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La célula: apuntes básicos
«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor,
fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya
no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)
Alcides Mendoza Coba – Dalhy
Alcides Mendoza Coba. (Dalhy)
Sexta Edición Cajamarca 2017
Todos los seres vivos están formados por
CÉLULAS
El hongo que se muestra en la foto está constituido por muchas células. Según el tipo de nutrición son células saprófitas. Foto Dalhy – SSC MARZO - 11
El picaflor que se muestra en la foto está constituido por muchas células. Foto Dalhy – Jardín IC- ABRIL 2012
Célula: Fuente Red
La célula: apuntes básicos
«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor,
fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya
no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)
Alcides Mendoza Coba – Dalhy
Los virus EL MUNDO OCULTO A SIMPLE VISTA
Virología.La virología es el estudio de los virus y sus propiedades. Estas propiedades incluyen:
la replicación viral, los patógenos virales, la inmunología viral, las vacunas virales, los
métodos de diagnóstico, la quimioterapia antiviral, las medidas de control de una
infección, los diferentes signos que manifiestan la presencia de virus.
1. Virus
Un virus consiste en una molécula de DNA o RNA envuelta en una cubierta proteica llamada cápside.
También se puede decir que un virus es un parásito obligado.
La estructura general de un virus se puede representar en el siguiente gráfico.
Para diferenciar de una célula se puede afirmar que los
virus carecen de:
- membranas propias
- ribosomas
- citoplasma
- Fuente de energía
- Movimiento
- Reproducción
Los virus toman diversas formas como se muestra en una figura tomada del libro de Biología de
Teresa Audersirk y otros.
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Alcides Mendoza Coba – DALHY
«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con
amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la
semilla ya no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)
Si se analiza la organización de los seres vivos a partir de lo abiótico, los virus se ubicarían en
el umbral de la vida.
2. Viroides.
Son partículas compuestas por cadenas cortas de RNA
que carecen de cubierta proteica y de tamaño diez
veces menor que los virus normales de las plantas. Fue
descubierto en el año 1971 por el fitopatólogo T.O.
Diener al estudiar que ciertas enfermedades de las
plantas.
3. Priones.
Son seres mucho más enigmáticos que los viroides, porque están constituidos por proteínas
patógenas que al parecer tienen alterada la estructura secundaria.
Fueron descubiertos a partir de 1950, cuando
estudiaron a los integrantes de la tribu primitiva de
Nueva Guinea, los mismos que sufrían de una
enfermedad degenerativa y mortal del sistema
nervioso, a los que los lugareños llamaban kuru. Los
investigadores determinaron que el kuru se transmitía
por la vía de un canibalismo ritual, los miembros de
la tribu fore honraban a sus muertos comiendo su
cerebro.
Actualmente es motivo de preocupación la posibilidad
de que los seres humanos puedan infectarse de
encefalopatía espongiforme bovina, llamada
Supramolécula Molécula
Átomos
Nube
electrónica
Núcleo
Protones Neutrones
Quarks
Electrones
Tejidos Órganos Sistema Individuo Célula
Nivel biótico Nivel abiótico
Umbral de la
vida
VIRUS
Este paciente VIH-positivo presentó con lesión del sarcoma de Kaposi intraoral uno con una infección de candidiasis suprayacente. Imagen: CDC / Sol Silverman, Jr., de la Universidad de California en San Francisco
Población
Comunidad
Ecosistema
Biósfera
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amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la
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comúnmente enfermedad de las vacas locas. Esta enfermedad producida por un prion.
Replicación de los virus
La secuencia general de la replicación de un virus es la siguiente:
1. Penetración. Los virus pueden ser englobados por la célula huésped. Algunos virus tienen
proteínas superficiales que se unen a los receptores de la membrana plasmática de la célula.
Luego el virus deja salir su material genético en el citoplasma.
2. Duplicación. El material genético del virus se multiplica (se copia muchas veces).
3. Transcripción. El material genético viral se utiliza como plantilla para elaborar RNA mensajero
(RNAm).
4. Síntesis de proteínas. En el citoplasma del huésped, el RNAm viral se utiliza para sintetizar
proteínas virales.
5. Ensamblado viral. El material genético y las enzimas virales quedan envueltas por su cubierta
proteínica.
6. Liberación. Los virus emergen de la célula por “gemación” desde la membrana celular o por
ruptura de la célula.
Gráfico Explicativo
FUENTE: AUDERSIRK, Teresa y otros. Biología. Edit. Pearson. México. 2004
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Microbiología La Microbiología es la ciencia que estudia
los microorganismos, los mismos que pueden ser eucarióticos (simples) o procarióticos.
Para entender cuales son los seres microscópicos eucarióticos y procarióticos, es
necesario considerar la clasificación de los seres
vivos según Wose propuesto en 1990, según el cual los seres vivos se agrupan en tres dominios, como se muestra en el siguiente visualizador.
Las bacterias se pueden clasificar desde diferentes puntos de vista.
1. Por su forma
1.1. Cocos. Tienen forma esférica. Pueden
presentarse de la siguiente manera:
a) Diplococos. Son
cocos que se agrupan de dos en dos, por ejemplo el
gonococo que produce la enfermedad de la gonorrea.
b) Estreptococos. Son
cocos agrupados en forma de cadenas. Por ejemplo el Streptococcus
pyogenes.
c) Estafilococos. Son los cocos que se
agrupan en forma de racimos de uvas. Por ejemplo, el Staphylococcus aureus .
DOMINIOS
Archae
a
Bacteri
a
Eukarya
son
Protista Fungi Animalia Plantae
comprende
Carecen de
membrana
nuclear o
carioteca
Tienen
membrana
nuclear o
carioteca
Arqueobacterias
Termoacidófilo
s
Metanógenas
Halobacterias
Bacterias
verdes
Bacterias
purpúreas
Cianobacterias
Bacterias
Gram
Positivas
Bacterias
Gram
negativas
Pueden ser
Se clasifican en llamadas
Propuesta actual de seis reinos de los seres vivos. FUENTE: http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/exaintro1.htm
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Este
microorganismo puede producir
una amplia gama de enfermedades, que van desde infecciones cutáneas y de las mucosas relativamente benignas, tales como foliculitis, forunculosis o conjuntivitis, hasta enfermedades de riesgo vital, como celulitis, abscesos profundos, osteomielitis, meningitis, sepsis, endocarditis o neumonía.
1.2. Bacilos. Pueden presentarse como
bastones aislados o como cadenas largas de bastones unidos entre
sí. Entre los principales ejemplos de bacilos se puede indicar a los bacilos del carbunco
Unidos entre sí), difteria, fiebre tifoidea, tuberculosis y lepra.
1.3. Espirilos. Los espirilos son bacterias de forma helicoidal o de espiral. Se desplazan avanzando en tornillo. Su diámetro es muy
pequeño, lo que hace que puedan atravesar las mucosas. Un ejemplo de espirilo es el Treponema pallidum que produce la sífilis en
el hombre.
2. Por su nutrición. Pueden ser bacterias autótrofas (elaboran
sus propios alimentos), bacterias heterótrofas (no fabrican sus propios alimentos).
3. Por su respiración
Las bacterias pueden ser anaerobias, aerobias o facultativas.
4. Por su reacción al colorante de Gramm.
Las bacterias si se tiñen con el colorante de
Gramm reciben el nombre de bacterias Gramm positivas y si no se tiñen reciben el nombre de bacterias Gramm negativas.
Rickettsias
Rickettsia es un género de bacterias
(colectivamente denominadas rickettsias) que
pertenece a la familia Rickettsiaceae (junto con
los géneros Orientia y Wolbachia). Estos
microorganismos son parásitos obligados
intracelulares, que se caracterizan por ser Gram
negativos que no forman esporas.
Las rickettsias pueden tomar diversas formas
como cocos, bacilos o hilos, por eso se dice que
las ricketsias son pleomórficas.
Las rickettsias son causantes de enfermedades
infecciosas transmitidas por aerosoles,
mordeduras, picaduras, rasguños, aguas y
alimentos contaminados. Ejemplos:
- El tifus clásico (transmitido por piojos). - El tifus murino (por piojos o pulgas). - Fiebre de las montañas rocosas (por
garrapatas).
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LA CÉLULA
La célula es una unidad mínima de un
organismo con la capacidad de actuar de manera
autónoma. La célula es la unidad anatómica
estructural, fisiológica, genética y evolutiva de todo ser vivo.
