LA CÉLULA

En esta entrada vamos a conocer todo sobre la célula:

1. Morfología y tamaño.

2. Membrana Celular.

3. Uniones intercelulares

4. Matrix extracelular.

5.El citoplasma y sus orgánicos.

6.Elnúcleo.

INTRODUCCIÓN

La célula se puede definir mediante la teoría celular enunciada por 

Schleiden y Schwann como:

1-Todos los seres vivos, animales o vegetales, están formados por una o más células. 

2-La célula es la unidad morfológica y fisiológica de los seres vivos.

3-Toda célula procede de otra célula, por división de la primera.

4-La célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos ( contiene toda la información sobre la síntesis de su estructura y el control de su funcionamiento y es capaz de transmitirla a sus descendientes).

A continuación os dejo una foto del esquema general del tema:

1. Morfología y tamaño.

Una célula tiende a adoptar una forma esférica pero en seres pluricelulares pueden adquirir formas diversas. La mayoría miden entre 10y 30 m.

La principal restricción al tamaño de una célula es la que impone la relación entre volumen y superficie. En las células grandes esta relación es pequeña, por lo que requiere un mayor intercambio de materiales y se pliega la membrana.

La forma esférica o globular y una relación superficie/volumen alta corresponde a células jóvenes. Por ejemplo, los ovocitos , cuanto más grandes son, menor es la relación superficie/volumen, lo que indica que están más próximos a su madurez e inicio de la división.

El grado de madurez de una célula también se puede deducir del grado de empaquetamiento de su cromatina. Una cromatina extendida, que facilita la transcripción del ADN, indica que la célula está en plena actividad metabólica, mientras que una cromatina fuertemente empaquetada, generalmente es indicio de una pronta división celular.

TIPOS DE CÉLULA

Las células se clasifican en unicelulares y pluricelulares según si forman estructuras y tejidos o no. Dentro de las unicelulares encontramos la procariotas que son exclusivas del reino monera. Y dentro de las pluricelulares distinguimos las eucariotas vegetales y animales.  Aquí os dejo una foto de cada una de ellas con sus partes explicadas :

2. La membrana celular.

Según el modelo del mosaico fluido, la membrana plasmática está constituida por una doble capa lipídica a la cual se asocian moléculas proteicas. Las moléculas que forman la bicapa lipídica son anfipáticas, por lo que disponen sus radicales polares hacia el medio acuoso y sus radicales lipófilos hacia los radicales lipófilos de la otra capa. 

La membrana plasmática está formada por los siguientes compuestos:

-Fosfolípidos y glucolípidos: se pueden mover. Esta movilidad origina una fluidez de la membrana.

-Colesterol: disminuye la fluidez excesiva de la monocapa, mantiene la estabilidad de la bicapa e impide que los lípidos de la membrana se unan entre sí.

-Proteínas: se clasifican en, proteínas intrínsecas cuando están total o parcialmente englobadas en la bicapa y proteínas extrínsecas cuando están adosadas a la bicapa. Si atraviesan la bicapa se denominan proteínas transmembranosas.

La membrana plasmática presenta dos propiedades principales:

-Estructura dinámica: la membrana puede autorepararse gracias al desplazamiento lateral de las moléculas.

-Estructura asimétrica: los oligosacáridos realizan la función de reconocimiento de las moléculas externas, es decir, son receptores de membrana.

La membrana plasmática puede realizar muchas funciones que dependen de sus componentes:

Las funciones que se deben a la doble capa lipídica son:

-Mantener separados los medios acuosos actuando como una barrera impermeable.

-Realizar los procesos de endocitosis y exocitosis.

Las funciones que dependen de las proteínas de la membrana son:

-Regular la entrada y salida de moléculas en la célula.

-Regular la entrada y salida de iones.

-Posibilitar el reconocimiento celular.

-Realizar actividad enzimática.

-Intervenir en la trasducción de señales.

-Constituir uniones intercelulares.

-Constituir puntos de anclaje.

Os dejo una foto de la membrana plasmática , sus propiedades, características y funciones :

TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA

Las proteínas mediante la permeabilidad selectiva permiten el paso de sustancias polares. En general, el paso a través de la membrana se puede realizar de dos formas: por transporte pasivo, sin gasto de energía, y por transporte activo, con consumo de energía.

Transporte pasivo: es un proceso espontáneo de difusión de sustancias a través de la membrana. Siempre se produce a favor de gradiente, es decir, desde el medio más concentrado al más diluido. Se diferencian tres tipos de gradientes: el gradiente de concentración química, si hay una diferencia de concentraciones; el gradiente eléctrico, cuando hay diferentes cargas eléctricas, y el gradiente electroquímico, si hay una diferencia de concentración de cargas a la vez. Hay diferentes tipos de realizar el transporte pasivo: Difusión simple:

Es el paso de pequeñas moléculas a favor de gradiente. Este transporte es mas rápido cuanto más pequeñas sean las moléculas y mayor sea la diferencia de gradiente. Se realiza a través de la membrana, entre las moléculas lipídicasDifusión facilitada: interviene proteínas trasmembranosas específicas que arrastran el sustrato hacia el interior o hacia el exterior de la célula según sea el gradiente, a estas proteínas se les denomina permeasas.

