LA BIBLIA DE LA CÉLULA by Santiago Garcia

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA

DIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN

SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN

ÁREA SALUD ASIGNATURA: BIOLOGÍA ESTUDIANTE: CRISTIAN SANTIAGO GARCÍA GUARTIZACA DOCENTE: Dr. CARLOS GARCÍA TUTOR DE ÁREA: MARGOTH CABRERA CUEVA PARALELO: V02 SEMESTRE: PRIMER SEMESTRE 2015

MACHALA-EL ORO- ECUADOR

Biología – La Biblia de la Célula

Una célula (del latín cellula, diminutivo de cella, ‘hueco’)1 es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si solo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células muchos mayores. La teoría celular, propuesta en 1838 para los vegetales y en 1839 para los animales, 3 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquella de generación en generación. La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales 2

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Adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autor replicarse. Existen posibles evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años (giga-años o Ga.).5 6 nota 1 Se han encontrado evidencias muy fuertes de formas de vida unicelulares fosilizadas en microestructuras en rocas de la formación Strelley Pool, en Australia Occidental, con una antigüedad de 3,4 Ga. Se trataría de los fósiles de células más antiguos encontrados hasta la fecha. Evidencias adicionales muestran que su metabolismo sería anaerobio y basado en el sulfuro. Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen células con propiedades características).

La historia de la biología celular ha estado ligada al desarrollo tecnológico que pudiera sustentar su estudio. De este modo, el primer acercamiento a su morfología se inicia con la popularización del microscopio rudimentario de lentes compuestas en el siglo XVII, se suplementa con diversas técnicas histológicas para microscopía óptica en los siglos XIX y XX y alcanza un mayor nivel resolutivo mediante los estudios de microscopía electrónica, de fluorescencia y con focal, entre otros, ya en el siglo XX. El desarrollo de herramientas moleculares, basadas en el manejo de ácidos nucleicos y enzimas permitió un análisis más exhaustivo a lo largo del siglo XX.

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Las primeras aproximaciones al estudio de la célula surgieron en el siglo XVII; tras el desarrollo a

finales

del

siglo

microscopios.10

XVI

Estos

los

primeros

permitieron

realizar

numerosas observaciones, que condujeron en apenas doscientos años a un conocimiento morfológico

relativamente

aceptable.

continuación se enumera una breve cronología de tales descubrimientos: 1665: Robert Hooke publicó los resultados de sus observaciones sobre tejidos vegetales, como el corcho, 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, las bautizó como elementos de repetición, «células» (del latín cellulae, celdillas). Pero Hooke solo pudo observar células muertas por lo que no pudo describir las estructuras de su interior.11 Década de 1670: Anton van Leeuwenhoek observó diversas células eucariotas (como protozoos y espermatozoides) y procariotas (bacterias). 1745: John Needham describió la presencia de «animálculos» o «infusorios»; se trataba de organismos unicelulares. Dibujo de la estructura del corcho observado por Robert Hooke bajo su microscopio y tal como aparece publicado en Micrographia. Década de 1830: Theodor Schwann estudió la célula animal; junto con Matthias Schleiden postularon que las células son las unidades elementales en la formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del proceso vital. 1831: Robert Brown describió el núcleo celular. 1839: Purkinje observó el citoplasma celular. 4

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1857: Kölliker identificó las mitocondrias. 1858: Rudolf Virchow postuló que todas las células provienen de otras células. 1860: Pasteur realizó multitud de estudios sobre el metabolismo de levaduras y sobre la asepsia. 1880: August Weismann descubrió que las células actuales comparten similitud estructural y molecular con células de tiempos remotos. 1931: Ernst Ruska construyó el primer microscopio electrónico de transmisión en la Universidad de Berlín. Cuatro años más tarde, obtuvo una resolución óptica doble a la del microscopio óptico. 1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre la endosimbiosis serial, que explica el origen de la célula eucariota.

El problema del origen de la vida es el problema del origen de la célula. No se sabe cómo apareció la primera célula en la Tierra, pero se acepta que su origen fue un fenómeno físico-químico. Esta visión llegó con las propuestas de A.I. Oparin y J.B.S. Haldane en torno a los años 20 del siglo pasado (también fue sugerida por C. Darwin en una carta personal). Todo el desarrollo de la teoría de la aparición de las primeras células está basado en especulaciones y en experimentos de laboratorio que simulan las supuestas condiciones de la Tierra en sus orígenes. Estos experimentos apoyan en mayor o menor medida tales ideas. Puesto que es un proceso físico-químico surgen dos posibilidades interesantes. a) Crear vida. Se podría "fabricar" una célula, utilizando las moléculas que existen hoy en día en las células actuales y colocándolas todas juntas dentro de una vesícula membranosa. Actualmente se están dando los primeros intentos serios para conseguirlo desde una rama de la biología denominada biología sintética. Ya se puede sintetizar en una máquina todo el ADN de una célula procariota y se ha conseguido sintetizar un cromosoma eucariota. b) Vida extraterrestre. Existe la posibilidad de que en otro lugar del Universo se hayan dado las condiciones necesarias, similares a las que se dieron en la Tierra, para la aparición de la vida extraterrestre, probablemente en muchos planetas y en muchas ocasiones, incluso en estos momentos. Para investigar el origen de la vida deberíamos saber reconocer a un ser vivo. ¿Qué es un ser vivo? Intuitivamente somos capaces de identificar a los seres que consideramos vivos. Sin embargo, escribir una definición es más complicado. Podemos 5

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decir que es un organismo que tiene la cualidad de la vida. Esto es algo que los define sin ninguna duda. Pero nos encontramos con otro problema de definiciones: ¿Qué es la vida? No existe un consenso entre los científicos sobre las palabras que deben definir sin ninguna duda el concepto vida. Se da la paradoja de que la Biología, parte de la ciencia que estudia la vida y a los seres vivos, se ocupa de algo mal definido, casi una intuición. Actualmente se tiende a no proponer una definición sino a considerar a la vida como un conjunto de propiedades que debería poseer un organismo para ser considerado como vivo. O dicho de otro modo, un organismo debería cumplir con una serie de propiedades si queremos considerarlo como que posee vida o está vivo. Sin embargo, tampoco existe consenso sobre cuántas y cuáles son esas propiedades, aunque se suelen incluir:

a) Reproducción o transmisión de información codificada por el ácido desoxirribonucleico o ADN. b) Mantenimiento de la homeostasis interna gracias a su capacidad para obtener energía externa (metabolismo). c) Tener capacidad para producir respuestas a estímulos externos o internos. d) Evolución condicionada por la interacción con el medio externo, capacidad para la adaptación (evolución darwiniana). e) Etcétera. Este inconveniente de la definición de la vida afecta a la búsqueda de vida en otros planetas. Intuitivamente sabemos lo que buscamos pero sólo porque pudiera parecerse a lo que conocemos en la Tierra y no porque se ajuste a una definición que acote perfectamente qué es la vida o a un organismo vivo. Hoy en día no se descarta que parte de los elementos que se necesitan para crear la vida se dieran en otros planetas o en el propio espacio, y que tales componentes fueran transportados por asteroides y cometas hasta la Tierra. Sería plausible

Porque algunos planetas pudieron tener agua, como se ha demostrado en la Luna o en Marte, y posiblemente las condiciones para la aparición de la vida tal y como 6

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la entendemos en la Tierra. Esto es lo que se conoce como la teoría de la panspermia (literalmente, semillas en todas partes), que postula el origen extraterrestre de la vida o de las semillas de la vida que llegaron a la Tierra. Hay observaciones que lo apoyan. Diversos asteroides, alguno marciano, contienen sustancias orgánicas complejas. Hoy se sabe que la química del Universo está plagada de sustancias carbonadas y, aunque no hay evidencias de que las primeras células llegaran del espacio exterior, sí se cree que la lluvia inicial de meteoritos que sufrió la Tierra en sus orígenes fue una fuente inmensa de grandes cantidades de moléculas orgánicas. De cualquier manera seguiría siendo un proceso físicoquímico. Secuencia temporal aproximada de la aparición de la vida en la Tierra y algunos de los organismos que emergieron después.

¿Cuándo apareció la vida en la Tierra?

La Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años. Los indicios fósiles sugieren que los primeros seres orgánicos que dejaron huellas aparecieron entre 3500 y 3800 millones de años atrás. Durante los 500 millones de años iniciales las condiciones no fueron muy propicias para la aparición de las células puesto que habría altas temperaturas, carencia de atmósfera protectora, una lluvia constante de meteoritos, etcétera. Pero sólo unos 1000-1200 millones de años después ya se descubren restos orgánicos que podrían pertenecer a organismos microscópicos. Esto implica que el proceso físico-químico de formación de estos primeros organismos debió 7

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empezar antes, en una etapa denominada prebiótica. Intuitivamente podemos imaginar una serie de pasos necesarios para la aparición de las primeras células a partir de sustancias químicas. No hay acuerdo en el orden, ni en las condiciones o los protagonistas de ellas, pero de una otra forma deben haberse producido.

El concepto de célula como unidad anatómica y funcional de los organismos surgió entre los años 1830 y 1880, aunque fue en el siglo XVII cuando Robert Hooke describió por vez primera la existencia de las mismas, al observar en una preparación vegetal la presencia de una estructura organizada que derivaba de la arquitectura de las paredes celulares vegetales. En 1830 se disponía ya de microscopios con una óptica más avanzada, lo que permitió a investigadores como Theodor Schwann y Matthias Schleiden definir los postulados de la teoría celular, la cual afirma, entre otras cosas: 

Que la célula es una unidad morfológica de todo ser vivo: es decir, que en los seres vivos todo está formado por células o por sus productos de secreción.



Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la afirmación Omnis cellula ex cellula, la cual indica que toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis). En otras palabras, este postulado constituye la refutación de la teoría de generación espontánea o ex novo, que hipotetizaba la posibilidad de que se generara vida a partir de elementos inanimados.13



Un tercer postulado de la teoría celular indica que las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera que basta una sola de ellas para que haya un ser vivo (que será un individuo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.



El cuarto postulado expresa que cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el 8

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funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.

Las células, como sistemas termodinámicos complejos, poseen una serie de elementos estructurales y funcionales comunes que posibilitan su supervivencia; no obstante, los distintos tipos celulares presentan modificaciones de estas características comunes que permiten su especialización funcional y, por ello, la ganancia de complejidad.15 De este modo, las células permanecen altamente organizadas a costa de incrementar la entropía del entorno, uno de los requisitos de la vida.

La existencia de polímeros como la celulosa en la pared vegetal permite sustentar la estructura celular empleando un armazón externo. Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una bicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas) que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana. Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares. Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes, que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese.17 Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.

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Estructura tridimensional de una enzima, un tipo de proteínas implicadas en el metabolismo celular. Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:

Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.

Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.

Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.

Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina quimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como

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hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales.

Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular. Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del desarrollo de un organismo: evidentemente, el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos.18 Un aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. En metazoos, la genética subyacente a la determinación del destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de transcripción mediante ingeniería genética en células somáticas basta para inducir la mencionada pluripotencialidad, luego este es uno de sus fundamentos moleculares.

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Esférica O Isodiamétrica:

Son las que tienen

sus tres dimensiones iguales o casi iguales. Pueden ser: Glóbulos, óvulos, amebas, yema del huevo, bacterias de tipo coccus, levaduras, etc

Alargadas y Fusiformes:

En la cual un

eje es mayor que los otros dos. Estas células forman parte de ciertas mucosas que tapizan el tubo digestivo; otros ejemplos lo tenemos en las fibras musculares, células esclerosas de las plantas.

Aplanadas: Si sus dimensiones son mayores que el grosor. Generalmente forman tejidos de revestimiento, como las células epiteliales, mucosas, etc.

Irregular: Son células que constantemente cambian de forma según como se cumplan sus diversos estados fisiológicos. Por ejemplo los leucocitos en la sangre, son esféricos y en los tejidos toman diversa formas; las amebas que constantemente cambian de forma en las aguas estancadas. Estos constantes cambios que se producen se deben a la emisión de seudópodos, que no son sino prolongaciones transitorias del citoplasma. También podemos agregar a las Células nerviosas, espermatozoides de la mayoría de protozoos, ameba en fagocitosis, etc. 12

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Las células son, generalmente de tamaño variable; por tal motivo la podemos dividir en tres grupos: Macroscópicas, microscópicas, y ultramicroscópicas. Macroscópicas: Son aquellas que se observan a simple vista. Eso obedece a lo voluminoso de alimentos de reserva que lo contienen como por ejemplo: La yema de huevo de las aves y reptiles y las fibras musculares estriadas, que alcanzan varios centímetros de longitud. Podemos ver algunas neuronas de aproximadamente un metro, algunos huevos de aves pueden alcanzar entre 1 (codorniz) y 7 cm (avestruz) de diámetro

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Microscópicas:

Para ser observadas requieren del uso

del microscopio óptico (aumenta hasta 1500 veces) ejemplo: glóbulos rojos, blancos, bacilos, tejidos, etc. A pesar de ser muy pequeñas (un milímetro cúbico de sangre puede contener unos cinco millones de células). La célula más pequeña observada, en

condiciones

normales,

corresponde

Mycoplasma

genitalium, de 0,2 μm, encontrándose cerca del límite teórico de 0,17μm. Existen bacterias con 1 y 2 μm de longitud. Las células humanas son muy variables: hematíes de 7 micras, hepatocitos con 20 micras, espermatozoides de 53 μm, óvulos de 150 μm

Ultramicroscópicas:

Necesariamente se usa el

microscopio electrónico y ultravioleta. Su unidad de medida es la mili micrón que es la millonésima parte del milímetro o la milésima parte de una micra, y el ángstrom que es la décima parte del mili micrón o la diez millonésima

parte

del

milímetro.

Ejemplo: los virus de la poliomielitis de la viruela, del sarampión, hepatitis, etc.

La Citología es una ciencia que según su etimología (Cito: proveniente del griego que significa Célula) estudia todo lo relacionado con el comportamiento de los seres vivos, en especial en los seres humanos, ya que es en nosotros en quienes se han desarrollado más funciones, aplicaciones y retos. En torno la historia, podemos evidenciar una ausencia de estos fundamentos, no hasta la invención del microscopio, ya que la creación de este aparato represento la evolución del estudio celular, aunque es claro que ya con anterioridad, la medicina había tocado el campo del estudio celular.

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El microscopio (del griego μικρός micrós, ‘pequeño’, y σκοπέω scopéo, ‘mirar’)1 es un instrumento que permite observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. El tipo más común y el primero que se inventó es el microscopio óptico. Se trata de un instrumento óptico que contiene dos o más lentes que permiten obtener una imagen aumentada del objeto y que funciona por refracción. La ciencia que investiga los objetos pequeños utilizando este instrumento se llama microscopía. Microscopio compuesto fabricado hacia 1751 por Magny. Proviene del laboratorio del duque de Chaulnes y pertenece al Museo de Artes y Oficios, París. El microscopio fue inventado por Zacharias Janssen en 1590. En 1665 aparece en la obra de William Harvey sobre la circulación sanguínea al mirar al microscopio los capilares sanguíneos, y Robert Hooke publicó su obra Micrographia. En 1665 Robert Hooke observó con un microscopio un delgado corte de corcho y notó que el material era poroso, en su conjunto, formaban cavidades poco profundas a modo de celditas a las que llamó células. Se trataba de la primera observación de células muertas. Unos años más tarde, Marcello Malpighi, anatomista y biólogo italiano, observó células vivas. Fue el primero en estudiar tejidos vivos al microscopio. A mediados del siglo XVII un holandés, Anton van Leeuwenhoek, utilizando microscopios simples de fabricación propia, describió por primera vez protozoos, 15

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bacterias, espermatozoides y glóbulos rojos. El microscopista Leeuwenhoek, sin ninguna preparación científica, puede considerarse el fundador de la bacteriología. Tallaba él mismo sus lupas, sobre pequeñas esferas de cristal, cuyos diámetros no alcanzaban el milímetro (su campo de visión era muy limitado, de décimas de milímetro). Con estas pequeñas distancias focales alcanzaba los 275 aumentos. Observó los glóbulos de la sangre, las bacterias y los protozoos; examinó por primera vez los glóbulos rojos y descubrió que el semen contiene espermatozoides. Durante su vida no reveló sus métodos secretos y a su muerte, en 1723, 26 de sus aparatos fueron cedidos a la Royal Society de Londres. Durante el siglo XVIII continuó el progreso y se lograron objetivos acromáticos por asociación de Chris Neros y Flint Crown obtenidos en 1740 por H. M. Hall y mejorados por John Dollond. De esta época son los estudios efectuados por Isaac Newton y Leonhard Euler. En el siglo XIX, al descubrirse que la dispersión y la refracción se podían modificar con combinaciones adecuadas de dos o más medios ópticos, se lanzan al mercado objetivos acromáticos excelentes. Durante el siglo XVIII el microscopio tuvo diversos adelantos mecánicos que aumentaron su estabilidad y su facilidad de uso, aunque no se desarrollaron por el momento mejoras ópticas. Las mejoras más importantes de la óptica surgieron en 1877, cuando Ernst Abbe publicó su teoría del microscopio y, por encargo de Carl Zeiss, mejoró la microscopía de inmersión sustituyendo el agua por aceite de cedro, lo que permite obtener aumentos de 2000. A principios de los años 1930 se había alcanzado el límite teórico para los microscopios ópticos, no consiguiendo estos aumentos superiores a 500X o 1,000X. Sin embargo, existía un deseo científico de observar los detalles de estructuras celulares (núcleo, mitocondria, etc.). El microscopio electrónico de transmisión (TEM) fue el primer tipo de microscopio electrónico desarrollado. Utiliza un haz de electrones en lugar de luz para enfocar la muestra consiguiendo aumentos de 100.000X. Fue desarrollado por Max Knoll y Ernst Ruska en Alemania en 1931. Posteriormente, en 1942 se desarrolla el microscopio electrónico de barrido.

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 Un microscopio compuesto es un aparato óptico hecho para agrandar objetos, consiste en un número de lentes formando la imagen por lentes o una combinación de lentes posicionados cerca del objeto, proyectándolo hacia los lentes oculares u el ocular. El microscopio compuesto es el tipo de microscopio más utilizado.

 Un microscopio óptico, también llamado "microscopio liviano", es un tipo de microscopio compuesto que utiliza una combinación de lentes agrandando las imágenes de pequeños objetos. Los microscopios ópticos son antiguos y simples de utilizar y fabricar.

 Un microscopio digital tiene una cámara CCD adjunta y está conectada a un LCD, o a una pantalla de computadora. Un microscopio digital usualmente no tiene ocular 17

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para ver los objetos directamente. El tipo triocular de los microscopios digitales tienen la posibilidad de montar una cámara, que será un microscopio USB.

