martes, 10 de julio de 2012

LA CÉLULA la celula
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LA CÉLULA
El ser humano, como todos los seres vivos, está formado de células, unos 100 billones, unidas entre sí por estructuras intercelulares de sostén. Las mismas células se comportan como pequeños seres vivos porque realizan idénticas funciones vitales que los organismos pluricelulares: necesitan nutrirse para asegurar su vida, utilizan los mismos principios inmediatos y el oxígeno para obtener energía, responden a determinados estímulos y tienen capacidad para reproducirse.
Podemos dividir las células en procarióticas y eucarióticas.
Las eucarióticas, células de organismos más complejos, como el ser humano, presentan un núcleo bien diferenciado y distribuyen el material genético en varios cromosomas separados del citoplasma.
     Orden de complejidad.
EUCARIOTA
Célula  tejidos órganos  sistemas y aparatos.

Todo organismo es el resultado de estos elementos, que actúan coordinadamente para realizar con eficacia todas sus funciones vitales.
Un tejido es el resultado de la unión de células idénticas en su forma y estructura, organizadas para efectuar un mismo trabajo. Los distintos tejidos se unen y forman órganos, cada uno de los cuales realiza una función concreta en el ser vivo, como el corazón. Además, los órganos también se agrupan en un sistema o en un aparato para realizar una función, como el aparato digestivo o el sistema óseo.
Resumen de los distintos tipos de tejidos presentes en el organismo, cuyas principales características hemos ido viendo al hablar de los diferentes sistemas y aparatos del cuerpo humano.
Tipos de Tejidos
De Revestimiento
Protege y recubre la superficie del cuerpo y el interior de los órganos.
De Sostenimiento
Funciones varias: conjunto, adiposo, cartilaginoso y óseo.
Muscular
Contrae y relaja músculos: tejidos lisos o estriados.
Nervioso
Genera, transmite y recibe señales: neuronas.
Los órganos de la célula
Membrana celular o citoplasmática.
La membrana citoplasmática es una fina estructura que separa el contenido del medio externo. Se compone de una doble capa de lípidos con moléculas de proteínas, con un grosor aproximado de 75Å.
MEMBRANA CITOPLASMATICA
La membrana celular es continua, pero presenta numerosos repliegues, sinuosidades y poros, lo que le permite regular el paso de sustancias a través de ella.

Retículo endoplasmático
El retículo endoplasmático es una estructura en forma de red originada, según parece, por un repliegue de la membrana citoplasmática en sí misma.
Se cree que este proceso evolutivo, conocido por invaginación, respondería a la aparición de seres más complejos y con mayores necesidades proteínicas.
RETICULO

Se distinguen dos tipos de retículo, atendiendo a la presencia o no de ribosomas en sus membranas:
• Retículo endoplasmático rugoso: Conjunto de estructuras aplanadas, unidas entre sí, que se comunican con la membrana nuclear. Tiene adosados un gran número de ribosomas, por lo que su función consiste en almacenar y segregar las proteínas sintetizadas en estos.
• Retículo endoplasmático liso: Red de elementos planos y tubulares que se comunica con el retículo endoplasmático rugoso. Se encarga de producir, segregar y transportar grasas por toda la célula, junto con las proteínas del retículo rugoso.




