Citología

Célula. Descubrimiento. Teoría celular. Forma. Tamaño. Longevidad. Envoltura celular. Membrana plasmática. Orgánulos. Núcleos. Mitosis. Meiosis

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CITOLOGÍA

EL DESCUBRIMIENTO D LA CÉLULA Y LA TEORÍA CELULAR:

Los primeros conocimientos fueron realizados por Robert Hooke, que en 1665 publicó los resultados de sus observaciones sobre los tejidos vegetales con un microscopio óptico, y en el q stableció el término d célula.

+ tard, Van Leeuwenhoek perfeccionó las lents d aumnto e hizo microscopios d asta 200 aumntos, y en los q pudo ver protozoos, levaduras y los glóbulos rojos.

Ya en 1831, Brown dscubrio el núcleo n las células vegetals, al q atribuyó importants funcions, aunq dsconociendo cuals.

N 1839, Sccwann stableció el paralelismo ntre las células vgtales y animals; y se dio cuenta d q en la célula tb era important el funcionamiento, al q dnomino mtabolismo. Schleiden (1838) y Schwann (1839) iniciaron la teoría celular:

1- Todos los seres vivos stan cnstituidos x una o + celulas.

2- La célula es capaz d realizar todos los procesos mtabólicos ncesarios xa prmanecer cn vida.

En 1855, Virchow mjoro dix teoría:

3- Las células solo puedn aparecer a partir d otras células

En 1839 Purkinje describrió el mdio intrno d la célula vegetal.

Remark dscubrió la división directa dond el núcleo se divide x estrangulación. En 1879 Strasburger dscubrión n las células vegetales la división indirecta, q denomino cariocinesis. En 1880 Flemming descubrión la misma división en las células animales, a la q denominó mitosis. En 1890 Waldeyer observó q durante la mitosis se formaban unos filamntos nucleares, los cromosomas. En 1899 Ramón y Cajal amplió la teoría celular al tejido nervioso. En 1902 Sutton y Boveri propusieron q la información hederitaria se encontraba en los cromosomas d la célula, y amplió la teoría celular:

4- La célula contiene toda la información sobre la síntesis d su estructura y el control d su funcionamiento, y es capaz d transmitirla a sus descendientes.

CONCEPTO DE CÉLULA: es una estructura constituida x una membrana plasmática, citoplas ma y núcelo; y q tiene la capacidad d nutrirse, relacionarse y reproducirse.

LA FORMA DE LAS CÉLULAS:

Hay una gran variabilidad d formas. Las células libres presentan una membrana fácilmente deformable, x lo q stán cambiando constantmnt d forma al poseer pseudópodos. Otras células libres sin pseudópodos presentan una forma globulosa debido a la cohesión ntre las moléculas d agua. Las células q se ncuentran unidas a otras células y carecen d pared celular, su forma depende d las tensiones a las q se generen entre las uniones. Las células con pared celular poseen una forma muy estable.

La forma de las células está relacionada a su función.

UNIDADES DE MEDIDA:

La unidad utilizada es la micra (), q ekivale a 1.000 mm. Tb se utilizan unidades menores, como el nanometro (nm), q ekivale a 1.000 . X último, xa mdir distancias ntre moléculas se utiliza el Ángstrom , q ekivale a 0.1 nm. Las unidades d masa utilizadas son xa los orgánulos el picogramo (1pg = 10-12 g) y para las macromoléculas el dalton (un dalton = 1.66-24). Tb se utiliza como medida d tamaño el svedberg (S), q es la unidad d velocidad d sedimentación.

EL TAMAÑO DE LAS CÉLULAS:

Es muy variable. Las bacterias suelen medir nte 1 y 2 , y la mayoría d las células humanas ntre 5 y 20 . Los granos de polen de algunas especies miden ntre 200 y 300 , y en algunas especies superar las 500. Las neuronas son las células d mayor longitud, ya q sus prolongacions axonales puedn medir varios metros.

LONGEVIDAD CELULAR:

Hay células q duran unas 8 horas, y células q duran toda la vida como las neuronas. Los eritrocitos humanos viven unos 100 días, y los hepatocitos unos 150 días.

LA CÉLULA Y LA ENVOLTURA CELULAR

La célula es la unidad anatómica y fisiológica d los seres vivos.

