Reproducción celular

En una célula su ciclo vital o celular se puede dividir en continuos procesos que se van continuando de forma progresiva y que se dividen en dos tipos de fases principalmente: interfase y mitosis. Dichas fases están reguladas y pueden variar en duración:

1. Interfase: aquella fase que ocurre entre dos divisiones. A su vez, se divide en tres etapas. G1, de crecimiento y desarrollo; S de síntesis de ADN (duplicación) y G2 preparación para la próxima división.

2. División celular: mitosis del núcleo, y citocinesis del citoplasma.


DIVISIÓN CELULAR

Mitosis

Proceso necesario para asegurarnos de la aparición del material genético en ambas células hijas:

Citocinesis

Relación celular

Toda relación en las células y en los organismos en general parten de la necesidad de obtener señales del medio, ya sea interno o externo, a las que llamamos estímulos. Estos son paquetes de información necesaria para nuestra supervivencia que llegan a las membranas de nuestras células que las captan y transmiten al interior celular. Los estímulos pueden ser físicos o químicos.

Una vez que tenemos esas señales, el organismo o célula reacciona cambiando su actividad, es decir, creando respuestas:

1. Movimiento: por cilios, flagelos, pseudópodos, o por fenómenos internos como la ciclosis.


2. Secreción de sustancias: tanto internas como externas, como la generación de toxinas.

3. Diferenciación celular: aunque la duplicación entra en el proceso de reproducción, todos ellos se deben a respuestas a estímulos que lo controlan

Gracias a la relación las células pueden comunicarse entre sí, importante este requisito sobre todo en seres pluricelulares

Ej. 19 y 20 pág. 37

Nutrición en las células

NUTRICIÓN EN LAS CÉLULAS

1. RESPIRACIÓN CELULAR

Ya sabemos que en la función vital de la nutrición, las células de nuestro cuerpo obtienen energía. Para ello, a través de la respiración celular ( una oxidación de sustancias orgánicas, glucosa sobre todo) dicha célula libera moléculas de ATP  ( ya las vimos cuando hablamos de ácidos nucleicos) que dichas células utilizarán para cumplir sus diferentes funciones.

La oxidación comienza en el citoplasma a través de un fenómeno llamado glicolisis sin necesidad de oxígeno. Tras este proceso se obtiene algunas moléculas de ATP y moléculas orgánicas más simples. Posteriormente puede llevar dos vías dichas moléculas:

ANAEROBIA
En situaciones anaerobias permaneciendo en el citoplasma se realizarán fermentaciones. Así se obtiene menos cantidad de energía en forma de ATP pero se pueden crear otras sustancias orgánicas como el etanol o el ácido láctico.


AEROBIA
Dentro de la mitocondria a través del ciclo de KREBS, donde finalmente se obtendrán todas las moléculas de ATP posibles de una glucosa quedando como residuo el CO2  y el agua. Este proceso se da entre la matriz mitocondrial y las crestas mitocondriales.



IMPORTANTE: El ATP se puede utilizar para crear energía en un proceso que se puede utilizar para movimientos, transporte... pero a veces, debe crearse necesitando energía partiendo de una molécula de ADP.

ESTOS PROCESOS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA DEBEN HACERLO TODAS LAS CÉLULAS. Sin embargo, la obtención de la materia orgánica necesaria puede ser diferente según sea la nutrición de la célula:

HETERÓTROFA: Obtienen la materia orgánica de otros seres vivos, y a través de la digestión la simplifican en nutrientes que entran en la célula, pudiendo ser aún más digeridos por los lisosomas.

AUTÓTROFA: Crean su propia materia orgánica ya sea por fotosíntesis o quimiosíntesis partiendo de sustancias inorgánicas como el agua o el CO2.

 Ej. 14. pág. 34. Ej. 15 y 16 pág. 35

2. FOTOSÍNTESIS

Esta fotosíntesis se puede dar en las células vegetales gracias al captador de energía solar que es la clorofila, ubicada en el interior de los cloroplastos. La fotosíntesis consta de dos partes:

a. Fase lumínica: en las membranas de los tilacoides con presencia de luz, energía que se usa para crear ATP, y romper el agua en O2 que se libera e Hidrógeno que se usa en la siguiente fase.

b. Fase oscura: se produce en el estroma del cloroplasto. En ella que se puede hacer sin luz se usa el ATP formado y el hidrógeno para transformar la materia inorgánica en orgánica gracias al ciclo de Calvin. Esta materia orgánica o bien se usa para regeneración de tejidos o como base de la respiración celular



