Exploración Celular: Estructura, Función y Diversidad en el Mundo Biológico

Estructura Celular Común

Todas las células comparten una estructura básica:

  • Membrana celular: Regula el intercambio de sustancias con el medio y detecta los cambios extracelulares.
  • Citoplasma: Formado por una disolución acuosa (citosol) en la que se encuentran los orgánulos.
  • Material genético: Formado por el ADN.
  • Ribosomas: Lugar donde se lleva a cabo la síntesis proteica.

Tipos de Células

  • Procariota: Sencilla, de pequeño tamaño, no tiene núcleo ni orgánulos especializados, a excepción de los ribosomas.
  • Eucariota: Más compleja y generalmente de mayor tamaño, con una estructura nuclear y multitud de orgánulos especializados.

Tipos de Microscopios

  • Óptico: Utiliza la luz que atraviesa la muestra para visualizar la célula. Generalmente, se tiñe con colorantes.
  • Electrónico: Utiliza un haz de electrones. Existen dos tipos: Transmisión (MET) y Barrido (MEB).

Célula Procariota

  • Membrana plasmática: Compuesta por una doble capa de lípidos con proteínas insertadas.
  • Citoplasma: Contiene todos los componentes celulares. Está formado por una disolución acuosa, el citosol.
  • ADN: Forma un único cromosoma circular. Se localiza en una región del citoplasma denominada nucleoide, que no está protegida por ninguna membrana.
  • Ribosomas: Su estructura y función son similares a las de las células eucariotas.
  • Pared celular
  • Pili: Filamentos que permiten el intercambio de material genético con otras bacterias.
  • Fimbrias: Filamentos más pequeños que los pili. Relacionadas con la fijación de la célula a otras células o superficies.
  • Cápsula: Algunas bacterias, para mayor protección, desarrollan una cápsula que rodea la pared celular.
  • Flagelo: Apéndice que parte de la membrana plasmática y proporciona movimiento a algunas células.
  • Plásmidos: Pequeñas moléculas circulares de ADN. Se localizan fuera del nucleoide.

Célula Eucariota

  • Membrana plasmática: Compuesta por una doble capa de lípidos.
  • Citoplasma: Formado por una disolución acuosa, el citosol.
  • Ribosomas: Pueden estar adheridos al retículo endoplasmático rugoso (RER) o dispersos por el citoplasma.
  • Núcleo: Contiene el ADN, que puede estar extendido (cromatina) o condensado (cromosomas). Doble membrana (envoltura nuclear).
  • Citoesqueleto: Red de filamentos que dan forma a la célula y permiten su movimiento.
  • Retículo endoplasmático: Conectado a la membrana nuclear. El RER tiene ribosomas adheridos y se encarga de la síntesis de determinadas proteínas. El REL no tiene ribosomas.
  • Aparato de Golgi: Modifica las sustancias sintetizadas en el RE y las empaqueta en vesículas para su transporte.
  • Mitocondrias: Doble membrana; la externa es lisa y la interna está replegada en forma de crestas. Responsables de la respiración celular.
  • Vesículas: Pequeños compartimentos que transportan sustancias.
  • Lisosomas: Digieren partículas u orgánulos deteriorados.

Metabolismo

Conjunto de rutas metabólicas que se producen en la célula.

  • Catabolismo: Rutas metabólicas degradativas, en las que los compuestos químicos se rompen en fragmentos más pequeños.
  • Anabolismo: Rutas metabólicas de síntesis de compuestos, en las que, a partir de moléculas sencillas, se obtienen compuestos de mayor complejidad.

Ciclo de Krebs

El ácido pirúvico (proveniente de la glucólisis) entra en la mitocondria. El NAD+ se reduce a NADH y el FAD se reduce a FADH2. Además, se produce ATP.

Rutas Anabólicas: Fotosíntesis

  • Fase luminosa: En los tilacoides, la luz solar genera ATP, NADPH y O2 al romper el agua (fotólisis).
  • Fase oscura: En el estroma, el CO2 se transforma en glucosa mediante el ciclo de Calvin, usando ATP y NADPH.

División Celular

División Celular en Procariotas

  • Interfase: Crecen las estructuras celulares y el ADN se duplica.
  • Fase de división celular: La membrana y la pared celular se invaginan, formando un tabique que separa las dos células hijas.

Ciclo Celular Eucariota

  • Fase G1 (crecimiento): La célula crece y realiza funciones específicas. Las células diferenciadas que no se reproducen se quedan en esta fase.
  • Fase S (síntesis): Se duplica el ADN y los centríolos.
  • Fase G2: La célula crece más y se prepara para la división celular.
  • Fase M (mitosis): Se divide el núcleo celular.
  • Citocinesis: Se divide el citoplasma, formando dos células hijas.

Etapas de la Mitosis

  • Profase: La cromatina se condensa en cromosomas, desaparece la membrana nuclear y se forma el huso mitótico.
  • Metafase: Los cromosomas se alinean en el centro de la célula.
  • Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y se mueven hacia polos opuestos.
  • Telofase: Los cromosomas se descondensan y se forman dos núcleos nuevos.

Después ocurre la citocinesis. En animales, la membrana se estrangula; en vegetales, se forma una placa celular.

Ciclos Biológicos

  • Ciclo haplonte: El organismo es haploide (N) la mayor parte de su vida. Ejemplo: hongos y algas.
  • Ciclo diplonte: El organismo es diploide durante toda su vida. Ejemplo: animales, incluidos los humanos.
  • Ciclo diplohaplonte: Alternancia de generaciones. Ejemplo: plantas y algunas algas.

Tejidos Animales

Tejido Epitelial

  • Epitelio de revestimiento: Recubre las superficies exteriores del cuerpo y tapiza internamente cavidades y órganos.
  • Epitelio glandular: Formado por células especializadas en la secreción de sustancias.
    • Glándulas endocrinas: Vierten su secreción en la sangre (ej. tiroides).
    • Glándulas exocrinas: Vierten su secreción al exterior (ej. salivares).
    • Glándulas mixtas: Vierten sustancias tanto a la sangre como al exterior (ej. páncreas).

Tejidos Conectivos

  • Tejido conjuntivo: Protege y une tejidos y órganos.
  • Tejido adiposo: Reserva energética, aislamiento térmico y protección mecánica.
  • Tejido cartilaginoso: Soporte y revestimiento en superficies articulares.
  • Tejido óseo: Soporte interior, protección de órganos, metabolismo del calcio y fósforo, origen de células sanguíneas e intervención en el movimiento.
    • Tejido óseo compacto: Forma la diáfisis de los huesos largos.
    • Tejido óseo esponjoso: Forma la epífisis de los huesos largos.
  • Tejido sanguíneo: Transporta sustancias.

Tejido Muscular

Produce el movimiento mediante la contracción y relajación de sus células.

Tejido Nervioso

Base del sistema nervioso. Convierte los estímulos en impulsos nerviosos.