Organización: acelulares, no se consideran seres vivos; procariotas, poseen ARN y ribosomas xo carecen d casi todos los orgánulos; y eucariotas animales y vegetales.

· Procariotas: suelen tener una mmbrana plasmática y una cápsula protectora d ntre 1 y 10 mic. Hay bacterias, cianobacterias y micoplasmas.

· Eucariotas: son células d mayor tamaño y complejidad. El material genético se ncuentra en el núcleo separado dl citoplasma. Tienn diversos orgánulos separados x mmbranas. Su tamaño oscila entre 10 y 100 mic. Son características d seres pluricelulares.

- Orgánulos en común: mitocondrias, aparato d golgi, retículo endoplasmático liso y/o rugoso y lisosomas.

MEMBRANA PLASMÁTICA:

· Estructura: su anxura es d unos 75 amgstron. Se le llama modelo dl mosaico fluido. Como base tiene una bicapa lipídica formada x fosfolípidos y proteínas. Tb nos encotramos glúcidos n la capa externa, q suelen ir unidos a proteínas o lípidos. Los glúcidos de la capa externa se llaman glucocálix. Tb ncontramos colesterol q se colocan ntre las colas d los lípidos.

Los fosfolípidos están siempre en continuo movimiento:

- Movimiento de rotación

- De difusión lateral: se mueven hacia los lados sin cambiar d posición

- Flip-flop: se intrcambian los fosfolípidos d part xterna cn los d la part interna.

+ Todos stos movimientos tienn q ver cn la fluidez d la capa: a + Tª + fluidez; y tb cambia según los fosfolípidos q sean; cn + instauraciones y - nº d C, mayor fluidez; y cuanto + colesterol - fluidez.

La fluidez es importante por: a + fluidez, mjor transporte, se adhiere mejor; y x su función inmunitaria. A esto se le llama adaptación homeoviscosa.

· Proteínas: son globulares. Tb poseen movimiento, la difusión lateral. Estas proteínas son características d cada especie. Son responsable d algunas funciones d la membrana. Tipos:

- Intrínsecas: atraviesan la membrana. Pueden ser transmembrana e integrales. Se unen a través d puentes d H.

- Extrínsecas: puedn star a los 2 lados. Se unen a los lípidos mdiante enlace covalent.

· Glúcidos: son siempre oligosacáridos, formando glucoprotínas y glucolípidos. Se encuentran sólo en la part xterna. Su función es protectora, al relacionarse cn el medio xtracelular y poseer una txtura viscosa. En algunas células, tienn función inmunitaria. Ad+, prmiten el reconocimiento celular, y sirven para reconocer y fijar sustancias q se van a incorporar.

· Función: es una mmbrana semipermeable. El paso d las partículas se produce a través d gradientes, q puedn ser x diferencia d concentración, x diferencia d carga eléctrica y x diferencia d presión osmótica. Los movimientos q tratan d igualar el gradiente se les denomina a favor d gradiente. Formas d transporte:

- A favor d gradiente: no necesita gasto d energía. Tb se le llama transport pasivo. Hay 2 tipos:

· Difusión simple: sustancias liposolubles q atravesarán la bicapa; y las hidrosolubles, q atravesaran a las proteínas d membrana o de canal

· Difusión facilitada: se utiliza un transportador, en este caso una proteína específica q reconoce a la molécula.

- En contra d gradiente: se consume energía. Se llama trasport activo. El ejemplo + común es la bomba Na-K. EN reposo, el interiosr tiene carga neta neg y el exterior carga neta pos. A través d ste diferencial eléctrico, poseen potencial d membrana.

El grad. kímico dl Cl lo llevaría a ntrar a la célula, xo el gradiente eléctrico lo llevaría afuera; x lo q el gradient stá compensado.

El grad. kím. dl K lo llevaría a salir fuera d la célula, xo el gradient eléc. lo haría ntrar; xo el gradiente neto no stá compensado, x lo el K tiende a salir.

En el Na tnmos un gradiente kím. y eléc. q lo llevan dntro d la células.

Para evitar sto, sta la bomba Na-K, q son proteínas d membrana asociadas a ATPasas xa cnsumir energía q se utilizará xa bombardear Na fuera d la célula y K dntro d la célula. El % es 3 d Na x cada 2 K; cn lo q el gradiente dl Na aumenta y en las proximidads se forman sumideros d Na.

