BIOLOGIA SEGUNDO POLIMODAL LA CELULA

 

BIOLOGIA  2° 4ta y 2° 5ta  Polimodal                     

Docente Claudio Fernández

Leer el siguiente texto y realizar las actividades que figuran al final del mismo

Las actividades deberán traerlas terminadas para la primera clase  luego del receso

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UNIDAD N° 3   LA CÉLULA: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN

La Biología Celular es la rama de la Biología que tiene como objeto de  estudio la célula: su estructura, su funcionamiento, sus adaptaciones, sus mecanismos de reproducción, su interacción con otras células para formar tejidos y órganos, etc.

La célula es la unidad estructural y funcional fundamental de los seres vivos capaz de crecer, nutrirse y reproducirse. Todas las células comparten dos características esenciales. La primera es una membrana externa, la membrana celular -o membrana plasmática- que separa el citoplasma de la célula de su ambiente externo. La otra es el material genético -la información hereditaria- que dirige las actividades de una célula y le permite reproducirse y transmitir sus características a la progenie. A continuación, distinguiremos dos tipos de células, las procariotas y las eucariotas.

CÉLULAS PROCARIOTAS Y CÉLULAS EUCARIOTAS

Los organismos más sencillos que viven actualmente corresponden al Reino de los Procariontes o Monera. Son las bacterias y las cianófitas, cianobacterias o algas verde-azuladas (capaces de realizar fotosíntesis). En vez de presentar un núcleo rodeado por una membrana nuclear, las células procariotas tienen una región nuclear en la que hay una única molécula de ADN. El cromosoma de los procariontes suele ser circular en lugar de tener forma de bastón  como los de las células eucarióticas.

De acuerdo con el registro fósil, los organismos vivos más primitivos fueron células comparativamente simples que se parecían a los procariontes actuales. Las células eucariotas tienen una organización subcelular mucho más compleja, con un sistema de membranas internas que delimitan orgánulos, como por ejemplo el núcleo .

Son eucariotas todas las células de los organismos que pertenecen a los demás reinos: Protistas, Fungi, Plantae y Animalia. Se considera que las células eucarióticas son evolutivamente más nuevas que las procarióticas. A pesar de las diferencias entre organismos procariotas y eucariotas, hay semejanzas importantes en su organización molecular y en su función. Por ejemplo, todos los organismos vivientes utilizan el mismo código genético y una maquinaria similar para la síntesis de proteínas.

 

LA MEMBRANA PLASMÁTICA 

La membrana celular (o membrana plasmática) es el límite exterior de las todas células. Mide de 7 a 10 nm de espesor, y cuando se la observa con el microscopio electrónico se puede ver como una línea doble, fina e ininterrumpida. La membrana celular y también la otras membranas son películas delgadas

formadas por una bicapa lipídica continua, conocida con el nombre de mosaico fluido . Se trata de una doble capa constituida básicamente por moléculas de fosfolípidos y colesterol dispuestas con sus colas hidrófobas (que repelen el agua) hacia el interior de la membrana, y sus cabezas hidrofílicas (que tienen afinidad por los medios acuosos) orientadas hacia el citoplasma por un lado y hacia en medio exterior por el otro. Algunos de estos fosfolípidos están unidos a carbohidratos y forman los glucolípidos.

Existen, además, distintos tipos de proteínas incluidas en la bicapa cumpliendo funciones estructurales, pero también actúan como traslocadores o canales para el transporte. Pueden tener también propiedades de regulación o reconocimiento.

Algunas son enzimas, antígenos y diversos tipos de moléculas receptoras.

Estas proteínas de membrana se clasifican en:

• Intrínsecas o integrales representan más del 70 % sobre el total de las proteínas. Atraviesan las dos capas y pueden sobresalir hacia uno u otro lado o hacia ambos. Algunas de estas proteínas pueden estar unidas a cadenas cortas de carbohidratos formando las glucoproteínas. Por estar más fuertemente unidas a la estructura de la membrana para extraerlas se deben emplear métodos drásticos, con detergentes o solventes orgánicos.

• Periféricas o extrínsecas: están asociadas a las regiones polares de los lípidos. Pueden ser separadas usando procedimientos suaves con soluciones acuosas.

