LA CÉLULA

Requisitos para que la célula sea considerada un ser vivo:

Existen dos grupos de células:

Células eucariotas

Pueden encontrarse libres, en un fluido; asociadas, para realizar una función común; o unidas por el citoplasma, como las células de la placenta.

La forma puede variar según su función. Así las células de la sangre tienen forma redonda; las que revisten cavidades pueden ser planas, cubicas o cilíndricas; las que realizan movimientos de tracción son de forma alargada; y las células nerviosas tienen forma estrellada.

Por su tamaño se distinguen pequeñas o enanas (de 3 a 15 micras), grandes (de 12 a 30 micras), y gigantes (mayores de 30 micras).

Membrana nuclear

No se observa al M.O; al M.E se observan dos bandas oscuras separadas por una clara, con un espesor de 75-80 *, mientras que las bandas oscuras miden 25-30 * cada una. Presenta poros que se continúan con membranas del citoplasma, lo que se conoce como flujo de membrana. La composición química es lipoproteica, constituida por una bicapa lipidico-proteica; la capa lipidica presenta poros hidrófobos orientados hacia el centro y poros hidrófilos orientados a la periferia. La capa proteica tiene una disposición perpendicular y su estructura presenta moléculas lipidicas (esquema de Danielli).

Existen varias teorías sobre esta estructura, como son la teoría unitaria, la teoría micelar y la teoría del mosaico fluido.

Propiedades de la membrana:

• Transporte pasivo

• Difusión facilitada

• Difusión simple

• Canales de apertura por ligando

• Transporte activo

• Bomba de sodio-potasio

• Bomba de calcio

El paso de una sustancia por si misma se denomina uniporte, mientras que el paso de una sustancia que facilita el paso de otra se llama cotransporte; el paso además de una sustancia en la misma dirección se denomina simporte, y en la dirección contraria antiporte.

La membrana permite también el paso de macromoléculas del exterior al interior de la célula: endocitosis. Cuando se trata de sustancias sólidas se conoce con el nombre de fagocitosis, y cuando son sustancias liquidas se llama pinocitosis.

El paso de sustancias del interior hacia el exterior se conoce como exocitosis; las moléculas están envueltas por una membrana que se desplaza a la periferia de la célula poniéndose en contacto con ella, y estableciéndose una fusión de membranas que provoca la salida de la partícula al exterior.

Especializaciones de la membrana

• Mácula. Afecta a una pequeña zona discoidal de la célula

• Zónula. Banda que abarca toda la circunferencia celular

• Adherens. Existe espacio de separación entre células vecinas

• Occludens. Hay contacto físico entre células vecinas

• Mácula adherens. Forma el complejo unitivo de membrana

• Mácula occludens = Unión comunicante

• Zónula adherens

• Zónula occludens

También existen interdigitaciones, invaginaciones de una membrana con otra en forma de dedos de guantes para que la célula se adapte a las modificaciones que pueda experimentar.

En cuanto a los mecanismos de absorción, se distinguen microvellosidades (vanales, en chapa y en ribete-cepillo) que aumentan la superficie de absorción; y esterocilios, cuya misión es la excreción (epidídimo).

Glucocalix

Es una capa adherida a la membrana que no se observa al M.O, y que al M.E se observa una fina capa de limites rugosos; su composición puede ser de glicolípidos o de glicoproteinas, además de existir glucoproticanos. Funciones:

Citoplasma

No duran toda la vida, se degeneran y lisan, y vienen definidas por una hinchazón de las cavidades interna y externa y la fragmentación de las crestas mitocondriales. Así, si se destruyen se renuevan gracias al DNA que albergan en el interior.

Transforman la energía estable en inestable, de mas fácil uso para la célula, y se realiza debido a los enzimas que posee, provenientes del ciclo de Krebs y de la fosforilación oxidativa; la finalidad es que los nutrientes se transformen en ATP, CO2 y agua.

Las proteínas se sintetizan por los ácidos ribonucleicos que se forman en el núcleo bajo la síntesis del DNA. Tipos de RNA:

• RNA ribosomico. Forma parte de los ribosomas

• RNA mensajero. Responsable de la síntesis de las proteínas

• RNA transferente. Transporta los aminoácidos para la síntesis de proteínas

Cuando el RNA mensajero y el RNA ribosomico se unen, el mensajero esta dispuesto alineadamente y presenta una serie de tripletes de bases genéticas que se corresponderán con los anticodones del RNA transferente. Cada codon codifica un aminoácido; esta unión se realiza en dos lugares que se forman como consecuencia del ensamblamiento del RNA mensajero y el RNA ribosomico, llamados locus, un locus A o de reconocimiento y un locus P o de pectidación.