 Un microscopio fluorescente o "microscopio epi-fluorescente" es un tipo especial de microscopio liviano, que en vez de tener un reflejo liviano y una absorción utiliza fluorescencia y fosforescencia para ver las pruebas y sus propiedades.

 Un microscopio electrónico es uno de los más avanzados e importantes tipos de microscopios con la capacidad más alta de magnificación. En los microscopios de electrones los electrones son utilizados para iluminar las partículas más pequeñas. El microscopio de electrón es una herramienta mucho más poderosa en comparación a los comúnmente utilizados microscopios livianos.

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 Un microscopio estéreo, también llamado "microscopio de disección", utilice dos objetivos y dos oculares que permiten ver un espécimen bajo ángulos por los ojos humanos formando una visión óptica de tercera dimensión.

Se define a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. Como tal posee una membrana de fosfolípidos con permeabilidad selectiva que mantiene un medio interno altamente ordenado y diferenciado del medio externo en cuanto a su composición, sujeta a control homeostático, la cual consiste en biomoléculas y algunos metales y electrolitos. La estructura se auto mantiene activamente mediante el metabolismo, asegurándose la coordinación de todos los elementos Celulares y su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por ácidos nucleicos. La parte de la biología que se ocupa de ella es la citología.

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Se llama célula eucariota a las células que tienen un núcleo definido gracias a una membrana nuclear donde contiene su material hereditario. Las células eucariotas tienen un modelo de organización mucho más complejo que las procariotas. Su tamaño es mucho mayor y en el citoplasma es posible encontrar un conjunto de estructuras celulares que cumplen diversas funciones y en conjunto se denominan organelos celulares

La estructura de las células animales puede ser dividida en:  La envoltura celular, constituida por la membrana celular o membrana plasmática;

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 El

citoplasma,

que

hallan

los orgánulos celulares: mitocondrias, lisosomas, aparato de golgi, retículo endoplasmático liso, retículo endoplasmático rugoso, centriolos, y ribosomas;  El núcleo celular, formado por la membrana nuclear que engloba al Nucleoplasma en el que se localizan la cromatina y el nucléolo.

Estructura General de la Célula Eucariota Animal 1) Membrana celular, membrana plasmática o plasmalema Es el límite externo de las células eucarióticas. Es una estructura dinámica formada por 2 capas de fosfolípidos en las que se embeben moléculas de colesterol y proteínas. Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrófila y dos colas hidrófobas. Las dos capas de fosfolípidos se sitúan con las cabezas hacia fuera y las colas, enfrentadas, hacia dentro. Es decir, los grupos hidrófilos se dirigen hacia la fase acuosa, los de la capa exterior de la membrana hacia el líquido extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma. Su función es delimitar la célula y controlar lo que sale e ingresa de la célula.

2) Citoplasma El citoplasma es la parte del protoplasma que, en las células eucariotas, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática. Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones. Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de éstos. El citosol es la sede de muchos de los procesos metabólicos que se dan en las células. El citoplasma se divide en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte 21

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interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos. Está subdividido por una red de membranas (retículo endoplasmático liso y retículo endoplasmático rugoso) que sirven como superficie de trabajo para muchas de sus actividades bioquímicas. En él se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática, llegando de esta forma a los orgánulos de la célula. 3) Mitocondria Diminuta estructura celular de doble membrana responsable de la conversión de nutrientes en el compuesto rico en energía trifosfato de adenosina (ATP), que actúa como combustible celular. Por esta función que desempeñan, llamada respiración celular, se dice que las mitocondrias son el motor de la célula. 4) Lisosoma Saco delimitado por una membrana que se encuentra en las células con núcleo (eucarióticas) y contiene enzimas digestivas que degradan moléculas complejas. Los lisosomas abundan en las células encargadas de combatir las enfermedades, como los leucocitos, que destruyen invasores nocivos y restos celulares.

5) Aparato de Golgi Parte diferenciada del sistema de membranas en el interior celular, que se encuentra tanto en las células animales como en las vegetales y tiene la función de producir algunas sustancias y empaquetarlas en el interior de las vesículas. Dichas sustancias pueden ser vertidas al exterior, o bien quedarse dentro de la célula.

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6) Retículo Endoplasmático El retículo endoplasmático es un complejo sistema de membranas dispuestas en forma de sacos aplanados y túbulos que están interconectados entre sí compartiendo el mismo espacio interno. Sus membranas se continúan con las de la envuelta nuclear y se pueden extender hasta las proximidades de la membrana plasmática, llegando a representar más de la mitad de las membranas de una célula. Debido a que los ácidos grasos que las componen suelen ser más cortos, son más delgadas que las demás. El retículo organiza sus membranas en regiones o dominios que realizan diferentes funciones. Los dos dominios más fáciles de distinguir son el retículo endoplasmático rugoso, con sus membranas formando túbulos más o menos rectos, a veces cisternas aplanadas, y con numerosos ribosomas asociados, y el retículo endoplasmático liso, sin ribosomas asociados y con membranas organizadas formando túbulos muy curvados e irregulares. La membrana externa de la envuelta nuclear se puede considerar como parte del retículo endoplasmático puesto que es una continuación física de él y se pueden observar ribosomas asociados a ella realizando la traducción. El retículo endoplasmático rugoso y el liso suelen ocupar espacios celulares diferentes como ocurre en los hepatocitos, en las neuronas y en las células que sintetizan esteroides. Sin embargo, en algunas regiones del retículo no existe una segregación clara entre ambos dominios y se aprecian áreas de membrana con ribosomas mezcladas con otras sin ribosomas. La disposición espacial del retículo endoplasmático en las células animales depende de sus interacciones con los microtúbulos, mientras que en las vegetales son los filamentos de actina los responsables. 7) Retículo endoplasmático rugoso El retículo endoplasmático rugoso está presente en todas las células eucariotas (inexistente en las procariotas) y predomina en aquellas que fabrican grandes cantidades de proteínas para exportar. Se continúa con la membrana externa de la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas adheridos. Su superficie externa está cubierta de ribosomas, donde se produce la síntesis de proteínas. Transporta las proteínas producidas en los ribosomas hacia las regiones celulares en que sean necesarias o hacia el aparato de Golgi, desde donde se pueden exportar al exterior. 23

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8) Retículo endoplasmático liso El Retículo endoplasmático liso desempeña varias funciones. Interviene en la síntesis de casi todos los lípidos que forman la membrana celular y las otras membranas que rodean las demás estructuras celulares, como las mitocondrias. Las células especializadas en el metabolismo de lípidos, como las hepáticas, suelen tener más RE liso. El RE liso también interviene en la absorción y liberación de calcio para mediar en algunos tipos de actividad celular. En las células del músculo esquelético, por ejemplo, la liberación de calcio por parte del RE activa la contracción muscular.

9) Centriolo o Centriolo Un centriolo o centriolo es un orgánulo con estructura cilíndrica, constituido por 9 tripletes de microtúbulos, que forma parte del Citoesqueleto. Una pareja de centriolos posicionados perpendicularmente entre sí y localizada en el interior de una célula se denomina liposoma. Cuando el liposoma se halla rodeado de material pericentriolar (una masa proteica densa), recibe el nombre de centrosoma o centro organizador de microtúbulos (COMT), el cual es característico de las células animales. Los centriolos permiten la polimerización de microtúbulos de dímeros de tú bulina, que forman parte del Citoesqueleto y que se irradian a partir del mismo mediante una disposición estrellada llamada huso mitótico. Además, intervienen en la división celular, contribuyen al mantenimiento de la forma de la célula, transportan orgánulos y partículas en el interior de la célula, forman elementos estructurales como el huso mitótico y conforman el eje citoesquelético en cilios y flagelos eucariotas, así como el de los corpúsculos basales.

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10) Núcleo Es el órgano más conspicuo en casi todas las células animales y vegetales, está rodeado de forma característica por una membrana, es esférico y mide unas 5 µm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos. Los cromosomas están muy retorcidos y enmarañados y es difícil identificarlos por separado.

11)

Nucleoplasma El núcleo de las células eucarióticas es una estructura discreta que contiene los cromosomas, recipientes de la dotación genética de la célula. Está separado del resto de la célula por una membrana nuclear de doble capa y contiene un material llamado Nucleoplasma. La membrana nuclear está perforada por poros que permiten el intercambio de material celular entre Nucleoplasma y citoplasma.

12)

Cromatina La cromatina es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no históricas que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el genoma de dichas células.

Las unidades básicas de la cromatina son los nucleásemos. Estos se encuentran formados por aproximadamente 146 pares de bases de longitud (el número depende del organismo), asociados a un complejo específico de 8 histonas nucleosómicas (octámero de histonas). Cada partícula tiene una forma de disco, con un diámetro de 11 nm y contiene dos copias de cada una de las 4 histonas H3, H4, H2A y H2B. Este octámero forma un núcleo proteico, alrededor del cual se enrolla la hélice de ADN (de aproximadamente 1,8 vueltas). Entre cada una de las asociaciones de ADN e histonas existe un ADN libre llamado ADN espaciador, de longitud variable entre 0 y 80 pares de nucleótidos que garantiza flexibilidad a la fibra de cromatina. Este tipo de organización, permite un primer paso de compactación del material genético, y da lugar a una estructura parecida a un "collar de cuentas". 25

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Posteriormente, un segundo nivel de organización de orden superior lo constituye la "fibra de 30nm", compuesta por grupos de nucleosomas empaquetados unos sobre otros, adoptando disposiciones regulares gracias a la acción de la histona H1. Finalmente, continúa el incremento del empaquetamiento del ADN hasta obtener los cromosomas que observamos en la metafase, el cual es el máximo nivel de condensación del ADN. 13) 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. 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.

