Celulas animal vegetal y bacteriana01
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CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL
ESTRUCTURA DE LAS EUCARIOTAS
MEMBRANA PLASMATICA
Es el límite externo de la célula, que le da protección y actúa
como una barrera selectiva entre el líquido del espacio
extracelular y el citoplasma. La composición de la membrana
plasmática incluye alrededor de un 40 % de lípidos y 50 %
proteínas, junto a pequeñas cantidades de hidratos de
carbono, cerca del 10 %, unidas a las dos anteriores. Los
lípidos están representados por una doble capa de fosfolípidos
y por otros lípidos como el colesterol, este último solo en
eucariotas animales. La formación de la bicapa se debe a que
los fosfolípidos son anfipáticos, es decir, cada molécula posee
una región hidrofílica, soluble en agua, y una región
hidrofóbica que repele el agua. Las cabezas hidrofílicas se
orientan hacia el citoplasma y hacia el medio extracelular,
mientras que las colas hidrófobas lo hacen hacia el interior de
la membrana. Del total de lípidos que conforman la
membrana plasmática, cerca del 75 % son fosfolípidos,
mientras que el 20 % corresponden a moléculas de colesterol.
Estos últimos brindan mayor fortaleza a la membrana y la
hacen menos deformable. Además, el colesterol disminuye la
permeabilidad de la bicapa a pequeñas moléculas
hidrosolubles. El 5 % restante de los lípidos de membrana son
los glucolípidos, elementos unidos a los lípidos con
características anfipáticas que se orientan hacia el área
extracelular. Los glucolípidos contribuyen a mantener la
adhesión de células y tejidos.
Membrana plasmática
Dentro del 50 % de las proteínas que conforman la membrana
plasmática hay diferentes tipos. Las denominadas proteínas
integrales se unen fuertemente a los lípidos y atraviesan la
doble capa. La mayor parte de las proteínas integrales son
glucoproteínas, donde el monosacárido se orienta al medio
extracelular. Las proteínas periféricas se asocian débilmente a
los lípidos y se ubican a uno u otro lado de la membrana, sin
atravesarla, en contacto con las cabezas hidrófilas de los
fosfolípidos.
Esquema de un sector de la membrana plasmática
Las proteínas de la membrana plasmática tienen funciones de
comunicación, de unión a receptores moleculares, de
transporte, de acción enzimática, de anclaje de filamentos del
citoesqueleto y de identidad celular, entre otros. Es así que
las proteínas de la membrana plasmática:
- Establecen canales a manera de poros por donde entran y
salen sustancias de la célula, siendo las proteínas integrales
las encargadas de esa misión.
- Reconocen y se unen a receptores de ciertas moléculas que
sean importantes para la célula, como nutrientes, hormonas,
neurotransmisores, etc. Esta función también la realizan las
proteínas integrales.
- Transportan sustancias a través de la membrana plasmática.
- Poseen acción enzimática en la superficie de la membrana,
catalizando reacciones bioquímicas. De esta función se
encargan las proteínas integrales y periféricas
- Fijan los filamentos del citoesqueleto celular, a cargo de
ambos tipos de proteínas.
- Regulan la identidad celular por medio de las glucoproteínas
y glucolípidos, haciendo posible identificar a las células que
provienen de otros organismos, como sucede en las
transfusiones de sangre. Los glóbulos rojos, al presentar
marcadores del tipo A, B, AB y O permiten identificar sangres
compatibles. Es decir, la determinación del tipo de sangre en
humanos se relaciona con la clase de glucolípidos existente
en la superficie de los eritrocitos. Las porciones
hidrocarbonadas de las glucoproteínas y los glucolípidos
forman el glucocálix, que actúa como una capa protectora.
Las membranas de los distintos organoides del citoplasma son
las encargadas de mantener las diferentes concentraciones
de sustancias que hay en el interior de las estructuras y en el
citosol. El grosor aproximado de la membrana plasmática es
de 70 - 80 Å (angstrom). Un ángstrom es igual a la diez
millonésima parte de un milímetro (1 Å = 0,0000001 mm).
