Célula

Descubrimiento de las células El primero en utilizar la palabra "célula" fue Robert Hooke en 1665 cuando vio a través de un microscopio estructuras formadas por celdas en un corte de corcho. A pesar de que no pudo demostrar que estas células eran los constituyentes básicos de los seres vivos, se le considera como el descubridor de estos elementos biológicos. Pasaron 100 años para qué volvería a haber grandes avances en este campo de la biología:    1. 1824 Se postuló que las plantas y los animales están formados por células    2. 1831 Se reconoce el núcleo celular    3. 1838 Se formula la Teoría Celular    4. 1839 Se acuña el término protoplasma    5. 1888 Se describe el centriolo    6. 1890 Se reseñó que son las mitocondrias    7. 1898 Se descubrió el aparato de Golgi    8. 1952 Se descubren los lisosomas

Teoría celular Entre 1838 y 1839 Mathias Schleiden y Theodor Schwann formularon la teoría celular en la que establecieron que "La célula es la unidad básica, estructural y funcional de los seres vivos y que todos los organismos están constituidos por una o más células". Esta teoría consiste en tres postulados:    1. Postulado anatómico: Todos los seres vivos están formados por una o más células. Con esto podemos clasificar los seres vivos    en dos tipos generales, los unicelulares y los pluricelulares.    2. Postulado fisiológico: En las células se llevan a cabo todas las reacciones metabólicas. Esto quiere decir que el conjunto de las    reacciones metabólicas en la célula, como la respiración o reproducción, forman el metabolismo del organismo completo.    3. Postulado sobre el origen de las células: Las células se forman por división de las células preexistentes. Esto quiere decir que los    seres vivos se forman y crecen gracias a la multiplicación de sus propias células debido a la división de ellas mismas.

Estructura celular La estructura celular es el conjunto de elementos que integran a la célula llamada organelos celulares, estos organelos varían dependiendo del tipo de célula, ya sea procariota, eucariota, animal o vegetal, sin embargo, todas comparten una estructura básica. Esta estructura que todas las células comparten son la Membrana Plasmática, Citoplasma y ADN como base para su herencia. Biomoléculas en las células Los elementos químicos presentes en las células son:                                         Los compuestos químicos presentes en la célula:    1. Oxígeno (65%)               5. Calcio (1.5%)                                                                 1. Agua (70% de la masa total celular)    2. Carbono (18%)               6. Fósforo (1%)                                                                 2. Iones inorgánicos (Na, K, Mg, Ca, HPO, Cl)    3. Hidrogeno (10%)            7. Magnesio, Potasio, Azufre, Sodio (1.5%)                 3. Moléculas que contienen carbono    4. Nitrógeno (3%) Las moléculas orgánicas más importantes presentes en la célula son: a) Carbohidratos    Los carbohidratos son compuestos químicos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, se clasifican en monosacáridos,    disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Estos tienen como función principal ser la fuente primaria de energía para las células    o para formar estructuras celular. La forma en la que asimilamos los organismos es: Después de consumirlos, nuestro sistema    digestivo deshace estos alimentos, hasta que se quedan solo los carbohidratos monosacáridos, la sangre los lleva a todas    nuestras células, estas células ocupan estos carbohidratos para ser procesador por las mitocondrias y transformados en    molécula energéticas para utilizarse en todos los procesos de las células. Si hay un exceso de glucosa, se convierte en glucógeno    o lípidos para reservar la energía, y si, por otro lado estos escasean, entonces se usan esos lípidos de reserva. b) Lípidos    Los lípidos son compuestos químicos de consistencia aceitosa, insoluble en agua, existen diversos tipos de lípidos como las    grasas y aceites, los fosfolípidos, los esfingolípidos, las aceras y los esteroides. Las principales funciones de los lípidos son las de    reserva de energía, formar parte de las membranas de las células o formando cubiertas impermeables en los cuerpos de las    plantas o animales, y otros lípidos tienen una función hormonal en los organismos. c) Aminoácidos    Los aminoácidos son compuestos químicos formados por un átomo de carbono central unido a 4 grupos: un grupo amino    (NH2), un grupo carboxilo (COOH), un hidrógeno y un grupo "R" que es variable para cada aminoácido. Su función principal es la    de formar proteínas. d) Proteínas    Las proteínas son polímeros constituidos por carbono, hidrogeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y fierro. También podemos definir a las proteínas como polímeros compuestos por elementos más simples que serian los aminoácidos que se unen desde pares hasta miles para formar todas las proteínas que conocemos. Las funciones que cumplen las diferentes proteínas son:    1. Estructuralmente en los citoesqueletos, membranas celulares, estructuras de los huesos, músculos, piel o cabello.    2. Función enzimática ya que algunas proteínas tienen funciones para acelerar ciertas reacciones metabólicas o para degradar    algunas moléculas complejas    3. Función hormonal, algunas proteínas tienen funciones de mandar comunicar con diferentes órganos de nuestro cuerpo.    4. Algunas proteínas se encargan de atacar a las sustancias que pueden hacerles daño a las células de nuestro cuerpo.    5. Otras proteínas ayudan a transportar moléculas que necesitan nuestras células, ya sean en frontera de la membrana celular o    dentro de la célula entre diferentes organelos    6. Funciones neurotransmisoras, algunas proteínas ayudan a que se comuniquen las neuronas de ciertas regiones de nuestro    cerebro como la endorfina.

