BIOLOGÍA IB TEMA 2. LAS CÉLULAS

BIOLOGÍA IB

TEMA 2. LAS CÉLULAS

2.1. Teoría Celular

Según la Teoría Celular:

1. Todos los seres vivos están compuestos por células.
2. La célula es la unidad de vida más pequeña.
3. Las células se forman a partir de otras preexistentes.

Los organismos unicelulares son capaces de cumplir con todas las funciones vitales: metabolismo, respuesta, homeostasis, crecimiento, reproducción y nutrición.

Tamaños relativos:

• 1 nm  Moléculas[pic 1]
• 10 nm  Grosor de las membranas[pic 2]
• 100  nm  Tamaño de los virus[pic 3]
• 1 µm  Bacterias[pic 4]
• Hasta 10 µm  Orgánulos[pic 5]
• Hasta 100 µm  Mayoría de las células[pic 6]

Razón Superficie/Volumen: es un factor limitante del tamaño molecular. Cuando una célula expande su diámetro durante su crecimiento, su volumen aumenta más rápido que el área superficial. Es decir que superficie y volumen son inversamente proporcionales. La relación entre la superficie y el volumen debe ser mayor, puesto que si es menor, la célula no llega a cumplir con las funciones vitales: el flujo de nutrientes hacia el interior y el flujo de desechos hacia el exterior no bastarán para mantenerse al ritmo de la actividad metabólica que mantiene viva a la célula. El desenlace será la muerte de la célula. Además, a una célula grande le costará mucho desplazar materiales a través del citoplasma.

• Las tasas de producción de calor, de desechos y de consumo de energía de una célula son proporcionales a su volumen.
• Las tasas de intercambio de materia y energía (calor) son proporcionales a su superficie.

Los organismos pluricelulares presentan propiedades emergentes; éstas surgen de la interacción de las distintas partes componentes [el todo es más que la suma de las partes].

En los organismos pluricelulares las células se diferencian para llevar a cabo funciones específicas, expresando algunos de sus genes pero no otros (éstos últimos se reprimen).

Las células madre [o células tronco] conservan la capacidad de dividirse (reproducción) y pueden diferenciarse por distintas vías (son totipotentes).

• Uso terapéutico de las células tronco [este es un campo en rápido desarrollo]. En el año 2005 se emplearon células tronco para restaurar tejidos protectores de neuronas en ratas de laboratorio, lo que produjo sensibles mejoras en su movilidad.
• La investigación con células tronco, tanto si son de seres humanos como de otros animales, plantea problemas éticos. El uso de células tronco embrionarias implica la muerte del embrión en estadio temprano, pero si se desarrolla la clonación terapéutica con éxito se podría aliviar el sufrimiento de pacientes que sufren distintas afecciones.

2.2. Células Procariotas

Diagrama de la estructura de Escherichia coli [E. coli]:

[pic 7]

Funciones de las estructuras nombradas:

• Pared Celular: protege a la célula de factores externos y le da su forma. Además, previene que la célula explote si su presión interna sube.
• Membrana Plasmática: es una membrana semipermeable que controla la salida y entrada de sustancias desde y hacia la célula. Está formada por proteínas periféricas e integrales, y las sustancias pueden pasar ya sea por transportes pasivos o activos.
• Citoplasma: contiene enzimas capaces de catalizar las reacciones químicas metabólicas. También contiene ADN en una región denominada nucleiode. A su vez, pueden hallarse ribosomas en el citoplasma.
• Pili: ayudan a la bacteria a adherirse a otra para el intercambio del material genético.
• Flagelos: apéndice locomotor formado por filamentos de proteína enrollados. Sirve para la locomoción y movimiento de la célula [Puede estar o no].
• Ribosomas: es donde se produce la síntesis de proteínas.
• Nucleoide: región que contiene ADN desnudo [cromosoma procarionte] donde se encuentra el material hereditario (o información genética) que controla a la célula y será pasado a las células hijas.
• Cápsula: protege a la bacteria [solo está presente en bacterias patógenas].
• Laminillas: pigmentos fotosintéticos que captan la luz y elaboran alimento.
• Plásmido: fragmento de ADN circular y cerrado que sirve para la variabilidad y adaptación al medio.
• Mesosoma: permite la autoduplicación del ADN y participa en el estrangulamiento.

Identificación de estructuras en una micrografía electrónica:

[pic 8]

Reproducción

• Las células procariotas se dividen por fisión binaria. Este es un tipo de reproducción asexual en el que el mesosoma introduce al cromosoma a la duplicación del ADN – este tipo de reproducción no presenta variabilidad genética.
• En el caso de que la reproducción sea sexual, los pili ayudan a la célula a adherirse a otras superficies y el material genético contenido en el plásmido pasa de una célula a otra.

2.3 Células Eucariotas

Diagrama de la ultraestructura de una célula del hígado:

[pic 9]

Funciones de las estructuras de la célula del hígado.

• Ribosomas: pueden estar unidos al retículo endoplasmático rugoso o libres en el citoplasma. Es el sitio de la síntesis de proteínas y el lugar físico donde se traduce el mensaje del ARN para producir proteínas.
• Retículo endoplasmático rugoso: puede modificar las proteínas para alterar su función o destino. Sintetiza proteínas para ser excretadas de la célula. También sintetiza lípidos.
• Lisosomas: contiene enzimas digestivas para hidrolizar macromoléculas (como proteínas o lípidos) y obtener sus respectivos monómeros [Digiere y recicla materiales].
• Aparato de Golgi: recibe proteínas del retículo endoplasmático rugoso y las modifica nuevamente. Empaca las proteínas antes de que lleguen a su destinación final; ya sea en el medio intracelular o extracelular.
• Mitocondria [central de energía]: es responsable de la respiración aeróbica. Transforma la energía química en energía ATP utilizando oxígeno.
• Núcleo: contiene cromosomas, y por lo tanto el material genético. Es el encargado de controlar a la célula y sus funciones. Mantiene el ADN y su transcripción a ARN lejos de reacciones potencialmente nocivas en el citoplasma.
• Membrana Plasmática: define a la célula como una entidad individual. Controla selectivamente el tipo y la cantidad de sustancias que entran y salen de la célula. Ayuda a conservar su volumen y composición del citoplasma.

Identificación de estructuras en una micrografía electrónica:

[pic 10]

Comparación entre las células procariotas y eucariotas:

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