La célula es una unidad vital al ser la parte más pequeña de los seres vivos capaz de realizar las funciones vitales. Esto implica que sea la unidad funcional y estructural de todos los seres vivos.

Es una unidad genética, ya que toda célula procede de otra preexistente.

En los seres pluricelulares, las actividades de las células están coordinadas entre sí en función de una función vital del organismo.

La célula es un conjunto organizado de biomoléculas que interactúan de forma compleja y son responsables de su actividad vital.

Membrana citoplasmática: independiza a la célula del exterior y permite el intercambio de sustancias con el exterior.

Citoplasma: es un líquido viscoso, coloidal, con agua, proteínas, lípidos, glúcidos, etc. Además, tienen citoesqueleto que contiene orgánulos celulares. En las células más evolucionadas, el citoplasma está dividido mediante un sistema de endomembranas. En el citoplasma se produce un gran número de reacciones importantes para la célula.

Material genético: contiene la información que regula las funciones celulares y la información de las características del individuo. Además, permite la transmisión de los caracteres hereditarios a los descendientes.

Orgánulos comunes a las células animales y vegetales:

Membrana celular: está formada por lípidos y proteínas. Su función es aislar la célula del entorno y controlar el intercambio de sustancias con el exterior.

Núcleo: está limitado por una doble membrana llena de poros. Dentro se encuentra la cromatina (interfase) y el nucleolo.

Aparato de Golgi: orgánulo membranoso formado por la agrupación de vesículas y sacos aplanados. Prepara y segrega sustancias.

Peroxisomas: son estructuras esferoidales aisladas por membranas que contienen enzimas capaces de transformar y degradar sustancias.

Lisosomas: vesículas membranosas con forma esférica. Realizan la digestión de las sustancias grandes incorporadas por las células o de orgánulos viejos.

Ribosomas: son orgánulos de pequeño tamaño, constituidos por ARN y proteínas y están formados por dos subunidades. Su función es la síntesis de proteínas.

Mitocondrias: orgánulos alargados compuestos por una doble membrana: la externa, lisa, y la interna con repliegues (crestas mitocondriales). Su función es la respiración celular.

Citoplasma y citoesqueleto: el citoplasma se sitúa entre el núcleo y la membrana plasmática y está formado por agua y sustancias disueltas o dispersas en el agua. El citoesqueleto es el conjunto de filamentos y estructuras tubulares de naturaleza proteica dispuestos libremente en el citoplasma. Está relacionado con el movimiento celular.

Retículo endoplasmático: es un conjunto de membranas que rellenan el interior del citoplasma. Puede ser de dos tipos

Rugoso (RER): tiene ribosomas e interviene en la síntesis de proteínas.

Liso (REL): no tiene ribosomas y sintetiza lípidos y glúcidos.

Orgánulos característicos de las células vegetales:

Plastos: son exclusivos de los organismos autótrofos y su función es sintetizar pigmentos y acumular sustancias de reserva. Tiene dos membranas, la interna recibe el nombre de tilacoides y cuando se apilan forman los grana. Además, en las membranas tilacoidales se sitúa la clorofila y es donde se realiza la fase luminosa de la fotosíntesis. El interior del cloroplasto recibe el nombre de estroma y está ocupado por una molécula de ADN, ARNt, ribosomas y diversas moléculas donde se realiza la fase oscura.

Vacuolas: vesículas membranosas de tamaño y forma variables. Almacenan distintos tipos de sustancias.

Pared celular: es característica de las células vegetales y de los hongos. Está formada por celulosa, pectina y lignina, mientras que la fúngica está formada por quitina. Dan forma a la célula, la protegen y permiten el intercambio con el exterior.

Orgánulos característicos de las células animales:

Centrosomas: están formados por dos centríolos situados perpendicularmente entre sí. Los centríolos, la centrosfera y la serie de filamentos que irradian de ella (áster), forman el centrosoma. Los centrosomas están rodeados por el aparato de Golgi e intervienen en los movimientos celulares y polarizan la división celular. Las células vegetales no tienen centríolos, pero sí tienen áster y centrosfera.

Endosimbiosis: consiste en la formación de células eucariotas a partir de células procariotas. Para ello, las células procariotas tienen que perder la membrana celular, de modo que la membrana plasmática se repliega formándose compartimentos y se forma la membrana nuclear que determina el material genético.

Ingestión: es la entrada de nutrientes mediante distintos sistemas de permeabilidad selectiva que permite el paso de determinadas sustancias.

Metabolismo: es la transformación de los nutrientes.

Eliminación de sustancias: puede ser por:

Excreción: se eliminan sustancias de desecho resultantes del catabolismo.

Secreción: es la eliminación de las sustancias de síntesis útiles para el organismo.

