Célula Unidad de los seres vivos PDF

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Resumen sobre la célula como unidad de los seres vivos: célula eucariota y procariota. Organización celular. Cadena trófica. Niveles de organización. Virus....

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Sesión 2: La célula

Célula: la unidad de los seres vivos 

Características de los seres vivos

 Los seres vivos poseen ciertas características que lo diferencian del objeto inerte. Depende de su tamaño, forma de vida o distribución.

 Un ser vivo se caracteriza por:  Ser un sistema abierto, porque intercambian materia y energía con el medio que lo rodea.  Estar formado por una o muchas células.  Ser complejo y organizado.  Realizar metabolismo, que consiste en un conjunto de reacciones químicas para aprovechar materia y energía.

 Realizar homeostasis, que es la capacidad que tiene un ser vivo de mantener su medio interno relativamente constante a pesar de los medios externos.

 Poseer irritabilidad, es decir reaccionan ante estímulos internos externos.  Adaptarse, se adecúan al medio en el que habitan (relación con los procesos evolutivos).  Reproducirse, o sea la capacidad de generar descendientes.  Crecer y desarrollarse, o sea aumentar su tamaño, debido al aumento en el número de células, y especializarse y diferenciarse.

Niveles de organización de la materia

 Aunque los organismos vivos están compuestos por los mismos componentes químicos que las cosas inanimadas, la diferencia fundamental radica en la forma en la que están organizados los componentes que conforman la materia.  Esta organización delimita jerarquías o niveles donde emergen propiedades específicas. Por ejemplo, el tejido que tapiza el tubo digestivo posee propiedades diferentes a las de una célula secretora del trato gastrointestinal.  Se producen interacciones entre los organismos de los diferentes niveles y así determinan los niveles de organización biológica. En c/nivel la interacción e/ sus componentes determinan las propiedades de ese nivel. Así desde un nivel simple de organización (el nivel subatómico) hasta el más complejo (el nivel de la biosfera), se producen interacciones permanentes.

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 En estos niveles distinguimos la materia inerte de la materia viva: 

Materia Inerte 

Nivel Subatómico: donde ubicamos a los electrones, protones y neutrones

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Nivel Atómico: donde ubicamos al hierro, el sodio, el potasio y el calcio.

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Nivel Molecular: donde ubicamos el agua, el dióxido de carbono, la glucosa y el aminoácido.

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Nivel Macromolecular: donde ubicamos los lípidos, los hidratos de carbono, las proteínas y los ácidos nucleicos.

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Nivel Macromolecular complejo o subcelular de la materia viva : donde ubicamos las organelas, las membranas, los ribosomas y los virus.

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Materia viva 

Nivel celular: donde ubicamos las bacterias, los paramecios y amebas, e/otros.

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Nivel tisular: donde ubicamos a la esponja de mar.

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Nivel orgánico: donde ubicamos al que poseen los gusanos.

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Nivel sistema de órganos : donde ubicamos el de las plantas vasculares o del humano.

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Nivel población: donde ubicamos, por ejemplo, las ballenas de la Península de Valdés.

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Nivel comunidad: donde ubicamos, por ejemplo, la laguna de Chascomús.

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Nivel ecosistema: donde ubicamos, por ejemplo, la selva misionera o el bosque patagónico.

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Nivel biosfera: donde ubicamos al conjunto de los seres vivos del planeta y sus interrelaciones.

 Entre estos niveles, el nivel celular es importante porque es el que constituye el limite e/la vida y el mundo inanimado. Los virus, por ejemplo, están en el medio del mundo vivo y el inerte, ya que no comparten las características de los seres vivos, como por ejemplo, el metabolismo y la reproducción; lo que utilizan para realizar estas funciones, tiene que ver con procesos biológicos de otra célula.

 Los niveles celular, tisular, órganos y sistemas de órganos, están relacionados con el individuo. Los niveles de población, comunidad, ecosistema y biosfera, están relacionados con el conjunto de individuos.  Esquema:

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Clasificación de la biodiversidad

 Es necesario agrupar a los seres vivos en características basadas en algunas semejanzas y diferencias.  Para ello, se establecen criterios de clasificación y así poder ordenar a los seres vivos en diferentes categorías.