La ciencia que estudia al estudio de la
célula se llama Citología.
Las primeras aproximaciones al estudio de
la célula surgieron en el siglo XVII, tras el desarrollo de los primeros microscopios a finales del
siglo XVI. Los microscopios inventados permitieron
realizar numerosas observaciones, que condujeron
en apenas doscientos años a un conocimiento
morfológico de la célula relativamente aceptable.
Diferentes estudiosos de la ciencia permitieron el conocimiento de la célula y luego la teoría celular. Entre los principales hechos se puede
indicar los siguientes:
Frances y Janssen,
construyeron por primera vez el
micrsocopio óptico, tenía una capacidad de amplicación de 10 aumentos a 30 aumentos.
Este microscopio lo utilizaron para observar pulgas y otros insectos.
El astrónomo y físico italiano Galileo Galieli (1628 – 1694), construyó micrsocopios en
paralelo a Janssen. Estos microscopios los utilizó para realizar estudios de los ojos compuestos de los insectos.
El científico Marcelo Malpighi (1628 – 1694) fue
uno de los primeros que estudió los tejidos animales del cerebro, riñón, bazo, pulmones y lengua. Inició el planteamiento de la teoría
globular. Década de 1670: Anton Van Leeuwenhoek,
observó diversas células eucariotas (como protozoos y espermatozoides) y procariotas (bacterias).
1665: Robert Hooke
observó en láminas de corcho, realizadas con
un microscopio de 50 aumentos construido por él mismo, logrando identificar pequeñas
celdillas a las que bautizó con el nombre de «células» (del latín cellulae, celdillas).
1745: John Needham describió la presencia de «animálculos» o «infusorios»; se trataba de
organismos unicelulares.
Década de 1830: Theodor Schwann estudió la
célula animal; junto con Matthias Schleiden postularon que las células son las unidades
elementales en la formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del proceso vital.
1831: Robert Brown describió el núcleo celular.
1839: Purkinje observó el citoplasma celular.
1850: Rudolf Virchow postuló que todas las
células provienen de otras células (Omnis cellula e cellula.
1857: Kölliker identificó las mitocondrias.
1860: Pasteur realizó multitud de estudios sobre el metabolismo
de levaduras y sobre la asepsia.
1880: August
Weismann descubrió
que las células actuales comparten similitud.
estructural y molecular con células de tiempos remotos.
1931: Ernst Ruska
construyó el primer microscopio electrónico de
(*) La endosimbiosis
Es una asociación estrecha entre especies, en la que los individuos de una residen dentro de las células de la otra. Algunos orgánulos de las células eucariotas (células con núcleo), como las mitocondrias y los plastos (cloroplastos), proceden de su simbiosis inicial con ciertas bacterias.
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transmisión en la UniverSIDAd de Berlín. Cuatro
años más tarde, obtuvo un poder de resolución doble a la del microscopio óptico.
1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre
la endosimbiosis (*) serial, que explica el origen de la célula eucariota.
Los estudios de Mathias Scheleiden, de
Teodoro Schwan y de Rudolph Virchow, sirvieron para sentar las bases de la Teoría Celular, cuyos principales postulados son los siguientes:
- Las células constituyen las unidades morfológicas y
fisiológicas de todos los organismos.
- Las propiedades de un ser vivo dependen de las de
sus células individuales.
- Las células se originas sólo de otras células y su
continuidad se mantiene a través del material
genético.
- La unidad más pequeña de la vida es la célula.
El rápido desarrollo de la biología celular y
molecular en el siglo actual puede atribuirse a:
- El mayor poder de resolución obtenido con el
microscopio electrónico y la difracción de rayos X.
- Convergencia con otras ramas de la investigación
biológica, como por ejemplo la genética y la
bioquímica.
CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DE LA CÉLULA
Las principales características de la célula que permite diferenciarlo de los sistemas abióticos son las siguientes:
Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra,
liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.
Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A
consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original,
mediante la división celular.
Diferenciación. Muchas células pueden sufrir
cambios de forma o función en un proceso
llamado diferenciación celular.
Irritabilidad. Las células responden a
estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de
células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta a los
estímulos.
Evolución. A diferencia de las estructuras
inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay
cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular), que pueden influir en la adaptación
global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo.
CLASES DE CÉLULA
La clasificación de las células se hace atendiendo ciertos criterios; por eso, se pueden
clasificar por su evolución, por su tamaño, por su nutrición, por su forma y por el reino al que pertenecen.
I. POR SU EVOLUCIÓN. Las células pueden ser:
Procarióticas o eucarióticas.
A. CÉLULA PROCARIÓTICA
Las células procariotas son pequeñas y menos complejas que las eucariotas. Carecen de membrana nuclear, en otras palabras
carecen de núcleo bien diferenciado, por lo que su material genético se encuentra disperso en el citoplasma genético en el citosol.
Las células procarióticas contienen
ribosomas pero carecen de sistemas de
endomembranas (esto es, orgánulos delimitados por membranas biológicas). Sin embargo, existen excepciones: algunas
bacterias fotosintéticas poseen sistemas de membranas internos.
También en el Filo
Planctomycetes existen organismos como
Pirellula que rodean su material genético
mediante una
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membrana intracitoplasmática y Gemmata obscuriglobus que lo rodea con doble membrana.
Por lo general podría decirse que los
procariotas carecen de citoesqueleto.
Las células procarióticas se encuentran
presentes en las bacterias y archeas, más no
en los eucariotas.
IMPORTANTE: Escherichia coli
Esta bacteria es el organismo procarionte más estudiado por el ser humano. La E. coli es
una bacteria que se encuentra generalmente en los intestinos animales y por ende en las aguas negras. Fue descrita por primera vez en
1885 por Theodore von Escherich, bacteriólogo alemán, quién la denominó Bacterium coli. Posteriormente la taxonomía le adjudicó el
nombre de Escherichia coli, en honor a su descubridor. Ésta y otras bacterias son
necesarias para el funcionamiento correcto del proceso digestivo. Además produce vitaminas B y K. Es un bacilo que reacciona
negativamente a la tinción de Gram (gramnegativo), es anaeróbico facultativo, móvil por flagelos peritricos (que rodean su
cuerpo), no forma esporas, es capaz de fermentar la glucosa y la lactosa.
B. CÉLULA EUCARIÓTICA.
Las células eucariotas son las más
evolucionas y complejas. Presentan principalmente membrana nuclear, dentro del
cual está el material genético y una estructura básica relativamente estable caracterizada por la presencia de distintos tipos de orgánulos
intracitoplasmáticos especializados.
II. POR SU TAMAÑO.
Las células por su tamaño, pueden ser:
Macroscópicas, microscópicas y ultramicroscópicas.
Células macroscópicas. son células observadas fácilmente a simple vista. Esto obedece el gran
volumen de alimentos de reserva que contienen. Ejemplo: la yema de huevo de las aves y reptiles, que alcanzan varios
centímetros de longitud.
Células Microscópicas.- observable únicamente
en el microscopio para escapar del limite de visibilidad luminosa, cuyo tamaño se expresa
con la unidad de medida llamada micro o micron. Ejemplo: los glóbulos rojos o
hematíes, lo cocos, las amebas, Etc.
Células Ultramicroscópicas.- son sumamente
pequeños y observables únicamente con el microscopio electrónico. En este caso se utiliza
como unidad de medida el milimicrón (mu), que es la millonésima parte del milímetro o la milésima parte de una micra.
III. POR SU NUTRICIÓN.
Las células pueden ser autótrofas o
heterótrofas. Las primeras elaboran sus propios alimentos mientras que las otras se alimentan a base de alimentos producidos por
otras células.
IV. POR SU FORMA. Clasificar a las células por su forma es relativo; ya que, en muchos de los casos la forma de las células depende de la fisiología y estado de la célula. Algunas formas de células son las siguientes: Células estrelladas. Las que tienen una
forma que se asemeja a una estrella: Ejemplo, las neuronas.
Esféricas, como óvulos y los
cocos (bacterias).
Ovoides, como
las levaduras Cúbicas, como
en el folículo tiroideo.
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Aplanadas. En estas células las
dimensiones son mayores que su grosor. Generalmente forman tejidos de
revestimiento, como las células epiteliales- Alargadas. En las cuales un eje es mayor
que los otros dos. Estas células forman parte de ciertas mucosas que tapizan el tubo digestivo.
Fusiformes. Son las células que Las que tienen la forma parecida a un huso. Por
ejemplo las fibras musculares.
