DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS PROCARIOTAS
Y EUCARIOTAS:

Organismos:

Bacterias y cianobacterias

Protistas, hongos, plantas y animales

Tamaño celular:

1-10µm en dimensión lineal

10-100µm en dimensión lineal

Metabolismo:

Anaeróbico o aeróbico

Aeróbico

Orgánulos:

Pocos (ribosomas) o ninguno

Núcleo, mitocondrias, retículo…

ADN:

Circular y disperso en el citoplasma. Sin núcleo

Organizado en cromosomas y rodeado de una envuelta membranosa formando el núcleo

ARN y proteínas:

Transcripción y traducción en el citoplasma

Transcripción en el núcleo y traducción en el citoplasma

Citoplasma:

Sin citoesqueleto. Ausentes: corrientes citoplasmáticas, endocitosis y exocitosis

Con citoesqueleto compuesto de filamentos proteicos, con corrientes citoplasmáticas, endocitosis y exocitosis

División celular:

Separación de cromosomas por uníón a la membrana plasmática

Separación de cromosomas por huso mitótico

Organización celular:
Principalmente unicelular. Principalmente pluricelular, con diferenciación de muchos tipos celulares.

DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES
Y VEGETALES:

Forma: Esférica. Poliédrica.

Tamaño Ligeramente menor. Ligeramente mayor.

Movilidad: Pueden tener cilios y flagelos. No hay cilios, pocos flagelos.

Nutrición: Heterótrofa. Autótrofa fotosintética.
Membrana: Con glucocálix (glucoproteínas). No tienen pared celular alrededor de la membrana
. Presentan pared celular celulósica, alrededor de la membrana.

Orgánulos: No tienen cloroplastos. Contienen centriolos. Sin vacuolas o muy pequeñas. Contienen muchos lisosomas. Contienen cloroplastos. No contienen centriolos. Vacuolas de gran tamaño. Sin lisosomas.

Gránulos de reserva: Sin almidón. Con glucógeno. Con almidón. Sin glucógeno.

División del núcleo: Huso acromático formado a partir del centrosoma. Huso acromático formado a partir de zonas formadoras de microtúbulos.

División del citoplasma: Por estrangulación. Por formación del fragmoplasto.

Células procariotas:

son más antiguas, carecen de un núcleo limitado por una membrana y de cualquier compartimento interno limitado por una membrana.

Células eucariotas:

son de mayor tamaño y mucho más complejas, tienen un núcleo limitado por una membrana y orgánulos también limitados por membranas.

PARED CELULAR:

Es una estructura rígida que rodea a la membrana plasmática en células vegetales formada principalmente por celulosa, que se dispone formando fibras que están cementadas por hemicelulosa, pectina, agua, sales minerales, lignina y suberina.

ESTRUCTURA:

la pared celular se compone de varias capas. Durante una primera etapa, la célula necesita crecer, por lo que posee una pared celular flexible y delgada, compuesta por una lámina media y pared primaria. Cuando la célula madura y deja de crecer, la pared se engrosa y se hace más rígida, formando una pared secundaria.

Lámina media:

es la primera capa que se forma. Es común a dos células contiguas y está compuesta fundamentalmente por pectinas muy hidratadas.

Pared primaria:

es delgada y flexible, por lo que permite que la célula crezca. Está compuesta de celulosa, hemicelulosa y pectinas en proporciones similares.

Pared secundaria:

da grosor y rigidez a la célula y se forma entre la pared primaria y la membrana. Está compuesta fundamentalmente de celulosa, suele carecer de pectina y en algunos tejidos vegetales (leño o corcho) lleva lignina y suberina

La pared celular no es continua, presenta punteaduras, que son zonas donde desaparece parte de la pared secundaria y que coinciden con plasmodesmos, que son puentes de material citoplasmático entre células contiguas.

FUNCIONES:

Protección y sostén mecánico a la célula. Impermeabilizante. Da rigidez, sobre todo en tejidos conductores. Uníón entre células.