Citoplasma
El citoplasma o protoplasma es la masa orgánica comprendida entre la membrana citoplasmática y la membrana nuclear. Contiene un medio interno, el hialoplasma, un líquido viscoso compuesto de grancantidad de agua y que lleva proteínas, azúcares y grasas en disolución.
Es la parte de la célula dotada de actividad vital porque es en su interior donde se mueven los distintos orgánulos celulares y donde tienen lugar sus reacciones bioquímicas. Efectivamente, los orgánulos son para la célula lo que los órganos representan para tu cuerpo: productores de sustancias vitales, generadores de energía, mecanismos para la digestión y la excreción de sustancias orgánicas, etc.
Ribosomas
Los ribosomas son unos orgánulos celulares, de unos 150 Á de diámetro, que se presentan adosados a las membranas del retículo endoplasmático, o bien libres en el citoplasma.
Constan de dos subunidades. La subunidad mayor está formada por 45 moléculas de proteínas y tres de r-ARN (ácido ribonucleico ribosómico); la subunidad menor tiene 33 moléculas de proteína y una de r-ARN.Los ribosomas se agrupan en polisomas, unidos por una molécula de r-ARN, y realizan la función de sintetizar las proteínas a partir de las moléculas de aminoácidos.
Aparato de Golgi: Lisosomas
El aparato de Golgi es un conjunto de 5 a 10 «discos» planos, en el cual se distinguen una unidad básica, la cisterna, y unos dictiosomas o apilamiento de cisternas. Estos dictiosomas se disgregan y se repartenpor igual durante la mitosis o división celular.
Los lisosomas, el «estómago» de la célula, se originan a partir de vesículas del aparato de Golgi: contienen enzimas digestivos que les permitendigerir el alimento que penetra en el citoplasma. Su parte interna o mucus está tapizada por una gruesa capa de polisacáridos que evitan que estos enzimas destruyan el propio material celular.


Mitocondrias
Las mitocondrias son orgánulos redondeados o alargados, aislados y repartidos por todo el citoplasma, que contienen una disolución acuosa de enzimas capaces de realizar numerosas reacciones químicas, como la que constituye la respiración celular.
Mediante este proceso se libera la energía que necesita la célula para llevar a cabo sus funciones vitales.
Las mitocondrias se encuentran principalmente en las células más activas de los organismos vivos:
las del páncreas y las del hígado. Una célula hepática puede llegar a contener hasta 2500 mitocondrias.


MITOCONDRIAS
MITOCONDRIAS


Centrosoma
El centrosoma es un corpúsculo que suele aparecer junto al núcleo y que desarrolla un papel relevante en la mitosis o división celular.
Consta de tres elementos:
• Centrosfera: Sustancia translúcida en la que se encuentra inmerso el diplosoma.
• Aster: Conjunto radial de filamentos que salen de la centrosfera, de vital importancia para el desarrollo de la mitosis.
El Núcleo
El núcleo, uno en cada célula humana, es un componente fundamental de esta porque es el organismo director de las funciones celulares y el portador de los caracteres hereditarios, lo que demuestra su importancia en la reproducción y en la transmisión de la herencia biológica.
En el núcleo, cuyo tamaño oscila entre 5-30 micras, se pueden distinguir los siguientes elementos:
• Membrana nuclear: Es doble y permite el paso recíproco de sustancias entre el núcleo y el citoplasma gracias a su estructura porosa.
• Plasma nuclear: Líquido claro y viscoso donde se sumergen las demás estructuras nucleares.
• Nucléolo: Corpúsculo esférico, que aparece aislado o en grupos, relacionado con la formación
de los ribosomas.
• Cromatina: Sustancia que puede adoptar diversas tonalidades y que está formada por largos filamentos de ADN (ácido desoxirribonucleico). Estos presentan unas partículas, los genes, que contienen, cada uno de ellos, información sobre una determinada función celular.