Gráficos de algunas formas de células
PARTES DE UNA CÉLULA EUCARIÓTICA TÍPICA.
Una célula eucariótica típica está formada por: Membrana celular, citoplasma y núcleo (Imagen de Biología de
Audesirk)
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I. MEMBRANA CELULAR CITOPLASMÁTICA (PLASMALEMA).
La membrana celular o plasmática
es una estructura laminar que engloba a las células, define sus límites y contribuye a
mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de éstas. Además, se asemeja a las membranas que delimitan los orgánulos de
células eucariotas.
En los estudios iniciales de la membrana, se proppusieron dos modelos: El
modelo de Davson – Danielli y el Modelo de Robertson. Posteriormente en el año de 1972,
Singer y Nicholson propusieron el modelo del Mosaico Fluido.
- Según el modelo de Davson – Danielli
(1953), la membrana celular está formada por una bicapa de fosfolípidos cubiertas en cada superficie por una monocapa de
proteínas globulares hidratadas.
- Según el modelo de Robertson, plantea que la membrana celular está formada por una bicapa de fosfolípidos, pero en ambos lados está cubierta de
proteínas extendidas.
- Según el Modelo del Mosaico Fluido, la membrana está
constituida por una bicapa (doble capa), de fosfolípidos, con proteínas asociadas. Estas proteínas pueden ser: Integrales o intrínsecas. Cuando
atraviesan toda la membrana. Periféricas o extrínsicas. Son las proteínas que se encuentran ancladas en uno de los lados de la
membrana celular.
Composición química de la membrana
celular. La membrana celular en forma general
contiene fosfolípidos, glucolípidos y esteroides,
variando la cantidad y la participación de otros
componentes de acuerdo a la naturaleza y función
que desempeña la célula.
FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR.
a. Transporte. La membrana celular permite el
intercambio de materiales entre el medio
interno de la célula con el medio externo. Pero
es necesario indicar que a membrana celular
sólo permite el paso de determinadas
sustancias, cuya propiedad se llama
PERMEBILIDAD SELECTIVA.
La permeabilidad de una membrana
plasmática a las distintas sustancias depende
de varios factores, dependientes a su vez de la
estructura de la membrana.
El transporte de sustancias a través de la
membrana, se da mediante procesos pasivos
o procesos activos.
PROCESOS PASIVOS. Son los que se realizan
sin gasto de energía (ATP). Estos procesos de
transporte dependen de las diferencias de
presión, concentración o de un proceso de
difusión.
Audesirk Biología
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Entre los principales procesos pasivos
están la difusión simple, la difusión facilitada,
la ósmosis y la filtración.
- La difusión simple. Es el paso de moléculas,
iones, sustancias, de una zona de alta
concentración a otra de menor
concentración, por la diferencia de
concentraciones, es decir que el paso se da
a favor de la gradiente de concentración.
Como la difusión depende de la energía
cinética de las partículas, se produce con
mayor rapidez cuando aumenta la
temperatura. Además, a un mayor
gradiente (diferencia) de concentración
hará que la difusión se haga más rápida.
Por otra parte, las moléculas pequeñas se
difunden con mayor rapidez que las
grandes.
- Difusión Facilitada. Es el movimiento de
moléculas más grandes que no pueden
pasar a través de la membrana plasmática
y necesita ayuda de una proteína de
trasporte.
- Ósmosis. “Consiste en el movimiento neto
de un disolvente, el agua en los seres
vivos, a través de membranas de
permeabilidad selectiva” (Gerard J. Tortora.
Principios de Anatomía y Fisiología. Edit.
Mosby /Doyma Libros. 1996. Página 63.).
El agua se mueve por ósmosis a través de
las membranas desde las zonas en las que
se encuentra a una
concentración
elevada hasta las
zonas donde la
concentración es
menor. Al hablar
de ósmosis es
necesario hablar de
presión osmótica,
que se define como
la presión
necesaria para
evitar el
movimiento neto
del agua desde
una solución a otra,
cuando ambas
soluciones están
separadas por una
membrana
permeable al agua.
- Filtración o Diálisis. Es el movimiento de
agua y moléculas disueltas a través de la
membrana debido a la presión hidrostática
generada por el sistema cardiovascular.
Dependiendo del tamaño de los poros de la
membrana, sólo los solutos con un
determinado tamaño pueden pasar a través
de la membrana. Por ejemplo, los poros de
la membrana de la cápsula de Bowman en
los glomérulos renales, son muy pequeños,
y sólo la albúmina, la más pequeña de las
proteínas, tienen la capacidad de ser
filtrada a través de ella. Por otra parte, los
poros de las membranas de los hepatocitos
son extremadamente grandes, por lo que
una gran variedad de solutos pueden
atravesarla
PROCESOS ACTIVOS. Son los que se realizan
CON gasto de energía (ATP). Existe dos tipos
activos de transporte de volumen: Endocitosis
y exocitosis.
La endocitosis puede ser la fagocitosis y la
pinocitosis. La primera es cuando se transporta
sustancias sólidas, y la pinocitosis es cuando
se transporta sustancias líquidas o en
disolución.
Es la expulsión de sustancias como la
insulina a través de la fusión de vesículas con
la membrana celular.
La exocitosis es el proceso celular por el
cual las vesículas situadas en el citoplasma se
fusionan con la membrana citoplasmática,
liberando su contenido.
La exocitosis se observa en muy diversas
células secretoras, tanto en la función de
excreción como en la función endocrina.
También interviene la exocitosis en la
secreción de un neurotransmisor a la brecha
sináptica, para posibilitar la propagación del
impulso nervioso entre neuronas. La secreción
química desencadena una despolarización del
potencial de membrana, desde el axón de la
ÓSMOSIS Y CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES
En un medio isotónico, hay un equilibrio dinámico, es decir, el paso constante de agua.
En un medio hipotónico, la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar dando origen a la citólisis.
En un medio hipertónico, la célula elimina agua y se arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se llama crenación
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célula emisora hacia la dendrita (u otra parte)
de la célula receptora. Este neurotransmisor
será luego recuperado por endocitosis para ser
reutilizado. Sin este proceso, se produciría un
fracaso en la transmisión del impulso nervioso
entre neuronas.
Al hablar de procesos activos de
transporte es necesario hablar de transporte
activo primario y de transporte activo
secundario.
Transporte activo primario: la bomba de sodio.
La bomba de trasporte activo primario más
abundante en el organismo es la bomba de
sodio, que mantiene una baja concentración de
iones sodio (Na+) en el citosol bombeándolos
hacia fuera en contra de su gradiente de
concentración. También desplaza los iones de
potasio (K+) hacia el interior de las células en
contra de su gradiente de concentración. La
bomba de sodio ha de trabajar continuamente,
puesto que tanto el ión potasio como el ión
sodio cruzan la membrana plasmática muy
despacio, a través de los canales (poros).
Transporte activo secundario: simporte y
antiporte. La bomba de sodio mantiene una
gran diferencia de concentración de Na+ a
ambos lados de la membrana plasmática. Estos
iones han almacenado energía de forma similar
a la que almacenan el agua contenida por una
presa. Por tanto, si el Na+, puede retroceder
será posible emplear parte de la energía
almacenada para transportar sustancias en
contra de sus gradientes de concentración.
A veces, dos sustancias (generalmente ión
sodio y otra sustancia) se mueven en la misma
dirección a través de la membrana plasmática.
Este proceso recibe el nombre de SIMPORTE
(contransporte). Por ejemplo, la glucosa, la
fructuosa y los aminoácidos penetran en las
células que revistan el aparato gastrointestinal
y los túbulos de los riñones mediante
simportes que utilizan Na+.
Otras veces dos sustancias (habitualmente Na+
y otra sustancia) pueden moverse también en
direcciones opuestas a través de las
membranas plasmáticas, este proceso recibe el
nombre de antiporte o contratransporte. Por
ejemplo, la mayoría de los antiportes son
Na+/Ca2+, que mantienen una concentración
baja de Ca2+ en el citosol de las células.
b. Otras funciones de la membrana celular son
las siguientes:
- Delimita el medio intracelular del medio
extracelular.
- Función receptora y transmisora.
II. CITOPLASMA.
Es la parte interior de las células y la
parte externa del núcleo. La porción
semilíquida del citoplasma, en la que se
encuentran suspendidas las organelas, las
inclusiones y disueltos los solutos, es el citosol
o líquido intracelular.
