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Morfología celular
Teoría celular:
Además los tipos de células que existen, procariontes y eucariontes; las diferencias y semejanzas que entre ellos existen. Así también los dos tipos de células eucariontes animal y vegetal, y las teorías que se han formulado alrededor de la célula.
- Célula animal
- Célula Vegetal Las estructuras celulares comunes para las células animal y vegetal son:
Membrana Plasmática
Características: La membrana constaría de una bicapa de lípidos en la cual las proteínas se hallarían "sumergidas", asomando hacia uno, otro o ambos lados. Funciones: La membrana plasmática efectúa el control cualitativo y cuantitativo de la entrada y salida de sustancias. Como consecuencia de la captación selectiva de nutrientes, y de la excreción de desechos que lleva a cabo, la membrana plasmática contribuye a determinar la composición del citoplasma. Es una membrana semipermeable o de permeabilidad selectiva. Esto significa que permite el paso de solventes y de solutos de tamaño pequeño, pero no es atravesada por solutos de tamaños mayores.
Aparato de Golgi o Dictiosoma
Características: Se presenta como un apilamiento de sacos aplanados, con bordes dilatados, y vesículas y vacuolas ubicadas cerca de esos bordes. Todas estas estructuras están compuestas por membranas En células vegetales, hay numerosas estructuras separadas y dispersas en el citoplasma, que equivalen al aparato de Golgi, y que reciben el nombre de dictiosomas. El tamaño, la distribución dentro de la célula y otras características, como el número de sacos apilados de este sistema, varían de acuerdo al estado metabólico de la célula. Funciones: El aparato de Golgi se encarga de:
- Circulación intracelular de sustancias.
- Síntesis de algunos hidratos de carbono de alto peso molecular: celulosa, polisacáridos complejos.
- Conjugación entre proteínas e hidratos de carbono para formar glucoproteínas de secreción.
- Concentración condensación y empaquetamiento de la sustancia de secreción dentro de una vesicular limitada por una membrana.
- Concertación y empaquetamiento de enzimas hidrolíticas dentro de una vesícula limitada por una membrana. El aparato de Golgi arma de esta manera a los lisosomas primarios que permanecerán en el citoplasma de la célula.
- Formación del acrosoma: durante la maduración de las espermáticas a espermatozoides, varias vesículas del aparato de Golgi se fusionan dando una vesícula mayor, que se va extendiendo y formando un casquete alrededor del polo anterior del núcleo. Este casquete se denomina acrosoma y contiene diversas enzimas hidrolíticas que facilitarán la aproximación al óvulo, atravesando las células que lo rodean.
- Formación del fragmoplasto en la división de células vegetales: los dictiosomas se agrupan alrededor de micro túbulos en la zona ecuatorial de la célula y constituyen el fragmoplasto; éste se transforma luego en la placa celular, la cual establece la división entre las dos células hijas.
Vacuola
Características: Son vesículas de diámetros diversos, limitadas por una unidad de membranas. En general, su función es la de almacenamiento. En las células vegetales, por lo común, hay una única vacuola que ocupa el 80-90% del volumen celular. La membrana que la limita se denomina tonoplasto y es semipermeable. El contenido de la vacuola está integrado por agua y altas concentraciones de sales inorgánicas, azúcares y otras sustancias. El citoplasma y el núcleo quedan comprimidos por esta vacuola contra la membrana plasmática y la pared celular. En esa fina capa periférica se observan los movimientos citoplasmáticos, como la ciclosis. Funciones: La vacuola contribuye a controlar la turgencia de la célula vegetal, ya que la presión que ejerce sobre el tonoplasto se transmite al citoplama y mantiene a la membrana plasmática adherida contra la pared celular.
Mitocondria
Características: Las mitocondrias presentan diversas morfología, pero por lo general son aproximadamente cilíndricas u ovoides; hay también esféricas y en forma de Y. Su tamaño también es variable, pero habitualmente presentan un solo tamaño. La mitocondria es un organelo limitado por dos membranas: una externa, lisa, separada por un espacio o cámara externa de la membrana interna, plagada hacia adentro formando proyecciones llamadas crestas. La membrana interna con sus crestas delimita una cámara interna ocupada por la matriz mitocondrial. Las crestas presentan, a su vez, proyecciones en forma de hongo, que se denominan partículas elementales o conjuntos respiratorios.