TEORÍA Y EVOLUCIÓN CELULAR.
MÉTODOS DE ESTUDIO CELULAR
TEORÍA CELULAR
- Existen alrededor de cuatro millones de especies de seres vivos diferentes con un comportamiento, una morfología y una función distintas. Sin embargo, la práctica totalidad (excepción de virus) están constituidos, al menos, por una célula.
- La teoría celular está ligada a la invención de las lentes y a la construcción de los microscopios que permitieron tener una visión muy ampliada de estas estructuras, pudiendo observar características totalmente imperceptibles al ojo humano.
1590 (Janssen) > primer microscopio (aumenta 30 veces el tamaño).
1665 Hooke  descubre en el corcho pequeñas celdillas a las que llamó células.
1674 euwenhoek  observó hematías, espermatozoides, protozoos e incluso describió una bacteria.
1825 (Schleiden y Schwann) > enuncian la primera teoría celular según la cual, la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos, capaz de mantener una existencia propia e independiente.
1858 (Virchow)  completa el postulado anterior afirmando que todas las células se originan a partir de una preexistente.
- Actualmente, la teoría celular postula los siguientes principios:
1) Todos los seres vivos están compuestos por una o varias células vivas.
2) Las células son capaces de mantenerse de forma independiente.
3) Cada célula procede de otra ya existente, lo que permite la transmisión de caracteres de una generación a la siguiente.
4) La célula es la unidad de vida más pequeña que existe.
EVOLUCIÓN CELULAR
A continuación se expone las hipotéticas etapas de este proceso:
1) Formación de moléculas orgánicas sencillas:
- Se admite la idea, según la cual, al enfriarse la Tierra, se formó una atmósfera reductora en la que abundaban compuestos inorgánicos como el CO2, NH3, NH4+ y H2.
- Estos compuestos, mediante descargas eléctricas procedentes de relámpagos, tormentas y otros fenómenos geodinámicos que afectaran a la atmósfera primitiva, formarían moléculas orgánicas simples tales como azúcares, ác.grasos, aminoácidos y nucleótidos.
2) Polimerización de las moléculas orgánicas sencillas:
- Estas moléculas orgánicas simples debieron asociarse formando macromoléculas como las conocidas actualmente, o precursoras de las mismas.
- Las macromoléculas formadas podrían haber actuado como molde para que, sucesivamente, se produjeran otras; en este largo proceso se producirían "errores" que serían la causa de la diversidad de tipos de macromoléculas.
- Entre dichas macromoléculas se formarían polímeros de ARN que actuarían de molde para la síntesis de otros polímeros idénticos que, más tarde, servirían también de molde para la síntesis proteica.
3) Formación de las primeras células procariotas:
- Para que surgiera la primera célula viva debió ser necesario el aislamiento del medio externo (caldo prebiótico), es decir, que apareciera una membrana mediante el ensamblaje espontáneo de fosfolípidos alrededor de las moléculas replicantes (ARN y ADN).
- Esa primera estructura viva es a la que Carl Woese (1980) llamó progenote, y a partir de ella se constituirían los procariotas.
- Los procariotas más sencilos actuales son los micoplasmas (organismos PPLO), caracterizados por no poseer una pared celular y por contener su material genético ya en forma de ADN.
Hoy se admite que las primeras células procariotas serían anaerobias y heterótrofas; a continuación vendrían por este orden:
· anaerobias autótrofas quimiosintéticas.
· anaerobias autótrofas fotosintéticas anoxigénicas.
· anaerobias autótrofas fotosintéticas oxigénicas.
· aerobias.
4) Aparición de las células eucariotas:
- Se ha establecido en, aproximadamente, más de 3.000 millones de años, el salto evolutivo entre la células procariota y la eucariota, (aunque todas tengan como antecesor común el progenote).
A lo largo de 1.000 millones de años se produjo la transformación que condujo a la aparición o formación de la primera célula eucariota.
- Suponemos que, en ese largo período de transformación, la membrana plasmática fue capaz de invaginarse y plegarse, con la posibilidad de formar compartimentos internos que dieran lugar al sistema de endomembranas. Así, por ejemplo, el núcleo se originó de un plegamiento interno de la membrana plasmática que arrastró al ADN.
