viernes, 20 de enero de 2012

ESTRUCTURAS CELULARES



1. INDICE
1.   ÍNDICE..................................................................................  1
2.   OBJETIVO................................................................  2
3.   INTRODUCCIÓN.........................................................  2
4.   CARACTERÍSTICAS GENERALES....................................  2
5.   TIPOS DE CÉLULAS......................................................  2
6.   MORFOLOGÍA EUCARIOTA............................................  3
6.1 EL NÚCLEO......................................................   3
6.2 EL CITOESQUELETO...........................................  3
6.3 EL CITOPLASMA.................................................  3
6.3.1  EL CITOSOL...........................................3
6.3.2  EL HIALOPLASMA...................................  4
6.4 LOS RIBOSOMAS.................................................  4
6.5 EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO..........................  4
6.6 EL APARATO DE GOLGI.......................................  5
6.7 LAS MITOCONDRIAS...........................................  5
6.8 LOS CLOROPLASTOS...........................................  5
6.9 LOS CENTRIOLOS................................................  6
6.10 LAS VACUOLAS.................................................  6
6.11 LOS LISOSOMAS...............................................  7
7.   MEMBRANAS.................................................................. 7
                             7.1 MEMBRANA CELULAR............................... 7
8.   CONCLUSIONES....................................................... 7 
9.   ILUSTRACIONES........................................................  9
10.    BIBLIOGRAFÍA..........................................................14

2.  OBJETIVO
La citología es una ciencia suficientemente amplia como para dedicarle años de estudio.
De todos los aspectos que abarca, me centraré en la morfología de la célula, como unidad estructural y funcional que cumple las tres funciones vitales.
Pretendo describir la estructura básica, tanto de la célula eucariótica y procariota, así como diferenciar las características morfológicas de las células animales y vegetales.
3. INTRODUCCIÓN

Al examinar al microscopio los seres vivos se descubrió, hace más de un siglo, que todos ellos están formados por la asociación de organismos elementales, dotados de vitalidad propia, que se denominan células. Sus dimensiones oscilan entre amplios límites; pero, en general, son tan pequeñas que se emplea como unidad la micra, es decir, la milésima de milímetro.


4. CARACTERÍSTICAS GENERALES

Se conoce como célula a la unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen, por ejemplo, de vida independiente y no se consideran seres vivos; por lo tanto se considera que un organismo es un ser vivo si consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos.

Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas miden menos de una micra y las células nerviosas (ver figura 1) pueden alcanzar varios metros de longitud.

Todas las células están envueltas en una membrana que encierra el citoplasma, una sustancia rica en agua. En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas, y a su conjunto se le llama metabolismo. Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ADN.

5. TIPOS DE CÉLULAS

Los dos tipos principales de células son las procariotas (ver figura 2) y las eucariotas. La principal diferencia entre es el núcleo, es decir, en las primeras el núcleo no está envuelto por una membrana nuclear sino que el material genético está concentrado en una región y en las eucariotas el núcleo está envuelto por una membrana nuclear. Los términos eucariota y procariota proceden de la voz griega káryon, que significa nuez o semilla y hace referencia al núcleo; eucariota quiere decir núcleo bien diferenciado y procariota antes del núcleo.

Otra diferencia fundamental es el tamaño, pues las procariotas son células pequeñas que miden entre 1 y 5 micras de diámetro y, las eucariotas son mucho mayores y mide entre 10 y 50 micras de longitud.

Las células procarióticas carecen también de flagelos, cilios, retículo endoplasmático y mitocondrias, y además son organismos unicelulares; por el contrario las células eucarióticas pueden ser unicelulares y pluricelulares.
6. MORFOLOGÍA EUCARIOTA

6.1 EL NÚCLEO

El núcleo (ver figura 5) es el órgano más notorio en casi todas las células, tanto animales como vegetales; es esférico, mide unas 5 micras de diámetro y está rodeado por una membrana de forma característica. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos. Su forma más corriente es la esférica o la ovoidea, pero en muchas células se encuentran núcleos de formas muy diferentes. El tamaño también oscila entre amplios límites, siendo el más frecuente de 5-25 micras.

