La célula

LA CÉLULA

La célula es la unidad estructural de todos los seres vivos y tiene la capacidad de realizar las funciones vitales esenciales.

También la capacidad de organizarse y diferenciarse dando lugar a los diferentes tejidos y órganos.

La célula está formada por la membrana plasmática y el citoplasma, este lo podemos encontrar de dos maneras, citoplasma indiferenciado o citosol y citoplasma diferenciado donde vamos a encontrar todas las sustancias que provienen del metabolismo celular.

También encontraremos el citoesqueleto de la célula, todos los orgánulos y el núcleo.

El citosol va a contener todos los elementos del citoplasma diferenciado.

1. LA MEMBRANA CELULAR O CITOPLASMÁTICA

Es una lámina delgada que envuelve la célula y que separa el citoplasma del medio externo. Su estructura se denomina mosaico fluido, que consiste en una bicapa lipídica a la que se asocian proteínas y polisacáridos, los lípidos que forman la membrana están unidos débilmente entre si lo que les permite moverse libremente en el seno de cada capa, incluso saltar de cada a capa, también las proteínas no están fijas sino que flotan por la membrana.

1.1 COMPONENTES

a) Bicapa

Estos lípidos son dos:

  • Fosfolípidos que es el componente más abundante y tiene un carácter antipático, esto es que tiene dos partes, una cabeza polar que tiene simpatía por el agua y una cabeza apolar que no, por ese motivo las cabezas polares una esta hacia el citoplasma y otra hacia el exterior.
  • El otro tipo de lípidos es el colesterol, que también es una molécula antipática y tiene una estructura plegada, va a rellenar los huecos que quedan entre las dobleces de los tallos de ácidos grasos insaturados.

b) Proteínas

Encontramos proteínas intrínsecas o integrales que se encuentran en el seno de la membrana.

O proteínas extrínsecas que están adheridas a la superficie externa o interna.

O proteínas transmembranosas que van a ocupar todo el espesor de la membrana.

1.2. LOS POLISACARIDOS (GLUCOCALIX)

El glucocalix es la asociación de los polisacáridos con las proteínas o con los lípidos, en su mayoría están unidos a las proteínas.

A microscopio óptico, si hacemos una tinción con Pas se ve rosa.

Las funciones del glucocalix son de reconocimiento celular, de protección mecánica y química.

1.3. ESPECIALIZACIONES O DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA CELULAR

Se dan sobre todo en el tejido epitelial

1. ESPECIALIZACIONES DE LA PORCIÓN APICAL

Que es la parte externa de la célula.

MICROVELLOSIDADES

Son proyecciones de la membrana plasmática, las podemos encontrar en el epitelio del intestino delgado que forma el borde estriado y en el epitelio renal que forma el borde en cepillo.

Son los mas corto de los 3, en el interior de las microvellosidades hay citoplasma que contiene filamentos proteicos finos de actina, estos mantienen la estabilidad de las microvellosidades y va a permitir su acortamiento y su elongación, esto sirve para impedir obstrucciones en el intestino delgado.

CILIOS

Son más largos y móviles, se proyectan desde las superficies epiteliales, las podemos encontrar en el aparato respiratorio y van a facilitar el paso del moco al exterior y en el aparato reproductor donde facilita el paso del óvulo al útero. Son menos numerosos.

ESTEROCILIOS

Son microvellosidades extremadamente largas, fácilmente visibles al microscopio, su estructura interna está formada por filamentos.

Los podemos encontrar en pequeñas cantidades en el epidilio y cumplen funciones de absorción.

2. ESPECIALIZACIONES DE LAS PORCIONES LATERALES

Estas van a permitir al epitelio formar una capa unida de manera continua en la que todas las células se comunican, tenemos e tipos:

INTERDIGITACIONES

Son pliegues entre caras laterales de dos células vecinas que aumentan la zona de unión entre estas dos células vecinas.