Físicamente el citosol es un líquido tipo
gel, viscoso y transparente, que contiene
partículas en suspensión y una serie de
diminutos túbulos y filamentos que forman un
citoesqueleto.
Químicamente, el citosol está formado por
agua, en un 75 % a un 90 %, y por
componentes sólidos. Las proteínas. Los
carbohidratos, los lípidos y las sustancias
inorgánicas constituyen la mayor parte de
componentes sólidos.
COLOIDE CELULAR. En el coloide celular
interactúan dos fases: Fase dispersante y fase
dispersa.
- Fase dispersante. Es la fase constituida por
el agua de la célula, además mantienen en
disolución moléculas polares. El agua se
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«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con
amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la
semilla ya no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)
encuentra de dos formas: agua libre que
representa el 95 % del agua celular y el
agua ligada que se encuentra hidratando
a las moléculas y representa el 5 % del
agua celular.
- Fase dispersa. Es la fase formada por
micelas, partículas coloidales que son
macromoléculas o agregados moleculares
de gran tamaño, distribuidas en el agua.
En el coloide celular es posible distinguir dos
formas de agregación: el citogel y el citosol,
los cuales están en constante interconversión,
en un proceso llamado tixotropía.
El citogel o plasmagel (ectoplasma), está
constituido por la parte más densa y viscosa
del coloide y el citosol o plasmasol
(endoplasma), está constituido por la parte
más diluida del coloide, con un nivel más
simple de agregación. En el citosol se realizan
la mayor parte de reacciones metabólicas.
ORGANELAS CITOPLASMÁTICOS.
Son estructuras especializadas que tienen
formas características y que desempeñan
papeles específicos en el crecimiento,
mantenimiento, reparación y control celular.
Los números y tipos de organelas varían de
unas clases de células a otras, dependiendo de
sus funciones.
Entre los principales organelas citoplasmáticas
se pueden mencionar:
RIBOSOMAS. Son diminutas esferas que
contienen ARN ribosómico (ARNr) y varias
proteínas ribosómicas. Los ribosomas se
llaman así por su elevado contenido del ácido
ribonucleico.
En células
eucariotas, los
ribosomas se
elaboran en el
núcleo pero
desempeñan su
función de en el
citosol
Son visibles al microscopio electrónico, debido
a su reducido tamaño (29 nm en células
procariotas y 32 nm en eucariotas). Bajo el
microscopio electrónico se observan como
estructuras redondeadas, densas a los
electrones. Bajo el microscopio óptico se
observa que son los responsables de la
basofilia que presentan algunas células. Están
en todas las células (excepto en los
espermatozoides).
Cuando están completos, pueden estar
aislados o formando grupos (polisomas);
también pueden aparecer asociados al retículo
endoplasmático rugoso o a la membrana
nuclear, y las proteínas que sintetizan son
sobre todo para la exportación.
Los ribosomas de las células procariotas
son los más estudiados. Son de 70 S y su
masa molecular es de 2.500 kilodalton(Kd).
Las moléculas de ARNr forman el 65% del
ribosoma y las proteínas representan el 35%.
En eucariotas, los ribosomas son 80 S.
Su peso molecular es de 4.200 Kd. Contienen
un 40% de ARNr y 60% de proteínas.
Es necesario indicar que las
mitocondrias tienen su propio aparato de
síntesis proteica que incluye ribosomas, ARNt y
ARNm. Los ribosomas mitocondriales de las
células animales contienen dos tipos de ARN
ribosómicos.
Los ribosomas que aparecen en plastos
son similares a los procariotas.
La función
principal de los
ribosomas es la
síntesis de
proteínas.
RETÍCULO
ENDOPLASMÁTIC
O (RE). Es un
sistema de
canales rodeados
por membranas
que tienen
distintas formas y que reciben el nombre de
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amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la
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cisternas. Se encuentra en la célula animal y
vegetal pero no en la célula procariota.
El RE se continúa con la membrana
nuclear y, teniendo en cuenta su asociación
con los ribosomas, se divide en dos tipos:
Retículo endoplasmático rugoso o granular
(R.E.R) y retículo endoplasmático liso o
agranular (R.E.L).
El retículo endoplasmático rugoso tiene
esa apariencia debido a los numerosos
ribosomas adheridos a su membrana mediante
unas proteínas denominadas "riboforinas".
La función principal del R.E,R es la
síntesis de proteínas, por eso se encuentra
presente en células que
por su función deben
realizar una activa labor
de síntesis, como las
células hepáticas, células
de crecimiento o las
células del páncreas.
El retículo endoplasmático liso no tiene
ribosomas adheridos en su superficie.
Este retículo participa en los procesos
de detoxificación celular, siendo el lugar
donde son metabolizadas una gran cantidad de
drogas como fenobarbital, alcaloides,
hidrocarburos aromáticos y otras sustancias
potencilmente dañinas para la célula.
La función principal del R.E.L es llevar a
cabo la síntesis de fosfolípidos y esteroides.
En las células musculares el retículo
endoplasmático liso es llamado retículo
sarcoplasmático, el cual cumple la función de
almacenar calcio (Ca+) y de liberarlo durante la
contracción muscular.
MITOCONDRIAS. Fueron descubiertas en
1898 por Benda. Son organelas
bimembranosas semiautónomas encargadas de
la respiración celular.
A las mitocondrias se les llama también
centrales eléctricas de las células.
Una mitocondria está formada por dos
membranas, cada una de las cuales tiene una
estructura similar a la de la membrana celular.
La membrana mitocondrial externa es
lisa, pero la interna dispone de una serie de
pliegues llamados crestas. La cavidad central
de la mitocondria, rodeada por la membrana
interna y por las crestas, es la matriz.
Los complejos pliegues de las crestas
proporcionan una enorme superficie para un
grupo de reacciones químicas conocidas como
respiración celular. Las enzimas que catalizan
estas reaciones se encuentran en las crestas.
La respiración celular sólo se produce en
presencia de oxígeno y se traduce en el
catabolismo de las moléculas de os
elementos nutritivos, como la glucosa, para
producir ATP a gran velocidad.
Las mitocondrias se autorreplican, es
decir, se dividen para aumentar su número.
Este proceso de replicación está controlado por
el ADN que forma parte de la estructura
mitocondrial. La autorreplicación suele
producirse en respuesta al aumento de las
neceSIDAdes celulares de ATP por medio de la
fosforilación oxidativa y en el momento de la
división celular.
En la mitocondria sucede el ciclo de Krebs
o ciclo del ácido cítrico.
La científica estadounidense Lynn
Margulis, junto con otros científicos, recuperó
en torno a 1980 una antigua hipótesis,
reformulándola como teoría endosimbiótica.
Según esta versión actualizada, hace unos
1.500 millones de años, una célula procariota
capaz de obtener energía de los nutrientes
orgánicos empleando el oxígeno molecular
como oxidante, se fusionó en un momento de
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amor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la
semilla ya no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)
la evolución con otra célula procariota o
eucariota primitiva al ser fagocitada sin ser
inmediatamente digerida, un fenómeno
frecuentemente observado. De esta manera se
produjo una simbiosis permanente entre
ambos tipos de seres: la procariota fagocitada
proporcionaba energía, especialmente en
forma de ATP y la célula hospedadora ofrecía
un medio estable y rico en nutrientes a la otra.
Este mutuo beneficio hizo que la célula
invasora llegara a formar parte del organismo
mayor, acabando por convertirse en parte de
ella: la mitocondria. Otro factor que apoya esta
teoría es que las bacterias y las mitocondrias
tienen mucho en común, tales como el
tamaño, la estructura, componentes de su
membrana y la forma en que producen
energía, etc.
Esta hipótesis tiene entre sus
fundamentos la evidencia de que las
mitocondrias poseen su propio ADN y está
recubierta por su propia membrana. Otra
evidencia que sostiene esta hipótesis es que el
código genético del ADN mitocondrial no suele
ser el mismo que el código genético del ADN
nuclear. A lo largo de la historia común la
mayor parte de los genes mitocondriales han
sido transferidos al núcleo, de tal manera que
la mitocondria no es viable fuera de la célula
huésped y ésta no suele serlo sin mitocondrias.
COMPLEJO GOLGI (APARATO DE GOLGI).
El aparato de Golgi
es un organelo
(orgánulo)
presente en todas
las células
eucariotas excepto
los glóbulos rojos
y las células
epidérmicas. Pertenece al sistema de
endomembranas del citoplasma celular. Está
formado por unos 4-8 dictiosomas, que son
sáculos aplanados rodeados de membrana y
apilados unos encima de otros.
