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Meiosis

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Este tema ha sido editado por Ge. Pe.: 06 julio 2014 - 02:36

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Hemos subido muchos apuntes y dibujos sobre este tópico.

Aprovechamos la autorización de Araucaria 2000 para subir también, su trabajo introductorio, completo, sobre la célula


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LA CÉLULA

El ser humano, como todos los seres vivos, está formado de células, unos 100 billones, unidas entre sí por estructuras intercelulares de sostén. Las mismas células se comportan como pequeños seres vivos porque realizan idénticas funciones vitales que los organismos pluricelulares: necesitan nutrirse para asegurar su vida, utilizan los mismos principios inmediatos y el oxígeno para obtener energía, responden a determinados estímulos y tienen capacidad para reproducirse.

Podemos dividir las células en procarióticas y eucarióticas.

Célula Eucariótica.

Las eucarióticas, células de organismos más complejos, como el ser humano, presentan un núcleo bien diferenciado y distribuyen el material genético en varios cromosomas separados del citoplasma.

Orden de complejidad.

Célula > tejidos >órganos > sistemas y aparatos.

Tu organismo es el resultado de estos elementos, que actúan coordinadamente para realizar con eficacia todas sus funciones vitales.

Un tejido es el resultado de la unión de células idénticas en su forma y estructura, organizadas para efectuar un mismo trabajo. Los distintos tejidos se unen y forman órganos, cada uno de los cuales realiza una función concreta en el ser vivo, como el corazón. Además, los órganos también se agrupan en un sistema o en un aparato para realizar una función, como el aparato digestivo o el sistema óseo.

El cuadro adjunto es un resumen de los distintos tipos de tejidos presentes en el organismo, cuyas principales características hemos ido viendo al hablar de los diferentes sistemas y aparatos del cuerpo humano.

Tipos de Tejidos

De Revestimiento
Protege y recubre la superficie del cuerpo y el interior de los órganos.

De Sostenimiento
Funciones varias: conjunto, adiposo, cartilaginoso y óseo.

Muscular
Contrae y relaja músculos: tejidos lisos o estriados.

Nervioso
Genera, transmite y recibe señales: neuronas.

Los órganos de la célula


Membrana celular o citoplasmática.

La membrana citoplasmática es una fina estructura que separa el contenido del medio externo. Se compone de una doble capa de lípidos con moléculas de proteínas, con un grosor aproximado de 75Å.
La membrana celular es continua, pero presenta numerosos repliegues, sinuosidades y poros, lo que le permite regular el paso de sustancias a través de ella.

Retículo endoplasmático

El retículo endoplasmático es una estructura en forma de red originada, según parece, por un repliegue de la membrana citoplasmática en sí misma.
Se cree que este proceso evolutivo, conocido por invaginación, respondería a la aparición de seres más complejos y con mayores necesidades proteínicas.

Se distinguen dos tipos de retículo, atendiendo a la presencia o no de ribosomas en sus membranas:

• Retículo endoplasmático rugoso: Conjunto de estructuras aplanadas, unidas entre sí, que se comunican con la membrana nuclear. Tiene adosados un gran número de ribosomas, por lo que su función consiste en almacenar y segregar las proteínas sintetizadas en estos.

• Retículo endoplasmático liso: Red de elementos planos y tubulares que se comunica con el retículo endoplasmático rugoso. Se encarga de producir, segregar y transportar grasas por toda la célula, junto con las proteínas del retículo rugoso.

Citoplasma

El citoplasma o protoplasma es la masa orgánica comprendida entre la membrana citoplasmática y la membrana nuclear. Contiene un medio interno, el hialoplasma, un líquido viscoso compuesto de grancantidad de agua y que lleva proteínas, azúcares y grasas en disolución.

Es la parte de la célula dotada de actividad vital porque es en su interior donde se mueven los distintos orgánulos celulares y donde tienen lugar sus reacciones bioquímicas. Efectivamente, los orgánulos son para la célula lo que los órganos representan para tu cuerpo: productores de sustancias vitales, generadores de energía, mecanismos para la digestión y la excreción de sustancias orgánicas, etc.

Ribosomas

Los ribosomas son unos orgánulos celulares, de unos 150 Á de diámetro, que se presentan adosados a las membranas del retículo endoplasmático, o bien libres en el citoplasma.
Constan de dos subunidades. La subunidad mayor está formada por 45 moléculas de proteínas y tres de r-ARN (ácido ribonucleico ribosómico); la subunidad menor tiene 33 moléculas de proteína y una de r-ARN.Los ribosomas se agrupan en polisomas, unidos por una molécula de r-ARN, y realizan la función de sintetizar las proteínas a partir de las moléculas de aminoácidos.

Aparato de Golgi: Lisosomas

El aparato de Golgi es un conjunto de 5 a 10 «discos» planos, en el cual se distinguen una unidad básica, la cisterna, y unos dictiosomas o apilamiento de cisternas. Estos dictiosomas se disgregan y se repartenpor igual durante la mitosis o división celular.

Los lisosomas, el «estómago» de la célula, se originan a partir de vesículas del aparato de Golgi: contienen enzimas digestivos que les permitendigerir el alimento que penetra en el citoplasma. Su parte interna o mucus está tapizada por una gruesa capa de polisacáridos que evitan que estos enzimas destruyan el propio material celular.

Mitocondrias

Las mitocondrias son orgánulos redondeados o alargados, aislados y repartidos por todo el citoplasma, que contienen una disolución acuosa de enzimas capaces de realizar numerosas reacciones químicas, como la que constituye la respiración celular.

Mediante este proceso se libera la energía que necesita la célula para llevar a cabo sus funciones vitales.

Las mitocondrias se encuentran principalmente en las células más activas de los organismos vivos:
las del páncreas y las del hígado. Una célula hepática puede llegar a contener hasta 2500 mitocondrias.

Centrosoma

El centrosoma es un corpúsculo que suele aparecer junto al núcleo y que desarrolla un papel relevante en la mitosis o división celular.
Consta de tres elementos:

• Diplosoma: Está formado por dos centriolos, unas estructuras cilíndricas, dispuestos perpendicularmente.

• Centrosfera: Sustancia translúcida en la que se encuentra inmerso el diplosoma.

• Aster: Conjunto radial de filamentos que salen de la centrosfera, de vital importancia para el desarrollo de la mitosis.

El Núcleo

El núcleo, uno en cada célula humana, es un componente fundamental de esta porque es el organismo director de las funciones celulares y el portador de los caracteres hereditarios, lo que demuestra su importancia en la reproducción y en la transmisión de la herencia biológica.

En el núcleo, cuyo tamaño oscila entre 5-30 micras, se pueden distinguir los siguientes elementos:

• Membrana nuclear: Es doble y permite el paso recíproco de sustancias entre el núcleo y el citoplasma gracias a su estructura porosa.

• Plasma nuclear: Líquido claro y viscoso donde se sumergen las demás estructuras nucleares.

• Nucléolo: Corpúsculo esférico, que aparece aislado o en grupos, relacionado con la formación
de los ribosomas.

• Cromatina: Sustancia que puede adoptar diversas tonalidades y que está formada por largos filamentos de ADN (ácido desoxirribonucleico). Estos presentan unas partículas, los genes, que contienen, cada uno de ellos, información sobre una determinada función celular.

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Un aporte del Depto de Biología del Colegio San Cayetano

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1.- TEORÍA Y EVOLUCIÓN CELULAR.

MÉTODOS DE ESTUDIO CELULAR



TEORÍA CELULAR

- Existen alrededor de cuatro millones de especies de seres vivos diferentes con un comportamiento, una morfología y una función distintas. Sin embargo, la práctica totalidad (excepción de virus) están constituidos, al menos, por una célula.

- La teoría celular está ligada a la invención de las lentes y a la construcción de los microscopios que permitieron tener una visión muy ampliada de estas estructuras, pudiendo observar características totalmente imperceptibles al ojo humano.

1590 (Janssen) > primer microscopio (aumenta 30 veces el tamaño).

1665 (Hooke) > descubre en el corcho pequeñas celdillas a las que llamó células.

1674 (Leuwenhoek) > observó hematías, espermatozoides, protozoos e incluso describió una bacteria.

1825 (Schleiden y Schwann) > enuncian la primera teoría celular según la cual, la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos, capaz de mantener una existencia propia e independiente.

1858 (Virchow) > completa el postulado anterior afirmando que todas las células se originan a partir de una preexistente.

- Actualmente, la teoría celular postula los siguientes principios:

1) Todos los seres vivos están compuestos por una o varias células vivas.

2) Las células son capaces de mantenerse de forma independiente.

3) Cada célula procede de otra ya existente, lo que permite la transmisión de caracteres de una generación a la siguiente.

4) La célula es la unidad de vida más pequeña que existe.

EVOLUCIÓN CELULAR

- A continuación exponemos las hipotéticas etapas de este proceso:

1) Formación de moléculas orgánicas sencillas:

- Se admite la idea, según la cual, al enfriarse la Tierra, se formó una atmósfera reductora en la que abundaban compuestos inorgánicos como el CO2, NH3, NH4+ y H2.

- Estos compuestos, mediante descargas eléctricas procedentes de relámpagos, tormentas y otros fenómenos geodinámicos que afectaran a la atmósfera primitiva, formarían moléculas orgánicas simples tales como azúcares, ác.grasos, aminoácidos y nucleótidos.

2) Polimerización de las moléculas orgánicas sencillas:

- Estas moléculas orgánicas simples debieron asociarse formando macromoléculas como las conocidas actualmente, o precursoras de las mismas.

- Las macromoléculas formadas podrían haber actuado como molde para que, sucesivamente, se produjeran otras; en este largo proceso se producirían "errores" que serían la causa de la diversidad de tipos de macromoléculas.

- Entre dichas macromoléculas se formarían polímeros de ARN que actuarían de molde para la síntesis de otros polímeros idénticos que, más tarde, servirían también de molde para la síntesis proteica.

3) Formación de las primeras células procariotas:

- Para que surgiera la primera célula viva debió ser necesario el aislamiento del medio externo (caldo prebiótico), es decir, que apareciera una membrana mediante el ensamblaje espontáneo de fosfolípidos alrededor de las moléculas replicantes (ARN y ADN).

- Esa primera estructura viva es a la que Carl Woese (1980) llamó progenote, y a partir de ella se constituirían los procariotas.

- Los procariotas más sencilos actuales son los micoplasmas (organismos PPLO), caracterizados por no poseer una pared celular y por contener su material genético ya en forma de ADN.

Hoy se admite que las primeras células procariotas serían anaerobias y heterótrofas; a continuación vendrían por este orden:

· anaerobias autótrofas quimiosintéticas.

· anaerobias autótrofas fotosintéticas anoxigénicas.

· anaerobias autótrofas fotosintéticas oxigénicas.

· aerobias.


4) Aparición de las células eucariotas:

- Se ha establecido en, aproximadamente, más de 3.000 millones de años, el salto evolutivo entre la células procariota y la eucariota, (aunque todas tengan como antecesor común el progenote).

A lo largo de 1.000 millones de años se produjo la transformación que condujo a la aparición o formación de la primera célula eucariota.

- Suponemos que, en ese largo período de transformación, la membrana plasmática fue capaz de invaginarse y plegarse, con la posibilidad de formar compartimentos internos que dieran lugar al sistema de endomembranas. Así, por ejemplo, el núcleo se originó de un plegamiento interno de la membrana plasmática que arrastró al ADN.

- La hipótesis de la simbiosis mutualista apunta otra idea, según la cual:

a) las células eucariotas animales procederían de la interrelación entre procariotas heterótrofos y células ya nucleadas.

b) las células eucariotas vegetales surgirían de la interrelación entre procariotas autótrofos y células también nucleadas.

- Los organismos procariotas (bacterias) son siempre unicelulares, y los eucariotas pueden estar formados por una sola célula (por ejejmplo, protozoos) o por muchas (pluricelulares). En este último caso, las células se agrupan, se especializan y realizan las distintas funciones del organismo, es decir, las células constituyen los tejidos y éstos, los órganos.

MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA CÉLULA

El microscopio óptico:

- Permite la visualización de detalles separados entre sí 0´2 milimicras (esta separación se llama límite de resolución del microscopio).

