Citología: características generales de las células La célula es la unidad básica de los seres vivos, es decir, que todos los organismos están constituidos por células, desde los unicelulares, que poseen solo una, hasta los pluricelulares o multicelulares que pueden presentar billones. La célula es una unidad funcional porque en ella ocurren los procesos metabólicos esenciales para el mantenimiento y la autoperpetuación del organismo. Existe una gran variedad de tamaños y formas celulares. En cada caso, la arquitectura particular o la presencia de estructuras singulares es generalmente consecuencia del proceso de diferenciación, que permite a una célula o a un grupo de células cumplir con alguna función específica. Entre las diferentes formas podemos nombrar: Esféricas: (bacterias denominadas cocos y algunos protozoos) Alargadas: (bacterias denominadas bacilos, es decir, en forma de bastón) Espiralazas: (bacterias) Poliéndricas: (células epiteliales en animales, células vegetales en Gral.) Cilíndricas: (fibra muscular esquelética) Ahusadas: (fibra muscular lisa) Disco bicóncavo: (glóbulos rojos)
Irregulares (algunos protozoos y neuronas) Variables: (amebas, glóbulos blancos) Más allá de las diferencias morfológicas antes descriptas, debemos saber reconocer que todas las células comparten dos características esenciales. La primera es una membrana externa, la membrana celular -o membrana plasmática- que separa el citoplasma de la célula de su ambiente externo. La otra es el material genético -la información hereditaria- que dirige las actividades de una célula y le permite reproducirse y transmitir sus características a la progenie. Los biólogos llaman citosol a la porción acuosa del interior celular, citoplasma al contenido celular que se encuentra fuera del núcleo y protoplasma a todo el contenido celular. Células procariotas y eucariotas En las células procarióticas (cuyo termino significa antes del núcleo ), el material genético se encuentra en forma de una molécula grande y circular de DNA a la que están débilmente asociadas diversas proteínas. En las células eucarióticas (cuyo término significa núcleo verdadero ), por el contrario, el DNA es lineal y está fuertemente unido a proteínas especiales. Dentro de la célula eucariótica, el material genético está rodeado por una doble membrana, la envoltura nuclear, que lo separa de los otros contenidos celulares en un núcleo bien definido. En las procariotas, el material genético no está contenido dentro de un núcleo rodeado por una membrana, aunque está ubicado en una región definida llamada nucleoide. En el citoplasma se encuentra una gran variedad de moléculas y complejos moleculares. Por ejemplo, tanto los procariotas como los eucariotas contienen complejos proteicos y de RNA llamados ribosomas que desempeñan una función clave en la unión de los aminoácidos individuales durante la síntesis de proteínas. Las moléculas y complejos moleculares están especializados en determinadas funciones celulares. En las células eucarióticas, estas funciones se llevan a cabo en una gran variedad de estructuras rodeadas por membranas - llamadas organelas - que constituyen distintos compartimientos internos dentro del citoplasma. Entre las organelas se destacan los peroxisomas que realizan diversas funciones metabólicas; las mitocondrias, centrales energéticas de las células y, en las algas y células vegetales, los plástidos como los cloroplastos, donde acontece la fotosíntesis.
La membrana celular de los procariotas está rodeada por una pared celular externa que es elaborada por la propia célula. Ciertas células eucarióticas, incluyendo las de las plantas y hongos, tienen una pared celular, aunque su estructura es diferente de la de las paredes celulares procarióticas. Otras células eucarióticas, incluyendo las de nuestros propios cuerpos y las de otros animales, no tienen paredes celulares. Otro rasgo que distingue a los eucariotas de los procariotas es el tamaño: las células eucarióticas habitualmente son de mayor tamaño que las procarióticas. En el siguiente esquema se muestran las estructuras más importantes de ambos tipos celulares por ejemplo este modelo de una bacteria, en el que pueden observarse sus características. En el caso de las células eucariotas debemos tener en cuenta tanto las animales como las vegetales y que a pesar de sus semejanzas, no pasar por alto sus diferencias.
