domingo, 7 de noviembre de 2010

Célula: 3°1° Devoto

Profesora: Mendoza, Mónica G.
Las células eucariotas son mayores que las procariotas y poseen una estructura más compleja. Se ubican en los reinos Fungi, vegetal y animal. Tiene un núcleo delimitado por una doble membrana Poseen formas y tamaños muy variados.
Las partes de la célula eucariota son:
  • Membrana
  • Pared Celular
  • Núcleo
  • Citoplasma
  • Cilios y flagelos

Célula eucariota: estructura y función
En la actualidad todos los biólogos aceptan los postulados de la Teoría celular: La célula es la unidad anatómica, funcional y que da origen a todo ser vivo.
  • Anatómica, por que todos los organismos están formados por una o más células.
  • Fisiológica, porque cada célula realiza las funciones vitales necesarias para sobrevivir.
  • Reproductora, porque cada célula proviene de otra preexistente
En la mayoría de las células humanas es posible distinguir 3 regiones:
1.      Citoplasma: es una zona gelatinosa, formada por una parte semilíquida con moléculas disueltas y partículas sólidas en suspensión.
Es una estructura celular que se ubica entre la membrana celular y el núcleo.
Contiene un conjunto de estructuras muy pequeñas, llamadas organelas celulares.
Químicamente, está formado por agua, y en él se encuentran en suspensión, o disueltas, distintas sustancias como proteínas, enzimas, líquidos, hidratos de carbono, sales minerales, etcétera. Su funciones son:
Nutritiva. Al citoplasma se incorporan una serie de sustancias, que van a ser transformadas o desintegradas para liberar energía.
De almacenamiento. En el citoplasma se almacenan ciertas sustancias de reserva.
Estructural. El citoplasma es el soporte que da forma a la célula y es la base de sus movimientos.
2.      Núcleo: en su interior se encuentra el jugo nuclear, en estado de gel, que contiene los ácidos nucleicos (ADN y ARN), proteínas, nucleótidos, nucleolo y glúcidos. Posee el control de toda la célula, en él se llevarán a cabo los procesos de reproducción celular
3.      Membrana plasmática: Químicamente está constituída por una mezcla de materiales grasos y de proteínas, que confieren a la estructura flexibilidad y resistencia, respectivamente; además de que interaccionan de manera particular con los ambientes interno y externo.
Está compuesta por un 50% de lípidos y un 50% de proteínas. Sin embargo, como las proteínas son mucho más voluminosas que los lípidos hay 50 moléculas de estos últimos por cada molécula de proteína.
Aproximadamente el 75% de los lípidos son fosfolípidos, lípidos que contienen fósforo. En menores proporciones también está el colesterol y los glicolípidos, que son lípidos que contienen un o varios monosacáridos únidos. Estos fosfolípidos forman una bicapa lipídica debido a su carácter amfipático, es decir por tener una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. La cabeza está formada por un fosfato de un compuesto nitrogenado (colina o etanolamina) y se mezcla bien con el agua. La cola está formada por ácidos grasos que repelen en agua. Las moléculas de la bicapa están orientadas de tal forma que las cabezas hidrófilas están cara al citosol y al líquido extracelular y las colas se enfrentan hacia en interior de la membrana.
Las proteínas son:
  • Proteínas integrales: son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la capa de fosfolípidos. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteinas, proteínas que tiene unidos uno varios monosacáridos. La parte de carbohidrato de la molécula está siempre de cada al exterior de la célula
  • Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma.
La naturaleza de las proteínas de membrana determina su función:
Canales: proteínas integrales (generalmente glicoproteínas) que actúan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de la célula
Transportadoras: son proteínas que cambian de forma para dar paso a determinados producto.
Receptores: Son proteínas integrales que reconocen determinadas moléculas a las que se unen o fijan. Estas proteínas pueden identificar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante para la función celular. La molécula que se une al receptor se llama ligando.
Enzimas: pueden ser integrales o periféricas y sirven para catalizar reacciones a en la superficie de la membrana.
Anclajes del citolesqueleto: son proteínas periféricas que se encuentran en la parte del citosol de la membrana y que sirven para fijar los filamentos del citoesqueleto.

En las células de las plantas, la membrana plasmática está rodeada por una pared celular, que le brinda rigidez a la célula, por su constitución rica en polisacáridos complejos (celulosa).
La membrana plasmática constituye la muestra principal de las membranas biológicas, que forman estructuras muy complejas tanto en el interior como hacia el exterior de las células eucariontes.
Las membranas biológicas delimitan a las organelas y sirven como un medio para fijar toda la maquinaria encargada de realizar procesos celulares específicos.
Además, las membranas cumplen las siguientes funciones:
  • Protegen la célula o el orgánulo
  • Regulan el transporte hacia adentro o hacia afuera de la célula u orgánulo
  • Permiten una fijación selectiva a determinadas entidades químicas a través de receptores lo que se traduce finalmente en la transducción de una señal
  • Permiten el reconocimiento celular
  • Suministran unos puntos de anclaje para filamentos citoesqueléticos o componentes de la matriz extracelular lo que permite mantener una forma
  • Permiten la compartimentación de dominios subcelulares donde pueden tener lugar reacciones enzimáticas de una forma estable
  • Regulan la fusión con otras membranas
  • Permiten el paso de ciertas moléculas a través de canales o ciertas junciones
  • Permite la motilidad de algunas células u orgánulos

