La Célula: Estructura, Función y Procesos Fundamentales

Respiración Celular

C6H12O6 + O2 → 6CO2 + 6H2O

Ciclo de Krebs, cadena de transporte de electrones, crestas mitocondriales.

Respiración aerobia: Proceso de degradación de la glucosa en el cual el último aceptor de protones y electrones es el oxígeno. La glucólisis (C6H12O6 → 2C3H4O3) produce ácido pirúvico, que entra en la mitocondria y se transforma. Durante este proceso, se libera CO2, protones (H+) y electrones (e). Los electrones y protones se transportan a través de las crestas mitocondriales hasta llegar al O2, formando agua. Cada vez que los electrones saltan de una cresta a otra, se genera ATP.

Ecuación general de la respiración aerobia:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP

Meiosis

Proceso mediante el cual una célula origina otra con la mitad de cromosomas, esencial para la reproducción sexual.

Fases de la Meiosis

  1. División I o Reducción (R!): Reduce el número de cromosomas.
  2. División II: Similar a la mitosis.

Fases de la División I (Meiosis I)

  • Profase I: Los cromosomas se duplican, formando cromátidas hermanas. Las parejas de cromosomas homólogos se aproximan, entrelazándose y intercambiando segmentos de ADN (entrecruzamiento o crossing-over). Este proceso aumenta la variabilidad genética.
  • Metafase I: Las parejas de cromosomas homólogos se alinean en el ecuador de la célula.
  • Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan y se dirigen a polos opuestos de la célula.
  • Telofase I: Se forman dos células hijas haploides, cada una con la mitad del número de cromosomas de la célula madre.

La segunda división meiótica (Meiosis II) es similar a la mitosis, donde las cromátidas hermanas se separan, dando lugar a cuatro células hijas haploides.

La Cromatina

Sustancia que contiene ADN, el cual está formado por nucleótidos. Cada nucleótido está compuesto por tres moléculas: ácido fosfórico, un azúcar (desoxirribosa) y una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina o timina).

El código genético está determinado por la secuencia de bases nitrogenadas en el ADN, que codifica la información para la síntesis de proteínas. Existen 20 aminoácidos diferentes que se combinan en un orden específico según la secuencia de bases del ADN (ej. AGTTG/GAGGT/TTAAA).

El cariotipo es el conjunto completo de cromosomas de un individuo en estado diploide.

Leyes de Mendel

Gregor Mendel, considerado el padre de la genética, realizó experimentos con plantas de guisantes y estableció las bases de la herencia genética. Introdujo conceptos como raza pura, híbrido, generación parental (P) y generación filial (F1, F2, etc.).

  • Raza pura: Individuos que al cruzarse entre sí, siempre producen descendencia con el mismo carácter.
  • Híbrido: Descendiente del cruce de dos razas puras diferentes para un carácter.
  • Generación parental (P): Los progenitores en un cruzamiento.
  • Generación filial (F1, F2…): Descendientes de la generación parental y generaciones posteriores.

Primera Ley de Mendel: Principio de Uniformidad

Al cruzar dos razas puras que difieren en un carácter, la generación F1 será uniforme y mostrará el carácter dominante. Por ejemplo, al cruzar plantas de guisantes amarillas (AA) con plantas verdes (aa), la F1 será 100% amarilla (Aa), siendo el color amarillo dominante.

Segunda Ley de Mendel: Principio de Segregación

Al cruzar individuos de la F1 (heterocigotos), los alelos se separan y se distribuyen en la descendencia en una proporción 3:1. En el ejemplo anterior, al cruzar plantas de la F1 (Aa), la descendencia mostrará una proporción de 3/4 amarillas (AA, Aa) y 1/4 verdes (aa).

Células Procariotas

Células sin núcleo definido, como las bacterias.

Características de las Células Procariotas

  • Morfología externa: Pequeño tamaño, formas variadas (cocos, bacilos, vibrios).
  • Estructura interna:
    • Pared celular: Ofrece protección y resistencia. Algunos antibióticos actúan sobre ella.
    • Membrana plasmática: Controla el paso de sustancias. Realiza funciones similares a la mitocondria en células eucariotas.
    • Citoplasma: Sin orgánulos membranosos. Contiene ribosomas (70S), ADN circular y plásmidos (confieren resistencia a antibióticos).

