¡Hola a todos de nuevo!
Lo primero de todo, espero que hayáis tenido una muy feliz Navidad y hayáis empezado el año con buen pie.
Yo lo he empezado con muchas ganas de seguir enseñandoos cosas, por eso aquí os dejo una entrada muy completa sobre las células de nuestro cuerpo, para que aprendáis un poquito más. ¡Hasta otra!
La célula es la unidad morfológica, funcional y genética más pequeña de un ser vivo. Esto fue deducido a partir de la Teoría celular elaborada por Schleiden y Schwann entre 1838 y 1839. Debido a esto, las células pueden desempeñar la obtención y asimilación de nutrientes, eliminación de residuos y la síntesis de nuevos materiales, además, son capaces de moverse y reproducirse.
En cuanto al tamaño de las células, es muy importante la relación entre superficie y volumen y su grado de madurez. En células más grandes, la relación superficie-volumen es pequeña mientras que en una célula pequeña y esférica, esta relación es alta.
Todas las células poseen una membrana plasmática que las separa y comunica con el exterior, un citoplasma con los orgánulos celulares más importantes, información genética (ADN y ARN) y gran variedad de biomoléculas.
Teniendo en cuenta esto, sabemos que hay diferentes niveles de complejidad celular, y debido a esto se hace una distinción entre células eucariotas y procariotas, que podremos ver en los siguientes dibujos.
Además de esta distinción, dentro de las células más complejas, es decir, las eucariotas, también se distingue entre células animales y vegetales, ya que tienen algunas funciones y componentes distintos.
La membrana plasmática es el límite entre el medio intracelular y extracelular y tiene un grosor de 75A*.
Está formada por un 40% de lípidos, que se agrupan formando una bicapa lipídica debido a su carácter anfipático. Los componentes se pueden mover dentro de la bicapa, lo que dota de fluidez a esta y pueden presentar distintos tipos de movimientos. La fluidez de la membrana depende de la temperatura, la naturaleza de los lípidos y la presencia de colesterol. En la membrana plasmática de las células hay colesterol, lo que da rigidez y estabilidad a esta.
Debido a esta composición, la membrana tiene una serie de propiedades que son: Autoensamblaje, autosellado, fluidez e impermeabilidad.
Un 60% son proteínas, que dotan a la membrana de sus funciones específicas, Pueden moverse a través de esta, lo que ayuda a la fluidez. Según el lugar que ocupen las proteínas pueden ser intrínsecas (y dentro de estas las transmembranosas) o extrínsecas.
A partir de análisis, Singer y Nicholson elaboraron el modelo del mosaico fluido, que es el que ahora mismo se utiliza para mostrar la membrana. En este, se considera la bicapa como la parte cementante y se presentan las proteínas realizando un movimiento lateral.
Los glúcidos que se encuentran en la membrana son principalmente oligosacáridos, que se unen a lípidos y proteínas (glucolípidos y glucoproteínas), que forman el glucocálix. Estos actúan como receptores de membrana.
La membrana tiene una serie de funciones que podréis observar en los siguientes esquemas. Una serie de propiedades son debidas a su composición lipídica, de las que drivan una serie de funciones. Otras funciones derivan de su composición proteica, como la de poder unirse a otras membranas mediantes uniones intercelulares íntimas, adherentes o tipo GAP.
Aparte de la membrana de la propia célula, hay distintos orgánulos celulares con membrana, que puede ser simple o doble.
Entre lo orgánulos con membrana simple encontramos el retículo endoplasmático, rugoso y liso, el aparato de Golgi, las vesículas o vacuolas, los lisosomas y los peroxisomas y glioxisomas. Cada uno de ellos tienen sus diferentes funciones y características que nombro en el esquema.
Los orgánulos con doble membrana son los transductores de energía, las mitocondrias y los plastos, en concreto los cloroplastos. Estos orgánulos son especiales ya que tienen características parecidas a las células procariotas, además, desempeñan funciones metabólicas imprescindibles, tanto para animales como para vegetales.
A través de la membrana se produce un transporte de sustancias, de baja y de alta masa molecular.
Las sustancias de bajo peso molecular son moléculas no polares o moléculas polares pequeñas y se pueden transportar mediante transporte pasivo (sin gasto de energía) o transporte activo (con gasto de energía). Dentro del transporte pasivo se distingue entre difusión simple, en la que las moléculas pasan a través de la bicapa lipídica o mediante las proteínas canal y difusión facilitada, con ayuda de las proteínas permeasas .
