Wilmut Científico que clono a la oveja Dolly.
2000 Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia,
Alemania, Japón y China
Las investigaciones realizadas por estos países dieron lugar al primer borrador del Genoma Humano. Actualmente el mapa del genoma humano esta descubierto en un 85 %.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
EL MICROSCOPIO
Es un instrumento que permite observar objetos que son demasiado pequeños
para ser vistos a simple vista. El tipo más común y el primero que se inventó es
el microscopio óptico. Se trata de un instrumento óptico que contiene dos o
más lentes que permiten obtener una imagen aumentada del objeto y que
funciona por refracción. La ciencia que investiga los objetos pequeños
utilizando este instrumento se llama microscopía.
Inventado por:
Zacharias Janssen en 1590. En 1665 aparece en la obra de William Harvey
sobre la circulación sanguínea al mirar al microscopio los capilares sanguíneos
y Robert Hooke publica su obra Micrographia.
En 1665 Robert Hooke observó con un microscopio un delgado corte de corcho
y notó que el material era poroso, en su conjunto, formaban cavidades poco
profundas a modo de celditas a las que llamó células. Se trataba de la primera
observación de células muertas. Unos años más tarde, Marcello Malpighi,
anatomista y biólogo italiano, observó células vivas. Fue el primero en estudiar
tejidos vivos al microscopio.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
A mediados del siglo XVII un holandés, Anton van Leeuwenhoek, utilizando
microscopios simples de fabricación propia, describió por primera vez
protozoos, bacterias, espermatozoides y glóbulos rojos. El microscopista
Leeuwenhoek, sin ninguna preparación científica, puede considerarse el
fundador de la bacteriología. Tallaba él mismo sus lupas, sobre pequeñas
esferas de cristal, cuyos diámetros no alcanzaban el milímetro (su campo de
visión era muy limitado, de décimas de milímetro). Con estas pequeñas
distancias focales alcanzaba los 275 aumentos. Observó los glóbulos de la
sangre, las bacterias y los protozoos; examinó por primera vez los glóbulos
rojos y descubrió que el semen contiene espermatozoides. Durante su vida no
reveló sus métodos secretos y a su muerte, en 1723, 26 de sus aparatos fueron
cedidos a la Royal Society de Londres.
Durante el siglo XVIII continuó el progreso y se lograron objetivos acromáticos
por asociación de Chris Neros y Flint Crown obtenidos en 1740 por H. M. Hall y
mejorados por John Dollond. De esta época son los estudios efectuados por
Isaac Newton y Leonhard Euler. En el siglo XIX, al descubrirse que la
dispersión y la refracción se podían modificar con combinaciones adecuadas
de dos o más medios ópticos, se lanzan al mercado objetivos acromáticos
excelentes.
Durante el siglo XVIII el microscopio tuvo diversos adelantos mecánicos que
aumentaron su estabilidad y su facilidad de uso, aunque no se desarrollaron
por el momento mejoras ópticas. Las mejoras más importantes de la óptica
surgieron en 1877, cuando Ernst Abbe publicó su teoría del microscopio y, por
encargo de Carl Zeiss, mejoró la microscopía de inmersión sustituyendo el
agua por aceite de cedro, lo que permite obtener aumentos de 2000. A
principios de los años 1930 se había alcanzado el límite teórico para los
microscopios ópticos, no consiguiendo estos aumentos superiores a 500X o
1,000X. Sin embargo, existía un deseo científico de observar los detalles de
estructuras celulares (núcleo, mitocondria, etc.).
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
El microscopio electrónico de transmisión (TEM) fue el primer tipo de
microscopio electrónico desarrollado. Utiliza un haz de electrones en lugar de
luz para enfocar la muestra consiguiendo aumentos de 100.000X. Fue
desarrollado por Max Knoll y Ernst Ruska en Alemania en 1931.
Posteriormente, en 1942 se desarrolla el microscopio electrónico de barrido.
