La célula

Durante las últimas semanas de clase estuvimos viendo un tema que ya muchos conocíamos: la célula. Hemos estudiado aspectos de ella desde que comenzamos a dar la asignatura de biología debido a su gran importancia, pero gracias a esta unidad hemos profundizado mucho más en su composición y funcionamiento.

La célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos. Estas características proceden de la Teoría Celular, enunciada por Schleiden y Schwann.

Cada célula es capaz de llevar acabo funciones como obtener y asimilar nutrientes, eliminar residuos, sintetizar nuevos materiales para la célula y es capaz de moverse y reproducirse.

Está formada por el citoplasma, uno o más núcleos y una membrana que la rodea.

A pesar de que todas las células presentan unos componentes básicos comunes; como la membrana plasmática que las separa y comunica con el exterior, el medio hidrosalino llamado citoplasma en el que están inmersos los orgánulos, la información genética en macromoléculas esenciales (ARN y ADN) y una gran variedad de biomoléculas, también existen grandes diferencias entre un tipo de células y otro:

• CÉLULAS PROCARIOTAS: son las células más simples y se sitúan en la base evolutiva de los seres vivos. La estructura procariota es exclusiva de las bacterias, las eubacterias y arqueobacterias. A demás, su membrana plasmática no contiene colesterol. El citoplasma es de aspecto granuloso, presenta ribosomas de 70 S y diversas inclusiones rodeadas o no de membrana. El nucleoide se encuentra en el centro de la célula, sumergido en el citoplasma, donde está el material genético densamente empaquetado. Algunas bacterias contienen flagelos, pelos y fimbrias, cápsulas y capas mucosas, clorosomas, carboxisomas y vacuolas de gas.

• CÉLULAS EUCARIOTAS: en el núcleo se encuentra el material hereditario. Las células animales, plantas, hongos y protoctistas (algas y protozoos) son eucariotas. Contienen estructuras carentes de membrana (ribosomas, centrosomas y citoesqueleto), sistemas endomembranosos (el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, las vacuolas y los lisosomas), orgánulos transductores de energía (mitocondrias y cloroplastos) y el núcleo, donde se encuentra el material genético. En las células eucariotas se pueden distinguir 2 modelos diferentes: la célula animal y la vegetal, que más adelante especificaré cuales son sus semejanzas y diferencias.

Centrándonos en las diversas partes de las células, comenzamos viendo las características de la membrana plasmática, que está presente en todas las células. La membrana plasmática es el límite entre el medio externo extracelular y el intracelular. Tiene un grosor de 75 Å y no se puede observar con microscopio óptico pero sí con microscopios electrónicos. Está compuesta por lípidos, proteínas y en menor proporción por glúcidos. En el esquema que he realizado se puede observar su composición, sus propiedades y sus funciones, a la vez que los diferentes tipos de transporte que se realizan entre el interior y el exterior celular. Dentro del transporte de partículas de alto peso molecular diferenciamos endocitosis (entrada) y exocitosis (salida). Por otra parte, en el transporte de moléculas de bajo peso encontramos los que se realizan sin gasto de energía (a favor de gradiente), que son la difusión facilitada y la simple; y la que se da con gasto energético (en contra de gradiente) que es el transporte activo. Finalmente, también vimos que existen tres tipos de uniones entre membranas plasmáticas de células animales; las uniones íntimas o de oclusión, las uniones adherentes o desmosomas y las uniones de comunicación o de tipo gap.

El siguiente elemento de la célula que conocimos fue la pared celular, la cual no está presente en todas las células. La pared celular es una gruesa cubierta situada sobre la superficie externa de la membrana que se encuentra en células vegetales, hongos y bacterias. Su función es dar rigidez a la célula e impedir que esta se rompa, y diferenciamos 3 tipos; pared de células vegetales, que está compuesta por láminas de celulosa y también contiene lignina, carbonato cálcico y sílice y le aportan rigidez, la pared de hongos, que está compuesta por quitina principalmente, aunque contiene también otros polisacáridos, proteínas y lípidos y entre sus propiedades destaca su plasticidad, y finalmente pared de bacterias, la cual está compuesta principalmente por peptidoglucanos, entre los que destaca la mureína, que le otorga resistencia mecánica, protege a la bacteria de los fenómenos osmóticos y le da rigidez.

