La célula, unidad fundamental de la vida PDF

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Apuntes de primero Nuria Pastor...

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TEMA 2: LA CÉLULA, UNIDAD FUNDAMENTAL DE LA VIDA 1. CONCEPTO DE CÉLULA Y TEORÍA CELULAR La NASA define la vida como un sistema químico autosuficiente capaz de experimentar una evolución de tipo darwinista. La enciclopedia británica, como una región circunscrita que aumenta el orden, disminuyendo la entropía, mediante ciclos impulsados por un flujo de energía. Un sistema vivo es aquel capaz de transformar la materia en energía externa para mantener sus propios componentes. Los organismos con vida, se caracterizan por: 

Crecen y se reproducen, se relacionan, transforman la energía.



Contienen ADN con la información genética para la producción de todas las proteínas.



Formados por proteínas, que con múltiples y variadas funciones (estructural, catalizadora…) dominan el comportamiento de las células.

1.1. TEORÍA CELULAR En 1665 Robert Hooke dio el nombre de célula a los huecos que habían dejado estas en el corcho. En la primera mitad del siglo XIX, los científicos M. Schleiden y T. Schwann, expusieron la teoría celular: La célula es la unidad de vida fundamental de todos los organismos. En 1855, Rudolph Virchow enuncia: -Cada organismo vivo está formado por una o más células. -Los organismos vivos más pequeños son las células únicas y las células son las unidades fundamentales de los seres vivos -Todas las células provienen de células preexistentes Hay 2 tipos de células, las PROCARIOTAS (no tienen núcleo) es bastante simples y de menos tamaño, tiene un único compartimento, el citoplasma, limitado por una membrana y necesitas de ribosomas para procesar las proteínas, y las EUCARIOTAS (si tiene núcleo) posee una organización más compleja, presenta un núcleo y unos orgánulos celulares limitados muchos de ellos por membranas.

2. ASPECTOS BÁSICOS DE LA ESTRUCTURA CELULAR 2.1. MEMBRANAS BIOLÓGICAS La membrana plasmática representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular. Es de gran importancia para los organismos, ya que a su través se transmiten mensajes que permiten a las células realizar numerosas funciones. Los componentes moleculares son los lípidos (40%), proteínas (50%) y glúcidos (10%). Alguna de las funciones que realiza esta membrana es aislar y la intervención en el intercambio de medio celular a extracelular.

2.1.1. LÍPIDOS Están los fosfolípidos, el colesterol y los glucolípidos. Son moléculas antifáticas, por lo que en un medio acuoso se orientan formando una bicapa lipídica, que tiende al autosellado, esto hace que la membrana sea flexible, es fluida y es asimétrica. El colesterol contribuye a regular la fluidez de la membrana y le da estabilidad mecánica.

2.1.2. PROTEÍNAS Las proteínas son características de cada especie y dan a la membrana sus funciones específicas integrales y periféricas. Están limitadas a zonas específicas.

CLASE FUNCIONAL

EJEMPLO

FUNCIÓN ESPECÍFICA

Transportadores: regulan el paso de Bomba de Na+ moléculas a través de la membrana

Saca Na+ y mete K+

Conectores: con el interior, exterior y Integrinas otras células

Unen filamentos proteínas externas

Receptores: específicos Enzimas: químicas

con

sitios

promueven

de

unión Receptor PDGF

de

actina

con

del División

reacciones Adenilato ciclasa

Genera AMPc

2.1.3. GLÚCIDOS Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana. Son oligosacáridos unidos a los lípidos: glucolípidos, o a las proteínas: glucoproteínas (la mayoría) o proteoglucanos. Los glúcidos forman la cubierta celular o glucocálix, responsable de: funciones de protección, filtro, cargas, reconocimiento célula-célula, permeabilidad…

2.2.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA



Aislar el contenido celular del exterior (u orgánulo). Sólo permite el paso de sustancias específicas



Transportar sustancias y este transporte puede ser:

o T. activo: en contra de gradiente. Gasto de energía. Necesita sistemas de transporte localizados en la membrana (proteínas transportadoras) o T. pasivo: a favor de gradiente. No necesita energía. Moléculas solubles en lípidos y moléculas pequeñas 

Absorber y secretar sustancias: partículas o fluidos de mayor tamaño y puede ser de dos tipos:

o Endocitosis: pinocitosis y fagocitosis. o Exocitosis: desechos digestión, secreción de sustancias, formación de membrana. 

Recibir información (comunicación intercelular para coordinar sus funciones). Proteínas receptoras de membrana pasan la señal al interior celular.

3. CITOPLASMA (A MODO INFORMATIVO) La membrana es la frontera entre el exterior y el interior celular. El interior celular está formado por una disolución llamada citosol y unos orgánulos, delimitados o no por membranas. Este conjunto de citosol y todos los orgánulos (excepto el núcleo) forman el citoplasma. 3.1.

CITOESQUELETO (Si entra en examen)

El citoesqueleto es un conjunto de filamento proteicos situados en el citosol que contribuyen a la forma celular, a la organización interna de los orgánulos y al movimiento celular. Estos filamentos pueden ser de tres tipos: de actina o microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos. 