CÈLULA EUCARIOTA ANIMAL
A diferencia de las procariotas, las células eucariotas poseen una membrana
nuclear que encierra a un núcleo, en cuyo interior se localiza el material
genético. Además, dentro del citoplasma tienen numerosos organoides
(organelas) que cumplen funciones específicas. Las eucariotas son células
evolucionadas y de estructura más compleja que las procariotas. Los protozoos
(microorganismos formados por una sola célula), los metazoos (animales
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
multicelulares) y los vegetales están constituidos por células eucariotas. Por lo
tanto, las eucariotas dan origen a organismos uni y pluricelulares, y están
presentes en la mayoría de los animales y vegetales. Igual que casi todas las
células procariotas bacterianas, las células eucariotas de los vegetales poseen
una gruesa pared externa compuesta de polisacáridos, específicamente de
celulosa en el caso de los vegetales superiores. Esta pared, que es externa a la
membrana plasmática, está en contacto íntimo con otras células. Brinda
protección y es responsable de la forma que adoptan las células. Las
eucariotas de animales no poseen pared celular, siendo la membrana
plasmática la que limita el espacio extracelular con el intracelular.
En general, las eucariotas tienen un tamaño diez veces más grandes que las procariotas. Las células eucariotas se estudian dentro de dos grandes grupos: eucariotas animales y eucariotas vegetales. Ambos tipos de células poseen una membrana celular y una membrana nuclear. Dentro del citoplasma hay organelas diferenciadas para cumplir funciones específicas, como mitocondrias, retículos endoplasmáticos liso y granular, aparato de Golgi, lisosomas, ribosomas, centríolos, vacuolas, microtúbulos y microfilamentos. Para estudiar las diferencias entre las células animales y vegetales, como así también las características de los distintos organoides, consultar células eucariotas.
ESTRUCTURA DE LAS EUCARIOTAS
MEMBRANA PLASMATICA
Es el límite externo de la célula, que le da protección y actúa como una barrera
selectiva entre el líquido del espacio extracelular y el citoplasma. La
composición de la membrana plasmática incluye alrededor de un 40 % de
lípidos y 50 % proteínas, junto a pequeñas cantidades de hidratos de carbono,
cerca del 10 %, unidas a las dos anteriores. Los lípidos están representados
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
por una doble capa de fosfolípidos y por otros lípidos como el colesterol, este
último solo en eucariotas animales. La formación de la bicapa se debe a que
los fosfolípidos son anfipáticos, es decir, cada molécula posee una región
hidrofílica, soluble en agua, y una región hidrofóbica que repele el agua. Las
cabezas hidrofílicas se orientan hacia el citoplasma y hacia el medio
extracelular, mientras que las colas hidrófobas lo hacen hacia el interior de la
membrana. Del total de lípidos que conforman la membrana plasmática, cerca
del 75 % son fosfolípidos, mientras que el 20 % corresponden a moléculas de
colesterol. Estos últimos brindan mayor fortaleza a la membrana y la hacen
menos deformable. Además, el colesterol disminuye la permeabilidad de la
bicapa a pequeñas moléculas hidrosolubles. El 5 % restante de los lípidos de
membrana son los glucolípidos, elementos unidos a los lípidos con
características anfipáticas que se orientan hacia el área extracelular. Los
glucolípidos contribuyen a mantener la adhesión de células y tejidos.
Membrana plasmática
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
Dentro del 50 % de las proteínas que conforman la membrana plasmática hay
diferentes tipos. Las denominadas proteínas integrales se unen fuertemente a
los lípidos y atraviesan la doble capa. La mayor parte de las proteínas
integrales son glucoproteínas, donde el monosacárido se orienta al medio
extracelular. Las proteínas periféricas se asocian débilmente a los lípidos y se
ubican a uno u otro lado de la membrana, sin atravesarla, en contacto con las
cabezas hidrófilas de los fosfolípidos.
Esquema de un sector de la membrana plasmática
Las proteínas de la membrana plasmática tienen funciones de comunicación,
de unión a receptores moleculares, de transporte, de acción enzimática, de
anclaje de filamentos del citoesqueleto y de identidad celular, entre otros. Es
así que las proteínas de la membrana plasmática:
- Establecen canales a manera de poros por donde entran y salen sustancias
de la célula, siendo las proteínas integrales las encargadas de esa misión.
- Reconocen y se unen a receptores de ciertas moléculas que sean importantes
para la célula, como nutrientes, hormonas, neurotransmisores, etc. Esta función
también la realizan las proteínas integrales.
- Transportan sustancias a través de la membrana plasmática.