14) Nucléolo El nucléolo es una región del núcleo que se considera una estructura supra-macromolecular,6 7 que no posee membrana que lo limite. La función principal del nucléolo es la transcripción del ácido ribonucleico ribosoma (ARNr) por la polimerasa I, y el posterior procesamiento y ensamblaje de los pre-componentes que formarán los ribosomas. La biogénesis del ribosoma es un proceso nuclear muy dinámico, que involucra: la síntesis y maduración de ARNr, sus interacciones transitorias con proteínas noribosoma les y ribonucleoproteínas y, también, el ensamblaje con proteínas ribosomales. Además, el nucléolo tiene roles en otras funciones celulares tales como la regulación del ciclo celular, las respuestas de estrés celular, la actividad de la telomerasa y el envejecimiento. Estos hechos muestran la naturaleza multifuncional del nucléolo, que se refleja en la complejidad de su composición de proteínas y de ARN, y se refleja también en los cambios dinámicos que su composición molecular presenta en respuesta a las condiciones celulares variables

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15) Vacuola Tiene varias vacuolas y son más pequeñas.

16) Envoltura nuclear La envoltura nuclear, membrana nuclear o cario teca, es una capa porosa (con doble unidad de membrana lipídica) que delimita al núcleo, la estructura característica de las células eucariotas

17) Poro nuclear Son grandes complejos de proteínas que atraviesan la envoltura nuclear, la cual es una doble membrana que rodea al núcleo celular, presente en la mayoría de los eucariontes. Hay cerca de 2000 Complejos de Poro Nuclear (ingl:NPC) en la envoltura nuclear de la célula de un vertebrado, pero su número varía dependiendo del número de transcripciones de la célula. Las proteínas que forman los complejos de poro nucleares son conocidas como nucleoporinas. Cerca de la mitad de las nucleoporinas contienen comúnmente una estructura terciaria alfa solenoide o beta hélice, o en algunos casos ambas como dominios proteicos separados. La otra mitad muestra características estructurales típicas de proteínas "nativamente no dobladas", por ejemplo son proteínas altamente flexibles que carecen de estructura secundaria ordenada.

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18) ADN Se presenta en forma lineal

19) Glucógeno Principal polisacárido de reserva de las células animales, es la de reservorio nutricional en los tejidos animales, debido a su capacidad para almacenar glucosa de rápida movilización, ya sea en los periodos interdigestivos o mientras se produce la actividad muscular, y por otra parte, y debido precisamente a su capacidad de almacenamiento, reducir al máximo los cambios de presión osmótica que la glucosa libre podría ocasionar en la célula.

20) Peroxisoma Los peroxisomas son orgánulos citoplasmáticos muy comunes en forma de vesículas que contienen oxidasas y catalasas. Estas enzimas cumplen funciones de detoxificación celular.

21) Filamentos intermedios

Los filamentos intermedios son componentes del cito esqueleto, formados por agrupaciones de proteínas fibrosas. Su nombre deriva de su diámetro, de 10 nm, menor que el de los microtúbulos, de 24 nm, pero mayor que el de los microfilamentos, de 7 nm. Son ubicuos en las células animales. 28

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22) Citoesqueleto Es un entramado tridimensional de proteínas que provee soporte interno en las células, organiza las estructuras internas de la misma e interviene en los fenómenos de transporte, tráfico y división celular.

23) Cromátidas La cromátidas es una de las unidades longitudinales de un cromosoma duplicado, unida a su cromátidas hermana por el centrómero, es decir, la cromátidas es toda la parte a la derecha o a la izquierda del centrómero del cromosoma.

24) Fosfato La glucosa-6-fosfato (también conocida como éster de Robison) es una molécula de glucosa fosforada en el carbono 6. Es un compuesto muy común en las células, ya que la gran mayoría de glucosa que entra en la célula termina siendo fosforilada y convertida en glucosa-6-fosfato.

25) Cilios En los organismos eucariotas, los flagelos son estructuras poco numerosas, uno o dos por célula, con la excepción de algunos protoctistas unicelulares del grupo de los Excavata. Se distingue a las células acrocontas, que nadan con su flagelo o flagelos por delante, de las opistocontas, donde el cuerpo celular avanza por delante del flagelo. Esta última condición, evolutivamente más moderna, caracteriza a la rama evolutiva que reúne a los reinos hongos (Fungi) y animales (Animalia). Es la que observamos, sin ir más lejos, en los espermatozoides animales (incluidos, desde luego, los humanos). 29

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26) Cresta mitocondrial Las crestas mitocondriales son puentes o tabiques incompletos provenientes de la invaginación de la membrana interna de las mitocondrias, La función de la cadena oxidativa es transportar protones y electrones por una serie de COENZIMAS

27) ARN Es la molécula que usan las células para poder convertir la información genética que está en el ADN a proteínas.

28) Microfilamentos Los microfilamentos son finas fibras de proteínas globulares de 3 a 7 nm de diámetro. Los microfilamentos forman parte del Citoesqueleto y están compuestos predominantemente de una proteína contráctil llamada actina. 29) Fibras intermedias Las fibras intermedias tienen un tamaño que está entre el de los microtúbulos y el de los microfilamentos. Poseen un diámetro de 7 nm a 10 nm. Están formadas por proteínas fibrosas de estructura muy estable, la cual es muy parecida a la del colágeno.

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Una célula vegetal es un tipo de célula eucariota de la que se componen muchos tejidos en las animales. A menudo, es descrita con los rasgos de una célula del parénquima asimilador de una planta vascular. Pero sus características no pueden generalizarse al resto de las células de una planta, meristemáticas o adultas, y menos aún a las de los muy diversos organismos imprecisamente llamados vegetales. Las células adultas de las plantas terrestres presentan rasgos comunes, convergentes con las de otros organismossésiles, fijos al sustrato, o pasivos, propios del plancton, de alimentación osmótrofa, por absorción, como es el caso de los hongos, pseudohongos y de muchas algas. Esos rasgos comunes se han desarrollado independientemente a partir de protistas unicelulares fagótrofos desnudos (sin pared celular). Todos los eucariontes osmótrofos tienden a basar su solidez, sobre todo cuando alcanzan la pluricelularidad, en la turgencia, que logran gracias al desarrollo de paredes celulares resistentes a la tensión, en combinación con la presión osmótica del protoplasma, la célula viva. Así, las paredes celulares son comunes a los hongos y protistas de modo de vida equivalente, que se alimentan porabsorción osmótica de sustancias orgánicas, y a las plantas y algas, que toman disueltas del medio sales minerales y realizan la fotosíntesis. Y también cabe agregar que no tienen centriolos en su interior, ya que estos solo se presentan en las células animales.

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1) Pared celular

Se distinguen una pared primaria y una secundaria, que se desarrollan en forma propagada a las microfibrillas de celulosa dispuestas de manera ordenada, con una estructura más densa que la pared primaria. No permite el crecimiento de la célula; solamente aumenta su espesor por aposición, es decir, por depósito de microfibrillas de celulosa. Generalmente presenta tres capas, aunque pueden ser más. Cuando existe pared celular secundaria, el contenido celular desaparece, quedando en su lugar un hueco denominado lúmen celular. Por eso, todas las células con pared secundaria son células muertas. 2) Plasmodesmo

Unidades continuas de citoplasma que pueden atravesar las paredes celulares, manteniendo interconectadas las células continuas en organismos pluricelulares en los que existe pared celular, como las plantas o los hongos. Permiten la circulación directa de las sustancias del citoplasma entre célula y célula comunicándolas, atravesando las dos paredes adyacentes a través de perforaciones acopladas, que se denominan punteaduras cuando sólo hay pared primaria. Cada plasmodesmo es recorrido a lo largo de su eje por un desmotúbulo, una estructura cilíndrica especializada del retículo endoplasmático.

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Al hallarse unidos entre sí los protoplastos de las células vivas por medio de plasmodesmos, constituyen un simplasto único. El movimiento de sustancias a través de los plasmodesmos se denomina transporte simplástico.

