BIOLOGÍA CELULAR

BIOLOGÍA CELULAR
BIOLOGÍA CELULAR _______________________________________________ 1
TEORÍA CELULAR __________________________________________________________________ 2
LA CÉLULA ES LA UNIDAD ANATÓMICA Y FISIOLÓGICA DE TODOS LOS SERES VIVOS. __ 2
NIVELES DE ORGANIZACIÓN CELULAR ______________________________________________ 2
MOLECULAR ____________________________________________________________________ 2
SUBCELULAR ____________________________________________________________________ 2
CELULAR ________________________________________________________________________ 2
NIVELES DE ORGANIZACIÓN ________________________________________________________ 3
LA CÉLULA_________________________________________________________________________ 3
TIPOS DE CÉLULAS _________________________________________________________________ 3
CÉLULAS PROCARIOTAS _________________________________________________________ 3
CÉLULAS EUCARIOTAS __________________________________________________________ 4
CÉLULAS VEGETALES ______________________________________________________________ 4
CÉLULAS ANIMALES ________________________________________________________________ 4
CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL _______________________________________________________ 5
LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA ___________________________________________________ 5
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA ___________________ 5
ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA _____________________________ 6
FUNCIÓN DE LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA __________________________________ 7
FUNCIÓN DE TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
CITOPLASMÁTICA _______________________________________________________________ 7
TRANSPORTE PASIVO ___________________________________________________________ 8
TRANSPORTE ACTIVO ___________________________________________________________ 9
ENDOCITOSIS _________________________________________________________________ 10
EXOCITOSIS ___________________________________________________________________ 11
ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA DE SECRECIÓN ________________________________ 12
FUNCIONES DE LA MEMBRANA DE SECRECIÓN __________________________________ 12
EL CITOPLASMA DE LA CÉLULA __________________________________________________ 12
EL HIALOPLASMA ______________________________________________________________ 12
ESTRUCTURA _________________________________________________________________ 12
FUNCIÓN ______________________________________________________________________ 13
FUNCIÓN DEL CITOESQUELETO _________________________________________________ 13
ENCIMAS _______________________________________________________________________ 13
METABOLISMO _________________________________________________________________ 13
EL MORFOPLASMA ________________________________________________________________ 13
RIBOSOMAS ____________________________________________________________________ 13
ESTRUCTURA _________________________________________________________________ 13
FUNCIONES DE LOS RIBOSOMAS ________________________________________________ 14
PROTEÍNAS____________________________________________________________________ 14
EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO _______________________________________________ 14
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER) ___________________________________ 14
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL) _______________________________________ 15
APARATO (O COMPLEJO) DE GOLGI (AG) ________________________________________ 15
ESTRUCTURA _________________________________________________________________ 15
FUNCIONES ___________________________________________________________________ 15
LISOSOMAS _____________________________________________________________________ 16
PEROXISOMAS __________________________________________________________________ 16
MITOCONDRIAS ________________________________________________________________ 16
ESTRUCTURA _________________________________________________________________ 16
FUNCIONES ___________________________________________________________________ 17
CITOCENTRO (O CENTROSOMA) ________________________________________________ 17
ESTRUCTURA _________________________________________________________________ 17
FUNCIONES ___________________________________________________________________ 18
CILIOS Y FLAGELOS ____________________________________________________________ 18
ESTRUCTURA _________________________________________________________________ 18
FUNCIÓN ______________________________________________________________________ 18
NÚCLEO INTERFÁSICO __________________________________________________________ 18
ENVOLTURA NUCLEAR ________________________________________________________ 18
NUCLEOPLASMA ______________________________________________________________ 19
ADN __________________________________________________________________________ 19
TRANSCRIPCIÓN __________________________________________ Error! Bookmark not defined.
TRADUCCIÓN _____________________________________________ Error! Bookmark not defined.
DOGMA DE LA BIOLOGÍA CELULAR _________________________________________________ 19
TEORÍA CELULAR
La teoría celular tiene 4 puntos fundamentales:
1) La célula es la unidad anatómica y fisiológica de todos los seres vivos. Unidad anatómica quiere
decir que los organismos vivos están formados por una o muchas células. Unidad fisiológica significa
que el conjunto del organismo funciona porque todas las células funcionan.
2) Cada célula procede de una célula madre o anterior por división de esta última.
3) La información necesaria para el funcionamiento de la célula y para la división de ésta, está
depositada en el núcleo en forma de ADN. El ADN se transmite de generación en generación (de
célula madre  células hijas).
4) Las reacciones químicas que tienen lugar en los organismos vivos (metabolismo) se realizan en el
interior de las células.
LA CÉLULA ES LA UNIDAD ANATÓMICA Y FISIOLÓGICA DE TODOS LOS SERES VIVOS.
 Unidad anatómica quiere decir que los organismos vivos están formados por una o muchas células.
 Unidad fisiológica significa que el conjunto del organismo funciona porque todas las células
funcionan
NIVELES DE ORGANIZACIÓN CELULAR
En la organización celular se distinguen varios niveles:
MOLECULAR
En los organismos vivos pueden ser orgánicas, como proteínas, lípidos, ácidos nucleicos (ADN,
ARN) e inorgánicas, como agua, fosfato de calcio (en los huesos), carbonatos, bicarbonatos, etc. Estas
moléculas establecen interacción entre sí formando un nivel de organización submolecular.
SUBCELULAR
Donde hay dos tipos de estructura:
1. Virus: no se pueden considerar seres vivos, ya que no se reproducen por sí mismos, sino que
necesitan invadir una célula para reproducirse.
2. Orgánulos celulares: aunque forman parte de la célula, por sí mismo no se pueden reproducir, sino
que lo hacen el conjunto de la célula. Los orgánulos, junto con la membrana y el núcleo forman la
célula.
CELULAR
La célula.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN
1. Nivel molecular:
a. Moléculas orgánicas: glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos (ADN, ARN)
b. Moléculas inorgánicas: fosfato de calcio, agua, carbonato, bicarbonato, etc.
Las moléculas establecen interacciones entre sí y dan lugar al nivel de organización subcelular.