Las sustancias de elevado peso molecular son por ejemplo microorganismos. Se producen dos tipos de transporte: la endocitosis (entrada de sustancias) y la exocitosis (salida de sustancias). Hay diferentes tipos de endocitosis según la naturaleza de las sustancias y su tamaño. Tanto para la endocitosis como para la exocitosis es imprescindible el revestimiento de las vesículas que se forman con la proteina clatrina.
El citoplasma es la parte de la célula que se encuentra entre el núcleo y la membrana. En él se encuentran el citosol (líquido) y los diferentes orgánulos celulares. En él hay un 70-80% de agua con proteínas disueltas, ARN, glúcidos, grasas y metabolitos. DEntro del citoplasma se producen muchas reacciones metabólicas.
Como he dicho, en el citoplasma se encuentran los orgánulos celulares sin membrana, con membrana simple y con membrana doble. Anteriormente he hablado de los orgánulos membranosos, por lo que ahora explicaré los orgánulos y estructuras sin membrana.
Todos los movimientos celulares se producen gracias a 3 tipos de filamentos proteicos que forman el citoesqueleto, este tiene función esquelética. Estos filamentos son los microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios, cada uno tiene sus respectivas características y funciones. Unos de los más importantes son los cilios y flagelos (que solo se diferencian en el tamaño y la cantidad), denominados undulipodios, que son microtúbulos. Además, el centro organizador de microtúbulos o centrosoma está formado (en animales) por un par de centriolos, denominado diplosoma, que a su vez están formados por tripletes de microtúbulos unidos por la proteína nexina.
Los ribosomas también son orgánulos sin membrana, y tienen una función fundamental que es la síntesis de proteínas. Estos son diferentes en células animales y vegetales. Se forman en el núcleo, y a través de los poros pasan al citoplasma. Existen grupos de 5 o 6 que se denominan polisomas o polirribosomas.
Las inclusiones citoplasmáticas son agrupaciones de sustancias de carácter hidrófobo y existen distintos tipos. Pueden ser inclusiones de reserva, pigmentos o de proteínas precipitadas y están presentes en todas las células.
Ahora voy a hablar sobre dos estructuras que pueden o no existir en las células, estas son la matriz extracelular y la pared celular.
La matriz extracelular se encuentra rodeando a la membrana en algunas células o entre las células de los tejidos. Está compuesta por una sustancia fundamental amorfa, proteoglucanos y glucosaminoglucanos.
La pared celular es una gruesa cubierta localizada en la parte exterior de la membrana. Está presente en células vegetales, hongos y bacterias y en cada una está compuesta por sustancias diferentes.
Por último encontramos el núcleo, que es un cuerpo grande y esférico. Este varía en función de la fase en la que se encuentre, si en la interfase o en la fase de división. Está rodeado por una envoltura nuclear, formada por una membrana externa y otra interna separadas por el espacio perinuclear y creando poros. Esta envoltura nuclear se encuentra rodeando el nucleoplasma, en el que se encuentran el nucléolo y la cromatina. La cromatina, como ya vimos cuando os expliqué los ácidos nucleicos, es la información genética descondensada, de aspecto fibroso asociada a histonas, encontramos la heterocrromatina y la eucromatina. En el nucléolo se sintetiza el ARN ribosómico y está formado por un componente nucleolar y un componente nuclear.
Cuando se produce la división del núcleo, la cromatina se condensa y se forman los cromosomas que están constituidos por ADN e histonas, estos también tinen diferentes componentes. Los pares de cromosomas iguales se denominan cromosomas homólogos, y los seres humanos tenemos 23 pares.
ACTIVIDADES TEMA
¿Por qué se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido?
El nombre por el que se conoce a la estructura de la membrana plasmática es debida a su composición. El modelo del mosaico fluido fue elaborado por Singer y Nicholson en 1972. En este modelo se considera a la membrana, como bien dice su nombre, como un mosaico fluido.
La bicapa lipídica conforma la parte cementante de la membrana y su distribución en la célula es irregular, lo que hace que haya zonas de naturaleza fluida. Además, hay partículas en su interior que pueden moverse de distintas maneras, lo que dota de más fluidez a la membrana. La fluidez de las moléculas que componen la membrana depende de la temperatura (más temperatura más fluidez), la naturaleza de los lípidos (si son insaturados y de cadena corta dotan de más fluidez) y de la presencia de colesterol (el colesterol resta fluidez a la membrana pero aporta estabilidad.
Las proteínas extrínsecas pueden tener un movimiento de difusión lateral, lo que aporta más fluidez a la membrana mientras que las proteínas intrínsecas están dispuestas en forma de mosaico.
En el modelo del mosaico, las proteinas aparecen embebidas en la parte cementante que es la bicapa, mientras que las proteinas transmembranosas están dispuestas a modo de mosaico.