- Las estructuras que deseen observarse han de ser tratadas químicamente con un fijador que las inmovilice y las preserve en el tiempo. El fijador las prepara para ser teñidas por colorantes para conseguir el contraste necesario para la observación.

- Actualmente hay microscopios que permiten estudiar los movimientos celulares, así como los procesos de división.


El microscopio electrónico:

-Alcanza un límite de resolución de 0´002 nm. Los hay que ofrecen imágenes tridimensionales de las estructuras a observar.

La resonancia magnética nuclear:

- Es una técnica que se usa para medir las concentraciones relativas de muchas moléculas pequeñas en solución.


Los microelectrodos de vidrio:

- Es otra técnica que consiste en la introducción de los mismos en células vivas para estudiar los potenciales eléctricos a través de la membrana plasmática, así como las concentraciones intracelulares de iones como el Na, Cl, H, etc.


El cultivo celular:

- Es una técnica que se utiliza para conseguir separar dentro de un tejido los distintos tipos celulares y hacerlos crecer o proliferar sobre una placa de cultivo con un medio ambiente adecuado.


La centrifugación:

- Permite el fraccionamiento de las células, aislando sus orgánulos y sus macromoléculas funcionales.

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2.- MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR

- Todos los organismos derivan de una célula ancestral primitiva que, tras evolucionar, dio origen a las células procariotas, pequeñas y de estructura muy simple y, posteriormente, a células eucariotas más complejas.

1) LA CÉLULA PROCARIOTA:

-Carece de núcleo e incluye diversos tipos de bacterias:

a) arqueobacterias: bacterias anaerobias.

b) eubacterias: bacterias fotosintéticas y cianofíceas.

- Tamaño medio: 1-10 milimicras.

- Forma: alargada o esférica, generalmente.

- Rodeando a la membrana plasmática presentan una envoltura externa llamada pared celular.

- La membrana posee unas invaginaciones hacia el interior, llamadas mesosomas.

- Algunas bacterias poseen una cápsula que rodea a la pared bacteriana.

- En la superficie de muchas bacterias aparecen estructuras filamentosas, las fimbrias o pelos, y los flagelos, cuya función es locomotora.

- El interior celular no presenta compartimentos (sin orgánulos, a excepción de ribosomas).

- En general, se reproducen asexualmente, por bipartición (fisión binaria), y lo hacen a gran velocidad en condiciones óptimas (pueden dividirse cada 20 minutos, originando 5.000 millones de células en aproximadamente 10 horas).

- El material genético lo constituye una molécula de ADN circular o genoma bacteriano (genóforo), anclado en un punto de la membrana plasmática.

2) LA CÉLULA EUCARIOTA:

- Células de mayor tamaño (10 a 100 milimicras).

- Posee un núcleo rodeado por una doble membrana: envuelta nuclear. El núcleo está constituido por ADN asociado a histonas que forman la cromatina.

- Reproducción por mitosis y meiosis.

- Su característica principal es la compartimentación del citoplasma, de modo que las distintas funciones quedan circunscritas a diferentes zonas de la célula.

- El espacio existente entre la doble membrana nuclear se continúa con la extensa red de canales que atraviesa todo el citoplasma de la célula: es el retículo endoplasmático (RE), cuyas membranas sintetizan lípidos.

Una parte del retículo está recubierta de ribosomas (RER) que sintetizan proteínas y las vierten al interior de éste, desde son transferidas al aparato de Golgi, en el cual son procesadas y transportadas a distintos lugares.

- Otros orgánulos membranosos son los lisosomas, cuya función principal es la degradación de moléculas y orgánulos.

- Las mitocondrias y cloroplastos son orgánulos de doble membana que proporcionan la energía necesaria para las actividades fisiológicas celulares.

a)las mitocondrias realizan la respiración celular (se hallan en todos los eucariotas, a excepción de algunos protozoos anaerobios)

b )los cloroplastos se hallan en células vegetales (excepción de hongos), y tienen como función principal realizar la fotosíntesis.

- El citoplasma o citosol contiene el citoesqueleto, que confiere a las células eucariotas una movilidad intracelular de la que carecen las procariotas. Está constituido por tres elementos principales: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.

- Pared celular sólo en células vegetales.

- En la siguiente tabla se indican la principales diferencias morfológicas, estructurales y funcionales entre las células procariotas y eucariotas:

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3.- PRIONES, VIROIDES Y VIRUS

- Existen organismos en la 'frontera de la vida', que se les podría considerar como formas regresivas por dos razones:

a) porque se cree proceden de formas más complejas, y

b) porque necesitan de otros seres vivos, con organización celular, para poder reproducirse.

Nos referimos a los priones (formados por proteínas), a los viroides (constituidos por ARN) y a los virus (integrados por un ácido nucleico y proteínas).

PRIONES

- Caracteres generales:

a) Son pequeñas partículas infecciosas (patógenos capaces de resistir a los tratamientos que inactivan a los ácidos nucleicos).

b) Están compuestos por proteínas.

c) Tienen un gran poder de asociación.

d) Poseen afinidad por las proteínas hidrófilas de las membranas celulares.

e) Tienen capacidad para producir nuevos priones (especialmente en células nerviosas).


- Hay una cierta controversia en cuanto a la presencia o ausencia de ác. nucleico en los priones:

1) Los que defienden su inexistencia (opinión más generalizada) ...

- aceptan que algún gen del ADN-huésped codifica las proteínas del prión, o que éste tiene capacidad codificadora y formadora de nuevas proteínas priónicas.

- creen que estas proteínas priónicas adquirirían una configuración espacial distinta, induciendo a las proteínas 'normales' a que también tengan la conformación priónica.

- piensan, en resumen, que los priones son capaces también de autorreplicarsedentro dentro de las células huésped.

- de cualquier modo, actualmente se sabe que en el cromosoma 20 humano se encuentra un gen que codifica las proteínas de un prión causante de una enfermedad nerviosa, el conocido síndrome de Creutzfeld-Jakob.

2) Los que defienden que existe ...

- creen que ha de ser de un peso molecular muy pequeño y, por tanto, aparece como oculto y protegido por las proteínas.

- piensan que al ser tan reducido, no poseería la información necesaria para codificar sus propias proteínas; esto implicaría que el gen que codifica a las proteínas priónicas se encuentra en el cromosoma de la célula huésped.

VIROIDES

- Son partículas infectivas de ARN monocatenario (circular o lineal) no protegidas por ningún tipo de cubierta.

El ARN puede presentar fragmentos bicatenarios por pliegues de la misma y única hebra.

- Se sabe que el viroide no actúa como ARNm que se deja traducir en proteínas por los ribosomas de la célula huésped.

- El viroide, en su replicación, aprovecha los sietmas enzimáticos de la célula huésped (como los virus). Suelen estar asociados a enfermedades de las plantas.

VIRUS

Caracteres generales

- Descubiertos a finales del siglo XIX, enseguida se puso de manifiesto su carácter infectivo (Pasteur, 1884). (La primera imagen de un virus se obtuvo en 1942 mediante microscopía electrónica).

- Tienen un tamaño que oscila entre 30 y 300 milimicras.

- Pueden autorreplicarse y están constituidos por una o varias moléculas de ácido nucleico (ADN o ARN) infectivo rodeado por una cápsula proteica llamada cápsida.

- No poseen citoplasma ni metabolismo propio. No son capaces de llevar a cabo reacciones químicas (carecen de sistemas enzimáticos), por lo que necesitan un huésped para reproducirse, utilizando su maquinaria sintética para realizar múltiples copias de sí mismos que infectan a nuevas células; es decir, son parásitos obligados.

Estructura de los virus

- Las partículas víricas se llaman viriones, y pueden estar constituidos por ácidos nucleicos, la cápsida y la envoltura.

1) Ác. nucleicos:

- Son de cadena corta y pueden ser de ADN o de ARN.

- Los de cadena lineal o circular pueden ser sencillos o dobles.

- Los virus que contienen ARN (retrovirus) tienen la capacidad de copiar, a partir de una hebra simple de ARN, una doble hélice de ADN (gracias a la retrotranscriptasa).


2) Cápsida:

- Estructura constituida por elementos proteicos llamados capsómeros, agregados en torno al ác.nucleico.

- Hay distintos tipos de cápsidas con diferentes formas geométricas: helicoidal, icosaédrica y compleja.

- Los que poseen cápsida compleja infectan a las bacterias y se llaman bacteriófagos. Poseen cabeza, cola y sistema de anclaje.


3) Envoltura:

-Está constituida por una bicapa lipídica en la que puede haber alguna proteína integral, encargada de la unión del virus a la célula que va a parasitar (infectar).

- Según la presencia o ausencia de envoltura, los virus se clasifican en:

a) virus animales: con envoltura.

b) virus vegetales y bacteriófagos: sin envoltura o desnudos.



Ciclo vital de un fago

- Los virus realizan las siguientes fases en su ciclo de multiplicación:

1) Entrada en el citoplasma de la célula huésped.

2) Reproducción de las partículas víricas (viriones).

3) Salida de los virus al exterior de la célula infectada.

- Presentan una característica muy peculiar en su reproducción: la síntesis de cada uno de sus componentes se da por separado y, posteriormente, se produce el ensamblaje entre ellos.

- Para estudiar el ciclo vital tomaremos el caso de un bacteriófago: (virus complejo)

1) Fase de fijación o adsorción:

El ciclo se inicia con esta fase, en la que el virus se une a un receptor específico situado sobre la cubierta de la cápsula de la bacteria.

2) Fase de penetración:

En esta fase, únicamente es inyectado el ácido nucleico del virus (ADN) en el interior de la bacteria. A partir de este momento, el virus puede seguir dos ciclos diferentes:

a) Ciclo lítico:

El ADN del virus sirve de molde para formar los ARNm, que serán los encargados de sintetizar las proteínas de la cápsida y de obtener muchas copias del ác.nucleico del virus.

Cuando se han sintetizado cantidades suficientes, comienza el ensamblaje de las partículas víricas, de tal forma que el ác.nucleico se rodea de las proteínas de la cápsida y la bacteria se lisa, liberando gran cantidad de bacteriófagos.

b) Ciclo lisogénico:

El genoma del virus queda integrado en el genóforo bacteriano, de tal forma que no expresa sus genes y se replica junto al de la bacteria.

En este estado se habla de virus atenuado o profago.

Si la bacteria que contiene el profago sufre alguna alteración (exposición a radiación ultravioleta, por ejemplo), el virus integrado en el genoma bacteriano sale de éste y comienza el ciclo lítico.

-Aunque los virus vegetales (desnudos) son los más desconocidos, se sabe que el ciclo vital de cada virus animal (con envoltura) es distinto y específico.

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4.-LA MEMBRANA PLASMÁTICA



CARACTERES GENERALES

- La membrana plasmática posee una estructura básica común a todas las células, aunque cada tipo celular contiene proteínas específicas que contribuyen al control del intercambio de sustancias, según las necesidades.

- Sólo se puede estudiar al M.E. y, por primera vez lo hizo Robertson (1957).

- Presenta las siguientes características:

a) Es una estructura continua que rodea a la célula.

b) Tiene un espesor de 75-100 A.

c) Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada.

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES

- Es una estructura altamente especializada cuyo estudio se ha realizado sobre las membranas de los eritrocitos humanos.

- La membrana plasmática está constituida por una bicapa lipídica, en la que se incluyen proteínas y glúcidos, al igual que todas las membranas biológicas, sea cual sea su origen. Su proporción es lo que varía, dependiendo del tipo de membrana.

- La disposición de los componentes de la membrana se recoge en el modelo de Singer y Nicholson (1972), conocido como modelo del mosaico fluido, según el cual:

a) las membranas biológicas son estructuras fluidas y asimétricas.

b) sus componentes se integran formando un mosaico.

c) está compuesta por una bicapa lipídica, proteínas y glúcidos.

1) BICAPA LIPÍDICA:

- Constituye la estructura básica de la membrana y es una barrera altamente selectiva para el paso de sustancias.

- Está compuesta fundamentalmente por fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol. Éstos constan de un extremo polar hidrofílico, hacia el exterior, y un extremo hidrofóbico hacia el interior.