2. Nivel de organización subcelular:
a. Virus.
b. Orgánulos celulares. Los orgánulos celulares interaccionan entre sí y dan lugar a la célela.
3. La célula:
a. Células procariotas.
b. Células eucariotas.
LA CÉLULA
La célula es la unidad básica más pequeña del ser vivo. Es decir, la cantidad más pequeña de
materia viva que posee vida propia, que nace, crece, se reproduce y muere.
Las células son pequeñísimas cavidades o celdillas que presentan diversas formas: estrelladas, alargadas,
redondeadas, cúbicas, poligonales, ect. Pero la forma más común es la redondeada.
En general, son tan pequeñas que no pueden verse a simple vista, sino a través del microscopio. Se
miden en micras (1 micra = milésima parte de 1 mm.). Suelen medir de 5 a 50 micras de diámetro,
Algunas, no obstante, son mucho mayores: hay fibras vegetales que llegan a medir 20 cm. Las yemas de
los huevos de las aves son también células de gran tamaño.
En la célula se distinguen dos partes fundamentales: el citoplasma y el núcleo. Ambas han de vivir
unidas. No puede ninguna de ellas vivir independientemente.
 El citoplasma es una masa transparente y viscosa parecida a la clara de huevo. Representa la
mayor parte de la materia que constituye la célula. En su interior se encuentra el núcleo.
Envolviendo al citoplasma se encuentra la membrana, que se considera como parte de aquél.
 El núcleo es una masa de forma esférica que se halla en el interior del citoplasma.
En resumen, podemos decir que la célula es un conjunto de orgánulos, cada uno de los cuales tiene su
propia función.
Para estudiar la célula con un microscópio óptico (formado por un sistema de lentes) que aumenta la
imagen de 100 a 2.000 veces, ésta se verá de forma muy elemental. La célula se vería así:
Núcleo
Los orgánulos no se ven bien
Citoplasma
Membrana
citoplasmática
Para ver la estructura de los orgánulos se necesita un microscopio electrónico que aumenta de
10.000 a 100.000 veces. Con ellos ya se ven bien y se pueden estudiar estos orgánulos.
TIPOS DE CÉLULAS
Según su grado de complejidad y organización, las células pueden clasificarse en dos grupos: a)
células procariotas y b) células eucariotas. Se diferencian por su estructura, complejidad, metabolismo,
orgánulos, etc.
CÉLULAS PROCARIOTAS
Las células procariotas son más pequeñas y poseen una menor complejidad organizativa. PRO
significa primitivo, que no está muy desarrollado. CARIO significa que el núcleo es muy primitivo o que
el material genético no está dentro de los límites del núcleo, sino desparramado por el interior de la célula.
 No tienen orgánulos membranosos: los únicos que tienen son los RIBOSOMAS.
 Tienen como principal característica carecer de envoltura nuclear, por lo que su ADN aparece en el
citoplasma en una región denominada nuclear o nucleoide.
 El ADN suele ser una única molécula cíclica y se empaqueta mediante proteínas no histonas.
 Por fuera de la membrana celular tienen una pared bacteriana.
 Tienen una gran versatilidad metabólica, ya que pueden realizar muchas reacciones químicas.
 Siempre se presentan de forma unicelular.

Los organismos procariotas más conocidos son: las bacterias, los micoplasmas, las algas
cianofíceas.
CÉLULAS EUCARIOTAS
EU significa verdadero. Son más grandes y poseen una mayor complejidad organizativa.
 Tienen un núcleo verdadero, delimitado por una envoltura membranosa, en cuyo interior se halla
el material genético o ADN, por lo que está separado del resto del material de la célula. El ADN,
debido a la mayor complejidad estructural y fisiológica de este tipo de células, es muy abundante y
aparece dividido en varias moléculas lineales y empaquetadas por su asociación a proteínas
(histonas). Hay células que no tienen núcleo (como los hematíes, que viven 128 días y luego
mueren).
 Tienen orgánulos membranosos en su interior (aparato de Golgi, retículo endoplasmático, etc.).
Hay dos tipos de células eucariotas: 1) vegetales y 2) animales que se diferencian en los orgánulos y en la
forma de nutrirse.
CÉLULAS VEGETALES
Carecen de centrosoma, pero tienen orgánulos exclusivos que no tienen otro tipo de células, que son:
 La pared celular, formada por capas de celulosa, depositadas sobre la membrana celular.
 los cloroplastos, que contienen clorofila, la cual da el color verde a las plantas. Son exclusivos de
las células vegetales.
El tipo de nutrición de las células vegetales se llama fotosíntesis o alimentación autótrofa, ya que
sintetiza su propio alimento mediante la luz solar, el agua y los minerales que absorbe de la tierra y el
anhídrido carbónico que toman del aire. La fotosíntesis la realizan de la siguiente forma: toman 6CO2,
las combinan con 6H2O + luz y transforman la materia inorgánica en glucosa (6H12O6) y desprenden 6
O2 (oxígeno) Este tipo de alimentación tiene lugar en los cloroplastos.
CÉLULAS ANIMALES
No tienen pared celular ni cloroplastos (orgánulos propios de los vegetales), pero sí tienen otros
exclusivos que les permiten moverse (a algunas), como los cilios, los flagelos, el citocentro. Tienen
centrosoma
El tipo de alimentación es heterótrofo: se alimentan de materia orgánica ya formada (glúcidos, lípidos,
proteínas, etc.) que provienen de los vegetales o de otros animales. Esta materia se transforma en los
orgánulos para dar la energía necesaria a otros seres vivos.
RESUMEN
orgánicas
NIVEL DE ORGANIZACIÓN
MOLECULAR
(MOLÉCULAS)
inorgánicas
Virus
NIVEL DE ORGANIZACIÓN SUBCELULAR
Orgánulos
NIVEL ORGANIZATIVO CELULAR:
célula (conjunto de orgánulos).
