Célula

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BIOLOGÍA: es la CIENCIA de la VIDA que estudia la estructura, la función, el crecimiento y aún más, estudia las conductas de los seres vivientes, como así también analiza los mecanismos de la reproducción.

Características de los seres vivo

La unidad estructural y funcional de todos los organismos vivos animales y vegetales es la CÉLULA, cuya característica principal es la de ser el elemento más pequeño que puede vivir independientemente.

Estos organismos pueden dividirse en:

UNICELULARES: están formados por una única célula, esta puede ser procariota o eucariota, se autorregula y tiene vida independiente. Ejemplo de estos son las bacterias o algunas parásitos.

PLURICELULARES están formadas por muchas células especializadas.

Teoría Celular:

La teoría celular se debe a dos científicos alemanes, el botánico Mathias Schleiden y el zoólogo Theodor Schwann. En 1838 Schleiden señaló por primera vez que las plantas se componen de células. Al año siguiente, Schwann extendió esta generalización a los animales. Desde entonces se acepta que la célula es la unidad básica de todos los órganos vivos.

La Teoría Celular en su formulación actual, enuncia:

Los seres vivos están formados por células y productos celulares.

Las células se originan a partir de otras células.

Las reacciones químicas del organismo vivo tienen lugar dentro de la célula.

Las células contienen información hereditaria de los organismos que integran y esta información se transmite de la célula madre a la célula hija.

Modelos Celulares

Una célula consta de TRES partes fundamentales:

Un límite, la Membrana Celular

Un contenido, o Citoplasma

Y el material genético, el cual se halla en una o más estructuras llamadas Cromosomas.

El modelo celular con núcleo se le dio el nombre de Célula Eucariota (de eu: verdadero y cario: núcleo). Al tipo Celular de las bacterias, se lo llamo Procariota (anterior al núcleo).

Estructura y funciones de las CÉLULAS (ver FICHAS)

Toda célula contiene una información en su interior que se encuentra codificada. Esto es el código GENÉTICO, encargado de regular la actividad celular. Esta información codificada se encuentra situada en el ADN, molécula compleja formada por ÁCIDOS NUCLEICOS y por PROTEÍNAS. El ADN se encuentra rodeado por una membrana biológica en algunas células (carioteca), constituyendo el NÚCLEO celular.

Cuando un grupo de células de similares características y funciones se agrupan entre sí, forman los diversos TEJIDOS. Estos se clasifican en:

Tejido Nervioso

Tejido Muscular

Tejido Epitelial

Tejido Sanguíneo

Tejido Glandular

Tejido de Sostén: que se subdivide en tejido conectivo, tejido cartilaginoso y tejido óseo.

Organismos Autotrofos y Heterotrofos

AUTOTROFOS: son aquellos que obtienen del suelo y de la atmósfera las sustancias necesarias para su metabolismo. Los vegetales constituyen un ejemplo típico de organismos autótrofos.

HETEROTROFOS: necesitan de otros organismos para obtener los elementos nutricionales indispensables para su metabolismo. La provisión de dichos nutrientes se obtiene a través de las plantas o por medio de la ingesta de otros animales.

Propiedades de los Organismos Vivientes

MOVIMIENTO: la capacidad de provocar el desplazamiento de todo el organismo. En el caso de algunos organismos unicelulares, el desplazamiento de los mismos se efectúa a causa de que ellos disponen de prolongaciones celulares llamadas flagelos.

IRRITABILIDAD: propiedad que le posibilita responder a estímulos y/o cambios físicos y químicos que se producen en el medio ambiente en el que ellos se desenvuelven. Esta propiedad es la que le facilita a un organismo el poder relacionarse con el medio ambiente en el que está inmerso, lo cual le permite nutrirse y por ende poder sobrevivir a través de una correcta adaptación al medio ambiente.

CRECIMIENTO: consiste en el aumento de tamaño de un organismo por el acrecentamiento de las sustancias vivientes (ANABOLISMO).

REPRODUCCIÓN: esta es una característica fundamental en todos los organismos vivientes, propiedades por la cual los mismos pueden PERPETUARSE. Según que los participantes en la generación de un organismo sean dos o en su defecto uno solo, la reproducción se clasifica en SEXUAL y en división ASEXUAL.