3) Vacuola

Es un orgánulo celular presente en todas las células de plantas y hongos. También aparece en algunas células protistas y de otras eucariotas. Las vacuolas son compartimentos cerrados o limitados por la membrana plasmática ya que contienen diferentes fluidos, como agua o enzimas, aunque en algunos casos puede contener sólidos. La mayoría de las vacuolas se forman por la fusión de múltiples vesículas membranosas. El orgánulo no posee una forma definida, su estructura varía según las necesidades de la célula en particular. Las vacuolas que se encuentran en las células vegetales son regiones rodeadas de una membrana (tonoplasto o membrana vacuolar) y llenas de un líquido muy particular llamado jugo celular. La célula vegetal inmadura contiene una gran cantidad de vacuolas pequeñas que aumentan de tamaño y se van fusionando en una sola y grande, a medida en que la célula va creciendo. En la célula madura, el 90 % de su volumen puede estar ocupado por una vacuola, con el citoplasma reducido a una capa muy estrecha apretada contra la pared celular. 4. Plastos

Los plastos, plástidos o plastidios son orgánulos celulares eucarióticos, propios 33

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de las plantas y algas. Su función principal es la producción y almacenamiento de importantes compuestos químicos usados por la célula. Así, juegan un papel importante en procesos como la fotosíntesis, la síntesis de lípidos y aminoácidos, determinando el color de frutas y flores, entre otras funciones.1 Hay dos tipos de plastos claramente diferenciados, según la estructura de sus membranas: los plastos primarios, que se encuentran en la mayoría de las plantas y algas; y plastos secundarios, más complejos, que se encuentran en elplancton. 5. Cloroplastos

Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes fotosintetizadores se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía lumínica en energía química, como la clorofila. El término cloroplastos sirve alternativamente para designar a cualquier plasto dedicado a la fotosíntesis, o específicamente a los plastos verdes propios de las algas verdes y las plantas. El cloroplasto es el orgánulo donde se realiza la fotosíntesis de los organismos eucariotas autótrofos. El conjunto de reacciones de la fotosíntesis es realizada gracias a todo un complejo de moléculas presentes en el cloroplasto, una en particular, presente en la membrana de los tilacoides, es la responsable de tomar la energía del Sol, es llamada clorofila a

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6. Leucoplastos

Son

plastidios

que

sustancias coloreadas.

incoloras

Abundan

almacenan o

órganos

poco

almacenamientos limitados por membrana que se encuentran solamente en las células de las plantas y de las algas. Están rodeados por dos membranas, al igual que las mitocondrias, y tienen un sistema de membranas internas que pueden estar intrincadamente plegadas. Los plástidos maduros son de tres tipos: leucoplastos, cromoplastos y cloroplastos. Los leucoplastos almacenan almidón o, en algunas ocasiones, proteínas o aceites. Los cromoplastos contienen pigmentos y están asociados con los colores naranja y amarillo brillante de frutas, flores y hojas del otoño. Los cloroplastos son los plástidos que contienen clorofila y en los cuales tiene lugar la fotosíntesis. Al igual que otros plástidos, están rodeados por dos membranas; la membrana interna, la tercera membrana de los cloroplastos, forma una serie complicada de compartimientos y superficies de trabajo internos. En resumen, son organelos rodeados de dos membranasy se clasifican según los pigmentos y sustancias que contengan: Leucoplastos: Sin pigmentos Cloroplastos: Con clorofila Cromoplastos: Contiene pigmentos como los carotenos Amiloplastos: Contienen almidón.

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7. Cromoplastos

Son un tipo de plastos, orgánulos propios de la célula vegetal, que almacenan los pigmentos a los que se deben los colores, anaranjados o rojos, de flores, raíces o frutos. Cuando son rojos se denominan rodoplastos. Los cromoplastos que sintetizan la clorofila reciben el nombre de cloroplastos. Las plantas terrestres no angiospérmicas son básicamente verdes; en las angiospermas aparece un cambio evolutivo llamativo, la aparición de los cromoplastos, con la propiedad de almacenar grandes cantidades de pigmentos carotenoides. Hay cuatro categorías de cromoplastos según su estructura: 

Globulosos: los pigmentos se acumulan en gotas junto con lípidos: Citrus, Tulipa.



Fibrilares o tubulosos: los pigmentos se asocian con fibrillas proteicas: Rosa, Capsicum annuum.



Cristalosos: los pigmentos se depositan como cristaloides asociados con las membranas tilacoides: tomate, zanahoria.



Membranosos: membranas arrolladas helicoidalmente: Narcissus

8. Aparato de Golgi

Es un orgánulo presente en todas las células eucariotas. Pertenece al sistema de endomembranas. Está formado por unos 80 dictiosomas (dependiendo del tipo de célula), y estos dictiosomas están compuestos por 40 o 60 cisternas (sáculos) aplanadas rodeados de membrana que se encuentran apilados unos encima de otros, y cuya función es completar la fabricación de algunas proteínas. Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias cisternas del aparato de Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución 36

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de lisosomas, al igual que los peroxisomas, que son vesículas de secreción de sustancias. La síntesis depolisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a Camillo Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago Ramón y Cajal. 9. Ribosomas

Son complejos macromoleculares de proteínas y ácido ribonucleico (ARN) que se encuentran en el citoplasma, en las mitocondrias, en el retículo endoplasmatico y en los cloroplastos. Son un complejo molecular encargado de sintetizar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm). Sólo son visibles al microscopio electrónico, debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa que son los responsables de la basofilia que presentan algunas células. Están en todas las células (excepto en los espermatozoides). Los ribosomas están considerados en muchos textos como orgánulos no membranosos, ya que no existen endomembranas en su estructura,1 aunque otros biólogos no los consideran orgánulos propiamente por esta misma razón.2 En células eucariotas, los ribosomas se elaboran en el núcleo pero desempeñan su función de síntesis en el citosol. Están formados porARN ribosómico (ARNr) y por proteínas. Estructuralmente, tienen siempre dos subunidades: la mayor o grande y la menor o pequeña. En las células, estas macromoléculas aparecen en diferentes estados de disociación. Cuando están completas, pueden estar aisladas o formando grupos (polisomas). Las proteínas sintetizadas por los ribosomas actúan principalmente en el citosol; también pueden aparecer asociados al retículo endoplasmático rugoso o a la membrana nuclear, y las proteínas que sintetizan son sobre todo para la exportación 37

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10. Retículo endoplasmático

Es un complejo sistema de membranas dispuestas en forma de sacos aplanados y túbulos que están interconectados entre sí compartiendo el mismo espacio interno. Sus membranas se continúan con las de la envuelta nuclear y se pueden extender hasta las proximidades de la membrana plasmática, llegando a representar más de la mitad de las membranas de una célula. El retículo organiza sus membranas en regiones o dominios que realizan diferentes funciones. Los dos dominios más fáciles de distinguir son el retículo endoplasmático rugoso, con sus membranas formando túbulos más o menos rectos, a veces cisternas aplanadas, y con numerosos ribosomas asociados, y el retículo endoplasmático liso, sin ribosomas asociados y con membranas organizadas formando túbulos muy curvados e irregulares. La membrana externa de la envuelta nuclear se puede considerar como parte del retículo endoplasmático puesto que es una continuación física de él y se pueden observar ribosomas asociados a ella realizando la traducción. El retículo endoplasmático rugoso y el liso suelen ocupar espacios celulares diferentes como ocurre en los hepatocitos, en las neuronas y en las células que sintetizan esteroides. Sin embargo, en algunas regiones del retículo no existe una segregación clara entre ambos dominios y se aprecian áreas de membrana con ribosomas mezcladas con otras sin ribosomas. La disposición espacial del retículo endoplasmático en las células animales depende de sus interacciones con los microtúbulos, mientras que en las vegetales son los filamentos de actina los responsables. Intervienen en funciones relacionadas con la síntesis proteica, metabolismo de lípidos y algunos esteroides, así como el transporte intracelular. Se encuentra en las células animales y vegetal, pero no en la célula procariota.

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11. Mitocondrias Son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular (respiración celular). Actúan, por lo tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos

(glucosa,

ácidos

grasos y aminoácidos).

La mitocondria presenta una membrana exterior permeable a iones,metabolitos y muchos polipéptidos. Eso es debido a que contiene proteínas que forman poros llamados porinas o VDAC (canal aniónico dependiente de voltaje), que permiten el paso de moléculas de hasta 10 kDa de masa y un diámetro aproximado de 2 nm 12. Membrana celular ( la célula vegetal)

La membrana plasmática, membrana celular, membrana citoplasmática o plasmalema, es una bicapa las células.

lipídicaque

delimita

todas

Es una estructura laminada formada por fosfolípidos, glicolípidos y proteínas que rodea, limita, da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células. Regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Es similar a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas. Está compuesta por dos láminas que sirven de "contenedor" para el citosol y los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas).

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La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculasque deben entrar y salir de la célula 13. Citoplasma

Es la parte del protoplasma que, en una célula eucariota, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática. Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y en una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones. Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de estos. El citosol es la sede de muchos de los procesos metabólicos que se dan en las células. El citoplasma se divide en ocasiones en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos. El citoplasma se encuentra en las células procariotas así como en las eucariotas y en él se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática, llegando de esta forma a los orgánulos de la célula. El citoplasma de las células eucariotas está subdividido por una red de membranas (retículo endoplasmático liso y retículo endoplasmático rugoso) que sirven como superficie de trabajo para muchas de sus actividades bioquímicas 14. Núcleo

Es un orgánulo membranoso que se encuentra en el centro de las células eucariotas. Contiene la mayor parte del material genético celular, organizado en múltiples moléculas lineales de ADN de gran longitud formando complejos con una gran variedad de proteínas como las histonas para formar los cromosomas.

