Una visita guiada a la célula

(Adaptado de S. Berg)

• La célula es el mínimo agrupamiento de materia que tiene todas las propiedades de la vida
• Es el mínimo nivel de organización que puede considerarse vivo
• Constituye la unidad básica de la vida
• Realiza todas las funciones necesarias para mantenerse viva y reproducirse
• Visión general de las células
• Existen dos tipos básicos de células
• Células procariotas
• Corresponden a los organismos del Reino Moneras
• No tienen núcleo
• El material genético se encuentra en un área de la célula llamada nucleoide
• Componentes visibles de todas las células procariotas
• Membrana plasmática
• Ribosomas 70S
• El tipo de ribosomas permite distinguir entre células procariotas y eucariotas
• Nucleoide
• Citoplasma
• Componentes visibles de algunas células procariotas
• Pared celular (en casi todas)
• Pili (cuando se reproducen sexualmente)
• Flagelos
• Mesosomas
• Membranas fotosintéticas (algunas bacterias)
• Células eucariotas
• Se encuentran en cuatro reinos
• Protistas
• Hongos
• Plantas
• Animales
• Tienen núcleo auténtico
• Rodeado por una envuelta
• El núcleo contiene el ADN celular
• Componentes que están siempre presentes
• Membrana plasmática
• Citoplasma
• Núcleo
• Ribosomas 80S
• Orgánulos subcelulares
• Sistema endomembranoso
• Citoesqueleto
• Con diferentes características, pero todas las células eucariotas tienen algún tipo de citoesqueleto
• Componentes presentes en algunos casos
• Pared celular
• Glucocálix
• Ciertos orgánulos
• Componentes de las células eucariotas
• Núcleo
• Es el elemento más visible de la célula
• Su diámetro varía, pero está en torno a los 5μm de diámetro
• Contenido nuclear
• Cromosomas
• Largas cadenas de ADN
• En el hombre, llegan a los 4 cm; cada célula humana tiene casi 2m en total
• Su número es característico de cada especie
• En eucariotas el ADN está asociado a proteínas
• Las proteínas hacen al ADN mucho más compacto
• El máximo grado de compactación se alcanza durante la mitosis
• Cromatina
• ADN + proteína
• Envuelta nuclear
• Es una envoltura, no propiamente una membrana
• Rodea al núcleo y lo separa del citoplasma
• Está formada por dos membranas lipídicas
• La envuelta nuclear tiene poros
• Controlan la entrada y salida de moléculas
• La envuelta nuclear se continúa con el retículo endoplásmico
• Nucleolo
• Es el lugar donde se sintetiza el ARNr
• En él empiezan a ensamblarse los ribosomas
• Solo está presente en células que no se están dividiendo
• ARN mensajero
• Ribosomas 80S
• Se encuentran libres o adheridos al retículo endoplásmico
• Los libres sintetizan proteínas solubles
• Los adosados al retículo sintetizan proteínas de membrana o para la exportación
• Compuestos por varias proteínas y varias moléculas de ARNr
• Tienen dos subunidades de distinto tamaño; son activos cuando las subunidades están ensambladas.
