La Célula: Unidad de Vida

Célula

• Es la unidad anatómica, morfológica, funcional y genética de todo ser vivo
• Es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo
• Es un sistema complejo con cientos de componentes moleculares que trabajan de forma coordinada para producir la vida
• Las células son unidades estructurales y funcionales de los organismos
• Las células pueden ser Eucariotas o Procariotas
• Algunos organismos son unicelulares, otros pluricelulares

Características de las Células

• Unidad anatómica que constituye la base de la estructura de los seres vivos
• Unidad funcional que realiza una función determinada
• Las células son estructuras complejas y organizadas que requieren energía para su mantenimiento
• Las células poseen un programa genético
• Las células se dividen generando más células
• Adquieren y usan energía a través de reacciones enzimáticas en el metabolismo celular
• Llevan a cabo gran cantidad de reacciones químicas: metabolismo
• Desempeñan actividades mecánicas, a través de proteínas motoras
• Se autoregulan

Propiedades de la Célula

• Excreción: eliminan productos de desecho
• Respiración: absorben oxígeno
• Absorción y Asimilación: captan alimentos y otras sustancias
• Crecimiento, tienen la capacidad de aumentar su volumen sintetizando sustancias
• Reproducción: por medio de la Mitosis y la Meiosis
• Irritabilidad: responden a estímulos
• Conductividad: transmiten impulsos eléctricos
• Contractibilidad: se pueden acortar

Componentes de la Célula

• Núcleolo
• Núcleo
• Ribosomas
• Vacuolas de Secreción
• Retículo Endoplasmático Rugoso
• Aparato de Golgi
• Citoesqueleto
• Retículo Endoplasmático Liso
• Mitocondrias
• Vacuolas
• Citoplasma
• Lisosomas
• Centriolos
• Membrana Plasmática

Células Procariotas

• Carecen de membrana nuclear y organelas citoplasmáticas
• Poseen ribosomas para formar proteínas
• Tienen un ADN abierto y disperso en el citoplasma, sin núcleo
• Son microscópicas
• Se observan con la ayuda del microscopio
• Reproducción asexual
• Un individuo unicelular consistirá en una mitosis simple seguida de citocinesis
• Las bacterias o cianobacterias corresponden a este grupo

Célula Eucariotas

• Son más evolucionadas, de mayor tamaño y forma variada
• Son más complejas, poseen núcleo y citoplasma
• Están rodeadas de membrana plasmática
• En el citoplasma se encuentran los organelos citoplasmáticas
• Se da en los organismos pluricelulares más complejos
• Tienen membrana nuclear y material genético en el núcleo
• El ADN está contenido en un núcleo permeable con doble membrana
• Los reinos protistas, fungi, vegetal y animal están constituidos por este tipo de células
• Son células sexuales
• Células especiales llamadas gametos con la mitad de cromosomas de una célula normal, se fusionan y originan un nuevo unicelular

Membrana Citoplasmática

• La membrana citoplasmática tiene como funciones: protección, transporte, y recepción
• Su composición incluye fosfolípidos, colesterol, proteínas y carbohidratos
• Los fosfolípidos se organizan en bicapa lipídica
• Los fosfolípidos tienen carácter anfipático
• Poseen una cabeza hidrófila y extensiones hidrófobas
• Lado externo e interno de la membrana
• Proteína intrínseca y proteína canal iónico de la membrana
• Glicoproteína
• Moléculas de fosfolípidos organizadas en bicapa
• Moléculas de colesterol
• Cadenas de carbohidratos
• Glicolípidos
• Región polar (hidrofílica) de la molécula de fosfolípido
• Región hidrofílica de la molécula de fosfolípido
• El modelo de la membrana plasmática es un mosaico fluido de fosfolípidos
• Las proteínas representan el 50% de la masa de la membrana plasmática
• Pueden ser integrales (atraviesan la membrana) o periféricas (intra o extracelulares)
• Interactúan con glucoproteínas y lípidos (glucolípidos)
• Tienen movimientos libres en la bicapa

