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LA TEORÍA CELULAR

NIVELES DE ORGANIZACIÓN

Los niveles de organización son los distintos grados de complejidad en los que se organizan los seres vivos.

Niveles:

NIVEL ABIÓTICO: biomoléculas (CHOMPS) forman biomoléculas inorgánicas (agua y sales minerales) y biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos y ácidos nucleicos)

ORGÁNULOS

NIVEL BIÓTICO

CÉLULAS

TEJIDOS

ÓRGANOS

SISTEMAS

APARATOS

ORGANISMOS

POBLACIÓN

COMUNIDAD

ECOSISTEMA

ECOSFERA

LA TEORÍA CELULAR

La célula es la unidad estructural de los seres vivos. Todos los seres vivos están constituidos por 1 o más células.

La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos. Realiza las tareas necesarias para permanecer con vida: reproducción, respuesta a estímulos y nutrición.

Todas las células provienen, POR DIVISIÓN, de otras preexistentes.

La célula es la unidad funcional y morfológica de todo ser vivo.

PARTES DE LA CÉLULA

Todas las células comparten:

Membrana plasmática: formada por lípidos (la base, bicapa lipídica; proteínas, canales que permiten el pase de moléculas y glúcidos, actuan como receptores). Estructura externa que delimita a la célula y la aísla del medio externo. Regula el paso de sustancias y permite la comunicación con otras células.

Citoplasma: espacio interno donde se llevan a cabo los procesos metabólicos de la célula. Compuesto por citosol, con naturaleza acuosa y con abundantes moléculas orgánicas, y un tipo de orgánulos llamados ribosomas.

Material genético: contiene el material hereditario que se trasmite de la célula madre a las células hijas. En forma de ADN, un tipo de ácido nucleico.

Citoesqueleto: red de fibras proteicas que sirve de soporte y de fijación.

TIPOS CELULARES Y SU RELACIÓN EVOLUTIVA

Células procariotas: el material genético NO está separado por una membrana del resto del citoplasma. Su tamaño y complejidad son menores a los de las células eucariotas, pero contienen las maquinarias necesarias para llevar a cabo todas las funciones vitales. SOLO TIENEN RIBOSOMAS. Las bacterias son procariotas.

Célula eucariota: el material genético se encuentra rodeado por una envoltura que constituye el núcleo. Además de ribosomas también poseen otros orgánulos en el citosol. Su tamaño y complejidad es mayor al de las procariotas. Son las células de los animales, vegetales, hongos y protoctistas.

LA APARICIÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA

El origen de las células eucariotas se puede explicar con la teoría simbiótica propuesta por LYNN MARGULIS:

Antecesor procariota

La primitiva célula procariota perdió su pared celular

La célula replegó su membrana y se formaron membranas internas

La célula hospedadora ingiere bacterias aerobias

Algunos también obtienen bacterias fotosintéticas. SE CREA LA CÉLULA EUCARIOTA VEGETAL

CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL

Ventajas evolutivas para las células eucariotas:

Su metabolismo se vuelve oxidativo es decir que el oxígeno ya no mata a las células eucariotas.

Son capaces de hacer la fotosíntesis, en el caso de las vegetales.

Fundamentos:

Las mitocondrias y los cloroplastos tienen dimensiones morfológicas parecidas a las de las bacterias.

Contienen ARN, ADN y ribosomas que son componentes esenciales para su duplicación.

Contiene el ADN circular como la célula procariota.

ORGÁNULOS

El citoplasma de las células eucariotas contiene el citoesqueleto y diversos orgánulos.

Hay dos tipos:

Animal: posee centrosoma con centriolos y vacuolas de pequeño tamaño.

Vegetales: posee cloroplastos, una gruesa pared celular que rodea la membrana plasmática y vacuolas.

ORGÁNULOS:

Retículo endoplasmático: conjunto de membranas que forman tubos y sacos aplanados comunicados entre sí. Puede levar ribosomas adosados (RER) o carecer de ellos (REL). En el RER se realiza la síntesis y el transporte de proteínas y en el REL de lípidos.

Aparato de Golgi: conjunto de sacos aplanados sin conexión entre ellos rodeados de vesículas. Intervienen en la modificación de sustancias sintetizadas por el RE, la secreción de sustancias al exterior de la célula y la formación de lisosomas.

Ribosomas: orgánulos NO membranosos que pueden estar adosados a el RER o a la envoltura nuclear. Se realiza la síntesis de proteínas. Formados por ARN y proteínas.

Mitocondrias: con doble membrana, la externa lisa y la interna con numerosos pliegues llamados crestas. Contiene ribosomas y pequeñas moléculas de ADN. En ellas tiene lugar la respiración celular.