El aparato de Golgi presente tres
regiones:
Región Cis-Golgi. Es la más interna y próxima al retículo. De él recibe las vesículas de transición, que son sáculos con proteínas que han sido sintetizadas en la membrana del retículo endoplasmático rugoso (RER).
Región medial: Es una zona de transición.
Región Trans-Golgi. Es la que se encuentra más cerca de la membrana citoplasmática. De hecho, sus membranas, ambas unitarias, tienen una composición similar.
El aparato de Golgi procesa, ordena,
empaqueta y libera proteínas y lípidos hacia la
membrana plasmática.
En forma general el aparato de Golgi tiene
las siguientes funciones:
- Secreción celular. Las sustancias atraviesan
todos los sáculos del aparato de Golgi y
cuando llegan a la cara trans del
dictiosoma, en forma de vesículas de
secreción, son transportadas a su destino
fuera de la célula, atravesando la
membrana citoplasmática por exocitosis.
Un ejemplo de esto son los proteoglicanos
que conforman la matriz extracelular de los
animales.
- Formación de los lisosomas primarios.
- Formación del acrosoma de los espermios.
- Producción de membrana citoplasmática:
los gránulos de secreción cuando se unen a
la membrana en la exocitosis pasan a
formar parte de esta, aumentando el
volumen y la superficie de la célula.
LISOSOMAS. Son
vesículas rodeadas de
membrana que se
forman en el aparato
de Golgi. En su interior
existen
aproximadamente
hasta 40 enzimas
potentes digestivas hidrolíticas y proteolíticas
que sirven para digerir los materiales de origen
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externo (heterofagia) o interno (autofagia)
que llegan a ellos. Es decir, digestión celular.
Los lisosomas tienen como función principal la
digestión intracelular, pero además participan
en:
- Procesar una organela vieja, para
convertirlo en sustancias nutritivas y
permitir a la célula elaborar una organela
nueva.
- Participa en la autólisiso autodestrucción de
estructuras como la cola del renacuajo, la
regresión del útero a su estado normal
después del parto.
Las enzimas más importantes del lisosoma son:
Lipasas, que digiere lípidos, GlucoSIDAsas, que digiere carbohidratos,
Proteasas, que digiere proteínas, Nucleasas, que digiere ácidos nucleicos.
VACUOLAS. Una
vacuola es un
orgánulo celular
presente en plantas
y en algunas células
protistas
eucariotas. Las
vacuolas son
compartimentos
cerrados que
contienen diferentes fluidos, tales como agua
o enzimas, aunque en algunos casos puede
contener sólidos. El orgánulo no posee una
forma definida, su estructura varía según las
neceSIDAdes de la célula.(H)
Las vacuolas que se encuentran en las
células vegetales son regiones rodeadas de
una membrana "tonoplasto" o "membrana
vacuolar" y llenas de un líquido muy particular
llamado "jugo celular".
La célula inmadura contiene una gran
cantidad de vacuolas muy pequeñas que
aumentan de tamaño y se van fusionando en
una sola y grande, a medida en que la célula
va creciendo. En la célula madura, el 90 % de
su volumen puede estar ocupado por una
vacuola, con el citoplasma reducido hacia una
capa muy estrecha apretada contra la pared
celular.
Gracias al contenido vacuolar y al tamaño,
la célula, aparte de satisfacer el consumo de
nitrógeno del citoplasma, consigue una gran
superficie de contacto entre la fina capa del
citoplasma y su entorno. El incremento del
tamaño de la vacuola da como resultado
también el incremento de la célula. Una
consecuencia de esta estrategia es el
desarrollo de una presión de turgencia, que
permite mantener a la célula hidratada, y el
mantenimiento de la rigidez del tejido, unas de
las principales funciones de las vacuolas y del
tonoplasto.
Otras de las funciones es la de la
desintegración de macromoléculas y el
reciclaje de sus componentes dentro de la
célula. Todos los orgánulos celulares,
ribosomas, mitocondrias y plastidios pueden
ser depositados y degradados en las vacuolas.
Debido a su gran actividad digestiva, son
comparadas a los orgánulos de las células
animales denominados lisosomas.
También aíslan del resto del citoplasma
productos secundarios tóxicos del
metabolismo, como la nicotina (un alcaloide).
Existen otras estructuras que se llaman
también vacuolas pero cuya función es muy
diferente:
Vacuolas pulsátiles: estas extraen el agua del citoplasma y la expulsan al exterior por transporte activo.
Vacuolas digestivas: se produce la digestión de sustancias nutritivas, una vez digeridas pasan al interior de la célula y los productos de desecho son eliminados hacia el exterior de la célula.
Vacuolas alimenticias: función nutritiva, forma a partir de la membrana celular y del retículo endoplasmático.
PLASTIDIOS.
Llamados también
plastos, plástidos o
plastidios, son
orgánulos celulares
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eucarióticos, propios de las plantas y algas. Su
principal función es la producción y
almacenamiento de importantes compuestos
químicos usados por la célula.
Los plastidios pueden ser de dos
clases:Fotosintéticos y no fotosintéticos.
Los plastidios fotosintéticos
(fotosintéticamente activos) son aquellos
que continen un pigmento útil para atrapar
la energía luminosa y participar en los
procresos de fotosíntesis. Entre los
principales se pueden mencionar los
siguientes:
Cloroplastos (principal pigmento clorofila).
Los cloroplastos se encuentran en la mayoría de plantas superiores.
Las dos membranas del cloroplasto poseen una estructura continua que delimita completamente el cloroplasto. Ambas se separan por un espacio intermembranoso llamado a veces indebidamente espacio periplastidial. La membrana externa es muy permeable gracias a la presencia de porinas. Sin embargo no tanto como la membrana interna, que contiene proteínas específicas para el transporte. La cavidad interna llamada estroma, en la que se llevan a cabo reacciones de fijación de CO2, contiene ADN circular, ribosomas (de tipo 70S, como los bacterianos), gránulos de almidón, lípidos y otras sustancias. También, hay una serie de sáculos delimitados por una membrana llamados tilacoides los cuales se organizan en los cloroplastos de las plantas terrestres en apilamientos llamados grana (plural de granum, grano). Las membranas de los tilacoides contienen sustancias como los pigmentos fotosintéticos (clorofila, carotenoides, xantofilas) y distintos lípidos; proteínas de la cadena de transporte de electrones fotosintética y enzimas, como la ATP-sintetasa. Feoplastos (con pigmentos como clorofila y carotenoides pardos) Rodoplastos (con pigmentos como clorofila, ficoeritrina roja y ficocianina azul)
Los plastidios no fotosintéticos
(fotosintéticamente inactivos), son los
cromoplastos y leucoplastos. Los primeros
son los que contienen pigmentos que dan
coloración a flores y frutos, y los
leucoplastos son incoloros y almacenan
sustancias de reserva, como los
amiloplastos que almacenan almidón, los
licoplastos que almacenan lípidos, etc.
PEROXISOMAS. Están
presentes en todas las
células eucariotas. Se les
suele llamar así, porque
contienen una o más
enzimas que utilizan el
oxígeno molecular para
oxidar (eliminar átomos de hidrógeno) varias
sustancias orgánicas. Estas reacciones
producen peróxido de hidrógeno (H2O2). En las
células del humano, una de las enzimas de los
peroxisomas, la llamada catalasa, utiliza el
H2O2 generado por otras enzimas para oxidar
diversas sustancias como el fenol, el ácido
fórmico, el formaldehido, entre otros de la
misma naturaleza.
Se conocen más de 25 enfermedades relacionadas con la disfunción de las
actividades enzimáticas de los peroxisomas, conocidas como anomalías de la biogénesis de peroxisomas (PBD). el más grave es El
síndrome de Zellweger, también llamado síndrome cerebro-hepato-renal, es un desorden congénito (enfermedad genética)
poco frecuente que se caracteriza por la baja producción o ausencia de producción de peroxisomas, especialmente en tejidos
encargados de la depuración y desintoxificación del cuerpo, tales como el hígado y los riñones. Es el más serio de los
casos causados por desórdenes en los peroxisomas.
LOS GLIOXISOMAS. Son orgánulos que se
encuentran en las células eucariotas,
particularmente en los tejidos de almacenaje
de lípidos de las semillas, y también en los
hongos filamentosos. Los glioxisomas son
peroxisomas especializados que convierten los
lípidos en carbohidratos durante la
germinación de las semillas.