• Sistema endomembranoso
• Las diferentes membranas del interior de la célula tienen un origen común
• Envuelta nuclear
• Retículo endoplásmico
• Aparato de Golgi
• Lisosomas
• Vesículas de secreción
• Vacuolas
• Membrana plasmática
• Envuelta nuclear
• Se continúa con el retículo endoplásmico
• Separa el material genético del citoplasma
• Retículo endoplásmico
• Red de túbulos, compartimentos y sacos aplanados interconectados
• Encierra un espacio llamado "lumen"
• Tipos de retículo endoplásmico
• Rugoso
• Dotado de ribosomas que le dan un aspecto "rugoso" al microscopio
• Los ribosomas sintetizan proteínas de membrana
• Liso
• No presenta ribosomas
• Sintetiza fosfolípidos
• Se usa para la detoxificación de la célula
• El conjunto de ambos retículos sintetiza la membrana celular
• Aparato de Golgi
• Vesículas formadas a partir del retículo endoplásmico
• La membrana y el contenido de las vesículas sufren modificaciones al pasar por el Golgi
• Lisosomas
• Vesículas formadas por una sola membrana
• Contienen enzimas hidrolíticos capaces de romper todos los tipos de macromoléculas celulares
• Son centros de digestión y reciclaje celular
• Vacuolas
• Características de las células vegetales
• Normalmente una única vacuola, que ocupa hasta el 90% del volumen celular
• Rodeadas de una única membrana
• Se usan como sistema de almacenamiento intracelular
• Iones inorgánicos
• Ácidos orgánicos
• A veces enzimas hidrolíticas y sustancias tóxicas
• Flujo de membrana en la célula
• La membrana nueva se sintetiza en el retículo endoplásmico
• Las vesículas de membrana salen del retículo y viajan hacia el aparato de Golgi
• Las vesículas se fusionan entre sí para formar los dictiosomas del Golgi
• La membrana y las proteínas son "marcadas" durante su paso por el Golgi
• Las "marcas químicas" determinan el destino celular de los distintos componentes
• Orgánulos productores de energía
• Posiblemente originados por endosimbiosis de organismos primitivos
• Cloroplastos
• Se encuentran únicamente en las plantas
• Rodeados por dos membranas totalmente separadas entre sí
• Dejan un espacio intermembranoso esencial para su funcionamiento
• En su interior aparecen sacos de membrana aplanados, llamados tilacoides
• El interior de los tilacoides es continuo con el espacio intermembranoso
• El espacio central del cloroplasto se denomina estroma
• Incluye una molécula de ADN circular y cerrado y ribosomas 70S
• Llevan a cabo la fotosíntesis
• Mitocondrias
• Se encuentran en todos los organismos eucariotas
•  Rodeadas por dos membranas totalmente separadas entre sí
• Dejan un espacio llamado espacio intermembranoso
• La membrana interna presenta invaginaciones llamadas crestas
• El interior de la mitocondria se denomina matriz
• Contiene una molécula de ADN circular y cerrado y ribosomas 70S
• En ambos casos, la energía se produce en la membrana interna, que tiene mucha más superficie que la externa
• Citoesqueleto
• Red de fibras interconectadas a lo largo de todo el citoplasma
• Función del citoesqueleto
• Algunas fibras proporcionan soporte mecánico
• Importante para las células animales, porque no tienen pared
• Puntos de anclaje para orgánulos y enzimas
• Algunas fibras están relacionadas con la motilidad
• Otras sirven como "caminos" para motores moleculares que se mueven respecto al citoesqueleto
• Tipos de fibras del citoesqueleto
• Microtúbulos
• Tubos huecos formados por unión de proteínas globulares (tubulina)
• Presentes en todos los eucariotas
• No se contraen, proporcionan soporte a la célula y sirven de "pistas" para el movimiento de macromoléculas y orgánulos
• Microfilamentos
• Varillas macizas constituidas por unión de proteínas globulares (actina)
• Pueden asociarse con otras proteínas
• Actina-miosina: filamentos contráctiles
• Filamentos intermedios
• Su composición y estructura varía de unas células a otras
• En algunos casos se usan como indicadores tumorales
• Superficie celular
• Pared celular: estructura rígida, externa a la membrana plasmática, que rodea algunos tipos de células
• Vegetales: ayuda a distinguirlas de las células animales
• También es frecuente en procariotas, hongos y protistas
• Nunca aparece en células animales
• Su estructura varía de un reino a otro
• No es esencial para la vida
• Pared celular vegetal
• Mucho más gruesa que la membrana plasmática
• Muy rígida y resistente
• Composición
• Fibras de celulosa
• Embebidas en una matriz de otros polisacáridos
• Uniones intercelulares
• Plasmodesmos
• Conexiones entre células vegetales
• Suponen la conexión citoplasma a citoplasma entre dos células adyacentes
• Desmosomas: unión física muy fuerte entre dos células
• Reforzada por filamentos intercelulares
• Función: mantener juntas las células
• Uniones estrechas:
• Cinturón que rodea totalmente la célula
• No deja espacio entre células adyacentes
• Uniones tipo "gap"
• Permiten contacto citoplasma a citoplasma entre células animales
• Hacen posible la difusión de pequeñas moléculas