TRANSPORTE A TRAVES DE LAS MEMBRANAS PLASMÁTICAS
Los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas son esenciales para la vida y la comunicación de las células. Para ello, la célula dispone de dos procesos: 
  1. Transporte pasivo: cuando no se requiere energía para que la sustancia cruce la membrana plasmática. Sin gasto de energía.
  2. Transporte activo: cuando la célula utiliza ATP como fuente de energía pasa a través de la membrana a una sustancia en particular 
TRANSPORTE PASIVO
Los mecanismos de transporte pasivo son:
§  Difusión simple 
§  ósmosis 
§  Difusión facilitada 
Difusión Simple
Las moléculas en solución están dotadas de energía cinética y, por tanto tienen movimientos que se realizan al azar. La difusión consiste en la mezcla de estas moléculas debido a su energía cinética cuando existe un gradiente de concentración, es decir cuando en una parte de la solución la concentración de las moléculas es más elevada. La difusión tiene lugar hasta que la concentración se iguala en todas las partes y será tanto más rápida cuanto mayor sea energía cinética (que depende de la temperatura) y el gradiente de concentración y cuanto menor sea el tamaño de las moléculas. 
Algunas sustancias como el agua, el oxígeno, CO2, esteroides, vitaminas liposolubles, urea, glicerina, alcoholes de pequeño peso molecular atraviesan la membrana celular por difusión, disolviéndose en la capa de fosfolípidos. 
Algunas sustancias iónicas también pueden cruzar la membrana plasmática por difusión, pero empleando los canales constituídos por proteínas integrales llenas de agua. Algunos ejemplos notables son el Na+, K+, HCO3, Ca++, etc. Debido al pequeño tamaño de los canales, la difusión a través de estos es mucho más lenta que a través de la bicapa fosfolipídica
Osmosis
Es otro proceso de transporte pasivo, mediante el cual, un disolvente - el agua en el caso de los sistemas biológicos - pasa selectivamente a través de una membrana semi-permeable. La membrana de las células es una membrana semi-permeable ya que permite el paso del agua por difusión pero no la de iones y otros materiales. Si la concentración de agua es mayor (o lo que es lo mismo la concentración de solutos menor) de un lado de la membrana es mayor que la del otro lado, existe una tendencia a que el agua pase al lado donde su concentración es menor. 
El movimiento del agua a través de la membrana semi-permeable genera una presión hidrostática llamada presión osmótica. La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana semi-permeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.
La ósmosis puede entenderse muy bien considerando el efecto de las diferentes concentraciones de agua sobre la forma de las células. Para mantener la forma de un célula, por ejemplo un hematíe, esta debe estar rodeada de una solución isotónica, lo que quiere decir que la concentración de agua de esta solución es la misma que la del interior de la célula. En condiciones normales, el suero salino normal (0.9% de NaCl) es isotónico para los hematíes. 
Si los hematíes son llevados a una solución que contenga menos sales (se dice que la solución es hipotónica), dado que la membrana celular es semi-permeable, sólo el agua puede atravesarla. Al ser la concentración de agua mayor en la solución hipotónica, el agua entra en el hematíe con lo que este se hincha, pudiendo eventualmente estallar (este fenómeno se conoce con el nombre de hemolisis.
Por el contrario, si los hematíes se llevan a una solución hipertónica (con una concentración de sales superior a la del hematíe) parte del agua de este pasará a la solución provocando que los hematíes queden "arrugados". 
Difusión facilitada
Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Esta sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteina transportadora. En el primer paso, la glucosa se une a la proteína transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azúcar. Tan pronto como la glucosa llega al citoplasma, una kinasa (enzima que añade un grupo fosfato a un azúcar) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta forma, las concentraciones de glucosa en el interior de la célula son siempre muy bajas, y el gradiente de concentración exterior --> interior favorece la difusión de la glucosa. 
La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende: 
§  del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana 
§  del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana 
§  de la rápidez con que estas proteínas hacen su trabajo 
 
La insulina, una hormona producida por el páncreas, facilita la difusión de la glucosa hacia el interior de las células, disminuyendo su concentración en la sangre. Esto explica el porque la ausencia o disminución de la insulina en la diabetes mellitus aumenta los niveles de glucosa en sangre al mismo tiempo que obliga a las células a utilizar una fuente de energía diferente de este monosacárido.