COMPLEJOS DE UNIÓN

Dos tipos:

UNIONES DE TIPO OCLUDENS

Son uniones estrechas que se localizan por debajo de la superficie apical. Van a sellar los espacios intercelulares para evitar la penetración de los contenidos apicales.

UNIONES DE TIPO ADHERENS

Funcionan como puntos de anclaje para el citoesqueleto de cada célula. Las podemos encontrar en el músculo cardiaco y músculo liso y en células epiteliales.

Existen dos tipos de uniones:

– La zónula adherente que se encuentra por debajo de las uniones ocluyentes y forman una banda continua alrededor de toda célula reforzando así las uniones ocluyentes.

– La mácula adherente o desmosoma se encuentra debajo de la zónula adherente y se encuentran en forma de parches circulares alrededor de toda la célula, el espacio que queda entre las membranas están ocupados por filamentos finos y transversos que se unen a medio camino.

A ambos lados de la membrana existe una placa electrodensa que unen los filamentos de la célula.

UNIONES DE TIPO GAP JUNCTION O NEXO

Se encuentra en el músculo cardiaco y en el liso, son zonas de contacto intercelular circulares que contienen ciertos de poros diminutos que van a permitir el paso de pequeñass moléculas entre las células, cada poro está formado por un par de cilindros que penetra en la membrana de la célula opuesta y cada cilindro está formado por seis proteínas transmembrana.

3. ESPECIALIZACIONES DE LAS PORCIONES BASALES QUE ASCIENTAN LA CÉLULA.

HEMIDESMOSOMAS

Van a proporcionar el anclaje del citoesqueleto a la membrana citoplasmática basal y a la lámina basal, se llama así porque es la mitad de un desmosoma donde se anclan filamentos intermedios.

INVAGINACIONES

Sirven para el intercambio de sustancias.

2. CITOPLASMA

Se encuentra rodeado por la membrana plasmática y en su interior encontramos el núcleo y las estructuras citoplasmáticas

Se divide en dos:

– una parte indiferenciada o citosol que es la zona que no presenta estructuras y esta formado en un 80% por agua.

– citoplasma diferenciado, aquí hay productos derivados del metabolismo celular, el citoesqueleto, los orgánulos y el núcleo.

CITOPLASMA DIFERENCIADO

  PRODUCTOS DEL METABOLISMO.

  • Glucógeno

Es un almacén de glucosa y lo podemos encontrar en los hepatocitos y en las fibras musculares.

  • Lípidos

Al microscopio óptico se ven espacios vacíos en blanco, para poder verlo se necesitan tinciones especiales como sudan negro o sudan III

  • Proteínas

Que son difíciles de ver al microscopio

  • Gránulos de secreciones

Que tienen una morfología de tamaño variable y están rodeados por una membrana, para poder ver el contenido se necesitan pruebas especiales.

  • pigmentos

Son sustancias coloreadas, pueden ser exógenos que provienen del exterior o endógenos que provienen del interior.

Dentro de los endógenos pueden ser los que están sintetizados por la propia célula como la melanina.

Otro pigmento endógeno es el que proviene de la degradación de sustancias de la propia célula, otro tipo es la lipofucsina que proviene del recambio de los orgánulos.

2. COMPONENTES DEL CITOESQUELETO

MICROFILAMENTOS

Se encuentran en la totalidad de las células y están constituidos por proteínas filamentosas como la actina que produce el acortamiento y la elongación de las microvellosidades, son las responsables de la estructura celular.

FILAMENTOS INTERMEDIOS

Son característicos de determinadas estirpes celulares.

Según donde de encuentren reciben diferentes nombres:

Los que se sitúan en las células musculares se llaman miofilamentos.

Los que están en las células epiteliales de la epidermis reciben el nombre de tonofilamentos, que están constituidos por citoqueratina.