El núcleo está rodeado por una membrana doble, y gracias a unos orificios llamados poros nucleares tiene lugar la interacción con el resto de la célula.

El núcleo también controla la síntesis de proteínas en el citoplasma enviando mensajeros moleculares.

En el interior del núcleo, además de cromatina, están los nucleolos, unas estructuras que intervienen en la formación de ribosomas. El núcleo celular tiene normalmente uno o varios nucleolos que no están separados del resto del núcleo por ninguna membrana y que aparecen como zonas densas de fibras y gránulos de forma irregular.

En una célula en fase de crecimiento activo, el nucleolo forma unos diez millones de ribosomas antes de cada división celular.

6.2 EL CITOESQUELETO

El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos del citosol y se encuentra en el interior de todas las células animales y vegetales. Es muy importante en las animales, pues carecen de pared celular rígida, y es el citoesqueleto el que mantiene la estructura y forma de la célula. Es el responsable de muchos de los movimientos celulares y actúa como bastidor para la fijación de orgánulos y la organización de la célula. En muchas células, el citoesqueleto no es una estructura permanente, sino que se desmantela y se reconstruye sin cesar.

6.3 EL CITOPLASMA

El citoplasma (ver figura 6) comprende todo el volumen de la célula, exceptuando el núcleo.

6.3.1 El citosol

La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y es, con diferencia, el compartimento más voluminoso. En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes de mantenimiento celular.

Aunque muchas moléculas del citosol están en estado de solución verdadera y se desplazan de un lugar a otro por difusión libre, hay otras que están ordenadas de forma rigurosa.



6.3.2 El hialoplasma

Es el medio celular en el que se encuentran contenidos los orgánulos citoplasmáticos; está limitado por la membrana plasmática y se halla separado del núcleo por la membrana nuclear.

Su morfología no se puede describir de un modo general porque varía según los tipos celulares y en una misma célula; la estructura del hialoplasma cambia de una región a otra de la célula y esta cambia a su vez durante el curso de la vida celular.

6.4 LOS RIBOSOMAS

Corpúsculos celulares que utilizan las instrucciones genéticas contenidas en el ARN para enlazar secuencias específicas de aminoácidos y formar así proteínas.

Existen en todas las células, pero su distribución intracelular varía de una región a otra. Pueden estar libres dentro del hialoplasma o unidos a las membranas del retículo endoplasmático. Cuando están libres se hallan aislados o en grupos de 5 a 40 ribosomas, formando agrupaciones denominadas polisomas; cuando los ribosomas están unidos al retículo endoplasmático, el conjunto de polisomas y retículo endoplasmático se llama ergastoplasma.

El número de ribosomas por célula depende del tipo y del volumen de la célula y varía de una región a otra de la célula.

Cada ribosoma consta de cuatro moléculas o subunidades diferentes de ARN y de numerosas proteínas. En el ser humano, tres de estas cuatro proteínas se sintetizan en el nucleolo. La cuarta subunidad se sintetiza fuera del nucleolo y se transporta al interior de este para el ensamblaje del ribosoma.

6.5 EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

El retículo endoplasmático (RE) es una extensa red de tubos que fabrican y transportan materia dentro de las células eucariotas. El RE está formado por túbulos ramificados liitados por membrana y sacos aplanados que se extienden por todo el citoplasma y se conectan con la membrana celular. Hay dos tipos de RE: liso y rugoso (ver figura 7).

El RE rugoso (RER) es el principal centro de síntesis proteica de la célula. Es una estructura formada por un apilamiento de ribosomas. Las proteínas sintetizadas pasan de la superficie del RER al exterior de la célula.

El RE liso interviene en la síntesis de casi todos los lípidos que forman la membrana celular y las demás estructuras celulares, como las mitocondrias. Las células especializadas en metabolismo de lípidos suelen tener más RE liso, que interviene en la absorción y liberización de  calcio para mediar en algunos tipos de actividad celular.

El RE es muy polifórmico en el interior del citoplasma.




6.6 EL APARATO DE GOLGI

El aparato de Golgi es una parte diferenciada del sistema de membranas en el interior celular, se encuentra tanto en las células animales como en las vegetales.

