Biología Celular: Estructura y Función de las Células, Guías, Proyectos, Investigaciones de Biología

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TEMA I

LA UNIDAD BÁSICA DE LA VIDA: LA

CÉLULA

1 - NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA:

2 - BIOQUÍMICA

Formando la vida existen dos grandes grupos de biomoléculas: 1 - Las inorgánicas son comunes a los seres que tienen vida y a los materiales que no la poseen (la materia inerte). Son el agua y las sales minerales. 2 - Las orgánicas:

• tienen carbono como elemento fundamental.
• Son exclusivas de los seres vivos.
• Los glúcidos más sencillos, los monosacáridos (glucosa) tienen una importante misión energética y los más complejos son los polisacáridos (almidón y glucógeno) con importante misión de reserva de energía y estructura.
• Los lípidos (grasas) son el auténtico almacén de energía del ser vivo, aunque algunos tienen una importante misión estructural como el colesterol.
• Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos con importantes y variadas funciones: estructural, defensiva, enzimática, catalizadora, coagulante, hormonal…
• Los ácidos nucleicos, formados por nucleótidos, que tienen como misión almacenar la información genética.
• Las vitaminas con misiones reguladoras.

GLÚCIDOS

• Los glúcidos más sencillos son los MONOSACÁRIDOS (sólidos cristalinos de color blanco y solubles en agua) o Moléculas desde 3 a 6 átomos de carbono que comparten una serie de características: ▪ Grupo oxo (=O) en el primer carbono (aldehídos) ▪ En el resto de los carbonos un grupo alcohol (-OH) ▪ Se completa cada carbono con H hasta que tenga los 4 enlaces ocupados o El monosacárido más importante es la glucosa.

b. MANTECAS c. SEBOS

3. LÍPIDOS COMPLEJOS O LÍPIDOS DE MEMBRANA
4. CERAS

• LÍPIDOS INSAPONIFICABLES: carecen de enlace éster por lo que no pueden formar jabones tras la hidrólisis con el álcali

1. TERPEMOS
2. ESTEROIDES

• LOS ÁCIDOS GRASOS: son compuestos orgánicos que poseen un grupo carboxilo (-COOH) y una cadena hidrocarbonada larga que puede tener entre 4 y 36 átomos de carbono (siempre en nº par), siendo especialmente abundantes los de 16 y 18.
• Existen dos tipos principales de ácidos grasos:
• los saturados, que no poseen dobles enlaces
• los insaturados, que poseen uno o más dobles enlaces a lo largo de su cadena Los ácidos grasos poseen;
• una zona soluble, llamada cabeza; donde se encuentra el grupo ácido. En presencia de agua esta zona se orienta hacia ella
• otra zona insoluble, llamada cola; que es el resto de la cadena. en presencia de agua, esta zona se orienta alejándose de ella

PROTEÍNAS

• constituyen el 50% del peso seco de la célula por lo que es la biomolécula más abundante después del agua.
• son polímeros complejos formados por la unión de moléculas sencillas llamadas aminoácidos (aa)
• PROPIEDADES DE LAS PROTEÍNAS o especificidad: solo funcionan en determinadas funciones, y esa función depende de su estructura espacial. Si la proteína pierde su estructura, pierde también la capacidad de funcionar, a esta pérdida se le llama desnaturalización. o desnaturalización: Al someter a una proteína a condiciones ambientales desfavorables (altas Tª, variación de pH, presencia de determinados iones…), la proteína pierde su configuración espacial característica y con ella su actividad biológica.
• FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS

o función estructural: queratina en el pelo de animales o colágeno en la sustancia intercelular del tejido conjuntivo o función contráctil: (actina, miosina) o función defensa: (inmunoglobulinas) o función transportadora: (hemoglobina) o función hormonal: (insulina, glucagón, hormona del crecimiento, oxitocina) o función enzimática: (sustancias que disminuyen la energía necesaria para la realización de una reacción química, es decir, posibilitan que el tiempo en el que transcurren las reacciones sea menor, millones de veces más rápidas) aminoácidos: son compuestos orgánicos que poseen un grupo carboxilo y un grupo amino.