- Los lípidos de la membrana se difunden libremente a través de la bicapa mediante distintos movimientos: desplazamiento lateral, rotación sobre su eje, flexión y "flip-flop" (salto de un lado a otro de la bicapa).

- La bicapa lipídica confiere a la membrana unas propiedades muy importantes por su significado biológico:

a) Fluidez:

Viene determinada por el movimiento de los lípidos y por la composición de la bicapa; cuantos más ácidos grasos saturados existen, mayor es la viscosidad (menos fluidez).

La presencia de colesterol regula la fluidez y, además, le da estabilidad: a más colesterol, más rigidez.

b) Asimetría:

Viene determinada por la composición lipídica de las dos mitades de la bicapa. También las proteínas y los glúcidos confieren asimetría.

c) Autoensamblaje y autosellado:

Los lípidos de la membrana, y en general los fosfolípidos, cuando se rompen, tienen una tendencia natural a ensamblarse y constituir bicapas que cierran espontáneamente y forman vesículas esféricas (ello es debido al carácter anfipático que tienen los ácidos grasos).
El autosellado es una consecuencia del autoensamblaje, y consiste en que si se rompen o separan los fosfolípidos, se reorganizan y se unen de nuevo, restableciéndose la bicapa.

2) LAS PROTEÍNAS:

- Son componentes fundamentales que realizan funciones específicas:


a) pueden transportar determinadas moléculas fuera y dentro de la célula; concretamente:

- las proteínas canal y translocadoras > difusión facilitada (transporte pasivo).

- proteínas bomba > transporte activo.


b) pueden asociarse al citoesqueleto y a moléculas o compuestos de la matriz extracelular (proteínas estructurales).


c) son capaces de actuar como receptores específicos de señales químicas del medio externo.


d) pueden servir como enzimas catalizadoras de procesos asociados a la membrana (proteínas enzimáticas).

- Las proteínas se encuentran inmersas en la bicapa lipídica dotando también de asimetría a la membrana; según cuál sea su situación se llaman:


a) proteínas integrales: (70% del total) atraviesan parcial o totalmente la membrana.


b) proteínas periféricas: se encuentran en uno u otro lado de la membrana, unidas covalentemente a otras proteínas integrales.



- En general:


a) las proteínas integrales tienen un papel, sobre todo, estructural y también de canal.


b) las proteínas periféricas corresponden, sobre todo, a enzimas y bombas.


c) muchas están implicadas directamente en los procesos de transporte activo.


d) las misiones de estas proteínas no son autoexcluyentes.

3) LOS GLÚCIDOS:

- Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas, contribuyendo igualmente a la asimetría de la membrana.

- Se unen por enlaces covalentes tanto a los lípidos como a las proteínas, constituyendo una cubierta celular llamada glucocálix, que se encuentra en continuidad con la matriz extracelular, aunque es difícil establecer el límite entre ambas.

- Se desconocen bastante las funciones que pueden tener, aunque se creen relacionadas con receptores específicos.

TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA

- La membrana plasmática actúa como barrera semipermeable entre la célula y el medio extracelular y como un filtro altamente selectivo que permite la entrada, la salida y la permanencia de ciertas moléculas esenciales. La finalidad es el manteniendo constante el medio intracelular.

- Los mecanismos de filtro (transporte) son distintos dependiendo del tamaño de las partículas (pequeñas o grandes).

TRANSPORTE DE MOLÉCULAS PEQUEÑAS:

- El transporte a través de la bicapa lipídica se puede realizar por dos mecanismos:


1) Transporte pasivo:

- Es un tipo de difusión en el que una molécula atraviesa la membrana a favor de su gradiente de concentración o del gradiente electroquímico, y además dicha molécula ha de ser soluble en agua.

- Se puede realizar de dos modos:

a) Difusión simple:

Se produce cuando las pequeñas moléculas sin carga atraviesan la membrana por sí solas (caso del agua, dióxido de carbono y hormonas esteroídicas).

La membrana plasmática, sin embargo, es totalmente impermeable a todos las moléculas con carga (iones) por muy pequeñas que sean.

b) Difusión facilitada:

Permite el paso de moléculas polares (iones, azúcares, aminoácidos y otros metabolitos).

Para que tenga lugar es necesaria la presencia de proteínas de transporte y la existencia de un gradiente electroquímico. (El transporte se realiza siempre a favor del gradiente).

- Existen dos tipos de proteínas de transporte:

a) Translocadoras:

Se unen a la molécula específica que van a transportar y sufren un cambio conformacional que permite el paso de la sustancia al otro lado de la membrana.

Estas sustancias son, generalmente, iones orgánicos, azúcares, amionoácidos, etc.

b) Canal o compuerta:

Constituyen poros llenos de agua que, cuando están abiertos, permiten el paso de

determinadas sustancias que, en general, suelen ser iones inorgánicos.



2) Transporte activo:

- Se realiza en contra del gradiente electroquímico y con consumo de energía (ATP).

- Para que se lleve a cabo son imprescindibles dos condiciones:

a) la existencia de proteínas translocadoras que actúan como bombas en contra del gradiente.

b)el consumo de energía, que proviene casi siempre de la hidrólisis del ATP.

- El transporte activo se encarga de mantener la diferencia de potencial de membrana.

TRANSPORTE DE MOLÉCULAS GRANDES:

- Las células realizan dos procesos específicos para poder tomar y secretar sustancias a través de su membrana: la endocitosis y la exocitosis.

Ambos mecanismos son una clara manifestación y expresión de la dinámica específica existente en la membrana plasmática.

1) Endocitosis:

-Es el mecanismo por el cual las células toman partículas del medio externo mediante invaginación de la membrana plasmática, hasta formar una vesícula intracelular (endosoma).

-Hay dos tipos de endocitosis:

a) Pinocitosis:

Implica la incorporación de pequeñas gotas de fluido extracelular.

b) Endocitosis mediada por receptor:

Permite la captura específica de proteínas y de pequeñas sustancias extracelulares, aunque deben cumplirse ciertas condiciones para llevarse a término:

· la presencia de un receptor en la membrana.

· la presencia de un ligando (sustancia que va a ser ingerida).

· la interacción ligando-receptor y la formación de una vesícula.

- La fagocitosis es una forma especial de endocitosis mediante la cual la célula ingiere partículas de gran tamaño, restos celulares e incluso bacterias. Las vesículas formadas se llaman fagosomas, los cuales se fusionan con los lisosomas constituyendo los fagolisosomas, encargados de degradar (digerir) el material ingerido.



2) Exocitosis:

- Mecanismo mediante el que se vierten al exterior macromoléculas intracelulares encerradas en vesículas (cuerpos residuales).

- Estas macromoléculas pueden ser liberadas de dos formas:

a) de manera continua, como ocurre con las glándulas de secreción externa.

b) de modo intermitente, ya que han de esperar una señal mediada por un mensajero químico (hormona) que, al unirse a los receptores de membrana, provoca la exocitosis.

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5.- MATRIZ EXTRACELULAR Y PARED CELULAR


LA MATRIZ EXTRACELULAR

- Corresponde a los espacios existentes entre las células (individuos pluricelulares) ocupados por una gran gama de macromoléculas.

- Es sintetizada por las propias células durante la embriogénesis y persiste durante toda la vida del organismo.

- Funciones más destacables:

a) dar soporte y rigidez a las células y tejidos.

b) mantener las células unidas y comunicadas entre sí.

c) influir en el metabolismo celular.

d) actuar sobre la organización del citoesqueleto, a través de la membrana plasmática.

- La composición macromolecular de la matriz es muy variada: en los vertebrados se puede endurecer para originar, por ejemplo, los huesos o los dientes; en los vegetales forma la pared celular.

Las principales macromoléculas que constituyen la matriz son éstas:

1) Polisacáridos que, unidos a proteínas, forman proteoglucanos. Forman geles hidratados, entre los cuales se halla el ác. hialurónico, cuya principal función es facilitar la migración de las células.

2) Proteínas estructurales, como el colágeno y la elastina.

LA PARED CELULAR

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**Imagen de Wikipedia

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**En http://fai.unne.edu.ar/biologia/


- Es una cubierta extracelular que rodea a las células vegetales (con la excepción de los gametos de las plantas superiores).

- Características:

a) es un exoesqueleto que protege, da rigidez y soporte a la planta.

b )tiene un espesor variable, dependiendo del tipo y función de los tejidos.

c) está compuesta por fibras de celulosa embebidas en polisacáridos y proteínas.

d)la celulosa se forma en el aparato de Golgi, aunque también la origina un complejo enzimático de la membrana (la celulosintetasa).

Organización de la pared celular

- Varía según el tipo de tejido y su grado de diferenciación.

En las células recién formadas, que acaban se sufrir una mitosis, se deposita sobre la membrana plasmática una lámina, llamada lámina media, formada sobre todo por pectina y lignina.

- Cuando la célula se va diferenciando y creciendo, se van depositando de manera estratificada otros materiales sobre la lámina media: celulosa, otros polisacáridos y proteínas, así como gran cantidad de agua (80-90%). Estos materiales conforman la pared primaria.

- Cuando la célula alcanza su máximo desarrollo, la pared aumenta de grosor y se convierte en la pared definitiva. Puede ocurrir que se depositen nuevas capas (hacia dentro), que darán mayor resisitencia y grosor a las células, constituyendo la pared secundaria (esto sucede, por ejemplo, en el esclerénquima y en el xilema).

- A pesar de estas capas, la célula vegetal no se aísla de sus vecinas, ya que mantiene puentes de comunicación intercelular originados durante la telofase: son los plasmodesmos. También se producen punteaduras que corresponden a adelgazamientos de la pared celular. Las punteaduras de una célula se corresponden con las de las adyacentes.

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6.- LA PARED BACTERIANA

- Las bacterias poseen una pared celular rígida de espesor variable.

A través de la denominada tinción Gram se pone de manifiesto la existencia de dos tipos de paredes: grampositiva y gramnegativa.

La tinción Gram utiliza un colorante llamado violeta cristal y una disolución de yodo; una vez teñida la muestra, se trata con alcohol o acetona y puede observarse lo siguiente:

a) que el tinte permanece: bacterias grampositivas.

b) que el tinte desaparece: bacterias gramnegativas.
-La pared gramnegativa es compleja y se caracteriza por:

a) es delgada (espesor aproximado de 100 A).

b) formada por dos constituyentes:

- periplasma: espacio situado inmediatamente después de la membrana plasmática, ocupado por una capa mono o bimolecular de mureína (peptidoglicano) y por diversas proteínas.

- fina membrana lipídica: situada por encima del periplasma, posee muchas porinas (proteínas) que forman canales que pueden ser atravesados por las mismas proteínas del periplasma.

- La pared grampositiva se caracteriza por:

a) es más gruesa (espesor: 150 a 800 A).

b) llega a constituir el 10-25% del peso total de la bacteria.

c) está formada por capas adicionales de peptidoglicanos atravesados por ácidos teicoicos.

d) no posee ni membrana externa ni periplasma.

e) al estar en la parte externa, la mureína es la responsable de la rigidez de la pared.



- Por otro lado, la pared bacteriana puede encontrase recubierta por una cápsula (capa mucosa), constituida por polímeros orgánicos complejos y que varía de grosor, densidad y adherencia según el tipo de bacteria. No la producen todas las bacterias, y las que la forman pueden perderla debido a una mutación.

Estas cápsulas funcionan como:

a) receptores de virus,

b) mediadores en las interacciones celulares,

c) elementos de adherencia a otras células o superficies.

En el caso de bacterias patógenas, las cápsulas protegen a éstas del ataque del sistema inmunitario y de otros agentes antibacterianos (haciéndolas más resistentes).

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7.- CITOSOL Y CITOESQUELTO


CITOSOL

- El citosol corresponde a la parte del citoplasma eucariota que no está incluida dentro de ningún orgánulo celular.

- Se caracteriza por:

a) es una masa hialina altamente organizada.

b) es una solución coloidal formada por agua, sales, iones y muchas enzimas que intervienen en el metabolismo celular.

c) consta de elementos fibrosos que constituyen el citoesqueleto, los ribosomas y las inclusiones.

d) en él tiene lugar la mayoría de las reacciones metabólicas.