- Poseen acción enzimática en la superficie de la membrana, catalizando
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
reacciones bioquímicas. De esta función se encargan las proteínas integrales y
periféricas
- Fijan los filamentos del citoesqueleto celular, a cargo de ambos tipos de
proteínas.
- Regulan la identidad celular por medio de las glucoproteínas y glucolípidos,
haciendo posible identificar a las células que provienen de otros organismos,
como sucede en las transfusiones de sangre. Los glóbulos rojos, al presentar
marcadores del tipo A, B, AB y O permiten identificar sangres compatibles. Es
decir, la determinación del tipo de sangre en humanos se relaciona con la clase
de glucolípidos existente en la superficie de los eritrocitos. Las porciones
hidrocarbonadas de las glucoproteínas y los glucolípidos forman el glucocálix,
que actúa como una capa protectora.
Las membranas de los distintos organoides del citoplasma son las encargadas
de mantener las diferentes concentraciones de sustancias que hay en el interior
de las estructuras y en el citosol. El grosor aproximado de la membrana
plasmática es de 70 - 80 Å (angstrom). Un ángstrom es igual a la diez
millonésima parte de un milímetro (1 Å = 0,0000001 mm).
La membrana plasmática se une a las membranas plasmáticas de las células
vecinas mediante estructuras engrosadas llamadas desmosomas. De función
mecánica, los desmosomas mantienen a las células bien ligadas entre sí, por
medio de filamentos proteicos anclados al citoesqueleto. Estos parches son
abundantes en el tejido epitelial y en el músculo cardíaco, áreas sujetas a una
importante tensión mecánica.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
CITOPLASMA
Es la parte de la célula que se ubica entre la membrana plasmática y la
membrana nuclear. Está constituido por 85 % de agua y un 15 % de proteínas,
aminoácidos, sales y minerales. En el citoplasma se realizan la mayoría de las
reacciones metabólicas de la célula.
La porción del citoplasma sin estructura y que forma la parte fluida se
denomina hialoplasma o citosol, lugar donde están las moléculas necesarias
para el mantenimiento de la célula. Vale decir que el hialoplasma es el medio
interno líquido de todas las estructuras celulares.
El citoesqueleto es una serie de filamentos proteicos responsable de la forma
celular y de facilitar el movimiento de los organoides. Actúa como una conexión
entre las distintas partes de la célula. El citoesqueleto se destruye y se vuelve a
reconstruir, por lo que no es una estructura permanente de la célula. Se forma
a partir de tres componentes proteicos: microtúbulos, microfilamentos y
filamentos intermedios.
- Microtúbulos: son los componentes más importantes del citoesqueleto,
compuestos por una proteína denominada “tubulina”. De consistencia rígida,
son los responsables de la formación de estructuras como los centríolos y
órganos de locomoción, como los cilios y los flagelos. Los microtúbulos irradian
desde el centrosoma.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
- Microfilamentos: se disponen cerca de la membrana plasmática y están
asociados al movimiento de la célula. Están formados por dos tipos de
proteínas, la “actina” y la “miosina”. Los microfilamentos están muy
desarrollados en células musculares estriadas (músculos voluntarios). La
superposición de microfilamentos de actina y miosina permiten la contracción
muscular.
- Filamentos intermedios: están formados por varios tipos de proteínas. Se
extienden por todo el citoplasma y abundan en aquellas células que soportan
mucha tensión, por lo que son resistentes y evitan la destrucción celular.
Dentro del citoplasma, existen organelas con distintas funciones, que están
presentes tanto en eucariotas animales como vegetales y que se detallan a
continuación.
MITOCONDRIAS
Las mitocondrias son organelas que presentan doble membrana, una externa
en contacto con el citoplasma y otra interna, hacia la matriz mitocondrial. Dicha
matriz está compuesta por agua y proteínas. Las mitocondrias, de forma oval y
alargada, son consideradas como las “usinas eléctricas” de las células. Son las
encargadas de producir y almacenar energía en forma de ATP a partir de la
glucosa, lípidos y demás nutrientes. Mediante la respiración celular, proceso
que consume oxígeno y libera dióxido de carbono, se produce energía que se
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
acumula en el ATP. Toda vez que en algún lugar de la célula se necesita
aporte energético, por ejemplo para transportar sustancias a través de la
membrana plasmática, la división celular, reciclado de desechos, etc., el ATP
se descompone y se libera.