A continuación aprendimos más sobre el citoplasma, que engloba el interior celular. Concretamente, el citoplasma es el conjunto de citosol, compuesto por un 70-80% de agua, ARN, proteínas, glúcidos y otros metabolitos y por otra parte los orgánulos, los cuales he clasificado en función de su membrana:

ORGÁNULOS SIN MEMBRANA:

• Citoesqueleto, parte de la célula que da movimiento a la misma y hace que mantenga su forma. Está compuesto por fibras proteicas, y podemos distinguir tres tipos de filamentos, dependiendo del tamaño; microtúbulos, son los más grandes, y se forman en el centro organizador de microtúbulos y se encargan de mantener la forma, del reparto de cromosomas, los filamentos intermedios, los cuales tienen un tamaño intermedio y se encargan de mantener la estructura celular, y finalmente los microfilamentos, que son los más pequeños y están constituidos por monómeros de actina, estando así presente principalmente en las células musculares.

• Centrosoma: es la zona que contiene el centro organizador de microtúbulos. Está compuesto por fibras de áster y material pericentriolar, sin embargo, mientras que en las células vegetales no hay centriolos, en las animales podemos encontrar un diplosoma.

• Ribosomas: son estructuras pequeñas constituidos por dos subunidades. Contienen un 80 % de agua, un 10% de ARN ribosómico y un 10% de proteínas. Se encargan de sintetizar proteínas, y hay diferencias entre las células procariotas y eucariotas. En las primeras, los ribosomas son 70 S, mientras que en las eucariotas son 80 S.

• Inclusiones citoplasmáticas: son acumulaciones de sustancias hidrófobas y dependiendo del tipo de sustancias que acumulen pueden ser: de reserva, de pigmentos o proteínas precipitadas

ORGÁNULOS CON MEMBRANA SIMPLE

• Vacuolas / Vesículas: son estructuras que se forman en el aparato de Golgi, en el retículo endoplasmático y por invaginaciones de la membrana plasmática. Las vesículas son vacuolas de menor tamaño, las cuales están en las células animales en grandes cantidades, mientras que en la célula vegetal aparece una grande que puede ocupar hasta un 90% del volumen celular.

• Lisosomas: son estructuras pequeñas de forma más o menos esférica. Se forman en el aparato de Golgi y en su interior contienen numerosas enzimas. Debido a esa gran cantidad de enzimas que poseen, su función es la de realizar la digestión. Para ello, necesitan un pH medio de 5.

• Peroxisomas / Glioxisomas: estos orgánulos contienen enzimas como la catalasa y la oxidasa. Se encargan de eliminar sustancias tóxicas mediante la acción de esas dos enzima.

• Retículo endoplasmático: es un conjunto de membranas que forman sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí y que delimitan un espacio interno denominado lumen. Podemos encontrar dos tipos de RE, dependiendo de si poseen o no ribosomas: RE rugoso, que sí posee ribosomas y se encarga de la síntesis de proteínas, de almacenarlas y modificarlas, y el RE liso, el cual no contiene ribosomas y se encarga de la síntesis de lípidos, de almacenarlos y transportarlos.

• Aparato de Golgi: es un conjunto de sacos aplanados no conectados entre sí. Posee una cara cis y una trans debido a que los sacos están apilados de forma laxa. Las funciones del aparato de Golgi son: transporte, maduración, almacenaje y secreción de sustancias procedentes del RE.

ORGÁNULOS DE DOBLE MEMBRANA:

• Mitocondrias: las encontramos en células eucariotas, posee una doble membrana, entre ellas existe un espacio intermembranoso cuya composición es similar a la del citosol, el espacio que delimita la membrana interna se denomina matriz mitocondrial, y la función principal de las mitocondrias es la obtención de energía. A este proceso se le conoce como respiración celular y obtiene ATP y moléculas simples a partir de moléculas complejas.

• Cloroplastos: los encontramos en células vegetales. Son un tipo de plasto que en su interior contiene clorofila entre otras sustancias. El interior del cloroplasto se denomina estroma donde podemos encontrar una estructuras denominadas tilacoides, los cuales están intercomunicados y su espacio interior se denomina lumen. Los cloroplastos son orgáunlos transductores de energía ya que transforman la energía en la fotosíntesis oxigénica, que consta de dos fases, luminosa y oscura.

Finalmente, estudiamos el núcleo. Contiene la información genética de la célula y regula la actividad celular. Está formado por una envoltura nuclear constituida por una doble membrana atravesada por multitud de poros que regulan la entrada y salida de sustancias al núcleo, el nucleoplasma, el nucleolo cuya función principal es la de sintetizar las dos subunidades que posteriormente formarán ribosomas, y cromatina, que es la fibra de 100 Aº de ADN sin condensar, y cromosomas, que es una fibra de ADN de 300 Aº, cuando la célula se va a dividir.

Finalmente, me gustaría añadir que el tema de la célula siempre me ha parecido de los más interesantes y gracias a lo que hemos aprendido hemos profundizado en el conocimiento de estas estructuras que permiten la vida a todos los seres vivos. Para finalizar la misión, he respondido a las preguntas propuestas:

Actividades de final del tema:

1. ¿Por qué se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido?

