UNIDAD 2
UNIDAD TEMÁTICA N° 2: B – CITOLOGÍA
La célula como la unidad de los seres vivos
- La célula se define como una pequeña masa de sustancia viva limitada, derivada de la división de células preexistentes.
- Constituye la unidad anatómica y funcional de todo organismo.
- Composición celular: incluye sustancias orgánicas como proteínas, lípidos y glúcidos, y sustancias inorgánicas como sales minerales y agua, formando un coloide variable según el estado funcional.
- Características fundamentales de la materia viva: estados funcionales reversibles.
- Etimología de "célula":
- Griego: kytos = célula;
- Latín: cella = espacio vacío.
- Primer uso del término excluyendo texturas: Robert Hooke (1655), observación de corcho.
- Descubrimiento del núcleo: Robert Brown (1833), donde se describe el protoplasma, nombre que se da al citoplasma que rodea al núcleo (carioplasma o protoplasma del núcleo).
Forma y estructura de las células
- Varía según el tipo:
- Células planas (ej. endotelio de vasos sanguíneos),
- Esféricas (ej. bacterias, ovocitos),
- Cúbicas (ej. hepatocitos),
- Alargadas (ej. bacilos),
- Fusiformes (ej. músculo liso),
- Cilíndricas (ej. epitelio intestinal),
- Estrelladas (ej. células nerviosas),
- Bicóncavas (ej. eritrocitos),
- Forma variable (ej. amebas, leucocitos).
- Tamaño celular: varía de unos pocos micrones a 100 micras o más en humanos.
El comienzo de la vida
- Formación de la Tierra: hace 5,000 millones de años.
- Origen de la vida: hace aproximadamente 4,000 millones de años; explicaciones especulativas debido a la no reproducibilidad de condiciones atmosféricas primordiales en laboratorio.
- Hipótesis de A. Oparin (1922):
- Formación de moléculas orgánicas en la atmósfera mediante descargas eléctricas.
- "Rica sopa" de moléculas en mares y lagos.
- Experimento de Stanley Miller (1950) probó la hipótesis de Oparin, creando moléculas como ácido aspártico y ácido glutámico bajo condiciones similares a la atmósfera primitiva.
Evolución celular y las primeras células
- Carl Woese (1980): introducción del término protobionte o progenote como antepasado común de organismos primitivos, capaces de transcripción y traducción genética.
- Evolución de tres tipos de células procariotas: arqueas, urcariotas y bacterias.
- Primeras células: heterótrofas anaerobias que consumen moléculas orgánicas, posteriormente algunas desarrollaron fotosíntesis liberando O2, transformando la atmósfera reductora en oxidante.
- Evolución hacia la respiración aerobia.
Teoría endosimbiótica
- Propone que las células eucariotas surgieron de una célula procariota que incorporó otras procarióticas en una relación simbiótica.
- Producen peroxisomas, mitocondrias y cloroplastos.
- Características de mitocondrias y cloroplastos similares a bacterias (ADN, reproducción).
Organización celular
- Formación de moléculas orgánicas: ácidos orgánicos, aminoácidos y nucleótidos, derivando en estructuras celulares.
- Crear membranas que separen compartimentos dentro de la célula, esenciales para la vida.
Clasificación celular - Procariotas vs. Eucariotas
Procariotas:
Organismos: bacterias.
Tamaño: 1-10 micrones.
Metabolismo: anaeróbico o aeróbico.
Organelas: escasas o ausentes.
Núcleo: No, material genético disperso.
ADN: circular.
División: fisión binaria.
Eucariotas:
Organismos: protozoarios, hongos, plantas, animales.
Tamaño: 10-100 micrones.
Metabolismo: Aeróbico.
Organelas: varias (mitocondrias, cloroplastos, etc.).
Núcleo: sí, con envoltura.
ADN: lineal.
División: mitosis y meiosis.
Composición química de la célula
- Elementos principales en células: C, H, O, N, P, S (98% de la composición).
- Los restantes 2% incluye Fe, Ca, Na, K, Cu, Mg, I, Cl.
- Compuestos orgánicos: glúcidos, aminoácidos, proteínas, lípidos, nucleótidos y ácidos nucleicos (aproximadamente 30% de composición química), agua representa un 70%.
Célula eucariota animal
- La membrana celular divide en dos compartimentos: matriz extracelular y matriz intracelular (protoplasma).
- Inclusiones y organelas, como ribosomas y el sistema de endomembranas.
Estructura de la membrana plasmática
- Membrana de 6-10 nm de grosor, selectivamente permeable, aislando el medio interno del externo.
- Propiedades de la membrana:
- Asimétrica: distribución desigual de lípidos y proteínas.
- Fluida: su fluidez depende de temperatura y composición.
- Mosaico: lípidos y proteínas se distribuyen como un mosaico.
Transporte a través de la membrana
- Modos de transporte a través de la membrana:
- Transporte pasivo: sin gasto de energía.
- Difusión simple: pasos de moléculas pequeñas y liposolubles.
- Ósmosis: difusión de agua.
- Difusión facilitada: mediante proteínas transportadoras.
- Transporte activo: requiere energía (ATP). Ejemplo: bomba de Na+/K+.
Citoesqueleto
- Estructuras filamentosas (microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios), permiten variabilidad en formas y funciones celulares.
Sistema de endomembranas
- Incluye envoltura nuclear, retículo endoplasmático rugoso, retículo endoplasmático liso, aparato de Golgi, lisosomas, vesículas.
Retículo endoplásmico
- Rugoso: ribosomas adheridos, involucrados en la síntesis de proteínas.
- Liso: funciones en síntesis de lípidos, detoxificación, modificación de glúcidos.
Aparato de Golgi
- Acumula y concentra proteínas del retículo endoplásmico, involucrado en la glucosilación y secreción.
Lisosomas
- Contienen enzimas hidrolíticas, formados a partir del aparato de Golgi y actúan en la digestión intracelular.
Peroxisomas
- Organelas que contienen enzimas para la degradación de peróxido y otras sustancias tóxicas.
Ribosomas
- Compuestos por proteínas y ARN, son el sitio de síntesis de proteínas en la célula.
Mitocondrias
- Organelas encargadas de la producción de energía, poseen ADN propio y son semiautónomas.
Núcleo
- Organelas que contiene el material genético (ADN); el nucleolo produce ARN ribosomal y está encargado de la síntesis proteica.
Estructura de los cromosomas
- Contienen ADN estructurado, visible durante la división celular, y se compone de cromatidas, centromeros y telomeros.