MEMBRANA PLASMÁTICA:

 Es la envoltura que delimita la célula y la aísla del medio extracelular. Está en todas las células. Está constituida por:

Bicapa lipídica:

formada por fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol en células animales y fitoesteroles en células vegetales. Los lípidos constan de un extremo hidrófilo hacia el exterior y un extremo hidrófobo hacia el interior. Esta bicapa proporciona a la membrana dos propiedades:


Fluidez, por el movimiento de los lípidos y por su composición. Cuanto más ácidos grasos saturados y más colesterol, más rigidez y cuantos más ácidos grasos insaturados, más fluidez, ya que la presencia de dobles enlaces dificulta el empaquetamiento de las cadenas.

Asimetría:

viene determinada por la composición lipídica de la bicapa. 

Proteínas:

sirve para transportar determinadas moléculas fuera y dentro de la célula, actúan como receptores específicos y actúan como enzimas. Hay dos tipos:

Proteínas transmembrana, que atraviesan totalmente la bicapa lipídica. Casi todas están glucosiladas hacia el medio externo de la célula.
Proteínas periféricas, que no atraviesan la bicapa.

Carbohidratos:

se sitúan en la superficie externa de las células ecuariotas, por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana. Se unen covalentemente a los lípidos y a las proteínas formando el glucocálix.

FUNCIONES:

Sirve de límite o barrera entre la célula y el medio externo. Permite la transferencia de información entre células mediante receptores específicos (desarrollo, crecimiento, división y coordinación entre células de organismos pluricelulares). Interviene en procesos de adhesión celular, importantes para la formación y mantenimiento de los tejidos en organismos pluricelulares. Transporta sustancias a través de ella. Presenta permeabilidad selectiva.

TIPOS DE TRANSPORTE DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Transporte de moléculas pequeñas:

se puede llevar a cabo por dos mecanismos:

Transporte pasivo:

es un tipo de difusión en el que una molécula atraviesa la membrana a favor de gradiente y sin gasto energético.
Se puede realizar:

Por ósmosis:

paso de agua a través de la membrana para igualar las concentraciones salinas.

Por difusión simple:

moléculas pequeñas sin carga atraviesan la membrana por sí solas, como oxígeno, CO 2 , N 2 , etanol, urea y hormonas esteroideas.

Por difusión facilitada:

permite el paso de moléculas polares como iones, azúcares, aminoácidos y muchos metabolitos celulares, pero es necesaria la presencia de proteínas transmembrana.
Estas pueden ser de dos tipos:

Proteínas de canal:

forman poros llenos de agua que cuando están abiertos permiten el paso de iones, inorgánicos generalmente.

Proteínas transportadoras o permeasas:

se unen a la molécula que van a transportar y sufren un cambio de conformación que permite el paso de la sustancia al otro lado de la membrana. Transportan iones, azúcares y aminoácidos.

Transporte activo:

son las sustancias atraviesan la membrana en contra de gradiente y con gasto energético (ATP). Son necesarias las proteínas transportadoras, queactúan como bombas en contra de gradiente. Ej.

Bomba de Na + -K + :

es un ejemplo de proteína transportadora utiliza la energía producida por la hidrólisis del ATP. Gracias a ella se mantiene la diferencia de potencial en la membrana que permite la producción y transmisión del impulso nervioso en células animales. Por cada molécula de ATP hidrolizada, bombea 3Na + hacia el exterior y 2K + hacia el interior. Con ello se consigue que haya una diferencia de potencial eléctrico, con el interior negativo respecto al exterior. Las funciones de esta bomba de Na + -K + son mantener este potencial de membrana, transportar glucosa hacia los capilares sanguíneos y regular la presión osmótica. 

Transporte de macromoléculas:

Endocitosis:

es un proceso que permite ingerir macromoléculas mediante invaginación de una pequeña parte de la membrana, que se estrangula formando una vesícula intracelular.

Puede ser por:

Pinocitosis:

ingestión de líquidos y sustancias disueltas. La vesícula resultante se llama pinocítica.

Fagocitosis:

ingestión de grandes partículas como microorganismos o restos celulares. Las vesículas formadas en este caso se llaman fagosomas y, por lo general, se unen luego a los lisosomas para ser digeridas. Este proceso se da en protozoos, como forma de alimentación, y en los glóbulos blancos, como mecanismo de defensa.