• Existen 20 α - aminoácidos diferentes. Todos ellos tienen una parte de su molécula en común (formada por el átomo de carbono unido a los grupos amino y carboxilo) y difieren entre sí en la cadena lateral (habitualmente llamada grupo R).
• De estos 20 aa, los humanos solo podemos sintetizar 12 , los otros 8 debemos tomarlos con la dieta; reciben el nombre de aa esenciales
• los aminoácidos se unen entre sí formando enlaces peptídicos. Las cadenas de aminoácidos se llaman péptidos y los péptidos se unen para formar las proteínas:

LA TEORÍA CELULAR

La teoría celular:

• Todo ser vivo está formado por una o más células.
• La célula es lo más pequeño que tiene vida propia: es la unidad anatómica y fisiológica del ser vivo.
• Toda célula procede de otra célula preexistente.
• El material hereditario pasa de la célula madre a las hijas. Gracias al microscopio se conoce la estructura de los seres vivos. Por ello se sabe que todo ser vivo repite unas unidades estructurales que se llaman células. DEFINICIÓN DE CÉLULA: unidad funcional y estructural de los seres vivos capaz de realizar las tres funciones vitales: nutrición, reproducción y relación Todos los seres vivos están formados por unidades comunes que llamamos células. Éstas realizan todas las funciones vitales.
• autoconservación: obtienen materia y energía del medio y lo transforman en sustancias complejas para su vida y crecimiento mediante el metabolismo
• autorregulación: control del ser vivo sobre todas sus funciones, regulando el metabolismo y detectando los cambios en el medio externo que afectan a su equilibrio interno
• autorreproducción: permiten la perpetuación de la especie.

PARTES FUNDAMENTALES DE LA CÉLULA

PARTES FUNDAMENTALES: son comunes a absolutamente todas las células

• membrana plasmática
• citoplasma (hialoplasma + orgánulos)
• material genético

TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR

TABLA DE DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS

CÉLULA EUCARIOTA La célula eucariota. Se puede definir como una estructura biológica constituida por tres partes fundamentales (membrana plasmática, citoplasma y núcleo), y que es capaz de realizar las tres funciones vitales. Presenta formas y tamaños muy diferentes. Generalmente tienen una medida de unos unos 0, mm, pero algunas células eucariotas, como la yema del huevo de gallina, tienen más de un centímetro de diámetro

ÍNDICE DE LAS PARTES FUNDAMENTALES DE LA CÉLULA EUCARIOTA

1 - membrana plasmática 2 - citoplasma ❖ citosol (hialoplasma) ❖ citoesqueleto ❖ orgánulos citoplasmáticos o no delimitados por membranas ▪ ribosomas ▪ centrosomas o delimitados por membranas sencillas: ▪ retículo endoplasmático (REL, RER) ▪ aparato de Golgi ▪ Lisosomas ▪ Vacuolas o delimitados por membranas dobles ▪ mitocondrias ▪ cloroplastos 3 - núcleo (material genético)

MEMBRANA PLASMÁTICA

1 - DEFINICIÓN: componente fundamental de la célula que constituye el límite de la célula y, por lo tanto, define el medio interno celular. 2 - COMPOSICIÓN QUÍMICA:

• Los lípidos forman una doble capa lipídica (fosfolípidos) que le otorga un carácter hidrofóbico
• las proteínas se disponen de una forma irregular, algunas de las cuales actúan como bombas y canales para el transporte de sustancias dentro y fuera de las células.
• los glúcidos en la cara externa, unidos a las proteínas mayoritariamente (algunos se unen a los lípidos) 3 - ESTRUCTURA: Estos componentes presentan movilidad, lo que confiere a la membrana un elevado grado de fluidez. Por el aspecto y comportamiento se denomina "modelo de mosaico fluido". En las células animales, esa fluidez es controlada por moléculas de colesterol que se intercalan entre el resto de los lípidos y la hacen un poco más rígida, 4 - FUNCIONES

