LA CÉLULA UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LOS SERES VIVOS DE LA MADRE TIERRA

1. Características básicas de la célula: forma, tamaño y movimiento.

La célula es la unidad fundamental de los seres vivos que contiene todo el material necesario para mantener los procesos vitales como crecimiento, nutrición y reproducción. Se encuentra en variedad de formas, tamaños y funciones.

Las células se clasifican en células procariotas y eucariotas. Las células procariotas se caracterizan por no tener un núcleo definido en su interior, mientras que las células eucariotasposeen su contenido nuclear dentro de una membrana.

Existen organismos como las bacterias y los protozoarios constituidos por una célula (organismos unicelulares). Los organismos multicelulares o pluricelulares más complejos se encuentran constituidos por una mayor cantidad y diversidad de células.

Se cree que todas las células evolucionaron de un progenitor común, ya que todas poseen estructuras y moléculas similares.

Estructura de las células

En las células en general se pueden distinguir distintas estructuras con el microscopio óptico: núcleo, membrana citoplasmática y citoplasma.

Núcleo celular

El núcleo celular está rodeado por una envoltura nuclear, contiene el material genético de las células eucariotas. Es el centro de comando de las células eucarióticas. En las células procariotas no existe núcleo, por lo que el material genético está disperso.

Membrana plasmática

La membrana plasmática es una barrera con permeabilidad selectiva, o sea, regula la entrada y salida de material de la célula y además recibe la información proveniente del exterior celular. Por la membrana plasmática entran nutrientes, agua y oxígeno, y salen dióxido de carbono y otras sustancias.

Citoplasma

El citoplasma es el interior de la célula entre el núcleo y la membrana plasmática. Aquí se encuentra la maquinaria de producción y mantenimiento de la célula. Está constituido por un material gelatinoso llamado hialoplasma.

Organelos del citoplasma

En el citoplasma se encuentran estructuras membranosas conocidas como organelos. Los organelos son los responsables por diversas actividades celulares, tales como almacenamiento, digestión, respiración celular, síntesis de material y excreción, es decir, son los responsables del mantenimiento de la vida celular.

Entre los organelos podemos destacar:

• Mitocondrias: es la fábrica de energía de las células. Aquí se efectúa la respiración celular y se produce la energía que requiere la célula para sus actividades.
• Ribosomas: son el centro de producción de las proteínas. Son los organelos fundamentales para el crecimiento y la regeneración celular.
• Retículo endoplasmático: formado por una vasta red de canales y bolsas membranosas aplanadas llamadas cisternas. Existen dos tipos de retículo endoplasmático: rugoso y liso. Cuando se encuentran ribosomas en la cara externa del retículo endoplasmático, se dice que es retículo endoplasmático rugoso y en él se sintetizan proteínas de membrana y proteínas secretoras. En el retículo endoplasmático liso se sintetizan los lípidos.
• Aparato de Golgi: es el centro de distribución de la célula, encargado de clasificar, etiquetar, empaquetar y distribuir proteínas y lípidos en vesículas secretoras. También produce los lisosomas.
• Lisosomas: son los encargados de la digestión intracelular.
• Peroxisomas: organelos responsables por la oxidación de ácidos grasos y la degradación de peróxido de hidrógeno.
• Centriolos: estructuras cilíndricas que participan en la división celular.
• Vacuolas: vesículas, pequeñas bolsas que almacenan y transportan enzimas e iones.
• Cloroplastos: organelos responsables por la fotosíntesis en las células vegetales.

1.1. Qué es la célula: estructura y funciones

1.2. La célula y sus partes

2. Organización de la estructura de las células eucariotas y procariotas, diferencias.

Las células eucariotas y procariotas

En la actualidad podemos distinguir entre numerosos tipos de células como las células animales, vegetales, células madre, células de Sertoli, etc

No obstante, las células eucariotas y las procariotas son los dos tipos principales de células y sus diferencias y similitudes nos harán comprender gran parte del universo celular.