Exocitosis:

es el proceso inverso al de endocitosis. Una vesícula del interior de la célula se une a la membrana plasmática y vierte su contenido al exterior de la célula. Si se eliminan sustancias de desecho, se llama excreción y si se liberan hormonas, se llama secreción.

DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA:

Microvellosidades o microvilli:

son extensiones digitiformes de la membrana que se encuentran en la superficie de muchas células animales, especialmente en los epitelios para aumentar el área superficial. Por ej. En el epitelio intestinal aumentan la superficie de absorción.

Uniones intercelulares:

son muy abundantes en el tejido epitelial. Son muy especializadas y su tamaño sólo permite visualizarlas al microscopio electrónico.

Pueden clasificarse en:

Uniones de oclusión:

sellan zonas de células adyacentes formando una lámina epitelial impidiendo el paso de moléculas, incluso pequeñas, entre las dos caras del epitelio. Las más importantes son las uniones herméticas o estanca en el epitelio que tapiza el intestino delgado.

Uniones de anclaje:

unen algunas zonas de la membrana plasmática de células vecinas y confieren una resistencia mecánica, ya que se asocian con los filamentos proteicos del citoesqueleto. Son abundantes en tejidos sometidos a tensiones mecánicas: músculo cardíaco, epidermis y cuello del útero. Puede haber dos formas distintas:

1. Uniones adherentes:

   
   son regiones que conectan fibras de actina del citoesqueleto, situadas bajo la membrana celular, de células contiguas.
2. 
   

   Desmosomas:

   son regiones de conexión entre filamentos intermedios del citoesqueleto. Estos filamentos son de queratina. Constan de una placa citoplasmática proteica responsable de la uníón de los elementos citoesqueléticos y de glucoproteínas transmembrana de uníón, conectadas a la placa; estas glucoproteínas adhieren las membranas plasmáticas adyacentes.
3. 
   

   Uniones de comunicación:

   permiten el paso de señales químicas o eléctricas entre células adyacentes.
   

   Puede haber:

• Uniones tipo “gap” (hendidura): son zonas visibles al microscopio electrónico en las que las membranas de dos células adyacentes están separadas por una distancia de unos 3 nm o
  hendidura.
• 
  

  Plasmodesmos:

  son exclusivos de células vegetales. Son conductos citoplasmáticos que atraviesan la pared celular y mantienen unidas a  todas las células de una planta.

PROTOPLASMA:

Abarca todo lo que va desde la membrana plasmática hacia el interior de la célula.

CITOPLASMA:

es el medio interno de célula con los orgánulos citoplasmáticos inmersos en él. El medio interno se llama citosol o hialoplasma y es un coloide heterogéneo, que contiene estructuras fibrosas (filamentos y túbulos) y estructuras granulares (glucógeno y gotas lipídicas). Se compone, además, de agua, aminoácidos, nucleótidos, nucleósidos, hidratos de carbono, etc.

RIBOSOMAS:

Estructura:

se ven al microscopio electrónico. Están presentes en todas las células. Son mayores en células animales que en células vegetales y en ambas mayores que en procariotas. Pueden estar libres en el citoplasma, unidos al REr o en grupos, enganchados a una molécula de ARNm, formando los polisomas o polirribosomas. También están en las mitocondrias y en los cloroplastos (70S), del tamaño de los de procariotas. Están formados por dos subunidades, una grande y una pequeña. Están compuestos por

ARNr, agua (50%) y proteínas

El Mg mantiene unidas las dos subunidades. El ARNr se sintetiza en el nucléolo del núcleo y su uníón a proteínas ocurre en el hialoplasma.

Función:

Síntesis de proteínas o traducción del ARNm.

CITOESQUELETO:

Es una red de filamentos proteicos que se extiende a través del citoplasma.

Componentes:

 

Microfilamentos o filamentos de actina

Sus funciones son: Formar la corteza celular: una red de filamentos de actina y proteínas asociadas situada debajo de la membrana plasmática. Permite a la célula cambiar de forma y moverse. Contracción muscular: se produce por el deslizamiento de los filamentos de actina sobre los de miosina, en células musculares. Mantienen erguidas las microvellosidades. Producen corrientes citoplasmáticas o ciclosis. Forman pseudópodos, que permiten a ciertas células el desplazamiento y la fagocitosis. Forman el anillo contráctil que permite el reparto del citoplasma después de la división y separación de las mismas.