A todos estos procesos que forman parte de la Nutrición es lo que denominamos como METABOLISMO necesario para el mantenimiento de la célula. Dentro del mismo podemos distinguir:

1. Catabolismos: Degradación de sustancias orgánicas en más otras más sencillas para obtener energía que pueda usarse en transporte, movimiento... (por ejemplo la glucólisis)

2. Anabolismo: Creación de moléculas más complejas a partir de una más sencilla con la necesidad de usar energía (por ejemplo en el ciclo de Calvin para crear glucosa)

Ej. 17 y 18 pág. 36

Teoría endosimbiótica. Virus

La célula procariota es sin duda la más primitiva, surgió hace más de 3.000 millones de años. Pero aunque fue la primera, la más desarrollada hoy en día es la eucariota, formada según teorías de dicha procariota original.

La teoría endosimbiótica postula que algunos orgánulos propios de las células eucariotas, especialmente cloroplastos y mitocondrias, habrían tenido su origen en organismos procariotas.

Estos organismos procariotas fueron fagocitados por otro microorganismo mayor y más tarde se habría establecido una relación simbiótica entre ellos. En realidad endosimbiótica, porque se encuentran en su interior. Por tanto una célula eucariota es el resultado de sucesivas
incorporaciones simbióticas de diferentes bacterias (procariotas) de vida libre.

Esta teoría fue propuesta por Lynn Margulis en 1967 y las evidencias de que las mitocondrias y
los plastos surgieron a través del proceso de endosimbiosis son las siguientes:

* El tamaño de las mitocondrias es similar al tamaño de algunas bacterias.

* Mitocondria y cloroplastos contienen ADN bicatenario circular - al igual que los procariotas-
mientras que el núcleo eucariota posee varios cromosomas lineales.

* Están rodeados por una doble membrana, lo que concuerda con la idea de la fagocitosis: la
membrana interna sería la membrana plasmática originaria de la bacteria, mientras que la
membrana externa correspondería a aquella porción que la habría englobado en una vesícula.

* Mitocondrias y cloroplastos se dividen por fisión binaria al igual que los procariotas (los
eucariotas lo hacen por mitosis).



VIRUS

Los virus por su parte, sabemos que son seres acelulares, pues no cumplen las tres funciones vitales. Presentan en su interior material genético, pero no la capacidad de aprovecharlo por si solo para poder reproducirse. Para ello, aprovecha la maquinaria funcional de las células que infecta. Sus partes son las siguientes:

1. Una molécula de ADN o ARN.
2. Una envoltura denominada cápsida formada por protéinas ensambladas que reciben el nombre de capsómeros. Igualmente alrededor puede presentar una membrana (normalmente tomada de alguna bacteria que infectó).

Su origen no está claro; se postula desde microorganismos parásitos que perdieron sus estructuras, hasta fragmentos de ADN o ARN que escaparon de células.



Ej.

Células animales y vegetales

En las células eucariotas vamos a encontrar dos grandes grupos, diferenciando entre las células animales y vegetales. Sus mayores diferencias son:

CÉLULAS ANIMALES                                       CÉLULAS VEGETALES

No hay pared celular Hay pared celular de celulosa

No hay cloroplastos Hay cloroplastos

No se realiza la fotosíntesis Se realiza la fotosíntesis

Nutrición heterótrofa Nutrición autótrofa

Vacuolas pequeñas Una vacuola grande, o pequeñas numerosas

Hay centriolos ( y muchas veces cilios y

flagelos) No tiene centriolos.

Presenta lisosomas Generalmente carece de lisosomas

El resto de orgánulos son similares, incluyendo, los tres orgánulos que presentan todas las células. Recordemos sus funciones.

La membrana plasmática o membrana celular es una doble capa lipídica con proteínas. Se encarga de proteger el contenido celular, hace contacto con otras células permitiendo la comunicación celular, proporciona receptores para las sustancias que entran en la célula como hormonas, las enzimas y los anticuerpos. Regula de manera selectiva la entrada y salida de materiales de la célula.

Pared celular: es una cubierta rígida externa que recubre la célula, en las plantas está formada principalmente de celulosa. Protege la célula, tiene papel estructural y permite que la célula acumule líquido (medio interno hipertónico) sin estallar.