· Para transportar compuestos d elevado peso molecular se transportar a tavés d ndocitosis. Estas sustancias ntran en contaco cn la capa xterna, son reconocidas, y la capa las empieza a encerrar, qdando ncerradas como en una burbuja.

La exocitosis es lo contrario. Los productos d dsexo salen fuera d la célula

Membranas de secreción: son capas cnstituidas x sustancias producidas x la célula q se dpositan sobra la superficie externa al ser segregadas. Se le denomina matriz xtracelular. La pared vegetal es tb una mmbrana d secreción

· Matriz xtracelular: es un producto d secreción q acumula moléculas sintetizadas. Actúa cm nxo d unión, rellenando los espacios ntre células, da consistencia a tejidos y órganos, condiciona la forma y el desarrollo d las células.

Estructura: se halla compuesta x una fina red d fibras proteicas inmersas en una estructura gelatinosa d glucoproteínas hidratadas, la sustancia fundamntal amorfa. Esta compuesta x:

- Colágeno: es una proteína fibrosa formada x tres cadenas espiralizadas sobre si mismas. Proporciona structura, resistencia y cnsistencia a la matriz.

- Elastina: es una proteína fibrosa q se comporta cm una goma frente a la tracción. Proporciona elasticidad.

- Glucoproteínas: están formadas x proteoglucanos q presentan una proteína filamentosa central a la q se unen glucosaminoglucanos a los q a su vez se fijan una molécula d ácido hialúrico. Retienn muxa agua, dando resistencia a la compresión.

Su función es mantener unidas a las células formando tejidos. Tb prmit la difusión d sustancias, la migración d células e influye en su disposición.

· Pared celular: es una nvoltura gruesa y rígida. Su componnt principal es la celulosa, q se dispone formando sucesivas cadenas. Perdura dspues d la muert d la célula proporcionando sotén.

Estructura: se hayas formada x una rd d fibras d celulosa y una matriz, q pued impregnarse d:

- Ligina: confiere rigidez a la pard.

- Suberina y cutina: impermeabilizan las pareds d las células q forman los tejidps protectores. La suberina se ncuentra n la corteza y la cutina en la drmis d las hojas y los tallos.

- El carbonato cálcico y la sílice le dan rigidez a las hojas.

Su función es la d dar foram y rigidez a la célula e impide su ruptura.

Citoplasma: es el spacio celular comprendido ntre la mmbrana plasmática y la nvoltura nuclear. Stá formado x:

· Citosol: es el mdio intrno dl citoplasma. En él stán inmersos el citoeskeleto y los ribosomas. En el citosol, los ribosomas realizan la síntesis d proteínas. La mayor part d las proteínas prmanecen n el citosol. Dado su alto cntenido nzimático, se produce un gran número d reacciones mtabólicas. Ad+ se structura una red d microfilamentos y túmulos proteicos q cnstituyen el citoeskeleto.

· citoeskeleto: aparece n todas las células eucariotas. Lo forma una rd d filamntos proteicos. Los + imprtants son los microfilamntos, los filamentos intermdios y los microtúbultos. Como función tiene mantener la forma d la célula, posibilitar el dsplazamiento d la célula, su contracción y el trnasport y organización d los orgánulos n el citoplasma.

Centrosoma: es propio d las células animales. Es el centro organizador d microtúbulos.

· Estructura: en su interior aparece el diplosoma, formado x 2 centríolos dispuestos perpendicularmnt ntre sí. Se ncuentra inmerso en el material pericentriolar, q es el centro organizador d microtúbulos. En el se organizan una seria d microtúbulos dnominados áster. Cada centríolo consta d nueve tripletes d micrptúbulos q se disponn formando un cilindro.

· Función: es el centro organizador d microtúbulos. X lo q dl centrosoma derivan todas las structuras cnstituidas x microtúbulos. Las celulas vegetales construyen sus microtúbulos a partir d un centro organizador similar al centrosoma.