Organelos celulares Para su estudio, los organelos se clasifican en tres diferentes grupos:    a) Organelos en común Membrana celular: Es una capa semipermeable compuesta de fosfolípidos y proteínas que cubre a la célula del medio externo, esta regula la interacción del medio externo con el interno de la célula, aísla el contenido de la célula del medio externo, regulan reacciones químicas en su superficie, permite la comunicación entre diferentes células. Su estructura es una doble capa de fosfolípidos y miles de proteínas, entre estas estarían proteínas receptoras, proteínas de reconocimiento, proteínas enzimáticas, proteínas de unión y proteínas de transporte. A través de esta se da el transporte celular de tres formas diferentes, transporte pasivo (consiste en la entrada y salida de sustancias en la célula sin gasto de energía debido a los diferentes gradientes de concentración, esto de tres formas diferentes, difusión simple, facilitada y osmosis), transporte activo (Es el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula en contra de los gradientes de concentración, esto por medio de proteínas transportadoras las cuales con uso de ATP introducirán las moléculas de un extremo a otro de la membrana), transporte mediado por vesículas (Es aquel que utiliza un tipo de vesículas para realizar las funciones de transporte de sustancias y se subdivide en dos tipos, por endocitosis o exocitosis). Citoplasma y Citosol: Es el conjunto de compuestos químicos y estructurales que están dentro de la membrana plasmática, pero fuera del núcleo. ADN y ARN    b) Organelos de las células eucariotas Citoesqueleto: El citoesqueleto es una estructura de proteínas que se encuentra dentro de la célula y que tiene diferentes funciones importantes. Núcleo: Tiene más o menos forma circula con una membrana propia, se encuentra pegado a la membrana celular en su pared interna, contiene el ADN y regula la expresión genética. Mitocondrias: Las mitocondrias son cuerpos ovoides que pueden estar en cualquier parte de citoplasma, su función es transformar la energía recibida de las moléculas energéticas en ATP. Retículo Endoplasmático: El retículo endoplasmático es una red interconectada de membranas o de tubos aplanados ubicada alrededor del núcleo, se divide en dos partes, la parte rugosa (su función principal es la síntesis y modificación de proteínas) y la parte lisa (su función principal es la síntesis y modificación de lípidos). Ribosomas: Los ribosomas son pequeños elementos que pueden estar solos en el citoplasma o pegados en el retículo endoplasmático rugoso y su función es sintetizar proteínas. Aparato de Golgi: Es derivado del retículo endoplasmático, su función principal es el almacenamiento, modificación y empaque de sustancias de secreción. Lisosomas y peroxisomas: Los lisosomas son vesículas que contienen enzimas digestivas celulares y que nacen en el aparato de Golgi y tiene como función degradar macromoléculas en el interior de la célula. Los peroxisomas son estructuras casi esféricas que se encuentran en el citosol que se encarga de degradar ácidos grasos y purinas.    c) Organelos especiales de las células vegetales Pared celular: Es una capa externa a la membrana celular que se compone de diferentes sustancias, pero regularmente está compuesta por celulosa, esta pared está constituida por una lámina media, una pared celular primaria y pared celular secundaria. Vacuolas: Las vacuolas son sacos membranosos que contienen principalmente agua, su función principal de las vacuolas es la de almacenar diversas sustancias como agua, proteínas, grasas o pigmentos Plástidos o plastos: Los plástidos son organelos encargados de captar y almacenar la energía solar, existen tres tipos, cloroplastos (realizan fotosíntesis), cromoplastos (ayudan el proceso de la fotosíntesis), leucoplastos (almacenan los productos de la fotosíntesis en forma de almidón).

Diferencia entre Procariotas y Eucariotas Las células procariotas mantienen la estructura básica común de todas las células, pero no tienen núcleo. Estas células forman bacterias y arqueas, entre otras. Membrana Plasmática Citoplasma ADN y ARN No tienen núcleo Los otros organelos no están definidos o no tienen La célula eucariota son las células que si tienen núcleo y muchos organelos muy diferenciados. De estas células se desprenden las células animales y vegetales que forman todo el reino de los seres vivos. Membrana Plasmática Citoplasma ADN y ARN Si tienen núcleo Tienen otros organelos (Aparato de Golgi, Ribosomas, Retículo endoplasmático, Mitocondrias, Vacuolas, Lisosomas)