Se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido porque está constituida por una bicapa de fosfolípidos que están colocados asimétricamente. Esos fosfolípidos forman la estructura base de la membrana, en la cual también podemos encontrar proteínas que interactúan entre ellas y con los lípidos, otorgando movimiento lateral.

2. ¿Qué tipo de células contendrá mayor número de ribosomas: una que almacena grasa u otra que almacena nuevas células, como las epidérmicas? 

Los ribosomas estarán más desarrollados en células epidérmicas ya que están tendrán que sintetizar un mayor número de proteínas para llevar a cabo su correcta función y otros elementos para la formación y regeneración de membranas. Las células que almacenan grasa, sin embargo tendrán un número menor de ribosomas ya que la síntesis de proteínas no es tan esencial.

3. ¿Es posible que en una célula coexista un Retículo endoplasmático liso y un aparato de Golgi, ambos muy desarrollados? ¿Por qué?

Sí que es posible que esto ocurra debido a que el REL está muy desarrollado en células implicadas en la desintoxicación como pueden ser los hepatocitos, células musculares estriadas y en células intersticiales de ovarios y testículos. Que el REL esté desarrollado implica que se formen un gran número de vesículas que contienen lípidos sintetizados. Como consecuencia de esto el Aparato de Golgi debe estar muy desarrollado para ser capaz de captar todas las vesículas que proceden del REL y modificar su contenido y membrana dando lugar a vesículas de secreción.

4. ¿El hialoplasma y el citoplasma constituyen la misma estructura ?

El citoplasma es la parte celular que se sitúa fuera del núcleo en el hay orgánulos rodeados por membranas, y el líquido intracelular, que recibe el nombre de hialoplasma , por lo tanto el citoplasma es el conjunto de orgánulos y el hialoplasma. El hialoplasma en sí mismo solo se refiere al líquido acuoso intracelular. 

5. La célula eucariótica: señale las principales estructuras y orgánulos celulares, qué características tiene cada uno y qué función desempeñan.

(Explicada a lo largo de la entrada).

6.Explique las diferencias y semejanzas entre la célula procariota y la célula eucariota.

Semejanzas entre las células procariotas y eucariotas:

-Tienen ADN y ribosomas.

-Tienen una membrana celular.

-Tanto las células procariotas como eucariotas contienen ribosomas

-Contienen citoplasma en el interior de las células y un citoesqueleto. 

-Ambas tienen una bicapa lipídica, conocida como membrana plasmática, que forma el límite entre el lado interno y externo de la célula.

Diferencias entre células procariotas y eucariotas

-Las células eucariotas tienen núcleo mientras que las procariotas tienen nucleoide.

-La membrana plasmática de las procariotas no tiene colesterol.

-Las procariotas tienen pared celular, y las eucariotas solo la tienen si son células vegetales. 

-Las procariotas tienen ribosomas 70 S y las eucariotas de 80 S.

-La reproducción en las células procariotas se da por fisión binaria y en las eucariotas por mitosis.

-La eucariotas tienen mayor tamaño que las procariotas

-Las células procariotas son del Reino Monera, mientras que las eucariotas forman: animales, plantas, hongos y protozoos

-Las células procariotas suelen ser unicelulares, mientras que las eucariotas pluricelulares.

7.Explique las semejanzas y diferencias entre las células animales y vegetales.

Semejanzas entre las células animales y vegetales 

-Son células eucariotas, por tanto, poseen núcleo.

-Poseen membrana plasmática y orgánulos comunes como: mitocondrias, ribosomas, retículo endoplasmático, complejos de Golgi y lisosomas.

Diferencias entre las células animales y vegetales

-Las células vegetales poseen una pared celular mientras que las animales no.

-La célula vegetal posee cloroplastos en su interior y sus vacuolas son más grandes (normalmente hay una sola) y pueden llegar a ocupar un 90% del volumen celular. En las células animales las vacuolas son de menor tamaño y más numerosas y se denominan vesículas.

-En las células animales el centrosoma contiene dos centriolos mientras que en las vegetales no.

-Las células vegetales son más prismáticas mientras que las células animales tienen formas más irregulares.

-El núcleo de las vegetales tiene forma más discoidal y se encuentra en un lateral, mientras que en las animales es más esférico y central.

8.¿Qué diferencia hay entre los ribosomas de una célula procariota y otra eucariota?

La diferencia entre una célula procariota y una eucariota es que en la célula procariota los ribosomas son 70 S, es decir, más pequeños que los de las eucariotas que son 80 S. Mientras que en las procariotas los ribosomas están formados por una subunidad de 50 S y otra de 30 S, en las eucariotas están formados por una de 60 S y otra de 40 S.