CITOESQUELETO

-Esta red fibrosa fue puesta de manifiesto por Koltzoff (1928), y se caracteriza porque:

a) dota a las células de movimientos (intra y extracelulares) y cambios en su forma.

b) es la responsable de la forma celular (que puede cambiar en muchos casos).

c) está formada por una extensa red de fibras proteicas de tres tipos distintos: microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios.

1) MICROFILAMENTOS:

- Están formados principalmente por una proteína globular, la actina, y por eso también se llaman filamentos de actina. (La actina constituye alrededor del 5% del total de las proteínas de la célula).

- Los filamentos de actina están ampliamente distribuidos en las células y se encuentran asociados a otras proteínas.

Según sean éstas, presentan unas u otras funciones:

a) Contráctil:

Asociada a la miosina, provocan la contracción muscular.

b) De soporte:

Asociada a la miosina, dan rigidez a las microvellosidades.

c)Formación de pseudópodos:

Producen las evaginaciones que permiten el movimiento ameboide, el cual se basa en la transición de sol a gel que realiza el citoplasma celular.

d) De anclaje:

Pueden constituir puntos de contacto con moléculas de la matriz extracelular.

e) Ciclosis:

Las contracciones y dilataciones de los filamentos provocan corrientes citoplasmáticas que desplazan compuestos y orgánulos.

2) MICROTÚBULOS:

- Observados por De Robertis (1953) en axones de fibras mielínicas, tienen forma de cilindro hueco con una longitud indefinida y un diámetro de 24 nm.

- Están constituidos por polimerización de una pequeña proteína globular, la tubulina. Se forman y destruyen continuamente.

- Sus funciones son muy diversas:

a) La tubulina se polimeriza para constituir la fibras del huso acromático durante la mitosis, de modo que estos microtúbulos son los responsables del movimiento de los cromosomas.

b) Sirven como guías por las cuales se transportan partículas proteicas y orgánulos en el citoplasma celular.

c) Constituyen los cuerpos basales y los centriolos.

d) Forman los cilios y los flagelos, y son esenciales para su movimiento.

e) Intervienen en la morfogénesis, dando forma definitiva a las células (la forma biconvexa de los hematíes, por ejemplo, se debe a la disposición de los microtúbulos).

3) FILAMENTOS INTERMEDIOS:

- Poseen un diámetro intermedio entre los filamentos de actina y los microtúbulos; aproximadamente de 7 a 11 nm. No son estructuras que se polimericen y despolimericen como los microtúbulos, a los que generalmente están asociados.

- Su función básica es resistir la tensión.

-Según cuál sea su composición proteica y la distribución celular, se distinguen varios tipos de filamentos intermedios:

a) Filamentos de queratina:

Llamados tonofilamentos, aparecen en células epiteliales, siendo los más duraderos y variados (en mamíferos hay 19 queratinas distintas).

b) Filamentos de vimentina:

Se hallan en todos las células de origen mesenquimático.

c) Neurofilamentos:

Constituyen una parte importante del citoesqueleto de los axones y de las dendritas de las neuronas.

d) Filamentos de las láminas nucleares:

Limitan la superficie interna de la membrana nuclear interna.

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8.-CENTROSOMA Y UNDULIPODIOS. FLAGELO BACTERIANO.


CENTROSOMA

- Caracteres generales:

a) sólo se encuentra en células eucariotas animales.

b) suele situarse próximo al núcleo.

c)está considerado como centro organizador de microtúbulos.


-Estructura:

a) en el interior del centrosoma apartece el diplosoma, formado por dos centríolos dispuestos perpendicularmente entre sí.

b) cada centríolo es un corpúsculo cilíndrico constituido por 9 tripletes de microtúbulos periféricos (sin ningún par central: 'estructura 9+0', para distinguirla de la estructura del axonema).

c) el diplosoma se halla inmerso en un material denso (ópticamente), que es el centro organizador de microtúbulos (centrosfera).

d) de la centrosfera parten radialmente una serie de microtúbulos que, en conjunto, constituyen el llamado áster (astrosfera).


- Función: Al ser un centro organizador de microtúbulos, de él derivan las estructuras constituidas por ellos, es decir:

a) los undipodios (cilios y flagelos).

b) el huso acromático o mitótico.

c) los microtúbulos del citoesqueleto.

UNDULIPODIOS (CILIOS Y FLAGELOS)

- Son estructuras alargadas y móviles que se localizan en la superficie de muchas células eucariotas. Los cilios son más cortos y numerosos que los flagelos, que suelen ser únicos por célula.


Sus funciones principales consisten en propulsar las células libres (locomoción) y desplazar fluidos sobre la superficie de las células fijas.

- Cilios y flagelos presentan una estructura similar, aunque el tipo de movimiento que implican sea diferente.

Constan de los siguientes elementos estructutales:


1) Tallo o axonema:

Se encuentra rodeado por la membrana plasmática, y es la zona más larga del cilio y del flagelo, responsable de su movimiento.

Contiene dos microtúbulos centrales (par central) y nueve pares periféricos (dobletes), todos ellos asociados a proteínas y situados paralelamente al eje del cilio o del flegelo (la llamada estructura "9 + 2").



2) Zona de transición:

Corresponde a la base del cilio o del flagelo, situada todavía (al menos, en gran parte) fuera de la célula.



3) Corpúsculo basal: (cinetosoma).

Está ya dentro de la célula y presenta la misma estructura que los centriolos (en la zona distal), aunque éstos se sitúan junto al núcleo y desempeñan un papel fundamental en la mitosis.

Es el lugar donde se organizan los microtúbulos que constituyen el axonema. Presenta tripletes y en él se aprecian dos zonas:

a) zona distal, que es similar a un centríolo.

b) zona proximal, en la que aparece un eje central proteico del que parten radialmente proteínas hacia los tripletes de la periferia (estructura de 'rueda de carro').



4) Raíz ciliar/flagelar:

Conjunto de microtúbulos de función contráctil, que unen el corpúsculo basal al citoesqueleto.

- El movimiento de los cilios y de los flagelos se produce cuando hay un deslizamiento de unos microtúbulos sobre otros, debido a la energía liberada por el ATP.

FLAGELO BACTERIANO

- Caracteres generales:

a) su número oscila entre 1 y 100 (más o menos...)

b) pueden tener una longitud que supera varias veces la de la bacteria.

c) su estructura es diferente al flagelo de eucariotas, ya que no está envuelto por la membrana plasmática y, por tanto, se considera una estructura extracelular.

d) es mucho más delgado que el de eucariotas y está anclado en la pared bacteriana y la membrana plasmática.

e) está compuesto por flagelina y constituye un filamento rígido pero espiralado.


- Según la situación de los flagelos se distinguen unos u otros tipos de bacterias:

a) monótricas: un flagelo en posición apical.

b) lofótricas: varios flagelos en posición extrema.

c) anfítricas: grupos de flagelos en ambos extremos.

d) perítricas: flagelos rodeando a la bacteria.

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9.-RIBOSOMAS. INCLUSIONES Y VACUOLAS


RIBOSOMAS (Gránulos de Palade, 1953)

- Observados con el M.E., están formados por macromoléculas de ARN y por proteínas en proporciones prácticamente iguales.

- Su localización es variable:

a) libres en el citosol o asociados formando polisomas, que son agragados de hasta 100 ribosomas unidos por una hebra de ARNm.

b) adheridos a la membrana externa del RE.

c) adheridos a la membrana nuclear externa.

d) dentro de mitocondrias y cloroplastos.

- Los ribosomas se forman en el núcleo de la célula como subunidades separadas (una más grande que la otra), que se ensamblan después para la síntesis proteica. Su diámetro oscila entre 100-150 A, siendo más pequeños en procariotas que en eucariotas.

- Su función es la síntesis de proteínas. La subunidad grande tiene como función primordial catalizar la formación de enlaces peptídicos; en la subunidad menor se acoplan las moléculas de ARNt y ARNm.

- La gran cantidad de proteínas que son elaboradas en los ribosomas del citosol no permanecen en él, ya que existen enzimas específicas que las modifican de modo que las dirigen hacia destinos diferentes e, incluso, las destruyen.

INCLUSIONES

- En el citosol de las células animales y vegetales existen acúmulos de diversas sustancias que constituyen las inclusiones.

- En las células animales pueden ser de cuatro clases: de glucógeno, de lípidos, de pigmentos y cristalinas.

- En las células vegetales aparecen inclusiones formadas por aceites esenciales (cuya oxidación y polimerización produce resinas), por látex e inclusiones lipídicas.

VACUOLAS

- Características:

a) típicas de células vegetales, en las que puede haber una de gran tamaño o varias de diferentes tamaños.

b) su contenido es fluido y se halla separado del citoplasma por una fina envuelta llamado tonoplasto.

c) ocupan el 30% del volumen celular total, pudiendo llegar al 90%.


- Función:

a) actúan tanto como orgánulos de almacenamiento de productos de nutrición.

b) ambién como orgánulos de almacenamiento de desechos.

c) a veces, actúan como orgánulos reguladores de la turgencia celular.

d) en ocasiones, pueden contener enzimas lisosómicas.

e) pueden contener pigmentos o sustancias venesosas que les sirven para defenderse.

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Continuamos.....

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10.- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Y APARATO DE GOLGI


RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

- Constituye más de la mitad del sistema de endomembranas y un 10% del volumen total celular.

- El RE forma una red de sacos interconectados que se extiende por todo el citoplasma. La membrana del RE delimita un espacio central o interno, el lumen, que establece comunicación con la envoltura nuclear y los sacos del aparato de Golgi.

- En la cara citosólica, las membranas del RE pueden tener adheridos ribosomas; este hecho permite distinguir dos tipos estructurales y relacionados de RE que poseen funciones distintas:

1) Retículo rugoso: (RER)

-S e caracteriza por:

a) lleva adheridos ribosomas en su cara externa.

b) la unión de los ribosomas se realiza mediante dos glucoproteínas transmembranosas, riboforinas I y II, sólo presentes en las membranas del RER.

c) el desarrollo del RER depende de la actividad celular, siendo más extenso en células en las que hay gran cantidad de síntesis proteica.

d) su distribución o localización depende de cada tipo celular.

- Las funciones del RER son:

a) Síntesis y almacenamiento de proteínas:

Prácticamente todas las proteínas celulares se originan en los ribosomas del citosol. Unas proteínas se quedan en el citosol y otras son vertidas al interior del RER donde se almacenan para su transporte a otros lugares de la célula (Golgi, lisosomas), a la superficie celular (receptores) o al exterior (secreciones).

b) Glucosilación:

Muchas proteínas, en el interior del RER, se unen a oligosacáridos para formar glucoproteínas que después sufren múltiples transformaciones en el Golgi.

2) Retículo liso: (REL)

-Se caracteriza por:

a) no presenta ribosomas en su cara citosólica.

b) está constituido por una serie de túbulos interconectados que se infiltran y extienden por todo el citoplasma.

c) abunda en células que sintetizan hormonas esteroídicas y en las células musculares (estríadas).

- Las funciones del REL son:

a) Síntesis de los lípidos de la membrana.

b) Síntesis de esteroides, a partir del colesterol.

c) Procesos de detoxificación, a través de los cuales se eliminan sustancias tóxicas muy diversas.

d) Almacenamiento de Ca++, lo que permite al REL intervenir en la contracción muscular, ya que la liberación de calcio posibilita la formación del complejo actina-miosina.

APARATO DE GOLGI (Camilo Golgi, 1898)

- Consta de una serie variable de cisternas membranosas apiladas con formas aplanadas llamadas dictiosomas.

- La posición del Golgi suele ser fija para cada tipo celular, localizándose cerca del centrosoma. Su desarrollo es variable, dependiendo del tipo y de la actividad celular; suele estar muy desarrollado en células con actividad secretora (como son las glandulares).

- El dictiosoma está formado por 3-10 cisternas aplanadas con forma discoidal y presenta dos caras:

a) Cara cis, de formación o proximal: está relacionada y establece comunicación o continuidad con el RE.

b) Cara trans, de maduración o distal: por ella salen las moléculas transportadas por el Golgi hacia destinos diferentes.

- El dictiosoma está rodeado por una zona de exclusión en la que abunda el REL, así como por un gran número de vesículas (golgianas) pequeñas.

