Bloque 3

LA CÉLULA, UNIDAD DE VIDA
1. La célula: descubrimiento y definición
2. La teoría celular y su importancia en Biología: unidad estructural, funcional y genética
de los seres vivos.
3. Organismos unicelulares y pluricelulares (niveles de organización biológicos)
4. Tipos de células: procariota y eucariota
5. Tipos de células eucariotas: vegetal y animal
6. Estructura y función de los orgánulos celulares
7. Relación entre respiración celular y fotosíntesis
8. El núcleo celular: estudio del ADN: composición, estructura y propiedades
9. Los procesos de división celular. La mitosis y la meiosis. Características diferenciales e
importancia biológica de cada una de ellas
10. Los orgánulos celulares trabajando juntos: la coordinación es fundamental en la vida
1. BREVE HISTORIA DE LA CÉLULA
Aristóteles ya pensaba que debían existir unas unidades vitales pequeñas que serían los
constituyentes de los seres vivos. En el Renacimiento, Paracelso dijo que "todos los animales y
vegetales, por más complicados que sean, están constituidos por unos pocos elementos que se
repiten en cada uno de ellos.
Sin embargo, estas ideas no eran producto de la observación ni de la experimentación y no
tuvieron mucha transcendencia.
Descubrimiento de la célula- Hubo que esperar hasta el s. XVII,
cuando aparecieron los microscopios primitivos para poder
observar las primeras células, pues el ojo humano no puede
distinguir objetos menores de 0,1 mm y las células, salvo
excepciones, tienen un tamaño menor.
El primero en observar una célula fue el físico, astrónomo y
naturalista inglés Robert Hooke (1635-1703),
quien en 1665 pudo observar las células
muertas de una fina lámina de corcho con un
sencillo microscopio (de 50 aumentos). Vio
que estaba formado por estructuras
regulares en forma de cajitas. HOOKE les
dio este nombre de CÉLULA, que significa
celda o cuarto muy pequeño porque observó la
pared de una célula muerta de corcho, que se parecía a las celdillas de un panal de abejas.
Estas células sólo constituían en realidad la pared celular y su interior estaba vacío.
1674, Leeuwennhoek observó células libres en agua estancada, en sangre y semen. Muchas de
éstas células son móviles y por ello las denonimó animáculos.
Poco a poco, la observación de células al microscopio fue haciéndose común y se descubrieron
en diversos materiales biológicos. Se comenzó a pensar que su interior tenía más interés pues
a principios del XIX, con la aparición de menores lentes y el empleo de colorantes, se empezó
a valorar la importancia de las células.
Virchow formuló el aforismo "omnia cellula ex cellula" ("toda célula proviene de otra célula"),
Kollike afirmó que la unión de las células sexuales origina una célula que constituye el origen
de un nuevo individuo.
La universalidad de esta teoría resultó evidente cuando Ramón y Cajal demostró la
individualidad de las neuronas, que parecía imposible.
2- LA TEORÍA CELULAR
Tomando como base a Hooke y a Leewuenhoek, dos alemanes, cada uno por su lado,
SCHLEIDEN y SCHWANN las encontraron en todas las partes de organismos; se dieron
cuenta de que hay algo común en todos los seres vivos; unas estructuras independientes e
iguales que se repiten en cualquier tejido vivo. Valoraron el descubrimiento de Hooke y les
dieron el nombre que les había dado: células.
SCHLEIDEN las estudió en los vegetales y SCHWANN en los animales. Ambos vieron que
todos los organismos estaban formados por células y es así como surge la TEORÍA CELULAR
que unifica todo lo que se sabía acerca de las células. Sus postulados son:
1- Todo ser vivo está formado por una o más células.
2- La célula es lo más pequeño que tiene vida propia: es la unidad anatómica y
fisiológica del ser vivo.
3- Toda célula procede de otra célula preexistente, pasando de la célula madre a la
hija, el material hereditario.