REPRODUCCIÓN SEXUAL: es necesaria la participación de dos células provenientes de individuos de distinto sexo, las cuales al unirse formarán un nuevo individuo, individuo semejante pero NO idéntico a los progenitores, ya que el nuevo ser dispondrá de las características presentes en ambos padres.

REPRODUCCIÓN ASEXUAL: un solo organismo es el que da origen a otros seres IDÉNTICOS al progenitor. (.)

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CÉLULAS PROCARIOTES Y EUCARIOTES

Existen en la naturaleza DOS variedades de células que se diferencian entre sí por la organización interna en la que se encuentran dispuestas las distintas estructuras. Estas son las procariotes y las eucariotes.

PROCARIOTES: o Procariontes reciben este nombre debido a que carecen de un verdadera núcleo (carios significa núcleo en el idioma griego). El ADN se encuentra dispuesto en un largo filamento ubicado en el citoplasma sin ninguna membrana nuclear envolvente. Este material genético se dispone en forma CIRCULAR, ya que los extremos de la larga cadena de ácidos nucleicos se unen entre sí. Por otra parte los ácidos nucleicos no se encuentran asociados con ninguna otra proteína, como sucede con la CROMATINA de las células Eucariotas.

La Membrana Celular de las células procariotes se caracteriza por disponer de enzimas respiratorias, mediante las cuales las células de este tipo pueden generar su propia energía. Los Procariotes no tienen en su citoplasma mitocondrías (organoides celulares que funcionan como aparato respiratorio en los eucariotes) por lo que los procesos respiratorios son determinados exclusivamente por las enzimas de la membrana plasmática. En el Citoplasma de estas células se observan ribosomas destinados a la síntesis de proteínas, fabricación que está bajo el control del material genético como ocurre en todas las células.

La reproducción de los procariotes es en general de tipo asexual, dividiéndose en dos células hijas con un idéntico material genético cada una de los descendientes. El ADN, duplicado durante un período de la vida de la célula, se divide longitudinalmente en dos filamentos. Posteriormente el citoplasma se reparte entre las dos células hijas.

EUCARIOTES: estas se caracterizan por tener material genético ubicado en el interior del núcleo. Generalmente son más grandes que las células Procariotes. Los organismos MULTICELULARES animales y vegetales están constituidos por células de este tipo. El nombre de Eucariotes proviene del alfabeto grieso: EU = verdadero y CARIOS = núcleo.

Tambien se caracterizan por tener tener el material genético aislado del citoplasma por una membrana nuclear constituyendo de esta forma un verdadero núcleo. El ADN nuclear, se encuentra asociado con unas proteínas llamadas HISTONAS y con otras proteínas y enzimas varias. A diferencia de lo que ocurre en los procariotes, los ácidos nucleicos se encuentran dispuestos en forma lineas y no circular. Los puntos extremos de las cadenas de ADN se encuentran libres. El ADN configura un larguísimo filamento llamado CROMATINA, cromatina que en aquel momento en que la célula ingresa en el proceso de reproducción (mitosis), se fragmenta en varios segmentos llamados CROMOSOMAS portadores cada uno de ellos de los GENES. La cantidad o número de cromosomas que tienen todas las células de un espécimen es el mismo, pero el número varía de acuerdo a la especie orgánica de que se trate.

En lo referente a la división celular las células eucariotas tienen un perfeccionado método para concretarla, la MITOSIS. Por este mecanismo una célula duplica el ADN y todos sus componentes celulares, para luego repartirlo en cantidades idénticas a cada una de sus dos células hijas. Esta ducplicación celular continua es la que permite el crecimiento del organismo en su totalidad. Dado que los organismos multicelulares complejos se reproducen sexualmente , ellos disponen tambien de otros mecanismo de división celular destinado a la perpetuación de la especie: la MEIOSIS. Consiste esta meiosis en una división celular muy particular, en la que las células germinales o gametos (óvulo femenimo y espermatozoide masculino) originados en las GÓNADAS (ovarios en la mujer y testículos en el hombre) son células hijas con solamente la mitad de la carga genética de una célula normal, a efectos de que cuando se produzca la fecundación, el huevo o cigoto disponga de un idéntico número de genes que en una célula tipo de una especie determinada.