Autótrofos: los organismos toman del exterior moléculas inorgánicas y las transforman en moléculas orgánicas. Para ello se requiere energía, que se adquiere mediante la fotosíntesis o la quimiosíntesis y la realizan las plantas, las algas y algunas bacterias.

Heterótrofa: los organismos obtienen las moléculas orgánicas de otros organismos que ya las han sintetizado y antes de ser sintetizadas por la célula, tienen que ser digeridas. Este tipo de nutrición la llevan a cabo los animales, los hongos, los protozoos y la mayoría de las bacterias.

Las reacciones van encadenadas, es decir, el producto de una reacción es el sustrato de la siguiente y algunas moléculas son origen de ramificaciones. Estas cadenas de reacciones se llaman rutas metabólicas y las moléculas que se originan, encrucijadas metabólicas.

Son catalizadas por enzimas que hace que la velocidad de reacción sea mayor y disminuyendo la energía de activación (energía necesaria para que las moléculas reaccionen).

La mayoría son de oxidación-reducción, de modo que mediante la oxidación, las moléculas orgánicas se rompen en moléculas más sencillas y se libera energía. Mediante reducción, las moléculas se dividen y forman moléculas más sencillas. En la oxidación, se pierden electrones y se reduce, capta electrones o hidrógenos procedentes de una molécula que se ha oxidado.

Respiración: es un proceso catabólico basado en la oxidación de moléculas orgánicas energéticas que liberan energía calorífica y ATP. En la respiración hay pérdida de electrones y protones que van a pasar de unas moléculas a otras hasta llegar al oxígeno, en el caso de la respiración aerobia ya que en la anaerobia no es el oxígeno.

Fase anaerobia: es la glucólisis que se produce en el citoplasma, donde una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico y se transforma en la mitocondria en carbono, 2 moléculas de ácido acético y una de CO2. Ahí el ácido acético reacciona con el coenzima A (CoA) y se transforma en dos moléculas de acetil CoA y se integra en el ciclo de Krebs.

Fase aerobia: diferenciamos dos fases:

Ciclo de Krebs: se realiza en la matriz mitocondrial y aquí se produce la degradación del acetil CoA en CO2 e hidrógeno.

Cadena respiratoria: tiene lugar en la membrana mitocondrial interna y en ella los electrones van a ser captados por una serie de transportadores formándose moléculas de ADP para producir ATP mediante fosforilación oxidativa. Parte de esa energía se libera en forma de calor.

Fermentación: la degradación de las moléculas orgánicas es incompleta y no existe una cadena de transporte de electrones. Es un proceso anaerobio y existen varios tipos de fermentación:

Láctica: glucosa ! ácido láctico ! 2 ATP. En los humanos origina las agujetas.

Alcohólica: glucosa ! alcohol etílico ! 2 ATP. La llevan a cabo las levaduras.

Putrefacción: es la fermentación de proteínas y se forman sustancias mal-olientes.

Fotosíntesis: es un proceso anabólico que transforma la materia inorgánica en orgánica utilizando energía luminosa que se transforma en energía química que queda acumulada en los enlaces de la materia orgánica formada. Esa energía va a ser adaptada por la clorofila. Ecuación del proceso:

Oxigénica: es llevada a cabo por las cianobacterias.

Anoxigénica: la llevan a cabo el resto de los seres vivos.

Luminosa: tiene lugar en los tilacoides de los cloroplastos, que contienen pigmentos fotosintéticos como la clorofila o los carotenoides (absorben energía a distinta longitud de ondas). En esta fase se produce:

La fotólisis del agua: los molécula de agua se rompe y por cada una de ellas se liberan dos electrones de H, dos protones de H y ½ oxígeno. Al actuar la luz sobre la clorofila se liberan electrones serán captados por una secuencia de transportadores de moléculas y cedidos a otros hasta que llegan a un aceptor final (NADP) que se va a unir a los iones de H formando el NADPH.

El transporte de electrones: en esta fase se forma energía que será utilizada para formar ADP (fosforilización fotosintética) y se libera agua.

Oscura: se desarrolla en el estroma y puede realizarse tanto con luz como sin luz. Este proceso se basa en la síntesis y mediante el ciclo de Calvin se forma glucosa y se regenera la molécula a la que se une el CO2. Para llevarse a cabo necesita NADP y NADPH.

Quimiosíntesis: es llevada a cabo por algunas bacterias y se trata de la síntesis de moléculas orgánicas a partir de inorgánicas utilizando la energía química procedente de reacciones de oxidación. Diferenciamos dos fases que son equivalentes a las de la fotosíntesis:

La primera es la obtención de energía mediante reacciones de oxidación formando ATP y NADPH.

La segunda es la síntesis de moléculas orgánicas utilizando el ATP y el NADPH mediante el ciclo de Calvin.