Todas las proteínas sintetizadas se inician con unas bases establecidas: AUG, que serán transportadas al locus A por el RNA transferente, posteriormente al locus P, y así sucesivamente para formar una cadena de aminoácidos. Siempre termina con las bases inespecíficas que no se corresponden con ningún aminoácido.

Estas funciones las realiza el RER, mientras que el REL forma hormonas o desintoxica productos farmacológicos.

• A partir del RER, el cual desprende vesículas de gemación desprendidas de los ribosomas; posteriormente se fusionarían formando vesículas planas que se aplanarían dilatándose los extremos, y así se formarían vesículas mayores y una serie de membranas.

• Una masa filamentosa con unas vesículas posteriores que aparecerían en una zona del citoplasma libre, y se seguiría con el proceso anterior.

En el interior hay unos gránulos de secreción que son rodeados por unas sustancias de hidratos de carbono, y que se van acumulando en vesículas de mayor tamaño que luego se desprenden. En su camino pierden el agua, y cuando contactan con la membrana celular se fusionan y los gránulos son eliminados.

La función del aparato de golgi es almacenar las proteínas que se unen a moléculas de hidratos de carbono hasta que son eliminadas según las necesidades del organismo.

Tanto unos como otros acaban eliminándose al exterior por fagocitosis; también los hay libres en la célula, y que pueden dar lugar a la autolisis.

Hay enfermedades en relación con alteraciones en los lisosomas, como son la enfermedad de Misahi y la enfermedad de Pompe.

Al M.E los centriolos están constituidos por nueve triadas de estructuras tubulares de disposición circular, conocidas como A, B, C, y en las que si se da un corte en un extremo presenta una estructura filamentosa dirigida al centro semejando una rueda de carro. En su parte central suelen emitir proyecciones esféricas unidas por un filamento o satélite centriolar.

Las funciones de los centriolos son los movimientos celulares y el origen de los cilios y derivados.

Los cilios son derivados de los centriolos que se presentan en el borde libre de las células como evaginaciones hacia el exterior; su longitud es variable y se distinguen tres partes:

• Tallo. Al M.E presentan una membrana celular en cuyo interior hay nueve pares de túbulos y un par central, recubierto por una vaina, y entre los cuales existen también estructuras filamentosas en nº 9.

• Zona de transición. Desaparecen la vaina, el par central y los filamentos.

• Corpúsculos basales. Son triadas de túbulos, y del túbulo central se extienden estructuras filamentosas a lo largo del citoplasma de la célula; también existen raíces, expansiones filamentosas que surgen del túbulo mas profundo de la triada.

La función de los cilios es el movimiento que determina el avance de sustancias nocivas. Tienen sus orígenes en los centriolos y en los deutorexomas, formaciones filamentosas y granulares que se agrupan dando lugar a estructuras hexagonales de mayor densidad, y que en determinados puntos surgen expansiones fibrilares llamadas cuerpos ciliares que se dirigen a la membrana citoplasmática cuando se desprenden.

• Inclusiones. Hidratos de carbono, lípidos y proteínas

• Pigmentos

• Endógenos: melanina, hemoglobina, lipofusina...

• Exógenos: carbón, silicio, berilio, plata, hierro, amianto...

Núcleo

Según el criterio morfológico es una inclusión citoplasmática constante delimitada por una membrana; según el criterio biológico esta formado por RNA y DNA. Características generales:

El núcleo presenta unos poros entre el citoplasma y el núcleo para permitir el paso de sustancias. Estos poros son redondos y poseen una membrana que los obstruye, son octogonales, y de sus vértices se expanden fibras cromáticas y gránulos a ambos lados de la membrana y hacia el centro, donde se unen a un granulo central. La cisterna perinuclear contiene agua y electrolitos, y los poros permiten el paso de proteínas y de RNA.

Nucleosomas e histonas. Los DNA están fuertemente unidos a proteínas histonas en nº 5: H1, H2A, H2B, H3 y H4; la H1 es específica de cada tejido celular y las demás son comunes.

Los nucleosomas son estructuras formadas por dos histonas (excepto la H1) unidas fuertemente por dos vueltas de DNA; la H1 es la que agrupa la unión de los nucleosomas. Al M.E lo vemos como un filamento que envuelve los nucleosomas a nivel de los octámeros. Si la H1 está desnaturalizada no podemos verlo.

El RNA al M.E se observa como unos gránulos pequeños electrodensos o gránulos

Intercromaticos; como gránulos mayores electrodensos o gránulos pericromáticos; o como filamentos o fibras pericromáticas, que cuando están más condensadas forman los corpúsculos espirilados.

Composición química del RNA y del DNA

La unión de un azúcar con una base forman un nucleósido, y la unión a éste de un ácido fosfórico forman un nucleótido; los DNA y RNA están formados por conjuntos de nucleotidos.

