Biología Celular: Estructura y Función

Partes de la Célula

1. Membrana Plasmática

   Controla el contenido químico de la célula.

2. Citoplasma

   Mantiene en flotación a los **orgánulos celulares** y ayuda en sus movimientos.

   2.1. Retículo Endoplasmático (RE)

   Síntesis de proteínas, metabolismo de lípidos y algunos esteroides, y **transporte intracelular**.

   • a) R.E. Rugoso

     • Tiene **ribosomas** anclados a la membrana.
     • Sintetiza las proteínas que forman parte de la membrana plasmática, aparato de Golgi, lisosomas y del propio retículo.

   • b) R.E. Liso

     • Carece de ribosomas.
     • Sintetiza todos los **lípidos** constituyentes de las membranas: colesterol, fosfolípidos, glucolípidos, etc.

   2.2. Ribosomas

   Compuestos por dos complejos grandes de ARN y proteína. Elaboran proteínas a partir de la información leída del ARN en el proceso de **traducción**.

   2.3. Mitocondrias

   • Se encuentran flotando en el citoplasma de todas las **células eucariotas**.
   • Convierten la energía de los alimentos en **ATP** (Adenosín Trifosfato).

   2.4. Lisosomas

   • **Vesículas** que provienen del aparato de Golgi.
   • Digieren las sustancias que llegan a su interior.

   2.5. Aparato de Golgi

   **Transporte**, acumulación y **secreción de proteínas** procedentes del R.E.

   2.6. Centriolos

   Realizan la organización del **huso mitótico**, que permite la repartición del material genético (**cromosomas**) a cada célula hija.

   2.7. Vacuolas

   • a) De Célula Vegetal

     • Ubicada entre la pared externa del R.E. y la membrana celular.
     • Solo hay una en la célula vegetal.
     • Es variable de tamaño.
     • Está rodeada por una membrana, repleta de agua y nutrientes (proteínas, azúcares, sales, etc.).
     • Función: Acumulación de reservas y productos tóxicos.
     • Función: Crecimiento de las células por **presión de turgencia**.

   • b) De Célula Animal

     • Dispersas en el citoplasma.
     • No tienen un gran tamaño.
     • Su función es eliminar el **exceso de agua**.

3. Núcleo

   • Controla las **actividades celulares**.
   • Protege al **material genético** y permite que las funciones de transcripción y traducción se produzcan libremente.

   3.1. Cromatina

   • Rodea al nucleolo.
   • Forma que toma el **material hereditario** durante la interfase del ciclo celular.
   • Consiste en **ADN** asociado a proteínas.

   3.2. Nucléolo

   Ubicado dentro del núcleo. Almacena **ARN** (Ácido Ribonucleico).

Tipos Celulares y Teoría Celular

Células Procariontes

Células que carecen de un verdadero **núcleo** y organelos. Su ADN se encuentra en forma circular en el citoplasma. Se reproducen asexualmente y solo existen en organismos unicelulares. Su nutrición es intracelular.

Células Eucariontes

Células con un **núcleo verdadero** y organelos. Su ADN se encuentra en cromosomas contenidos en el núcleo. Se reproducen asexual y sexualmente. Existen en forma unicelular y pluricelular. Su nutrición es intracelular y extracelular.

Fundamentos Históricos

• **Schwann**: La célula es la mínima unidad de vida.
• **Robert Hooke**: Acuñó el término «célula» (1665).
• **Antón Van Leewenhoek**: Perfeccionó el **Microscopio** (1670).

Metabolismo y Ciclo Celular

Metabolismo

• **Catabolismo**: Degradación de moléculas complejas en moléculas sencillas. Ejemplo: la **respiración celular**.
• **Anabolismo**: Síntesis y elaboración de nuevas moléculas complejas a partir de otras sencillas. Ejemplo: la **fotosíntesis**.

Respiración Celular

• **Aerobia**: Con **oxígeno** (plantas y animales).
• **Anaerobia**: Sin oxígeno (bacterias y levaduras).
• **Glucólisis**: Proceso inicial en el citoplasma para sintetizar moléculas de ATP.
• **Ciclo de Krebs**: Proceso aeróbico que libera energía, obteniéndose hasta 38 moléculas de **ATP** (en el proceso completo de respiración).

Ciclo Celular

1. Fase G1

   Primera fase del ciclo celular. **Crecimiento celular** con síntesis de proteínas y ARN. Período entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. La célula duplica su tamaño y masa. (6 a 12 hrs).