Citoesqueleto: red de fibras y filamentos proteicos que sirve de soporte para la célula, permite la movilidad en su interior y da forma a la célula.

Centrosoma: región cercana al núcleo a partir de la cual surgen los filamentos del citoesqueleto. 2 estructuras cilíndricas y huecas denominadas centriolos. Forman cilios y flagelos. Organizan el citoesqueleto. Forman el uso acromático para la división celular.

Cilios y flagelos: extensiones de la membrana abundantes y cortas (cilios) o escasas y largas (flagelos). Sujetos internamente al citoesqueleto. Formados por microtúbulos de proteínas.

Lisosomas: Vesículas membranosas que contienen numerosas enzimas. Participan en la degradación o digestión de sustancias.

Cloroplastos: orgánulos ovalados y de doble membrana (solo cél.vegetales), en los que se realiza la fotosíntesis. En su interior encontramos ribosomas, ADN y ARN. Originales de la cél. procariota.

Pared celular: solo en la cél.vegetal, compuesta de celulosa. Es una cubierta gruesa y rígida y rodea la membrana plasmática de las cél.vegetales. Su función dar forma y rigidez a la cél. e impedir su rotura.

Vacuolas: Sculos con una membrana unitaria. En las células vegetales pueden ocupar gran parte de la célula. En su interior almacenan agua, sustancias de deshechos, etc...

EL NÚCLEO CELULAR

El núcleo es el componente mas grande de la célula eucariota. Contiene en su interior la información genética en forma de ADN y su función es controlar y regular las funciones de la célula.

Las células suelen tener un solo núcleo, pero existen células con más de un núcleo o POLINUCLEADAS (las células musculares estriadas) y también hay células que carecen de núcleo (eritrocitos humanos)

ESTRUCTURA DEL NÚCLEO

Nucléolo: es un corpúsculo esférico NO membranoso. Su principal función es la formación de ribosomas. Dependiendo del estado de la célula y de la especie del ser vivo puede haber más de un nucléolo.

Cromatina: material formado por largos filamentos enmarañados de ADN asociados a proteínas llamadas HISTONAS. Cuando los filamentos de cromatina se condensan, se hacen más gruesos y cortos y forman cromosomas. Cada cromosoma eucariota contiene una sola molécula de ADN lineal muy larga. Existen tantos filamentos de cromatina como cromosomas tiene la célula.

Nucleoplasma: medio interno acuoso del núcleo, donde se encuentran el resto de componentes del núcleo.

Envoltura nuclear: estructura formada por dos membranas, una interna y otra externa que lleva ribosomas adheridos y continua con las membranas del R.E.. Esta envoltura esta perforada por poros nucleares que permiten el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.

EL CICLO CELULAR

Desde que la célula nace por división de otra célula hasta que vuelve a dividirse o muere, pasa por una serie de acontecimientos que constituyen su ciclo celular. El tiempo que tarda en dividirse es variable.

En las personas adultas hay células como las neuronas que no se dividen nunca. Para un gran número de organismos unicelulares el ciclo celular constituye su ciclo de vida, cada vez que se produce la división se genera un nuevo organismo. En los organismos pluricelulares el ciclo celular de cada célula permite su crecimiento y la reparación de los tejidos dañados.

En las células eucariotas, el ciclo celular se divide en dos etapas:

Interfase (G1, S y G2): es la etapa de mayor duración en la que la célula pasa la mayor parte de su vida. Comprende desde el final de una división celular hasta el inicio de la siguiente. Durante este periodo, la célula crece hasta alcanzar un tamaño determinado y poco antes del final de esta fase, se produce la duplicación o replicación del ADN en el nucleoplasma. Como resultado cada cromosoma queda formado por dos filamentos idénticos.

G1: crecimiento y diferenciación celular.

S: replicación de ADN. La molécula de ADN se duplica.

G2: crecimiento y reparación para la división celular.

2. División celular (fase M) : es la etapa final, la más corta, en la que la célula madre dará lugar a dos células hijas mediante la división mitótica. Al final, cada cromosoma doble se divide en 2 y las células hijas reciben el mismo número de cromosomas (la misma cantidad de ADN) que la célula madre.

LOS CROMOSOMAS

NÚMERO DE CROMOSOMAS

Todos los individuos de una especie y todas las células de un individuo excepto los gametos, tienen el mismo número de cromosomas. Los humanos poseemos 46 cromosomas.

La mayoría de las células de un organismo son diploides, poseen dos juegos de cromosomas idénticos en forma y tamaño. A estos cromosomas se les denomina cromosomas homólogos.

