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En este documento se presenta una descripción detallada de las células procariotas y eucariotas, su estructura básica, el proceso de división celular a través de la mitosis y meiosis, y la importancia de los cromosomas. Además, se incluyen anexos con ilustraciones del microscopio y diagramas de la estructura básica de la célula.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria Instituto Universitario de Tecnología “Juan Pablo Pérez Alfonzo” IUTEPAL Extensión Maracay- Estado Aragua
Maracay, junio 20 21 Bachiller: Romero, Oriana C.I: 30.186. Sección: 101 - B Profesor: Guzmán, Manuel Materia: Morfología
Definición En biología, la célula (del latín cellula, diminutivo de cella, ‘celda’) es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, es considerada la unidad más pequeña dotada de vida. De esta manera, los organismos vivos se pueden clasificar por la cantidad de células que posean en dos categorías: organismos unicelulares si solo tienen una (como las bacterias y los protozoos) y, cuando tienen varias, organismos pluricelulares. Tipos de células La clasificación de las células no es un tema sencillo, sin embargo, una de las mas aceptadas cosiste en separarlas en dos grandes grupos en función de si la misma tiene o no un núcleo, estos grupos son: procariotas y eucariotas. Células procariotas: son las células más sencillas, ya que las mismas no tienen un núcleo celular definido y carecen de envoltura nuclear, cloroplastos y otros plástidos, mitocondrias y otros orgánulos membranosos. Al no contar con un núcleo, su material genético se encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide. Las células procariotas, a su vez, se clasifican en dos grupos: arqueas (microorganismos unicelulares primitivos) y bacterias (organismos microscópicos formados por células procariotas más evolucionadas). La diferencia más importante que sustentó en un inicio la diferencia entre estos dos grupos está en la secuencia de bases nitrogenadas de las fracciones del ARN ribosomal 16S. Células eucariotas: apareciendo hace unos 1.800 millones de años a partir de las procariotas, las células eucariotas son las células más complejas. Disponen de un núcleo bien definido donde se “almacena” el material genético y en su citoplasma hay estructuras más elaboradas, cosa que permitió la aparición de organismos pluricelulares.
Estas células, al igual que las procariotas, se clasifican en 4 grupos: células animales (carece de pared celular y de cloroplastos; constituyen a todas las especies animales de la Tierra, incluidos los seres humanos), células vegetales (especializadas en realizar la fotosíntesis), células fúngicas o de los hongos (al igual que las vegetales, disponen de una pared celular alrededor de la membrana, aunque su composición es distinta y no realizan la fotosíntesis) y las células protistas (comparte características de todos, no son ni bacterias, ni plantas, ni hongos, ni animales; las algas es su organismo mas representativo). Estructura de la célula En general, se pueden distinguir, con la ayuda del microscopio óptico, 3 estructuras principales y comunes en las células: material genético (ADN), citoplasma y membrana citoplasmática. ✓ Material genético: constituido por una o varias moléculas de ADN en forma cromosómica, se encuentra encapsulado en el núcleo de las células (en caso de ser eucariotas) o se encuentra disperso en el citoplasma en forma de una larga cadena que se enrosca a si misma (células procariotas). ✓ Citoplasma: es el líquido gelatinoso del interior de la célula, situado entre el núcleo celular (si posee) y la membrana plasmática. Se conforma por el citosol (agua, sales y proteínas que, en su conjunto, le otorgan la densidad gelatinosa), el citoesqueleto (proteínas que le dan soporte a la célula) y de orgánulos u organelos (compartimentos de funciones especializadas). Algunos orgánulos del citoplasma son:
✓ Secretoras: producir sustancias esenciales para la vida y la autorregulación del organismo, como lo hacen las mucosas o las glándulas. ✓ Metabólicas: descomponer los nutrientes o transportarlos a lo largo del cuerpo, como hacen respectivamente las células digestivas en el intestino y los glóbulos rojos en la sangre. ✓ Defensivas: ayudar al organismo a defenderse de agentes externos y eliminarlos, o a combatir enfermedades, como lo hacen los glóbulos blancos. ✓ Controladores: coordinar la enorme diversidad de procesos del cuerpo, transportando información y generando reacciones específicas a estímulos determinados (como es el caso de las neuronas). ✓ Reproductoras: combinarse con otras células sexuales provenientes de otro organismo de la misma especie para dar lugar a un nuevo individuo (reproducción sexual), o dividirse (por su propia cuenta) por mitosis para producir un nuevo individuo idéntico al parental (reproducción asexual). DIVISIÓN CELULAR Definición La división celular es la etapa del ciclo celular en la cual, a partir de una célula inicial o célula madre, se forman dos células. Gracias a esta división se garantiza la perpetuidad de la existencia de los seres vivos, así como se mantiene su crecimiento, la reparación de tejidos y la reproducción. En los seres pluricelulares este crecimiento se da por la reparación de tejidos y en los unicelulares se produce mediante reproducción asexual. Descripción del proceso de división celular La división celular se genera de dos maneras: mitosis (células somáticas) y meiosis (células sexuales), cada una con sus propias fases. En la reproducción celular tipo mitosis encontramos 5 fases: interfase, profase, metafase, anafase y telofase. En cambio, la meiosis consta de 2 etapas, la meiosis I y la meiosis II. Ambos procesos serán explicados más adelante.