Las dos caras de la membrana difieren en cuanto a su composición, es decir que la membrana es asimétrica. Dentro de cada hemicapa los lípidos tienen cierta libertad de movimiento transversal. Tanto las glucoproteínas como los glucolípidos se encuentran en la capa externa. En relación con sus funciones, la membrana plasmática:

• Regula el pasaje de materiales hacia y desde la célula.

• Participa en el reconocimiento y la adhesión intercelulares.

• Se adapta a todos los cambios de forma y tamaño de la célula.

• Es el soporte de muchísimas reacciones químicas.

• Es el componente principal de las vesículas que se forman durante los procesos de endocitosis y exocitosis.

 

OTRAS ESTRUCTURAS EXTERNAS A LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Además de la membrana celular, las células de las plantas, las algas, los hongos y las bacterias están rodeadas por una gruesa pared celular. Esta pared celular está formada principalmente por fibras de celulósicas en las que pueden estar incorporadas otras sustancias tales como la lignina (el componente principal de la madera) y las pectinas (que se utilizan para la fabricación de jaleas y mermeladas). Su

función es envolver, proteger y dar rigidez a los contenidos de la mayoría de las células vegetales y algunas bacterias.

Las células animales, en cambio, tienen por fuera de sus membranas plasmáticas una delgada cubierta celular llamada glucocáliz. Sus principales componentes son las cadenas de oligosacáridos de las glucoproteínas y glucolípidos de la membrana plasmática, los cuales crean un microambiente que da protección a la célula. El glucocáliz está involucrado en la cohesión intercelular y en el reconocimiento molecular ya que las cadenas glucídicas actúan como antígenos.

En el tejido conectivo y en otros tejidos derivados de él, las células están rodeadas por una considerable cantidad de matriz extracelular o sustancia extracelular. Dicha matriz está compuesta esencialmente por proteínas fibrosas como el colágeno, la elastina y la fibronectina, y por una sustancia gelatinosa formada por proteoglicanos. En algunos tejidos, como el tejido óseo, el esmalte y la dentina de los

dientes, la matriz está mineralizada.

EL NÚCLEO

El orgánulo más conspicuo en casi todas las células animales y vegetales es el núcleo. Es una estructura limitada que contiene componentes específicos relacionados con la actividad e intercambio de sustancias con el resto de la célula. El núcleo se encuentra separado del resto de la célula por medio de una envoltura nuclear que está perforada. A través de estos poros se realizan los intercambios de materiales desde y hacia el citoplasma celular.

Dentro del núcleo encontramos:

• Nucleoplasma: es la parte soluble del núcleo. Posee mayor densidad que el citoplasma. En él encontramos la cromatina y compuestos solubles  (proteínas, enzimas, iones, etc.).

• Nucléolo: es un corpúsculo de presencia constante en casi todas las células eucariotas animales y vegetales. En el nucléolo se forman las subunidades de los ribosomas. Suele haber de uno a cuatro por célula.

• Cromatina: es un conjunto de sustancias químicas que constituyen una estructura nuclear constante de todas las células. Contiene 30 % de ADN, 10 % de ARN y 60 % de proteínas. Allí ocurre la síntesis de los ARN o transcripción. Se distinguen dos formas o tipos de cromatina: la eucromatina comprende regiones de cromatina no condensada que puede tener actividad génica. Y la heterocromatina que abarca regiones que están más condensadas. Es genéticamente inactiva. En la etapa de división celular la cromatina se compacta arrollándose sobre sí misma y se organiza en forma de cromosomas

ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN Y ARN

Los ácidos nucleicos son moléculas complejas muy grandes compuestas por C, H, O, N y P. El ADN es el principal reservorio de la información genética de las células y se encuentra fundamentalmente en el núcleo de las células eucariotas forma el cromosoma de las células procariotas.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

El retículo endoplasmático es una red de sacos aplanados, túbulos y conductos

intercomunicantes que existe en las células eucarióticas. Contribuye junto con el

citoesqueleto a dar sostén a la célula. El retículo endoplasmático funciona, además,

como un sistema de transporte de diversas sustancias químicas entre una parte y otra

de la célula, e incluso hacia el exterior gracias a la enorme fluidez de sus membranas.

Se pueden distinguir dos tipos de retículo:

• El retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.), presenta ribosomas (pequeños gránulos formados por ARN y proteínas) unidos a su membrana. En la superficie del R.E.R. se realiza la síntesis proteica. Las proteínas sintetizadas por los ribosomas, pasan al lúmen del retículo y allí maduran hasta ser exportadas a su destino definitivo; o bien son excretadas directamente hacia el exterior celular.