Funciones de las Células Procariotas

  • Nutrición: Autótrofas (fotosintéticas o quimiosintéticas) o heterótrofas.
  • Relación: Responden a estímulos ambientales. Algunas forman esporas para resistir condiciones extremas.
  • Reproducción: Principalmente asexual por fisión binaria.

Fermentación

Proceso anaeróbico en el que la glucosa se convierte en ácido pirúvico mediante la glucólisis. En ausencia de oxígeno, el ácido pirúvico se transforma en alcohol etílico y CO2 (fermentación alcohólica) o en ácido láctico (fermentación láctica). Ambos procesos generan ATP.

Reproducción Celular

  • Procariotas: Se reproducen asexualmente por fisión binaria, duplicando su material genético y dividiéndose en dos células hijas idénticas.
  • Eucariotas: Se reproducen por mitosis o meiosis.
    • Mitosis: División celular que produce dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre. Tiene cuatro fases:
      1. Profase: La cromatina se condensa formando cromosomas visibles. Los centriolos se duplican y migran a polos opuestos de la célula.
      2. Metafase: Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula.
      3. Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y se dirigen a polos opuestos de la célula.
      4. Telofase: Se forman dos núcleos hijos y la célula se divide en dos células hijas.

Estructura de la Célula Eucariota Animal

Las células eucariotas animales se caracterizan por tener un núcleo definido y orgánulos membranosos.

Partes de la Célula Eucariota Animal

  1. Membrana plasmática: Envoltura fina que rodea la célula, regulando el paso de sustancias.
  2. Citoplasma: Sustancia gelatinosa que contiene los orgánulos celulares.
  3. Núcleo celular: Estructura que contiene el material genético (ADN) y controla las funciones celulares.

Orgánulos de la Célula Animal

  • Mitocondrias: Responsables de la respiración celular y la producción de energía (ATP).
  • Aparato de Golgi: Modifica, clasifica y empaqueta proteínas y lípidos.
  • Centriolos: Participan en la división celular.
  • Retículo endoplasmático: Sintetiza proteínas (rugoso) y lípidos (liso).
  • Ribosomas: Sintetizan proteínas.
  • Lisosomas: Digieren sustancias de desecho.

Estructura de la Célula Eucariota Vegetal

Las células vegetales comparten muchas similitudes con las células animales, pero también presentan algunas diferencias clave.

Orgánulos Específicos de la Célula Vegetal

  • Pared celular: Estructura rígida que rodea la membrana plasmática, proporcionando soporte y protección.
  • Vacuolas: Grandes sacos que almacenan agua, nutrientes y productos de desecho.
  • Cloroplastos: Contienen clorofila y son responsables de la fotosíntesis.

Cromosomas, Genes y Caracteres

  • Cromosomas: Estructuras formadas por ADN y proteínas que contienen la información genética.
  • Genes: Segmentos de ADN que contienen la información para un carácter específico.
  • Genoma: Conjunto completo de genes de un organismo.

Cariotipo

Conjunto de cromosomas de un individuo. En humanos, las células somáticas son diploides (2n) y tienen 46 cromosomas (23 pares), mientras que las células sexuales (gametos) son haploides (n) y tienen 23 cromosomas.

Cariotipo Humano


Las celulas humanas son diploides y sus 44 cromosomas se pueden agrupar en parejas de homologos.
Hombre: 44 cromosomas son 22 parejas de cromosomas homologos, pero la pareja numero 23 la forman dos cromosomas diferentes uno dl otro. Uno, X y otro Y.
Mujer: los cromosomas de cada pareja son homologos. la pareja 23 la forman dos Cromosomas X.Haploides: Celulas que tiene 23 cromosomos, todas diferentes, que no pueden agruparse.
Cromosomas,Genes y caracteres
Los cromosomas son el soporte de la informacion genetica. La porcion de cromosoma que lleva la informacion para un caracter se denomina GEN y el conjunto GENOMA.