La membrana plasmática se une a las membranas
plasmáticas de las células vecinas mediante estructuras
engrosadas llamadas desmosomas. De función mecánica, los
desmosomas mantienen a las células bien ligadas entre sí, por
medio de filamentos proteicos anclados al citoesqueleto.
Estos parches son abundantes en el tejido epitelial y en el
músculo cardíaco, áreas sujetas a una importante tensión
mecánica.
CITOPLASMA
Es la parte de la célula que se ubica entre la membrana
plasmática y la membrana nuclear. Está constituido por 85 %
de agua y un 15 % de proteínas, aminoácidos, sales y
minerales. En el citoplasma se realizan la mayoría de las
reacciones metabólicas de la célula.
La porción del citoplasma sin estructura y que forma la parte
fluida se denomina hialoplasma o citosol, lugar donde están
las moléculas necesarias para el mantenimiento de la célula.
Vale decir que el hialoplasma es el medio interno líquido de
todas las estructuras celulares.
El citoesqueleto es una serie de filamentos proteicos
responsable de la forma celular y de facilitar el movimiento de
los organoides. Actúa como una conexión entre las distintas
partes de la célula. El citoesqueleto se destruye y se vuelve a
reconstruir, por lo que no es una estructura permanente de la
célula. Se forma a partir de tres componentes proteicos:
microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.
- Microtúbulos: son los componentes más importantes del
citoesqueleto, compuestos por una proteína denominada
“tubulina”. De consistencia rígida, son los responsables de la
formación de estructuras como los centríolos y órganos de
locomoción, como los cilios y los flagelos. Los microtúbulos
irradian desde el centrosoma.
- Microfilamentos: se disponen cerca de la membrana
plasmática y están asociados al movimiento de la célula.
Están formados por dos tipos de proteínas, la “actina” y la
“miosina”. Los microfilamentos están muy desarrollados en
células musculares estriadas (músculos voluntarios). La
superposición de microfilamentos de actina y miosina
permiten la contracción muscular.
- Filamentos intermedios: están formados por varios tipos de
proteínas. Se extienden por todo el citoplasma y abundan en
aquellas células que soportan mucha tensión, por lo que son
resistentes y evitan la destrucción celular.
Dentro del citoplasma, existen organeras con distintas
funciones, que están presentes tanto en eucariotas animales
como vegetales y que se detallan a continuación.
MITOCONDRIAS
Las mitocondrias son organelas que presentan doble
membrana, una externa en contacto con el citoplasma y otra
interna, hacia la matriz mitocondrial. Dicha matriz está
compuesta por agua y proteínas. Las mitocondrias, de forma
oval y alargada, son consideradas como las “usinas
eléctricas” de las células. Son las encargadas de producir y
almacenar energía en forma de ATP a partir de la glucosa,
lípidos y demás nutrientes. Mediante la respiración celular,
proceso que consume oxígeno y libera dióxido de carbono, se
produce energía que se acumula en el ATP. Toda vez que en
algún lugar de la célula se necesita aporte energético, por
ejemplo para transportar sustancias a través de la membrana
plasmática, la división celular, reciclado de desechos, etc., el
ATP se descompone y se libera.
Las mitocondrias poseen ADN en su interior, un ARN propio y
ribosomas. Las mitocondrias ocupan un lugar importante
dentro del citoplasma. Algunas células del organismo con una
actividad energética importante, como las hepáticas y las
musculares, poseen gran cantidad de mitocondrias por cada
célula.
RETICULO ENDOPLASMÁTICO
Esta estructura es un sistema de membranas que se dispone
formando una red de sacos aplanados, donde contiene
túbulos que se conectan entre sí formando una lámina
continua que da lugar a un lumen. Las membranas del retículo
endoplásmico separan dicho lumen del citoplasma, y actúan
en la transferencia selectiva de moléculas entre ambos
compartimientos. Todas las membranas del retículo
endoplasmático equivalen a la mitad de las membranas
totales que hay en cada célula. Además, es el lugar donde se
producen todas las proteínas y los lípidos que forman las
membranas del propio retículo, del complejo de Golgi, de los
lisosomas y de la membrana plasmática.
