Estructura y Funciones Celulares

Teoría Celular

• Todos los seres vivos están formados por una o más células.
• La célula es el ser vivo más sencillo y pequeño.
• Todas las células proceden de otras células preexistentes.
• Cada célula realiza su propia actividad.

Componentes Fundamentales de la Estructura Celular

MEMBRANA

Fina lámina que separa la célula del medio externo. A través de ella entran sustancias necesarias para su nutrición y salen los productos de desecho. Se trata de una zona de intercambio entre la célula y el medio que la rodea.

MATERIAL GENÉTICO

Constituido por moléculas que contienen la información para dirigir todas las actividades celulares y las características propias de cada célula. La información genética es imprescindible para el mantenimiento de las células.

CITOPLASMA

Es el interior celular, que contiene todas las moléculas biológicas con las cuales se realizan las funciones vitales.

La Célula Procariota

• Más sencillas y primitivas.
• Son pequeñas, de 3 a 30 micras.
• Rodeando su membrana plasmática poseen una pared celular característica.
• Tienen un único cromosoma circular.
• En su citoplasma hay ribosomas aislados.
• El citoplasma realiza las funciones de las mitocondrias.
• Se organizan en: Arqueobacterias, cianobacterias y bacterias.
• No contiene núcleo; el ADN está disperso.

La Célula Eucariota

• Tienen su origen en las procariotas.
• Más complejas.
• Presentan estructuras: Orgánulos Citoplasmáticos.
• El material genético está dentro del núcleo.
• En su interior se encuentra el citoesqueleto celular, una compleja red de filamentos de proteínas.

Orgánulos Citoplasmáticos

Son estructuras membranosas que encierran una cavidad, donde se localizan las moléculas necesarias para realizar sus funciones.

Orgánulos No Membranosos (Excepción)

RIBOSOMAS

Al no ser membranosos, constituyen una excepción. Son pequeños orgánulos, sin membrana y con forma globular, responsables de la SÍNTESIS DE PROTEÍNAS.

Orgánulos Membranosos

• LISOSOMAS: Son pequeñísimas vesículas que contienen sustancias capaces de digerir grandes moléculas capturadas por las células.

• RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: Conjunto muy complejo de túbulos y vesículas. Se encarga de fabricar y transportar diversas sustancias. El retículo endoplasmático rugoso tiene ribosomas; el resto es retículo endoplasmático liso.

• VACUOLAS: Estructuras que acumulan diversas sustancias. Son más grandes y abundantes en las células vegetales que en las animales.

• APARATO DE GOLGI: Orgánulo formado por la agrupación de vesículas y sacos aplanados. Toma sustancias del retículo endoplasmático, las modifica y las introduce en vesículas para su secreción.

Orgánulos Membranosos Energéticos

• MITOCONDRIAS: Orgánulos constituidos por una doble membrana: la externa, lisa, y la interna, con una serie de repliegues denominados crestas mitocondriales. En su interior está la matriz mitocondrial, que contiene principalmente material genético, ribosomas y enzimas. Con ellos se produce la respiración celular.

• CLOROPLASTOS: Orgánulos constituidos por una doble membrana con una serie de sáculos membranosos, los tilacoides, en cuya membrana se encuentra la clorofila. Con ellos se produce la fotosíntesis.

Estructuras para el Movimiento

Los cilios y flagelos son orgánulos móviles formados a partir de fibras de proteínas del citoesqueleto, que constituyen apéndices externos.

Su movimiento está dirigido y coordinado por una estructura que se conoce con el nombre de centríolo. Este está formado por unos túbulos de proteínas dispuestos de forma semejante a los que forman los cilios y los flagelos, y también participa en el reparto de cromosomas durante la división celular.

El Núcleo Celular

Existen dos organizaciones nucleares: INTERFASE y DIVISIÓN.

El Núcleo en Interfase

Presenta una doble membrana con poros que rodea un nucleoplasma semejante al citoplasma. En su interior se encuentra la cromatina, una sustancia formada por la doble hélice del ADN unida a unas proteínas histonas, y un orgánulo esférico, el nucléolo, que participa en la síntesis de los ribosomas.