¿Qué tipo de células contendrá mayor número de ribosomas: una que almacena grasa u otra que almacena nuevas células, como las epidérmicas?
Las células que contienen mayor número de ribosomas son las que tienen mayor actividad, ya que tienen que sintetizar mayor número de proteínas. Por tanto, una célula que almacene nuevas células está elaborando nuevo material de la membrana y proteínas, por lo que necesita un número elevado de ribosomas adheridos al retículo endoplasmático.
¿Es posible que en una célula coexista un Retículo endoplasmático liso y un aparato de Golgi, ambos muy desarrollados? ¿Por qué?
En una célula productora de lípidos, si que podrían estar estos dos orgánulos desarrollados. Esto es debido a que el retículo endoplasmático liso se encarga de sintetizar y almacenar lípidos (excepto ácidos grasos), estos lípidos son transportados en forma de vesículas al aparato de Golgi. Este modifica sus membranas y contenidos e incorpora los productos terminados en vesículas de transporte que los lleva a otra parte.
El hialoplasma y el citoplasma, ¿constituyen la misma estructura?
Si, ambos constituyen la misma estructura, sin embargo, se denomina hialoplasma o citosol al líquido intracelular del citoplasma, es decir, este sin los orgánulos.
La célula eucariota: señale las principales estructuras y orgánulos celulares, qué características tiene cada uno y qué función desempeñan.
Las células eucariotas se encuentran en animales, plantas, hongos y protozoos. Todas ellas tienen un núcleo, citoplasma y una membrana plasmática. Estas están formadas por diferentes tipos de orgánulos según el tipo de célula de la que estemos hablando.
Orgánulos sin membrana: estos son los ribosomas, que se encargan de la síntesis de proteínas, las inclusiones citoplasmáticas, que son acumulaciones de sustancias hidrófobas y pueden ser de reserva (glucógeno en animales o almidón en vegetales), proteínas precipitadas (sustancias de desecho) o pigmentos (lipofucsina) y los centriolos, que se encuentran el citoesqueleto de las células animales y tienen función esquelética.
Orgánulos con membrana simple:
Retículo endoplasmático: puede ser el RER (posee ribosomas asociados y se encarga de la síntesis, transporte y almacenamiento de proteínas) y el REL (no posee ribosomas asociados y se encarga de la síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos, exceptuando los ácidos grasos, en la detoxificación y en algunas respuestas específicas de la célula como la contracción muscular)
El aparato de Golgi: al cual llegan vesículas con las sustancias secretadas en el retículo endoplasmático y las modifica y transporta, este lleva adosadas vesículas.
Vacuolas o vesículas: su función principal es el almacenamiento temporal y transporte de sustancias llegadas a partir del retículo endoplasmático, del aparato de Golgi o de la endocitosis. Se denominan vesículas en animales, hay muchas y pequeñas, mientras que hay tres tipos de vacuolas. Las vacuolas vegetales se encargan del mantenimiento de la turgencia celular, reserva y transporte, las vacuolas contráctiles se encuentran en los protozoos y se encargan de la expulsión del agua de la célula y las vacuolas digestivas tienen función nutritiva.
Lisosomas: los lisosomas participan en los procesos de digestión celular, tanto en la extracelular (vierten las enzimas al exterior, por lo que las moléculas se rompen fuera) como en la intracelular (las moléculas se rompen dentro)
Peroxisomas: Se considera un tipo de lisosoma. Son especialmente abundantes en las células del hígado, participan en la desintoxicación de algunas sustancias y en la degradación de ácidos grasos. Sus funciones son gracias a la oxidasa y a la catalasa.
Orgánulos con doble membrana (transductores de energía):
Mitocondrias: Están formadas por una membrana mitocondrial externa e interna, un espacio intermembranoso y la matriz mitocondrial. La función general de las mitocondrias es la obtención de energía mediante la respiración celular en 3 etapas: glucólisis, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.
En la matriz celular se producen:
la Hélice de Lynen, mediante la cual se obtiene energía a partir de la degradación de ácidos grasos (se obtiene mucha más energía que en la glucólisis, 5 ATP cada vuelta, pero los glúcidos son lo primero que se degrada)
La descarboxilación oxidativa del piruvato obtenido en la glucólisis, se generan acetil CoA y moléculas reducidas..
El ciclo de Krebs, el acetil CoA es oxidado completamente a CO.
La síntesis de proteínas mitocondriales.
Duplicación del ADN mitocondrial.
Concentración de sustancias de la cámara interna.
En la membrana mitocondrial interna se producen:
La fosforilación oxidativa: las moléculas reducidas (NADH + H+ y el FADH2) que se originan en la matriz donan electrones a una cadena transportadora de electrones, que genera un gradiente electroquímico que es aprovechado por la enzima ATPasa para conseguir ATP a partir de ADP.