- La hipótesis de la simbiosis mutualista apunta otra idea, según la cual:
a) las células eucariotas animales procederían de la interrelación entre procariotas heterótrofos y células ya nucleadas.
b) las células eucariotas vegetales surgirían de la interrelación entre procariotas autótrofos y células también nucleadas.
- Los organismos procariotas (bacterias) son siempre unicelulares, y los eucariotas pueden estar formados por una sola célula (por ejejmplo, protozoos) o por muchas (pluricelulares). En este último caso, las células se agrupan, se especializan y realizan las distintas funciones del organismo, es decir, las células constituyen los tejidos y éstos, los órganos.
MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA CÉLULA
El microscopio óptico: 
- Permite la visualización de detalles separados entre sí 0´2 milimicras (esta separación se llama límite de resolución del microscopio).
- Las estructuras que deseen observarse han de ser tratadas químicamente con un fijador que las inmovilice y las preserve en el tiempo. El fijador las prepara para ser teñidas por colorantes para conseguir el contraste necesario para la observación.
- Actualmente hay microscopios que permiten estudiar los movimientos celulares, así como los procesos de división.
El microscopio electrónico:
-Alcanza un límite de resolución de 0´002 nm. Los hay que ofrecen imágenes tridimensionales de las estructuras a observar.
La resonancia magnética nuclear:
- Es una técnica que se usa para medir las concentraciones relativas de muchas moléculas pequeñas en solución.
Los microelectrodos de vidrio: 
- Es otra técnica que consiste en la introducción de los mismos en células vivas para estudiar los potenciales eléctricos a través de la membrana plasmática, así como las concentraciones intracelulares de iones como el Na, Cl, H, etc.
El cultivo celular:
- Es una técnica que se utiliza para conseguir separar dentro de un tejido los distintos tipos celulares y hacerlos crecer o proliferar sobre una placa de cultivo con un medio ambiente adecuado.
La centrifugación:
- Permite el fraccionamiento de las células, aislando sus orgánulos y sus macromoléculas funcionales.
MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR
- Todos los organismos derivan de una célula ancestral primitiva que, tras evolucionar, dio origen a las células procariotas, pequeñas y de estructura muy simple y, posteriormente, a células eucariotas más complejas.
1) LA CÉLULA PROCARIOTA:
-Carece de núcleo e incluye diversos tipos de bacterias:
a) arqueobacterias: bacterias anaerobias.
b) eubacterias: bacterias fotosintéticas y cianofíceas.
- Tamaño medio: 1-10 milimicras.
- Forma: alargada o esférica, generalmente.
- Rodeando a la membrana plasmática presentan una envoltura externa llamada pared celular.
- La membrana posee unas invaginaciones hacia el interior, llamadas mesosomas.
- Algunas bacterias poseen una cápsula que rodea a la pared bacteriana.
- En la superficie de muchas bacterias aparecen estructuras filamentosas, las fimbrias o pelos, y los flagelos, cuya función es locomotora.
- El interior celular no presenta compartimentos (sin orgánulos, a excepción de ribosomas).
- En general, se reproducen asexualmente, por bipartición (fisión binaria), y lo hacen a gran velocidad en condiciones óptimas (pueden dividirse cada 20 minutos, originando 5.000 millones de células en aproximadamente 10 horas).
- El material genético lo constituye una molécula de ADN circular o genoma bacteriano (genóforo), anclado en un punto de la membrana plasmática.
2) LA CÉLULA EUCARIOTA:
- Células de mayor tamaño (10 a 100 milimicras).
- Posee un núcleo rodeado por una doble membrana: envuelta nuclear. El núcleo está constituido por ADN asociado a histonas que forman la cromatina.
- Reproducción por mitosis y meiosis.
- Su característica principal es la compartimentación del citoplasma, de modo que las distintas funciones quedan circunscritas a diferentes zonas de la célula.
- El espacio existente entre la doble membrana nuclear se continúa con la extensa red de canales que atraviesa todo el citoplasma de la célula: es el retículo endoplasmático (RE), cuyas membranas sintetizan lípidos.
