6.- Elementos químicos y agua

Elementos químicos presentes en las moléculas que componen el cuerpo:

• ·         Carbono
• ·         Hidrógeno
• ·         Oxígeno
• ·         Nitrógeno
• ·         Potasio
• ·         Azufre

Se abrevian con la sigla CHONPS y son las partes fundamentales que componen las biomoléculas.

Agua.

·         - Componen el 60% de la célula.

·         - Se obtiene por:

                               - Bebida     

                               - Comida

                               - Resp. Celular à C₆H₁₂O₆ - - - > ATP,  Co₂, H₂O

·         - Se expulsa por: -Sudor, -Micción, -Heces, -Espiración respiratoria

·         - Estructura: Polar

Propiedades:

  -   Disolvente universal

       -   Fuerza de cohesión

       -   Aumenta calor (Regulación térmica)

       -   Tensión Superficial

Funciones:

  -    Transporta nutrientes y desechos

       -   Regulador térmico

        -   Presente en el metabolismo celular (citoplasma)

       -   Interviene como reactivo en la fotosíntesis.

5.- División Celular

La división celular es la parte del ciclo celular en la que una célula inicial (llamada "madre") se divide en dos para formar dos células hijas. Gracias a la división celular se produce el crecimiento de los organismos pluricelulares con el crecimiento de los tejidos y la reproducción vegetativa en seres unicelulares.

Los seres pluricelulares reemplazan su dotación celular gracias a la división celular y suele estar asociada a la diferenciación de esta. En algunos animales la división celular se detiene en algún momento y las células acaban envejeciendo.

Las células senescentes se deterioran y mueren debido al envejecimiento del cuerpo. Las células dejan de dividirse porque los telómeros se vuelven cada vez más cortos en cada división y no pueden proteger a los cromosomas.

Tipos de división celular

 
Bipartición: la división de la célula madre en dos células hijas, cada nueva célula es un nuevo individuo con estructuras y funciones idénticas a la célula madre. Este tipo de reproducción la presentan organismos como bacterias, amebas y algunas algas.

Gemación: se presenta cuando unos nuevos individuos se producen a partir de yemas. El proceso de gemación es frecuente en esponjas, celenterios, briozoos. En una zona o varias del organismo progenitor se produce una evaginación o yema que se va desarrollando y en un momento dado sufre una constricción en la base y se separa del progenitor comenzando su vida como nuevo ser.

Esporulación: la esporulación o esporogénesis consiste en un proceso de diferenciación celular para llegar a la producción de células reproductivas dispersivas de resistencia llamadas esporas. Este proceso ocurre en hongos, amebas, líquenes, algunos tipos de bacterias, protozoos esporozoos (como el Plasmodium causante de malaria), y es frecuente en vegetales (especialmente algas, musgos y helechos), grupos de muy diferentes orígenes evolutivos, pero con semejantes estrategias reproductivas, todos ellos pueden recurrir a la formación células de resistencia para favorecer la dispersión.

4.- Membrana Plasmática

La membrana plasmática o celular es una estructura laminar formada por lípidos, con cabeza hidrofílica (y cola hidrofóbica) y proteínas que engloban a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de éstas. Además, se asemeja a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas.

1. Modelo "Mosaico fluido" : Contiene variados componentes y es elástica (fluidos).
2. Mide entre 7 y 8 Manómetros de grosor.
3. Funciones:  Barrera: limita el MIC (medio intracelular), con el MEC (medio extracelular), Selecciona: sustancias que se introducen a la célula, es semi permeable y Permite el trasporte: Pasivo y Activo
4. Composición:

            - Fosfolípidos: da movimiento a la membrana:

-       Flip flop

-       Rotación

-       Movimiento o difusión lateral

-       Flexión

·       Colesterol (células animales): entrega estabilidad frente a los cambios térmicos de la célula.

·       Glucocálix: Glucoproteína y Glucolípido, comunicación celular: células vecinas y sustancias extrañas

·       Proteínas: Periféricas y transmembrana.

SIMBOLOGÍA

1. Oligosacáridos
2. Glucolípidos
3. Cabeza polar, fosfolípidos
4. Cara u hoja exterior
5. Cola hidrofóbica, fosfolípidos
6. Cara u hoja interior
7. Citoesqueleto
8. Colesterol
9. Proteínas periféricas
10. Glucoproteínas integrales o transmembrana.