Esta teoría significó el nacimiento formal de la
biología celular. A partir de este momento, con la
ayuda de microscopios cada vez de mayor resolución,
esta ciencia fue capaz de describir, primero, la
anatomía y la estructura de las células y, más adelante,
su fisiología, reproducción y genética.
El microscopio electrónico, desarrollado a mediados
del siglo XX, permite más de 100000 aumentos. Se
logran hasta 1000000x con un poder de resolución de
0,1nm (0,0000001mm), en comparación con los
aumentos de 2000x y resolución de 0,2mcm
(0,0001mm) del microscopio óptico.
Definición- LA CÉLULA ES LA UNIDAD MÁS PEQUEÑA QUE TIENE VIDA PROPIA.
Las células pueden mantenerse con vida fuera de un ser vivo, en condiciones adecuadas de
laboratorio. Sin embargo, esto no ocurre con los orgánulos celulares por eso se dice que es la
unidad mínima de la vida.
3. ORGANISMOS UNICELULARES Y PLURICELULARES (niveles de organización)
Todos los seres vivos están formados por una o muchas células. Algunos organismos son
unicelulares, como las bacterias o los protozoos (el paramecio en la
imagen), y otros son pluricelulares, como los helechos, los escarabajos o
el ser humano. En este caso, los miles y miles de células que forman el
organismo se especializan y organizan en tejidos, órganos, aparatos y
sistemas, que resuelven con eficiencia las funciones del organismo como
un todo y las de cada célula en particular.
En la imagen aparecen
los tejidos de nuestro
organismo. Estos son
asociaciones de células
que forman los órganos,
dando lugar a niveles de
organización complejos
en los que el trabajo de
las células se
especializa y coordina
para realizar funciones
superiores que no serían
posibles en un ser
unicelular o en un
pluricelular sencillo
como la medusa, algas….
La gran mayoría de células son tan pequeñas que no se pueden observar a simple vista, ni aun
con una potente lupa. Por ello, los principales descubrimientos en el campo de la biología
celular han ido paralelos al desarrollo y el perfeccionamiento de los microscopios.
4. TIPOS DE CÉLULAS: PROCARIOTA Y EUCARIOTA
Podemos encontrar dos tipos de células en los seres vivos:
CÉLULA PROCARIOTA
• No tiene núcleo. El material genético ADN
está libre en el citoplasma.
• Sólo posee unos orgánulos
llamados ribosomas.
• Es la primera célula que
surgió en la tierra y es el
tipo de célula que presentan
las bacterias
CÉLULA EUCARIOTA
Todas las células humanas
son células eucariotas, al
igual que lo son las células de
todos los animales, plantas y
mayoría de seres. Se
distinguen de las procariotas
porque:
-Poseen un gran número de
orgánulos y es de mayor
tamaño.
-El material genético ADN
está encerrado en una
membrana y forma el núcleo.
En la imagen aparece la eucariota animal.
5. TIPOS DE CÉLULAS EUCARIOTAS: VEGETAL Y ANIMAL
Las principales diferencias entre la célula vegetal y animal son:
1. La célula animal
posee centriolos.
2. La célula vegetal
posee cloroplastos.
3. Célula geométrica y
enorme vacuola que
ocupa casi toda la
célula.
4. También posee pared
celular.
Apunta los tamaños de los
distintos tipos de células:
Célula vegetal
6. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS ORGÁNULOS CELULARES
Al microscopio óptico sólo podemos distinguir el núcleo y que está separada del medio que le
rodea, por lo que se sospecha la membrana llamada membrana plasmática. Ésta aparece en
las procariotas y en las eucariotas animales y vegetales. Todas están limitadas por una
membrana plasmática que las comunica con su entorno y también las aísla de él. Se trata de
una fina lámina.
Lo que queda entre núcleo y membrana se llama citoplasma. Vistas al microscopio electrónico
podeos observar en la célula animal los orgánulos que aparecen en las imágenes:
MEMBRANA PLASMÁTICA.
Presentan doble capa de fosfolípidos.