Microtúbulos:

son túbulos cilíndricos (25nm de diámetro y 5nm de espesor de pared) formados por tubulina (α y β). Son polares, es decir, se alargan por un extremo + y se acortan por otro. –

Funciones:

Forman el huso mitótico par la división celular. Organizan el movimiento de orgánulos en el citoplasma. Mantienen la forma y polaridad de las células (sobre todo en organismos unicelulares). Forman los centriolos del centrosoma y forman los cilios y los flagelos, interviniendo en la movilidad celular. Determinan la localización celular del RE y del complejo de Golgi.

Filamentos intermedios:

 Son fibras proteicas resistentes y duraderas. Tienen un diámetro intermedio entre el espesor de los filamentos de actina y el de los microtúbulos.

Hay varios tipos

Filamentos de queratina:

en células epiteliales, en el pelo, en las uñas. Filamentos de desmina: en células musculares. Neurofilamentos: en las neuronas, asociadas a los microtúbulos.

Filamentos de la lámina:

estructura situada debajo de la membrana celular.

CENTROSOMA O CITOCENTRO

Estructura:

está en la célula interfásica formado por:

Unos microtúbulos, dispuestos en forma radial, que forman el áster. Una zona transparente, no membranosa, llamada centrosfera.
Dos centriolos, formados cada uno por nueve tripletes de microtúbulos, llamados diplosoma. El centrosoma está presente en las células animales
. Cuando la célula se va a dividir, los centriolos emigran de las proximidades del núcleo hacia cada polo de la célula, se duplican y entre ellos aparecen las:

Fibras del huso acromático:

(Función:

participar en la división celular formando el huso acromático).

CILIOS Y FLAGELOS

Son prolongaciones móviles de la superficie celular que poseen movimientos pendulares u ondulantes. Ambos tienen la misma estructura. Si son cortos y numerosos se llaman cilios y si son largos y menos numerosos se llaman flagelos.

Estructura

Consta de:

Filamento o tallo:

constituye el axonema, formado por nueve pares de microtúbulos periféricos y un par de microtúbulos centrales, mayores que los periféricos y rodeados de una vaina central. Cada pareja se une a los vecinos y a los centrales mediante proteínas llamadas nexinas. Es el elemento esencial para la movilidad y está rodeado por una membrana que se continua con la plasmática.

Zona de transición:

formada por nueve parejas de microtúbulos periféricos, pero sin microtúbulos centrales.

Corpúsculo basal:

tiene una estructura idéntica a un centriolo, nueve tripletes de microtúbulos periféricos y sin microtúbulos centrales (cinetosoma). Su naturaleza es proteica (tubulina, nexina y, en los flagelos, flagelina).

Raicillas ciliares:

los cilios presentan raicillas ciliares formadas por microfilamentos de actina, con actividad ATPásica, relacionados con la movilidad coordinada.

Funciones:

Movilidad celular, propulsar células en medio líquido. Ej. En algas y en protozoos flagelados y en gametos masculinos. Capturar el alimento en algunos protozoos. Desplazar fluidos. Ej. Células epiteliales del tracto respiratorio humano.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO:

Estructura:

está constituido por una serie de estructuras membranosas que recorren gran parte del citoplasma. Formado por sacos aplanados, vesículas y túbulos interrelacionados entre ellos y colocados de forma desordenada, aunque concéntrica con la membrana nuclear. Se encuentra en las proximidades del núcleo y conectado con la membrana nuclear. Se relaciona también con el aparato de Golgi y la membrana plasmática.

Hay dos tipos

REl (liso):

no tiene ribosomas asociados.

REr (rugoso)

o ergastoplasma: tiene ribosomas adheridos a la superficie externa. En una misma célula hay los dos tipos.