Definición de células eucariotas

El nombre de células eucariotas, proviene del griego antiguo y su significado es “verdadera nuez”, este término hace referencia, a la presencia de un núcleo definido y recubierto por una membrana celular.

Las células eucariotas son unidades anatómicas funcionales, que se caracterizan por la organización en cromosomas del material genético que se encuentra en el núcleo celular.

A su vez, las células eucariotas se diferencian de otro tipo de células, debido a que estas poseen una membrana celular que envuelve al núcleo y lo protege del exterior; por lo cual, el material genético no se encuentra disperso en toda la célula.

Las células eucariotas se encuentran presenten en organismos como, los seres humanos, animales, plantas, algas y protozoos. En este sentido, de acuerdo con el organismo en el que se encuentren, se pueden diferencias dos tipos de células eucariotas: células animales y vegetales.

• Células animales: las diferentes especies animales poseen una característica en común, todas tienen células eucariotas. Estas se caracterizan por poseer un núcleo definido que contiene el ADN y cubierto por una membrana. Otra característica de las células eucariotas animales, es la alimentación heterótrofa, es decir, la capacidad de convertir materia inorgánica en material orgánico, de donde obtienen los nutrientes que necesiten.
• Células vegetales: por otro lado, se encuentran las células vegetales, presente en las algas y plantas. Este tipo de células eucariotas, poseen organelos llamados cloroplastos, en los cuales, se fabrica la clorofila. Asimismo, las células eucariotas animales, tienen vacuolas en donde se almacena el agua y los nutrientes que le permiten tener una alimentación autótrofa.

Las células procariotas son aquellas células que no contienen un núcleo definido, es por ello, que el material genético se encuentra disperso en el citoplasma.

Por otro lado, las células procariotas constituyen las unidades de vida más pequeñas y antiguas, además, se encuentran principalmente en los organismos unicelulares.

La célula procariota es la permite a los organismos reproducirse asexualmente (por fisión binaria); esto quiere decir, que las células procariotas se dividen en dos, en donde se terminan de formar, para volver a su estado original y poder volver a dividirse.

Los principales tipos de células, eucariotas y procariotas, presentan algunas similitudes, sobretodo en la realización de funciones básicas, tales como: la nutrición, la reproducción, almacenamiento de material genético, entre otras.

Sin embargo, existen algunas diferencias entre las células eucariotas y procariotas, las cuales enumeramos a continuación.

Origen

Las células procariotas son unidades de vida más primitivas, las cuales, datan de hace 3000 millones de años. En lo que respecta a las células eucariotas, son el resultado de procesos evolutivos de hace 1500 millones de años.

Núcleo celular

Las células eucariotas presentan un núcleo celular definido y recubierto por una membrana; por su parte, una célula procariota no tiene un núcleo celular.

Tamaño

Las células procariotas son más pequeñas que las células eucariotas, las primeras, miden entre 1 y 10 micrones. Mientras que, las células eucariotas miden entre 10 y 100 micrones.

Material genético

El material genético de las células eucariotas se organiza en cromosomas y se encuentra en el núcleo rodeado de la membrana celular.

Por su parte, las células procariotas almacenan el ADN en el nucleoide, lo cual se puede decir que es una región específica del citoplasma, en donde se encuentra disperso el material genético (esta ubicación puede variar, dependiendo del tipo de célula).

Forma del material genético

En el caso de las células procariotas la forma del material genético es circular; por otro lado, las células eucariotas presentan un ADN de forma lineal.

Cantidad de cromosomas

Las células eucariotas se caracterizan por tener una gran cantidad de cromosomas que almacenan el ADN. En cambio, las células procariotas contienen un solo cromosoma.

División celular

Las células procariotas se reproducen asexualmente, por medio de la fisión binaria o bipartición, este proceso, consiste en la duplicación del ADN y del citoplasma, generando dos células nuevas.