Por canales:

Se realizan por proteínas de canal que son proteínas trasmembranosas. La apertura del canal se puede regular mediante el voltaje o por ligando

Transporte activo:

Lo realizan determinados tipos de proteínas. Necesita energía, que es aportada por una molécula de ATP, y permite el tranporte de sustancias en contra de gradiente. La diferencia de potencial generada se denomina potencial de membrana. Esto se utiliza para regular la entrada y la saluda de diferentes sustancias por cotransporte.

El transporte de sustancias de elevada masa molecular se puede dar por mecanismos como la endocitosis o exocitosis.

La endocitosis es un proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que queda incluida la partícula a ingerir. La proteína filamentosa clatrina ayuda a la formación de esa vesícula membranosa. Se distinguen dos tipos de endocitosis dependiendo del tamaño de la partícula englobada:pinocitosis, fagocitosis o endocitosis mediada por receptor.

La exocitosis es el proceso por el cual las macromoléculas de vesículas endocíticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular. Este vertido requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen generando un poro a través del cual se libera el contenido de la vesícula al exterior. En este proceso es necesaria la colaboración del calcio y proteínas como la anexina y la calmodulina.

PROPIEDADES DE LA COMPOSICIÓN LIPÍDICA DE LAS MEMBRANAS :

1- Autoensamblaje. Tendencia a autoensamblarse y formar bicapas que se cierran espontáneamente, sobre todo los fosfolípidos.

2- Autosellado. Es una consecuencia de la propiedad anterior. Si se rompen o se separan se vuelven a ensamblar. Gracias a esta propiedad se pueden formar vesículas endocíticas y exocíticas; de la misma manera un vesícula se puede escindir en dos y posteriormente volver a unirse.

3-Fluidez. La bicapa se mantiene con enlaces débiles o fuerzas de Van der Waals, dando a las membranas fluidez.

4-Impermeabilidad. La naturaleza hidrófoba y apolar de la bicapa lipídica es responsable de su relativa impermeabilidad frente a moléculas hidrosolubles; por esta razón las membranas han desarrollado sistemas de transporte por canal.

4. Uniones intercelulares

Las células animales se unen para formar tejidos y posteriormente órganos a través de diversos mecanismos de unión. Son los siguientes:

-Uniones íntimas o de oclusión: no dejan espacio intercelular, ni para intercambio de sustancias, se unen gracias a proteínas transmembranosas dispuestas en hileras que sueldan las membranas plasmáticas.

-Uniones adherentes o desmosomas:

Deja cierto espacio para paso de sutancias, está formado por dos estructuras discoidales denominadas placas, unidas a cada célula por proteínas transmembranosas. Según sus superficie de contacto se diferencian varios tipos:​

Desmosomas en banda:

Forman una franja contínua que rodea las células

Desmosomas puntuales: dejan un gran espacio intercelular de 200 Aº y puntos de contacto entre células vecinas.

Hemidesmosomas: unen la superfície basal de las células epiteliales con las del tejido conjuntivo subyacente.​​

-Uniones de comunicación o tipo gap: ​

No dejan espacio intercelular, pero sí paso de sustancias entre citoplasmas de células contiguas a través de canales proteicos denominados conexiones, hay dos, se componen de 6 proteínas transmembranosas que se unen a otra conexión de la célula siguiente. 

​

​

​

​En las células vegetales también hay mecanismos de intercambio de sustancias atravesando la pared celular. Son los plasmodesmos y punteaduras.

Los plasmodesmos: son conexiones citoplasmáticas que atraviesan la pared celular entre células contiguas.

Las punteaduras: son interrupciones de la pared celular y en la lámina media y la pared primaria aparecen unas perforaciones.

4. Matriz extracelular

Abundante en los tejidos conectivos. Compuesta por una sustancia fundamental amorfa que es una estructura gelatinosa de glucoproteínas hidratadas que contiene una fina red de fibras de proteínas de colágeno (resistencia) elastina(elasticidad) y fibronectina( adhesión).

La sustancia fundamental amorfa está constituida por proteoglucanos. A su vez, a estas proteínas filamentosas se le unen glucosaminoglucanos que son muy hidrófilas y retienen mucho agua.

Su función : Unir y mantiener unidas las células que forman tejidos y los tejidos que forman órganos, llenar espacios intercelulares y dar consistencia a los tejidos y órganos .

Pared celular

Da forma y rigidez a la célula e impide su ruptura. Cuando entra agua por diferencias en la presión osmótica, la célula se hincha pero no se rompe.