El DNA es una doble cadena helicoidal y ambas están unidas por las bases nitrogenadas de una forma marcada por el código de la herencia; además sintetiza las moléculas de RNA.

El RNA es una cadena simple y también puede sintetizar moléculas de DNA mediante la transcriptasa.

Funciones del núcleo

El núcleo rige las funciones de la célula, y en él se hayan las expresiones de cualquier tipo de morfología del organismo, la totipotencialidad de la célula. Las células expresan una parcialidad que representa la especialidad de las células.

Cromosomas

Son fragmentos de cromatina en forma de bastones que adoptan una forma determinada en el momento de la mitosis. El tamaño es variable en grosor y en longitud. El numero de cromosomas varía según la célula sea haploide o diploide (23 pares: 22 somáticos, 1 sexual); las células sexuales son diploides.

Cada bastón tiene dos partes iguales unidas por un centrómero, y cada parte recibe el nombre de cromátida. Los cromosomas presentan una constricción principal que divide al cromosoma en dos brazos iguales o desiguales, y también se observan constricciones secundarias más próximas a los extremos; el pequeño fragmento de masa cromátida aislado del resto del cromosoma por una constricción secundaria se llama satélite cromosómico. Los extremos de los cromosomas se denominan telómeros.

Al M.E los cromosomas están constituidos por un doble filamento enrollado sobre sí mismo que presenta gránulos electrodensos o cromómeros; estos filamentos o cromonemas, a nivel de la constricción primaria adoptan una forma de láser. Con arreglo a esta constricción se dividen en cromosomas metacéntricos, submetacéntricos, acrocéntricos y telocéntricos.

Cariotipo humano: mapa genético cromosómico. Para estudiarlo se utilizan células sanguíneas; primero se estimula su crecimiento y se detiene en la mitosis, para someter a la célula a un choque isotónico haciendo que se rompa; así los cromosomas quedan dispersos y se fotografían para ver su morfología y su tamaño.

Clasificación: 1. Grupo A: 1-3, grandes y metacéntricos

2. Grupo B: 4-5, grandes y submetacéntricos

3. Grupo C: 6-12, medianos y submetacéntricos 4. Grupo D: 13-15, grandes y acrocéntricos 5. Grupo E: 16-18, pequeños y submetacéntricos 6. Grupo F: 19-20, pequeños y metacéntricos 7. Grupo G: 21-22, pequeños y acrocéntricos

Determinación del sexo: unión de los gametos masculinos y femeninos. Los gametos masculinos poseen 42 pares de cromosomas somáticos y uno sexual XY; los gametos femeninos poseen 42 pares de cromosomas somáticos y uno sexual XX.

Corpúsculo de Bar: condensación de la cromatina de los cromosomas X del sexo femenino.

Mitosis y meiosis

Mitosis

A parte existe una etapa de reposo o interfase que se corresponde al espacio de tiempo que hay entre dos mitosis consecutivas. Se divide en tres fases:

La mitosis tiene lugar en las células somáticas originando células hijas diploides.

Meiosis

Es la forma de duplicación de las células sexuales, caracterizada por dos mitosis sucesivas separadas por una interfase corta sin duplicación de DNA, y con unas características especiales en la profase de la primera mitosis.

• Profase

• Leptonema. Filamento delgado. Se visualizan los cromosomas muy delgados, que tienen una tendencia a la polarización porque sus telómeros se dirigen a los extremos a nivel de los centriolos, dando una imagen de rosa.

• Zigonema. Filamentos que se juntan. Alineamiento y apareamiento de los cromosomas homólogos; se realiza por medio de la sinapsis y se forma el complejo sinaptolémico. Los puntos de unión son muy escasos pero la unión es muy puntual.

• Paquinema. Filamentos gruesos. Los cromosomas aparecen como tetradas; los puntos de unión son mayores (100%), y a este periodo se le conoce también como periodo de las bibalencias. Lo más importante es la recombinación genética que se produce. Al M.E se observan nódulos electrodensos que se conocen como nódulos de reconversión.

• Diplonema. Duplicación o separación de los filamentos. Todos los cromosomas están unidos por determinados puntos o quiasmas; desaparece la sinapsis y el numero de quiasmas por cromosoma es variable. Es una etapa muy larga, pudiendo durar años (en la mujer hasta 40-50 años con la ultima ovulación), lo que se conoce como periodo diptoteno; los cromosomas adoptan una forma de plumados.

• Diacinesis. Terminalización de la separación de los quiasmas.

• Metafase. Se separan los pares de cromosomas.

• Anafase

• Telofase. Se han formado dos células hijas con la mitad de la carga genética.

• Profase

• Metafase. Se separan las cromátidas.

• Anafase

• Telofase. Formación de células haploides.

Diferencias entre mitosis y meiosis

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