MICROTÚBULOS

Están formados por tubulina que puede ser de dos tipos alfa tubulina y beta tubulina, los podemos encontrar de dos maneras, uno formando dimeros una alfa y una beta asociadas o se puede agregar en mas cantidad formando protofilamentos de tubulina.

La estructura del microtúbulo son 13 protofilamentos dispuestos en círculo formando un tubo hueco.

Estos microtúbulos crecen a partir del centrosoma de la célula.

CENTROSOMA

Es el centro organizador del citoesqueleto a partir de el crecen los microtúbulos, se sitúa cerca del núcleo, está formado por dos bastoncillos llamados centriolos perpendiculares entre si, cada centriolo está formado por 9 tripletes de microtúbulos dispuestos de manera cilíndrica.

Funciones:

De él parten los microtúbulos que se irradian a la periferia de la célula, también parten de el los microtúbulos del huso acromático que se forman durante la división celular y también conforman el cuerpo basal de los cilios.

3. ORGÁNULOS

A) RIBOSOMAS

Son orgánulos celulares que solo pueden ser descritos por microscopio electrónico. Son muy pequeños y aparecen como partículas moderadamente electrodensas con una subunidad grande y otra pequeña que están acopladas.

Se encuentran de forma libre por todo el citoplasma (hialoplasma) o formando acúmulos que se llaman polisomas, que son grupos de 5 a 20 ribosomas unidos por un filamento de ARN mensajero. También aparecen asociados a la membrana del retículo endoplasmático rugoso y a la membrana nuclear y en el interior de las mitocondrias. Su función es la síntesis de las proteinas

B) RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO

Está formado por una red interconexionada de túmulos membranosos, vesículas y cisternas.

La mayor parte de su superficie está ocupada por ribosomas que le van a dar un aspecto granular o rugoso.

Lo podemos encontrar asociado al aparato de Golgi y sus funciones son la síntesis de proteínas, el transporte y una función mecánica porque también sirve de soporte a la célula.

C) RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO

Es una red irregular de túmulos y vesículas membranosas carentes de ribosomas, se encuentra en continuidad con el retículo endoplasmático rugoso y con el aparato de Golgi.

La mayoría de las células no tienen gran cantidad de retículo endoplasmático liso, se encuentran como elementos dispersos entre los orgánulos a excepción de las células hepáticas y en las células especializadas en la síntesis de lípidos.

Se especializa en el transporte intercelular de iones Ca +, también destoxifica productos nocivos y drogas, que se realiza en las células hepáticas.

D) COMPLEJO DE GOLGI

Se encuentra constituido por cisternas, en número de 4 a 8 conformando un dictosoma, cada cisterna tiene una pared central estrecha que se dilata en los extremos.

Presenta dos caras, una convexa que es la cara de formación donde se encuentran las vesículas de formación y una cara cóncava que es la cara de maduración o secreción que serán liberados al exterior por exocitosis. Todas estas cisternas están rodeadas de membrana plasmática.

Se encuentra asociado al retículo endoplasmático rugoso y sus funciones son, intervenir en la síntesis proteica y participar en el intercambio de membranas y en la síntesis de glicoproteínas y glicolípidos de membrana.

.

E) LISOSOMAS

Están rodeadas por membrana y se van a formar a partir del retículo endoplasmático rugoso y el aparato de Golgi, en su interior se encuentran encimas hidrolíticas que van a producir la degradación de moléculas como hidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Puede ser de dos tipos:

– lisosomas primarios que van a tener una morfología variable y a microscopio electrónico se observa un contenido granular amorfo.

– lisosomas secundarios, a microscopio electrónico se observan unas masas mas electrodensas.

Van a producir en procesos de degradación:

– Heterofagia

Con este proceso degradan sustancias que vienen del exterior.