 Se agrupa a los seres vivos en cinco reinos, donde la clasificación parte de tener en cuenta tres criterios:

 Número de células: unicelular o pluricelular.  Tipo de células: eucariota o procariota.  Forma de nutrición: autótrofa o heterótrofa.  Entonces, los reinos clasificados son:  Reino Monera: Individuos unicelulares, con células procariotas, con tipo de nutrición autótrofa o heterótrofa, representados por ejemplo, con bacterias y cianobacterias.

 Reino Protista Individuos unicelulares y pluricelulares, con células eucariotas, con tipo de nutrición autótrofa o heterótrofa, representados por ejemplo, con la ameba y el paramecio.

 Reino Hongos o Fungi Individuos unicelulares y pluricelulares, con células eucariotas, con tipo de nutrición heterótrofa, representados por ejemplo, con hongos de sombrero y levadura.

 Reino Metazoa o Animal Individuos pluricelulares, con células eucariotas, con tipo de nutrición heterótrofa, representados por ejemplo, con el humano, perro, abeja.

 Reino Metafita o Vegetal Individuos pluricelulares, con células eucariotas, con tipo de nutrición autótrofa, representados por ejemplo, con el trébol, el ceibo, el helecho.

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Cadena trófica

 Es otra forma posible de ordenar a los seres vivos a través de una clasificación ecológica, que tiene en cuenta los roles que los seres vivos desempeñan.

 Se trata de una red, donde los organismos se relacionan e/sí a través del acto de comer y ser comido.  En una cadena trófica, cada eslabón está representado por diferentes seres vivos:  Organismos productores Representados por los vegetales. Son autótrofos y dan comienzo a la cadena trófica porque son los que captan la energía lumínica y la transforman en energía química. Cualquier vegetal capas de fotosintetizar es capaz de producir su propia materia orgánica.

 Organismos consumidores de primer orden Representados por aquellos que se alimentan de los productores y tienen dieta herbívora.

 Organismos consumidores de segundo orden Representados por aquellos que se alimentan de los consumidores de primer orden y tienen dieta carnívora

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 Organismos consumidores de tercer, cuarto,…orden. Representados por aquellos que se alimentan de los consumidores de segundo orden, y así con los siguientes niveles.

 Descomponedores Representados por aquellos que degradan los restos orgánicos de los otros seres vivos y laos transforman en moléculas inorgánicas que serán utilizadas por los productores. Tienen un rol de reciclado de la materia.

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Organización general de las células

 Aunque todos los organismos están formados por células, estas no son todas iguales. La diferencia e/ ellas radica en la presencia de compartimentos intracelulares, como en las eucariotas. En estos compartimientos se produce la división de trabajo y diversificación de funciones. Pero antes de hablar de esta organización general, definamos célula.

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Célula: definición y funciones

 Es el nivel de organización de la materia más pequeño del mundo vivo.  Posee la capacidad de metabolismo y autoperpetuación.  Tiene vida propia.  Responsable de las características vitales de los organismos: es decir, todos los seres vivos están formados por células.

 Es la unidad funcional y estructural de los seres vivos: el funcionamiento de un organismo es el resultado de la interacción e/ células que lo componen

 Toda célula proviene de otra preexistente.  Las células contienen material hereditario.  Las células tienden a ser esféricas, pero también tienen otras formas debido a:  La existencia de las paredes celulares, como en las plantas hongos y otros organismos unicelulares.  A la adhesión y presión de otras células o superficies vecinas, como ocurre con el epitelio intestinal.  A la disposición de ciertos elementos estructurales internos, como el citoesqueleto.  A las funciones especiales que esas células cumplen.  Hay dos tipos celulares básicos: células eucariotas y células procariotas.

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Tipos de células 

Células procariotas.

Las describiremos de afuera hacia adentro:

 En la zona más superficial se encuentra la cápsula que está formada por un material mucoso que permite adherirse a otros sustratos.

 En uno de los extremos se encuentra el flagelo, con aspecto de un cabello largo, que hace posible que la célula se desplace.

 Por debajo de la cápsula, existe una pared celular rígida o flexible que le brinda protección.  Hacia el interior de la membrana plasmática, que rodea también a todas la célula y formada por una bicapa de fosfolípidos asociados a proteínas sin colesterol.

 Presenta pliegues hacia el interior que aumentan su superficie con diversas funciones (respiración celular, fotosíntesis, etc.) Uno de esos pliegues es el mesosoma (punto de unión de la membrana con el ADN.