Funciones de la Membrana Plasmática  

La membrana plasmática, tiene un doble papel fisiológico en la célula, por una parte aísla y por lo tanto diferencia el medio interno celular (MIC) del medio externo celular (MEC) pero a su vez media la interacción entre la célula y su entorno al permitir intercambio selectivo de materia y energía e información (diferentes tipos de señales físicas y químicas) entre ambos, intercambio que es necesario para mantener una adecuada homeostasis del medio interno, clave en el mantenimiento de la vida celular. Esta doble función de la membrana plasmática es posible por una parte gracias a la naturaleza aislante que en medio acuoso proporciona la Bicapa lipídica y por otra en las funciones de transporte que desempeñan las proteínas en la membrana. Es la actividad específica transportadora de dichas proteínas la que determina permeabilidad selectiva de las biomembranas y de ese modo desempeñan un papel crucial en la función de la membrana.

La membrana plasmática es una barrera selectivamente permeable que permite el paso de unas sustancias pero no de otras. Determina pues qué sustancias entran o salen de la célula. El interior hidrofóbico de la Bicapa de Fosfolípidos es una de las razones por las que la membrana es selectivamente permeable. Así, la Bicapa lipídica tiene un papel fisicoquímico dual, pues sirve por una parte como un solvente de las proteínas de la membrana y por otra actúa como una barrera a la permeabilidad. Mientras que las moléculas hidrofóbicas, que son solubles en lípidos (ej. etanol) pueden pasar fácilmente la membrana, moléculas pequeñas como el oxígeno , dióxido de carbono , Nitrógeno  pueden difundir entre los Fosfolípidos de membrana, pero moléculas hidrofílicas pequeñas como agua, nutrientes como la glucosa e iones,  protones , etc.,  no pueden pasar directamente a través de los Fosfolípidos de la membrana plasmática. Estos compuestos deben pasar a través de proteínas de transporte específico situadas en la membrana.

Las proteínas periféricas tienen la función del reconocimiento químico de otras celular o de hormonas y actúan como primer mensajero

Las proteínas Transmembrana participan en el transporte de sustancias entre el MEC y el MIC.   

- Canales: Forma un canal y trabaja en la forma de un canal para poder pasar a favor de la gradiente de concentración. Transporte pasivo.

Carrier: Modifica su estructura. Transporte pasivo a favor de la gradiente de concentración

Bomba: Modifica su estructura completamente. Transporte activo en contra de la gradiente de concentración.

Las proteínas embebidas en la membrana realizan varios tipos de funciones, algunas de las cuales están relacionadas con el mantenimiento de la hemostasia celular (ej. transporte, enzimas) y otras que son básicas para integrar una célula en un tejido (receptores, funciones de anclaje, de conexión y reconocimiento intercelular).

3.- Célula Eucarionte

Las células eucariontes (eu: verdadero; karyon: núcleo): su principal característica es que poseen un núcleo en el que esta contenido el material genético (ADN). Son células complejas y evolucionadas y en su interior existe una serie de organelos membranosos (es decir, que poseen membrana).
Los organismos pertenecientes a los reinos protista, funji, vegetal y animal están constituidos por este tipo de células. A su vez, las células eucariontes pueden ser de dos grandes tipos: animales y vegetales:

Organelos en común entre la célula animal y vegetal.-

• Membrana plasmática: Bicapa de Fosfolípidos con proteínas inmersas y en la superficie (periféricas), más glúcidos en la cara externa. Participa en la Permeabilidad Selectiva de tipo Activa y Pasiva de sustancias que ingresan al medio intracelular o salen de la célula al medio extracelular. Aísla, protege y da fluidez a la célula

• Retículo Endoplasmático Rugoso: Sistema membranoso formado por vesículas o sacos y tubos aplanados, adosado a la carioteca, (membrana del núcleo), y posee ribosomas. Participa en la síntesis de proteínas celulares y estas pueden ser de exportación o para formar parte de la propia célula y son enviadas a regiones celulares en que sean necesarias o al aparato de Golgi, donde terminan de madurar para su exportación.

• Retículo Endoplasmático Liso: Complejo de sacos apilados membranosos, sin ribosomas. Participa en la síntesis y metabolismo de lípidos (ácidos grasos y Fosfolípidos), que componen las membranas de la célula.

• Aparato de Golgi: Formado por un conjunto de sacos aplanados. Procesa y envuelve productos como las proteínas. Participa en la Secreción celular, es decir, en la biogénesis de todas las membranas biológicas de la célula y de los organelos internos, en la formación del Acrosoma del espermatozoide y en la secreción de Vacuolas que al diferenciarse darán origen a Lisosomas, peroxisomas y Vacuolas.

