Teoría Celular: Fundamentos Esenciales
- La célula es la unidad estructural de los seres vivos.
- La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.
- Todas las células proceden, por división, de otras preexistentes.
Tipos de Organización Celular
- Procariota: En ellas, el material genético no está separado por una membrana del resto del citoplasma. Son las bacterias.
- Eucariota: En ellas, el material genético se halla rodeado de una envoltura, constituyendo el núcleo. Son las células de los animales, vegetales, hongos y protoctistas (protozoos y algas).
Características de la Célula Procariota
La célula procariota posee: membrana plasmática y, por encima de ella, una pared celular rígida y fuerte; el nucleoide o región donde se encuentra el material genético; y ribosomas donde se realiza la síntesis de proteínas. También pueden tener pili (filamentos cortos), flagelos y una cápsula por encima de la pared celular.
Características de la Célula Eucariota
La célula eucariota posee: membrana plasmática, citoplasma y núcleo. El citoplasma contiene el citoesqueleto y diversos orgánulos, tanto con membranas como sin ellas. Hay dos tipos de células eucariotas: la animal y la vegetal.
Orgánulos Citoplasmáticos de la Célula Eucariota
Los orgánulos citoplasmáticos son: retículo endoplasmático, aparato de Golgi, ribosomas, mitocondrias, lisosomas, centrosoma (exclusivo de las células animales), vacuolas, cilios y flagelos, y cloroplastos (exclusivos de las células vegetales). Las células vegetales poseen, además, una gruesa pared celular por encima de la membrana plasmática.
El Núcleo Celular y sus Componentes
Las partes del núcleo que se observan cuando la célula no está en división son: la envoltura nuclear, el nucleoplasma, el nucléolo y la cromatina (ADN con proteínas). Cuando la célula se divide, se observan los cromosomas.
El Ciclo Celular: Interfase y División
El ciclo celular se divide en dos etapas:
- Interfase: Es la etapa de mayor duración, en la que la célula pasa la mayor parte de su vida. La célula crece y se duplica el ADN.
- División celular (fase M): Es la etapa final, corta, en la que la célula madre dará lugar a dos células hijas mediante la división mitótica.
Cromosomas: Estructura y Clasificación
Los cromosomas contienen la información genética de un individuo y la transfieren de la célula madre a las células hijas. Presentan las siguientes partes: cromátidas hermanas, centrómero y brazos. La posición del centrómero es característica de cada cromosoma.
Tipos de Cromosomas según el Centrómero
Esa diferencia permite clasificar los cromosomas en cuatro tipos: metacéntricos, submetacéntricos, acrocéntricos y telocéntricos. Su número es fijo para una especie determinada.
Células Diploides y Haploides
La mayoría de las células de los organismos son diploides, ya que poseen dos juegos de cromosomas idénticos. Algunas especies de algas, hongos y microorganismos, así como los gametos de una especie, son células haploides.
El Cariotipo: Mapa Cromosómico de una Especie
El cariotipo es el conjunto de todos los cromosomas de una célula de un organismo. Para representar el cariotipo se ordenan los cromosomas por parejas de homólogos siguiendo una nomenclatura internacional. Es característico de cada especie.
División Celular: Mitosis y Citocinesis
La división celular consiste en dos procesos: la mitosis o división del núcleo y la citocinesis o división del citoplasma.
La Mitosis: Fases y Proceso
La mitosis es el proceso mediante el cual se reparte de forma equitativa el material genético entre las dos células hijas. Se divide en cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.
Fases de la Mitosis
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Profase:
- Cromosomas: (ya duplicados) se van condensando.
- Núcleo: La envoltura se fragmenta y el nucléolo se desintegra.
- Huso acromático: Comienza a formarse. Es un conjunto de microtúbulos que brotan de los centriolos (centrosoma) en la división celular.
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Metafase:
- Cromosomas: Condensados y situados en el centro de la célula (placa ecuatorial).
- Huso acromático: Los filamentos se unen al cinetocoro de cada cromosoma.
- Cinetocoro: Proteína situada en el centrómero donde se ancla el huso acromático.
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Anafase:
- Cromosomas: Se separan por el centrómero. Las cromátidas hermanas separadas se dirigen a los extremos de la célula.
- Huso acromático: Arrastra las cromátidas hermanas.
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Telofase:
- Cromosomas: Empiezan a desenrollarse, adquiriendo estructura de cromatina.
- Núcleo: Formación de la membrana nuclear y del nucléolo.
- Huso acromático: Desaparece.
- Citocinesis: Proceso por el cual se divide el citoplasma y los orgánulos que contiene entre las dos células hijas.
La Meiosis: Reducción Cromosómica y Variabilidad
La meiosis comprende dos divisiones sucesivas:
- Primera división meiótica: Se produce intercambio de información entre cromosomas homólogos. Se originan dos células haploides.
- Segunda división meiótica: Se forman cuatro células hijas haploides denominadas gametos.
Importancia Biológica de la Meiosis
Su importancia biológica se debe a que es un proceso imprescindible en los organismos con reproducción sexual para mantener constante el número de cromosomas de una especie. Si no se produjera y los gametos no fueran haploides, al unirse el gameto masculino y el femenino durante la fecundación, se duplicaría el número de cromosomas de una generación a otra. Además, la meiosis incrementa la variabilidad de las especies.
Fases de la Meiosis I
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Profase I:
- Cromosomas: Se condensan. Los cromosomas homólogos están muy próximos, lo que permite que se «intercambien» partes entre ellos (entrecruzamiento).
- Núcleo: La envoltura se fragmenta y el nucléolo se desintegra.
- Huso acromático: Comienza a formarse. Como resultado de este proceso, los cromosomas homólogos tienen combinaciones de alelos diferentes de las iniciales, lo que contribuye a la variabilidad de las especies.
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Metafase I:
- Cromosomas: Se colocan en la placa ecuatorial.
- Huso acromático: Los microtúbulos se anclan a los cromosomas.
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Anafase I:
- Cromosomas: Se separan los cromosomas homólogos y se dirigen a los extremos de la célula. Las cromátidas hermanas no se separan.
- Huso acromático: Arrastra los cromosomas a cada polo de la célula.
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Telofase I:
- Cromosomas: Situados en los polos.
- Núcleo: Reaparece la envoltura nuclear.
- Huso acromático: Desaparece.
- Citocinesis I: Se divide el citoplasma y se originan 2 células hijas con la mitad de cromosomas que la célula madre.
Después de la meiosis I, las células hijas entran en la meiosis II, sin pasar por la interfase o replicar su ADN.
Fases de la Meiosis II
- Profase II: Condensación de los cromosomas. Desaparición de la envoltura nuclear. Formación del huso acromático.
- Metafase II: Cromosomas en la placa ecuatorial.
- Anafase II: Separación de las cromátidas en cromosomas independientes. Se dirigen hacia los polos de la célula.
- Telofase II: Los cromosomas se descondensan (cada uno con una cromátida). Formación de la envoltura nuclear y nucléolo. Desaparición del huso.
- Citocinesis II: Formación de 4 células hijas diferentes.
Componentes Celulares Clave (Referencia a Imagen)
- Centrosoma
- Microtúbulos
- Envoltura nuclear
- Cromátidas hermanas
- Centrómero
- Centrosoma
- Microtúbulo
- Cromosomas homólogos