Proteínas Integrales

• Bomba: transporte activo de iones a través de la membrana
• Canales: difusión pasiva de iones y moléculas pequeñas
• Receptoras: reconocimiento y fijación de moléculas
• Ligadoras: fijación del citoesqueleto a la matriz extracelular
• Enzimas: gran variedad de funciones dependiendo de su sitio de acción
• Estructurales

Citoplasma

• Se encuentra fuera del núcleo y dentro de la membrana citoplasmática
• Contiene organelos e inclusiones
• La matriz citoplasmática contiene solutos (Na, K, Ca) y moléculas orgánicas (CH, lípidos, RNA)
• Se localiza debajo de la membrana plasmática
• Contiene una alfombrilla entretejida de microfilamentos compuestos de fibras de Actina que da soporte semisolido
• Se le llama Córtex o Ectoplasma a la zona de soporte semisolido
• El líquido entre el córtex y la membrana nuclear se llama Endoplasma
• El líquido claro que constituye la parte del citoplasma en que se encuentran dispersas las partículas se llama Citosol
• El citosol contiene principalmente proteínas disueltas, electrólitos, glucosa y cantidades minúsculas de lípidos
• Tiene función nutritiva y de almacenamiento
• El citoplasma proporciona la forma de la célula y es la base de sus movimientos

Organelos

• Pueden ser membranosos y no membranosos
• Formas variadas (vesículas, tubulares, etc.)
• Funciones metabólicas, sintéticas, consumidoras y generadoras de energía
• Compartimientos intracelulares con luz propia
• Algunas regiones concentran colesterol y glucoesfingolípidos: almadias lipídicas
• Las grasas tienen menor movilidad
• Las proteínas son integrales y periféricas
• Participan en la señalización molecular

Lisosomas

• Se originan en el aparato de Golgi y se dispersan por todo el citoplasma
• Proporcionan un sistema digestivo para la célula
• Eliminan sustancias de desecho y estructuras dañadas o bacterias
• Contienen enzimas hidrolíticas con un PH ácido (4.8 a 5.2)
• Son enzimas hidrolíticas que degradan moléculas
• Degradan lípidos, proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos
• Actúan sobre los productos de endocitosis o autofagia
• Tienen una doble capa lipídica
• En su interior hay agregados proteicos de enzimas hidrolíticas (digestivas)
• La membrana es resistente a la hidrólisis (moléculas de sacáridos)

Endosomas

• Derivados de la endocitosis
• Tempranos y tardíos
• Algunos se convierten en lisosomas
• Suministran hidrolasas (enzimas lisosómicas)
• Relacionados al sistema de transporte

Retículo Endoplasmático Rugoso

• Síntesis proteica celular
• Serie de sacos o cisternas aplanados e interconectados
• Ribosomas adosados en la superficie
• ARN o RNA y proteínas
• Conjuntos: polisomas
• Membrana continua con la membrana nuclear

Síntesis Proteica

• Transcripción del código genético: DNA a RNAm
• Traducción: lectura del RNAm a cadena polipeptídica
• Ingreso a la cisterna Modificación posterior, Concentración y Transporte
• Liberación del ribosoma
• No permite la liberación del polipéptido hasta su modificación final
• Liberación al aparato de Golgi

Retículo Endoplasmático Liso

• Túbulos cortos sin ribosomas
• No sacular
• Separado del RER o extensión del mismo
• Metabolismo de lípidos, esteroides y glucógeno
• Célula muscular y corazón: retículo Sarcoplásmico

Aparato de Golgi

• Conjunto de sáculos o cisternas membranosas con material rico en electrolitos
• Participa en la desintoxicación
• Interviene en el procesamiento y empaquetamiento de productos de secreción
• Cerca del centrosoma, se origina a partir del retículo endoplásmico por medio de vesículas que posteriormente se unen
• Produce enzimas secretoras, transporta y almacena lípidos, y formar lisosomas primarios