Las vesículas pueden ser de dos tipos:

a) Vesículas de transición:

Se sitúan junto a la cara cis y son las encargadas de transportar proteínas y lípidos desde el RE al Golgi.

b) Vesículas secretoras:

Se originan desde el Golgi y se encargan de transportar los productos transformados y empaquetados desde este orgánulo a otros destinos.

- Las funciones del aparato de Golgi son:

1) Transporte de proteínas:

Las cisternas del dictiosoma son diferentes, ya que cada una tiene sus propias enzimas, de modo que modifican a las proteínas procedentes del RER de forma específica, dependiendo de su destino final: los lisosomas, la membrana plasmática, gránulos de almacenamiento, vesículas de secreción externa, etc.

Es decir, las cisternas del dictiosoma permanecen fijas, y son las proteínas las que pasan de un sáculo a otro, mediante vesículas, sufriendo diversas transformaciones.

2) Glucosilación:

Aunque la mayoría de las proteínas son glucosiladas en el RER, es en el Golgi donde, a medida que pasan por las diferentes cisternas, sufren modificaciones en sus oligosacáridos, es decir, completan su glucosilación.

3) Reciclaje de membranas:

Interviene en la reparación de membranas, ya que la fusión de algunas vesículas con éstas permite reponer fragmentos que han podido romperse o alterarse.

4) En las células vegetales:

Interviene en la formación del tabique telofásico en la mitosis, y contribuye a la formación de la pared celular al sintetizar sus componentes.

11.- LISOSOMAS Y PEROXISOMAS


LISOSOMAS (Orgánulos de De Duve, 1955)

- Características:

a) Presentan gran diversidad y polimorfismo.

b) Poseen una membrana especial que no es digerible por las enzimas que albergan.

c) Tienen más de 40 tipos diferentes de enzimas hidrolíticas ácidas. Entre ellas destaca la fosfatasa ácida.

d) Para que las hidrolasas sean activas es necesario que el interior del lisosoma tenga un pH de 3 a 5. Para ello, en la membrana poseen bombas de H⁺ que los transportan hacia el interior.

e) Se encargan de la digestión: (en sus dos vertientes)


-intracelular, de moléculas y macromoléculas.

-extracelular, mediante el vertido de sus enzimas.

f) Son especialmente abundantes en macrófagos y leucocitos (no existen en hematíes de mamíferos).

g) Se originan en el Golgi (aunque las proteínas procedan del RER).



-Función:

Desde el punto de vista fisiológico se distinguen dos tipos básicos de lisosomas:

1) Lisosomas primarios:

No participan en ningún proceso de digestión intracelular.

Pueden verter sus enzimas al medio extracelular lisándolo, destruyendo células lesionadas o muertas (digestión extracelular).

2) Lisosomas secundarios:

Resultan de la fusión de un lisosoma primario con material de naturaleza variable, y están implicados en la digestión intracelular.

Según con el material con el que se fusionan se distinguen tres tipos de lisosomas secundarios:

a) Fagolisosomas: ('vacuolas heterofágicas')


Resultan de la fusión con un fagosoma, el cual puede llevar partículas de gran tamaño, sustancias muy variadas e incluso bacterias o virus.

Provocan la digestión intracelular del fagosoma y, de esta manera, la célula se defiende de agresiones patógenas o sustancias tóxicas.

b) Autofagolisosomas: ('vacuolas autofágicas')


Resultan de la fusión con un autofagosoma, el cual procede de la envoltura del RE o de cualquier orgánulo o resto celular que ha de ser digerido (autodigerido).

Intervienen en la digestión intracelular, obteniendo nutrientes necesarios para la vida de la célula.

Participan también en los procesos de necrosis celular al digerir estructuras propias de la célula.

c) Endolisosomas: ('vacuolas heterofágicas')

Formados por la fusión con endosomas, es decir, vesículas procedentes de la endocitosis.

Provocan su digestión intracelular para la obtención de nutrientes.

- En todos los casos, en los lisosomas secundarios, a veces, permanece el material no degradado o digerido, originando los cuerpos residuales que, generalmente, son excretados.

PEROXISOMAS

- Se hallan en células eucariotas tanto animales como vegetales, y se caracterizan por:

a) son gránulos ovoides que se localizan junto al retículo endoplásmico.

b) contienen algunas enzimas oxidativas.

- Función: Utilizan el oxígeno molecular, eliminando átomos de hidrógeno de compuestos orgánicos produciendo peróxido de hidrógeno ( H₂O₂ ). La célula utiliza el H₂O₂ formado para oxidar sustancias tóxicas (detoxificación).

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12.-MITOCONDRIAS


CARACTERES GENERALES

a) Descritas por Altmann (1886), están presentes en todas las células eucariotas. Son indispensables para que la célula pueda llevar a cabo sus múltiples funciones.

b) Capaces de producir la mayor parte del ATP celular y de realizar la mayoría de las oxidaciones celulares.

c) Su forma varía de unas células a otras dependiendo de su actividad funcional.

d) Su número depende también de la actividad celular y puede oscilar entre unas mil y hasta 300.000 (ovocitos, por ejemplo).

e) Están distribuidas por todo el citoplasma, en función de los lugares donde se requiere energía.

f) Se originan por segmentación de otras preexistentes.

ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA

- Las mitocondrias están constituidas por dos membranas independientes (externa e interna) que delimitan dos compartimentos:

a) cámara externa o espacio intermembranoso, y

b) cámara interna o matriz mitocondrial.



1) Membrana externa:

a) Contiene un 40% de lípidos y un 60% de proteínas.

b) Muchas de las proteínas son enzimáticas (transferasas) y otras son proteínas canal que confieren una gran permeabilidad a los electrolitos, al agua y otras moléculas de pequeño tamaño.

c) Entre otros componentes, posee enzimas que intervienen en el metabolismo lipídico.

d)Entre esta membrana y la interna se halla el especio intermembranoso ( 70 A de espesor).



2) Membra interna:

a) Se encuentra replegada hacia el interior formando las llamadas crestas mitocondriales.

b) Posee sólo un 20% de lípidos, sin colesterol, y, por ello tiene una gran fluidez.

c) Entre el 80% de proteínas se encuentran las enzimas de la cadena respiratoria necesarias para realizar la respiración aerobia.

d) Delimita la cámara interna o matriz mitocondrial.



-Las crestas mitocondriales:

a) Pueden situarse tanto longitudinal como transversalmente respecto del eje principal de la mitocondria.

b) Su morfología es muy variada.

c) Su número depende de la capacidad oxidativa de las células (mayor en células que requieren gran aporte de energía como, por ejemplo, las musculares).

d) Sobre las crestas y hacia la matriz se encuentran las llamadas partículas elementales, que constan de una cabeza esférica o factor F1, un pedúnculo o factor F0 y una base anclada en la membrana. Se trata de complejos ATP-sintetasa cuya función es acoplar la unión entre fosforilación y oxidación.



-La matriz mitocondrial:

a)Posee moléculas dispersas de ADN circular bicatenario.

b)También, ARN y ribosomas (mitorribosomas).

c) Además, numerosas enzimas responsables del ciclo de Krebs y de la beta-oxidación de los ác.grasos.

d) Iones, restos de fosfato inorgánico, etc.

FUNCIONALIDAD

- Cada uno de los elementos o estructuras mencionados (membranas y compartimentos) tiene diferente composicón química, lo cual implica que cada uno posea distintas funciones. Son las siguientes:

1) Oxidación respiratoria:

Su objeto es la obtención de energía (ATP).

Las oxidaciones comprenden distintos procesos:

a) ciclo de Krebs (en la matriz).

b) transporte de electrones a través de la cadena respiratoria (en la membrana interna).

c) fosforilación oxidativa (en las partículas elementales).

d) beta-oxidación de ác.grasos (en la matriz).


2) Concentración de iones en la matriz:

Su naturaleza es muy variada y se pueden encontrar grupos ionizados de proteínas, lípidos, cationes, enzimas, etc.


3) Síntesis de constituyentes mitocondriales:

A través del ADN, ARN y ribosomas, elaboran proteínas propias de las mitocondrias.

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13.-CLOROPLASTOS

CARACTERES GENERALES

- Caracteres de los plastos:

a) Los plastos son típicos de las células vegetales (eucariotas).

b) Acumulan sustancias que, en general, sintetizan ellos mismos.

c) Su forma y tamaño son variables, aunque más o menos constantes para cada tipo celular.

d) Proceden de los protoplastos de las células meristemáticas.

e) Se distinguen varios tipos según el material que albergan:

-amiloplastos: almacenan almidón.
-oleoplastos: almecanan grasas.
-proteoplastos: almecenan proteínas.
-cromoplastos: (con pigmentación) son los cloroplastos.



- Caracteres de los cloroplastos:

a) Su forma es ovoide, generalmente.

b) Su número es variable (hasta 20-40 por célula).

c) Suelen localizarse cerca del núcleo o junto a la pared celular.

d) Se originan por división a partir de otros preexistentes.

e)Son capaces de realizar la fotosíntesis y producir gran parte de la energía química (ATP) que necesitan las células.

ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA

- Los cloroplastos están constituidos por tres elementos estructurales: envoltura, estroma y tilacoides.

1) Envoltura:

- Está formada por dos membranas separadas por una cámara externa o espacio intermembranoso:

a) membrana plastidial externa:

muy permeable y que presenta, al igual que la interna, muchas proteínas translocadoras que facilitan el transporte de metabolitos en ambas direcciones.

b) membrana plastidial interna:

menos permeable y que, a diferencia de lo que ocurre en las mitocondrias, no está replegada hacia el interior, ni contiene la cadena de transporte electrónico.



2) Estroma:

- Queda delimitado por la membrana plastidial interna y en él se encuentran:

a) moléculas de ADN circular bicatenario y de ARN plastidial.

b) plastorribosomas e inclusiones lipídicas.

c) iones, nucleótidos, azúcares, etc.

d) todas las enzimas necesarias para la fase oscura de la fotosíntesis.

e) Su contenido proteico es muy elevado (50% del total de las proteínas del cloroplasto).



3) Tilacoides:

- Son sacos membranosos aplanados (dentro del estroma).

- Se apilan en número variable (hasta 50), constituyendo los grana (éstos se conectan entre sí mediante tilacoides que se llaman intergrana).

- También los tilacoides se hallan comunicados internamente, de modo que se puede hablar de un espacio tilacoidal.

- Las membranas tilacoideas contienen un 50% de proteínas y entre ellas se encuentran los pigmentos fotosintéticos o clorofilas; su contenido lipídico es muy bajo.

- Sobre las membranas tilacoideas, algunas proteínas constituyen los complejos PSI y PSII que intervienen en la fase luminosa de la fotosíntesis, así como los complejos ATP-sintetasa, necesarios para la fotofosforilación.

FUNCIÓN

- Los cloroplastos son los orgánulos encargados de realizar la fotosíntesis, que tiene lugar en dos fases:

a) Luminosa, por la que se obtienen ATP y poder reductor.

b) Oscura, en la que se emplea la energía obtenida en la fase anterior para la fijación del dióxido de carbono y en la síntesis de sustancias orgánicas.

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14.- EL NÚCLEO CELULAR


NÚCLEO INTERFÁSICO

- Corresponde al estado del núcleo en la fase del ciclo celular en la que no hay división (es cuando se hace patente).

- Es un corpúsculo que presentan todas las células eucariotas (a excepción de los eritrocitos de mamíferos que lo pierden en el proceso de diferenciación).

- Está delimitado por una doble envuelta, la envoltura nuclear, y en el interior, llamado matriz nuclear o nucleoplasma se encuentra el nucleolo y la cromatina (material genético).

- Las características generales varían mucho de unos tipos celulares a otros y también dependiendo del estado de desarrollo de la célula:

a) Forma: es muy variada, aunque generalmente esférica.

b) Tamaño: de 2 a 2´5 milimicras de diámetro (aumenta antes de la división).

c) Posición: variada, aunque en general centrada.

d) Número: la mayoría uno, pero hay células polinucleadas; éstas tienen dos orígenes:

· sincitios: los núcleos se forman por sucesivas divisiones nucleares sin división del citoplasma.

· plasmodios: la célula polinucleada se forma por fusión de células mononucleadas.

ENVOLTURA NUCLEAR

- Es una doble membrana con poros nucleares (40-100 nm diámetro).