En las células eucarióticas, ciertas proteínas se organizan formando intrincadas estructuras que dan lugar a una especie de esqueleto interno, el citoesqueleto, que aporta sostén estructural y posibilita el movimiento celular. Podemos resumir en un cuadro las principales diferencias entre las células procariotas y las eucariotas: Células procariontes Células eucariontes zona nuclear o nucleoide: sin separación respecto del resto del citoplasma. núcleo organizado o verdadero: separado del resto del citoplasma. CARACTERÍSTICAS NUCLEARES sin membrana nuclear sin nucleolo 1, 2 o pocas moléculas de ADN ADN circular cerrado ADN desnudo (sin proteínas asociadas) con envoltura nuclear con uno o más nucleolos en general, muchas moléculas de ADN ADN lineal o abierto ADN asociado a proteínas (cromatina)
CARÁCTERÍSTICAS CITOPLASMÁTICAS sin otros organelos: las funciones celulares se realizan en la matriz celular, o bien bien sobre la membrana plasmática u otras membranas, pero no dentro de compartimentos separados. otros organelos y estructuras: presentan compartimentos separados ( organelos limitados por membranas, con división de funciones: mitocondrias, cloroplastos, lisosomas, sistema vacuolar pueden presentar flagelos de estructura muy simple. pueden presentar flagelos y cilias, pero su organización es compleja. OTRAS CARACTERÍSTICAS siempre presentan pared celular, por lo general compleja. en algunos casos se halla pared celular. Estructura, descripción y función de los organelos en una célula eucariota típica: Las membranas dividen a la célula en compartimentos, dando lugar a lo que se conoce como organelos. Estos compartimentos rodeados de membrana permiten que determinadas actividades celulares se localicen dentro de regiones cerradas específicas de la célula. Los compartimentos rodeados por membrana también mantienen determinados compuestos reactivos alejados de otras partes de la célula que podrían verse afectadas adversamente por ellos. La compartimentalización hace posible que muchas actividades distintas se realicen de manera simultánea. En las células eucarióticas, varias membranas suelen considerarse parte del sistema de membranas internas, o sistema endomembranoso. Algunos organelos tienen conexiones directas entre sus membranas y compartimentos. En el siguiente cuadro se resumen las características de las organelas:
Estructura Descripción Función Núcleo celular Núcleo Nucleolo Cromosomas Organelos citoplasmáticos Membrana plasmática Retículo endoplasmático (RE) Estructura grande rodeada por una membrana doble; contiene nucleolos y cromosomas. Cuerpo granular en el núcleo; consiste en ARN y proteínas. Formados por un complejo de ADN y proteína llamado cromatina; se condensan durante la división celular, cuando son visibles en la forma de estructuras cilíndricas. Membrana que limita a las células. Red de membranas internas que se extienden en el citoplasma. La información contenida en el ADN se transcribe en la síntesis de ARN; especifica proteínas celulares. Sitio de síntesis de ARN ribosómico y ensamble de subunidades ribosómicas. Contienen genes (unidades de información hereditaria), que rigen la estructura y las actividades celulares. Rodea el contenido celular; regula el movimiento de materiales hacia fuera y dentro de la célula; ayuda a conservar la forma celular y se comunica con las otras células (también presente en procariotas). Sitio de síntesis de lípidos y muchas proteínas; origen de vesículas de transporte intracelular que llevan proteínas. Liso (REL) Carece de ribosomas en su superficie externa. Sitio de biosíntesis de lípidos y destoxificación de sustancias. Rugoso (RER) Ribosomas adheridos a su superficie externa. Síntesis de muchas proteínas destinadas para la secrecíon o la incorporación a membranas Ribosomas Gránulos compuestos de ARN y proteínas; algunos Síntesis de polipéptidos en procariontes y eucariontes. adheridos al RER, y otros libres en el citosol. Complejo de Golgi Pilas de sacos membranosos aplanados. Modificación de proteínas, empaque de proteínas secretadas y clasificación de otras proteínas. Que se distribuyen a vacuolas u otros organelos. Lisosomas Sacos membranosos (en animales). Contienen enzimas que degradan materiales ingeridos,
secreciones y desechos celulares. Vacuolas Sacos membranosos (principalmente en plantas hongos y algas). Transporte y almacenamiento de materiales, desechos y agua. Peroxisomas Sacos membranosos que contienen diversas enzimas. Sitios de muchas reacciones metabólicas. Mitocondrias Sacos consistentes en dos membranas, de las cuales la interna se pliega para formar crestas y contiene una matriz (espacio en su interior). Sitio de la mayor parte de las reacciones de la respiración celular; transformación de la energía de glucosa o lípidos en energía almacenada en el ATP. Plastidios (ej: cloroplastos) Citoesqueleto Microtúbulos Microfilamentos Filamentos intermedios Centríolos Cilios Flagelos Estructura de membrana doble que envuelve las membranas tilacoidales internas; los cloroplastos contienen clorofila en estas membranas. Tubos huecos compuestos de subunidades de la proteína tubulina. Estructuras sólidas a manera de bastón consistentes en la proteína actina. Fibras resistentes estables formadas por polipéptidos. Pares de cilindros huecos localizados cerca del centro de la célula. Proyecciones relativamente cortas, que se extienden desde la superficie de la célula, cubiertas por membrana plasmática. Proyecciones largas compuestas de dos microtúbulos centrales y nueve periféricos. Que se extienden desde la superficie de la célula y están cubiertas por membrana plasmática. La clorofila capta energía luminosa; se forman ATP y otros compuestos de alto contenido de energía, que se utilizan para convertir el dióxido de carbono en glucosa. Soporte estructural; participan en el movimiento celular y de organelos y en la división celular; componentes de cilios, flagelos, centríolos. Soporte estructural; intervienen en el movimiento de la célula y sus organelos y en la división celular. Ayudan a reforzar el citoesqueleto; estabilizan la forma celular. El huso mitótico se forma entre los centriolos durante la división de células animales; fijan y organizan la formación de microtúbulos en células animales, ausente en la mayor parte de las plantas. Movimiento de algunos organismos unicelulares; se emplean para mover materiales en la superficie de algunos tejidos. Locomoción celular de espermatozoides y algunos eucariontes unicelulares.