Mitocondrias

• Compuesta por una bicapa lipídica/proteína
• Membrana interna formada por crestas con enzimas oxidativas
• Membrana externa y una matriz con enzimas
• Probablemente son autoreplicativas
• Poseen Ácido Desoxirribonucleico (ADN) y son de forma de riñón y globular
• Están suspendidas en el citoplasma
• Función controlar la entrada y salida de sustancias
• Utiliza energía para sintetizar una sustancia muy rica en energía llamada ATP
• Tiene organelos compuestas de ARN y proteínas para formar estructuras complejas
• Están muy cercanas al Retículo Endoplásmico y se encuentran libres
• Se encarga de la respiración celular

Peroxisomas

• Producen peróxido de hidrógeno (H2O2), un subproducto de las reacciones de óxido-reducción que es tóxico para las células
• Son pequeños orgánulos rodeados por una membrana sencilla
• No tienen genoma propio ni la maquinaria necesaria para su procesamiento
• Se multiplican por división
• Pueden contener hasta 50 enzimas digestivas diferentes y productos secundarios
• Realizan reacciones oxidativas. Reacciones de óxido-reducción, participan en el metabolismo energético y la biosíntesis.
• Metabolismo energético. participan en la producción de ATP, que el motor energético de una célula.
• Biosíntesis. Síntesis de lípidos

Endocitosis

• Fagocitosis: partículas grandes (bacterias) en vesículas grandes
• Pinocitosis: líquido y moléculas pequeñas en vesículas pequeñas
• Mediada por receptores: moléculas específicas se adosan a receptores específicos de la membrana plasmática

Exocitosis

• Mecanismos Constituido: exportación continua a la membrana celular en vesículas de transporte
• Secreción Regulada: almacenan temporal y liberación tras activación
• Vía Endosómica: entre orgánulos

Transporte

• De membrana: difusión simple, proteínas bombas y proteínas canal
• Vesicular: Endocitosis y exocitosis

Homeóstasis

• Capacidad del organismo para mantener una situación físico-química constante, incluso ante alteraciones
• Movilización de sistemas como el Sistema Nervioso Central, el Sistema Endocrino, el Sistema Excretor, el Sistema Circulatorio, el Sistema Respiratorio para la autorregulación

Metabolismo

• Conjunto de reacciones (oxidación-reducción) que permiten la regulación y aprovechamiento de proteínas, hidratos de carbono, grasas, vitaminas y minerales
• Permiten el crecimiento, regulación de la temperatura, producción de energía y mantenimiento de las funciones vitales
• Las reacciones se organizan en rutas anabólicas o catabólicas

Anabolismo

• Fase constructiva del metabolismo, genera moléculas orgánicas complejas
• Funciones asociadas al mantenimiento, reparación y crecimiento tisular y almacenamiento de energía
• Tiene 3 etapas: generación de precursores, activación mediante ATP y formación de moléculas complejas

Catabolismo

• Fase destructiva del metabolismo, consiste en la transformación o degradación grandes moléculas de materia orgánica
• Degradación de nutrientes orgánicos y obtención de energía química
• Tiene 3 etapas: degradación de moléculas, transporte a las células para degradación y oxidación de coenzimas

Muerte Celular

• La muerte celular es un hecho normal en los tejidos multicelulares y no produce alteración de las funciones
• Un balance homeostático entre la proliferación de células nuevas y la muerte de células agotadas o seniles

Necrosis

• Ocurre de manera aguda, por proceso no fisiológicos, mediante una agresión que causa lesión en una porción importante del tejido, por ejemplo en el centro de un tejido infartado
• Desencadenada por toxinas, hipoxia severa, agresión masiva y cualquier otra condición que genere caída de ATP.
• Desorganización y lisis del citoplasma, dilatación del retículo endoplásmico y de las mitocondrias
• Disolución de la cromatina y pérdida de la continuidad de la membrana citoplasmática (proceso de oncosis)
• Ocurre pérdida de la integridad de la membrana celular
• El contenido del citoplasma es volcado al espacio extracelular