• Lisosomas: son organelos provistos de una membrana, encierran gran cantidad de enzimas digestivas,  participan en la digestión celular, sea en el interior de la célula (Endocitosis) o fuera de ella (Exocitosis). Son vesículas construidas en el Aparato de Golgi. Hacen “Autofagia” : digestión de restos celulares y “Apoptosis”:  destrucción programada de la membrana del lisosoma (muerte celular).

• Mitocondrias: Forma ovalada con doble membrana, crestas y matriz mitocondrial, posee ADN propio.  Participan en la Respiración celular aeróbica mediante la cual los nutrientes ingresados a la célula son oxidados biológicamente en CO2, H20 y energía química en forma de ATP.

• Ribosomas: Unidades formadas por proteínas y ARNr, se fabrican en el núcleo, se ubican en el RER o libres en el citoplasma, poseen dos subunidades (mayor y menor). Efectúan la síntesis de proteínas, (une aminoácidos en el RER formando cadenas polipeptídicas).

• Peroxisomas: Vesícula esférica rodeada de una membrana, contiene enzimas digestivas capaces de cristalizarse (color más oscuro),  su principal función es la desintoxicación, posee la Catalasa que degrada el agua oxigenada en agua y oxígeno.

• Carioteca: Membrana nuclear, doble, con poros, formada principalmente de Fosfolípidos. Aísla el nucleoplasma del citoplasma, regula el intercambio de sustancias.

• Núcleo: Rodeado por una doble membrana, contiene el material genético y el nucléolo. Regula la expresión de los genes y participa en la reproducción de la célula.

• Nucléolo: Es el núcleo del núcleo y está formado principalmente por ribosomas (nuevos) y ARN. Participa en la síntesis de las 2 subunidades menor y mayor de los Ribosomas y contenerlos.

• ADN: Ácido nucleico formado por nucleótidos (fosfato, desoxiribosa, base nitrogenada). Doble hebra. Contiene los genes y regula su expresión.

• ARN: Ácido nucleico, formado por ribonucleótidos (fosfato, ribosa, base nitrogenada). Hebra simple. ARNm: lee el mensaje contenido en los genes. ARNt: transporta los aa (aminoácidos), al RER. ARNr: parte estructural de los ribosomas.

• Citoesqueleto: Tramado tridimensional de proteínas que producen el soporte interno para las células y el movimiento de organelos (microfilamentos, microtúbulos).

• Microtúbulos: participan en la formación del Citoesqueleto. Son largos tubos huecos proteicos que se polimerizan y despolimerizan continuamente. La proteína que lo forma se llama tubulina (dímero). Un dímero de tubulina se asocia y va formando protofilamentos que a su vez se organizan formando un tubo 13 subunidades de protofilamentos (unidades proteicas y longitudinales ensambladas en número de 13, en círculo, formando así un microtúbulo).

•  Cilios: Evaginación de la membrana plasmática, formado por  9 pares de microtúbulos más un par central, son de menor longitud y hay un mayor número por célula, da el movimiento a la célula en forma de remo y está presente solo en algunas células.     

• Flagelos: Evaginación de la membrana plasmática, formado por  9 pares de microtúbulos más un par central, son de mayor longitud y es solo uno por célula, da el movimiento a la célula en forma de ondulaciones y está presente solo en algunas células.

• Citoplasma o Citosol: Medio acuoso en el que se encuentran inmersos los organelos celulares. Parecido al gel.

Organelo solo de la célula animal

• Centriolos: pareja de estructuras que forman parte del Citoesqueleto, semejante a cilindros huecos, intervienen en la reproducción celular formando el huso mitótico (metafase).

Organelos solo de la célula Vegetal

• Plastidios: organelos celulares eucarioticos propios de las plantas y de las algas. Su principal función es la producción y almacenamiento de importantes compuestos químicos usados por la célula, tiene una doble membrana y pigmentos.

• Cloroplastos: propios de las células vegetales, organelo ovalado que posee doble membrana, granas formadas por tilacoides (que poseen clorofila), estroma (“citoplasma” del cloroplasto), y ADN propio. Posee reproducción independiente del núcleo, contiene un pigmento capaz de absorber todos los rallos luminosos, excepto el verde. En este organelo ocurre el proceso de Fotosíntesis. La clorofila absorbe todo el espectro, excepto la longitud de onda entre 500 y 600 nm. Por lo tanto refleja el color verde, es decir, lo que no puede ser absorbido y nosotros vemos.

• Leucoplastos: almacenan sustancias incoloras o poco coloreadas y se localizan en órganos que almacenen almidón principalmente.