- La membrana externa tiene ribosomas adheridos en su superficie y puede tener continuidad con las cisternas del RE, ya sea REL o RER.

- La membrana interna presenta asociada una lámina fibrosa o corteza nuclear formada por tres láminas de polipéptidos.

- Existe una selectividad en el transporte de sustancias entre el citoplasma y el núcleo, al igual que ocurre en la membrana plasmática.

MATRIZ NUCLEAR: CROMATINA

- El nucleoplasma es un semifluido en el que se encuentra un entramado de fibras proteicas y nucleoproteicas, además del nucleolo.

- El material más importante lo constituye la cromatina, que es un complejo de nucleoproteínas que representa el genoma (material genético) de las células eucariotas, con aspecto fibrilar.

- En función del grado de condensación se distinguen:


1) Eucromatina:

Corresponde al conjunto de zonas donde la cromatina está poco condensada.

Generalmente, estas zonas transcriben su información genética.


2) Heterocromatina:

Es la parte de la cromatina que presenta un mayor grado de empaquetamiento.

El ADN que contiene no siempre se transcribe y puede permanecer funcionalmente inactivo.

A su vez, se distinguen dos clases de heterocromatina:

a) Constitutiva: corresponde a la cromatina condensada que se encuentra en todas las células; esta cromatina constituye el satálite del cromosoma y lleva información que codifica los ARNr, por lo que es indispensable para que se formen nuevos ribosomas.

b) Facultativa: comprende zonas distintas en diferentes células, y representa el conjunto de genes que se inactivan de manera específica en cada estirpe celular durante el proceso de la diferenciación.



- La cromatina está compuesta por ADN y proteínas de dos tipos:


1)Histonas:

De carácter básico y bajo peso molecular.

Se encuentran en la misma proporción en peso que el ADN.

Existen cinco tipos presentes en todas las células eucariotas.


2) No histonas:

Grupo muy heterogéneo y numeroso que, en su mayor parte, son enzimas que intervienen en la transcripción y replicación del ADN.



- Desde el punto de vista estructural, la cromatina está formada por unas unidades repetitivas llamadas nucleosomas, cada una de las cuales está compuesta por 8 histonas y ADN.

Los nucleosomas se unen entre sí por ADN-proteínas, constituyendo el llamado filamento fino (collar de perlas) de 10 nm. de grosor.

A su vez, el filamento fino se empaqueta para dar lugar al filamento grueso (fibra de 30 nm). El superenrollameinto de la fibra gruesa se compacta al máximo, en última instancia, para constituir el cromosoma.

NUCLEOLO

- Es una estructura nuclear de gran tamaño, bien diferenciada del resto de componentes del núcleo interfásico y que carece de membrana.

- Posee gran cantidad de ARN y proteínas.

- Su función es la síntesis de ARNr y el ensamblaje de las subunidades de los ribosomas.

- Desaparece durante la mitosis debido al empaquetamiento del ADN, constituyendo las constricciones secundarias de los cromosomas (las que dan lugar a los satélites).

NÚCLEO MITÓTICO: CROMOSOMAS

- Los cromosomas corresponden al máximo grado de empaquetamiento o condensación de la cromatina en el momento de la división. De esta manera se facilita el reparto equitativo del material genético entre las células hijas.

- Los cromosomas aparecen individualizados en la metafase y anafase. En la metafase, cada cromosoma está formado por dos cromátidas, estructuras simétricas que contienen una molécula de ADN y que se mantienen unidas mediante una constricción primaria llamada centrómero.

- Sobre el centrómero se sitúa una estructura semiesférica, que es el cinetócoro, lugar donde se fijan los microtúbulos del huso mitótico.

- El telómero corresponde al extremo de cada brazo del cromosoma, y representa la parte final de la molécula de ADN que impide que los cromosomas se adhieran entre sí, asegurando su estabilidad.

- El satélite es una zona del cromosoma que se une a una constricción secundaria y en la que están los genes que codifican ARNr (heterocromatina constitutiva).

- Según cuál sea la posición del centrómero se diferencian unos u otros tipos de cromosomas. Los más característicos son:


1) Metacéntricos: el centrómero está en el centro del cromosoma y lo divide en dos brazos iguales.

2) Submetacéntricos: el centrómero está un tanto desplazado del centro y los brazos son desiguales.

3) Acrocéntricos: el centrómero está en posición casi extrema y los brazos son muy desiguales.

4) Telocéntricos: el centrómero se localiza en el extremo y el cromosoma aparece como con un solo brazo.


Casos excepcionales son los de los cromosomas gigantes:

a) Politénicos: con estructura multifilamentosa y un volumen mil veces mayor que los normales (dípteros).

b) Plumosos: con expansiones laterales simétricas en forma de bucles (urodelos).

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[Ge. Pe.]

Un resumen formidable punto a punto.
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15.- CICLO CELULAR.


MITOSIS


CARACTERES GENERALES DEL CICLO CELULAR

a) Abarca una serie de complejos fenómenos que se producen en las células y mediante los cuales el material celular se distribuye a las células hijas.

b) Es un período de biosíntesis y crecimiento de las células vivas al que sigue una división celular.

c) Resulta indispensable para la reproducción de las células y para el mantenimiento de las estirpes celulares, ya que, mediante él, las células, además de duplicar su material genético, transmiten copias idénticas a las células hijas.

d) Consta de dos períodos, interfase y mitosis que, generalmente, en las células animales, tardan entre ocho horas y cien días en completar un ciclo.

e) Las células eucariotas, tanto animales como vegetales, presentan distinta capacidad para dividirse. (Por ejemplo, las células musculares y las esqueléticas, las neuronas y las sanguíneas, cuando alcanzan la madurez no se dividen más; sin embargo, las epiteliales se dividen continuamente y de forma rápida).

INTERFASE

- Es un período de gran actividad metabólica, en el cual los genes entran en acción y se produce la replicación del ADN y de sus proteínas asociadas. El material genético se halla disperso por el núcleo en forma cromatínica.

- Comprende varias fases:

1) Fase G0:

a) Representa el punto en el que algunas células detienen su ciclo y puede incluirse al final de la fase G1.

b) El ciclo se detiene porque las células no están preparadas para la replicación del ADN, ya que no contienen las moléculas necesarias que permiten a la célula continuar su ciclo proliferativo.

c) En los casos de células que presentan esta fase o entran en ella, se dice que la célula está en estado quiescente o G0.

2) Fase G1:

a) No hay síntesis de ADN, pero sí puede haber reparación del ADN dañado.

b) Hay síntesis de los materiales necesarios para el crecimiento celular.

c) Presencia del diplosoma, formado por dos centríolos.

d) Es la fase más variable en cuanto a su duración. En células de crecimiento rápido, como el óvulo fecundado y las células embrionarias, esta fase, incluso, puede desaparecer.

3) Fase S:

a) Es el único momento en que la célula duplica su material genético (replicación del ADN) y síntesis de histonas. Se inicia la duplicación del diplosoma.

b) Por tanto, se forman dos copias idénticas del ADN que existía en G1, procedente de la división mitótica (fase M).

c) Es una fase bastante constante en su duración.

4) Fase G2:

a) No hay síntesis de ADN, pero sí de los materiales necesarios para el desarrollo celular y de las proteínas necesarias para que se lleve a término la mitosis.

b) Hay reparación del ADN dañado (recordar que existen dos copias).

c) A partir de esta fase se produce de nuevo la mitosis y, por tanto, la separación de una copia de ADN a cada célula hija. Los centríolos duplicados forman dos diplosomas.

d) También es una fase constante en cuanto a su duración.

MITOSIS

-Características generales:

a) Es el proceso por el cual las células eucariotas distribuyen equitativamente entre las células hijas los cromosomas (división del núcleo o cariocinesis) y los orgánulos citoplasmáticos (división del citoplasma o citocinesis).

b) Asegura que cualquier célula con su genoma, alterado o no, se transmita y perpetúe en una población celular.

c) Por tanto, a partir de una célula madre se originan dos células hijas idénticas (con la misma información genética).

- Comienza con la condensación de la cromatina interfásica, constituyendo los cromosomas, (que se hacen visibles poco a poco).


En el proceso se diferencian las siguientes fases:


1) Profase

- Los cromosomas se visualizan como filamentos muy finos en los cuales se aprecian las dos cromátidas (hermanas) que los constituyen, unidas por el centrómero.

- El nucleolo desaparece progresivamente y se inicia la formación del huso mitótico

- El huso mitótico está formado por los centriolos, que se van distanciando, y los microtúbulos o fibras de tubulina que irradian de ellos; algunas de estas fibras se unen a los centrómeros de los cromosomas (fibras cinetocóricas).



2) Prometafase

- La membrana nuclear desaparece completamente.

- Los centriolos han emigrado a extremos opuestos de la célula y el huso está completamente constituido.



3) Metafase

- Todos los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial de la célula, debido a la tensión ejercida por las fibras cinetocóricas.



4) Anafase

- Se inicia cuando los cromosomas separan o escinden sus cromátidas. Ello se debe a que las fibras tiran de los cinetócoros y los arrastran hacia polos opuestos a la misma velocidad.



5) Telofase

- Los cromosomas, constituidos ahora por una cromátida, se hallan situados en extremos opuestos y desaparecen las fibras cinetocóricas.

- Los cromosomas, poco a poco, dejan de visualizarse (se descondensan) y comienzan a reaparecer el nucleolo y la membrana nuclear.



Citocinesis

- La citocinesis es la división del citoplasma, y se inicia cuando ha terminado la división nuclear. Consiste en la formación de un tabique de separación en el centro de la célula.

- Se ha comprobado que en células anucleadas se produce igualmente la citocinesis, lo cual significa que el citoplasma tiene capacidad para desencadenar en el momento oportuno la división de la célula.

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16.- MEIOSIS

CARACTERES GENERALES

a) Sólo afecta a las células germinales (nunca a las somáticas), a partir de las cuales se forman los gametos.

b) Los gametos son células haploides (n) originadas a partir de células diploides (2n).

c) El proceso implica un mecanismo de reducción cromosómica que se hace necesario a fin de mantener constante el número de cromosomas de la estirpe celular. Esta es la función primaria y esencial de la meiosis.

d) En la meiosis se suceden dos divisiones del núcleo con una sola división (escisión) de los cromosomas:


1) División reduccional (mitosis heterotípica), en la que tiene lugar la reducción del número de cromosomas a la mitad.

2) División ecuacional (mitosis homeotípica), que es similar a una mitosis normal.

- Estas dos divisiones suponen la formación de cuatro células haploides a partir de una diploide.

PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA

- Consta de varias fases, de las cuales la primera es la más compleja y, por ello, se suele subdividir en ciertas etapas.


1) Profase I

Se divide en varios estadios:

a) Leptoteno

- Los cromosomas ofrecen un aspecto filamentoso y están constituidos por dos cromátidas, disponiéndose al azar en el núcleo celular.

-Se inicia la condensación o espiralización de los cromosomas.


b)Cigoteno

- La espiralización de los cromosomas se acelera y los homólogos empiezan a aparearse constituyendo los llamados bivalentes.


c) Paquiteno

- Se produce el sobrecruzamiento: (crossing-over) intercambio de material genético entre segmentos de cromosomas homólogos.


d) Diploteno


- Se hacen patentes los quiasmas (puntos de sobrecruzamiento).


e) Diacinesis

- La condensación de los cromosomas alcanza el máximo, y desaperecen el nucleolo y la membrana nuclear.



2) Prometafase I

- Los bivalentes se aproximan a la placa ecuatorial, de forma aleatoria.



3) Metafase I

- Los bivalentes se sitúan al azar en la placa ecuatorial.

-Esta disposición va a predeterminar qué clase de gametos (por la información genética que portan) resultarán al final del proceso.



4) Anafase I

- Comienza la separación de los bivalentes, de tal modo que uno de los cromosomas homólogos emigra a un extremo celular y el otro al opuesto (cada cromosoma sigue teniendo dos cromátidas).

- Es decir, en condiciones normales, nunca una pareja de homólogos (un bivalente) se dirige al mismo extremo celular.



5) Telofase I

- Concluye la emigración de los cromosomas y comienzan a desespiralizarse.

- Reaparecen el nucleolo y la membrana nuclear.