El retículo endoplásmico adopta dos variedades: una forma
granular o rugosa y otra agranular o lisa. El retículo
endoplasmático granular está unido a la membrana nuclear
externa, mientras que el retículo endoplasmático agranular es
una prolongación del retículo endoplasmático rugoso.
Son funciones del retículo la síntesis de proteínas, de lípidos,
el transporte intracelular de sustancias y la detoxificación de
la célula. Las sustancias sintetizadas son almacenadas y luego
transportadas a su destino celular. La detoxificación de
sustancias como fármacos, drogas y desechos celulares es de
gran importancia en las células del hígado.
a) Retículo endoplasmático granular (REG)
Presenta numerosas protuberancias, debido a una gran
cantidad de ribosomas unidos a la membrana. Tiene por
función la detoxificación celular y la síntesis de proteínas que
serán utilizadas por las membranas, por otras organelas o
para ser enviadas fuera de la célula. Estas membranas forman
un espacio interno (luz del retículo) que lo separan del
citoplasma, condicionando la transferencia selectiva de
moléculas entre ambos compartimientos.
El REG tiene gran desarrollo en células del hígado y del
páncreas, debido a una intensa labor detoxificante y de
síntesis. También en los glóbulos blancos, ya que producen y
secretan anticuerpos (proteínas) para ser exportadas a todo el
organismo.
b) Retículo endoplasmático agranular (REA)
Su apariencia “lisa” se debe a la carencia de ribosomas.
Dentro del REA están las enzimas necesarias para la síntesis
de lípidos (triglicéridos, fosfolípidos y esteroides) y enzimas
necesarias para la detoxificación de alcoholes y otras
sustancias. El REA es importante de células del testículo y del
ovario para la síntesis de hormonas esteroides, como también
en los hepatocitos para detoxificar sustancias nocivas.
COMPLEJO DE GOLGI
Es un organoide con 5 a 10 sacos aplanados membranosos de
forma discoide denominados dictiosomas. Estos dictiosomas
se conectan entre sí y contienen fluidos en su interior. Poseen
una cara cóncava y otra convexa. La parte cóncava (cara cis o
de formación), próxima al retículo endoplásmico, recibe de
este último las proteínas sintetizadas en el área rugosa
(granular). Esas proteínas son transportadas en vesículas de
transición hasta la mencionada cara cis del complejo de Golgi.
La parte convexa del dictiosoma (cara trans o de
maduración) es la más cercana a la membrana plasmática y
formadora de vesículas de secreción. En síntesis, las vesículas
de transición que llegan del retículo endoplásmico penetran
en la cara cis del complejo de Golgi, atraviesan todos los
sáculos o dictiosomas y llegan al trans-Golgi. Aquí son
empaquetadas para luego dirigirse a la membrana plasmática
para vaciar su contenido fuera de la célula por exocitosis.
El complejo de Golgi secreta sustancias tales como enzimas
digestivas, hormonas y sustancias que se transforman en
glucoproteínas para la formación de la pared celular. Algunas
enzimas permanecen dentro de vesículas membranosas, los
lisosomas, capaces de degradar moléculas complejas. El
complejo de Golgi se encuentra en todas las células
eucariotas, a excepción de las epidérmicas y de los glóbulos
rojos.
En resumen, las funciones del complejo de Golgi son:
-Síntesis de polisacáridos para la pared celular.
-Formación de glucoproteínas y glucolípidos de secreción.
(Glicosilación de prótidos y lípidos).
-Formación de lisosomas que permanecen en el citoplasma.
-Empaquetamiento, dentro de vesículas, de sustancias de
secreción como proteínas. - Transporte intracelular de
sustancias.
RIBOSOMAS
Son organelas muy pequeñas de alrededor de 20 nanómetros
de diámetro, visibles al microscopio electrónico. Un
nanómetro es la millonésima parte del milímetro (1 nm =
0,000001 mm).