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El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear. La función del núcleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las actividades celulares regulando la expresión génica. Por ello se dice que el núcleo es el centro de control de la célula. 15. ADN (ácido desoxirribonucleico) Es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticasusadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. El papel principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo deinformación. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas deARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética 16. Cromatina ( la célula vegetal)

conjunto

de ADN, histonas y proteínas no históricas que se encuentran en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el genoma de dichas células. Las unidades básicas de la cromatina son los nucleosomas. Estos se encuentran formados por aproximadamente 146 pares de bases de longitud (el número depende del organismo), asociados a un complejo específico de 8 histonas nucleosómicas (octámero de histonas). Cada partícula tiene una forma de disco, con un diámetro de 11 nm y contiene dos copias de cada una de las 4 histonas H3, H4, H2A y H2B. Este octámero forma un núcleo proteico, alrededor del cual se enrolla la hélice de ADN (de aproximadamente 1,8 vueltas). 41

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Entre cada una de las asociaciones de ADN e histonas existe un ADN libre llamado ADN espaciador, de longitud variable entre 0 y 80 pares de nucleótidos que garantiza flexibilidad a la fibra de cromatina. Este tipo de organización, permite un primer paso de compactación del material genético, y da lugar a una estructura parecida a un "collar de cuentas". Posteriormente, un segundo nivel de organización de orden superior lo constituye la "fibra de 30nm", compuesta por grupos de nucleosomas empaquetados unos sobre otros adoptando disposiciones regulares gracias a la acción de la histona H1. Finalmente, continúa el incremento del empaquetamiento del ADN hasta obtener los cromosomas que observamos en la metafase, el cual es el máximo nivel de condensación del ADN. 17. ARN (ácido ribonucleico) Es un ácido nucleico formado por una cadena de ribo nucleótidos. Está presente tanto en lascélulas procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.

En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil que el ADN

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18. Centriolos

Son una pareja de tubos que forman parte del citoesqueleto, semejantes a cilindros huecos. Estos son orgánulos que intervienen en la división celular. Los centriolos son dos estructuras cilíndricas que, rodeadas de un material proteico denso llamado material pericentriolar, forman el centrosoma o COMT (centro organizador de microtúbulos) que permiten la polimerización de microtúbulos de dímeros de tubulina que forman parte del citoesqueleto, que se irradian a partir del mismo mediante una disposición estrellada llamada huso mitótico. Los centríolos se posicionan perpendicularmente entre sí. La función principal de los centríolos es la formación y organización de los filamentos que constituyen el huso acromático cuando ocurre la división del núcleo celular. 19. Microcuerpo

Es un orgánulo citoplasmático que no puede diferenciarse morfológicamente Grupo heterogéneo de orgánulos semejantes a vesículas relacionados y rodeados de membrana simple. Son ovales o esféricos Con un diámetro que varía entre 0.2 a 1.7 mm. Dependiendo del tipo de microcuerpo de que se trate, puede decirse que ellos se encuentran, semillas de plantas, protozoos, levaduras y hongos. Estos incluyen: peroxisomas, glioxisomas.Son orgánulos especializados que actúan como contenedores de actividadesmetabólicas. 20. Envoltura nuclear

Es una capa porosa (con doble unidad de membrana lipidica) que delimita alnúcleo, la estructura característica de las células eucariotas. Está formada por dos membranas de distinta composición proteica: la membrana nuclear 43

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interna (INM) separa el nucleoplasma del espacio perinuclear y la membrana nuclear externa (ONM) separa este espacio del citoplasma. La envoltura nuclear aparece atravesada de manera regular por perforaciones, los poros nucleares. Estos poros no son simples orificios, sino estructuras complejas acompañadas de una armazón de proteínas, que facilitan a la vez que regulan los intercambios entre el núcleo y el citoplasma. Se llama complejo del poro a cada una de esas puertas de comunicación. Por ahí salen las moléculas de ARN producidas por la transcripción, que deben ser leídas por los ribosomas del citoplasma. Por ahí salen también los complejos de ARN

y proteínas a partir de los cuales se

ensamblan en el citoplasma los ribosomas. Por los poros entran al núcleo las proteínas, fabricadas en el citoplasma por los ribosomas, que cumplen su papel dentro del núcleo. 21. Microtubulos Los microtúbulos son estructuras tubulares de las células, de 25 nm de diámetro exterior y unos 12 nm de diámetro interior,

con

longitudes

que

varían

entre

unos

pocos nanómetros mmicrómetros, que se originan en los centros organizadores de microtúbulos y que se extienden a lo largo de todo el citoplasma. Se hallan en las células eucariotas y están formadas por la polimerización de un dímero de dos proteínas globulares, la alfa y la betatubulina.Los microtúbulos intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis) y que, junto con los microfilamentos y los filamentos, forman el citoesqueleto. 22. Retículo endoplasmático liso El retículo endoplasmatico liso es un orgánulo celular formado

por

cisternas,

tubos

aplanados

sáculos

membranosos que forman un sistema de tuberías que participa en el transporte celular, en la síntesis de lípidos , en la detoxificación, gracias a enzimas destoxificantes que metabolizan el alcohol y otras sustancias químicas, en la 44

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glucogenolisis, proceso imprescindible para mantener los niveles de glucosa adecuados en sangre; asimismo actúa como reservorio de Ca2+. Carece de ribosomas adosados a su membrana. 23. Membrana plasmática La membrana plasmática es una bicapa lipídica que delimita todas las células. Es una estructura laminada formada por fosfolípidos, glicolípidos y proteínas que rodea, limita, da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de las células.Tiene un grosor aproximado de 7,5 nm ,está formada principalmente por fosfolípidos La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. 24. Tilacoide Los tilacoides son sacos aplanados que forman parte de la estructura de la membrana interna del cloroplasto; sitio de las reacciones captadoras de luz de la fotosíntesis y de la fotofosforilación; las

pilas

tilacoides

forman

colectivamente las granas. 25. Poros nucleares Los poros nucleares permiten el transporte de moléculas solubles en agua a través de la envoltura nuclear. Este transporte incluye el movimiento de ARN y ribosomas desde el núcleo

citoplasma,

movimiento

de proteínas , las moléculas de mayor tamaño pueden ser reconocidas mediante secuencias de señal específicas y luego difundidas con la ayuda de las nucleoporinas hacia o desde el núcleo.

Esto

conocido

como

ciclo

RAN. 45

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26. Tonoplasto Es la membrana que delimita la vacuola central en las células vegetales. Es selectivamente permeable y permite incorporar ciertos iones al interior de la vacuola. Es responsable de la turgencia celular y permite a las células de las plantas incorporar y almacenar agua con muy poco gasto de energía.

27. Mitocondria Son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular (respiración celular). Actúan,

por

tanto,

como

centrales

energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). La principal función de las mitocondrias es la oxidación de metabolitos (ciclo de Krebs, beta-oxidación

ácidos

grasos)

obtención de ATP mediante la fosforilación oxidativa, que es dependiente de la cadena transportadora de electrones; el ATP producido en la mitocondria supone un porcentaje muy alto del ATP sintetizado por la célula.

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28. Centrosoma Es un orgánulo celular que no está rodeado por una membrana; consiste en dos centriolos apareados, embebidos en un conjunto de agregados proteicos que los rodean y que se denomina “material pericentriolar” Su función primaria consiste en la nucleación y el abordo de los microtúbulos (MTs), por lo que de forma genérica estas estructuras (conjuntamente con los cuerpos polares del huso en levaduras) se denominan centros organizadores. 29. Lisosoma Son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo endoplasmático rugoso y luego empaquetadas por el complejo de Golgi, que contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, se encargan de la digestión celular. Son estructuras esféricas rodeadas de membrana simple. Son bolsas de enzimas que si se liberasen, destruirían toda la célula. 30. Nucléolo El núcleo es un organelo celular que está presente sólo en células eucarióticas. En el núcleo se encuentra la mayor parte del material genético de la célula en forma de cromatina, y proteínas como las histonas. En el proceso de división celular la cromatina se separa para formar los cromosomas. En la célula también se encuentran otros tipos de material 47

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genético, fuera del núcleo, como el ADN mitocondrial y el cloroplástico (en el caso de las células vegetales fotosintéticas). La función del núcleo es mantener la integridad de los genes, controlar y coordinar la actividad celular a través de la expresión de los mismos. 31. Vesículas Las vesículas citoplasmáticas son pequeños sacos de membrana de forma más o menos esférica que aparecen en el citoplasma. Son

realmente

muy

pequeñas,

aproximadamente 50 nm de diámetro.

32. Peroxisomas Los peroxisomas son orgánulos citoplasmáticos muy comunes en forma de vesículas que contienen oxidasas y catalasas. Estas enzimas cumplen funciones de detoxificación celular. Como todos los orgánulos, los peroxisomas solo se encuentran en células eucariontes. Fueron descubiertos en 1965 por Christian de Duve y sus colaboradores. Inicialmente recibieron el nombre de microcuerpos y están presentes en todas las células eucariotas. 33. Fibras intermedias La fibra intermedia está constituida por varias proteínas según el tipo de célula. La vimentina es una de ellas. La función, a grandes rasgos, es proteger la célula para que no se rompa frente a golpes fuertes o no se desarme.

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34. Pared adyacente Es la capa adyacente a la membrana plasmática. Se forma en algunas células una vez que se ha detenido el crecimiento celular y se relaciona con la especialización de cada tipo celular. A diferencia de la pared primaria, contiene una alta proporción de celulosa, lignina y/o suberina

35. Citosol El citosol o hialoplasma es la parte soluble del citoplasma de la célula. Está compuesto por todas las unidades que constituyen el citoplasma excepto los orgánulos. Representa aproximadamente la mitad del volumen celular.

36. Glucógeno El glucógeno es un espacio entre las paredes celulares de las células vegetales el cual cumple una función muy importante que es de almacenar energía pues este carga todas las energías y cuando la célula está en proceso de función el glucógeno suelta esta energía acumulada para ayudar a la célula en su desarrollo.

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37. Retículo Endoplasmático rugoso El retículo endoplasmático rugoso está formado por una serie de canales o cisternas que se encuentran distribuidos por todo el citoplasma de la célula. Son sacos aplanados en los cuales se introducen cadenas poli peptídicas las cuales formaran proteínas no citosolicas que pasaran al retículo endoplasmático liso y luego Aparato de Golgi para su procesamiento y exportación.

