LA CÉLULA

1. La célula. Teoría celular

LA CÉLULA

La célula es la unidad fundamental en la estructura y función de los seres vivos.

• La Teoría celular¹ estableció que todo ser viviente está compuesto sin excepción, por células y productos celulares. Toda célula se forma por división de otra célula. Existen semejanzas entre ellas, en la composición química y actividades metabólicas. También se reconoció que el funcionamiento de un organismo como una unidad, es el resultado de la suma de actividades e interacciones de las unidades celulares.

2. La Teoría de la continuidad del plasma germinativo

• La Teoría de la continuidad del plasma germinativo¹establece que la transmisión de los factores hereditarios de una generación a otra tiene lugar por medio de la continuidad del “plasma germinativo”, localizado en células sexuales (espermatozoides, ovocito) y no mediante células somáticas.

3. Postulados de la Teoría Celular

4. Características de la células

CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS

Todas las células están cubiertas por una membrana externa, llamada membrana plasmática, que las separa de otras células y del medio circundante con el cual intercambian materia y energía. Este intercambio está altamente regulado y es selectivo. De esta forma la membrana plasmática debe actuar no sólo como límite celular sino también como barrera selectiva. Por lo tanto la célula, mantiene una composición química muy ordenada y diferente a la del entorno.

Todas las células poseen un metabolismo o conjunto de reacciones químicas, que posibilitan el mantenimiento de la vida. Este metabolismo para sustentarse necesita de una o más fuentes de energía. Las células, necesitan de distintivos tipos de moléculas energéticas: como el ATP, la glucosa o los ácidos grasos y moléculas de reserva de energía, como el glucógeno.

Todas las células, almacenan en una macromolécula de ADN (ácido desoxirribonucleico), a información necesaria para controlar sus actividades (reproducción, metabolismo), y para establecer su propia estructura. El ADN, es un polímero formado por una secuencia lineal, de monómeros, llamados nucleótidos. Esta secuencia de nucleótidos, especifica una secuencia de aminoácidos (estructura primaria de una proteína). La especificidad de la secuencia de aminoácidos determinada por la secuencia de bases del ADN está regida por el código genético. La secuencia de bases del ADN, que codifica una proteína, es un GEN.

Las proteínas, son moléculas que llevan a cabo gran parte de las funciones celulares. Muchas proteínas son enzimas, moléculas encargadas de dirigir y regular el metabolismo celular. Las enzimas aceleran las reacciones químicas, haciéndolas compatibles con la vida. De esta manera las enzimas, dirigen la síntesis y degradación de todas las moléculas biológicas, incluidos lípidos, glúcidos, proteínas y los mismos ácidos nucleicos. De esta forma, el ADN al almacenar la estructura de las enzimas y otras proteínas reguladoras, ejerce el control del metabolismo celular.

El ADN utiliza un segundo ácido nucleico, el ARN, (ácido ribonucleico), como intermediario. A partir de la secuencia de bases del ADN, que codifica una proteína, se sintetiza una secuencia de bases de ARN. Este proceso es llamado transcripción. EL ácido ribonucleico encargado de transportar la información, recibe la denominación de ARN mensajero. Este ARN mensajero, porta la información necesaria para la síntesis de proteínas, proceso llamado traducción, el cual tiene lugar en el citoplasma con la intervención de dicho ARNm, los ribosomas y el ARNt que porta los aminoácidos.

Las células para perpetuarse necesitan reproducirse. Esto significa que la información almacenada en el ADN debe duplicarse para poder ser transmitida a las células hijas. El ADN tiene la excepcional característica de ser una molécula capaz de auto-replicarse, es decir de generar una copia de sí misma. Este proceso es llamado duplicación o replicación.

La célula consta de una pequeña masa de protoplasma, el citoplasma, tiene un núcleo y está rodeada de la membrana plasmática.

En un organismo pluricelular las células adquieren formas y estructuras variadas, condicionadas por la adaptación a la función específica que desempeñan en los tejidos u órganos. Sin embargo persisten atributos comunes a todas ellas.