Cuando una sustancia viene del exterior y entra en la célula se forma un fagosoma o vacuol heterofágica que se fusiona con un lisosoma primario formando el lisosoma secundario, lo que no se ha degradado puede quedar en el interior del lisosoma formando un cuerpo residual cuyo contenido será eliminado al exterior de la célula por exocitosis.

También estos cuerpos residuales se pueden acumular en el interior de la célula dando lugar a pigmentos como la lipofucsina, o si se ha degradado completamente la membrana del lisosoma rompe descargando su contenido al citoplasma

– Autofagia

Es la degradación de sustancias de la propia célula, el proceso es el mismo que el anterior pero no capta sustancias del exterior.

F) PEROXISOMA

Son orgánulos pequeños y esféricos que están rodeados de membrana y son muy similares a los lisosomas, la diferencia es que tienen encimas oxidativas de tipo oxidasas que van a participar en la oxidación de los ácidos grasos, de esta oxidación se va a formar un compuesto que es citotóxico (puede matar a la célula) y va a ser utilizado por las células del sistema de defensa para matar microorganismos.

G) MITOCONDRIAS

Son orgánulos alargados, son móviles, su organización dentro de la célula es en los lugares donde se requiera mayor energía.

Su número es variable dependiendo de la actividad de la célula, su estructura consiste en una doble membrana, una externa y una interna que va a formar pliegues o crestas mitocondriales.

Entre ambas membranas está el espacio intermembranoso y en el interior de la membrana interna se encuentra la matriz mitocondrial, al microscopio electrónico en la membrana interna podemos encontrar encimas implicados en la producción de ATP. También podemos encontrar ribosomas en la matriz mitocondrial que dan un aspecto granulado y ADN. Hay gránulos matriciales electrodensos que no se sabe su función.

La función de las mitocondrias es participar en la respiración celular con la formación de ATP.

4. MOVIMIENTOS CELULARES

Las células necesitan relacionarse entre sí y para ello necesitan moverse.

Todas las células tendrán cierta posibilidad de movimiento. Hay diferentes mecanismos que provocan la movilidad de la célula:

El movimiento celular con desplazamiento.

Es el movimiento ciliar, flagelar y ameboide.

Los movimientos ciliar y flagelar se realizan mediante cilios y flagelos. El movimiento ameboide se realiza mediante pseudópodos, se realiza gracias a cambios en el hialoplasma, de estado sólido a fluido, que provocan unas corrientes citoplasmáticas que producen deformaciones de la membrana celular entonces, la célula se desplaza. Ejm:

Este movimiento es importante en los procesos de endocitosis o fagocitosis que captan sustancias mediante este tipo de movimientos enviando lengüetas.

El movimiento celular sin desplazamiento.

Pueden ser de dos tipos:

Los que producen deformación en la célula.

Movimiento contráctil

Característico de las células musculares mediante microfilamentos.

Movimiento pulsátil

Son movimientos de contracción y relajación de diferentes partes del citoplasma y se observa en neuronas.

Los que no producen deformación en la célula.

Movimiento Browniano

Son movimientos de temblores en el interior del citoplasma a consecuencia del bombardeo de moléculas en el citoplasma.

Movimiento de ciclosis

Es característico de las plantas.

Movimientos de Vayvem

Son una serie de estructuras que se mueven en el citoplasma de delante hacia atrás.

5. NÚCLEO

Es donde se encuentra el material genético y donde se codifican todas las proteínas que tiene la célula.

Está rodeado por una membrana nuclear formada por dos membranas, una interna y otra externa, entra las dos está el espacio perinuclear.

En estas membranas hay dos puntos donde se encuentran unidas dejando pequeños orificios que son los poros nucleares, estos orificios están rodeados por 8 proteínas en forma de anillo que conforman el complejo de Golgi.

5.1.CROMATINA

En el interior del núcleo esta la matriz nuclear o el nucleoplasma en cuyo interior podemos encontrar la cromatina que son todas las estructuras electrodensas que podemos observar al microscopio.