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COMPOSICIÓN de los seres vivos

Todos los organismos vivientes están compuestos por elementos químicos que se encuentran distribuidos en la naturaleza constituyendo estos elementos químicos los compuestos inorgánicos. No todos los elementos inorgánicos forman parte de las estructuras orgánicas. Solo alguno de los elementos forman compuestos que se conocen genéricamente como moléculas ORGÁNICAS, moléculas éstas que tienen propiedades muy particulares.

Moléculas ORGÁNICAS

Todas las moléculas orgánicas disponen de compuestos de CÁRBONO (C) en su estructura. Además del carbono encontramos otros elementos integrantes de la casi totalidad de las moléculas orgánicas. Estos elementos son el nitrógeno (N), el oxígeno (O), el hidrógeno (H), el fósforo (P) y el azufre (S).

Las moléculas orgánicas reciben distintos nombres: AZUCARES, LÍPIDOS, PROTEÍNAS y ÁCIDOS NECLEICOS.

Moléculas INORGÁNICAS

También encontramos algunos otros componentes que forman parte de distintas moléculas INORGÁNICAS, tales como el Sodio (Na), el calcio (Ca), el cloro (Cl), el potasio (F), el hierro (Fe), etc. Por último, hay otras sustancias llamadas OLIGOELEMENTOS que se encuentran en pequeñisimas cantidades, pero estas escasas cantidades son indispensables para el correcto funcionamiento de ciertos mecanismos del metabolismo celular (el Magnesio y el ZInc por ejemplo).

AGUA H2O

Es el principal componente en el que se encuentran disueltas todas las sustancias sean éstas orgánicas o inorgánicas. Destaquemos que el 75% del peso de un cuerpo humano adulto está constituido por agua.

El medio acuoso está caracterizado por por promocionar a los organismos de una gran capacidad térmica, es decir que les permite poder absorber o eliminar calor con una variación muy pequeña de su propia temperatura.

El agua corporal se distribuye en el organismo en dos grandes compartimientos:

Agua INTRACELULAR 55%

Agua EXTRACELULAR 20%: PLASMA SANGUÍNEO 5 % (tambien conocido como líquido canalicular) y LIQUIDO INTERSTICIAL 15% (es el que ocupa los espacios que quedan entre las células; también se le conoce como líquido tisular).

HOMEOSTASIS es el fenómeno destinado a la manutención del equilibrio interno.

Aniónes y Cationes

Los CATIONES (iones cargados positivamente) y ANIONES (iones cargados negativamento) se forman cuando un metal pierde electrones, y los no metales ganan esos electrones. La atracción electrostática entre positivos y negativos atrae las partículas entre sí y crea un compuesto iónico.

MOLÉCULAS ORGÁNICAS

Las moléculas orgánicas se encuentran en todos los seres vivientes. En el ser humano el 75% del peso corporal esta constituido por agua, casi todo el resto de los componentes biológicos está casi totalmente compuesto por moléculas orgánicas. Solo un 1% esta reservado a los componentes inorgánicos.

Existen 4 tipos fundamentales de moléculas orgánicas. Ellas son:

CARBOHIDRATOS (azúcares - glúcidos)

LÍPIDOS (grasas - ácidos grasos)

PROTEÍNAS (prótidos - componenentes nitrogenados)

ÁCIDOS NUCLÉICOS (componentes del ADN y del ARN).

Los CARBOHIDRATOS y los LÍPIDOS son la principal fuente de ENERGÍA QUÍMICA del organismo. Los PRÓTIDOS son los elementos que constituyen la base estructural de las células y de los tejidos. Las proteínas representan el modo de acción de las células, actuando algunas de ellas como enzimas (catalizadores) que aceleran las reaaciones químicas. Los ACIDOS NUCLEICOS componen la estructura del material genético: el ADN y el ARN.

1. HIDRATOS DE CARBONO (CARBOHIDRATOS - GLÚCIDOS - AZUCARES)

Los hidratos de carbono están constituidos fundamentalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Las partículas más pequeñas de carbohidratos reciben el nombre de azúcares o MONOSACARIDOS. Los monosacáridos se unen entre sí formando moléculas cada vez más complejas. Según el número de sacáridos que formen una molécula carbo-hidratada se llamarán DISACARIDOS (son moléculas constituidas por dos azúcares) y en otros casos POLISACARIDOS (son hidratos de carbono formados por más de dos azúcares).