Las mitocondrias poseen ADN en su interior, un ARN propio y ribosomas. Las
mitocondrias ocupan un lugar importante dentro del citoplasma. Algunas
células del organismo con una actividad energética importante, como las
hepáticas y las musculares, poseen gran cantidad de mitocondrias por cada
célula.
RETICULO ENDOPLASMÁTICO
Esta estructura es un sistema de membranas que se dispone formando una red
de sacos aplanados, donde contiene túbulos que se conectan entre sí
formando una lámina continua que da lugar a un lumen. Las membranas del
retículo endoplásmico separan dicho lumen del citoplasma, y actúan en la
transferencia selectiva de moléculas entre ambos compartimientos. Todas las
membranas del retículo endoplasmático equivalen a la mitad de las membranas
totales que hay en cada célula. Además, es el lugar donde se producen todas
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
las proteínas y los lípidos que forman las membranas del propio retículo, del
complejo de Golgi, de los lisosomas y de la membrana plasmática.
El retículo endoplásmico adopta dos variedades: una forma granular o rugosa y
otra agranular o lisa. El retículo endoplasmático granular está unido a la
membrana nuclear externa, mientras que el retículo endoplasmático agranular
es una prolongación del retículo endoplasmático rugoso.
Son funciones del retículo la síntesis de proteínas, de lípidos, el transporte
intracelular de sustancias y la detoxificación de la célula. Las sustancias
sintetizadas son almacenadas y luego transportadas a su destino celular. La
detoxificación de sustancias como fármacos, drogas y desechos celulares es
de gran importancia en las células del hígado.
a) Retículo endoplasmático granular (REG)
Presenta numerosas protuberancias, debido a una gran cantidad de ribosomas
unidos a la membrana. Tiene por función la detoxificación celular y la síntesis
de proteínas que serán utilizadas por las membranas, por otras organelas o
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
para ser enviadas fuera de la célula. Estas membranas forman un espacio
interno (luz del retículo) que lo separan del citoplasma, condicionando la
transferencia selectiva de moléculas entre ambos compartimientos.
El REG tiene gran desarrollo en células del hígado y del páncreas, debido a
una intensa labor detoxificante y de síntesis. También en los glóbulos blancos,
ya que producen y secretan anticuerpos (proteínas) para ser exportadas a todo
el organismo.
b) Retículo endoplasmático agranular (REA)
Su apariencia “lisa” se debe a la carencia de ribosomas. Dentro del REA están
las enzimas necesarias para la síntesis de lípidos (triglicéridos, fosfolípidos y
esteroides) y enzimas necesarias para la detoxificación de alcoholes y otras
sustancias. El REA es importante de células del testículo y del ovario para la
síntesis de hormonas esteroides, como también en los hepatocitos para
detoxificar sustancias nocivas.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
COMPLEJO DE GOLGI
Es un organoide con 5 a 10 sacos aplanados membranosos de forma discoide
denominados dictiosomas. Estos dictiosomas se conectan entre sí y contienen
fluidos en su interior. Poseen una cara cóncava y otra convexa. La parte
cóncava (cara cis o de formación), próxima al retículo endoplásmico, recibe de
este último las proteínas sintetizadas en el área rugosa (granular). Esas
proteínas son transportadas en vesículas de transición hasta la mencionada
cara cis del complejo de Golgi. La parte convexa del dictiosoma (cara trans o
de maduración) es la más cercana a la membrana plasmática y formadora de
vesículas de secreción. En síntesis, las vesículas de transición que llegan del
retículo endoplásmico penetran en la cara cis del complejo de Golgi, atraviesan
todos los sáculos o dictiosomas y llegan al trans-Golgi. Aquí son empaquetadas
para luego dirigirse a la membrana plasmática para vaciar su contenido fuera
de la célula por exocitosis.
El complejo de Golgi secreta sustancias tales como enzimas digestivas,
hormonas y sustancias que se transforman en glucoproteínas para la formación
de la pared celular. Algunas enzimas permanecen dentro de vesículas
membranosas, los lisosomas, capaces de degradar moléculas complejas. El
complejo de Golgi se encuentra en todas las células eucariotas, a excepción de
las epidérmicas y de los glóbulos rojos.