Definición Como se mencionó anteriormente, la mitosis es un proceso de la división celular, donde una célula madre se divide para dar la formación de dos células hijas iguales, por lo tanto, estas tienen la misma cantidad de cromosomas y la misma información genética, por lo tanto, no hay variabilidad genética. Cabe destacar que este proceso ocurre en las células somáticas. Descripción del proceso En la división por mitosis se encuentran las siguientes fases: ✓ Interfase: etapa en la cual la célula no se reproduce, pero se prepara para hacerlo. Esta etapa se divide, a su vez, en 3 fases:
✓ En la mitosis las células formadas conservan el mismo número de cromosomas de la célula que las originó, por lo que son llamadas células diploides, por lo tanto, no hay variabilidad genética. En la meiosis, contrariamente, las células formadas pierden la mitad de la información genética de la célula que las originó, a estas nuevas células se les conoce como haploides, por lo tanto, si hay variabilidad genética. CROMOSOMAS Definición Es una diminuta estructura filiforme que contiene el material genético (ADN) presente en todas las células de los seres vivos. Se encuentra formado por cromatina, que es un ácido nucleico con histonas y proteínas que ayudan al ADN a existir de la forma apropiada. Tienen una forma definida de X, que es perfectamente observable durante las etapas de división o replicación celular. En las células eucariotas la cromatina se encuentra en el núcleo de forma lineal y se visualiza como una maraña de hembras delgadas. Por otra parte, en las células procariotas se encuentra de forma circular (cerrada) y de doble filamento, en la región nucleoide. Estructura de los cromosomas Los cromosomas cuentan con una estructura doble, la cual está compuesta por estructuras paralelas entre sí y unidas por un centrómero, llamadas cromátidas. En ambos “brazos” de una cromátida están ubicados los genes, en idéntica posición respecto a su homóloga, en compartimientos llamados locus. Como los cromosomas se componen de un centrómero que divide cada cromátida en dos brazos: uno corto (brazo p) y uno largo (brazo q), dependiendo de la ubicación del centrómero se puede hablar de: ✓ Cromosomas metacéntricos: el centrómero está casi a la mitad de la estructura, formando brazos de longitud muy similar. ✓ Cromosomas submetacéntricos: el centrómero está retirado del centro, pero no demasiado. Eso forma brazos inexactos y asimétricos.