GLUCOGENO, molécula compleja formada por cadenas de glucosas, que constituye el modo e almacenamiento d los hidratos de carbono en las células animales. El Glucógeno se encuentra en todas las células, pero especialmente en las células hepáticas y en los músculos. La Glucosa es utilizada como combustible para generar la energía imprescindible que facilita los procesos vitales de las células.

2. LÍPIDOS (GRASAS, ÁCIDOS GRASOS)

Los lípidos constituyen una reserva energética muy importante. Están formados por cadenas de ÁCIDOS GRASOS (ácidos palmítico, ácido esteárico, ácido butírico) caracterizándose por ser insoluble en agua. En su composición molecular, aparte del clásico carbóno, del oxígeno y del hidrógeno, suelen agregársele el azufre (S) y el fósforo (P).

Los lípidos constituyen una importante reserva de alimentos que pueden utilizarse como combustible, por lo que son considerados como una significativa fuente de energía.

3. PROTEÍNAS (PRÓTIDOS - PÉPTIDOS)

Las proteínas constituyen el componente estructural más importante en todas las células. Están constituidas por cadenas de AMINOÁCIDOS ensamblados entre sí, cadenas que tienen distintas longitudes. Los aminoacidos cuentan con nitrógeno (N) como parte integrante de sus moléculas, nitrógeno que determina que las proteínas reciban el nombre de compuestos nitrogenados.

ENZIMAS

Son proteínas cuya propiedad fundamental es la de acelerar las distintas reacciones químicas que ocurren en los organismos, pero con la característica de no comprometerse ni degradarse en la reacción que desencadenan. Las enzimas son verdaderos catalizadores biológicos. Son las responsables del modo de acción de una determinada célula.

En resumen podemos decir que aceleran o desencadenan las reacciones químicas.

Actúan en muy pequeñas cantidades.

No se comprometen ni se degradan en la reacción.

4. ACIDOS NUCLEICOS

Los acidos nucleicos que constituyen básicamente la estructura del material genético son el ADN y el ARN. el ADN (ácido desoxirribonucleico) es el lugar donde se encuentra codificado la información necesaria para que las células puedan fabricar la inmensa variedad de proteínas que componen un organismo. El ADN se encuentra alojado en el núcleo celular de los eucariotes y en el citoplasma de los procariotes. Las mitocondrias también tienen un ADN propio. La codificación de las proteínas en el ADN contituye el CÓDIGO GENÉTICO celular, el cual será oportunamente legado a cada una de las células hijas durante el proceso de la división celular, perpetuándose así las características de un organismo.

El ARN (ácido ribonucleico) es el encargado de la traducción de la codificación del ADN. Una fracción del ARN se encuentra ubicado en el núcleo celular, particularmente en el nucleolo. El resto del ARN se lo encuentra ubicado en el citoplasma, ya se integrando los ribosomas, o disuelto en él líquido donde actúa como transportador de diversos aminoácidos. El ribosoma es el lugar donde se sintetizan las proteínas partiendo de la información contenida en el ADN.

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CÉLULA: es la unidad estructural y funcional de los organismos vivientes.

CONSTITUCIÓN DE LA CÉLULA: esta presenta TRES características fundamentales.

Una MEMBRANA CELULAR que la aísla y que a la vez la relaciona con el medio externo.

Un MATERIAL GENÉTICO que comanda el funcionamiento de la célula, material que le permite fabricar sus propias proteínas y asimismo le permite reproducirse. Este material genético se encuentra determinado por el ADN.

Un CITOPLASMA o citosol, el que es un medio acuoso donde se desarrollan las reacciones químicas metabólicas.

MEMBRANA CELULAR O PLASMÁTICA

Es la estructura biológica que por una parte delimita la célula y por otro lado la interrelaciona con el medio externo.

ESTRUCTURA MOLECULAR: la membrana celular es una estructura lipoproteica formada por una doble capa de lípidos (bicapa lipídica), intercalándose diversas proteínas entre las moléculas lipídicas.