El aparato de Golgi se reconoce por presentar una estructura ordenada de las cavidades que lo constituyen. Se trata de pilas de sacos aplanados y dispersos en el interior del hialoplasma, correspondiendo cada pila a un dictiosoma. Los sacos que forman los dictiosomas están limitados por una membrana y tienen forma d pequeños discos cóncavos con un diámetro aproximado de 1 a 3 micras.

Los dictiosomas están generalmente muy cerca de una cavidad del RE; en este caso los sacos situados frente al RE son aplanados, mientras que los que se hallan más lejos están dilatados. Esta estructura de los dictiosomas, cuyo conjunto representa al aparato de Golgi, es muy general; puede observarse en todos los tipos de células eucariotas.

6.7 LAS MITOCONDRIAS

Las mitocondrias (ver figura 8) son unas diminutas estructuras celulares de doble membrana responsables de la conversión de nutrientes en el compuesto rico en energía trifosfato de adenosina (ATP), que actúa como combustible celular. Por esta función que desempeñan, llamada respiración, se dice que las mitocondrias son el motor de la célula.

Las mitocondrias se presentan en forma de bastoncillos con los extremos redondeados o bien en forma de esferas. Su diámetro oscila entre 0´3 y 0´7 micras y su longitud entre 1 y 4 micras por término medio. Las mitocondrias se hallan sumergidas en el hialoplasma y su número varía según el tipo celular. A pesar de su reducido tamaño, representan una parte importante en la materia celular debido a su elevado número.

Las mitocondrias son arrastradas por las corrientes hialoplasmáticas celulares y están dotadas de movilidad propia.

Estos orgánulos están envueltos, cada uno, en una membrana doble; la membrana exterior lisa está separada de la interior por una película líquida. La interior, replegada en unas estructuras llamadas crestas, rodea una matriz líquida que contiene gran cantidad de enzimas. Dentro de esta matriz hay ADN mitocondrial, que contiene información sobre síntesis de proteínas.

La función de las mitocondrias es generar energía para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aerobia. También se utilizan para buscar ancestros de organismos que contienen células eucariotas. Entre los mamíferos, las mitocondrias tienden a seguir una pauta de herencia materna. Cuando la célula se divide, las mitocondrias se reproducen con independencia del núcleo. Las dos células hijas formadas después de la división reciben cada una la mitad de las mitocondrias.


6.8 LOS CLOROPLASTOS

Los cloroplastos (ver figura 9) son las estructuras de las células vegetales y de las algas, donde se lleva a cabo la fotosíntesis.

Se presentan en general bajo la forma de discos lenticulares de 3 a 10 micras de diámetro y de  1 a 2 micras de espesor. Están sumergidos en el hialoplasma y su número varía según los tipos de células. Como término medio se encuentran unos 50 por cada célula.

La clorofila que contienen les confiere un tinte verdoso característico, aunque en ciertos tipos de vegetales la clorofila está enmascarada por otros pigmentos que dan  a esas plantas coloraciones diferentes.

El cloroplasto contiene en su interior una sustancia básica denominada estroma, la cual está atravesada por una compleja red de discos conectados  entre sí, llamados lamelas. Muchas de las lamelas se encuentran apiladas como si fueran platillos; a estas pilas se les llamas granas. Las moléculas de clorofila están unidas a las lamelas.

En las plantas, los cloroplastos se desarrollan en presencia de luz, a partir de unos orgánulos pequeños e incoloros llamados  proplastos.

6.9 LOS CENTRÍOLOS

Los centríolos son cada una de las dos estructuras de forma cilíndrica que se encuentran en el centro de un orgánulo denominado centrosoma. Al par de centríolos se les llama diplosoma; estos se encuentran dispuestos perpendiculares entre sí.

El centrosoma está formado por el diplosoma, el material periocentriolar y las fibras  del áster (microtúbulos organizados en forma de radios).

La estructura del centriolo consiste en un cilindro abierto de  unas 0´2 por 0´5 micras, y sus paredes están compuestas por nueve tripletes de microtúbulos que se mantienen unidos mediante conexiones.

La principal función de los centíolos es la formación y organización de los microtúbulos que forman el huso acromático en la división del núcleo celular.