CITOPLASMA:

1 - CITOSOL O HIALOPLASMA

2 - CITOESQUELETO

3 - ORGÁNULOS

1 - CITOSOL O HIALOPLASMA

El espacio existente entre los orgánulos citoplasmáticos está lleno de un medio que contiene agua, iones, proteínas, aminoácidos, ARN-t y la mayor parte de los desechos resultantes del metabolismo. Aquí se encuentran los orgánulos celulares y otros componentes como 98 , microfilamentos y microtúbulos. 2 - CITOESQUELETO red compleja de filamentos proteicos interconectados entre sí que dan forma a la célula...En microscopía en luz visible o electrónica, el citoesqueleto se presenta transparente y por lo tanto, invisible FUNCIONES:

• mantiene la forma de la célula
• "ancla" los orgánulos en su lugar
• mueve parte de la célula en los procesos de crecimiento, división y movilidad.

Existen varios tipos de filamentos:

• Los microtúbulos: para mantener su forma, son el mayor componente de cilios y flagelos. Intervienen en el proceso de división celular
• Los microfilamentos: Se agrupan y forman haces y redes por todo el citoplasma, aunque más concentrados cerca de la membrana. Son finos y frágiles.
• Los filamentos intermedios Intervienen en la estructura de la membrana nuclear y desde allí pueden asociarse con los microtúbulos. 3 - ORGÁNULOS 1 - SIN MEMBRANA
• CENTROSOMA
• RIBOSOMAS 2 - CON MEMBRANA SIMPLE
• VACUOLA
• LISOSOMA
• RETÍCULOS ENDOPLASMÁTICOS
• APARATO GOLGI 3 - CON MEMBRANA DOBLE
• MITOCONDRIA
• CLOROPLASTO

CENTROSOMA

• Se encuentran en todas las células y también dentro de dos estructuras celulares, las mitocondrias y los cloroplastos. DESCRIPCIÓN:
• Cada ribosoma consta de dos subunidades distintas de ácido nucleico (ARN) y de numerosas proteínas. FUNCIÓN:
• Es un corpúsculo celular que utiliza las instrucciones genéticas contenidas en el ácido nucleico (ADN) para enlazar secuencias específicas de aminoácidos y formar así proteínas.

VACUOLAS

DEFINICIÓN: Las vacuolas son compartimentos cerrados limitados por membrana plasmática que contienen sustancias de reserva o desechos. La mayoría de las vacuolas se forman por la fusión de múltiples vesículas más pequeñas. El orgánulo no posee una forma definida, su estructura varía según las necesidades de la célula. 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. FUNCIÓN:

• almacén de agua y sustancias para eliminar, asimilar, digerir, o reservar
• ejercen presión sobre la pared celular manteniendo la turgencia de los tejidos

LISOSOMAS

DESCRIPCIÓN:

Son vesículas que proceden del Ap. de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas FUNCIÓN:

• llevan a cabo el proceso de fagocitosis de microorganismos
• contiene enzimas digestivas que degradan moléculas complejas procedentes del interior o del exterior de la célula.
• Cada uno está rodeado por una membrana que protege la célula de las enzimas digestivas del lisosoma (si éste se rompe, aquéllas destruyen la célula).
• en su membrana tiene proteínas transportadoras que permitirá sacar al exterior los productos finales de su digestión

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

• El RE está formado por túbulos ramificados limitados por membrana y sacos aplanados que se extienden por todo el citoplasma y se conectan con la doble membrana que envuelve al núcleo
• fabrican y transportan materiales dentro de las células con núcleo (células eucarióticas).
• Hay 2 categorías generales
  • Retículo endoplasmático Rugoso (RER) es continua a la membrana externa nuclear y 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