Los ribosomas están formados por ácido ribonucleico
ribosómico (ARNr) y proteínas. Existen varios millones de
estas estructuras en cada célula. Los ribosomas se componen
de dos subunidades: una mayor, que se encarga de formar las
uniones de aminoácidos que darán lugar a las proteínas, y
otra menor que reconoce a los ARN mensajeros (ARNm) y a
los ARN de transferencia (ARNt). En eucariotas, las dos
subunidades mencionadas se sintetizan en el nucléolo. Las
moléculas de ARN mensajero llevan la información que llega
desde el ADN de cómo se distribuirán los aminoácidos para la
elaboración de una determinada proteína. El ARN de
transferencia transporta los aminoácidos apropiados hacia los
ribosomas para que se incorporen a las proteínas.
Hay ribosomas que permanecen libres en el citoplasma, fuera
del retículo endoplásmico, cuya misión es sintetizar proteínas
que permanecen dentro de las células. Los ribosomas de
células procariotas y eucariotas tienen la misma forma y
función. Se sintetizan dentro del núcleo celular, más
precisamente en el nucléolo.
NUCLEO
Esta la organelo, que ocupa la parte central de la célula, actúa
como centro de control de casi toda la actividad hereditaria.
Está delimitado por dos membranas concéntricas, la carioteca
o envoltura nuclear, donde se distinguen una membrana
externa que contacta con el citoplasma y otra interna. Sobre
esta última, hay una delgada capa de filamentos proteicos, la
lámina nuclear, que actúa fijando a los cromosomas cuando la
célula se divide.
La carioteca, que se conecta de manera directa con el retículo
endoplásmico, posee numerosos orificios o poros por donde
salen hacia el citoplasma moléculas de ARN mensajero que
serán leídas por los ribosomas, proteínas y ARN ribosómico,
precursor de los ribosomas. Las sustancias que ingresan por
los poros del citoplasma al núcleo son proteínas sintetizadas
por los ribosomas citoplasmáticos. Los poros nucleares
regulan en forma selectiva el pasaje de sustancias. Una de las
funciones de la carioteca es proteger al ADN intranuclear de
las distintas reacciones que se producen en el citoplasma.
El jugo nuclear es una sustancia que llena todo el núcleo,
formada por una solución coloidal que contiene agua,
carbohidratos, enzimas y ATP, entre otros.
Dentro del núcleo y en íntimo contacto con el jugo nuclear se
encuentra la cromatina, que son filamentos muy largos y
numerosos de ADN que se enrollan a moléculas de proteínas
especiales llamadas “histonas”. Toda vez que una célula inicia
su división, los filamentos de ADN se pliegan entre sí dando
lugar a la formación de cromosomas. En un determinado lugar
de los cromosomas se ubican los genes, que son subdivisiones
o porciones de ADN. Es decir, cadagen es una secuencia de
ADN que almacena información que se transmite a la
descendencia.
Otra formación presente dentro del núcleo es el nucléolo,
pequeña estructura de forma redondeada y sin membranas.
Cuando las células comienzan a reproducirse (mitosis) el
nucléolo desaparece, haciéndose nuevamente visible al final
de la mitosis. El nucléolo contiene ADN ribosómico,
fundamental para el proceso de fabricación de ARN
(transcripción), que ha de sintetizar los ribosomas del
citoplasma. Se ha comprobado que el nucléolo actúa como un
regulador del ciclo celular.
Dentro de las importantes funciones que tiene el núcleo
sobresale la de ejercer el control de todas las actividades de
la célula. Además, interviene en la replicación y transcripción
de los ácidos nucleicos y en la transferencia de la información
genética a las células hijas durante la división celular.
I- ESTRUCTURAS DE EUCARIOTAS ANIMALES
Las células eucariotas animales tienen estructuras exclusivas,
como el centrosoma, los lisosomas y los cilios y flagelos.