Los centríolos no aparecen en las células de los vegetales superiores.

Cuando los centríolos de una célula son muy numerosos, suelen hallarse cerca de la superficie celular y en relación con los cilios o flagelos; que son digitaciones de la superficie celular, dotados generalmente de movimientos pendulares y ondulantes.

6.10 LAS VACUOLAS

Las vacuolas son cavidades rodeadas por  una membrana que se encuentra en el citoplasma de las células, principalmente de las vegetales.

Se forman por fusión de las vesículas procedentes del  RE y del aparato de Golgi, y sirven para almacenar sustancias de desecho o de reserva.

Las vacuolas ocupan la mitad del volumen  de las células vegetales, y pueden llegar a ocupar casi la totalidad celular.

Hay varios tipos de vacuolas: las heterofágicas o digestivas y las autofágicas, que contienen enzimas hidrolíticas y sustratos en proceso de digestión; otras son las pulsátiles o contráctiles, que aparecen en muchos protozoos, especialmente en los de agua dulce.


6.11 LOS LISOSOMAS

Los lisosomas son sacos delimitados por la membrana celular  que contienen enzimas digestivas que degradan moléculas complejas. Abundan en las células encargadas de combatir las enfermedades, como los leucocitos, que destruyen invasores nocivos y restos celulares.

El tamaño de los lisosomas oscila entre 0´05 y 0´5 micras de diámetro. Cada uno está rodeado por una membrana que protege la célula de las enzimas digestivas del lisosoma. La actividad de las enzimas es protegida por las proteinas de la membrana para mantener la acidez interna adecuada; también transportan los productos digeridos fuera del lisosoma.

Las enzimas digestivas suministradas por los lisosomas digieren los objetos envueltos en membranas y los reducen a compuestos sencillos que se envían al citoplasma como nuevos materiales de construcción celular.

7. MEMBRANAS

En las células hay varios tipos de membranas: celular o plasmática, nuclear y aquellas que envuelven algunos orgánulos.

7.1 MEMBRANA CELULAR

Todas las células vivas están rodeadas  por una membrana delgada llamada membrana plasmática o celular, que marca el límite entre el contenido celular y el medio externo (ver figura 10).

Es una estructura dinámica formada por dos capas de fosfolípidos en las que se embeben moléculas de colesterol y proteínas. Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrófila y dos colas hidrófobas. Las dos capas de fosfolípidos se sitúan con las cabezas hacia fuera y las colas, enfrentadas, hacia dentro. Es decir, los grupos hidrófilos se dirigen hacia la fase acuosa, los de la capa exterior de la membrana hacia el líquido extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma. Las proteínas embebidas en las capas de fosfolípidos cumplen diversas funciones.

8. CONCLUSIONES

Basándome en la definición de célula, he intentado mostrar como la morfología celular se repite, con las diferencias evolutivas evidentes, en todos aquellos seres vivos, desde las moneras hasta los seres superiores. Igualmente, las diferencias funcionales influyen en la distinta morfología de cada célula.

He pretendido seguir una línea evolutiva desde las más sencillas estructuras procariotas hasta las más desarrolladas eucariotas, y como los distintos orgánulos influyen en la creación de distintos Reinos: protistas, moneras, animales, vegetales y fungi.

El hecho de la presencia de la membrana nuclear define la diferenciación entre los seres vivos menos evolucionados, y el resto de los Reinos.

Si la célula vegetal no tuviera cloroplastos no podría realizarse la función fotosintética y ¿de dónde obtendrían los animales la materia orgánica? ¿Cómo se nutrirían los seres heterótrofos?

Si en la línea evolutiva no hubiera aparecido la mitocondria ¿cómo obtendrían la energía los primitivos seres unicelulares?

Hasta hace años se estudiaban los hongos y las algas como pertenecientes al Reino Vegetal. La presencia de cloroplastos y otros orgánulos han llevado a los científicos a incluirlos en distintos Reinos.

Queda claro que aún siendo la célula una estructura morfológicamente homóloga, puede presentar una variedad de forma, tamaño y función, dependiendo del tejido, órgano, aparato u organismo en que se encuentre.



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