Ciclo celular El ciclo celular es una serie de sucesos que experimentan las células cuando nacen, crecen y se multiplican de forma asexual. Cuando una célula se multiplica o más precisamente cuando se divide, tienen que transmitir su información genética y demás organelos para que puedan sobrevivir sus descendientes. Esta transmisión la llevaba a cabo a través de una serie de fases que constituyen el ciclo celular. El ciclo celular abarca desde un relativamente largo periodo de crecimiento más un periodo corto de división. En las células procariotas el ciclo celular se llevan a cabo de manera mucho más sencillos que en las células eucariotas. Las fases del ciclo celular son dos:  La interfase, en esta fase la célula crece tomando nutrimentos de su ambiente y duplica su ADN, esto lo hace en 3 etapas, G1, S y G2. En la fase G1 la célula crece en tamaño, sintetiza proteínas y organelos nuevos y se diferencia o se especializa. En la fase S si la célula recibe señales o está programada para dividirse, entra en la fase de síntesis, donde se replica el ADN para tener cromosomas dobles. Por último, en la fase G2 la célula crece un poco más y se producen mucho organelos y otras moléculas necesarias para la división celular. En la división o reproducción celular es cuando se lleva a cabo la fase M o mitosis, es cuando se lleva a cabo la mitosis y la célula reparte las dos copias de su material genético entre sus dos células hijas.

Estructura y funciones del ADN El ADN se llama así por Ácido Desoxirribonucleico y es la biomolécula donde se guarda toda la información genética acerca de como y cuando se tienen que formar los organismos. El ADN en las células procariotas al no tener núcleo se encuentra en cualquier parte del citosol, mientras que en las eucariotas el ADN está contenido en el núcleo celular. La estructura del ADN se puede estudiar desde 3 aspectos diferentes; La estructura química: El ADN está formado por 2 cadenas enlazadas paralelamente, ambas cadenas están constituidas por nucleótidos, estos estan formados por un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada variable, en ambas cadenas se unen el grupo fosfato con uno de los azúcares, y después se unen entre ellas por medio de la base nitrogenada (Timina-Adenina y Guanina-Citosina). La estructura organizacional: El ADN se organiza físicamente en cromosomas, los cromosomas son cadenas de ADN enroscadas y organizadas de diferentes formas y de diferentes tamaños, estos cromosomas se presentan en pares, uno parte de la madre y el otro de parte del padre, los seres humanos contamos con 23 pares de cromosomas o sea 46 (El conjunto total de cromosomas de un ser vivo se llama cariotipo). La estructura funcional: El ADN se organiza funcionalmente en genes, estos son fragmentos del ADN,  fragmentos de las cadenas que determinan una característica física específica. El lugar que ocupa determinado gen en un cromosoma se llama locus. Las funciones del ADN son contener la información sobre el organismo a desarrollar, su forma, sus funciones y su desarrollo. Además, transmitir esta información a las siguientes generaciones. 

Definición del ARN El ARN llamado así por ácido ribonucleico, es una molécula parecida al ADN, pero de una sola cadena, es decir que solo cuenta con una hilera de nucleótidos y existen diferentes tipos de ARN con diferentes funciones. El ARN es casi exactamente como si se recortara el ADN  la mitad, es decir, solamente una cadena de eslabones con la mitad de los lazos que unen contra cadena, pero si cuentan con dos diferencias, la primera es que el ARN tiene como eslabones el azúcar "ribosa" en lugar de una desoxirribosa. La otra diferencia consta en una de sus bases nitrogenadas, ya que en lugar de tener Timina cuenta con Uracilo, la cual también empareja con la Adenina. Existen tres tipos de RNA: RNA mensajero (RNAm): Este transporta la información genética desde el ADN hasta los ribosomas para formar proteínas. RNA de transferencia (RNAt): Traduce el mensaje genético que lleva el RNAm al lenguaje de losa aminoácidos, además transporta los aminoácidos que se van requiriendo para formar la cadena de polipéptidos. RNA ribosomal (RNAr): Se encuentra en los ribosomas y se encarga de catalizar las uniones de los aminoácidos recibidos por el RNAt con as indicaciones recibidas del RNAm.

Reproducción celular La reproducción celular es el mecanismo y conjunto de proceso bioquímicos por el cual las células se reproducen o se dividen para formar más individuos. También se puede decir que es una de las fases (fase M) del ciclo celular, y puede ser de dos tipos: Mitosis: En la mitosis la célula se divide en 2 células idénticas, esto quiere decir que cuentan con el mismo número de cromosomas que la célula madre. Este proceso transcurre en 4 fases: Profase: Los cromosomas ya duplicados se enroscan y se condensan. Se empiezan a formar los microtúbulos del huso y el huso capta cromosomas.  Metafase: Los cromosomas se alinean de tal manera que cada uno de ellos estan conectados a los polos de uso y alineados al ecuador de la célula. Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y son llevadas a polos opuestos de la célula. Telofase: Se forma una membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas hijos. Por último viene un proceso llamado citocinesis en donde se separan los citoplasmas en específicamente 2 células.  Meiosis: En la meiosis la célula se divide en 4 células con la mitad de cromosomas que la célula madre. El proceso consiste en una doble división celular de células diploides para obtener 4 células haploides, estas divisiones serian una meiosis 1 y meiosis 2. Este proceso solo se lleva a cabo en las células germinales de los órganos reproductores para producir los gametos.