Retículo Endoplasmático Rugoso o Granular
Características: Presenta una imagen semejante a la del R.E.L, es decir bolsas aplanadas y túbulos membranosos interconectados, pero se diferencia del anterior en que sus membranas están cubiertas en su superficie externa por ribosomas y polisomas. Los ribosomas y polisomas están adheridos a la membrana por su subunidad mayor. La extensión y distribución mayor del R.E.R. es variables y depende de la actividad metabólica particular de la célula. El R.E.R. también es llamado ergastoplasma o sustancia basófila; en las células nerviosas se lo denomina sustancias tigroide o corpúsculos de Nissl. Funciones:
- Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al citoplasma;
- Síntesis de proteínas: esta función es llevada a cabo en los ribosomas adosados a sus membranas. Las proteínas formadas entran a los sacos membranosos, y siguen circulando por el sistema vacuolar citoplasmático. Las proteínas que se producen en el R.E.G. son de dos tipos:
- Enzimas hidrolíticas que van a formar parte de los lisosomas.
- Proteínas de secresión, a las que también el aparato de Golgi proveerá de una membrana para su salida de la célula.
- El R.E.R. está muy desarrollado en aquellas células con gran actividad secretora de proteínas, como los plasmocitos que fabrican anticuerpos, las células pancreáticas que fabrican enzimas digestivas, plasmáticas, etc.
Lisosoma
Características: Se presentan como vesículas esféricas u ovales, limitadas por una unidad de membrana. Sus tamaños son muy variables, y pueden tener diámetros muy grandes. En el interior de estos organelos se encuentran enzimas hidrolíticas o hidrolasas, es decir, con capacidad para catalizar la degradación o digestión de diversas sustancias. Entre otras enzimas lisosomales se pueden citar: a) Fosfatasas: interviene en la hidrólisis de fosfatos de moléculas orgánicas. b) Lipasas y fosfolipasas: intervienen en la hidrólisis de lípidos y fosfolípidos. c) Glucosidasas: intervienen en la hidrólosis de polisacáridos simples y complejos. d) Catepsinas y otras proteasas; intervienen en la hidrólisis de proteínas. e) Nucleasas: intervienen en la hidrólisis de ácidos nucleicos. Las hidrolasas lisosomales sólo actúan en presencia de las sustancias a digerir. La membrana del lisosoma es normalmente estable pero, si es dañada, las enzimas que se liberan pueden degradar a todos los componentes celulares.
Funciones: Los lisosomas intervienen en la digestión intercelular. Las sustancias a digerir pueden provenir de la misma celular o pueden ser incorporadas desde el exterior por fago o pinocitosis. En el primer caso, el proceso se denomina autofagia, y por él una célula puede desdoblar organelos de su propio citoplasma, encerrados en vacuolas. En el caso de macromoléculas exógenas, el proceso de digestión por lisosomas consiste, en general, en los siguientes pasos:
- Entrada de la sustancia a la célula por endocitosis, con lo cual la sustancia queda incluida dentro de una vacuola endocítica.
- Contacto y fusión entre las membranas de una vacuola fagocítica y un lisosoma primario. Al ponerse en contacto el contenido enzimático lisosomal con la sustancia a digerir comienza la hidrólisis de la misma: la vacuola se denomina, en este momento, lisosoma secundario o vacuola digestiva.
- A medida que transcurre la hidrólisis, los productos solubles atraviesan la membrana del lisosoma secundario y son aprovechados en el citoplasma.
- Las sustancias no digeribles pueden acumularse en los lisosomas como cuerpos residuales, o bien pueden formar una vesícula de eliminación que vuelca los productos de desecho en el exterior de la célula por exocitosis.