6) Citocinesis

- Se fragmenta el citoplasma, formándose dos células hijas con la mitad de cromosomas (n) que tenía la célula madre (2n).

- Entre esta primera división meiótica y la segunda no hay duplicación de ADN.

SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA

-Tras la citocinesis de la 1ª división, las dos células obtenidas atraviesan una interfase de duración variable o inexistente.

-Después comienza una fase de división celular similar a una mitosis, en la cual se produce la escisión de las cromátidas (anafase II) y se distribuyen al azar (lo que determina finalmente el tipo de gametos resultantes).

-Al final de esta 2ª división, se obtienen cuatro células (dos de cada una de las obtenidas en la primera división), que contienen cromosomas constituidos por una cromátida.

-La consecuencia genética más importante de la meiosis, obviamente, es la variabilidad genética a que da lugar como resultado de la recombinación génica que se produce tras el sobrecruzamiento.

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17.- CICLOS BIOLÓGICOS

-Dependiendo del momento de la vida en que se realice la meiosis, se distinguen tres tipos de ciclos biológicos (ver esquemas).



1) Ciclo haplonte:

a) meiosis zigogénica.

b) células somáticas haploides.

c) propio de algas primitivas y muchos hongos.

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2)Ciclo diplonte:

a)meiosis gametogénica.

b)células somáticas diploides.

c)propio de todos los metazoos, protozoos, algunas algas y hongos.

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3)Ciclo haplodiplonte:

a)meiosis esporogénica.

b)alternan células somáticas haploides y diploides.

c)propio de algunas algas y hongos , y de las metafitas (arquegoniadas).

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Agradecemos al Depto de Biología y a las autoridades del Colegio San Cayetano por no haberse opuesto a la publicación en nuestro foro de este excelente material.


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[Ge. Pe.]

INTRODUCCIÓN


LA ESTRUCTURA Y EL FUNCIONAMIENTO DE LA CÉLULA

La célula es la unidad estructural y funcional de vida. En ella se realizan todos los procesos que hacen posible la constitución de las transformaciones vitales. Es una unidad que se repite en todos los seres vivos. Consta de una serie de orgánulos que, con sus estructuras definidas, son capaces de realizar complejas reacciones químicas que transforman energía en materia y materia en energía: metabolismo celular.



Estas unidades de vida abarcan la totalidad de los seres que comprenden los cinco reinos de la naturaleza, bien en estado independiente y solitario (seres unicelulares) o bien agregadas y unidas, organizadas y con reparto de funciones (seres pluricelulares).



Las formas, tamaños y composición o cantidad de determinados orgánulos en las células varía de unos tipos celulares a otros, si bien la estructura general se mantiene constante e invariable.



A lo largo de este tema recorreremos la célula de fuera hacia dentro y captaremos la estructura, composición y función de cada pieza básica de esta "unidad de vida".



Intenta contestar a las siguientes preguntas. Esto te exigirá un pequeño esfuerzo por recordar algunas imágenes y conceptos sobre citología que ya conoces de cursos anteriores:

a.- ¿Cuál de las siguientes imágenes es una célula vegetal?
b.- ¿Qué orgánulo te parece básico y característico de una célula animal?
c.- ¿Qué orgánulos son los encargados de realizar la síntesis y almacenamiento de las proteínas en la célula?
d.- ¿Qué orgánulo, de los que observas en las imágenes, realiza la fotosíntesis?
e.- ¿Qué orgánulo, encargado de realizar la respiración celular, es común a células animales y vegetales?

a.-




b.-




c.-




d.-




e.-




g.-

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Soluciones:

a.- La b

b.- El g

c.- El f y el d

d.- El e

e.- La c

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Si no has acertado alguna de las preguntas anteriores, no te preocupes, recorre con nosotros esta unidad didáctica y podrás resolver tus dudas sin ninguna dificultad.

Autora: Carmen Monge García-Moreno

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ÍNDICE DE CONTENIDOS

1.- Descubrimiento de la célula y la teoría celular.


2.- Forma, tamaño y estructura general de la célula.


3.- Método de estudio de la célula.


4.- Las envolturas celulares:

a.- Membrana plasmática.
b.- Matriz extracelular.
c.- Pared celular.



5.- El citoplasma.


6.- El centrosoma.



7.- Los orgánulos celulares.

a.- Los ribosomas.
b.- Retículo endoplasmático.
c.- Aparato de Golgi.
d.- Lisosomas.
e.- Vacuolas e inclusiones.
f.- Peroxisomas y glioxisomas.
g.- Mitocondrias.
h.- Cloroplastos.



8.- El núcleo.

a.- Envoltura nuclear.
b.- Nucleoplasma y nucleolo.
c.- Cromatina y cromosomas.

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[Ge. Pe.]

Seguimos....



En esta unidad se sugieren muchas "Actividades de Investigación", de las cuales daremos solo la introducción.



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1.- DESCUBRIMIENTO DE LA CÉLULA Y LA TEORÍA CELULAR:

Los primeros conocimientos sobre la célula datan de 1665, fecha en que Robert Hooke publicó los resultados de sus observaciones sobre tejidos vegetales realizadas con un microscopio de 50 aumentos construido por él mismo. Este investigador fue el primero que, al ver en esos tejidos unidades que se repetían a modo de celdillas de un panal, llamó a esas unidades de repetición células (del latín cellulae=celdillas). Pero Hooke sólo pudo observar células muertas por lo que no pudo describir las estructuras de su interior.



Contemporáneo de Hooke, Van Leeuwenhoek construyó un microscopio de 200 aumentos. Con él visualizó pequeños organismos vivos del agua de una charca y pudo ver por primera vez protozoos, levaduras, espermatozoides, glóbulos rojos de la sangre, etc.

Actividad 1 de investigación: El descubrimiento de la célula

Introducción: Resultaría difícil, en esta unidad didáctica, reconstruir desde 1665 hasta hoy los avances en la historia de la citología, así como sus científicos más relevantes. Por ello te proponemos que busques el nombre de algunos de los autores de tratados de citología e investigadores de este campo que, a lo largo de los siglos XVII, XVIII, XIX y XX, han aportado datos claves para el conocimiento que tenemos en la actualidad de la célula y sus orgánulo.

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Con las aportaciones de todos los científicos desde el siglo XVII y con los postulados de Schleiden y Schwann en el siglo XIX se desarrolló la llamada teoría celular. Esta teoría enuncia los siguientes principios:

• La célula es la unidad morfológica de los seres vivos.
  
  
• La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.
  
  
• Con la aportación de Virchow quedó expreso el tercer principio de la teoría celular:
  
  
• Las células sólo pueden existir a partir de células preexistentes.
  
  
  Y con las aportaciones de numerosos científicos del campo de la investigación genética (Sutton y Boveri) se fijó el llamado cuarto postulado:
  
  
• La célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos.

En resumen, la teoría celular enuncia que la célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos.




Interactivos:

Actividad 1

http://recursos.cnic...lula/activ1.htm


Actividad 2

http://recursos.cnic...lula/activ2.htm

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2.- FORMA, TAMAÑO Y ESTRUCTURA GENERAL DE LA CÉLULA:

La célula es una estructura constituida por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma y material genético (ADN). Posee la capacidad de realizar tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

La célula es la unidad más simple conocida, lleva a cabo esas tres funciones vitales por sí misma, es decir, sin necesidad de otros seres vivos.



Los virus, aunque considerados por algunos autores como seres vivos, precisan invadir a una célula viva para conseguir la reproducción, por lo tanto no son la forma más simple de vida autónoma. Deben ser considerados como materia viva, pero son una forma de vida acelular.

Bacteriófago

Ciclo lítico de un bacteriófago Interactivo

http://recursos.cnic...lula/activ3.htm

Actividad de investigación 2: La vida acelular: los virus

Introducción: La teoría celular explica en sus cuatro postulados como la célula es la unidad básica de vida. Los virus no son seres vivos autónomos, puesto que necesitan de células vivas para realizar sus procesos vitales, como es el caso de la reproducción. Por lo tanto, no son seres vivos como tales;, se consideran formas de vida acelular o simplemente materia viva.

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Las células presentan una gran variabilidad de formas, e incluso, algunas no ofrecen una forma fija. Pueden ser: fusiformes (forma de huso), estrelladas, prismáticas, aplanadas, elípticas, globosas o redondeadas, etc. Algunas no tienen una pared rígida y otras sí, lo que les permite deformar la membrana y emitir prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos) para desplazarse o conseguir alimento. Hay células libres que no muestran esas estructuras de desplazamiento pero poseen cilios o flagelos que son estructuras derivadas de un orgánulo celular (centriolo) el cual dota a estas células de movimiento.



Las células pueden estar unidas, formando tejidos, y pueden no poseer una pared rígida que las envuelva. En este sentido, las uniones entre células generan un tipo de tensiones que condiciona la forma final del tejido resultante.
Los tejidos formados por células que sí poseen esta rígida pared celular por el contrario presentan una forma mucho más estable.



La función que realice la célula determina la forma de la misma. Así encontramos diferentes tipos de células: células contráctiles que suelen ser alargadas. Las del tejido nervioso irregulares y con prolongaciones que permiten la transmisión del impulso nervioso. Las del intestino suelen tener pliegues en una de sus caras (microvellosidades) que amplían la superficie de contacto y de intercambio de sustancias. Y, finalmente, las epiteliales que suelen ser cúbicas o prismáticas.

Actividad 3 Interactivo

http://recursos.cnic...lula/activ3.htm


El tamaño es extremadamente variable. Existen bacterias con 1 y 2 micras de longitud. Las células humanas presentan mucha variabilidad: glóbulos rojos de 7 micras, células del hígado con 20 micras, espermatozoides de 53 micras y oocitos de 150 micras.

En los vegetales los granos de polen pueden llegar a medir de 200 a 300 micras y algunos oocitos de aves pueden medir entre 1 (codorniz) y 7 centímetros (avestruz) de diámetro.

En cualquier caso, para la viabilidad de la célula y su correcto funcionamiento siempre se debe tener en cuenta la relación superficie-volumen. Puede aumentar considerablemente el volumen de la célula y no así su superficie de intercambio de membrana lo que dificultaría el nivel y regulación de los intercambios de sustancias vitales para la célula. También es importante la relación entre volumen citoplasmático y volumen nuclear. El mismo número de cromosomas no puede controlar un aumento de volumen desproporcionado, puesto que no regularía y ni controlaría adecuadamente las funciones de toda la célula.

Dentro de la estructura general de una célula debemos señalar las partes que poseen todas las células de forma común: membrana plasmática, citoplasma y ADN o material genético y los orgánulos o estructuras que las hacen diferentes según sean procariotas, eucariotas, animales y vegetales.

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[Ge. Pe.]

Esta parte es la continuación del post superior.

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Las células procariotas son propias del reino moneras (bacterias y cianobacterias).

Tienen en común con el resto de las células de otros organismos vivos una membrana plasmática, citoplasma y material genético, pero además muestran, por fuera de la membrana plasmática, una gruesa pared celular. En su interior son mucho más simples que las eucariotas y sólo existen ribosomas y unas pequeñas invaginaciones de la membrana, llamadas mesosomas. No presentan núcleo y su ADN se encuentra más o menos condensado en una porción del citoplasma llamada nucleoide.

Las células eucariotas son propias del resto de los reinos de la naturaleza (protoctista, hongos, animal y vegetal).

Presentan membrana plasmática, citoplasma (más complicado que en procariotas) que contiene un complejo sistema endomembranoso (retículos, aparato de Golgi, vesículas, vacuolas, etc.), unos orgánulos transductores de energía (mitocondrias y cloroplastos) y estructuras carentes de membrana (centríolos, ribosomas, microtúbulos y microfilamentos). El núcleo de estas células está independiente del resto del citoplasma por una membrana nuclear con numerosos poros. Este núcleo contiene el ADN de la célula condensado en cromosomas o descondensado en cromatina, según el momento del ciclo celular .

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Actividad de investigación 3: Procariotas y Eucariotas

Introducción: El conocimiento de la célula y las diferencias entre la célula procariota y eucariota es un tema recurrente en los contenidos de Biología de los distintos niveles de la enseñanza Secundaria y Bachillerato. Pero ahora llega el momento de repasar todo lo aprendido en cursos anteriores y realizar una tarea sintética y comparativa de las diferencias y similitudes entre ambos tipos celulares.