• El retículo endoplásmico liso (R.E.L.), carece de ribosomas y está formado por túbulos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. En este retículo se realiza la síntesis de lípidos.

APARATO DE GOLGI

Descubierto por C. Golgi en 1898, consiste en un conjunto de estructuras de membrana que forma parte del elaborado sistema de membranas interno de las células. Se encuentra más desarrollado cuanto mayor es la actividad celular. La unidad básica del orgánulo es el sáculo, que consiste en una vesícula o cisterna aplanada. Además, pueden observarse toda una serie de vesículas más o menos esféricas a ambos lados y entre los sáculos. El conjunto de todos los sacos y vesículas constituye el aparato o complejo de Golgi.

LISOSOMAS

Los lisosomas son orgánulos provistos de una membrana única. Están llenos de enzimas digestivas del grupo de las hidrolasas, por lo que se pueden considerar como paquetes de enzimas listas para actuar en el momento oportuno. Los lisosomas se forman a partir del retículo endoplasmático rugoso y posteriormente las enzimas son empaquetadas por el complejo de Golgi. Los lisosomas recién sintetizados se denominan lisosomas primarios. Cuando los lisosomas primarios se unen a las vacuolas endocíticas o, en otros casos, encierran partes de la propia célula (autofagia), forman los lisosomas secundarios.

 

 

CLOROPLASTOS

Los cloroplastos son orgánulos exclusivos de las células vegetales. En ellos tiene lugar la fotosíntesis, proceso en el que se transforma la energía lumínica en energía química Tienen una organización muy similar a la de la mitocondria, aunque son de mayor tamaño y tiene un  compartimiento más, porque presenta un tercer tipo de membrana. Un cloroplasto tiene tres membranas y presenta tres compartimientos:

• La membrana externa es muy permeable, gracias a la presencia de porinas.

• La membrana in terna es menos permeable, no presenta pliegues. Entre ambas membranas queda un primer compartimiento que es el espacio intermembrana. La membrana interna delimita un espacio que es el estroma, donde se encuentran ribosomas, copias de ADN, distintos tipos de ARN, gránulos de almidón y gotas de lípidos.

• La membrana tilacoidal es el tercer tipo de membrana, aparece formando unos sacos aplanados denominados tilacoides, los cuales forman unas agrupaciones llamadas grana. Los tilacoides están interconectados y delimitan una tercera cavidad que es el espacio tilacoidal. Es la responsable de la captación de la energía solar, gracias a la presencia de  clorofilas y de otros pigmentos asociados con proteínas.

MITOCONDRIAS

Las mitocondrias son orgánulos granulares y filamentosos que se encuentran en el citoplasma de todas las células eucariotas. Aunque su distribución dentro de la célula es generalmente uniforme, existen numerosas excepciones. Por otro lado, las mitocondrias pueden desplazarse de una parte a otra de la célula. En promedio, hay unas 2000 mitocondrias por célula, pero las células que desarrollan trabajos intensos, como las musculares, tienen un número mayor que las poco activas, como por ejemplo las epiteliales.

Una mitocondria está rodeada por una membrana mitocondrial externa, dentro de la cual hay otra estructura membranosa, la membrana mitocondrial interna, que emite pliegues hacia el interior para formar las llamadas crestas mitocondriales.

Éstas, a su vez, se encuentran tapizadas de pequeños salientes denominados partículas elementales. Entre las dos membranas mitocondriales queda un espacio llamado cámara externa, mientras que la cámara interna es un espacio limitado por la membrana mitocondrial interna, que se encuentra llena de un material denominado matriz mitocondrial.

La principal función de las mitocondrias es generar energía para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aerobia.

MATRIZ CITOPLASMÁTICA Y CITOSOL

El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos.

La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso (en las bacterias es el único compartimiento intracelular). En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes de

mantenimiento celular, como las primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las moléculas que constituyen la célula.