38. Endossoma tardío Es un orgánulo de las células vegetales delimitado por una sola membrana que transporta el material que se acaba de incorporar por endocitosis medido por un receptor en el dominio extracelular, la mayor parte del material es transferido a los lisosomas para su degradación.

39. Canal de plasmodesmo Los

plasmodesmos son

canales que

atraviesan la membrana y la pared celular. Estos canales especializados y no pasivos, actúan como compuertas que facilitan y regulan la comunicación y el transporte de sustancias

como

agua,

nutrientes,

metabolitos y macromoléculas entre las células vegetales. En los últimos años, una nueva visión sobre estos canales ha surgido y, estudios han demostrado que los plasmodesmos son más complejos de lo que anteriormente se pensaba. En esta nota, se 50

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pretende exponer el conocimiento actual sobre dichas estructuras, enfocándonos en su estructura y función. 40. Protessoma El proteassoma es un complejo proteico grande presente en todas las células eucariotas y Archaea, así como en algunas bacterias, que se

encarga

realizar

degradación

proteínas (denominada proteólisis) no necesarias o dañadas. En las células eucariotas los proteo somas suelen encontrarse en el núcleo y en el citoplasma.

Los proteo somas representan un importante

mecanismo por el cual las células controlan la concentración de determinadas proteínas mediante la degradación de las mismas. 41. Pared primaria Es un orgánulo propio de la células está ubicado en la primera capa de la pared celular y cumple la función de protección y es por donde van a ingresas sustancias que están

compuestas

por

celulosa,

hemicelulosa

sustancias pectinas

42. Laminillas

Es una capa de pectinas de calcio y magnesio que cementa conjuntamente las paredes celulares de la pared adyacente Es la primera capa que se deposita luego de la citocinesis

43. Cromosomas Son estructuras que se encuentran en el centro de las células que cumple la función de transportar fragmentos largos del ácido desoxirribonucleico

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CÉLULA PROCARIOTA

Se llama procariota a las células sin núcleo celular definido, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide. Por el contrario, las células que sí tienen un núcleo diferenciado del citoplasma, se llaman eucariotas, es decir aquellas cuyo ADN se encuentra dentro de un compartimiento separado del resto de la célula. Además, el término procariota hace referencia a los organismos pertenecientes al imperio Prokaryota, cuyo concepto coincide con el reino Monera de las clasificaciones de Herbert Copeland o Robert Whittaker que, aunque anteriores, continúan siendo aún populares. Casi sin excepción los organismos basados en células son unicelulares (organismos consistentes en una sola célula).

procariotas

Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma unicelular procariota (LUCA). Existe una teoría, la endosimbiosis seriada, que considera que a lo largo de un lento proceso evolutivo, hace unos 1500 millones de años, los procariontes derivaron en seres más complejos por asociación simbiótica: los eucariontes.

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Estructura Celular La estructura celular procariota tiene los siguientes componentes:

1. NUCLEOIDE (Cromosoma bacteriana que contiene el ADN) Los procariotas, bacteria y archaea, presentan típicamente un solo cromosoma circular, si bien existen algunas variantes a esta regla. El cromosoma bacteriano puede tener un tamaño desde 160 000 pares de bases (como en el endosimbionte Carsonella ruddii,119 a 12 200 000 pares de bases en la bacteria del suelo Sorangium cellulosum.120 Las bacterias usualmente tienen un solo punto en su cromosoma desde el cual se inicia la duplicación, mientras que algunas archeas presentan múltiples sitios de inicio de la duplicación. Por otro lado, los genes de los procariotas están organizados en operones y no contienen intrones. Los procariotas no poseen un núcleo verdadero, en cambio su ADN está organizado en una estructura denominada nucleoide. El nucleoide es una estructura distintiva y ocupa una región definida en la célula bacteriana. Esta estructura es muy dinámica y se halla mantenida y remodelada a través de la acción de proteínas similares a histonas, las cuales se asocian al cromosoma bacteriano. En archaea, el ADN en el cromosoma se halla todavía más organizado, con el ADN empacado dentro de estructuras similares a los nucleosomas eucarióticos 2. MEMBRANA PLASMATICA PROCARIONTE Rodea al protoplasma, es la principal barrera osmótica, no deja pasar los iones y regula el paso de nutrientes a ambos lados (selectivos y permeables). Posee un grosor de 8 nm. Por rayos X se ve que es una bicapa lipídica que posee un 40% de lípidos que en GRAM- son un 75% del total. Más del 40% son proteínas intrínsecas. Funciones de la membrana plasmática: 1.- Generación de energía. En anaerobiosis pasan los electrones por la cadena, el 53

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microorganismo gasta ATP y se forma un gradiente que es usado para diversas funciones como puede ser de transporte. 2.- Transporte. Mediante permeases que usan la fuerza protón- motriz para transportar solutos al interior. 3.- Translocación de hidratos de carbono y proteínas al exterior, sintetiza material de la pared celular. 4.- Síntesis de lípido y carbohidratos. 5.- Señalización. Detecta cambios ambientales. 6.- Unión del cromosoma durante la replicación y degradación a las células hijas. 7.- Formación del septo en la división celular.

3. PARED CELULAR (Excepto en Micoplasmas y Termoplasmatos) La pared celular es una estructura crítica para las células bacterianas de modo que la mayoría no puede vivir sin ella. Al microscopio electrónico se observa como una capa en íntimo contacto con la membrana citoplasmática de espesor 10 y 80 nm, según las especies, y estructura más o menos compleja, según los tipos bacterianos. Las paredes celulares más frecuentes e Bacteria se ajustan a dos modelos: Gram-positivo o Gram-negativo En ambos tipos hay un componente común, característico el peptidoglicano (PG)  Pared celular Gram positiva

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PEPTIDOGLUCANO inmerso en una matriz que representa el 20-60% de la pared celular Matriz compuesta por polímeros anónimos: Ácidos TEICOICOS, ácidos LIPOTEICOICOS y ácidos TICURÓNICOS que suministran cargas negativas, son receptores para bacteriófagos y tienen capacidad antigénica, son el antígeno O somático  Pared celular de las Bacterias Acido-alcohol Resistentes

Presentan un PEPTIDOGLUCANO especial unido a ACIDOS MICÓLICOS (Lípidos), GLUCOLÍPIDOS (Mico latos y Sulfolipidos de trehalosa, Micósidos) y CERAS a través de ARABINOGALACTANOS y ARABINOMANANOS de elavado peso molecular Los componentes lipídicos le confieren las siguientes propiedades.-

Carácter hidrófobo, consistencia cérea, grumos

Resitencia a agentes antibacterianos, como ácidos, álcalis, detergentes, colorantes

Resistencia a la decoloración por una mezcla de ácido y alcohol

 Pared celular Gram negativa

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Presenta una membrana externa y peri plasma donde se sitĂşa el peptidoglicano. ď&#x192;ź Paredes celulares de Arqueas

Difieren tanto en estructura como en composiciĂłn de las paredes celulares de Bacteria.

En Gram positivas estĂĄn formadas por: -

Heteropolisacaridos complejos similares al condroitin sulfato del tejido conjuntivo.

Pseudomureina.- NAG = đ?&#x203A;˝ â&#x20AC;Ś = NAT (N-acetil-talosaminourĂłnico)

En Gram negativas puede ser similar a una capa S de proteĂnas o glucoproteĂnas. En ocasiones dos capas de igual naturalea y un vaina

4. CITOPLASMA

Citoplasma

Se trata de un gel, que deja que las estructuras inmersas en ĂŠl se muevan fĂĄcilmente. Su constituciĂłn es de agua, proteĂnas, iones, lĂpidos e hidratos de carbono.

BiologĂa â&#x20AC;&#x201C; La Biblia de la CĂŠlula

5. Ribosomas

Los ribosomas de las células procariotas son los más estudiados, son de 70s y su masa molecular es de 2500 Kilodalton. Las moléculas de ARN ribosómicos son ricas en Adenina y Guanina y forman una hélice alrededor de las proteínas.

6. Operones El modelo de la regulación de los genes procariotas: el modelo operón, fué propuesto en 1961 por Francois Jacob y Jacques Monod. El fenómeno que inspiró la idea fué el de la inducción enzimática. Grupos de genes que codifican para proteínas relacionadas se agrupan en unidades conocidas como operón. Un operón consiste en: un operador, un promotor, un regulador y un gen estructural. El gen regulador codifica para una proteína que se pega al operador, obstruyendo al promotor (y por lo tanto a la transcripción), del gen estructural. El regulador no tiene que estar adyacente a los otros genes en el operón. Cuando se remueve la proteína represora, puede producirse la transcripción .