· Cilios y flagelos: son prolongaciones citoplásmicas móviles situadas n la superficie celular. los cilios suelen aparecer n gran núme

NÚCLEO: es el orgánulo fundamental. Tiene 2 funciones principales, q se xcluyen ntre sí. Una, en la q realiza la interfase, organiza y coordina todas las actividads d la célula; y la 2ª es la d repartir el material genético a las células hijas en la mitosis.

· Características:

- Nº d núcleos: pued ser d un núcleo o varios (unión d varias células uninucleadas, q es el sincitio; y una división dl núcleo sin q se divida el citoplasma, el plasmodio)

- Tamaño: gran variedad; aunq exist una relación nucleoplasmática q suele ir en proporción al volumen celular.

· La envoltura nuclear: es la envoltura q se encarga d separar el citoplasma del núcleo. La membrana está asociada a un gran nº d ribosomas, y, x lo tanto, al RER. A la membrana interna stán asociadas una serie d proteínas asociadas a ADN.

· Características: stá formada x 2 capas cn un spacio perinuclear ntre ambas y está perforada x un gran número d poros

· Función: 1ª- separar el nucleoplasma del citosol; 2ª- regular el intercambio d sustancias; 3ª- gracias a los puntos d unión cn las fibras d ADN, la constitución d cromosomas a partir d masas d cromatinas

· En la membrana tb encontramos el complejo poro, q es una estructura d la membrana q son los q permiten o no la entrada d sustancias. Es un complejo activo q stá formado x un octómero d ribonnucleoproteínas, q stán asociadas a unas proteínas cn forma d cuña. A veces aparece una proteína central q termina d cerrar el poro.

· Nuceloplasma: es el mdio interno dl núcleo. Es una dispersión en forma d gel compuesto x proteínas relacionadas cn la síntesis y empaketamiento d los ác. nucléicos, x nucleótidos d ARN y ADN y x agua e iones.

· Estructura: existe una red d proteínas fibrilares cn estructura y funcionalidad similar a la dl citoeskeleto.

· Función: es el mdio el cual se realiza la síntesis d los ác. ribonucleicos y la síntesis d ADN nuclear.

· Nucléolo: es un cor`´usculo q se ncuentra dntr dl núcleo intrfásico. Suele aparecer sólo uno, aunq hay excepcions.

· Estructura: stá formado x ARN asociado a proteínas. Dntro ncontramos 2 zonas: una interna, la zona fibrilar y en la q se ncuentra ARN nucleolar y proteínas. Esta zona se origina a partir d fragmentos específicos d ADN llamados organizadores nucleares. La otra zona es la zona granular: es la part periférica y stá formada x ARN y + proteínas. Es la zona en la q se forman las 2 subunidades dl ribosoma, los cuales dspues d formase salen x separado al citoplasma.

· Función: es la generación d ribosomas

· Cromatina: es una asociación d proteínas y ADN. Las proteínas son prot. histonas q stán formando octómeros formados x 4 tipos d istomers q son 2 d H2A, d H2B, d H3 y d H4. Las prot. + el ADN forman el nucleosoma. A veces aparece una histona H1 q fija los nucleosomas. Al conjuto d todo se le llamacromatosoma, y stá formado x el octómero d histonas, dos vueltas d ADN y la histona H1.

A veces se observan zonas + oscuras o + claras, n las q se distinguen 2 tipos d cromatinas:

- Eucromatina: es la zona clara. Son zonas no condensadas.

- Heterocromatina: es la zona oscura. Son zonas condensadas. Hay 2 tipos: la constitutiva dl organismo, q es constant en todas las células dl organismo; y la facultativa, q en unas células stá en forma d heterocromatina y en otras stá en forma d eucromatina. La heterocromatina sirve xa fortalecer la structura dl cromosoma

- Hay una excepción. En los espermatozoides la cromatina stá organizada en forma cristalina.

DIFERENCIAS PRINCIPALES ENRTE MITOSIS Y MEIOSIS

Mitosis

Meiosis

De una célula madre salen 2 hijas

De una célula madre salen 4 hijas

Madre es 2n!hijas 2n

Madre es 2n!hijas n

Ocurre en todas las células

Ocurre en las células precursoras de gametos

En la metafase los cromosomas están en línea

En la metafase I se juntan pares de cromosomas

En la anafase a cada célula irá una cromátida

En la anafase I a cada célula irá un cromosoma

MITOSIS

Profase: procesos:

· Empaketamiento de la fibra d cromatina hasta formar la fibra de 360 A de anchura.

