Teoría Endosimbionte y Origen de las Células Eucarióticas
Carl Woese llamó progenote o protobionte al antepasado común de todos los organismos, la unidad viviente más primitiva. Lynn Margulis propuso la teoría endosimbionte, que explica que las células eucarióticas se originaron cuando una célula eucariota primitiva englobó a otras células procarióticas, estableciendo una relación endosimbionte.
Las células procariotas precursoras de los peroxisomas (eliminan sustancias tóxicas), las mitocondrias (bacterias aerobias) y los cloroplastos (cianobacterias) se integraron en la célula eucariota. Mitocondrias y cloroplastos se reproducen por división, tienen su propio ADN y ribosomas similares a los procarióticos. Parte de los genes del ADN mitocondrial y de los cloroplastos se incorporaron al ADN del huésped.
Tipos de Organización Celular
Células Procarióticas
Incluyen arqueobacterias y eubacterias. Las arqueobacterias, a menudo extremófilas, habitan en ambientes con condiciones extremas (salinidad, temperatura, acidez). Son pequeñas y poseen una membrana recubierta.
Células Animales y Vegetales
Las células son la porción más pequeña de materia viva capaz de realizar todas las funciones de los seres vivos (reproducirse, respirar, crecer, producir energía, etc.).
Existen dos tipos principales: células animales y células vegetales.
Ambas presentan un alto grado de organización con numerosas estructuras internas delimitadas por membranas.
La membrana nuclear separa el material genético del citoplasma.
Las mitocondrias convierten los nutrientes en energía.
Diferencias entre Células Animales y Vegetales
- Ambas tienen membrana celular, pero la célula vegetal tiene además una pared celular de celulosa que le da rigidez.
- La célula vegetal contiene cloroplastos para la fotosíntesis, mientras que la célula animal no.
- La célula vegetal tiene una vacuola grande, mientras que la célula animal tiene varias vacuolas pequeñas.
- Las células vegetales se reproducen asexualmente, mientras que las células animales pueden reproducirse sexualmente.
La Célula Procariota: Las Bacterias
Son células sin núcleo, donde el ADN y ARN no están limitados por membrana. Se dividen en:
- Eubacterias: con paredes celulares de peptidoglicano o mureína. Incluyen la mayoría de las bacterias y cianobacterias.
- Arqueobacterias: con paredes celulares de otras sustancias. Habitan en condiciones extremas.
Núcleo Celular
Es un orgánulo membranoso en células eucariotas que contiene el material genético (ADN) organizado en cromosomas. El conjunto de genes se llama genoma nuclear. El núcleo controla las actividades celulares regulando la expresión génica.
Las principales estructuras del núcleo son la envoltura nuclear (doble membrana), los poros nucleares (para el paso de moléculas) y el nucléolo (síntesis de ribosomas).
El interior del núcleo contiene cuerpos subnucleares, como el nucléolo, implicado en la síntesis de ribosomas. La envoltura nuclear o carioteca delimita el núcleo y regula el intercambio de sustancias con el citoplasma.
La cromatina (ADN) se organiza en nucleosomas, formados por ADN enrollado alrededor de histonas. La cromatina se compacta para formar los cromosomas.
El nucleoplasma o carioplasma es el medio interno del núcleo, donde se encuentran la cromatina y el ARN.
El nucléolo es una región sin membrana implicada en la producción y ensamblaje de ribosomas.
Los cromosomas son estructuras que contienen el ADN durante la división celular. La cromátida es cada una de las partes idénticas de un cromosoma duplicado. El centrómero es el lugar donde se unen las cromátidas.
Los cromosomas sexuales pueden variar en tamaño y contenido genético.
Membrana Plasmática
Es una estructura laminar de fosfolípidos y proteínas que delimita la célula y regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior. Tiene permeabilidad selectiva.
Está compuesta por fosfolípidos, colesterol, glúcidos y proteínas. Permite el paso de agua, iones y metabolitos, manteniendo el potencial electroquímico.
Los procesos de endocitosis y exocitosis permiten el ingreso y egreso de moléculas grandes.