Por el contrario, algunas especies o las células de una especie como los gametos son haploides, una copia de cada cromosoma. Los gametos humanos tienen 23 cromosomas.

TIPOS DE CROMOSOMAS

EL CARIOTIPO

El cariotipo es el conjunto de los cromosomas de una célula de un organismo. En él que podemos distinguir dos tipos de cromosomas:

Cromosomas somáticos o autosomas: los que no determinan el sexo del individuo.

Cromosomas sexuales o heterecromosomas: los que determinan el sexo del individuo. Hay dos tipos X e Y, muy diferentes entre sí. En los mamíferos, machos XY y en las hembras XX.

LA DIVISIÓN CELULAR

En las células eucariotas, la división celular consiste en dos procesos:

Mitosis/cariocinesis (división del núcleo)

Citocinesis (división del citoplasma)

MITOSIS

Proceso mediante el cual el material genético se reparte de forma equitativa entre las 2 células hijas. Antes de iniciarse la mitosis el ADN se duplica, pero los cromosomas todavía no son visibles.

Es un proceso continuo en el que se distinguen 4 fases:

Interfase: se duplican los cromosomas y los centriolos.

Profase: los cromosomas duplicados se condensan. La envoltura nuclear se fragmenta y el núcleo se desintegra. Se empieza a formar el huso acromático, unos filamentos proteicos que se originan en la región donde se encuentran los centriolos, duplicados en la interfase.

Metafase: los cromosomas completamente condensados se sitúan en el centro de la célula formando la placa ecuatorial. Los filamentos del huso acromático se unen a el cinetocoro de cada cromosoma.

Anafase: los cromosomas se rompen por el centrómero y las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separar y se dirigen a los ples opuestos de la célula, por los filamentos de huso acromático.

Telofase: los cromosomas hijos inician m proceso de desenrollamiento y adoptan la estructura de la cromatina. Se forma la envoltura nuclear y reaparece el nucléolo.

CITOCINESIS

La citocinesis consiste en la fragmentación del citoplasma que se reparte entre las 2 células hijas. Se produce de diferentes formas según se trate de célula animal o vegetal:

En las células vegetales se produce por estrangulamiento a nivel del ecuador de la célula.

En las células vegetales la pared celular impide el estrangulamiento por lo que la división del citoplasma se produce por la formación de un tabique de separación denominado fragmoplasto.

LA MEIOSIS

La meiosis es un mecanismo de división celular en el que se reduce el número de cromosomas para formar gametos. El resultado son 4 células haploides, genéticamente distintas entre sí (combinación genética), que contienen la mitad del número de cromosomas que la célula madre diploide de la que se originan.

Antes de la primera división se duplica el ADN y cada cromosoma pasa a tener dos cromátidas idénticas.

Sin embargo, antes de la primera división de la segunda división meiótica no hay división de ADN.

PROFASE:

PROFASE I: los cromosomas se condensan y cada uno se aparea con su homólogo y las cromátidas intercambian segmentos de ADN, este proceso se llama entrecruzamiento. La envoltura nuclear y el nucléolo desaparecen y se forma el huso acromático.

PROFASE II: se condensan los cromosomas cada uno con 2 cromátidas. Se vuelve a formar el huso acromático y desaparece la envoltura nuclear.

METAFASE:

METAFASE I: cada cromosoma unido a su homólogo se dispone en el ecuador de la célula formando la placa ecuatorial.

METAFASE II: los cromosomas se colocan en la placa ecuatorial con las cromátidas hermanas unidas a cinetocoro.

ANAFASE:

ANAFASE I: se separan los cromosomas homólogos. A cada polo, arrastrado por el huso, va unos de los cromosomas homólogos. Las cromátidas no se separan.

ANAFASE II: se separan las cromátidas en cromosomas hijos independientes y cada uno se dirige a un polo de la célula.

TELOFASE:

TELOFASE I: los cromosomas han llegado a los polos respectivos y reaparece la envoltura nuclear. Se inicia la división del citoplasma.

TELOFASE II: los cromosomas, cada uno con una cromátida se descondensan. Se forman las envolturas nucleares y los nucléolos y desaparece el huso.

CITOCINESIS:

CITOCINESIS I: se originan dos células hijas cada una con la mitad de cromosomas que la célula madre.

CITOCINESIS II: se forman 4 células hijas haploides distintas.

LA IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LA MEIOSIS

Recombinación genética y variabilidad genética

CÓMO SE FORMAN LOS GAMETOS

Se forman en la gónadas. El proceso de formación se denomina gametogénesis. 2 tipos:

Espermatogénesis: se realiza en los testículos.

Ovogénesis: se realiza en los ovarios.

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