2. Fase S

   Segunda fase. **Replicación o síntesis del ADN**. Cada cromosoma se duplica y quedan 2 cromátidas idénticas. El núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN. (6-8 hrs).

3. Fase G2

   Tercera fase de crecimiento. Continúa la síntesis de proteínas y ARN. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis. (3 a 4 hrs).

4. Fase M (Mitosis y Citocinesis)

   División celular. Una célula progenitora (eucariotas, somáticas) se divide en dos células hijas idénticas. Incluye mitosis (profase, metafase, anafase, telofase). (Aprox. 30 minutos).

Genética Mendeliana y Molecular

Conceptos Fundamentales

• **Genotipo**: Características genéticas que **no son visibles**.
• **Fenotipo**: Características genéticas que **son visibles** (expresadas).
• **Locus**: Posición de un gen en un cromosoma.

Leyes de Mendel

Estudios realizados principalmente en guisantes (chícharos).

• AA: **Homocigoto dominante**.
• Aa: **Heterocigoto** o híbrido.
• aa: **Homocigoto recesivo**.

Gen dominante: Se manifiesta en condición homocigota (AA) o heterocigota (Aa).

Gen recesivo: Solo se manifiesta en condición homocigota (aa).

1. Primera Ley de Mendel o Ley de la **Segregación**.
2. Segunda Ley de Mendel o Ley de la **Segregación Independiente**.
3. Tercera Ley de Mendel o Ley de la **Distribución Independiente**.

Thomas Morgan

Investigador clave en el estudio de los **cromosomas sexuales** (XX o XY).

Origen de la Vida y Evolución

Teorías del Origen de la Vida

• Teoría de la **Evolución**.
• Teoría de la **Selección Natural**.
• Teoría **Creacionista** o Creacionismo.
• Teoría **Cosmozoica** o Panespermia.
• Teoría de la **Generación Espontánea**.
• Teoría de los **Coacervados** (Oparin y Haldane).
• Teoría de la **Biogénesis**.
• Oparin y Haldane: Propusieron la teoría **fisicoquímica** (o quimiosintética).

Taxonomía y Clasificación

Jerarquía Taxonómica (Carlos Linneo, 1737)

1. **Reino**: Conjunto de filos (animales) o divisiones (vegetales).
2. **Filo**: Grupo de clases con similitudes biológicas.
3. **Clase**: Conjunto de órdenes semejantes.
4. **Orden**: Grupo de familias semejantes.
5. **Familia**: Conjunto de géneros semejantes.
6. **Género**: Conjunto de especies semejantes.
7. **Especie**: Grupo de individuos con un alto grado de parentesco.

Evidencias de la Evolución

Evidencias Anatómicas

• **Homólogos**: Mismo origen embrionario, modificados para funciones diferentes.
• **Vestigiales**: No funcionales en algún organismo, pero esenciales en otros.
• **Análogos**: Funciones similares, pero origen embrionario y estructura diferentes.

Otras Evidencias

• **Bioquímicas**: Similitud en **proteínas sanguíneas**.
• **Genéticas**: Similitud en el **ADN**.
• **Embriológicas**: Diferentes especies presentan un gran parecido en sus **embriones** tempranos.
• **Biogeográficas**: Especies se adaptan a las condiciones de su **hábitat**.

Reinos Naturales

Ecología y Relaciones Biológicas

Factores Ecológicos

• **Factores Bióticos**: Son todos los individuos vivos de una población (Ej. plantas, animales).
• **Factores Abióticos**: Comprenden a todos los elementos del entorno inorgánico (luz, temperatura, humedad, etc.).

Relaciones Interespecíficas e Intraespecíficas

• **Comensalismo**: Uno obtiene beneficio, mientras que el otro no se ve ni perjudicado ni beneficiado.
• **Mutualismo**: Interacción entre individuos de diferentes especies en donde **ambos se benefician**.
• **Competencia**: Individuos de diferentes especies aprovechan recursos limitados de un mismo ambiente.
• **Depredación**: Se beneficia el depredador, y se daña la presa.
• **Parasitismo**: Una especie obtiene el beneficio de otra, perjudicándole o causándole algún daño.
• **Intraespecíficas**: Interacciones entre miembros de una misma especie (Ej. reproducción, cooperación).