Organización Cromosómica

Cada cromosoma está formado por dos filamentos de cromatina, denominados cromátidas, unidos por un centrómero. Cada una de estas cromátidas es copia de la otra, por lo que la información genética está duplicada. El centrómero define dos regiones: los BRAZOS.

El número de cromosomas simple se denomina haploide (n); las células sexuales (gametos) son haploides. Todas las demás células, las somáticas, son diploides (2n), ya que sus cromosomas se encuentran en parejas (número diploide).

Diferencias entre Célula Animal y Vegetal

La División Celular

La Mitosis

Como el material genético se encuentra en el núcleo, el proceso más importante de la reproducción celular es el que afecta a la división de este. Sirve para proporcionar una copia a cada célula hija.

Profase

• Las fibras de la cromatina se espiralizan; como consecuencia, se forman los cromosomas.
• El nucléolo desaparece.
• Entre los dos polos celulares, aparecen unas fibras de proteínas (huso acromático).
• Al terminar esta etapa, la membrana nuclear desaparece y los cromosomas quedan libres en el citoplasma.

Metafase

• En ella, los cromosomas se unen, por su centrómero, a las fibras del huso acromático.
• Esta unión se produce en el plano medio de la célula (plano ecuatorial). Se forma la llamada placa ecuatorial.
• Las cromátidas hermanas de cada cromosoma están orientadas hacia los polos opuestos de la célula.

Anafase

• Las fibrillas del huso acromático se rompen por la mitad, a la altura del plano ecuatorial. Esto provoca la rotura del centrómero del cromosoma unido a la fibrilla.
• Las medias fibrillas del huso se contraen y arrastran hacia los polos a las cromátidas que llevan unidas (a partir de este momento, se consideran cromosomas independientes).

Telofase

• Una vez terminada la emigración de las cromátidas, desaparecen los restos del huso acromático.
• Aparece una membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromátidas. Se forman, así, los núcleos hijos.
• Las cromátidas se descondensan progresivamente, convirtiéndose en cromatina.
• Aparece el nucléolo.

La Meiosis

Esta división es necesaria para que se formen los gametos o células sexuales.

Los gametos se unen en la fecundación para formar una célula denominada cigoto.

Primera División Meiótica (Meiosis I)

• PROFASE I: Aparecen los cromosomas, pero asociados en parejas de homólogos. Tiene lugar un intercambio de material genético entre cromosomas homólogos que se denomina recombinación.

• METAFASE I: A las fibrillas del huso acromático se unen parejas de cromosomas homólogos, no cromosomas individuales.

• ANAFASE I: A cada polo celular se dirige un cromosoma completo, no medios cromosomas.

• TELOFASE I: Se construyen los núcleos de las células hijas y se produce la citocinesis.

Al finalizar la primera división meiótica se obtienen dos núcleos hijos con cromosomas completos cada uno.

Segunda División Meiótica (Meiosis II)

Los cromosomas se escinden en sus cromátidas, y cada célula hija recibe una de ellas.

La meiosis da lugar a cuatro células hijas, cada una con la mitad de cromosomas que la célula de partida.

Diferencias Clave entre Mitosis y Meiosis

• En la mitosis, de una célula madre diploide se obtienen dos células hijas diploides. En la meiosis, partiendo de una célula madre diploide, se obtienen cuatro células hijas haploides diferentes genéticamente.
• En la mitosis hay un solo proceso, mientras que en la meiosis se producen dos divisiones sucesivas: la primera reduccional y la segunda normal.

• PROFASE: La Profase I de la meiosis es más larga que la de la mitosis y en ella tiene lugar un intercambio de material genético entre los cromosomas homólogos (recombinación).

• ANAFASE: En la anafase de la mitosis, las cromátidas de cada cromosoma se separan y cada una va a un polo celular. En la Anafase I de la meiosis se separan los cromosomas homólogos completos y uno de cada pareja se dirige a un polo celular.

• TELOFASE: En la telofase de la mitosis nos encontramos con dos núcleos hijos idénticos con el mismo número de cromosomas que la célula de partida. En la Telofase I de la meiosis obtenemos dos núcleos hijos con la mitad de los cromosomas que la célula madre y diferentes genéticamente entre sí y de la progenitora.

• Las células obtenidas en la primera división meiótica inician la segunda división y originan cuatro células.