5. Forma

FORMA

La forma celular es específica para cada tipo celular. Los leucocitos cambian de forma frecuentemente, espermatozoides, eritrocitos, células epiteliales tienen generalmente una forma típica. La forma de la célula depende de la tensión superficial, la viscosidad del protoplasma, la actividad mecánica que ejercen las células contiguas y la rigidez de la membrana. Los micro- túbulos son estructuras celulares que tienen un papel importante en determinar la forma celular.

Muchas células, cuando son aisladas en un medio líquido, tienden a tomar la forma esférica, de acuerdo con las leyes de la tensión superficial. Cuando se observan células con el MO siempre se debe pensar en términos de tres dimensiones.

6. Volumen

En general el volumen de las células es constante para un tipo celular dado, e independiente del tamaño del individuo. (ej. las células renales del caballo y del ratón, tienen el mismo volumen) La diferencia de la masa de un órgano se debe al número de células, no a su volumen.

 siendo esta relación núcleo/citoplasma un factor limitante del crecimiento.

7. Tamaño

TAMAÑO

 Las células deben captar alimento y otros materiales a través de su membrana plasmática y deben eliminar rápidamente los productos de desecho,(generados en las distintas reacciones metabólicas) antes de que éstos se acumulen hasta niveles tóxicos para la supervivencia celular. Por lo tanto, las células son pequeñas, de modo que en ellas las moléculas recorren distancias cortas, lo que acelera las actividades celulares.

El material Genético (localizado en el núcleo), posee un área limitada de influencia sobre el citoplasma circundante, y es el citoplasma el que aumenta su tamaño durante el crecimiento celular, siendo esta relación núcleo/citoplasma un factor limitante del crecimiento

8. Estructura General de la célula

ESTRUCTURA GENERAL DE LA CÉLULA

9. Membrana plasmática

MEMBRANA PLASMÁTICA

Todas las células están cubiertas por una membrana externa, llamada membrana plasmática, que las separa de otras células y del medio circundante con el cual intercambian materia y energía. Este intercambio está altamente regulado y es selectivo. De esta forma la membrana plasmática debe actuar no sólo como límite celular, sino también como barrera selectiva. Por lo tanto la célula, mantiene una composición química muy ordenada y diferente a la del entorno.

Estructuralmente está compuesta por una bicapa fosfolípidos. El colesterol está presente en las células animales. La membrana plasmática también contiene múltiples proteínas con diversas funciones. Podemos dividirlas en dos grandes grupos:

a) proteínas integrales de membrana y

b) proteínas periféricas de membrana.

Las primeras atraviesan la membrana de lado a lado, mientras que las segundas están en contacto con la membrana, pero no la atraviesan. Algunas son enzimas reguladoras, otros receptores hormonales. Existen también proteínas transportadoras y canales reguladoras del movimiento de iones y moléculas a través de la membrana plasmática, de allí su enorme especificidad. Otra función importante de la membrana es la comunicación intercelular y el reconocimiento de diversos tipos de molécula (hormonas, virus, anticuerpos, toxinas, etc.) que interactúan con ella. En general esta función es llevada a cabo por glucoproteínas y glucolípidos, que se encuentran solo en el lado externo de la membrana plasmática. Se cree que los glúcidos juegan un importante papel en la adhesión entre células. A esta capa, de glucolípidos y glucoproteínas se la denomina glucocálix.

10. Citoplasma

CITOPLASMA

Es un coloide constituido por: agua, iones, enzimas y donde se encuentran incluidos los organelos celulares. El citoplasma se encuentra separado del ambiente exterior por la membrana plasmática que puede tener muchas diferenciaciones. El citoplasma esta subdividido en compartimientos y sub-compartimientos por un gran número de membranas intracelulares que forman un amplio sistema vacuolar; cuyas partes principales son: el retículo endoplasmático (liso y rugoso) y el complejo de Golgi. Estas estructuras permiten la circulación de sustancias, siempre dentro de formaciones limitadas por membrana interactuando por medio de vesículas.

Entre los organelos rodeados por membranas, se encuentran: lisosomas, mitocondrias, vesículas de secreción, etc.