En resumen, las funciones del complejo de Golgi son:
-Síntesis de polisacáridos para la pared celular.
-Formación de glucoproteínas y glucolípidos de secreción. (Glicosilación de
prótidos y lípidos).
-Formación de lisosomas que permanecen en el citoplasma.
-Empaquetamiento, dentro de vesículas, de sustancias de secreción como
proteínas. - Transporte intracelular de sustancias.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
RIBOSOMAS
Son organelas muy pequeñas de alrededor de 20 nanómetros de diámetro,
visibles al microscopio electrónico. Un nanómetro es la millonésima parte del
milímetro (1 nm = 0,000001 mm).
Los ribosomas están formados por ácido ribonucleico ribosómico (ARNr) y
proteínas. Existen varios millones de estas estructuras en cada célula. Los
ribosomas se componen de dos subunidades: una mayor, que se encarga de
formar las uniones de aminoácidos que darán lugar a las proteínas, y otra
menor que reconoce a los ARN mensajeros (ARNm) y a los ARN de
transferencia (ARNt). En eucariotas, las dos subunidades mencionadas se
sintetizan en el nucléolo. Las moléculas de ARN mensajero llevan la
información que llega desde el ADN de cómo se distribuirán los aminoácidos
para la elaboración de una determinada proteína. El ARN de transferencia
transporta los aminoácidos apropiados hacia los ribosomas para que se
incorporen a las proteínas.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
Hay ribosomas que permanecen libres en el
citoplasma, fuera del retículo endoplásmico, cuya misión es sintetizar proteínas
que permanecen dentro de las células. Los ribosomas de células procariotas y
eucariotas tienen la misma forma y función. Se sintetizan dentro del núcleo
celular, más precisamente en el nucléolo.
NUCLEO
Esta la organelo, que ocupa la parte central de la célula, actúa como centro de
control de casi toda la actividad hereditaria. Está delimitado por dos
membranas concéntricas, la carioteca o envoltura nuclear, donde se distinguen
una membrana externa que contacta con el citoplasma y otra interna. Sobre
esta última, hay una delgada capa de filamentos proteicos, la lámina nuclear,
que actúa fijando a los cromosomas cuando la célula se divide.
La carioteca, que se conecta de manera directa con el retículo endoplásmico,
posee numerosos orificios o poros por donde salen hacia el citoplasma
moléculas de ARN mensajero que serán leídas por los ribosomas, proteínas y
ARN ribosómico, precursor de los ribosomas. Las sustancias que ingresan por
los poros del citoplasma al núcleo son proteínas sintetizadas por los ribosomas
citoplasmáticos. Los poros nucleares regulan en forma selectiva el pasaje de
sustancias. Una de las funciones de la carioteca es proteger al ADN
intranuclear de las distintas reacciones que se producen en el citoplasma.
El jugo nuclear es una sustancia que llena todo el núcleo, formada por una
solución coloidal que contiene agua, carbohidratos, enzimas y ATP, entre otros.
Dentro del núcleo y en íntimo contacto con el jugo nuclear se encuentra la
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
cromatina, que son filamentos muy largos y numerosos de ADN que se enrollan
a moléculas de proteínas especiales llamadas “histonas”. Toda vez que una
célula inicia su división, los filamentos de ADN se pliegan entre sí dando lugar a
la formación de cromosomas. En un determinado lugar de los cromosomas se
ubican los genes, que son subdivisiones o porciones de ADN. Es decir, cada
gen es una secuencia de ADN que almacena información que se transmite a la
descendencia.
Otra formación presente dentro del núcleo es el nucléolo, pequeña estructura
de forma redondeada y sin membranas. Cuando las células comienzan a
reproducirse (mitosis) el nucléolo desaparece, haciéndose nuevamente visible
al final de la mitosis. El nucléolo contiene ADN ribosómico, fundamental para el
proceso de fabricación de ARN (transcripción), que ha de sintetizar los
ribosomas del citoplasma. Se ha comprobado que el nucléolo actúa como un
regulador del ciclo celular.