Está formada por fibras de celulosa unidas entre si por una matriz de polisacáridos y proteínas.La pared celular puede sufrir modificaciones debido a sustancias depositadas sobre ella, tales como lignina, suberina etc.

La matriz se puede impregnar de lignina, suberina, cutina, taninos y sales minerales como carbonato de calcio y sílice.

La propia célula secreta celulosa, que se dispone formando las siguientes capas:

La lámina media :formada principalmente de péptidos.

La pared primaria :Está constituida principalmente por celulosa.

Pared secundaria. Contiene una alta proporción de celulosa, lignina y/o suberina.

5. El citoplasma y sus orgánulos.

El citoplasma es un líquido cuya función es dar volumen a la célula, está formado en un 80-90% por agua, proteínas disueltas, ARN, lípidos y glúcidos. El conjunto celular del citoplasma y los orgánulos es el Hialoplasma o citosol.

Hay ciertos orgánulos comunes a todas las células eucariotas como :

Las mitocondrias, el aparato de golgi, el retículo encoplasmático y otros exclusivos como los plastos en las vegetales, o el diplosoma en las animales (las vegetales tienen centrómero sin diplosoma). 

Los orgánulos se dividen en:

- Endomembranosos: conjunto de estructuras membranosas intercomunicadas y vesículas que derivan de ellas. Son el aparato de Golgi, el RE, y las vesículas, vacuolas, lisosomas y peroxisomas. 

- Carentes de membrana: ribosomas, centrsomas y citoesqueleto (microfilamentos, filamentos intermedios, microtúbulos)

-Doble membrana: mitocondrias, cloroplastos y puede considerarse también e núcleo.

A continuación os dejo unos esquemas de los orgánicos. En ellos están explicadas las partes y la función de realizan cada una:

6. El núcleo

El núcleo es un cuerpo grande y esférico, que contiene la información genética en forma de ADN. El núcleo varía en función del estado en el que está la célula a lo largo del ciclo celular:

Interfase: la envoltura está intacta y la cromatina desenrrollada. 

Fase de división: las fibras de cromatina se condensan sobre sí mismas y dan lugar a los cromosomas y desaparece la envoltura nuclear.

El núcleo consta de varias partes : 

Envoltura nuclear: constituida por dos membranas que son bicapas lipídicas. La membrana externa, contiene ribosomas y está comunicada con el R.E.R. La membrana interna tiene proteínas de membrana. Están separadas formando el espacio  intermembranoso y se fusionan creando poros nucleares. Su función es separar nucleoplasma del citosol, regular intercambio a través de los poros y distribución de las masas de cromatina en el nuevo núcleo.

Nucleoplasma: es el medio interno del núcleo, también llamado carioplasma o matriz nuclear. Tiene una composición similar al citosol. En el nucleoplasma se producen la síntesis y el empaquetamiento de los ácido nucleicos y de nucleótidos de ARN y ADN.

Cromatina: sustancia de aspecto fibroso dispersa por el nucleoplasma. Compuesta de ADN e histonas. En ella se encuentra almacenada la información genética. Entre sus funciones se encuentra: proporcionar información genética en la transcripción y conservar y transmitir la información genética contenida en el ADN. Para ello se produce la duplicación del ADN.

Se distinguen dos tipos de cromatina:

La heterocromatina está condensada, se tiñe de color oscuro y no se expresa; mientras que la heterocromatina constitutiva se mantiene condensada en todas las células del organismo, la heterocromatina facultativa está condensada solo en algunas células. Por otro lado, la  eucromatina se tiñe de color claro, se descondensa durante la interfase y se expresa. 

Nucléolo: es un corpúsculo esférico, sin membrana y de aspecto granular, con contenido en ARN y proteínas. Desaparece en la profase de la mitosis. Su función es sintetizar todos los ARNr excepto el 5s y formar las subunidades de los ribosomas. Tiene 2 componentes. El componente nucleolar que corresponde a la zona fibrilar, subunidades ribosomales en proceso de maduración, suele estar en la periferia y está formado por ARNr asociado a proteínas, y zona fibrilar, situada en el interior.

Por otro lado, el componente nuclear puede encontrarse rodeando al nucléolo, cromatina perinucleolar, o dentro de éste, cromatina intranucleolar.

Cromosomas: estructuras como resultado de la condenación de la cromatina que aparecen durante la división del núcleo. Están compuestos por ADN e histonas. Cada fibra de cromatina constituye un cromosoma. Su función es facilitar el reparto de la información genética del ADN de la célula madre entre sus dos células hijas.

En los cromosomas condensados se pueden distinguir varios elementos:

Cromátida: cada una contiene una molécula de ADN y surgen como resultado de la duplicación.

Centrómero: divide el cromosoma en dos brazos

Cinetocoro: punto de anclaje de las fibras del huso mitótico

Telómero: extremo del cromosoma

Constricción secundaria: intervienen en la formación del nuclólo

Bandas: característica que permite identificar los cromosomas