Por otra parte, las células eucariotas se reproducen a través de los procesos de mitosis y meiosis.

Membrana plasmática

Una célula eucariota contiene una membrana plasmática que está formada por esteroles y carbohidratos. En las células procariotas la membrana plasmática carece de esteroles y de hidratos de carbono.

Ejemplos de seres vivos

Las células procariotas se encuentran en organismos unicelulares como las bacterias y las arqueas; en cambio, las células eucariotas conforman las plantas, animales, hongos, protozoos, algas y los seres humanos.

Organielos

Las células eucariotas tienen organelos membranosos en el interior del citoplasma, sin embargo las células procariotas carecen de orgánulos membranosos en su interior.

Como pueden apreciar, existen bastantes diferencias entre las células eucariotas y procariotas ya que su composición difiere mucho una de otra. En resumen, una célula eucariota tiene una estructura más compleja que una célula procariota y sus funciones también son más complejas y avanzadas.

2.1. Diferencia entre célula eucariota y procariota

3. Reproducción celular.

El cuerpo o la estructura de todo ser vivo está formado por una, miles o billones de células que se relacionan con su entorno, obtienen sustancias esenciales y se reproducen.

La reproducción celular tiene la finalidad de incrementar el número de células de un organismo, sea éste unicelular o pluricelular. Es importante saber que cada núcleo de una célula contiene cromosomas compuestos por moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN) que contienen el código genético que determina las características de los seres vivos. A través de los procesos de la mitosis y fisión binaria se produce la duplicación del ADN y a partir de la meiosis éste se duplica una sola vez.

"La reproducción celular tiene la finalidad de incrementar el número de células de un organismo, sea éste unicelular o pluricelular."

REPRODUCCIÓN DE LA CÉLULA EUCARIONTE: MITOSIS Y MEIOSIS

Las células eucariotas de animales, plantas, hongos y algunos organismos protistas conforman seres pluricelulares. Su reproducción se lleva a cabo a partir de la división celular, la cual permite la generación de más células. En realidad, las células se originan a partir de una célula madre que se divide en dos o más células, llamadas células hijas. Los seres vivos deben a este proceso su crecimiento y la continuidad de la vida, ya que implica la distribución de material genético idéntico o ADN.

Las células de estos organismos experimentan dos tipos de división: mitosis y meiosis. En la primera se producen células genéticamente idénticas de modo que el núcleo de las células duplica su material para dividirse.

La mitosis se compone de 4 fases básicas:

Profase. La cromatina (complejo de ADN y proteínas) del núcleo celular se condensa y se organiza en cromosomas, posteriormente la membrana nuclear desaparece. Además, los cromosomas hacen copias idénticas de sí mismos.

Metafase. Todos los cromosomas cambian su disposición y se alinean justo en el centro de la célula. Esto da como resultado la formación de la llamada placa ecuatorial.

Anafase. Ahora sí, los cromosomas se dividen justo por la mitad y cada sección se dirige hacia un extremo de la célula, por lo que quedan separados. A partir de esta fase se distribuyen las copias de la información genética original.

Telofase. Se origina una nueva membrana en cada extremo de la célula, envolviendo el material del núcleo. Al final, aparecen dos núcleos iguales al núcleo original y quedan formadas dos células hijas con cromosomas idénticos a los de la célula madre.

Por su parte, la meiosis origina a los gametos, que son células sexuales haploides, es decir, que poseen una sola copia de cada cromosoma. Las células diploides tienen cromosomas organizados por parejas. Así que en la meiosis, a partir de una célula diploide se obtienen 4 células haploides (los gametos) de cromosomas distintos entre sí pero diferentes de los de la célula madre. El resultado son células hijas en posesión de un núcleo con la mitad del material hereditario.

La meiosis consta de dos etapas:

Meiosis I:

Profase I: Los cromosomas del núcleo celular comienzan a organizarse, de modo que los homólogos se juntan e intercambian fracciones de ADN.