Funciones:

RE liso: Síntesis de los lípidos de membrana (fosfolípidos y colesterol). Síntesis de esteroides a partir de colesterol. Procesos de detoxificación: productos tóxicos como medicamentos, alcohol y drogas son transformados en otros menos tóxicos. Ej. En células hepáticas. Almacenamiento de Ca 2+ para la contracción muscular. RE rugoso: Síntesis y almacenamiento de proteínas: las proteínas se originan en los ribosomas en el citoplasma, unas terminan su síntesis y liberación en el citoplasma, pero otras son sintetizadas en los ribosomas unidos al REr, una vez sintetizadas pasan a la luz del REr y dentro sufren una serie de transformaciones para pasar posteriormente al aparato de Golgi y de ahí a los lisosomas o a las vesículas de secreción. Glucosilaciones: es la uníón de un oligosacárido con proteínas para formar glucoproteínas.

APARATO DE GOLGI

Estructura:

está formado por una serie de sáculos o cavidades aplanadas, ligeramente dilatadas en los bordes, apiladas en forma regular. Estas cavidades están delimitadas por una membrana unitaria. En la periferia del apilamiento se observan vesículas que parecen formarse por pinzamiento de los sáculos. El apilamiento de los sáculos se llama dictiosoma, si hay varios sáculos y su entorno es casi circular. Su tamaño, posición, forma y desarrollo varían según el tipo celular y el estado fisiológico de la célula. Se encuentra relacionado con el REr, pero se diferencia del mismo por la ausencia de ribosomas en las membranas. Presenta dos caras: Una cara cis, de formación o proximal relacionada con el RE. Una cara trans, de maduración o distal, por donde salen las moléculas transportadas.

Funciones:

 Almacén y transporte de proteínas procedentes del RE. Formación de lisosomas. Participación en el reciclaje de la membrana plasmática Está implicado en la secreción de glucoproteínas. Interviene en la síntesis de la pared celular (pectina, celulosa, hemicelulosa). Participa en la formación del fragmoplasto. Participa en la formación del acrosoma de los espermatozoides.

LISOSOMAS:

Estructura

Están constituidos por pequeñas bolsas en cuyo interior se alojan enzimas hidrolíticas como fosfatasa ácida, ribonucleasa, desoxirribonucleasa, glucuronidasa. Estos enzimas son capaces de degradar, de forma controlada, la mayoría de los constituyentes de la materia viva. Hay tres tipos según su estado funcional:

Lisosomas primarios:

es la bolsa membranosa con enzimas en estado latente, sin que actúen. Algunos expulsan sus enzimas digestivas al exterior celular.

Lisosomas secundarios:

la bolsa membranosa con enzimas y con materias en proceso de digestión.

Lisosomas terciarios o cuerpos residuales:

es el resultado de la digestión. Las moléculas que son útiles para la célula pasarán al citoplasma a través de la membrana del lisosoma y el resto se quedará en el mismo convirtiéndose en un cuerpo residual.

Origen:

se originan en el aparato de Golgi. Las enzimas sintetizadas en los ribosomas pasan al REr, de éste al Golgi y por gemación se producen los lisosomas.

Funciones

Autofagia: digestión del material intracelular. La vesícula se fusiona con el lisosoma primario será un autofagosoma. Almacenamiento temporal de sustancias (en las semillas).

PEROXISOMAS

Estructura

Son estructuras semejantes morfológicamente a los lisosomas, pero contienen enzimas oxidativas como catalasas y peroxidasas. Están en células animales y vegetales.

Funciones

Oxidación:

unen el oxígeno molecular (O 2 ) para eliminar átomos de hidrógeno de compuestos orgánicos, produciendo peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ).
Eliminación de agua oxigenada. Detoxificación de sustancias. Síntesis de lípidos. Degradación de bases nitrogenadas. Fotorrespiración en vegetales.

Ciclo del glioxilato:

en células de semillas, convierten los ácidos grasos en glúcidos

 

VACUOLAS

Estructura

Son vesículas de almacenamiento de productos celulares. La mayoría de las células vegetales y hongos tienen una o varias que ocupan más del 30% del volumen celular. En algunos protozoos son contráctiles y se les llama pulsátiles.

Funciones:

Almacenamiento, tanto de nutrientes (proteínas) como de productos de desecho (caucho, opio). Pueden realizar procesos de digestión al contener enzimas hidrolíticas. Controlan la presión osmótica.

MITOCONDRIAS

Origen: su origen en una célula es a partir de le estrangulación de mitocondrias existentes. En la evolución, se supone que aparecieron a partir de bacterias aerobias ancestrales adaptadas a vivir en el citoplasma de un fagocito; en millones de años, se supone que se han
integrado en la célula hospedadora.