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MICROSCOPIOS


ÓPTICO

ELECTRÓNICO

MICROSCOPIO DE HOOKE

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[Ge. Pe.]

Continuamos...

PROYECTO BIOSFERA

2o. BACHILLERATO

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3.- MÉTODO DE ESTUDIO DE LA CÉLULA:

Para la visualización de las células y sus estructuras, por lo general no visibles a simple vista, se requiere la utilización de aparatos ópticos específicos, llamados microscopios. Hoy en día se clasifican en ópticos y electrónicos.



Para obtener preparaciones duraderas el proceso es más largo y complejo. Se requieren técnicas de fijación, inclusión, corte y coloración. Estos procesos son diferentes según estemos trabajando con microscopio óptico o electrónico. Este último puede facilitar la visión de una imagen biológica con un millón de aumentos, mil veces más que el óptico..



Actividad 4 Interactiva
http://recursos.cnic...lula/activ4.htm




Actividad de investigación 4: Métodos de estudio de las células

http://recursos.cnic...lula/activ4.htm

Introducción: Para el avance en citología y el conocimiento de la arquitectura y fisiología celular son imprescindibles el uso del microscopio óptico y el microscopio electrónico. Sin embargo la técnica de preparación de muestras para observación en ambos instrumentos no es igual, debido a que el fundamento físico y técnico de ambos es diferente. Mientras que el óptico debe su funcionamiento a un conjunto de lentes superpuestas que dejan pasar la luz visible, el electrónico se basa en un haz de electrones que por diversos campos magnéticos, generados en bobinas electromagnéticas, generan el aumento de la imagen debido a continuas ampliaciones del campo de dispersión, agrandando la imagen.

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4.- LAS ENVOLTURAS CELULARES:






Membrana plasmática

Las envolturas celulares son capas que separan el medio interno del exterior. Son: la membrana plasmática, que poseen todas las células (eucariotas y procariotas) y las membranas de secreción (que pueden faltar). Son membranas de secreción: la matriz extracelular (de animales), la pared vegetal (de vegetales) y la pared bacteriana (en bacterias).

Matriz extracelular





Pared vegetal





Pared bacteriana

Actividad 5 Ineractiva
http://recursos.cnic...lula/activ5.htm

4.a..- Membrana Plasmática:

La membrana plasmática es una delgada lámina de 75 Å que envuelve a la célula y la separa del medio externo. Puede variar su forma permitiendo movimientos y desplazamientos de la célula.


Su estructura es igual en todas las células y en todos los orgánulos citoplasmáticos, por lo que se llama membrana unitaria. Según Singer y Nicholson (1972) es una bicapa lipídica, asociada con moléculas de proteínas, formando la estructura de mosaico fluido.


Posee una composición química de 52% de proteínas, 40% de lípidos y 8% de azúcares.


La función es fundamentalmente mantener estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, moléculas y elementos, mantener la diferencia de potencial iónico, haciendo que el medio interno esté cargado negativamente y realizar los procesos de endocitosis y exocitosis..

Actividad 6
http://recursos.cnic...lula/activ6.htm

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Actividad de investigación 5: Las uniones celulares

Introducción: La membrana, entre sus múltiples funciones, facilita las uniones de contacto celular necesarias para constituir tejidos. Unas veces son facilitadas por sustancias segregadas por las propias células y otras son debidas a especializaciones de la membrana plasmática.

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4.b.- Matriz extracelular:

El glucocálix (conjunto de cadenas de oligosacáridos) aparece en la cara externa de la membrana celular de muchas células animales. Tiene funciones de reconocimiento celular indispensables para la fecundación, reconocimiento de la célula a parasitar de virus y bacterias, adhesión de células para formación de tejidos y recepción de antígenos específicos para cada célula.



Su estructura consiste en una fina red de fibras de proteína inmersa en una estructura gelatinosa de glucoproteínas hidratadas, la sustancia fundamental amorfa.



En su composición química hay fundamentalmente: colágeno, elastina, fibronectina, glucoproteínas.



La función es primordialmente servir de unión y nexo en los tejidos conectivos, cartilaginoso y conjuntivo. Puede acumular sales, originando tejido óseo o quitina y dando lugar a exoesqueletos.


Actividad 7 Interactiva
http://recursos.cnic...lula/activ7.htm

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4.c.- Pared celular:

La pared celular es una envoltura gruesa y rígida que rodea a las células vegetales.



Su composición química es fundamentalmente celulosa que, segregada por la propia célula, se dispone en capas superpuestas. Es un exoesqueleto que perdura aún después de muerta la célula. Es un buen tejido de sostén y permite a los vegetales alcanzar gran altura.



Su estructura se basa en una red de fibras de celulosa y una matriz (con agua, sales, hemicelulosa y pectina). La matriz puede impregnarse de lignina, suberina, cutina, taninos y sustancias minerales.



Tiene como función dar rigidez a la célula e impedir su ruptura, que sería muy fácil de no existir esta pared, debido a que en el citoplasma existe una elevada concentración de moléculas que origina una corriente de agua hacia el interior celular, hinchando la célula. Si no existiera la pared, la célula reventaría.

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[Ge. Pe.]

Continuamos....




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5.- EL CITOPLASMA

El citoplasma es el espacio celular comprendido entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear.

Está constituido por el citosol, el citoesqueleto y los orgánulos celulares.




El citosol (también llamado hialoplasma) es el medio interno del citoplasma. En él flotan el citoesqueleto y los ribosomas.

Está formado por un 85% de agua con un gran contenido de sustancias dispersas en él de forma coloidal (prótidos, lípidos, glúcidos, ácidos nucleicos y nucleótidos así como sales disueltas.

Entre sus funciones destacan la realización, gracias a los ribosomas y la síntesis de proteínas, con los aminoácidos disueltos en el citosol. Estas proteínas quedan en el citosol (enzimas, proteínas de reserva energética o proteínas que formarán el citoesqueleto). En él se produce una ingente cantidad de reacciones metabólicas importantes: glucólisis, gluconeogénesis, fermentación láctica, etc.




El citoesqueleto aparece en todas las células eucariotas.

La composición química es una red de fibras de proteína (microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos).

Sus funciones son mantener la forma de la célula, formar pseudópodos, contraer las fibras musculares, transportar y organizar los orgánulos celulares.

Actividad de investigación 6: El citoesqueleto

Introducción:El citoesqueleto es una de las partes importantes que constituyen la estructura del citoplasma. Gracias esa red de finos túbulos de proteínas, la célula mantiene su organización y funcionamiento.

6.- CENTROSOMA.

El centrosoma, citocentro o centro celular es exclusivo de células animales.

Está próximo al núcleo y es considerado como un centro organizador de microtúbulos.



La estructura consta de una zona interior donde aparece el diplosoma, formado por dos centríolos dispuestos perpendicularmente entre sí. Este diplosoma está inmerso en un material pericentriolar que es el centro organizador de microtúbulos. Así en él se disponen microtúbulos que parten radialmente y que se llaman aster. Cada centríolo consta de 9 grupos de 3 microtúbulos que forman un cilindro. Este cilindro se mantiene gracias a unas proteínas que unen los tripletes.


Su función es organizar los microtúbulos. De él se derivan estructuras de movimiento como cilios y flagelos y forma el huso acromático que facilita la separación de las cromátidas en la mitosis.

Actividad 8
http://recursos.cnic...contenidos8.htm

7.- ORGÁNULOS CELULARES.

Las células eucariotas presentan un complejo sistema de membranas internas que llega a ocupar la mitad de la célula. Es el sistema endomembranoso que divide la célula en diversos compartimentos (ap. Golgi, retículo endoplasmático, vesículas, lisosomas, etc.). En cada uno de ellos se realiza una función específica, una reacción bioquímica vital para el correcto funcionamiento de la célula. Muchos de los orgánulos celulares están interrelacionados y complementan su función. Existen dos tipos de compartimentos, además de los del sistema endomembranoso que muestran una doble membrana y son orgánulos productores de energía: mitocondrias y cloroplastos.

7.a.- Los Ribosomas.

http://recursos.cnic...s/ribosomas.gif


Los ribosomas son estructuras globulares, carentes de membrana. Están formados químicamente por varias proteínas asociadas a ARN ribosomico procedente del nucléolo. Pueden encontrarse libres en el citoplasma o adheridos a las membranas del retículo endoplasmático. Unas proteínas (riboforinas) sirven de nexo entre ambas estructuras.



Su estructura es sencilla: dos subunidades (una mayor o otra menor) de diferente coeficiente de sedimentación.



Su función consiste únicamente en ser el orgánulo lector del ARN mensajero, con órdenes de ensamblar los aminoácidos que formarán la proteína. Son orgánulos sintetizadores de proteínas.



Actividad 9
http://recursos.cnic...lula/activ9.htm


Actividad 9b
http://recursos.cnic...ctiv_video1.htm
(Contiene vídeo)

7.b.- Retículo Endoplasmático.

El retículo endoplasmático es un sistema membranoso cuya estructura consiste en una red de sáculos aplanados o cisternas, sáculos globosos o vesículas y túbulos sinuosos que se extienden por todo el citoplasma y comunican con la membrana nuclear externa. Dentro de esos sacos aplanados existe un espacio llamado lúmen que almacena las sustancias. Existen dos clases de retículo endoplasmático: R.E. rugoso (con ribosomas adheridos) y R.E. liso (libres de ribosomas asociados).



Su función primordial es la síntesis de proteínas, la síntesis de lípidos constituyentes de membrana y la participación en procesos de detoxificación de la célula.



Actividad 10
http://recursos.cnic...ula/activ10.htm

Actividad de investigación 7: Funciones del retículo endoplasmático

Introducción: El retículo endoplasmático se diferencia en dos tipos de sistemas membranosos de distintas características estructurales y diversas funciones. Su aportación a la vida es fundamental y gracias a su funcionamiento se sintetizan y distribuyen sustancias imprescindibles para el correcto funcionamiento metabólico de la célula.

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[Ge. Pe.]

Continuamos....



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7.c.- Aparato de Golgi.

El aparato de Golgi forma parte del sistema membranoso celular. Está formado por una estructura de sacos aplanados o cisternas (dictiosoma) acompañados de vesículas de secreción. Se sitúa próximo al núcleo y en células animales rodeando al centríolo. Las cisternas poseen una cara cis y otra trans, con orientaciones diferentes. La cara cis se orienta hacia el RER y la trans hacia la membrana citoplasmática. Las conexiones entre cisternas se realizan por vesículas de transición.


Las funciones del Aparato. De Golgi son diversas: desempeña un papel organizador dentro de la célula, participa en el transporte, maduración, clasificación y distribución de proteínas, termina la glucosilación de lípidos y proteínas y sintetiza mucopolisacáridos de la matriz extracelular de células animales y sustancias como pectina, celulosa y hemicelulosa que forman la pared de las vegetales.


Actividad 11
http://recursos.cnic...ula/activ11.htm

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[Ge. Pe.]

Este es la continuacion del post superior...

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7.d.- Lisosomas.

Los lisosomas son vesículas procedentes del Aparato De Golgi que contienen enzimas digestivas como hidrolasas ácidas.


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Los lisosomas son vesículas procedentes del Aparato De Golgi que contienen enzimas digestivas como hidrolasas ácidas.

Tienen una estructura muy sencilla, basada fundamentalmente en una membrana plasmática que almacena en su interior las proteínas. La cara interior de la membrana está muy glucosilada para impedir el ataque de las propias enzimas de su contenido interno.

Su función consiste en realizar la digestión de la materia orgánica, rompiendo enlaces fosfoestéricos y liberando grupos fosfato con su enzima principal la fosfatasa ácida. Necesitan un Ph de entre 3-6 por lo tanto meten protones hacia su interior gastando ATP.


Actividad de investigación 8: Los lisosomas

Introducción: Los lisosomas son fundamentales en la vida celular. Se encargan de digerir materia orgánica dentro de la célula con gasto de energía. Pero existen varios tipos de lisosomas según sea su actividad y su tipo de digestión. De este modo podemos hablar de lisosomas primarios, secundarios de vacuolas digestivas heterofágicas o vacuolas autofágicas.

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