Además, se diferencian de las eucariotas vegetales por ser
heterótrofas, por carecer de pared celular y de plástidos,
estos últimos fundamentales para que los vegetales verdes
puedan fotosintetizar.
LISOSOMAS
Los lisosomas se originan en los dictiosomas (sacos
aplanados) del aparato de Golgi, y en ocasiones a partir de
vesículas en algunas regiones del retículo endoplasmático
granular. Son organelas pequeñas, esféricas y semejantes a
vacuolas.
Limitadas por una sola membrana, contienen en su interior
poderosas enzimas encargadas de digerir sustancias que
ingresan a las células (lisosomas digestivos), con lo cual se
comportan como un sistema digestivo celular. Por otra parte,
los lisosomas pueden degradar desechos celulares, lípidos y
proteínas (lisosomas autofágicos) que son liberados a través
de la membrana plasmática.
CENTROSOMA
Ocupa un área del citoplasma situada casi siempre muy cerca
del núcleo. Regula los movimientos celulares de cilios y
flagelos y tiene un rol fundamental en la división celular. El
centrosoma está formado por el diplosoma, la centrosfera y el
áster. En su interior está el diplosoma, que son dos cilindros
huecos cuyas paredes están formadas por unidades de
proteína (figura de la izquierda). Esos cilindros son los
centríolos, que carecen de membranas y se ubican de manera
perpendicular entre sí. Cada célula posee dos centríolos, cuya
función es intervenir en la división celular y posibilitar la
transferencia de material genético entre las células hijas. Por
cada centríolo hay nueve grupos de tres microtúbulos cada
uno, dispuestos en forma cilíndrica.
Los centríolos se hacen visibles toda vez que la célula se
divide para reproducirse. La centrosfera es una sustancia
traslúcida donde se ubica el diplosoma. El áster es el conjunto
de filamentos radiales que parten de la centrosfera,
fundamentales en el proceso de la mitosis.
CILIOS Y FLAGELOS
Son proyecciones del citoesqueleto limitadas por una
membrana que es continuación de la membrana plasmática.
Son estructuras similares y permanentes. Los flagelos se
caracterizan por ser largos y escasos. Los cilios por ser cortos
y numerosos. Dentro del citoplasma, ambos están formados
por un anillo representado por nueve pares de microtúbulos
que rodean a un par ubicado en el centro, todo cubierto por la
membrana plasmática. Muchas eucariotas, igual que las
procariotas bacterianas, utilizan estas estructuras para la
locomoción. Son ejemplos el flagelo (cola) de los
espermatozoides y los cilios del paramecio.
Los cilios (del latín “pestaña”) son prolongaciones muy finas
de la membrana plasmática a modo de “dedo de guante”, con
un contenido que es continuación del citoplasma. De diámetro
uniforme en toda su longitud, rodean total o parcialmente el
contorno de las células. Los cilios producen vibraciones
sincronizadas que permiten el movimiento de la célula. El
Paramecio es un ejemplo de microorganismo ciliado, con
cerca de 200 cilios en cada individuo. Los cilios de las células
del tracto respiratorio tienen la misión de capturar las
partículas del aire.
Los flagelos son apéndices en forma de látigo presente en
muchos organismos unicelulares, como el Trypanosoma y en
algunos pluricelulares, como los espermatozoides. El flagelo
es utilizado para la movilidad celular en medios líquidos, igual
que los cilios. También poseen un diámetro uniforme en toda
su longitud, aunque algo mayor. Son más largos y menos
numerosos que los cilios, ya que algunas células tienen tan
solo uno o dos flagelos. El flagelo de las eucariotas se
desplaza como si fuera un látigo, mientras que en las
procariotas el movimiento es rotatorio a manera de
sacacorcho.
CÉLULA EUCARIOTA VEGETAL
ESTRUCTURAS DE EUCARIOTAS VEGETALES
A pesar que las eucariotas vegetales tienen casi los mismos
elementos que las eucariotas animales, hay estructuras que
son propias como la pared celular y los plástidos.