Estructura

Son estructuras no rígidas, de 0,5µm a 1µm de diámetro y de 2µm a 8µm de longitud. Se encuentran en todas las células eucariotas, tanto animales como vegetales, aunque en las anaerobias su número es menor que en las aerobias. Suelen agruparse en regiones donde es necesaria la presencia de energía, como cilios, flagelos o sitios de síntesis o excreción. En algunas células están más o menos fijas, en otras “se mueven” a los lugares de requerimiento energético. El conjunto de mitocondrias de una célula se denomina condrioma. Presentan dos membranas de composición y carácterísticas diferentes: membrana externa, lisa y muy permeable, espacio intermembranoso, relleno de líquido parecido al del citosol y membrana interna, muy rica en proteínas y más impermeable, que presenta repliegues hacia el interior o invaginaciones perpendiculares al eje longitudinal, llamadas crestas mitocondriales, que a veces son longitudinales o pueden formar tabiques completos. Presentan una matriz mitocondrial, que es el medio interno de la mitocondria y contiene ribosomas llamados mitorribosomas, similares a los de las bacterias, que pueden estar libres o unidos a la membrana interna, enzimas, inclusiones de lípidos y compuestos que almacenan iones como el calcio y moléculas de ADN circular y de doble hélice propio.

Funciones

Hay una serie de sustancias que atraviesan la doble membrana (ácidos grasos, glicerina, ácido pirúvico, cetoácidos) y se transforman en la matriz mitocondrial en distintos procesos.

Ciclo de Krebs:

forma parte del catabolismo de glúcidos y se produce en la matriz mitocondrial.

Fosforilación oxidativa

Forma parte de la cadena respiratoria y se sintetiza de ATP. Ocurre en la membrana interna de la mitocondria o crestas mitocondriales.

Β-oxidación de los ácidos grasos

Forma parte del catabolismo de lípidos y se produce en la matriz mitocondrial. Síntesis de sus propias proteínas, ya que tiene ribosomas y su propio ADN.

CLOROPLASTOS:

Los plastos son orgánulos exclusivos de células vegetales y de algunas algas. Se clasifican en: Cromoplastos: tienen pigmentos. Cloroplastos: con clorofila. Rodoplastos: con rodopsina. Leucoplastos: no tiene pigmentos. Almacenan sustancias de reserva. Amiloplastos: acumulan almidón.  Oleoplastos: almacenan lípidos. Protoplastos: almacenan proteínas. Origen: se originan por división de cloroplastos preexistentes (escisión binaria) o por división debido a información que lleve en su ADN. En la evolución, se supone que se originaron a partir de una cianobacteria (procariota fotosintética) que se adaptó a vivir en un fagocito.

Estructura:

Presentan una doble membrana: membrana externa, lisa y más permeable, espacio intermembranoso y membrana interna, más impermeable que la externa. Presentan el estroma, que es el medio interno, tipo gel, en el que se encuentran las lamelas, que son vesículas aplastadas, numerosas y paralelas, dispuestas sobre el eje mayor. Sobre las lamelas aparecen unos apilamientos formados por discos membranosos aplanados lamados tilacoides. Al apilamiento de tilacoides se le llama grana. El estroma, además, contiene agua, gotas lipídicas, almidón, ARN y ADN propios del cloroplasto y ribosomas similares a los de procariotas.

Funciones:

Fotosíntesis: formación de compuestos orgánicos complejos (glúcidos) a partir de compuestos inorgánicos sencillos como CO 2 y H 2 O. Este proceso ocurre en dos fases: Fase lumínica: ocurre en la membrana de los tilacoides. Consiste en captar la energía luminosa y transformarla en energía química.  o Fase oscura (ciclo de Calvin): ocurre en el estroma de los cloroplastos. Consiste en reducir la molécula de CO 2 , incorporándola a compuestos orgánicos, utilizando la energía obtenida en la fase anterior. Fotorrespiración: en colaboración con los peroxisomas. La enzima rubisco reacciona con el oxígeno en lugar de con el CO 2 . Síntesis de moléculas sencillas como ácidos grasos y aminoácidos Reducción de nitratos y nitritos para formar amoniaco. Síntesis de sus propias proteínas. 