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CENTRIOLOS. Los centriolos son una pareja de
estructuras que forman parte del citoesqueleto
semejantes a cilindros huecos; los centriolos
son organelos que intervienen en la división
celular celular, siendo una pareja de centriolos
un diplosoma sólo presente en células
animales. Los centriolos son dos estructuras
cilíndricas que, rodeadas de un material
proteico denso llamado material pericentriolar
forman el centrosoma o COMT (centro
organizador de microtúbulos) que permiten la
polimerización de
microtúbulos de
dímeros de tubulina
que forman parte
del citoesqueleto.
Los centríolos se
posicionan
perpendicularmente
entre sí.
Los
Centriolos se
encuentran
presentes en las
células animales y
en los
microorganismos eucarióticos.
ORGÁNULOS PROCARIÓTICOS CITOPLÁSMICOS
En procariotas no existen por regla
general orgánulos citoplásmicos rodeados por
unidad de membrana. Las únicas excepciones
están constituidas por los tilacoides de las
Oxifotobacterias. En algunos grupos
bacterianos se pueden encontrar orgánulos
citoplásmicos no rodeados por unidad de
membrana (o sea, sin bicapa lipídica). Muchos
de ellos presentan envueltas basadas en
subunidades de proteínas:
CARBOXISOMAS.
Estructuras presentes en bacterias
fotoautotrofas (Oxifotobacterias y ciertas
bacterias purpúreas) y quimioautotrofas
(nitrificantes, Thiobacillus), de apariencia
poliédrica con tendencia a esférica.
VACUOLAS DE GAS
Son orgánulos muy refringentes al
microscopio óptico, que al electrónico
muestran una estructura a base de
agrupaciones regulares de vesículas de gas.
Esta envuelta es impermeable al agua, pero
permeable a los gases, por lo que la
composición y concentración del gas dentro de
la vesícula depende de las que existan en el
medio. Conforme se sintetizan y ensamblan las
vesículas, el agua va siendo eliminada del
interior.
La función de estas vacuolas es
mantener un grado de flotabilidad óptimo en
los hábitats acuáticos a las bacterias que las
poseen, permitiéndoles alcanzar la profundidad
adecuada para su modo de vida (según los
casos, para obtener una intenSIDAd adecuada
de luz, concentración óptima de oxígeno o de
otros nutrientes).
Las vacuolas de gas son muy
frecuentes en Oxifotobacterias y
Anoxifotobacterias; también se dan en algunas
arqueobacterias (Halobacterium, algunas
metanógenas) y en bacterias prostecadas
(Ancalomicrobium, Prosthecomicrobium).
CLOROSOMAS
Un clorosoma es un complejo de
antena fotosintético presente en las bacterias
verdes del azufre (BVA) y en algunas bacterias
fototrofas anoxígenas (BFA) (Chloroflexaceae,
Oscillochloridaceae).
Los modelos actuales de estructura de
la bacterioclorofila y de los carotenoides (los
principales constituyentes) dentro de los
clorosomas suponen una organización lamelar,
donde largas cadenas farnesol de
bacterioclorofila se entremezclan con
carotenoides, formando una estructura similar
a una multicapa lípida.
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MAGNETOSOMAS
Son orgánulos sensores del campo
magnético terrestre, que aparecen en ciertas
bacterias acuáticas flageladas microaerófilas o
anaerobias (p. ej., en Aquaspirillum
magnetotacticum). Consisten en cristales
homogéneos de magnetita (Fe3O4 delimitados
por una envuelta proteínica. Los diversos
cristales suelen disponerse en filas paralelas al
eje longitudinal de la bacteria, o en otras
agrupaciones regulares de varios unidades,
hasta varias decenas.
Fueron descubiertas en 1975, y se
sabe que permiten la orientación magnética a
las bacterias que las poseen (bacterias
magnetotácticas), determinando la orientación
de su natación. En el hemisferio Norte, el
campo magnético está orientado hacia abajo, y
en el sur hacia arriba. Las bacterias
magnetotácticas del hemisferio septentrional
se orientan al N, y las del meridional, al S. Por
consiguiente, cuando las bacterias son
removidas de los fondos donde viven, por
magnetotaxia pueden volver al fondo, que es
donde encuentran las concentraciones de
oxígeno adecuadas para su modo de vida.
III. NÚCLEO.
El núcleo celular es una estructura
característica de las células eucariotas.
Contiene la mayor parte del material genético
celular, organizado en cromosomas, basados
cada uno en una hebra de ADN con
acompañamiento de una gran variedad de
proteínas, como las histonas. Los genes que
se localizan en estos cromosomas constituyen
el genoma nuclear de la célula eucariótica,
donde se encuentran otros genomas, propio
de algunos orgánulos de origen
endosimbiótico. La función del núcleo es
mantener la integridad de estos genes y
controlar las actividades celulares a través de
la expresión génica.
La ultraestructura del núcleo consta
de:
Membrana nuclear o carioteca.
Nucleolo.
Nucleoplasma.
Cromatina.
Carioteca (1), ribosomas (2), poros(3), nucléolo (4),
cromatina (5), retículo endoplasmático (7), nucleoplasma
(8).
La carioteca, es una diferenciación del sistema
vacuolar citoplasmático compuesto por dos
membranas y un espacio perinuclear. En la
envoltura nuclear se encuentran los poros
nucleares que son aberturas circulares de
aproximadamente 80 nm de diámetro
La membrana nuclear controla el paso de
iones y macromolécula.
La cromatina es el conjunto de ADN, histonas
y proteínas no histónicas que se encuentra en
el núcleo de las células eucariotas y que
constituye el cromosoma eucariótico. Las
unidades básicas de la cromatina son los
nucleosomas.
Nucleoplasma, También llamado carioplasma o
cariolinfa. Se trata del medio interno
indiferenciado que llena el núcleo, semejante
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al citosol o hialoplasma, bañando a sus
componentes.
Nucléolo(s). Una o más estructuras
esferoidales, relacionadas con la síntesis de las
principales piezas de los ribosomas y con su
ensamblaje parcial. Esas piezas están
formadas por ARN y proteínas básicas. Se
distinguen dos porciones del nucléolo, la
región granular, formada por gránulos de ARN,
y la región fibrilar formada por filamentos de
ARN. Una tercera región, muy difícil de
observar es la denominada porción
cromosómica del nucléolo, en ésta se
encuentran filamentos de ADN.
ESTRUCTURA DE LA CÉLULA VEGETAL
Las células adultas de las plantas (como se muestra en la figura de Audesirk, Biología) se distinguen por algunos rasgos de otras células eucariotas, como las células típicas de los animales o las de los hongos.
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Las células vegetales se diferencian de las células animales, porque las primeras poseen pared celular,
vacuolas, además de los organelos que están en las demás células eucarióticas.
Estructuras presentes en una célula vegetal. Membrana plasmática Pared celular Plasmodesmo Vacuola Plastos Cloroplastos Leucoplastos Cromoplastos Aparato de Golgi Ribosomas Retículo endoplasmático Mitocondrias Citoplasma Núcleo ADN Cromatina ARN(acido ribonucleico)
CICLO CELULAR
El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que permiten el crecimiento de la célula y la
división en dos células hijas. Las células que no están en división no se consideran que estén en el
ciclo celular.
El ciclo celular comprende dos periodos: la interfase y la división celular. Esta última tiene
lugar por mitosis o meiosis.
La reproducción celular, o división celular, es un proceso que se lleva a cabo tanto en individuos
unicelulares como pluricelulares. En los unicelulares permite la formación de descendientes,
MEMBRANA CELULAR
CICLO CELULAR
DOS PERIODOS
son
DIVISIÓN
CELULAR
INTERFASE
tiene
son MOMENTOS
G1
S
G2
comprende
MITOSIS
CITOCINESIS
METAFASE
ANAFASE
TELOFASE
PROFASE
sucede
implica
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mientras que a los pluricelulares les permite crecer y reparar partes de sus tejidos que estén
dañadas, desgastadas o lesionadas. Este proceso se presenta en la mayoría de las células que
forman el cuerpo de los pluricelulares, excepto en las células sexuales.