PROCARIOTAS
EUCARIOTAS
Vegetales
Animales
CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL
Las partes de una célula eucariota animal son, desde el exterior hacia el interior, las siguientes:
1. Membrana citoplasmática.
2. Citoplasma:
a. Hialoplasma
b. Morfoplasma
i. Ribosomas
ii. Retículo endoplasmático (liso y rugoso)
iii. Aparato de Golgi.
iv. Mitocondrias.
v. Lisosomas.
vi. Peroxisomas.
vii. Citocentro (centrosoma).
viii. Cilios y flagelos.
3. Núcleo:
a. Membrana nuclear.
b. Cromatina (ADN) / Cromosomas
c. Nucleolo (ARN)
LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
La membrana citoplasmática (membrana citoplasmática + membrana de secreción o matriz
extracelular), que es la parte más externa de la célula. Es una delgada lámina que envuelve completamente
a la célula y la separa del medio externo. Esta lámina, al no ser rígida, permite movimientos y
deformaciones de la célula. La membrana puede presentar deformaciones o prolongaciones, como los
cilios, flagelos, microvilli, estereocilios, micropúas, pseudópodos, lamelipodios, etc., generalmente
sostenidos por una red de filamentos de actinia y/o microtúbulos. Las células de los tejidos presentan
estructuras de contacto que las mantienen unidas; estas estructuras son: desmosomas puntuales,
desmosomas de banda, uniones herméticas y uniones gap.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
La membrana citoplasmática está constituida por una doble capa de lípidos (fosfolípidos,
esfingolípidos y colesterol) a la que se adosan moléculas proteicas, las cuales pueden situarse en ambas
caras de la superficie de dicha doble capa o incrustarse en la misma. Esta estructura molecular recibe el
nombre de membrana unitaria, ya que es igual en todas las células y en todos los orgánulos celulares que
presentan membrana. Esquemáticamente, la membrana tendría esta composición química:
Lípidos
Composición química
fosfolípidos
Esfingolípidos
Colesterol
Proteínas
Glúcidos
Los fosfolípidos están formados por 1 molécula de glicerol + 2 de ácido graso + 1 de ácido fosfórico.
El glicerol tiene la siguiente estructura:
CH2 - OH
CH - OH
CH2 - OH
Los hidrógenos de los radicales del glicerol son sustituidos por:
CH2 - O -
Ácido graso
CH - O –
Ácido graso
Insolubles en agua (hidrófobos)
CH2 - O -
Soluble en agua (hidrófilo)
Ácido
fosfórico
Así, la molécula de glicerol se representa como una estructura que tiene una parte (cabeza)
hidrófila y otras dos opuestas (colas) que son hidrófobas. Este tipo de moléculas se llama anfipáticas por
que tienen dos parte bien diferenciadas: una parte hidrófoba (rechaza el agua) y otra hidrófila (se diluye en
agua). Se representan así:
Dos representaciones de la estructura de un fosfolípido. Los grupos cólina, fosfato y glicerol, forman la cabeza hidrofílica y en
conjunto se conocen como fosfatidilcolina. Esta cabeza está unida a los ácidos grasos mediante dos consecutivos átomos de
carbono (1 y 2). Con ello se impide que las colas lipídicas queden muy apretadas, manteniéndose en esta forma la fluidez de la
membrana.
ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
La membrana citoplasmática tiene estructura de bicapa lípida (fosfolípidos). Hay que tener en
cuenta que aunque tiene dos capas, es una sola membrana. Estas dos capas de fosfolípidos (bicapa lípida)
están estructurada de la siguiente manera:
1. Las cabezas (hidrófilas) están orientadas hacia el medio acuoso (exterior e interior de la célula).
2. Las colas (hidrófobas) se orientan hacia el interior de la membrana
3. El colesterol está intercalado entre los fosfolípidos de la monocapa interna; en la externa no hay.
4. Las proteínas están intercaladas en la bicapa de fosfolípidos. Las proteínas se disponen de tal
modo que sus radicales polares (hidrófilos) quedan fuera de la membrana y sus radicales lipófilos
establecen contactos con los lípidos de la membrana.
5. Glúcidos que se adosan en el exterior de la bicapa externa de la membrana citoplasmática
formando el glucocálix / membrana de secreción / matriz extracelular
Glucocálix
Exterior de la célula
Proteína
Monocapa
externa
Monocapa
interna
Bicapa lípida
Colesterol
Interior célula
Glúcidos que se adosan al exterior de la monocapa externa y forman el glucocálix
Molécula anfipática de cabeza hidrófila y colas hidrófobas
Proteína inmersa en la bicapa (está en las dos capas)
Colesterol, que está intercalado entre los fosfolípidos de la monocapa interna.
La membrana actúa como una estructura dinámica, en la que las moléculas que la componen se
desplazan en todas direcciones e, incluso, pueden cambiar de capa lípídica. Esta característica le permite
autorrepararse en caso de sufrir una rotura, fusionarse con cualquier otra membrana e, incluso, mediante
procesos de endocitosis, perder un sector de la membrana que, rápidamente, forma una vesícula esférica.
La membrana mantiene su estabilidad gracias a la presencia de moléculas de colesterol. Estas
moléculas se unen mediante enlaces débiles a los fosfolípidos de la membrana de modo que mantienen la
estructura de la bicapa lipídica, pero no afectan a su flexibilidad ni a su carácter dinámico.
La membrana mantiene una estructura unitaria, ya que en todas las células, todos los orgánulos
que tienen membrana (la membrana citoplasmática, la del núcleo, la de aparato de Golgi, la de las
mitocondrias, la de los orgánulos membranosos), tiene la misma estructura; es decir, una bicapa lípida con
proteínas, colesterol y glucocálix.
FUNCIÓN DE LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
El principal cometido de la membrana citoplasmática es mantener estable el medio intracelular
mediante la regulación del paso de agua, moléculas y elementos, separando la célula del medio externo.
Esta función de barrera la realizan los fosfolípidos. Otra función de la célula es la transmisión y recepción
de señales.
La bicapa lípida tiene una permeabilidad selectiva: controla el intercambio de sustancias entre el
interior y el exterior de la célula. Este intercambio se realiza gracias a las proteínas de transporte. También
son las proteínas de transporte las encargadas de producir, modular y conservar gradientes (diferenciales)
electroquímicos.