Recepción de la información: permite detectar los cambios en el exterior y en ocasiones en el interior. Esos cambios son los estímulos y pueden ser:

Físicos: temperatura, presión, etc.

Químicos: concentración salina, PH, etc.

Procesamiento de la información.

Elaboración de la respuesta adecuada a la información: esas respuestas pueden ser:

Estáticas: es la división de la célula, los cambios en el metabolismo, etc.

Dinámicos: es el movimiento de la célula como respuesta a un estímulo (tactismo). Cuando el tactismo es en la misma dirección del estímulo, el tactismo es positivo; y negativo cuando es en sentido contrario. El tactismo se puede producir por fenómenos como la luz. Tipos de movimientos celulares:

De contracción: es el acortamiento de una célula en una dirección y sin movimiento. No es locomotor.

Ameboide: se realiza mediante prolongaciones pasajeras del citoplasma (pseudópodos). Es característica de las células libres.

Movimiento vibrátil: se realiza mediante la vibración de los cilios o flagelos. Son característicos de muchas células reproductoras y de algunas células fijas de los metazoos.

Interfase: en ella la célula duplica su material genético y todos sus elementos que serán utilizados en la división celular.

División celular: según el tipo de células, la división celular es de dos tipos:

En las procariotas: es una división simple con duplicación de cromosomas y pasando cada uno de ellos a una célula hija.

En las eucariotas: el material genético es mayor y por lo tanto, la división es más compleja.

Diploides (2n): sus series constituyen dos series gemelas y a los dos cromosomas que son iguales se les denomina cromosomas homólogos. Tienen dos series de cromosomas homólogos. Una serie procede del padre y otra de la madre.

Haploides (n): tienen una serie de cromosomas.

División del núcleo o cariocinesis: es la separación de las cromátidas de cada cromosoma, dada una de las cuales constituye un cromosoma hijo. Por tanto, al comienzo de la mitosis cada cromosoma está constituido por dos cromátidas y, al final, por una sola cromátida.

División del citoplasma o citocinesis: tiene como resultado la formación de dos células hijas, iguales entre sí e iguales a la madre.

Profase: se produce la individualización de los cromosomas, que se hacen visibles con sus dos cromátidas. La membrana nuclear y el nucleolo empiezan a fragmentarse, y los centríolos se desplazan hacia los polos y se forma el huso acromático.

Metafase: los cromosomas se sitúan en el ecuador y las cromátidas se unen por el centrómero. A la disposición de los cromosomas se le denomina placa ecuatorial.

Anafase: las cromátidas se separan y se dirigen hacia los polos opuestos. Las fibras se acortan y tiran de las cromátidas hacia los polos.

Telofase: el retículo rodea las cromátidas y se forma una membrana en cada polo. Se tiene que dar la división del citoplasma (citocinesis). Esta es distinta en las células animales y en las vegetales. En las animales se da mediante un surco y en las vegetales, el aparato de Golgi segrega vesículas que se disponen en el centro y se van fusionando formando un tabique o septo que divide la célula en dos.

Meiosis I: se forman dos células haploides.

Profase I: la membrana nuclear y el nucleolo comienza a desaparecer y cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas. Se produce el apareamiento de los cromosomas homólogos y reciben el nombre de bivalentes y se produce el intercambio entre esos cromosomas homólogos (entrecruzamiento) en el quiasma. También se forma el huso acromático.

Metafase I: los cromosomas bivalentes se sitúan en el ecuador.

Anafase I: las parejas de homólogos se separan y se dirigen hacia los polos diferentes. En cada polo habrá n cromosomas con dos cromátidas.

Telofase I: se forman dos núcleos hijos, los cromosomas se desarrollan, se desarrollan y se pasa a una interfase sin duplicación de ADN formándose dos células hijas haploides.

Meiosis II: se separan las cromátidas (anafase II) y se duplica en centrómero y pasan a ser cromosomas. El resto de las características es semejante al de la mitosis. La meiosis II no es reduccional y se forman cuatro células n.

Diplonte: es característico de los animales y el organismo adulto es diplonte. En la mayor parte del ciclo, las células son diploides, excepto en los gametos.

Haplonte: es característico de algas primitivas y de muchos hongos. La fase diploide se reduce al cigoto, de modo que después de formarse éste se produce la meiosis.

Dihaplonte o haplodiponte: es el caso de los helechos o de los musgos. Es una combinación de los dos ciclos anteriores. El organismo adulto diplonte se denomina esporófito y forma esporas (n) mediante meiosis que germinan, se dividen mediante mitosis y forman el gametófito (n). Éste forma gametos (n) que se unen por fecundación y forman el cigoto (2n), que por mitosis forma el esporófito. En este ciclo hay una alternancia de generaciones con dos tipos de organismos diferentes.