 El interior de la célula está ocupado por el citoplasma, que es una masa gelatinosa y donde está incluida la molécula de ADN circular no asociada a proteínas y ribosomas aislados o agrupados en polirribosomas.

 Esquema de célula procariota:

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Células eucariotas: animal y vegetal

Antes de comprender el plan estructural de las células eucariotas animal y vegetal, hay que visualizar los esquemas de la imagen de arriba: 

El esquema de la izquierda es una representación de una célula eucariota vegetal.

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El esquema de la derecha es una representación de una célula eucariota animal.

Aunque son distintas, las estructuras que tienen en común están señaladas con la misma flecha. Hay que recordar que la ubicaciones de las estructuras internas de la célula es dinámico, ya que las membranas están en permanente interconversión, lo que hace que no siempre estén en el mismo lugar. Pero en general, los componentes de cada célula son los siguientes:

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Componentes propios de la célula eucariota vegetal 

Vacuola: una estructura desarrollada, como una bolsa con forma de globo que ocupa gran parte de la célula.

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Tonoplasto: es una membrana que limita a la vacuola.

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Cloroplastos: son estructuras discoidales con repliegues en su interior. Son las organelas en las que ocurre la fotosíntesis, y se concentran cerca de la superficie de la célula.

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Pared celular y plasmodesmos: son diferenciaciones de la membrana que mantienen unidas a las células y permiten la circulación de sustancias del citoplasma entre células vecinas.

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Centriolo: relacionado con la división celular.

Hay que recordar que hay estructuras comunes en los componentes celulares tanto en células eucariotas animales como en las vegetales. Estas son:  Membrana plasmática  Núcleo  Mitocondrias  Ribosomas  Sistema de Golgi  Lisosomas  Peroxisomas  Retículo endoplasmático liso  Retículo endoplasmático rugoso

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Componentes propios de la célula eucariota animal

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Organelas: son las estructuras internas de las células, similares o idénticas de una célula a otra, y en varios tipos celulares.

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Membrana celular: la separación que tiene la célula del medio circundante. Funciona como la entrada y salida de la célula, permitiendo el intercambio e/el medio intracelular y el medio extracelular. Son barreras de permeabilidad selectiva.

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Citoesqueleto: es una pared compleja de filamentos proteicos que ocupa todo el citoplasma.

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Citoplasma: es una solución acuosa concentrada que contiene enzimas, moléculas disueltas e iones.

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Retículo endoplasmático: es un sistema de membranas que atraviesa el citoplasma. Sirve como superficie de trabajo para muchas actividades bioquímicas, y algunas áreas están cubiertas por ribosomas. La cantidad de retículo endoplasmático en una célula no es fija, sino que aumenta o disminuye de acuerdo con la actividad celular (relación con los ribosomas).

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Ribosomas: estructuras sobre las cuales los aminoácidos se ensamblan en proteínas. Están en el retículo endoplasmático y en el citoplasma, y son más numerosas en células procariotas que eucariotas. Cuantas más proteínas fabrica una célula, más ribosomas tendrá.

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Retículo endoplasmático rugoso: es un conjunto de membranas que forma el retículo y que posee ribosomas en su cara externa. Es abundante en células que producen proteínas de exportación.

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Retículo endoplasmático liso: carece de ribosomas, es abundante en células que se especializan en las síntesis lipídicas o en el metabolismo de lípidos, como las células glandulares que producen hormonas esteroides, o las células hepáticas, donde parece estar relacionado a varios procesos de desintoxicación.

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Sistema o complejo de Golgi: es un centro de procesamiento y compactación de materiales que se mueven a través de la célula y salen de ella. Son zonas de empaquetamiento o compactación de las moléculas sintetizadas dentro de la célula.

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Lisosomas y peroxisomas: son vesículas en las cuales diferentes tipos de moléculas se degradan a constituyentes más simples, y que luego pueden ser utilizados por la célula o ser eliminados.

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Mitocondrias: son el asiento de las reacciones químicas que suministran energía para las actividades celulares.

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Núcleo: es grande, esférico y es la estructura más voluminosa dentro de las células eucariotas. Está separado del citoplasma por la envoltura nuclear, formada por una doble membrana. Contiene el material genético, el ADN, que es lineal a diferencia del procariota que es circular, y está fuertemente unido a proteínas (las histonas).