Una parte del retículo está recubierta de ribosomas (RER) que sintetizan proteínas y las vierten al interior de éste, desde son transferidas al aparato de Golgi, en el cual son procesadas y transportadas a distintos lugares.
- Otros orgánulos membranosos son los lisosomas, cuya función principal es la degradación de moléculas y orgánulos.
- Las mitocondrias y cloroplastos son orgánulos de doble membana que proporcionan la energía necesaria para las actividades fisiológicas celulares.
a)las mitocondrias realizan la respiración celular (se hallan en todos los eucariotas, a excepción de algunos protozoos anaerobios)
b )los cloroplastos se hallan en células vegetales (excepción de hongos), y tienen como función principal realizar la fotosíntesis.
El citoplasma o citosol contiene el citoesqueleto, que confiere a las células eucariotas una movilidad intracelular de la que carecen las procariotas.
 Pared celular sólo en células vegetales.
ESTRUCTURAS CELULAS EUCARIOTAS-PROCARIOTAS
 estructurales y funcionales entre las células procariotas y eucariotas: 
PRIONES, VIROIDES Y VIRUS
Existen organismos en la 'frontera de la vida', que se les podría considerar como formas regresivas por dos razones:
a) porque se cree proceden de formas más complejas, y
b) porque necesitan de otros seres vivos, con organización celular, para poder reproducirse.
Nos referimos a los priones (formados por proteínas), a los viroides (constituidos por ARN) y a los virus integrados por un ácido nucleico y proteínas.
PRIONES
Caracteres generales:
a) Son pequeñas partículas infecciosas patógenos capaces de resistir a los tratamientos que inactivan a los ácidos nucleicos).
b) Están compuestos por proteínas.
c) Tienen un gran poder de asociación.
d) Poseen afinidad por las proteínas hidrófilas de las membranas celulares.
e) Tienen capacidad para producir nuevos priones (especialmente en células nerviosas).
2) Los que defienden que existe ...
 creen que ha de ser de un peso molecular muy pequeño y, por tanto, aparece como oculto y protegido por las proteínas.
 piensan que al ser tan reducido, no poseería la información necesaria para codificar sus propias proteínas; esto implicaría que el gen que codifica a las proteínas priónicas se encuentra en el cromosoma de la célula huésped.
VIROIDES
 Son partículas infectivas de ARN monocatenario (circular o lineal) no protegidas por ningún tipo de cubierta.
VIRUS
Caracteres generales
Descubiertos a finales del siglo XIX,  (Pasteur, 1884).La primera imagen de un virus se obtuvo en 1942 mediante microscopía electrónica.
Tienen un tamaño que oscila entre 30 y 300 mili micras.
están constituidos por una o varias moléculas de ácido nucleico (ADN o ARN) infectivo rodeado por una cápsula proteica llamada cápsida.
No poseen citoplasma ni metabolismo propio. No son capaces de llevar a cabo reacciones químicas (carecen de sistemas enzimáticos), por lo que necesitan un huésped para reproducirse, utilizando su maquinaria sintética para realizar múltiples copias de sí mismos que infectan a nuevas células; es decir, son parásitos obligados.
Estructura de los virus
 Las partículas víricas se llaman viriones, y pueden estar constituidos por ácidos nucleicos, la cápsida y la envoltura.
1) Ác. nucleicos:
 Son de cadena corta y pueden ser de ADN o de ARN.
Los de cadena lineal o circular pueden ser sencillos o dobles.
Según la presencia o ausencia de envoltura, los virus se clasifican en:
a) virus animales: con envoltura.
b virus vegetales y bacteriófagos: sin envoltura o desnudos.
Ciclo vital de un fago
 Los virus realizan las siguientes fases en su ciclo de multiplicación:
1) Entrada en el citoplasma de la célula huésped.
2) Reproducción de las partículas víricas .
3) Salida de los virus al exterior de la célula infectada.
1) Fase de fijación o adsorción:
El ciclo se inicia con esta fase, en la que el virus se une a un receptor específico situado sobre la cubierta de la cápsula de la bacteria.
2) Fase de penetración:
En esta fase, únicamente es inyectado el ácido nucleico del virus (ADN) en el interior de la bacteria.
Aunque los virus vegetales (desnudos) son los más desconocidos, se sabe que el ciclo vital de cada virus animal (con envoltura) es distinto y específico.