Ejemplo de gradiente:
Na
K
Na
Na
Na
K K
K K
K K
K K
K
K K K K
Na
Na
Fuera de la célula hay muchos iones
de sodio y dentro, pocos.
Na
Gradiente
K
Na
El ión potasio es escaso en el exterior
y abundante en el interior
Gracias a las proteínas de la membrana, la célula puede recibir y transmitir señales. Controla la
división de la célula y permite la disposición topológica adecuada (en el espacio, tridimensional) de
determinada células. El conjunto de membranas de los orgánulos interiores de la célula delimitan espacios
diferentes de la misma donde se realizan diferentes funciones.
FUNCIÓN DE TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
El paso a través de la membrana posee cuatro modalidades:
1. transporte pasivo, sin consumo de energía.
2. transporte activo, con consumo de energía.
3. endocitosis
4. exocitosis
El transporte pasivo y activo se realiza por iones y moléculas pequeñas. La endocitosis y la exocitosis es
para el transporte de cantidades importantes de materia.
TRANSPORTE PASIVO
Este transporte se produce a favor de gradiente (de + -); es decir, tiende a igualar las
concentraciones de iones o moléculas entre interior y exterior de la célula. Tiene tendencia a hacer
desaparecer el gradiente. Es un transporte que se realiza sin gasto de energía. El transporte pasivo puede
ser de dos tipos:
1. De difusión simple:
a. A través de membrana.- La difusión simple a través de membrana se produce cuando
determinadas moléculas atraviesan la bicapa lipídica para pasar dentro/fuera o fuera/dentro
por entre los fosfolípidos. Las moléculas que mejor pasarán por la membrana serán
lipófilas (hidrófobas), como el etanol, la anestesia, los insecticidas. Otras que pueden
atravesar bien la membrana citoplasmática son las pequeñas moléculas que no tienen carga
polar, como el agua, el monóxido de carbono , el oxígeno, la urea,…
b. A través de canales.- La difusión simple a través de canales se produce cuando una
proteína de membrana que abarca la bicapa lipídica, delimita en su interior un poro en
forma de canal que permite el paso de iones o de pequeñas moléculas. No siempre están
abiertos, sino que se abrenen las siguientes circunstancias:
i. Cuando al canal se une un ligando (normalmente, una hormona). El ligando actúa
como una llave para abrir el canal.
ii. Cuando hay una alteración en el gradiente eléctrico de la célula.
2. De difusión facilitada.- La difusión facilitada.- Es un transporte específico en el cual
encontramos proteínas transportadoras (que están en la bicapa fosfolipídicade la membrana
citoplasmática) que se unen a una determinada molécula y la dejan pasar al otro lado de la
membrana. Cada molécula tiene su tipo específico de proteína transportadora, pues si hay cerca
una molécula diferente, no pasará por ese canal, sino por el de otra proteína específica para ella.
Una característica de este tipo de transporte es que en estas proteínas siempre está abierto el canal.
Esta proteína continuará actuando hasta que haya el mismo nº de moléculas dentro que fuera.
TRANSPORTE ACTIVO
Es un tipo de transporte que requiere gasto de energía por parte de la célula y ésta consigue esa
energía a través de las moléculas ATP (adenosina trifosfato) cuyo enlaces almacenan mucha energía. El
ATP es una nucleótico que cuando se forma necesita mucha energía, pero cuando se rompe por uno de
sus enlaces, desprende gran cantidad de la misma.
P
P
Adenosin
a
P
Cuando la célula necesita energía, rompe el enlace del P con la adenosina (que almacena mucha) y de ahí
la obtiene.
P
P
Adenosin
a
energía
P
Tras la ruptura del enlace, el producto resultante es: adenosina
bi fosfato + P + mucha energía
La célula necesita esta energía para las siguientes funciones:
4. Transporte activo.
5. Movimiento muscular
6. Órganos internos.
Las células regeneran el ATP incorporando la energía que el organismo aporta con los nutrientes de la
alimentación, mediante el siguiente proceso:
ADP (adenosina bifosfato) + P + energía = ATP
Los orgánulos encargados de regenerar el ATP son las mitocondrias.
Las células necesitan esta energía porque el transporte activo lo hacen en contra de gradiente (de + a + ).
Un ejemplo de transporte activo es la bomba de sodio/potasio (Na+ / K+).
Na+
Na+
Na+
K+ K+ K+ K+ K+ K+ Na+
N
Na+
K+
Na+


En la célula hay mucho potasio y poco sodio.
En el exterior hay mucho sodio y poco potasio.
El transporte activo es el que hace entrar en la célula más potasio (K+), en contra de gradiente ( de
+ a +) y salir sodio (Na+ ), en contra de gradiente (de + a +) a través de sus proteínas transportadoras.
El transporte activo y pasivo se realizan al mismo tiempo. La función del transporte activo es
mantener las diferencias de concentraciones de sodio y potasio para que la célula pueda vivir, pues en caso
de que el gradiente desapareciera, la célula moriría. En el transporte activo la célula gasta la energía que
obtiene del ATP.
RESUMEN DEL TRANSPORTE DE MOLÉCULAS
Fijándonos en el dibujo de la bomba de sodio/potasio, el tipo de transporte que realizarían las proteínas
transportadoras sería:
A) Transporte pasivo (se realiza a favor de gradientes: de donde hay + hacia donde hay -) No hay gasto de
energía:
 Entra sodio en la célula.
 Sale sodio de la célula
B) Transporte activo (se realiza en contra de gradiente (de donde hay - hacia donde hay +). Hay gasto de
energía, que la obtiene la célula de romper el ATP:
 Sale sodio de la célula.
 Entra potasio en la célula.