Los filamentos de actina o microfilamentos están formados por hebras de la proteína actina, trenzadas en hélice. Son más delgados, flexibles y cortos que los microtúbulos. Se sitúan predominantemente debajo de la membrana plasmática formando el córtex celular, se encarga de la contracción muscular, el desplazamiento celular, la resistencia mecánica y la formación de anillos contráctil al dividirse la célula.



Los filamentos intermedios están formados por una familia de proteínas fibrosas. Son estructuras a modo de cuerda. Proporcionan resistencia mecánica y su función consiste en repartir las tensiones que de otro modo podrían romper la célula. Se extienden por el citoplasma y en el interior del núcleo forman la lámina celular. Son abundantes en células que soportan una gran tensión mecánica



3.2.

Los microtúbulos están formados por subunidades de la proteína tubulina, son cilindros largos y huecos. Se distribuyen desde el centro a la periferia celular. Son responsables de la polarización, de la formación del huso mitótico, del desplazamiento de los orgánulos y de los cilios y flagelos.

LOS CILIOS Y FLAGELOS (si entra en el examen)

Son delgadas prolongaciones celulares móviles que presentan básicamente la misma estructura. Los cilios son evaginaciones cortas a modo de pelos, con un haz de microtúbulos en su interior (células de oviducto). Los flagelos tienen forma de látigo, largos y con un haz de microtúbulos (espermatozoides). Sus funciones son el movimiento de células y fluidos a su alrededor.

4. ORGÁNULOS CELULARES Compartimentos celulares, a menudo rodeados de membrana, con un contenido específico y una función concreta.

4.1.

RIBOSOMAS

Son pequeñas partículas presentes en células procariotas y eucariotas. Están formadas por ARNr y proteínas. Su función es la síntesis de proteínas. Se pueden encontrar libres en el citosol o pegados a membranas del retículo endoplásmico rugoso y del núcleo.

4.2.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Es un sistema de membranas formado por una serie de túbulos membranosos y sacos denominados cisternas. Hay dos regiones diferentes: 

RE rugoso: con ribosomas y su función es la síntesis de proteínas.



RE liso: sin ribosomas y su función es la síntesis de lípidos y detoxificación.

4.3.

APARATO DE GOLGI

Está formado por una o varias unidades llamadas dictiosomas, es un sistema de cisternas aplanadas individuales y vesículas asociadas. Su función es el empaquetamiento y transformación de los productos que vienen del RE, formación de membrana plasmática y de la pared celular.

4.4.

LISOSOMAS

Son sacos membranosos compuestos de enzimas hidrolíticas que la célula utiliza para digerir distintos tipos de macromoléculas. Sus funciones son la nutrición celular, defensa, digestión y recambio de los constituyentes intracelulares y extracelulares, y la digestión de los microorganismos fagocitados.

4.5.

VACUOLA CENTRAL

Se da solo en las células vegetales y en los hongos. Sus funciones son la digestión, enzimas digestivas, almacenamiento de nutrientes y de otras sustancias, mantenimiento de la presión de turgencia y del equilibrio osmótico, y la acumulación de sustancias de desecho.

4.6.

VACUOLA PULSÁTIL O CONTRÁCTIL

Bombean en exceso de agua fuera de la célula. Está presente en algunos organismos eucariotas unicelulares.

4.7.

PEROXISOMAS

Son orgánulos pequeños rodeados por una membrana, con enzimas implicadas en diversas reacciones metabólicas. Su función principal es destruir el H2O2 (peróxido de hidrógeno)

4.8.

MITOCONDRIA

Orgánulos con doble membrana presentes en todas las células eucariotas y que producen la mayor parte de ATP (energía) de la célula.

4.9.

CLOROPLASTOS

Orgánulos con doble membrana exclusivos de las células vegetales, cuya función es realizar la fotosíntesis.

5. EL NÚCLEO Aparece en todas las células eucariotas, lleva en su interior la información genética en forma de ADN y es donde se realiza su replicación y la síntesis de todos los ARN. El núcleo interfasico, es decir, cuando la célula no se está dividiendo, está formado por una envoltura nuclear y una matriz nuclear o nucleoplasma, donde se encuentra la cromatina (ADN y proteínas asociadas) y el nucléolo.

5.1.

ENVOLTURA CELULAR

Es la frontera entre el núcleo y el citoplasma y es una doble membrana con un espacio entre ambas. 5.2.

NUCLEOLO

Es una diferenciación funcional de los cromosomas que portan los genes que codifican el ARNr. Está formado por ADN, ARN, proteínas y ribosomas. Éste desaparece durante la mitosis y su función es la síntesis de ARNr y posterior ensamblaje de los ribosomas. 6. CÉLULA PROCARIOTA. LA BACTERIA. Los seres vivos procariotas son organismos unicelulares con una estructura que se caracteriza por no poseer núcleo rodeado de membrana y por presentar, además de la membrana plasmática, una pared celular, distinta a las células vegetales, algunas presentan también otra cubierta, la capsula. Las bacterias son organismos procariotas, Presentan una sola molécula de ADN circular. Puede presentar cilios o fragelos, de composición diferente a los de la célula eucariota, ya que no tiene citoesqueleto....