Plastos: Existen distintos tipos de plastos. Estos son los cromoplastos, leucoplastos, amiloplastos, proteoplastos y cloroplastos.
Los más importantes son los cloroplastos. Su color es verde, gracias a la clorofila, se encargan de la fotosíntesis y son más grandes que las mitocondrias. Están formados por una membrana plastidial externa y otra interna, un espacio intermembranoso, el estroma y los tilacoides.
Los cloroplastos son los orgánulos encargados de realizar la fotosíntesis oxigénica, en la que el agua actúa como donador de electrones y se produce oxígeno. Se utiliza la luz como fuente de energía y el CO2 para producción de materia más compleja.
En la membrana tilacoidal se produce:
Fase luminosa o dependiente de la luz: Se utilizan la energía lumínica y los pigmentos fotosintéticos para producir ATP y moléculas reductoras. Gracias a la energía de la luz, se rompen los enlaces entre en hidrógeno y oxígeno del agua y se obtienen protones y electrones. El transporte de electrones por parte de enzimas de la cadena transportadora y el transporte de protones por parte de las ATPasas hace que se pueda producir ATP. (Aunque este no es el objetivo)
En el estroma se produce:
Fase oscura o independiente de la luz: Tiene lugar el Ciclo de Calvin, en el que se produce la fijación de CO2 y el almacenamiento de este en polisacáridos de reserva. Al CO2 se le añaden, gracias al ATP, los hidrógenos obtenidos en la fase luminosa, y así se produce la materia orgánica.
Biosíntesis de ácidos grasos
Asimilación de nitratos o sulfatos
Síntesis de proteínas
Explique las diferencias y semejanzas entre la célula procariota y la célula eucariota.
Según la Teoría celular de Schleiden Schwann, se llega a la conclusión de que todas las células tienen unos componentes básicos comunes. Estos son:
Una membrana plasmática que las separa del exterior.
El citoplasma donde se encuentran inmersos los principales orgánulos.
Información genética (ADN y ARN)
Información para la síntesis de proteínas.
Biomoléculas.
Sin embargo, partiendo de estas semejanzas, existen una serie de diferencias entre las células procariotas y eucariotas:
Membrana plasmática: La de las células procariotas no posee colesterol; sin embargo, en las células eucariotas, el colesterol dota de estabilidad y rigidez a la membrana.
Pared celular: Todas las células procariotas poseen una pared celular, mientras que las células eucariotas, solo las vegetales la tienen.
Ribosomas: Los de las células procariotas son 70S (unidades Svedberg), mientras que los de las células eucariotas son 80S.
Núcleo: El de las células procariotas se denomina nucleoide y no está delimitado por ninguna membrana, a diferencia del de células eucariotas.
ADN: El de las células procariotas es circular, asociado a unas proteínas parecidas a las histonas, a ARN y a proteínas no histónicas, mientras que el ADN eucariota es lineal (excepto el de mitocondrias y plastos) y está asociado a histonas.
Citoplasma: El de las células procariotas es simple, ya que no contiene orgánulos membranosos, solo contiene ribosomas, y a veces clorosomas, carboxisomas y vacuolas de gas. Sin embargo, las células eucariotas contienen gran cantidad de orgánulos, diferenciados en orgánulossin membrana, con membrana simple y con membrnana doble o transductores de energía.
Citoesqueleto: Solo lo poseen las células eucariotas.
Explique las semejanzas y diferencias entre las células animales y vegetales.
Las semejanzas entre ambas son:
Núcleo: Ambas poseen un núcleo con un nucleoplasma, la membrana nuclear, el material genético en forma de cromatina y los nucléolos.
Sistema endomembranoso: Retículo endoplasmático, aparato de Golgi, vacuolas o vesículas y lisosomas.
Orgánulos con doble membrana o transductores de energía.
Las diferencias entre ambas son:
Vesículas: En las células animales hay muchas y pequeñas, en las células vegetales normalmente hay una que ocupa gran parte de la célula llamada vacuola.
Pared celular: Es característica de las células vegetales, las células animales no la poseen, por lo que tienen una forma irregular y pueden llegar a romperse.
Cloroplastos: Solo se encuentran células vegetales, que son las que pueden realizar la fotosíntesis.
¿Qué diferencias hay entre los ribosomas de una célula procariota y otra eucariota?
Los ribosomas de las células eucariotas son 80S, con una subunidad mayor de 60S y una menor de 40S. Sin embargo, los ribosomas procariotas son de 70S, con una subunidad mayor de 50S y una menor de 30S.
Imagen de: https://www.pinterest.es/pin/365776800971898053/