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Nucléolo: se encuentra dentro de la envoltura nuclear, es el sitio donde se forman subunidades ribosómicas. Esta envoltura tiene poros que suministran los canales a través de los cuales pasan las moléculas desde y hacia el citoplasma.

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Ampliación de estos componentes, una vez explicado lo más importante:

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Complejo de Golgi: recibe vesículas del retículo endoplasmático, modifica sus membranas y sus contenidos e incorpora los productos terminados en esas vesículas de transporte, que llevan a otras partes del sistema de endomembranas a la superficie celular y al exterior de la célula.

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Los ribosomas, el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi y sus vesículas son los que cooperan en la síntesis, el procesamiento químico, el empaquetamiento y la distribución de macromoléculas y nuevo material de membrana.

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Los lisosomas, vesícula formada en el complejo de Golgi, contienen enzimas hidrolíticas llamadas enzimas lisosomales, y también están implicados en las actividades digestivas intracelulares de algunas células. Estas enzimas degradan proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos. Requieren de un medio acido, y son los lisosomas los que proveen este medio; son capaces de hidrolizar a las macromoléculas encontradas en una célula viva. Estas enzimas que los lisosomas liberan en las vacuolas, digieren su contenido y no destruyen la membrana de los lisosomas que las contienen.

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Peroxisoma: otro tipo de vesículas, contienen enzimas oxidativas, que se encargan de remover el oxígeno formando peróxido de hidrogeno, un compuesto toxico para las células vivas.

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Mitocondrias: organelas vinculas con la transformación de energía. Están limitadas por la membrana. En las cuales las moléculas orgánicas que almacenan energía química son degradadas y la energía liberada es almacenada en moléculas de ATP, que será utilizado en otros procesos celulares. Cuantos más requerimientos energéticos haya, más mitocondrias contiene. Adoptan diferentes formas, están rodeadas por dos membranas, con pliegas que son superficies de trabajo para las reacciones mitocondriales.

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En una célula eucariota vegetal, tenemos los plástidos, clasificados en tres tipos: leucoplastos, cromoplastos y cloroplastos. Los cloroplastos son los plástidos que contienen clorofila y en los cuales se produce energía química a partir de energía lumínica en el proceso de fotosíntesis que se desarrollará. También están rodeados por dos membranas. Los cilios y los flagelos, tienen la misma estructura: cuando son cortos y aparecen en cantidades

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grandes se los llama cilios, y cuando son más largos y más escasos se los llama flagelos. Se asocian al movimiento del organismo.

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En síntesis: I.

Todas las células comparten dos características esenciales:  La membrana plasmática.  El material genético.

II.

Existen dos tipos de células:  Eucariotas  Procariotas

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III.

La molécula de ADN de estas células se encuentra en:  Forma lineal y unida a proteínas histonas, en células eucariotas.  Forma circular y débilmente asociado a proteínas, en células procariotas.

IV.

El material genético está:  Rodeado por una doble membrana, en una envoltura nuclear que lo separa de otros componentes celulares, con un núcleo bien diferenciado (células eucariota)  Rodeado por una membrana, no está contenido dentro de un núcleo y está ubicado en una región llamada nucleoide.

V.

La principal diferencia entre estos tipos celulares se debe a la compartimentalización.  En células eucariotas, cada compartimiento está destinado a una cierta función particular.  En células procariotas, todas las funciones se realizan en el citoplasma, o en la membrana plasmática.

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Cuadro con especificaciones

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Virus, viroides, priones

 Estos se definen como parásitos intracelulares obligados, es decir son considerados células porque no realizan funciones básicas de la materia viva como el metabolismo y la reproducción.  Para ello deben infectar a una célula y utilizar de la misma, toda la maquinaria de la síntesis.  Se diferencian e/ellos por el tipo de moléculas que los constituyen.

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Virus

Con respecto a la imagen: a la derecha se grafica un virus envuelto, y a la izquierda un virus desnudo. 

Estructura del virus envuelto:  Está representado por un círculo.  Rodeado de pequeñas esferas que constituyen la envoltura del virus.  Adentro se encuentra la cubierta proteica que encierra el material genético, sea ADN o ARN.  La cápside está formada por capsómeros

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 Algunos pueden tener una cubierta más de lípidos, proteínas y glucoproteínas.

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Estructura del virus desnudo:  Es igual, pero sin la envoltura.  Está constituido solo por la cápside formada por capsómer...