Dentro de las importantes funciones que tiene el núcleo sobresale la de ejercer
el control de todas las actividades de la célula. Además, interviene en la
replicación y transcripción de los ácidos nucleicos y en la transferencia de la
información genética a las células hijas durante la división celular.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
I- ESTRUCTURAS DE EUCARIOTAS ANIMALES
Las células eucariotas animales tienen estructuras exclusivas, como el
centrosoma, los lisosomas y los cilios y flagelos. Además, se diferencian de las
eucariotas vegetales por ser heterótrofas, por carecer de pared celular y de
plástidos, estos últimos fundamentales para que los vegetales verdes puedan
fotosintetizar.
LISOSOMAS
Los lisosomas se originan en los dictiosomas (sacos aplanados) del aparato de
Golgi, y en ocasiones a partir de vesículas en algunas regiones del retículo
endoplasmático granular. Son organelas pequeñas, esféricas y semejantes a
vacuolas.
Limitadas por una sola membrana, contienen en su interior
poderosas enzimas encargadas de digerir sustancias que ingresan a las
células (lisosomas digestivos), con lo cual se comportan como un sistema
digestivo celular. Por otra parte, los lisosomas pueden degradar desechos
celulares, lípidos y proteínas (lisosomas autofágicos) que son liberados a
través de la membrana plasmática.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
Mecanismo de acción de los lisosomas
CENTROSOMA
Ocupa un área del citoplasma situada casi siempre muy cerca del núcleo.
Regula los movimientos celulares de cilios y flagelos y tiene un rol fundamental
en la división celular. El centrosoma está formado por el diplosoma, la
centrosfera y el áster. En su interior está el diplosoma, que son dos cilindros
huecos cuyas paredes están formadas por unidades de proteína (figura de la
izquierda). Esos cilindros son los centríolos, que carecen de membranas y se
ubican de manera perpendicular entre sí. Cada célula posee dos centríolos,
cuya función es intervenir en la división celular y posibilitar la transferencia de
material genético entre las células hijas. Por cada centríolo hay nueve grupos
de tres microtúbulos cada uno, dispuestos en forma cilíndrica.
Los centríolos se hacen visibles toda vez que la célula se divide para
reproducirse. La centrosfera es una sustancia traslúcida donde se ubica el
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
diplosoma. El áster es el conjunto de filamentos radiales que parten de la
centrosfera, fundamentales en el proceso de la mitosis.
CILIOS Y FLAGELOS
Son proyecciones del citoesqueleto limitadas por una membrana que es
continuación de la membrana plasmática. Son estructuras similares y
permanentes. Los flagelos se caracterizan por ser largos y escasos. Los cilios
por ser cortos y numerosos. Dentro del citoplasma, ambos están formados por
un anillo representado por nueve pares de microtúbulos que rodean a un par
ubicado en el centro, todo cubierto por la membrana plasmática. Muchas
eucariotas, igual que las procariotas bacterianas, utilizan estas estructuras para
la locomoción. Son ejemplos el flagelo (cola) de los espermatozoides y los
cilios del paramecio.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
Los cilios (del latín “pestaña”) son prolongaciones muy finas de la membrana
plasmática a modo de “dedo de guante”, con un contenido que es continuación
del citoplasma. De diámetro uniforme en toda su longitud, rodean total o
parcialmente el contorno de las células. Los cilios producen vibraciones
sincronizadas que permiten el movimiento de la célula. El Paramecio es un
ejemplo de microorganismo ciliado, con cerca de 200 cilios en cada individuo.
Los cilios de las células del tracto respiratorio tienen la misión de capturar las
partículas del aire.
Los flagelos son apéndices en forma de látigo presente en muchos organismos
unicelulares, como el Trypanosoma y en algunos pluricelulares, como los
espermatozoides. El flagelo es utilizado para la movilidad celular en medios
líquidos, igual que los cilios. También poseen un diámetro uniforme en toda su
longitud, aunque algo mayor. Son más largos y menos numerosos que los
cilios, ya que algunas células tienen tan solo uno o dos flagelos. El flagelo de
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
las eucariotas se desplaza como si fuera un látigo, mientras que en las
procariotas el movimiento es rotatorio a manera de sacacorcho.
CÈLULA EUCARIOTA VEGETAL
II- ESTRUCTURAS DE EUCARIOTAS VEGETALES
A pesar que las eucariotas vegetales tienen casi los mismos elementos que las
eucariotas animales, hay estructuras que son propias como la pared celular y
los plástidos.