utilizado y el primero en ser creado debido a su simplicidad técnica, ya que consta de uno o más lentes que permiten conseguir una imagen aumentada del objeto o elemento en observación. Cabe destacar que estas lentes pueden aumentar un objeto hasta 15 veces por medio de la refracción. Estas lentes son vidrios, plásticos o cualquier otro tipo de materiales traslúcidos de forma circular, que cambia la dirección de la luz que incide sobre ellos. Pero para esas mismas fechas, Galileo Galilei también elaboró un microscopio haciendo uso de un lente convexo y otro cóncavo. Por eso, aun cuando han pasado muchísimos años, se tienen dudas sobre quién es el verdadero inventor de esta herramienta tan útil. Lo único que si se mantiene en claro, es que la primera persona en utilizar el término de microscopio, fue Giovanni Faber en el año 1625. Luego, para lo que fue parte del siglo XVII, comienzan a aparecer las primeras investigaciones que documentaba observaciones realizadas bajo el seguimiento de un microscopio. La primera de estas investigaciones tiene el título de Micrographia y fue escrita por Robert Hooke, misma que fue publicada en el año 1665. En esta obra, se encuentran todo tipo de ilustraciones de insectos y plantas, todas ellas tomadas por medio de esta herramienta óptica. Con el paso de los siglos, la tecnología de estas herramientas fue perfeccionándose hasta obtener los dispositivos que se están empleando hoy en día en todo el mundo, siendo Carl Zeiss uno de los fabricantes de microscopios más famosos del siglo XIX porque su empresa modernizó totalmente la herramienta e incorporó muchas teorías ópticas desarrolladas por Ernst Abbe, un científico de renombre. Más tarde, los avances del siglo XX permitieron que se desarrollaran nuevas técnicas microscópicas, obteniendo como resultado, nuevos tipos de microscopios, entre ellos, el electrónico. Estructura del microscopio Los microscopios poseen varias partes que integran todo su funcionamiento. Las mismas se pueden clasificar de acuerdo a las que pertenecen a su sistema mecánico y las que
pertenecen a su sistema óptico. Sin estas, es imposible que el microscopio funcione correctamente. ✓ Sistema óptico:
El video observado tiene como temática principal la “Biología celular básica”, en donde desde que empieza hasta el minuto 34:00 se explica todo lo relacionado con la célula, como lo es sus tipos y sus estructuras. Al iniciar surge la pregunta “¿Cuál es la unidad básica de todo ser vivo?” la cual es respondida a continuación y a lo largo del video se entiende el porqué. Entonces, la respuesta de esta pregunta es la célula, la cual está dividida en dos grandes grupos, basándose en si existen o no organelos con funciones y estructuras organizadas, estos grupos vendrían siendo:
células), es importante mencionar que estas células poseen más estructuras, pero estas son las descritas. ✓ Membrana citoplasmática o plasmática: es esencial para la vida celular, sin esta no existe dicha vida. Su función principal es servir como barrera funcional, jugando un papel sumamente importante en los organismos procariontes, ya que es la encargada del metabolismo celular de la misma. Por su parte, la pared celular se encuentra en la parte exterior de la célula, rodeándola, esta es igual de suma importancia debido a que en estas células, al no existir un citoesqueleto como en las eucariotas, es la estructura que tiene el rol de darle firmeza y rigidez a la célula. ✓ Citoplasma: lugar donde se encuentran los ribosomas, el nucleoide, las proteínas, enzimas, entre otros. ✓ Nucleoide: es una estructura simple se almacena el ADN. Se diferencia del núcleo, ya que el nucleoide no cuenta con una envoltura nuclear. Ahora pasamos a las células eucariotas que, como se mencionó anteriormente se dividen en dos grupos: animales y vegetales. Siendo ambas células estructuras complejas con organelos. Algunas diferencias mencionadas son: las células animales presentan centriolos, y algunas veces pueden tener cilios y flagelos, mientras que las células vegetales contienen plastidios que se llenan de cloroplastos para realizar la fotosíntesis y también posee una pared celular. Por su parte, algunas semejanzas nombradas son: ambos tienen mitocondrias, núcleo, citoesqueleto, retículo endoplasmático rugoso, lisosomas, membrana plasmática, ribosomas, aparato de Golgi y peroxisomas. Asimismo, en una parte del video se menciona la matriz extracelular, la cual esta ubicada en la parte externa de las células animales, siendo un conjunto de proteínas y polisacáridos liberados por la célula, lo cual permite que exista un ambiente intercelular óptimo, donde se puedan adherir, formar tejidos y comunicarse entre sí. A continuación, se da una explicación de cada una de las estructuras mencionadas con anterioridad. Empezando con la membrana celular, la cual tiene como principales funciones
Microscopio: estructura Tipos de células: eucariota y procariota Estructura básica de la célula División celular: Mitosis y Meiosis, con sus respectivas fases Cromosoma: estructura