TRANSPORTE DE PARTÍCULAS
Este transporte permite que moléculas de tamaño muy grande (proteínas) y partículas (bacterias,
resto de material celular, secreciones de la célula) puedan entrar o salir de la célula. Este transporte
siempre es activo (nunca pasivo), requiere energía (obtenida de romper el enlace de un fósforo – P - del
ATP) y la participación de moléculas (proteínas) de la membrana de la célula. Es de dos tipos:
ENDOCITOSIS
Endocitosis es el transporte de partículas hacia el interior de la célula. El proceso es el siguiente:
Bacteria
Bacteria
N
N
Aparece una
invaginación en el
citoplasma de la
célula por la zona
donde está la
bacteria
Glóbulo
blanco
N
Bacteria
N
En las cercanías del glóbulo blanco aparece una bacteria. Cuando el glóbulo blanco se acerca a
ella, aparece una depresión o invaginación en el citoplasma y la membrana de la célula donde se instala la
bacteria. Los bordes de la invaginación se van cerrando alrededor de la bacteria hasta que se unen,
dejándola dentro. Los bordes de la membrana se funden y dentro queda una vesícula con la membrana
igual a la del glóbulo blanco, rodeando a la bacteria. Este transporte necesita gasto de energía.
Una vesícula es una bolsa que está dentro del citoplasma y que está envuelta por parte de la
membrana de la célula que la ha ingerido.
Hay 2 tipos de endocitosis:
FAGOCITOSIS
Cuando la célula ingiere partículas de gran tamaño; se forman vesículas fagocíticas, llamadas también
fagosomas.
PINOCITOSIS
Cuando la célula ingiere partículas de consistencia líquida o grasa. Forman vesículas pinocitósicas.
EXOCITOSIS
Es el segundo tipo de transporte de partículas. Se transportan partículas de tamaño grande desde el
interior hacia el exterior de la célula. Requiere gasto de energía. Es un proceso que la célula utiliza para
transportar hacia el exterior productos de desecho o de secreción (como por ejemplo, la secreción de
mucus de las células glandulares menores de la boca). Es el caso inverso de la endocitosis. El proceso se
inicia cuando la célula tiene una vesícula de secreción con un producto que se ha de eliminar; la vesícula
se acerca a la membrana citoplasmática y ésta se funde con las de la vesícula, quedando la membrana de la
vesícula incorporada a la de la célula. El producto de secreción queda fuera de la célula para ser arrastrado
por la corriente sanguínea hacia los órganos de secreción interna del organismo vivo al que pertenezcan..
Producto a eliminar
N
Producto a eliminar
Las membranas de
la célula y de la
vesícula se funden
y el producto de
secreción queda
libre
N
Célula
N
Un motivo de que las membranas de las células, los orgánulos y las vesículas sean iguales o
unitarias (todas tienen la misma estructura) son estos procesos de endocitosis y exocitosis, ya que
continuamente se está quitando y reponiendo membrana celular. Por eso decimos que la membrana celular
no es una cosa estática.
FUNCIÓN DE RECEPCIÓN Y TRANSMISIÓN DE SEÑALES
En la membrana de la célula están los receptores
(proteínas de membrana) con una estructura
tridimensional concreta, que son capaces de unirse de
forma específica a un ligando ( sólo se unen a uno en
concreto). Un ligando es una molécula del medio externo
que se puede unir de manera específica a un receptor de
la membrana.
Cuando se produce la unión entre ligando y
receptor, el receptor sufre un cambio en la estructura de
forma que esta unión provoca un mensaje al interior de la
célula que le provoca a ésta un efecto que es de dos tipos:
1. Fisiológico: por ejemplo, la contracción muscular, la secreción glandular, etc.
2. Metabólico: por ejemplo: aumento de la síntesis de proteínas, aumento en la degradación de
glucosas, etc.
La membrana de secreción / matriz extracelular / glucocálix es una envoltura de naturaleza
glucoproteica que se encuentra en la periferia de la mayoría de las células eucariotas; es decir, por encima
(exterior) de la membrana citoplasmática.
ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA DE SECRECIÓN
La matriz extracelular o glucocálix está constituida por cadenas glucídicas unidas por enlaces
covalentes a las glucoproteínas y glucolípidos de la membrana citoplasmática.
En los organismos pluricelulares aparece como nexo de unión entre las células y se halla
compuesta por una red de fibras de naturaleza proteica (colágeno, elastina y fibronectina), inmersas en una
estructura gelatinosa de glucoproteínas hidratadas. Estas glucoproteínas conforman una estructura basada
en un tipo de moléculas, los glucosaminglucanos o mucopolisacáridos, constituidos por cadenas de
disacáridos. La molécula esencial es una proteína proteoglucano o mucoproteína formado por una proteína
filamentosa central a la que se unen covalentemente numeroso filamentos de glucosaminglucanos,
originando estructuras plumosas que a su vez se fijan en una larga molécula de ácido hialurónico, un
glucosaminglucano, lo que da lugar a complejas estructuras moleculares.
FUNCIONES DE LA MEMBRANA DE SECRECIÓN
La matriz o glucocálix es protectora frente a enzimas proteolíticas. También actúa, dada su
variabilidad, como molécula marcadora de la membrana y como receptora de moléculas químicas que
inducen respuestas celulares.
El desarrollo de la matriz extracelular puede dar lugar a diversos tejidos conectivos. También
puede acumular sustancias minerales originando huesos, Asimismo, induce la formación del citoesqueleto
de las nuevas células que se producen, determinando su forma y orientación.
EL CITOPLASMA DE LA CÉLULA
El citoplasma es el espacio celular comprendido entre la membrana citoplasmática y la envoltura
nuclear. Está constituida por A) el hialoplasma o citosol y B) el morfoplasma (conjunto de orgánulos
citoplasmáticos).
EL HIALOPLASMA
También denominado citosol, el hialoplasma es el medio interno del citoplasma. Se encuentra
delimitado por la membrana citoplasmática y la envoltura nuclear. En él aparecen el citoesqueleto y los
orgánulos celulares.
ESTRUCTURA
El hialoplasma es un medio gelatinoso, con un 85 % de agua, en el que aparecen disueltos gran
cantidad de moléculas formando una disolución coloidal. Estas moléculas son: prótidos (aminoácidos,
enzimas, proteínas estructurales, etc.), lípidos, glúcidos (polisacáridos, monosacáridos, etc.), ácidos
nucleicos (nucleótidos, nucleósidos, ARNt, ARNm, ATP, etc.), productos del metabolismo y sales
minerales disueltas. Ocupa todo el espacio que no ocupan los orgánulos y el núcleo. Tiene una
organización compleja llamada citoesqueleto, formado por un conjunto de filamentos que hay en el
interior del citoplasma.