La membrana plasmática mantiene el medio intracelular diferenciado del entorno, divide los orgánulos, transporta sustancias y percibe estímulos.
Gradiente Electroquímico
El gradiente electroquímico se debe a la diferencia en la concentración de iones entre el líquido extracelular y el citosol. Esto genera un potencial de membrana.
Permeabilidad Selectiva
La membrana plasmática regula la entrada y salida de materiales. La permeabilidad depende de la solubilidad en lípidos, el tamaño y la carga de las sustancias, así como de la presencia de canales y proteínas transportadoras.
Transporte de Moléculas de Poca Masa Molecular
El transporte pasivo es la difusión de sustancias a favor del gradiente. Puede ser difusión simple o difusión facilitada.
El transporte activo requiere energía para transportar moléculas en contra del gradiente electroquímico, como la bomba de Na+/K+.
Transporte de Moléculas de Elevada Masa Molecular
Incluye endocitosis, exocitosis y transcitosis, que involucran vesículas revestidas de clatrina.
- Endocitosis: la célula capta partículas del medio externo mediante invaginación de la membrana. Incluye pinocitosis, fagocitosis y endocitosis mediada por receptor.
- Exocitosis: las macromoléculas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática para ser vertidas al medio extracelular.
- Transcitosis: una sustancia atraviesa todo el citoplasma celular desde un polo al otro.
Retículo Endoplasmático
Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)
Participa en la síntesis y transporte de proteínas. Realiza modificaciones postranscripcionales y elabora lípidos y proteínas integrales de las membranas.
Retículo Endoplasmático Liso (REL)
Participa en la síntesis de lípidos, destoxificación, liberación de glucosa y secuestro de iones calcio.
Aparato de Golgi
Completa la fabricación de proteínas, modifica vesículas del RER, realiza glicosilación de proteínas y lípidos, almacena y distribuye lisosomas y sintetiza polisacáridos de la matriz extracelular.
Mitocondrias
Son los orgánulos encargados de suministrar energía a la célula mediante la síntesis de ATP. Tienen una membrana exterior permeable y una membrana interior con crestas. Realizan la oxidación de metabolitos y la fosforilación oxidativa.
Plastos
Son orgánulos propios de plantas y algas, encargados de la producción y almacenamiento de compuestos químicos. Contienen pigmentos para la fotosíntesis. Los cloroplastos son un tipo de plasto.
Citosol o Hialoplasma
Es el medio acuoso del citoplasma, compuesto por proteínas, iones, glúcidos, ácidos nucleicos, citoesqueleto, nucleótidos y metabolitos. En él se llevan a cabo reacciones metabólicas como la glucólisis.
Citoesqueleto
Es un entramado de proteínas que da soporte interno a la célula, organiza sus estructuras e interviene en el transporte y la división celular. Incluye microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos.
Microfilamentos
Formados por actina, participan en la contracción muscular, la formación de pseudópodos y el mantenimiento de la morfología celular.
Microtúbulos
Formados por tubulina, intervienen en el transporte intracelular, la división celular y la estructura de cilios y flagelos.
Citocentro o Centrosoma
Organiza los microtúbulos y participa en la división celular.
Flagelos y Cilios
Estructuras microtubulares que dan movimiento a la célula.
Ribosomas
Son complejos macromoleculares de proteínas y ARN encargados de la síntesis de proteínas. No son orgánulos, ya que no tienen endomembranas.
Pared Celular
Es una capa rígida que protege la célula y le da soporte. Presente en bacterias, hongos, algas y plantas. En las plantas, está compuesta por pared primaria, pared secundaria y laminilla media.
Inclusiones Citoplásicas
Son materiales almacenados en el citoplasma, como hidratos de carbono, lípidos, proteínas, pigmentos y gránulos excretores.
Matriz Extracelular (MEC)
Es el conjunto de materiales extracelulares que forman parte de un tejido. Rellena los espacios entre las células, da resistencia mecánica, constituye el medio nutritivo y metabólico, provee fijación para el anclaje celular y participa en la comunicación celular.