NÚCLEO INTERFÁSICO

Es el orgánulo celular carácterístico de la célula eucariota, en el que se encierra el material genético. Sólo existe en estado de interfase celular, ya que desaparece como tal orgánulo cuando la célula se está dividiendo. Toda célula ecuariótica posee al menos un núcleo, aunque algunas lo pierden en su diferenciación, como los glóbulos rojos; otras poseen un macronúcleo y un micrónúcleo, y otras tienen cantidad de ellos (organización cenocítica). Puede haber: organización plasmodial (el núcleo celular se divide varias veces y el citoplasma no) y organización sincitial (se han fusionado distintas células sin que se unan sus núcleos). MORFOLOGÍA: la forma del núcleo depende de la forma de la célula y del estado funcional de la misma (redondeado, elíptico…). POSICIÓN: normalmente es central, aunque si la célula posee mucho material de reserva, se desplaza, como ocurre en los adipocitos. TAMAÑO: existe una relación citoplasmática Vn/(Vc-Vn), si esta relación se altera, el núcleo entrará en división.

COMPONENTES DEL NÚCLEO

MEMBRANA NUCLEAR

Es una especialización del retículo endoplasmático, es una envuelta doble y posee ribosomas en su cara externa, en su parte interna posee una red de 

filamentos proteicos que constituyen la lámina fibrosa o corteza nuclear. Esta doble membrana no es continua, sino que presenta poros de 500 A de diámetro. Al borde de cada poro se unen unas masas de material formadas por ocho subunidades proteicas dispuestas en anillos. De estos surgen una serie de filamentos que se unen entre sí en forma de cesta, sólo por el lado nuclear. La membrana actúa como barrera selectiva, regulando el intercambio de moléculas de gran tamaño entre el citoplasma y el núcleo (ARN, NAD + …) y a través de ella se dan procesos de difusión.

CROMATINA

Es el material genético en estado interfásico. Es una red fibrilar que presenta condensaciones en algunos puntos llamados cromocentros o cariosomas. Químicamente es ADN de doble hélice, proteínas (histonas de cinco tipos: H1, H2A, H2B, H3 y H4; no histonas: proteínas enzimáticas y contráctiles).

Estructura:

para conseguir el máximo empaquetamiento, la doble hélice de ADN se enrolla periódicamente en superhélice alrededor de discos proteicos formados por histonas. A esta estructura se la llama nucleosoma. Cada nucleosoma consta de un núcleo compuesto por un octámero de histonas, alrededor del cual se enrollan dos vueltas de ADN bicatenario. Los diferentes nucleosomas aparecen unidos por segmentos de ADN bicatenario, dando a la cromatina un aspecto de “collar de perlas”. Este es el primer nivel de empaquetamiento. Existe un segundo nivel de empaquetamiento, cuando el “collar de perlas” se enrolla sobre sí mismo hasta adoptar la forma de solenoide (seis nucleosomas por cada vuelta) o fibra de 30nm que se pliega en forma de grandes bucles.

Tipos de cromatina

Eucromatina

Comprende un conjunto de zonas donde la cromatina está poco condensada, con el fin de permitir el acceso a la ARN polimerasa para que se dé la transcripción.

Heterocromatina:

es la cromatina que presenta mayor grado de empaquetamiento para que el ADN permanezca funcionalmente inactivo.

NUCLÉOLO

Es un cuerpo circular, de 1 a 3µ de diámetro, de aspecto esponjoso, con cavidades llenas de cromatina y jugo nucleolar. Suele ser único, aunque a veces hay más de uno, como en los ovocitos de anfibios. Químicamente tiene agua, proteínas, ARN y ADN muy escaso. Tiene una regíón fibrilar (compuesta por fibrillas de ARNr en formación) y una regíón granular (compuesta por los precursores de las subunidades del ribosoma)
.

Funciones:

Síntesis del ARNr. Formación de precursores de los ribosomas  NUCLEOPLASMA (Carioplasma o cariolinfa o jugo nuclear). Es el medio interno del núcleo, en el que se encuentran inmersas las estructuras nucleares. Es un coloide tipo gel con una estructura poco diferenciada. Químicamente contiene agua, nucleótidos, nucleósidos, iones, aminoácidos, lípidos, hidratos de carbono y ARN. 