Metafase I: Los pares de cromosomas son ya visibles y se disponen en línea en el centro de la célula, formando la placa ecuatorial.

Anafase I: Cada cromosoma de un par se dirige a un extremo de la célula.

Telofase I: Alrededor de los nuevos núcleos con un solo cromosoma de cada par se forma una membrana nuclear. El ADN no se replica.

Meiosis II

Procede de modo similar al de una mitosis normal pues consta de Profase II, Metafase II, Anafase II y Telofase II, pero el resultado genético es diferente. En la Telofase II los cromosomas se desenrollan y alargan, se mueven a sitios distintos de la célula y se forma pared celular que da lugar a las células hijas.

En la meiosis los cromosomas son copiados una sola vez del mismo modo que en la mitosis, pero se producen dos divisiones celulares en vez de solo una.

Funciones:

› Mitosis: Crecimiento y reparación de tejidos, transmisión genética, generación de nuevos individuos, continuidad de la vida.

› Meiosis: Generación de células sexuales o gametos, reproducción sexual, diversidad genética.

REPRODUCCIÓN DE LA CÉLULA PROCARIONTE: FISIÓN BINARIA

Las células procariotas propias de los organismos más simples como las bacterias o arqueobacterias, se dividen por medio de fisión binaria o bipartición. A diferencia de las células eucariotas, su reproducción da lugar a nuevos individuos.

Los organismos procariontes generalmente cuentan con un solo cromosoma. En primer lugar, el ADN se replica y se producen dos copias del cromosoma que no se alinean en un plano ecuatorial. Cada copia se mueve a una parte distinta de la membrana celular y la célula comienza a separarse en dos. Los cromosomas originales y replicados se separan y se generan células genéticamente idénticas.

3.1. Reproducción celular: Meiosis

3.2. Reproducción celular, Mitosis y Meiosis

4. Instrumentos ópticos para el estudio de la célula

Instrumentos de observación de las células

Aunque existen células macroscópicas, cuyo tamaño hace posible verlas a simple vista, la mayoría de ellas tiene tamaño microscópico y se requiere de herramientas especiales para verlas.

El microscopio es un instrumento que permite aumentar considerablemente el tamaño de lo observado. Existen muchas clases de microscopios que se utilizan para observar preparados diferentes.

Microscopio óptico

Utiliza la luz natural o artificial para iluminar el preparado. Algunos tipos de microscopios ópticos son el compuesto, el digital, el fluorescente, el de disección y también el quirúrgico.

En el microscopio óptico se distinguen las siguientes partes:

. Pie. Soporta toda la estructura del microscopio.

. Fuente de iluminación. Puede ser un foquito o bien un espejo que se mueve para que capte la luz de la fuente más cercana.

. Condensador. Sirve para regular la cantidad de luz que llega hasta el preparado.

. Platina. Es la superficie en la que coloca el preparado y se fija con unas pinzas de sujeción.

. Tornillos macrométrico y micrométrico. Se usan para subir y bajar la preparación de manera rápida o lenta y lograr el enfoque deseado.

. Brazo. Sostiene el tubo ocular y lo conecta con las otras partes del microscopio.

. Revolver. Pieza giratoria que sostiene los objetivos.

. Objetivos. Lentes de aumento que se ubican encima del preparado.

. Ocular. Lente de aumento que se halla sostenido por el tubo ocular y con el que se mira el preparado. El aumento total de la imagen observada se calcula multiplicando el aumento del ocular por el del objetivo usado.

Microscopio electrónico

Proporcionan una mayor resolución y se usan para conocer en detalle la estructura interna de las células e incluso de virus. Son instrumentos muy costosos por lo que no son de uso generalizado y usan electrones en lugar de luz y electroimanes en vez de lentes.

Los preparados que se observan en los microscopios electrónicos deben ser muy delgados y requieren de técnicas especiales para su preparación.

Fuente

Recuperados de: http://www.medic.ula.ve; http://www.metrixlab.mx