FUNCIÓN
El hialoplasma es el medio en que se mueven los orgánulos citoplasmáticos. En él se constituye el
citoesqueleto, que da forma a la célula. El hialoplasma es también el medio en el que se realizan muchos
procesos metabólicos, como la glucólisis, la gluconeogénesis la fermentación láctica, etc.
FUNCIÓN DEL CITOESQUELETO
El citoesqueleto aparece en todas las células eucariotas. Lo forman una red de filamentos proteicos
que se entrecruzan entre sí, entre los que destacan los microfilamentos o filamentos de actina, los
filamentos intermedios, los microtúbulos y una red microtrabecular de finos filamentos proteicos.
Entre las funciones del citoesqueleto destacan: 1º) las de mantener la estructura, la forma y la capacidad de
moverse de la célula; 2º) dar resistencia y elasticidad a la célula; 3º) actúa como unas guías para el
transporte y organización de los orgánulos por el citoplasma y 4º) participa en la división celular.
ENCIMAS
Las enzimas son proteínas que aceleran las reacciones químicas que tienen lugar en el organismo.
Hay en los orgánulos y en el citoplasma. El conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el
organismo recibe el nombre de METABOLISMO.
METABOLISMO
El metabolismo realiza dos tipos de reacciones químicas:
1. Catabolismo.- Son reacciones químicas que transforman moléculas de tamaño grande en otras
mucho más pequeñas y sencillas. Con esta reacción se desprende energía que es utilizada para
formar ATP.
2. Anabolismo.- Son reacciones químicas que sintetizan moléculas grandes a partir de otras más
pequeñas y sencillas, para lo cual necesitan energía. Esta energía proviene de la ruptura del un
fósforo del ATP y la transformación de éste en ADP.
Nota.- Los anabolizantes (productos farmacológicos) son hormonas que estimulan la creación de
proteínas, para tener músculos más grande.
Las reacciones químicas que tienen lugar en el interior de la célula se realizan en zona
determinadas de la misma, lo cual quiere decir que la célula está compartimentada para los diferentes
procesos
EL MORFOPLASMA
El morfoplasma es el conjunto de orgánulos que flotan en el citoplasma. Son los siguientes:
1. Ribosomas.
2. Retículo endoplasmático: liso (REL) y rugoso (RER)
3. Aparato de Golgi (AG)
4. Mitocondrias
5. Lisosomas
6. Peroxisomas
7. Citocentro/Centrosoma
8. Cilios y flagelos
RIBOSOMAS
Los ribosomas son orgánulos globulares constituidos por proteínas
asociadas a ácidos ribonucleicos ribosómicos (ARNr) procedentes del
nucléolo y agua. Se localizan de forma dispersa por el citoplasma o adosados
a la cara externa del Retículo endoplasmático (formando el RER – retículo
endoplasmático rugoso) y en el interior de las mitocondrias.
ESTRUCTURA
Son orgánulos de forma  esférica , de textura porosa y su composición
química es agua, proteínas y ARNr (ácido ribonucléico ribosómico). Cuando
se miran con el microscópio, se observa que están formados por dos
subunidades, una grande y otra pequeña; la grande recibe el nombre de 65 S y
la pequeña de 40 S. En ambas, el ARNr está doblado sobre sí mismo. Para que
el ribosoma sea activo, las dos subunidades tienen que estar unidas. Ambas
tienen igual composición. No son orgánulos membranosos. Las células
procariotas tienen 1 ribosoma, pero más pequeño y de estructura similar al de
las eucariotas.
FUNCIONES DE LOS RIBOSOMAS
Actúan en la biosíntesis de proteínas. Realizan la traducción del ARNt (ARN de transferencia).
Inicialmente, el ARNr se une a la subunidad menor del ribosoma y posteriormente a la subunidad mayor,
iniciándose la traducción del mensaje del ARNt y la síntesis de la proteína. Las moléculas del ARNt son,
generalmente, leídas por una serie de 5 a 40 ribosomas, distanciados entre sí unos 100 Å. Cuando
trabajan el ARNt en forma de una cadena, los ribosomas se ponen sobre el ARNt, dando lugar a un
polisoma: se van desplazando a lo largo del ARNt. En base a la forma que tiene el ARNt, lee la
información que éste le da y forma la proteína con los aminoácidos. Este proceso se realiza en el
citoplasma.
ARNm Ribosomas
Polisoma
PROTEÍNAS
Es la agrupación de un gran nº de aminoácidos (de 1.000 a 5.000) que se unen uno a continuación del
otro. Hay 20 clases de aminoácidos esenciales. Los ribosomas son los encargados de unir los aminoácidos
para formar las proteínas que están en el citoplasma. Los albinos no tiene melanina porque el ARNt está
defectuoso y los ribosomas no pueden fabricar la proteína de la melanina.
EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Está formado por un conjunto de membranas que delimitan cavidades internas en forma de sáculos
aplanados (muy pequeños), de vesículas y de túbulos, que se extienden por todo el citoplasma y que se
hallan en comunicación con la membrana nuclear externa. Este sistema constituye un único
compartimiento con un espacio interno que recibe el nombre de lumen del retículo endoplasmático. Su
función es sintetizar y transportar las proteínas y lípidos constituyentes de membrana o destinados a ser
transportados al medio externo celular. Hay dos tipos de retículo endoplasmático: 1) el retículo
endoplasmático rugoso (RER), que posee ribosomas en su cara externa y 2) el retículo endoplasmático
liso (REL), que carece de ribosomas.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)
Es la parte del retículo endoplasmático que
presenta ribosomas en el lado citoplasmático de
la membrana, las cuales sintetizan proteínas.