NÚCLEO EN DIVISIÓN:

Cuando la célula se va a dividir: el nucléolo desaparece, la membrana nuclear se disuelve y la cromatina, que está en forma fibrosa, empieza a condensarse de manera que se hacen visibles los cromosomas de forma individual. La máxima condensación ocurre en la metafase.

CROMOSOMAS:

se conocían antes de saber que el ADN portaba la información genética. Químicamente están formados por: agua + ADN + Proteínas histonas y no histonas + iones + lípidos.  Número: su número depende de la especie. Puede haber un juego (n), dos juegos (2n), etc. Al conjunto de cromosomas del individuo se le llama cariotipo. Estructura del cromosoma metafásico: cada cromosoma consta de dos cromátidas, genéticamente idénticas, unidas por una constricción primaria denominada centrómero. Cada cromátida presenta a nivel del centrómero una estructura discoidal llamada cinetocoro, que servirá de anclaje para los microtúbulos del huso encargados de tirar del cromosoma durante la división celular. Algunos cromosomas presentan constricciones secundarias antes de los extremos. Las regiones extremas se llaman telómeros. El centrómero divide al cromosoma en dos partes denominadas brazos, que pueden ser iguales o de diferente longitud.
Tipos de cromosomas, según la posición del centrómero: Cromosomas metacéntricos: los dos brazos son de igual longitud, el centrómero se sitúa en mitad del cromosoma. Cromosomas submetacéntricos: los dos brazos son ligeramente desiguales, el centrómero está un poco desplazado respecto al centro. Cromosomas acrocéntricos: los dos brazos son muy desiguales, el centrómero está mu desplazado. Cromosomas telocéntricos: el centrómero se encuentra en un extremo, por lo que prácticamente hayun solo brazo. Puede haber, además, cromosomas especiales: Politénicos: se originan después de 9 o10 divisiones sin que se separen las cromátidas. Son 1000 veces mayores. Ej. En glándulas salivales de dípteros. Plumosos: presentan expansiones laterales en forma de lazos en los que se realiza la transcripción.

ORGÁNULOS ENERGÉTICOS

Las mitocondrias y los cloroplastos son orgánulos energéticos porque ambos sintetizan ATP. En ellos se produce la fosforilación del ADP: ADP + Energía + H 3 PO 4 → ATP. El origen de la energía es diferente: las mitocondrias utilizan la energía de las oxidaciones (FOSFORILACIÓN OXIDATIVA), mientras que los cloroplastos utilizan la energía luminosa absorbida por la clorofila y los pigmentos fotosintéticos (FOTOFOSFORILACIÓN).

Teoría CELULAR:

En 1665, Robert Hooke examina una lámina de corcho y ve que está constituida por cavidades más o menos poliédricas parecidas a las celdillas de un panal, y utiliza por primera vez el nombre de célula (del latín cella, que significa celdilla o espacio vacío). En 1831, el botánico Robert Brown descubre, en células vegetales, un corpúsculo al que denominó núcleo.

TEORÍA CELULAR

En 1839, el botánico Schleiden y el zoólogo Schwann formulan la Teoría Celular: “Todos los seres vivos están constituidos por células y estas son morfológicamente iguales”; sin embargo, los dos postularon ideas equívocas sobre el origen de las células. En 1855, Rudolph Virchow da un nuevo enfoque a la teoría al afirmar que todas las células se originan a partir de otras preexistentes. Finalmente, Santiago Ramón y Cajal universaliza la teoría celular aplicándola también al tejido nervioso, ya que muchos pensaban que los tejidos del cerebro y los nervios eran diferentes.

Los postulados de la Teoría celular son:

Todos los organismos están formados por células. La célula es la unidad estructural de los seres vivos. Es la estructura mínima de cualquier ser vivo. La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos. Las reacciones químicas de un organismo, es decir, su metabolismo, tienen lugar en ella. La célula es la unidad reproductiva de la vida. La información genética que se precisa durante la vida de las células y para la producción de nuevas células se transmite de una generación a la siguiente. Toda célula proviene de otra célula.