El núcleo acumula y expresa la información genética. Es uno de los orgánulos más prominentes de la célula, se encarga de diversas funciones:

1. es responsable de la reproducción o continuidad celular

2. es donde se sintetizan los ácidos nucleicos (ADN y ARN) que en definitiva regulan las

actividades celulares

El núcleo está formado por las siguientes estructuras:

o Membrana nuclear: es una membrana doble que separa su contenido del citoplasma; a través de los poros se produce el intercambio de substancias entre el núcleo y el citoplasma

o Jugo nuclear: medio interno del núcleo, con distintas sustancias, en este jugo flota la cromatina

oCromatina o fibra de cromatina: está formada por la asociación de ADN con proteínas (histonas). . Justo antes de que la célula se divida, la fibra se condensa y adquiere grosor suficiente para ser detectada como una estructura independiente, entonces reciben el nombre de cromosomas.

oNucléolo: es una estructura redondeada, constituida principalmente de ARN-proteínas, que desaparece junto con la membrana nuclear durante la división celular. En el nucléolo se sintetizan diferentes partes del ribosoma

El citoplasma es el medio interno de la célula, salvo el núcleo. La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se llama citosol; por tanto el citosol junto con los orgánulos forman el citoplasma.

Ribosomas: son partículas submicroscópicas que asociadas en cadenas (polirribosomas) se encargan de leer el mensaje genético (en forma de ARNm) y sintetizar las proteínas.

Los lisosomas: son un tipo de vesículas especiales del contienen enzimas. Estos enzimas actúan como catalizadores destruyendo todo tipo de moléculas que podrán ser utilizadas como fuentes de alimento o energía. A menudo se consideran como el aparato digestivo celular. También se encargan de digerir sustancias extrañas o microbios.

Las mitocondrias:  convierten la energía química en energía útil. Son los centros de actividad respiratoria aeróbica. Se trata de pequeñas estructuras de doble membrana donde se descomponen los compuestos orgánicos (azúcares, grasas) en dióxido de carbono  y agua. En la membrana interna de la mitocondria hay muchos repliegues, denominados crestas, y en ellas se sitúan los complejos enzimáticos que fabrican el ATP. Las mitocondrias son abundantes en órganos que requieren más actividad metabólica como las células musculares o las células hepáticas.

El retículo endoplasmático:  es un conjunto de cisternas o túbulos que sintetiza y empaqueta moléculas para la exportación fuera de la célula. En ocasiones se extiende desde la membrana nuclear a la membrana plasmática. Una parte del retículo tiene ribosomas asociados a su cara externa (retículo endoplásmico rugoso o RER) y se encarga de la síntesis proteica, otra parte es el sistema retículo endoplásmico liso (REL) que carece de ribosomas y se encarga principalmente de la síntesis de lípidos.

El complejo o aparato de Golgi (AG) está formado por un grupo de membranas aplanadas, en forma de sacos, que se encuentra cerca del núcleo. Empaqueta proteínas sintetizadas en el RER para la secreción y las modifica añadiendo glúcidos (sintetizados en el propio AG) o bien lípidos (provenientes del REL). De los bordes de los sacos se desprenden vesículas que están llenas de las sustancias que se dirigen hacia el exterior de la célula.

Los cloroplastos convierten la energía luminosa en energía química. Son orgánulos exclusivos de las células vegetales. Al igual que las mitocondrias presentan numerosas membranas internas llamadas tilacoides, y un grupo de los mismos en un grana. En estas se efectúa la fotosíntesis, gracias a un pigmento especial llamado clorofila.

Las vacuolas son vesículas de cierto tamaño que contienen diversas sustancias, principalmente agua, junto con otros componentes como sales y azúcares, y algunas proteínas en disolución. Su función es servir de almacén y también contribuyen a regular la presión osmótica celular. Una gran vacuola llena de líquido que ocupa casi todo el interior de la célula vegetal, en cambio, la célula animal, tiene varias vacuolas y son más pequeñas.

El citoesqueleto controla la forma el movimiento de las células. Es un conjunto de fibrillas y filamentos que proporcionan estructura y forma a la célula, y por tanto juega un papel fundamental en el movimiento celular e

intracelular.

De los diferentes componentes del citoesqueleto destacan:

1. Los flagelos permiten el movimiento de toda la célula (ej. espermatozoides).
2. Los cilios el movimiento de líquidos y partículas sobre la superficie celular (ej. bronquios).
3. Los centriolos sólo se encuentran en la célula animal. Formado de dos de estos está el centrosoma implicado en la organización de los microtúbulos y tiene una importante función en la formación del huso mitótico.