PARED CELULAR
Es una típica estructura de eucariotas vegetales y fúngicas. Se
ubica en la parte externa de la membrana plasmática, en
contacto con células adyacentes. Es de consistencia gruesa y
rígida, formada principalmente por celulosa. Cumple una
función similar al esqueleto de los animales superiores, ya que
le da firmeza a la planta posibilitando que se mantenga
erguida. Además, interviene en diversos procesos como la
absorción, secreción, transpiración y defensa contra agentes
patógenos. La pared está perforada por pequeños poros
denominados plasmodesmas. Estos plasmodesmas atraviesan
la membrana plasmática y establecen una comunicación
directa entre el citoplasma de las células adyacentes.
En la pared celular se diferencian tres estructuras, desde el
exterior hacia la parte interna de la célula. Ellas son: una
lámina media, una pared primaria y una pared secundaria,
esta última en contacto con la membrana plasmática y
subdividida en tres capas. La celulosa de las paredes celulares
protege a las células adyacentes de la desecación. Gran parte
de la corteza y de la madera de los árboles está formada de
pared celular.
PLASTIDOS
Tal como las mitocondrias, los plástidos son organelas con
doble membrana, responsables de los diferentes colores que
tienen las plantas. Dentro de los plástidos, también llamados
“plastos”, se distinguen los cloroplastos, los cromoplastos y
los leucoplastos. Los cloroplastos contienen clorofila, que se
encarga de captar la energía lumínica y transformarla en
energía química. De esa forma, el vegetal realiza la
fotosíntesis, reacción que tiene lugar en los tilacoides, sacos o
vesículas aplanadas que están inmersos en una solución
llamada estroma en el interior de los cloroplastos. En la
membrana de los tilacoides se ubica la clorofila, carotenos y
xantinas. Pilas de tilacoides forman el grana de los
cloroplastos. Los cloroplastos producen grande cantidades de
ATP (adenosintrifosfato). Contienen ADN, un ARN propio y
ribosomas.
Los cromoplastos fabrican y almacenan otros pigmentos que
le dan color a los frutos, flores y hojas secas. Son ejemplos de
esos pigmentos el caroteno (anaranjado) y la xantofila
(amarillo). Los leucoplastos son plástidos de color blanquecino
encargados de almacenar almidones (amiloplastos), lípidos y
proteínas.
VACUOLAS
Son elementos en forma de saco que se originan a partir de
provacuolas, pequeñas estructuras presentes en células
jóvenes. A medida que la célula crece, estas diminutas
estructuras absorben agua por ósmosis y se unen entre sí
hasta formar una vacuola de gran tamaño que ocupa un
considerable espacio del citoplasma. Las vacuolas tienen una
membrana de permeabilidad selectiva que acumula agua,
dando lugar al crecimiento de la célula y al mantenimiento de
su turgencia. En su interior contiene sales, glúcidos, proteínas
y demás nutrientes.
Las vacuolas también actúan en la remoción de elementos
innecesarios. Mediante el proceso de exocitosis (movimiento
de sustancias hacia fuera de la célula) las vacuolas se acercan
y se adhieren a la membrana plasmática para eliminar
desechos al exterior. Además, por endocitosis (movimiento de
sustancias hacia dentro de la célula) pueden transportar al
citoplasma moléculas que no difunden por la membrana
celular. En este caso, esas moléculas se adhieren a la
membrana plasmática y se produce una invaginación,
formándose una vacuola.
CÉLULA PROCARIOTA BACTERIANA
LAS BACTERIAS
Son células sin núcleo, la zona de la célula, donde está el ADN
y ARN no está limitado por membrana. Ej. Bacteria.
Actualmente están divididas en dos grupos:
• Eubacterias, que poseen paredes celulares formadas por
peptidoglicano o por mureína. Incluye a la mayoría de las
bacterias y también a las cianobacterias.
• Arqueobacterias, que utilizan otras sustancias para
constituir sus paredes celulares. Son todas aquellas
características que habitan en condiciones extremas como
manantiales sulfurosos calientes o aguas de salinidad muy
elevada.