Está formados por
sáculos aplastados
conectados entre sí, con la envoltura nuclear y
con el retículo endoplasmático liso .La
membrana del retículo endoplasmático rugoso
presenta proteínas encargadas de fijar los
ribosomas y otras que actúan como canales de
penetración de las proteínas sintetizadas por el
ribosoma con la información del ARNm. Las
proteínas sintetizadas pasan al interior del RER
a través de los canales, donde son almacenadas
en los sáculos y conductos; estas proteínas
también circulan por el interior del retículo endoplasmático rugoso hacia el retículo endoplasmático liso,
de donde salen hacia el citoplasma. Se puede decir que la función del retículo endoplasmático rugoso
(RER) es la síntesis de proteínas mediante los ribosomas de su membrana, su introducción en el lumen, la
glucosilación de las proteínas y su transporte hacia los orgánulos donde se las necesita para constituir
membranas. Este transporte se realiza en el interior de vesículas que se producen por gemación en la
membrana del retículo endoplasmático rugoso.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL)
Es la parte del retículo endoplasmático que carece de ribosomas. Está constituido por una red de
túbulos unidos al retículo endoplasmático rugoso. La membrana del retículo endoplasmático liso presenta
una serie de enzimas cuya función es la de sintetizar lípidos. Su función es:
 Participar en la síntesis de todos los lípidos de la membrana: colesterol, fosfolípidos, glucolípidos,
etc. (hace membrana). Estos lípidos se construyen en el lado citoplasmático de la membrana,
desde donde se difunden hacia la cara interna. Estos lípidos se transportan a otros orgánulos
mediante proteínas de transferencia o por vesículas producidas por gemación.
 Maduración de los lípidos y de las proteínas que están en su interior. Contiene enzimas capaces de
eliminar del organismo moléculas extrañas.
 Sirve de almacén (una célula muscular guarda calcio para cuando lo necesite).
APARATO (O COMPLEJO) DE GOLGI (AG)
El aparato de Golgi es un orgánulo membranoso y está
formado por la agrupación en paralelo de 7 u 8 sáculos
discoidales aplanados, situados unos sobre otros,
interconectados entre sí, y por vesículas de secreción. Cada
sáculo recibe el nombre de cisterna y todo el conjunto se
llama dictiosoma. La cisterna o sáculo es la unidad
funcional del A.G. El Aparato de Golgi puede tener uno o
más dictiosomas y, aunque cada uno funciona
independiente del otro, colaboran en las funciones del
mismo. Suele aparecer próximo al núcleo o al centrosoma.
En los dictiosomas se distinguen dos partes:
1. Una cara externa (más ancha, formada por lo sáculos más grandes).
2. Una cara interna (más estrecha, formada por los sáculos más pequeños)
ESTRUCTURA
El aparato de Golgi forma parte del sistema membranoso celular. Está íntimamente relacionado con el
retículo endoplasmático. La cara externa del aparato de Golgi está orientado hacia el retículo
endoplasmático rugoso.
FUNCIONES
1. Almacén y secreción de proteínas sintetizadas en el RER. Los ribosomas adosados a la cara
externa del RER fabrican las proteínas y las introducen dentro de él. Se mueven las proteínas por
el RER y a partir de éste se forman vesículas de transición que salen del RER con las proteínas en
su interior. Las vesículas se fusionan con la membrana de las cisternas de la cara externa del A.G.,
quedando las proteínas sueltas. Una vez las proteínas libres dentro del A.G. irán de desde las
cisternas de la cara externa hacia las de la cara interna. Cuando llegan a la membrana de la cara
interna de A.G., se forman más vesículas (de igual forma y se desprenden de la misma forma que
lo hicieran del RER), llamadas vesículas de secreción, más grandes que las anteriores. Las
vesículas de secreción tienen dos funciones:
a. Se fusionan con la membrana de la célula y expulsan su contenido al exterior
(exocitosis).
b. Se quedan acumuladas en el interior de la célula en forma de vesícula y entonces son un
tipo de orgánulos llamados LISOSOMAS
2. En el interior del A.G. tiene lugar la modificación de los azúcares y los lípidos que se habían
incorporado al REL, como la glucosilación ( unión de moléculas glucídicas) de lípidos, dando
lugar a glucolípidos de membrana; la glucosilación de prótidos, originándose glucoproteínas de
membrana o anticuerpos.
3. Renovación de la membrana citoplasmática: los fosfolípidos y el colesterol que sintetiza el REL
viajan en vesículas de transición (pequeñas) hasta el A.G.; de allí salen en vesículas de secreción
(grandes) hasta la membrana citoplasmática, la cual incorpora todo a su estructura
4. Construcción de proteoglucanos (antes llamados mucopolisacáridos), de acción protectora, pues
recubren la membrana citoplasmática.
LISOSOMAS
Son orgánulos membranosos vesiculares que en su interior tienen enzimas hidrolíticas, las cuales
pueden romper enlaces de moléculas. Se forman por un proceso de gemación a partir de la cara interna del
Aparato de Golgi. Los Lisosomas tienen una única función, la cual puede ser de dos tipos:
1) Procesos de autofagia: hay una célula con lisosomas que contiene enzimas. Los enzimas encerrados
son inactivos. Si se rompen los lisosomas y los enzimas quedan libres, destruyen el interior de la
célula. La célula se autodestruye. Como ejemplo de esta autofagia está la metamorfosis de la rana,
donde la cola y las branquias de los renacuajos desaparecen, ya que ambos se autodestruyen por este
proceso.
2) Procesos de heterofagia: es la destrucción de partículas exógenas de la célula.
Los enzimas hidrolíticos que hay en el lisosoma secundario inactivan la partícula (la célula aprovecha
Partícula
Vesícula de
fagocitosis
N
Fagosoma
Lisosom
a
N
Las membranas del lisosoma y la de
la vesícula de fagocitosis se funden
y se forma un lisosoma secundario.
N
de ella lo que necesita) y luego expulsa los productos de desecho hacia el exterior en un proceso de
exocitosis.
PEROXISOMAS
Son pequeñas vesículas que contienen catalasa. Este enzima es capaz de destruir el agua oxigenada
(H2O2) y que podría matar a la célula. El agua oxigenada se forma en el interior de la célula en
determinadas reacciones metabólicas y ésta la elimina con la catalasa, formando H2O + ½ O2 (gaseoso).
MITOCONDRIAS
Son orgánulos membranosos alargados, con los extremos redondeados. Su forma externa se parece
a un cacahuete. Hay en las células animales y en las vegetales.