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7. Flagelo No siempre presente. Su constitución es de naturaleza proteica. Su función para el desplazamiento de algunos de estos organismos en medios húmedos o acuosos. Son apéndices móviles de longitud diversa que permiten el movimiento en medios líquidos. Estos apéndices no tienen ninguna semejanza estructural con los flagelos en células eucariota, aunque se denominen de igual forma. La fuerza motriz que desarrolla se obtiene mediante un movimiento circular en ambos sentidos a partir de la energía obtenida de una bomba de protones Se trata de apéndices largos y finos, libres por un extremo y fijados a la célula por el otro en distintas posiciones: a uno o a ambos extremos de la célula (flagelación polar) o en distintas posiciones alrededor de la superficie celular (flagelación perítrica). También es posible observar un penacho de flagelos en uno de los extremos de la célula, que reciben el nombre de lofótricos. La clasificación sería: a) Un flagelo en posición polar o subpolar: flagelación monótrica b) Un penacho de flagelos en posición polar: lofótrica c) Un penacho de flagelos en ambos extremos: anfítrica d) Flagelos repartidos por toda la superficie: perítrica e) Finalmente, flagelos dispuestos en posición lateral agrupados en penachos o no

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8. Vaina Estructura tubular que engloba a células bacilares Composición.- heteropolimero que puede recubrirse de oxidos de Hierro o Manganeso

9. Motor del Flagelo El motor es rotatorio y gira a 1000 rpm.

10. Botones de anclaje Material mucilaginoso segregado en puntos concretos de la pared (extremos de prostecas y péndulos)

11. Membrana externa (bacterias Gram negativas)

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Sus principales funciones son.-

Condiciona las propiedades de superficie de la bacteria (humedad, adhesividad, carga eléctrica)

Tamiz molecular

Protección frente a agentes antibacterianos

Especificidad antigénica

Endotoxina

Lugar donde se fijan las proteínas del sistema complemento

Receptores bacteriófagos y bacteriocinas

Punto de anclaje de parte del corpúsculo basal de los flagelos

12. Citomembranas de bacterias nitrificantes Invaginaciones de la membrana para conseguir una mayor superficie útil para las cadenas transportadas de electrones

13. Cromatóforos Invaginaciones de la membrana citoplásmica de las bacterias fotosintéticas anoxigenicas purpureas Formas variadas: vesículas huecas, repliegues concéntricos o túbulos aislados o en haces Función: superficie para el aparato fotosintético

14. Clorosomas Vesículas no rodeadas por unidad de membrana, situdas debajo de la membrana de las bacterias fotosintéticas verdes. Rodeadas de cubierta proteica 60

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Contienen los pigmentos antena para las fotosíntesis en bacterias verdes del azufre y no del azufre (anoxiftobacterias) 15. Carboxisomas Cuerpos poliédricos (corte poligonal) con envuelta proteica Acumulos de reserva del enzima ribulosabifosfatocarboxilasa (RuBisCo), enzima clave del ciclo de Calvin Bacterias fotoautotrofas y quimiolitoautotrofas

16. Magnetosomas Cristales de magnetita (Fe3O4) con forma de cubo o de octaedro ue se disponen en filas paralelas al eje longitudinal de la celula Permiten la orientación según el campo magnético terrestre Los poseen bacterias acuáticas flageladas aerobias o microaerófilas.

17. Vacuolas de gas Orgánulos refringentes formados por la agrupación regular de vesículas de gas. Las vesículas de gas tienen forma de cilindro con los extremos cónicos. Su pared está constituida por el ensamblaje regular de dos tipos de proteínas: la GvpA y la GvpC. Su función es regular la flotabilidad 18. Periplasma El espacio periplasmático es el compartimento que rodea al citoplasma en algunas células procariotas, como por ejemplo en las bacterias Gram negativa. Aparece comprendido entre la membrana plasmática, por dentro, y la membrana externa de las grandes negativas, por 61

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fuera. Tiene una gran importancia en el metabolismo energético, que se basa en la alimentación por procesos activos de diferencias de composición química, concentración osmótica y carga eléctrica entre este compartimento y el citoplasma. 19. Biopelícula Las bacterias presentan la capacidad de anclarse a determinadas superficies y formar un agregado celular en forma de capa denominado biopelícula, los cuales pueden tener un grosor que va desde unos pocos micrómetros hasta medio metro.

20. Capa S

Estructura resultante del ensamblaje de unidades idénticas de proteínas o glucoproteínas siguiendo una simetría hexagonal, cuadrangular o binaria FUCIONES.-

Tamiz molecular

Protección

En muchas Arqueas, verdadera pared

21. Fimbrias adhesivas Miden entre 4 – 7 nm de diámetro, repartids por toda la superficie. Codificadas por genes cromosómicos Al final poseen una melecula adesiva complementaria de un receptor o de otra celula. Funcionan como adhesivas condicionando la formación de velos y cicrocolonias y la adhesión a superficies inertes y vivas 62

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En bacterias patógenas son factores de virulencia implicados en la colonización de tejidos. Algunas bacterias patógenas pueden cambiar su adhesividad para colonizar diferentes tipos celulares y para evadir los Ac específicos para las primeras fimbrias 22. Pelos sexuales Más largos y gruesos que las fimbrias adhesivas (10 nm de diámetro) en menor número (1 – 10 por célula) Están codificados por plásmidos Funcionan en las primeras etapas del proceso de conjunción Algunos son receptores de fagos Ejemplo: pelos F codificados por el plásmido F de E. coli 23. Tilacoides

Sacos membranosos que aparecen en Cianobacterias, sin continuidad con la membrana plasmática. En ellos se sitúa los centros de reacción fotosintéticos En su cara externa se disponen los ficobilisomas. El conjunto tilacoides + ficobilisomas constituye el aparato fotosintético de las cianobacterias 24. Plásmidos Son moléculas de ADN en la que la doble hélice se encuentra formando un círculo cerrado. Es más pequeño que el ADN cromosómico bacteriano, y el hecho de su

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presencia le transmite a ese individuo caracteres que no se presentan en aquello que no lo portan 25. Meso somas Invaginaciones de la membrana citoplasmática que se observan en muchas bacterias Suelen estar en determinadas localizaciones: tabique trasversal y cerca del nucleoide. Permanece sin aclarar si son artefactos de laboratorio o estructuras reales

FUNCIONES: -

Algún papel en la formación del septo transversal

Punto de anclaje del cromosoma bacteriano y de algunos plásmidos

La replicación y distribución del cromosoma a las células hijas

Secreción de exoenzimas en Bacillos

26. Laminillas o lamelas Se trata de pliegues membranosos que se extienden desde la membrana plástica hacia el interior (abiertos: no forma compartimentos). Su función puede ser muy diversa dependiendo del organismo que se trate, como por ejemplo: presentar pigmentos relacionados con la fotosíntesis (bacteriorodopsina o bacterioclorofíla) o partículas captadores de nitrógeno molecular, etc.).

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27. Capsula

Es una estructura superficial viscosa o mucilaginosa Se denomina: -

CAPSULA si es rígida e integral

CAPA MUCILAGINOSA si es flexible y periférica

GLUCOCALIX si es una capa superficial polisacárido Composición química:

POLISACARIDAS: Homopolisacaridos neutros (extraños, levanos) Heteropolisacaridos anionicos (azúcares, amino azúcares, ácidos irónicos)

POLIPEPTIDICAS (Bacillos) Estructura homogénea de tipo fibroso o capas concéntricas o radicales en una matriz muy hidratada

28. Prostecas

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Son prolongaciones semirrígidas vivas con un diámetro menor que el cuerpo celular. Presentes en el grupo de bacterias Prostecadas (Gemantes y/o con apéndices) FUNCIONES: aumento de la relación superficie/volumen, lo que favorece la flotabilidad y una amyor superficie para la captación de nutrientes en ambientes oligotróficos; reproductivos, anclaje a sustratos inertes o a otras células. 29. Tallos o péndulos

Son estructuras filamentosas no vivas, terminadas en botones de anclaje producidas por secreción continua de materiales polisacáridos en una zona concreta de la superficie bacteriana Función: unión a sustratos inertes o vivos y formación de rosetas 30. Heteroquistes

Mecanismo especializado en la fijación de Nitrógeno y por tanto con adaptaciones para proteger la Nitrogenasa. Engrosamiente de la pared celular, carencia de ficobilisomas y solo realizan fotofosforilación cíclica

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31. Acinetos

Son formas de reposo con pared celular engrosada, resistentes a la desecación y la congelación pero no al calor. Originan hormogonios (cuando las condiciones mejoran, se producen divisiones transversales en el acineto dando un filamento más corto y fino que los tricomas) 32. Quistes bacterianos

Son formas de resistencia que aparecen por engrosamiento de la pared celular acumulan materiales de reserva, tienen metabolismo endógeno y mayor resistencia al calor, desecación y agentes químicos que la celula vegetativa.

33. Endosporas bacterianas Son el resultado de un proceso de diferenciación celular que tien lugar al interior de determinadas bacterias Gram positivas, Bacillius, Clostridium, debido a la privación de nutrientes en su medio ambiente. 67

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Son células en reposo, con metabolismo prácticamente detenido, extraordinariamente resistentes al calor y a otros agentes físicos y químicos muy agresivos, que representan una etapa del ciclo de las bacterias que las forman 34. Membrana celular La membrana celular de las procariotas carece de colesterol u otros esteroides (con excepción de los mycoplasmas, que sí los tienen). Poseen, además una pared celular que da a los diferentes tipos sus configuraciones características; esta pared permite la integridad de las procariotas que, al ser hipertónicas en relación con su ambiente (con excepción de los mycoplasmas descritos en la nota 20), estallarían de no tenerla.

35. Enzimas relacionadas Debido a la Ausencia de mitocondrias, las enzimas desempeñan la función de la oxidación de moléculas orgánicas están ligadas a las membranas

36. Grano de alimento celular Son partículas sólidas que han ingresado

célula

por

endocitosis, están formadas por moléculas cuyos átomos están unidos

entre

químicos. necesaria para que la célula cumpla con sus procesos como la

Aportan

por

enlaces

energía

respiración celular y

además ayuda a reponer partes destruidas de la estructura celular.

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