Etapa G1: Esta etapa que sucede a la división celular es la más variable en duración. Las células
hijas recientemente originadas presentan una gran actividad metabólica produciéndose un aumento acelerado del tamaño celular. Los organoides de la célula precursora han sido repartidos de manera más o menos equitativa entre las células hijas, deben entonces aumentar de tamaño y
también en número para mantener las características de su tipo celular. Se sintetizan así ribosomas y microtúbulos a partir de las proteínas y otras moléculas que la conforman. Los
organoides del sistema de endomembranas, aumentan considerablemente de tamaño, ya que ambas células hijas han recibido parte de estos organoides. Sin embargo, pueden ser sintetizados de nuevo en caso de no existir precursores. Esto no ocurre con mitocondrias y cloroplastos que se
originan por división de estas estructuras preexistentes. Como se recordará ambos organoides contienen ADN y ribosomas que les permite dividirse de forma relativamente independiente del núcleo celular.
Todos los procesos de síntesis de nuevos organoides o aumento de tamaño de los existentes, son regulados mediante activación de complejos enzimáticos en un momento determinado.
En este período se observa, a su vez, una gran síntesis de ARNm como así también ARNt y ARNr. Estos ácidos serán utilizados para la síntesis de proteínas estructurales, para la construcción y o aumento de los organoides, como así también la producción de enzimas necesarias para dicha
síntesis. Cabe destacar que durante este período también se sintetizan las enzimas que serán utilizadas en la etapa siguiente, es decir en la duplicación del ADN, como así también moléculas
precursoras de los ácidos nucleicos.
Cuando las células dejan de crecer (si se agotan los nutrientes o por inhibición por contacto) lo
hacen en G1. Esto implica que también se sintetizan las sustancias que estimulan o inhiben distintas fases del ciclo celular.
Etapa S: el período S o de síntesis de ADN tiene como característica fundamental la síntesis de
nuevo material genético, para que las células hijas tengan la misma dotación. Sin embargo persisten los altos índices de síntesis de ARN para obtener enzimas requeridas en la síntesis de
histonas que formarán parte de la macroestructura del ADN y tubulinas relacionadas con el proceso de división celular.
Adaptado de: http://etapasdemitosis.galeon.com/
DIVISIÓN
CELULAR
Comprende a
la mitosis
(división del
núcleo) y a la
citocinesis
(división del
citoplasma)
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Etapa G2: En esta fase, ya con el ADN duplicado, la célula ensambla las estructuras necesarias
para la separación de las células hijas durante la división celular y la citocinesis (separación del citoplasma).
Etapa M: Durante M, la envoltura nuclear se desintegra, la cromatina se condensa en forma creciente hasta ser visible los cromosomas al microscopio óptico. Estos cromosomas formados cada uno por dos cromátidas (cromosomas duplicados) pasaran por cada una de las fases de la
división celular (mitosis o meiosis) para concluir con la formación de las células hijas, cada una con una única copia de su ADN (cromosomas sin replicar), que marcan el inicio de un nuevo ciclo.
FASES DE LA MITOSIS:
(Tomado de: http://elprofedenaturales.wordpress.com )
PROFASE
Es la etapa que inicia la mitosis, en ella ocurren los siguientes eventos:
- Comienza con la conversión de la cromatina en cromosomas por un proceso de
espiralización de las cadenas (igual que si tenemos un alambre largo y lo convertimos en
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«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor,
fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya no
germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy) Alcides Mendoza Coba – Dalhy
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Los cromosomas se
dirigen hacia los polos
de la célula
un muelle), seguiremos teniendo lo mismo, pero de forma diferente: las dos cadenas que
son completamente idénticas (ya que una se ha formado por replicación de la otra) se
espiralizan juntas originando las cromátidas del cromosoma.
- Se duplican los centriolos
- La membrana nuclear desaparece
- Cuando ya ha desaparecido la membrana nuclear, los centriolos migran hacia los polos
(extremos) de la célula, apareciendo entre los dos pares de centriolos una serie de fibras
de proteína dispuestas de polo a polo que reciben el nombre en conjunto de huso
acromático.
- Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una fibra del huso por su centrómero
(un sólo cromosoma por fibra), de manera que las cromátidas migran hacia los polos de la
célula. En la célula vegetal no existen centriolos y a veces no se ve el huso acromático.
(http://etapasdemitosis.galeon.com/cvitae1988991.html)
METAFASE
Es una fase breve en la que todos los cromosomas dobles se
encuentran situados en la línea ecuatorial (1) (parte media) de
la célula, formando una figura muy característica llamada placa
ecuatorial. Tras colocarse aquí comienza la siguiente fase.
ANAFASE
Las cromátidas se separan por el centrómero y se desplazan hacia los
centriolos, al tiempo que van desapareciendo las fibras del huso. En
este momento ya se ha repartido el material hereditario (las cadenas de
ADN) de forma idéntica en dos partes. Ahora las cromátidas se llaman
cromosomas. La anafase es la fase crucial de la mitosis, por que en ella
se realiza la distribución de las dos copias de la información genética
original. (http://etapasdemitosis.galeon.com/cvitae1988991.html)
Centriolo
Cromátidas doble sin separar
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TELOFASE
Se reconstruyen las membranas nucleares y
reaparecen los nucléolos de las células hija. Los
cromosomas se desorganizan para formar de
nuevo la molécula de cromatina. Por último, la
membrana celular empieza a separar los dos
núcleos nuevos, finalizando el proceso de mitosis.
En muchas células la mitosis suele ir acompañada
de la citocinesis o separación de los citoplasmas
de las células hija.
(http://etapasdemitosis.galeon.com/cvitae198902
5.html)
CITOCINESIS: División del citoplasma en dos partes. Es la segunda etapa acompañante de la
mitosis, en esta, el citoplasma se divide para formar dos células hijas diploides idénticas con la
repartición aproximada de los orgánulos celulares.
En las células animales se hace por estrangulación,
desde fuera hacia adentro, y en las vegetales se
hace por crecimiento de la pared celular desde
dentro hacia afuera.
Una vez finalizada la mitosis y la citocinesis, las dos
células hijas que se forman entran en interfase,
durante la cual se prepara para su próxima mitosis.
(http://etapasdemitosis.galeon.com/cvitae1989025.h
tml)
PRÁCTICAS
CONCEPTOS DE LA BIOLOGÍA
1. Ciencia que estudia la forma de los seres vivos y diversas estructuras que lo conforman:
…………………………
2. La…………………… estudia los arácnidos.
3. La Fisiología estudia el………………………….. de los seres vivos.
4. La herencia biológica es estudiada por……………………………..
5. La transformación de los seres vivos en el tiempo es estudiada por la………………………
6. La ……………………… estudia la composición y reacciones químicas de los seres vivos
7. La nomenclatura y clasificación de los seres vivos lo estudia la…………………………….
8. Estudia la biocenosis y el biotopo: ……………………………….
9. La ……………………………… estudia los seres que no se ven a simple vista.
10. La……………………….. estudia a las bacterias
11. La ………………………… estudia a los diferentes hongos.
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«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor,
fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya no
germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy) Alcides Mendoza Coba – Dalhy
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12. La …………………………… es la rama de la biología que clasifica a los seres vivos en función
de sus relaciones evolutivas.
13. Corología es una rama de la biogeografía que estudia………………………… en base a
cariotipos.
14. Los virus son estudiados por la…………………………
15. Las plantas en forma general son estudiadas por la………………………..
16. La……………………….. es la ciencia que se ocupa de la historia evolutiva de los organismos.
17. La…………………….. es la ciencia que estudia las enfermedades de los vegetales.
18. Las algas son estudiadas por la……………………………
19. La ………………………………………. estudia a los musgos y helechos.
20. Estudia solo los musgos: ………………………….
21. Estudia a los helechos: ………………………………………..
22. La Carpología estudia a los………………………………
23. Estudia los granos de polen: ………………………….
24. La Helmintología estudia a los………………………………
25. La………………………….. estudia a los insectos.
26. Los moluscos son estudiados por la……………………………..
27. La Ictiología estudia a los…………………….
28. La…………………………….. estudia a los sapos
29. La …………………………………. estudia a los reptiles.
30. La Ornitología estudia a las……………………………….
31. En forma general a los mamíferos lo estudia la…………………………………..
32. Rama de la Anatomía que estudia a los tejidos: ………………………………………..
33. La ………………………… estudia todo lo relacionado con el cáncer.
34. La…………………………….. estudia el origen y generación de los seres vivos.
35. La Teriología estudia a los…………………………….
36. Aunque varían mucho en tamaño y apariencia, todos los organismos consisten de unidades
básicas llamadas …………………………….