Ribosoma
Características: Los ribosomas se presentan como cuerpos esféricos o elípticos, sin membrana limitante. Son gránulos compuestos por ARN ribosomal y proteínas. Cada ribosoma está constituido por dos subunidades, llamadas mayor y menor. El tamaño de las subunidades se establece, en general, en función de la velocidad con la cual sedimentan en un campo centrífugo. La unidad que expresa esa velocidad es el Svedberg, y depende no sólo del tamaño de la partícula sino tambíen de su forma y densidad, y del medio en que está suspendida. Las dos subunidades están normalmente separadas y se unen entre sí con un filamento de ARN mensajero cuando empiezan a funcionar activamente en la síntesis de proteínas. El ARN mensajero es una molécula lineal de longitud variable, sobre la cual se unen varios ribosomas, constituyendo un polirribosoma o polisoma. Funciones: La función de los ribosomas es la síntesis de proteínas. Este es el proceso mediante el cual el mensaje contenido en el ADN nuclear, que ha sido previamente transcrito en un ARN mensajero, es traducido en el citoplasma, juntamente con los ribosomas y los ARN de transferencia que transportan a los aminoácidos, para formar las proteínas celulares y de secreción.
En esta etapa está constituido por:
- Una envoltura nuclear, que lo limita y separa del citoplasma.
- Jugo nuclear, carioplasma o nucleoplasma, un coloide en el cual se hallan suspendidos.
- La cromatina, donde se halla el material genético o hereditario;
- Y el o los nucleolos, lugar de armado de los ribosomas citoplasmáticos. Cuando la célula entra en división, el núcleo pierde esta organización; la envoltura nuclear se fragmenta, con lo cual no hay barrera que impida el contacto entre el hialoplasma y el nucleoplasma; el nucleolo desaparece, y la cromatina se condensa y forma los cuerpos compactos denominados cromosomas. Funciones: Debido al hecho de que contienen la cromatina, el núcleo resulta el depósito de prácticamente toda la información genética de la célula, y por los tanto es el centro de control de la actividad celular.
¿Cuál es la importancia de la teoria celular? El desarrollo de la teoría celular es una ilustración de la interacción entre hechos e ideas. Los avances técnicos han permitido ir descifrando poco a poco los más intrincados problemas biológicos, hasta llegar a facilitar en nuestros días una visión precisa y de gran complejidad de los organismos vivos y en particular de la célula. Si retrocedemos al menos unos trescientos años, Robert Hooke, al describir las "células", y Antonie van Leeuwenhoek, al observar por vez primera los microorganismos y otras formas celulares, con sus microscopios rudimentarios, ponían al alcance del hombre valiosos medios de observación que al ser perfeccionados mas tarde, servirían para dar pasos de gigantes al asentamiento de los conocimientos de la célula En 1839 ocurrieron dos hechos sobresalientes en conexión con este tema: Purkinje, en Bohemia, acuña el término "protoplasma" para significar el contenido vivo de la célula, y los alemanes Schleiden y Schwann presentan la idea de que todos los seres vivos están formados por células, provocando así el nacimiento de lo que mas tarde habría de llamarse "teoría celular", en la que se define un hecho trascendental: la célula es la unidad fundamental no solo por lo que respecta a su función, sino también en cuanto a su estructura. Este período terminó con el enunciado de la teoría celular cuyos postulados pueden resumirse: Todos los animales y vegetales están constituidos por células. La célula es la unidad básica de estructura y función en un organismo multicelular. La división celular da origen a la continuidad genética entre células progenitoras y sus descendientes. La vida del organismo depende del funcionamiento y control de todas sus células. La teoría celular, que inicialmente se acogió con bastantes reservas, produjo un marco apropiado para el progreso posterior de la biología celular, al presentar a los biólogos algo uniforme y coherente en donde fundamentar sus estudios de la célula aislados y comparativos. Ofreció una esperanzadora seguridad de que las variaciones sugeridas por la teoría de la evolución, tenían un tronco común y que este estaba constituido por la organización celular de los sistemas vivientes. Desde entonces la teoría celular se ha ido desarrollando y expandiendo, dando un explicación lógica sobre como pueden haber evolucionado los organismos multicelulares a partir de formas unicelulares. Los procesos de fermentación, respiración, fotosíntesis y duplicación de cromosomas son actividades que tienen lugar en el interior de las células , estos se llevan a cabo tanto en células de organismos unicelulares o multicelulares. Con la teoría de la evolución y la teoría genética, la teoría celular forma parte de la estructura conceptual de todas las Ciencias Biológicas. Esta idea revolucionaria constituye uno de los pilares fundamentales sobre los que se apoya la Biología moderna, y sirvió para desplazar en gran medida el centro de gravedad de las investigaciones hacia el terreno microscópico.