PARED CELULAR
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
Es una típica estructura de eucariotas vegetales y fúngicas. Se ubica en la
parte externa de la membrana plasmática, en contacto con células adyacentes.
Es de consistencia gruesa y rígida, formada principalmente por celulosa.
Cumple una función similar al esqueleto de los animales superiores, ya que le
da firmeza a la planta posibilitando que se mantenga erguida. Además,
interviene en diversos procesos como la absorción, secreción, transpiración y
defensa contra agentes patógenos. La pared está perforada por pequeños
poros denominados plasmodesmas. Estos plasmodesmas atraviesan la
membrana plasmática y establecen una comunicación directa entre el
citoplasma de las células adyacentes.
En la pared celular se diferencian tres estructuras, desde el exterior hacia la
parte interna de la célula. Ellas son: una lámina media, una pared primaria y
una pared secundaria, esta última en contacto con la membrana plasmática y
subdividida en tres capas. La celulosa de las paredes celulares protege a las
células adyacentes de la desecación. Gran parte de la corteza y de la madera
de los árboles está formada de pared celular.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
PLASTIDOS
Tal como las mitocondrias, los plástidos son organelas con doble membrana,
responsables de los diferentes colores que tienen las plantas. Dentro de los
plástidos, también llamados “plastos”, se distinguen los cloroplastos, los
cromoplastos y los leucoplastos. Los cloroplastos contienen clorofila, que se
encarga de captar la energía lumínica y transformarla en energía química. De
esa forma, el vegetal realiza la fotosíntesis, reacción que tiene lugar en los
tilacoides, sacos o vesículas aplanadas que están inmersos en una solución
llamada estroma en el interior de los cloroplastos. En la membrana de los
tilacoides se ubica la clorofila, carotenos y xantinas. Pilas de tilacoides forman
el grana de los cloroplastos. Los cloroplastos producen grande cantidades de
ATP (adenosintrifosfato). Contienen ADN, un ARN propio y ribosomas.
Los cromoplastos fabrican y almacenan otros pigmentos que le dan color a los
frutos, flores y hojas secas. Son ejemplos de esos pigmentos el caroteno
(anaranjado) y la xantofila (amarillo). Los leucoplastos son plástidos de color
blanquecino encargados de almacenar almidones (amiloplastos), lípidos y
proteínas.
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
VACUOLAS
Son elementos en forma de saco que se originan a partir de provacuolas,
pequeñas estructuras presentes en células jóvenes. A medida que la célula
crece, estas diminutas estructuras absorben agua por ósmosis y se unen entre
sí hasta formar una vacuola de gran tamaño que ocupa un considerable
espacio del citoplasma. Las vacuolas tienen una membrana de permeabilidad
selectiva que acumula agua, dando lugar al crecimiento de la célula y al
mantenimiento de su turgencia. En su interior contiene sales, glúcidos,
proteínas y demás nutrientes.
Las vacuolas también actúan en la remoción de elementos innecesarios.
Mediante el proceso de exocitosis (movimiento de sustancias hacia fuera de la
célula) las vacuolas se acercan y se adhieren a la membrana plasmática para
eliminar desechos al exterior. Además, por endocitosis (movimiento de
sustancias hacia dentro de la célula) pueden transportar al citoplasma
moléculas que no difunden por la membrana celular. En este caso, esas
moléculas se adhieren a la membrana plasmática y se produce una
invaginación, formándose una vacuola.
Diferencias entre eucariotas animales y vegetales
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
CÉLULA PROCARIOTA BACTERIANA
LAS BACTERIAS
Son células sin núcleo, la zona de la célula, donde está el ADN y ARN no está
limitado por membrana. Ej. Bacteria.
Actualmente están divididas en dos grupos:
• Eubacterias, que poseen paredes celulares formadas por peptidoglicano o por
mureína. Incluye a la mayoría de las bacterias y también a las cianobacterias.
• Arqueobacterias, que utilizan otras sustancias para constituir sus paredes
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
celulares. Son todas aquellas características que habitan en condiciones
extremas como manantiales sulfurosos calientes o aguas de salinidad muy
elevada.