Apoptosis

• Desencadenada por condiciones fisiológicas o patológicas sin pérdida de niveles de ATP
• El ADN es fragmentado en pares de bases
• La membrana celular permanece intacta
• Condensación de los componentes del citoplasma y formación de cuerpos apoptóticos
• El cuerpo apoptótico es fagocitado por células vecinas sin generar proceso inflamatorio
• No se vuelca contenido intracelular al espacio extracelular

Vias principales que llevan a apoptosis

Las vías se activan por:

• Inducción positiva o externa por un ligando unido a los receptores específicos de la membrana plasmática
• Inducción negativa o interna que ocurre por pérdida de la actividad supresora de mecanismos intracelulares

Autofagia

• Comienza cuando el material intracelular que va a ser degradado es englobado por una doble membrana que crece hasta cerrarse por completo: autofagosoma
• Fusión del autofagosoma con el lisosoma: orgánulo con enzimas hidrolíticas degradan al material
• El autofagolisosoma (los productos finales de esta degradación: aminoácidos, ácidos grasos, azúcares y nucleótidos) salen al citoplasma a través de transportadores en la membrana
• Pueden ser reciclados y utilizados en nuevos procesos celulares

Núcleo

• Estructura más destacada de la célula eucariota. Su tamaño es variable (5 a 10 mm)
• Ubicación central en la mayoría de los tipos celulares
• Tres funciones primarias todas relacionadas con su contenido de ADN:
  • Almacenar la información genética el ADN
  • Recuperar la información almacenada el ADN la forma de ARN
  • Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas a través del producto de la expresión de los genes: las proteínas

Estructura del Núcleo

• Envoltura nuclear doble membrana interrumpida por numerosos poros nucleares.
• Nucleoplasma esqueleto filamentoso matriz nuclear soporte los cromosomas complejos proteicos que intervienen en la replicación y transcripción del ADN.
• Envoltura nuclear red de filamentos intermedios dependientes del citoesqueleto lámina nuclear adyacente superficie interna soporte interno.
• Células mitosis o meiosis fragmentos matriz nuclear dirigen condensación cromosomas constituyéndose parte central.
• El núcleo contiene los cromosomas de la célula. Cada cromosoma consiste en una molécula única de ADN con una cantidad equivalente de proteínas. Colectivamente, el ADN con sus proteínas asociadas se denomina cromatina
• Las proteínas básicas son ricas residios arginina y lisina cargados positivamente. Por esta razón se unen estrechamente con los grupos fosfatos cargados negativamente ADN
• La cromatina también contiene pequeñas cantidades de una amplia variedad de proteínas no histónicas. La mayoría de ellas son factores de transcripción ej., receptor esteroide asociación ADN pasajera. Estos factores regulan que parte del ADN transcriba ARN.

Heterocromatina

• Forma inactiva condensada localizada sobre todo en la periferia del núcleo
• Segmentos cromosómicos que aparecían muy condensados y oscuros en el núcleo en interfase
• Constitutiva: Se encuentra condensada, inactivas, cerca del centrómero cromosómico
• Facultativa: Se encuentra condensada en ocasiones, pero en otras se transcribe en forma activa (no condensada), se observa como una Eucromatina

Eucomatina

• Forma de la cromatina ligeramente compactada una gran concentración de genes,-forma activa formada por una fibra de un diámetro que corresponde al NUCLEOSOMA, que es un segmento de ADN.

Nucléolo

• Estructura sin membrana delimitadora, tiene gran cantidad de ARN y Proteínas en los Ribosomas
• Aumenta tamaño célula sintetizando proteínas forma activa
• Genes de cromosomas distintos sintetizan ARN almacenados nucléolo fribrilar laxo condensa subunidades granulares de ribosomas Se transportan POROS Citosol o en el Retículo Endoplásmatico