· Unión d las cromátidas hermanas a través d los centrómeros xa formar los cromosomas.

· Desaparición de los nucleolo/s

· Se duplica el centrosoma: habrá 2 diplosomas y el material genético pericentriolar. Tb se inicia la formación del láster, q crece hasta el uso acromático.

· El núcleo se hincha x una ntrada masiva de agua y la membrana se fragmenta.

· Se forma el cinetócoro y a su alrededor el centro organizador de microtúbulos. A partir d ahí se empiezan a formar los microtúbulos cinetocóricos; q se imbrican cn los del láster formando el huso acromático.

· Inicio: el momento en el q se puede ver el cromosoma cn el miscrocopio óptico.

· Finaliza: cuando desaparece la membrana nuclear y los cromosomas están orientados.

Metafase: procesos:

· Es muy breve. Es la colocación d los cromosomas n la placa ecuatorial.

· Inicio: cuando los cromosomas stán n la placa ecuatorial.

· Final: en el momento en el q los microtúbulos empiezan a despolimeralizarse.

Anafase: procesos:

· Se despolimerizan los microtúbulos, se separan las 2 cromátidas hermanas y desaparecen los cinetócoros.

· A partir de ahora los llamaremos cromosomas anafásicos. El nº d cromosomas sera = al nº d centrómeros.

· Inicio: en el momento en el q se empiezan a separar las cromátidas hermanas

· Final: cuando las cromátidas llegan a los polos y no se pueden diferenciar.

Telofase: procesos:

· A la maraña de cromosomas se empieza a poner alrededor una lámina fibrosa q facilitará la formación d la envoltura nuclear

· La envoltura nuclear se forma a través d RE y restos d la membrana anterios.

· Se desespiralizan los cromosomas.

· Los microtúbulos polares se sueltan dl material pericentriolar y se van a la zona media.

· Inicio: cuando los cromosomas se han agrupado en 2 masas en los polos d las células.

· Fin: cuando se ha formado la membrana nuclear.

MEIOSIS

- 1ª división meiótica: comprende 4 fases:

· Profase I: a su vez comprende 5 fases:

- Leptoteno: los filamentos d ADN se condensan y forman los cromosomas. Éstos presentan 2 cromátidas, x lo q dl único centrómero surgen 4 brazos

- Zigoteno: cada cromosoma reconoce a su homólogo y se junta a él (sinapsis). El apareamiento es gen a gen homólogo. Esto es posible gracias al complejosinaptinémico, q stá constituido x un filamento proteico q se forma al lado d una cromátida, el eje lateral; x un filamento proteico intermedio, el eje central; y el eje lateral del cromosma homólogo.

- Paquiteno: esmpieza una vz acabada la sinapsis y termina cuando empieza la separación. En ella los 2 cromosomas homólogos permanecen juntos formando un bivalente, y 2 se entrecruzan al menos en un punto. Este entrecruzamiento consiste en la rotura d las 2 dobles hélices y su posterior unión cn la otra hélice, produciéndose así una recombinación genética.

- Diploteno: los dos cromosomas homólogos tienden a separarse.

- Diacinesis: los cromosomas aumentan su concentración.

· Metafase I: la envoltura nuclear y los nucléolos han desaparecido y los bivalentes se disponen en el plano ecuatorial. Dará lugar a un cromosoma d 2 cromátidas

· Anafase I: los 2 cromosomas homólogos se separan y migran hacia polos opuestos.

· Telofase I: en unas especies se forma una envoltura nuclear q dura muy poco. En otras pasa directamente a la profase II.

- 2ª división meiótica: tb comprende 4 fases:

· Profase II: se rompe la envoltura nuclear y se duplican los diplosomas.

· Metafase II: los cromosomas se colocan en la placa ecuatorial.

· Anafase II: las dos cromátidas d cada cromosoma se separan hacia polos distintos.

· Telofase II: los cromosomas se desespralizan y se rodean d una envoltura nuclear, apareciendo 2 núcleos y posteriormente dividiéndose el citoplasma.

ro cubriendo la superficie celular; mientras q los flagelos sueln aparecer 1 ó 2.