Intercaladas, aparecen las proteínas,
que funcionan como canales de paso de
sustancias (ya que la membrana es
semipermeable).
Por tanto, su función es importante a la hora de
permitir el paso de sustancias o impedirlo,
1- El transporte de sustancias puede darse a
través de los lípidos o de los canales
2-También se encarga del reconocimiento celular
de sustancias extrañas y de informar a la célula
de las señales que le llegan.
NÚCLEO
Es un cuerpo grande, frecuentemente
esférico, que solo se encuentra en la célula
eucariota. Está rodeado por una envoltura
nuclear, que es parte del retículo
endoplasmático y que lo rodea formando
una membrana doble.
En el núcleo se encuentra la cromatina,
formada por ADN+ARN+proteínas .
Cuando la célula se está dividiendo
(MITOSIS) la cromatina se reparte en una
especie de bastoncitos llamados
cromosomas. En INTERFASE, dentro del
núcleo, las moléculas de ADN y proteínas
están organizadas en cromosomas que
suelen aparecer dispuestos en pares
idénticos. Los cromosomas están muy
retorcidos y enmarañados y es difícil identificarlos por separado. Pero justo antes de que la
célula se divida, se condensan y adquieren grosor suficiente para ser detectables como
estructuras independientes.
El núcleo contiene la información genética de la célula. Con ella dirige la actividad de la célula,
gracias a una de las funciones más importantes que realiza: LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS.
El ADN del interior de cada cromosoma es una molécula única muy larga, que aparece
enrollada, y que contiene secuencias lineales de genes. Éstos encierran a su vez instrucciones
codificadas para la construcción de las moléculas de proteínas y ARN necesarias para
producir una copia funcional de la célula.
Los orificios de la membrana son los poros nucleares. A través de ello pueden salir del núcleo
los ARNs etc.
El nucleolo es una región especial en la que se sintetiza el ARN ribosómico (ARNr), necesario
para formar los ribosomas.
El núcleo controla la síntesis de proteínas en el citoplasma enviando mensajeros moleculares.
Youtube: elgenoma humano
RIBOSOMAS
Son los orgánulos celulares mas numerosos y no tienen membrana. Están
formados por dos subunidades: la mayor y la menor, unidas al RNAm. Es
un orgánulo universal, pero en procariotas tiene un menor tamaño
Función.-La síntesis de proteínas. Los aminoácidos son transportados
por el RNA de transferencia (tRNA), específico para cada uno de ellos, y son llevados hasta el
RNA mensajero (mRNA), dónde se aparean el codón de éste y el anticodón del RNA de
transferencia, por complementariedad de bases, y de ésta forma se sitúan en la posición que
les corresponde
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Es una red de cavidades membranosas
interconectadas que forman cisternas,
sacos, túbulos … Existe una zona del
RE que contiene ribosomas asociados a
su cara, que es el rugoso y que continúa
con la membrana externa del núcleo.
Otra parte se comunica con el Golgi, a
través de vesículas transportadoras o
por túbulos. Hay dos tipos:
Retículo endoplasmático Rugoso: RER
Denominado así por la existencia de rugosidades presentes
en los sáculos y que son ribosomas adosados a ellos. Función:
-Transporta las proteínas que se han sintetizado en los
ribosomas y que suelen exportarse a otros compartimentos
celulares, almacenándose previamente en las cisternas,
desde donde pasan posteriormente al aparato de Golgi.
El retículo liso (REL), que no presenta ribosomas en la membrana, se
encarga de la síntesis de lípidos de membrana, fosfolípidos y colesterol,
EL APARATO DE GOLGI
El aparato de Golgi está integrado por
cisternas membranosas y aplanadas que se
unen en grupos de 4 a 6 para formar un
dictiosoma, al cual se asocian multitud de
vesiculitas esféricas (vesículas de Golgi),
encargadas del transporte y la secreción de
sustancias.