Transportes partículares

Algunas sustancias más grandes como polisacáridos, proteínas y otras células cruzan las membranas plasmáticas mediante varios tipos:
Endocitosis: es el proceso mediante el cual la sustancia es transportada al interior de la célula a través de la membrana. Se conocen tres tipos de endocitosis:
Fagocitosis: en este proceso, la célula crea una proyecciones de la membrana y el citosol llamadas pseudópodos que rodean la partícula sólida. Una vez rodeada, los pseudopodos se fusionan formando una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocítica. El material sólido dentro de la vesícula es seguidamente digerido por enzimas liberadas por los lisosomas. Los glóbulos blancos constituyen el ejemplo más notable de células que fagocitan bacterias y otras sustancias extrañas como mecanismo de defensa
Pinocitosis: en este proceso, la sustancia a transportar es una gotita o vesícula de líquido extracelular. En este caso, no se forman pseudópodos, sino que la membrana se repliega creando una vesícula pinocítica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado, la membrana de la vesícula vuelve a la superficie de la célula.
De esta forma hay un tráfico constante de membranas entre la superficie de la célula y su interior.
Endocitosis mediante un receptor :  es un proceso similar a la pinocitosis, con la salvedad que la invaginación de la membrana sólo tiene lugar cuando una determinada molécula,  se une al receptor existente en la membrana. Una vez formada la vesícula endocítica, se une a otras vesículas para formar una estructura mayor (la que posee enzimas que degradan). Aunque este mecanismo es muy específico, a veces moléculas extrañas utilizan los receptores para penetrar en el interior de la célula. Así, el HIV  entra en las células de los linfocitos uniéndose a unas glicoproteínas llamadas CD4 que están presentes en la membrana de los mismos
Las vesículas endocíticas se originan en dos áreas específicas de la membrana.
Exocitosis: la membrana de la vesícula secretora se fusiona con la membrana celular liberando el contenido de la misma. Por este mecanismo las células liberan hormonas (p.ej. la insulina), enzimas (p.ej. las enzimas digestivas) o neurotransmisores imprescindibles para la transmisión nerviosa.

CÉLULA PROCARIOTA

Características generales
Los procariotas son el grupo más antiguo de organismos sobre la Tierra, como así mismo los más abundantes.
Pueden sobrevivir en muchos ambientes que no toleran otras formas de vida, por ejemplo en las extensiones heladas de la Antártida, en las oscuras profundidades del océano y en las aguas casi hirvientes de las fuentes termales naturales, pueden sobrevivir sin oxígeno libre, obteniendo su energía por procesos anaerobios y si las condiciones le son desfavorables, pueden formar esporas de paredes gruesas (formas resistentes inactivas), pudiendo permanecer latentes durante años.
El éxito de los procariotas se debe a su gran diversidad metabólica y a su rápido ritmo de división celular.
Desde un punto de vista ecológico, son los más importantes descomponedores, que degradan el material orgánico para que pueda ser utilizado por los vegetales.
Desempeñan un papel importante en el proceso de fijación del nitrógeno. Aunque este abunda en la atmósfera, los eucariotas no son capaces de utilizar el nitrógeno atmosférico, y así el primer paso crucial en la incorporación del nitrógeno a los compuestos orgánicos depende principalmente de ciertas especies de procariotas.
Algunos procariotas son fotosintéticos, y unas pocas especies son a la vez fotosintéticas y fijadoras de nitrógeno como es el caso de algunas cianobacterias.


Cuestionario guía
1-    ¿Qué es la célula?
La célula eucariota: son todas las células que tienen su material hereditario encerrado dentro de una doble membrana, la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular. Son  microscópicas. A los organismos formados por células eucariotas se les denomina eucariontes.
La célula procariota posee el material hereditario en el citoplasma. A los organismos formados por células procariotas se les denomina procariontes.
Muchas teorías han tratado de explicar cómo aparecen las primeras células. En el siglo XVIII aparecen los primeros microscopios, que permitirían “ver” lo que no se ve.
A partir de ello podemos decir, que es la teoría celular la que predomina hasta el día de hoy. Esta teoría nos dice: “todos los seres vivos están formados por células, todas las células provienen de una que les dio vida”

2-    Función de las organelas celulares:










a)      Núcleo: está formado por el jugo nuclear, la cromatina, la membrana nuclear. Su función principal es tener a  cargo la reproducción de las células.
b)      Retículos endoplasmáticos: rugoso y liso. El rugoso realiza la síntesis de lípidos. El liso se encarga de la síntesis de proteínas.
c)       Aparato de Golgi: se encarga de elaborar ribosomas.
d)      Ribosomas: encargados de sintetizar proteínas.
e)      Lisosomas: encargados de la digestión celular.
f)       Mitocondrias: encargadas de la respiración celular.
g)      Centriolos: son formaciones que aparecen en la reproducción celular
h)      Vacuolas: encargadas de la excreción celular.
i)        Micro túbulos: intervienen en la secreción, en la división celular.

3)  Composición química de la membrana celular.
4) Función del citoplasma
5) Función del núcleo
6) Función  de la membrana
7) Transporte activo
8) Transporte pasivo
9) Características de las células procariotas
10)  Cuadro con las diferencias entre procariotas y eucariotas.





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" Cuando mi voz calle con la muerte, mi corazón te seguirá hablando"
Rabindranath Tagore (1861-1941) Filósofo y escritor indio.

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