37. Las células …………………… son exclusivas de las bacterias y organismos microscópicos
llamados ……………………………... Todos los otros organismos se caracterizan por sus
células……………………………
38. La regulación de la concentración de la glucosa (un azúcar simple) en la sangre de los
animales complejos es un buen ejemplo de un mecanismo ………………………………..
EXPLICACIÓN DE IMÁGENES
Teniendo en cuenta las características de los seres vivos, describir y explicar cada una de
las siguientes imágenes.
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fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla ya no
germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy) Alcides Mendoza Coba – Dalhy
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CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
1. Una de las siguientes moléculas son de alta complejidad en los seres vivos:
a) Glucosa
b) Colesterol
c) Insulina
d) ADN o DNA
e) ATP
2. Respecto a la organización de los seres vivos, una de las siguientes es incorrecta
a) Todos los seres vivos tienen como unidad estructural y funcional a la célula.
b) En todo ser vivo existe un nivel químico y un nivel biológico en su organización.
c) El nivel químico comprende átomos, moléculas y supramoléculas.
d) El nivel biológico comprende célula, tejido, sistema e individuo.
e) Todos los seres vivos tienen todos los niveles de organización.
3. En la organización de los seres vivos, el conjunto de seres vivos de la misma especie forman
una ………………………………… y el conjunto de poblaciones de diferentes especies forman
una ………………………………………
4. Las formas más simples de seres vivos son:
a) Viroides
b) Priones
c) Virus
d) Células
e) Tejidos
5. Una de las siguientes características diferencia los seres vivos de los inertes
a) Multiplicación
b) Impenetrabilidad
c) Densidad
d) Masa
e) Irritabilidad
6. Propiedad de los seres vivos de generar su propia organización
a) Metabolismo
b) Catabolismo
c) Autopoyesis
d) Eritropoyesis
e) Intercambio de materia y energía
7. En los organismos complejos, la generación de su propia organización se da mediante:
a) Síntesis biológica
b) Elaboración de moléculas simples
c) Mediante la ontogenia
d) a y b
e) b y c
8. El proceso en el cual se descomponen (degradan) y sintetizan (elaboran) sustancias, en
simultáneo. se denomina
a) Catabolismo
b) Anabolismo
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c) Metabolismo
d) Respiración celular
e) c y d
9. Proceso que implica degradación de partículas grandes a pequeñas, con liberación de energía.
Corresponde a:
a) Anabolismo – reacciones químicas exergónicas
b) Catabolismo – reacciones químicas endergónicas
c) Anabolismo – reacciones químicas endergónicas
d) Catabolismo – reacciones químicas exergónicas
e) Metabolismo – Reacciones químicas endergónicas.
10. Proceso químico mediante el cual se da la formación de moléculas grandes a partir de
moléculas pequeñas, de tal forma que se almacena energía, corresponde a:
a) Anabolismo – reacciones químicas exergónicas
b) Catabolismo – reacciones químicas endergónicas
c) Anabolismo – reacciones químicas endergónicas
d) Catabolismo – reacciones químicas exergónicas
e) Metabolismo – Reacciones químicas endergónicas
11. Permite que los seres vivos conserven sus propiedades y funcionen normalmente, es decir
viven en un equilibrio dinámico tanto en procesos como en componentes.
a) Reproducción
b) Irritabilidad
c) Evolución
d) Metabolismo
e) Ninguna de las anteriores.
12. Capacidad que tienen los seres vivos de ser sensibles y responder de alguna forma a los
estímulos.
a) Reproducción
b) Irritabilidad
c) Evolución
d) Metabolismo
e) Homeostasis
13. Las variaciones en la presión osmótica (concentración de sales y agua) de los fluidos
corporales son percibidas en el ser humano, como proceso de la irritabilidad, en:
a) Corazón
b) Riñón
c) Cerebelo
d) Hipotálamo
e) Bulbo raquídeo
14. En el supuesto caso que en un tanque de agua existe una bacteria sensible al hipoclorito de
sodio (lejía), la respuesta de la bacteria al agregar una gota de lejía al agua constituye:
a) Quimionastia positiva
b) Fotonastia negativa
c) Quimiotaxia negativa
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d) Quimiotaxia positiva
e) Tropismo negativo
15. Uno se los siguientes seres vivos no se mueve mediante seudópodos (no corresponde a los
sarcondinos):
a) Naeglaeria
b) Acanthamoeba
c) Entamoeba histolytica
d) Entamoeba coli
e) Ninguna de las anteriores
16. Uno de los siguientes no se mueve mediante cilios (no corresponde a los cilióforos)
a) Tetrahymena thermophila
b) Paramecium
c) Tetrahymena
d) Euglena viridis
e) Ninguna de las anteriores
17. Uno de los siguientes no es un flagelado
a) Giardia lamblia - Diarrea por flagelados - Ingestión de cistos (contaminación fecal).
b) Trichomonas vaginalis - Infecciones del tracto genitourinario Contacto sexual
(enfermedad venérea).
c) Trypanosma gambiense, - Enfermedad del sueño (africana) -Mosca tsé-tsé (Glossina
palpalis).
d) Trypanosma cruzi -Enfermedad de Chagas (americana) - Hemípteros triatómidos
(chinches).
e) Balantidium coli- Disentería balantidiana -Ingestión de cistos (contaminación fecal).
18. El movimiento de cierre de foliolos en la hoja de Mimosa púdica o sensitiva al menor contacto
con un objeto, constituye un ejemplo de:
a) Tigmotropismo
b) Tigmotaxismo
c) Tigmonastia
d) Geotropismo
e) Tactotropismo
19. Favorece la reabsorción de agua hacia la sangre:
a) Aldosterona
b) Hormona antidiurética
c) Hormona liberada por glándula tiroides
d) a y b
e) b y c
20. El paso de sustancias desde una zona de alta concentración a una de baja concentración, sin
gasto de energía, corresponde a:
a) Ósmosis
b) Difusión
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c) Hemodiálisis
d) Fagocitosis
e) Pinocitosis
21. Son animales ovíparos-ovulíparos:
a) Reptiles
b) Peces óseos y anfibios
c) Mamíferos
d) Tiburones
e) Ser humano
22. Las planarias tienen una reproducción:
a) Sexual – conjugación
b) Asexual – regeneración
c) Asexual – fragmentación
d) Asexual – esporulación
e) Asexual – bipartición
23. La reproducción en la cual las crías se forman a partir de gametos sin fecundación, como los
zánganos en las abejas, se denomina:
a) Ovogénesis
b) Regeneración
c) Partenogénesis
d) Gametogénesis
e) Espermatogénesis
24. Elemento químico cuyo incremento en un ser vivo, implicaría crecimiento.
a) Oxígeno
b) Carbono
c) Nitrógeno
d) Azufre
e) Ninguna de las anteriores
25. La estabilidad de un ser vivo, se mantiene debido a:
a) Reserva de alimentos y liberación de desechos
b) Formación
c) de moléculas con el anabolismo
d) Flujo constante de materia y energía
e) Organización célular
f) Todas las anteriores
26. Caracteriza a los seres vivos, más que los otros:
a) Tropismo
b) Taxismo
c) Nastias
d) Metabolismo
e) Multiplicación
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FUENTES DE INFORMACIÓN
1. ADUNI. Biología: Una perspectiva humana. Edit Lumbreras. Lima Perú 2006.
2. AUDESIRK, Teresa, Gerald Audesirk y otros. Biología. Editorial Pearson. Prentice Hall.
Primera edición. 2004. Esta fuente de información se utilizó sobre todo para las imágenes que
son muy explicativas y completas.
3. CARRERES ORTEGA, Ainoa. Biología Celular e Histología General. Facultad de Medicina de la
Universidad Miguel Hernández. España 2004.
4. TÓRTORA, Gerar J. y Sandra Reynolds Grabowski. Principios de Anatomía y Fisiología.
Sétima edición. Editorial Mosby / Doyma Libros. Madrid España 1996.
5. ROBERTIS Y ROBERTIS. Biología Celular y Molecular. Undécima edición. Argentina 1984.
6. SHERMAN, Irwin W y Vilia G. Sherman. Biología Perspectiva Humana. Edit. Mc Graw Hill.
México 1994.
7. http://www.genomasur.com/lecturas/Guia12a.htm
8. http://etapasdemitosis.galeon.com/
9. http://www.msd.es/publicaciones/mmerck_hogar/
10. http://www.cruzroja.es
11. http://www.cruzroja.es/vih/Informacion-Basica-VIH.html