ESTRUCTURA
La estructura interna de las mitocondrias está formada por dos membranas:
 Una externa, con igual estructura que la citoplasmática, la cual posee unos grandes complejos
proteicos que actúan como canales de penetración.

Otra interna, de igual estructura, que forma invaginaciones, cuyo interior recibe el nombre de
matriz mitocondrial.
En el interior de la matriz mitocondrial hay ribosomas, enzimas y una cadena de ADN circular. El ADN y
los ribosomas permiten la síntesis de
los enzimas necesarios para el
metabolismo mitocondrial (también
hay enzimas que llegan del citoplasma
de la célula atravesando la membrana
mitocondrial).
FUNCIONES
La función de las mitocondrias
es obtener energía a partir de la
oxidación de los nutrientes (hidratos de
carbono, lípidos o grasas, azúcares,
proteínas) a los cuales transforma en
productos más sencillos y pequeños
(catabolismo). Estos productos entran
en la mitocondria y se oxidan (ciclo de
Krebb); en esta oxidación se obtiene
CO2 + H2O + energía
(es la respiración celular). El CO2 se
eliminan por la respiración y el H2O
por la respiración, la orina y el sudor.
La energía obtenida la utiliza la célula
para sintetiza ATP; el ATP almacena
mucha energía en uno de sus enlaces.
CITOCENTRO (O CENTROSOMA)
El centrosoma, citocentro o
centro celular aparece próximo al
núcleo y es considerado como un centro
organizador de microtúbulos. Es un
orgánulo exclusivo de las células
animales.
ESTRUCTURA
El citocentro consta de las siguientes
partes:
EL DIPLOSOMA
Son dos centriolos o pequeños cilindros
que están dispuestos perpendicularmente
uno en relación al otro, formados por microtúbulos (9 tripletes).
UNA ESFERA ATRACTIVA
Estáformada por un material denso ópticamente y que se halla rodeando a los dos centriolos.
1)
Centriolos
o diplosoma
Esfera
atractiva
Áster
N
EL ÁSTER
Conjunto de microtúbulos que salen de forma radial
de alrededor de la esfera atractiva.
FUNCIONES
Las funciones del citocentro son las siguientes:
1) El citocentro es el origen de la formación
de los microtúbulos que constituyen el
citoesqueleto.
2) Participa en la división celular formando
una estructura llamada huso acromático
(son los microtúbulos que guían los
movimientos de los cromosomas durante la
división de la célula).
3) Formación del corpúsculo basal, que es una
estructura que permite el anclaje de cilios y
flagelos.
CILIOS Y FLAGELOS
ESTRUCTURA
Son orgánulos o estructuras microtubulares
que están presentes en algunas células del
organismo. La estructura es la misma en ambos. Los microtúbulos de los cilios y flagelos nacen en el
corpúsculo basal.
El corpúsculo basal es una estructura similar a la del centriolo y sirve de anclaje a los microtúbulos del
interior del cilio o del flagelo.
FUNCIÓN
La función de los cilios y flagelos está siempre relacionada con el movimiento. Los cilios son muy
abundantes en las células que los poseen. Sólo hay cilios en la cara de las células que dan al lumen o
cavidad interna. El movimiento de los cilios provoca el movimiento del medio extracelular (por ejemplo,
vías respiratorias). Son cortos de longitud.
En el organismo humano sólo hay un tipo de célula que tiene flagelo y sólo tienen uno por célula. Son
largos y de igual estructura que los cilios.
Sólo los tienen las células reproductoras
masculinas (espermatozoides), las cuales
necesitan mucha energía para llegar al óvulo
y por ello tienen muchas mitocondrias en su
interior..
NÚCLEO INTERFÁSICO
Es el núcleo cuando no hay división
celular. La membrana nuclear está formada
por la membrana del RER. En ella hay poros
para que entren y salgan diferentes
componentes. En el nucleolo está el ARN.
El núcleo es una parte de la célula que se ve
mucho. Consta de:
a) Membrana
o
envoltura nuclear.
b) Cromatina (ADN) /
Cromosomas.
c) Nucleolo (ARN).
ENVOLTURA NUCLEAR
La envoltura o membrana nuclear
está formada por dos membranas (una en
contacto con la cromatina y otra en contacto
con el citoplasma), formando dos esferas
concéntricas atravesadas por poros. Es una continuación de la membrana del RER. Los poros de la
membrana permiten el intercambio de moléculas entre el citoplasma y el núcleo.
NUCLEOPLASMA
Es el contenido interno del núcleo. En él hay dos elementos:
1. Nucleolo: corpúsculo esférico situado en el interior del núcleo (a veces no hay, otras un o dos).
Allí se forma el ADN ribosómico que al salir al citoplasma formará los ribosomas.
2. Cromatina: está formada por ADN combinado con proteínas (histonas), cuya función es ayudar a
empaquetar correctamente el ADN. La cromatina está presente cuando la célula no está en proceso
de división
ADN
El ADN es el material genético que contiene toda la información necesaria para la síntesis de proteínas y
enzimas que la célula necesita.
En la especie humana, el material genético está
formado por 46 cadenas de ADN. El ADN tiene
estructura de doble cadena. Son antiparalelas y
adoptan la disposición de doble hélice
Estas 46 cadenas, cuando la célula no se divide, se
encuentran formando un enredo entre ellas, como
deshechas. El ADN está organizado en los GENES.
Gen 1
Núcleo
Gen 2
ADN
DOGMA DE LA BIOLOGÍA CELULAR
Un GEN (ADN) mediante un proceso de transcripción, se copia en forma de ARNm, que a su vez,
y mediante el proceso de traducción, da la información a los ribosomas para producir las proteínas. El
proceso sería:
GEN (ADN)  Transcripción  ARNm Traducción  Proteína
Pero se demostró que este dogma no es cierto, ya que los retrovirus (virus del SIDA), pueden
copiar su propio ARN y transformarlo en ADN, el cual se instala dentro del material genético del
individuo infectado. Sólo se da en los virus. Sería la transcripción a la inversa. Sería:
GEN(ADN) 
Transcripción inversa
 ARNm