La matriz citoplasmática ocupa el espacio situado por fuera del sistema vacuolar y contiene ribosomas, micro túbulos, micro filamentos, proteínas solubles, etc.

11. Organelos

ORGANELOS:

Son estructuras celulares, envueltas en doble membrana que la separa del citoplasma, altamente especializadas en funciones muy concretas

• Lisosomas Vesículas (sacos) membranosas, Contienen enzimas hidrolíticas, que desdoblan materiales ingeridos, secreciones y deshechos celulares.

• Mitocondria Organelos semiautónomas. Poseen ADN y ribosomas. Una doble membrana les sirve de envoltura. La membrana interna forma las crestas mitocondriales. Función: Metabolismo aeróbico. Sitio de muchas de las reacciones de la respiración celular. Allí se realizan el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. Es decir la transformación de la energía de lípidos o glucosa (moléculas combustibles) en ATP

12. Inclusiones citoplasmáticas

INCLUSIONES CITOPLÁSMATICAS.

Son acumulaciones de sustancia, están en le citoplasma y no tienen membrana. Hay dos tipos:

 Productos de reserva energética.

• Carbohidratos. Se almacenan en forma de glucógeno.

• Grasas. Se almacenan en forma de gotas lipidicas, muy abundantes en el tejido adiposo y adipocitos.

• Inclusiones proteicas. Tienen estructura cristalina, acumulan proteínas.

 Pigmentos. Caroteno, bilirrubina, melanina, entre otros.

13. Ribosomas y polirribosomas

Ribosomas y polirribosomas

Son estructuras redondeadas que a diferencia de los organelos, carecen de unidad de membrana.

Están constituidos por dos subunidades, mayor y menor separadas entre sí. Ambas subunidades se unen cuando leen una molécula de ARNm. Las subunidades están formadas por ARNr y proteínas, siendo ensambladas en el nucléolo. Cuando hay varios ribosomas unidos a una molécula de ARNm, lo denominamos polirribosoma. La función de los ribosomas es sintetizar proteínas.

14. Citoesqueleto

CITOESQUELETO 

El citoesqueleto es una red de fibras proteínicas. Esta red es dinámica encontrándose en constante cambio. Sus funciones, son esenciales para las células y abarcan motilidad celular, forma, diferenciación, reproducción, regulación, etc.

15. Centríolos

CENTRÍOLOS

Pares de cilindros huecos, localizados cerca del centro de la célula, formados por microtúbulos El huso mitótico se forma entre los centríolos durante la división de celular.

16. Núcleo

NÚCLEO

Las diversas partes de la célula interactúan de forma integrada. Esto es posible porque existe un centro primordial de control: el núcleo celular. La envoltura nuclear es una membrana doble, que controla el transporte, selectivo, de sustancias entre el núcleo y el citoplasma. El pasaje se realiza a través de los poros nucleares. La envoltura nuclear (carioteca) posee ribosomas adheridos a la cara citoplasmática y una estructura proteica en su parte interna, llamada lámina nuclear, que sirve como esqueleto al núcleo.

En el interior del núcleo, se encuentra el material genético (ADN) asociado a proteínas básicas llamadas histonas, formando una estructura fibrilar muy enrollada denominada cromatina. También está el nucléolo, sitio de ensamblaje de los ribosomas¹ (estructuras esenciales para la síntesis de proteínas, formados por ARN ribosómico y proteínas). El ARN ribosómico se sintetiza en el nucléolo, y las proteínas ribosómicas en el citoplasma, para pasar después al núcleo y de allí al nucléolo, donde se unen al ARN ribosómico, para formar los ribosomas.

17. Créditos

• Prof. María Teresa Pereira
• ILSU Nibia Pérez
• Equipo de traducción ILSU Nibia Pérez   Prof. Carina Romero
• Imagen de la célula en video  https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Celula_Eucariota_Animal_3(1).gif

• Alberts, B et al; (1996) Biología Molecular de la Célula. 3^ra Edición. Ediciones Omega S.A. Barcelona.

  De Robertis(h); Hib; Ponzio. (1996).Biología Celular y Molecular de De Robertis. 12º Edición. El Ateneo. Bs.As.