La cromatina es ADN cromosómico asociado a las núcleo proteínas, estas pueden ser de dos tipos:

  • las histonas que son poco abundantes e intervienen en el plegamiento del ADN
  • las no histonas que son mas abundantes e intervienen en la replicación del ADN.

Dependiendo del grado de plegamiento de la cromatina hay dos tipos:

– la heterocromatina que el ADN está plegado

– la eucromatina que son hebras dispersas de ADN.

5.2. NUCLEOLO

Al microscopio electrónico se observa una estructura mas densa y al óptico generalmente es basófilo.

El número de nucleolos dentro del núcleo es de uno o de dos, la composición es de ADN, núcleo proteínas, proteínas encimáticas y ARN.

En el núcleo hay 3 porciones:

– La pars fibrilar que son filamentos sueltos de ARN y proteínas.

– La pars granular que son gránulos de ARN y proteínas

(estas dos partes conforman el nucleolema)

– Heterocromatina que se encuentra asociada al nucleolo.

5.3. CROMOSOMAS

Se forman a partir de la cromatina, son cadenas de ADN apareadas y enrolladas en una doble hélice, cada cadena está formada por la repetición de un grupo fosfato una base nitrogenada y una pentosa.

Las bases nitrogenadas son de dos tipos, la purina que son dos, adenina y guanina, y las pirimidinas que son la timina y la citosina. Se asocia una purina con una pirimidina de la cadena contraria y se asocia adenina con timina y guanina con citosina.

Cuando la célula se va a dividir estos filamentos se van a agrupar mas ocupando menos espacio y van a dar lugar a los cromosomas. Estos cromosomas en la división celular se van a duplicar y estos se unen en el centro por el centrómero, cada uno de los brazos del cromosoma duplicado se llama cromátida.

En el centrópodo es donde se une el cromosoma duplicado con los microtúbulos del huso acromático.

El centrómero según donde se localicen los cromosomas se pueden clasificar en metacéntricos si se encuentran en el centro, en submetacéntrico que está desplazado del centro y el acrocéntrico cuando el centrómero está desplazado mas al extremo y telocéntrico donde el centrómero se encuentra en el extremo.

6. DIVISIÓN CELULAR

Existen dos mecanismos de división celular:

MEIOSIS

En el proceso de meiosis de una célula diploide se obtienen 4 células hijas aploides. Este tipo de división sólo la realizan las células sexuales.

En el proceso de la meiosis se hacen dos divisiones, en la primera división meiotica partimos de una céula 2n y obtenemos 2n.

DIFERENCIAS CON LA MITOSIS

En la mitosis cada cromosoma homólogo se divide por el centrómero, en la meiosis no ocurre esto, lo que ocurre es que un cromosoma duplicado de cada par homólogo emigra a cada polo del huso, así al final de la primera división meiotica cada célula hija tiene la mitad de la dotación de los cromosomas.

Una segunda diferencia con la mitosis es que va a haber intercambio de alelos entre las cromátidas de los pares homólogos, se conoce como sobrecruzamiento, estas zonas se encuentran unidas en quiasmas y el resultado de esta división es la formación de 4 cromátidas diferentes a la de la madre.

En la segunda división meiótica es una mitosis normal pero sin duplicación de los cromosomas.

MITOSIS

Con la división mitótica de una célula madre vamos a obtener 2 células hijas exactamente igual.

FASES:

INTERFASE

Que se divide en tres fases:

  • G1 que es una fase de crecimiento celular
  • S síntesis que es de replicación del ADN
  • G2 donde la célula sigue creciendo y se prepara para la división. Durante la interfase los centriolos también se duplica

FASES DE LA MITOSIS:

Profase

Donde los cromosomas se hacen visibles dentro del núcleo, el nucleolo desaparece y cada par de centriolos se va cada uno a un polo y entre ellos se forma un huso de microtúbulos

 

 

 

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