• Cromoplastos: almacenan los pigmentos, a los colores anaranjados o rojos, de flores raíces o frutas.

• Vacuolas: Son sacos limitados por membrana (tonoplasto), hay una sola vacuola central por célula, es de gran tamaño, ocupa la mayor parte del espacio (90%) interior de la célula, se forma por segregación del Aparato de Golgi. Sus funciones son el almacenamiento de agua y otros nutrientes, el soporte mecánico de los tejidos (turgencia), la regulación del ingreso y salida de agua de la célula y en la digestión intracelular, similar a la de los Lisosomas. La vacuola central se diferencia de las vacuolas fagocíticas en su tamaño y función. La fagocítica es exclusivamente de almacenamiento por corto plazo, generada mediante endositosis y vinculada con lisosomas que degradan su contenido. Las vacuolas fagocíticas están presentes en todas las células eucariontes.

• Pared Celular: Formada por celulosa en vegetales, quitina en hongos y glucoproteínas en algas, participa en el sostén y soporte mecánico de la célula, en la protección del contenido vivo, en vegetales da origen a los plasmodesmos (puentes de comunicación entre células vecinas) y da una forma definida a las células vegetales.

2.- Célula Procarionte

Procarionte: pro (antes), carionte (núcleo).

 Estas células son unicelulares, no tienen un núcleo definido (ADN disperso o desnudo), carecen de organelos. Su medida aproximada es de 1 micrómetro.

 Existe diversidad de formas:

-      Espirilo

-      Cocos (dipticocos- estafilococo-estroptococo)

-      Bacilos

-     Vibrios

-     Filamentosas

Partes de la célula.

Célula Procarionte

1. Las membranas fotosintéticas: Son invaginaciones de la membrana plasmática, no desprenden oxigeno como la fotosíntesis vegetal, son superficies para pigmentos que absorben luz, principalmente  bacterioclorofila, en bacterias verdes (clorobium) y bacterias purpuras (cromatium).
2.  El material genético: Esta compuesto por un anillo de ADN de doble cadena que no esta envuelta por una membrana nuclear. Por lo general, hay aproximadamente 2.000 genes, el 0,2 % del número encontrado en la célula eucarionte. Contiene los genes, los cuales regulan todo el metabolísmo de la célula y su reproducción.
3. La cápsula: Es una capa gomosa de mucílago que puede unir bacterias en colonias o conferir protección. 
4. Los plásmidos: Son pequeños fragmentos de ADN circular que replican independientemente del genoma celular. contienen ADN extracromosomal, funciones metabólicas propias de la célula.
5.  Los Pili: También llamados fimbrias, son varillas proteicas relacionadas con la fijación  célula- célula. El pilux sexual esta implicado en la transferencia de ADN durante ciertos fenómenos sexuales.
6. La pared celular: Tiene un marco rígido de mureina, un polisacárido entrecruzado por cadenas peptídicas. En bacterias gram (+) la pared se engrosa con depósitos posteriores  de polisacáridos y proteínas. En cambio las gram (-)  tienen una pared mas delgada cubierta por una capa lipídica  que proporciona protección. La rigidez de la pared impide el daño osmótico (la penicilina interfiere con aquella en bacterias gram + sensibles) y da forma a la célula. Las formas mas comunes son: coco- bacilos- espirilo.
7. Los mesosomas: Son repliegues internos de la membrana plasmática sobre los que se localizan las enzimas asociadas con la respiración. Para impulsar la síntesis de ATP se utiliza una gradiente de protones generados a través de estas membranas. Forma tabiques que permiten dividir a la célula cuando esta se reproduce.
8. Ribosomas: Son mas pequeños que los eucariontes. Están dispersos por todo el citoplasma, y no están sujetos por un retículo endoplasmático, como función tienen la síntesis de proteínas para el metabolísmo célular.
9.  La membrana plasmática: Es una bicapa  de fosfolípidos. Selecciona las moléculas que entran y salen de la célula.
10.  Los almacenes de alimento: Son comúnmente glóbulos lipídicos o gránulos de glucógeno, almacenan alimento.
11.  El flagelo: Es el que le da la movilidad a la mayoría de las bacterias. Esta compuesto de un solo cilindro de subunidades de proteína (flagelina). Éste no late, sino más bien, rota sobre un cojinete anclado en la pared celular, es responsable de la movilidad de muchas bacterias. produce un movimiento de espiral que empuja a la célula. 

A continuación un video que explica mas sobre las células procariontes.