Existe una estrecha relación entre
el retículo endoplasmático y el
aparato de Golgi, puesto que
muchas
de
las
proteínas
almacenadas
en
el
RE
son
transportadas en unas vesículas
generadas en él. Las vesículas
golgianas se clasifican, según su
contenido,
en
vesículas
de
secreción; vesículas digestivas o
lisosomas, repletas de enzimas
digestivas y vacuolas, parecidas a
los lisosomas pero que, además de
contener enzimas, actúan como
almacén de nutrientes y de
productos de desecho.
bacteria
Vacuola
digestiva
Digestión
de la
bacteria y
de una
mitocondria
Las proteínas
(enzimas) del RER
pasan al ap. Golgi
para formar lisosomas
LOS LISOSOMAS
Los lisosomas son pequeñas bolsitas que contienen enzimas necesarias para la digestión
celular de numerosas macromoléculas, normalmente indeseables, procedentes del medio
externo o de la propia célula.. Tienen gruesas paredes para evitar la autodigestión.
Constituyen el aparato digestivo de la célula.
VACUOLAS
Una vacuola es una vesícula muy grande, llena de líquido y rodeada por
una membrana. Son orgánulos característicos de células vegetales, en las
que suelen ser más abundantes y más voluminosas, pudiendo llegar a
ocupar prácticamente todo el volumen celular.
Se forman por fusión de vesículas procedentes del golgi. Normalmente
contiene agua, sales, azúcares y proteínas.
EL CENTROSOMA o los CENTRIOLOS.
Los centriolos se presentan de dos en dos orientados
perpendicularmente entre sí, formando el centrosoma,
localizado próximo al núcleo.
El centriolo es considerado un centro formador de
microtúbulos. Sólo aparecen en células animales. Durante la
división, cada centriolo se mueve a lugares opuestos del
núcleo, y de cada uno crece un haz de túbulos que forman el
huso mitótico, que separará las cromátidas de los
cromosomas y dirigirán su movimiento.
Las celulas de las plantas forman el huso pero sin centriolos.
CILIOS Y FLAGELOS.
Son prolongaciones citoplasmáticas dotadas de movimiento. Son mecanismos de locomoción y
en el caso de los cilios, de captura de alimentos.
Los cilios son cortos y abundantes. El flagelo es largo, en forma de látigo, y sólo hay uno o dos.
En la base de cada cilio y flagelo hay un
centriolo que dirige su movimiento.
LA PARED CELULAR.
Es la capa externa rígida que rodea exclusivamente a las
células vegetales y a las procariotas, por encima de la
membrana plasmática. Nunca a los animales.
Sirve como elemento de protección y sostén de las células.
Es una gruesa cubierta formada por fibras de celulosa.
La pared puede engrosarse más y cargarse de sustancias
como lignina que forma el leño del tronco de los árboles, para
dar rigidez en soporte. La suberina en la piel de la patata y el
corcho en el alcornoque.
MITOCONDRIA
Constan de dos membranas: externa e interna, la cual se
repliega formando crestas. Contienen algo de ADN y
ribosomas.
Función- RESPIRACIÓN CELULAR mediante la cual producen
la energía
necesaria para la
actividad celular. Actúan como centrales
energéticas de la célula quemando los nutrientes
(glucosa) con el oxígeno y eliminando CO2 . La
energía se acumula en forma de ATP (la moneda
energética de la célula).
CLOROPLASTO
Orgánulo exclusivo de vegetales y algas.
Consta de dos membranas y tiene numerosos sacos
internos que se agrupan formando una especie de
montoncitos de monedas llamados GRANA, que
contienen el pigmento verde llamado clorofila.
Además, contienen ADN y ribosomas en el espacio
interior, que se llama ESTROMA.
Función.-Realiza la FOTOSÍNTESIS: utiliza la energía de la luz solar para unir carbonos y
formar moléculas orgánicas
como glucosa, ricas en energía,
y va acompañado de liberación
de oxígeno.
7- RELACIÓN ENTRE RESPIRACIÓN CELULAR Y FOTOSÍNTESIS
Explica las transformaciones de materia y energía que aparecen en el esquema
¿Qué está ocurriendo en esta célula?