CITOESQUELETO

El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos del citosol que ocupa el interior de todas las células animales y vegetales. Adquiere una relevancia especial en las animales, que carecen de pared celular rígida, pues el citoesqueleto mantiene la estructura y la forma de la célula. Actúa como bastidor para la organización de la célula y la fijación de orgánulos y enzimas. También es responsable de muchos de los movimientos celulares. En muchas células, el citoesqueleto no es una estructura permanente, sino que se desmantela y se reconstruye sin cesar. Se forma a partir de tres tipos principales de filamentos proteicos: microtúbulos, filamentos de actina y filamentos intermedios, unidos entre sí y a otras estructuras celulares por diversas proteínas:

• Los microtúbulos 

• Los microfilamentos

• Los filamentos intermedios

MOVIMIENTO CELULAR

Los movimientos de las células eucarióticas están casi siempre mediatizados por los filamentos de actina o microtúbulos. Muchas células tienen en la superficie pelos flexibles llamados cilias o flagelos, que contienen un núcleo formado por un haz de microtúbulos capaz de desarrollar movimientos de flexión regulares que requieren energía. Los espermatozoides nadan con ayuda de flagelos, por ejemplo, y las células que revisten el intestino y otros conductos del cuerpo de los vertebrados

tienen en la superficie numerosas cilias que impulsan líquidos y partículas en una dirección determinada. Se encuentran grandes haces de filamentos de actina en las células musculares donde, junto con una proteína llamada miosina, generan contracciones poderosas. Los movimientos asociados con la división celular dependen en animales y plantas de los filamentos de actina y los microtúbulos, que distribuyen los cromosomas y otros componentes celulares entre las dos células hijas en fase de segregación.

 

 

 

 

 

 

ACTIVIDADES

1. Señale las semejanzas y diferencias entre las células procariotas y eucariotas en los ítems indicados:

a) Núcleo b) ADN  C) Reproducción d) Membranas internas e) Mitocondrias f) Cloroplastos

g) Pared celular

2. ¿Poseen membrana celular y pared celular todas las células?

3. ¿A qué se debe la fluidez de la membrana plasmática?

4. Explique el concepto de asimetría de membrana.

5. Enumere las funciones de la membrana plasmática.

6. Indique los procesos bioquímicos o fisiológicos con los que están relacionados los siguientes orgánulos:

a) ribosomas b) lisosomas c) retículo endoplasmático liso d) aparato de Golgi

 

7. ¿Cómo definiría el citoesqueleto? ¿Qué componentes se distinguen?¿Cual es su función?

 

9. Señala las semejanzas y diferencias entre mitocondrias y cloroplastos.

 

10. Decir si es Verdadero o Falso y justificar

 

1. Entre las células procarióticas y eucarióticas no hay diferencias fundamentales en cuanto a tamaño y organización interna.
2. Cada célula es una unidad autónoma, rodeada por  una membrana que controla el paso de materiales hacia el interior y hacia el exterior de la célula.
3. El contenido de todas las células vivas está rodeado por una membrana delgada llamada membrana nuclear,  que marca el límite entre el contenido celular y el medio externo.
4. El citoplasma comprende todo el volumen de la célula y el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos.
5. Núcleos, mitocondrias y cloroplastos son los únicos orgánulos internos de las células eucarióticas delimitados por membranas.
6. El citoplasma contiene muchos otros orgánulos envueltos por una membrana que desempeñan funciones diversas.
7. Los lisosomas son pequeños orgánulos de forma irregular que contienen reservas de enzimas necesarias para la digestión celular.
8. El núcleo lleva la información hereditaria que determina cómo un tipo particular de célula se desarrollará y ejerce una influencia continua sobre las actividades de la célula, asegurando que las moléculas que ella requiere se sinteticen en la cantidad y tipo necesarios.

11) Armar  frases cortadas formando oraciones correctas

Los retículos liso y rugoso		limitado por una membrana		permiten o no su entrada a la célula.
La presencia de cloroplastos		y el aparato de Golgi		es característico de las células eucariotas.
Las mitocondrias son		y la pared celular		son propios de las células vegetales.
La membrana plasmática posee receptores que		organoides celulares		encargados de la producción de la energía.
El material  genético		reconocen sustancias y así		son algunos de los organoides presentes en células vegetales y animales.

12) Marcar los errores en el siguiente párrafo

La Unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónomo se denomina tejido. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo en un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas. No existen  células de formas y tamaños  variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1 µm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Pese a las muchas diferencias de aspecto y función, todas las células están envueltas en una membrana —llamada membrana plasmática— que encierra una sustancia rica en agua llamada núcleo. En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y absorver residuos. Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ARN); esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia. Estas y otras numerosas similitudes (entre ellas muchas moléculas idénticas o casi idénticas) demuestran que hay una relación evolutiva entre las células actuales y las primeras que aparecieron sobre la Tierra.