Fundamentos de la Célula: Estructura, Función y Reproducción Celular

Nutrición y Metabolismo Celular

Nutrición: Captación de moléculas químicas (nutrientes) del medio, para transformarlas en energía o en estructuras celulares.

Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas para transformar los nutrientes en energía y en estructuras celulares.

Unidades de medida:

• Micra (μm): 1 μm = 10^-6 m
• Nanómetro (nm): 1 nm = 10^-9 m
• Angstrom (Å): 1 Å = 10^-10 m

Tipos de Células

Células procariotas y eucariotas:

• Procariotas: Pared celular, sin orgánulos excepto ribosomas, núcleo no protegido por membrana nuclear.
• Eucariotas: Núcleo definido, orgánulos membranosos.

Componentes de la Célula Eucariota

Membrana Plasmática

Membrana plasmática:

• Estructura: Lípidos, proteínas, glúcidos.
• Funciones: Aísla y protege la célula, permite el intercambio de sustancias entre el exterior y el citoplasma (transporte activo, pasivo o endocitosis).

Citoplasma

Citoplasma:

• Citoesqueleto: Filamentos de proteínas que mantienen la forma de la célula y permiten movimientos celulares.
• Sistema Vacuolar:
  • Retículo endoplasmático liso (REL): Sin ribosomas, síntesis de lípidos.
  • Retículo endoplasmático rugoso (RER): Con ribosomas, síntesis de proteínas.
• Aparato de Golgi:
  • Estructura: Membrana con forma de saco aplanado y vesículas de Golgi.
  • Funciones: Modificación de sustancias (proteínas) procedentes del RER, expulsadas por exocitosis.
• Lisosomas: Vesículas membranosas procedentes del aparato de Golgi, contienen enzimas hidrolíticas (digestión).
• Vacuolas: Almacenan sustancias químicas.

Orgánulos Energéticos

• Mitocondrias: Crestas y membranas. Función: Producen energía por respiración celular (materia orgánica (lípidos, glucosa) + oxígeno → dióxido de carbono + agua + energía).
• Cloroplastos: En células vegetales. Partes: Grana, tilacoide, clorofila, membranas. Fotosíntesis: dióxido de carbono + agua + energía solar → materia orgánica + oxígeno.

Otros Componentes

• Centrosoma (centriolos): Estructura de proteínas de forma cilíndrica. Función: Intervienen en la división celular y a partir de ellos se forman otros orgánulos del movimiento (cilios y flagelos).
  • Cilios: Muchos y cortos.
  • Flagelos: Uno o dos y largos.

Núcleo

Núcleo: Contiene el material genético (ADN) y controla las funciones celulares.

Cromosomas: Estructura: 2 cromátidas y 1 centrómero (1 cromátida tiene dos brazos cromosómicos). Las células humanas tienen 46 cromosomas (diploide), excepto los gametos que tienen 23 cromosomas (haploide).

Reproducción Celular

División Celular

Duplicación del ADN (antes de la división).

Mitosis

• Profase: Enrollamiento de la cromatina. Se duplican los centriolos y cada pareja va a un polo celular. A partir de los centriolos se organizan los filamentos de proteínas que van a formar el huso acromático. Desaparece la membrana nuclear y los cromosomas quedan libres en el citoplasma.
• Metafase: Los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial, unidos por el centrómero a las fibras de proteínas del huso acromático, formando la placa ecuatorial.
• Anafase: Separación de las cromátidas de cada cromosoma, dirigiéndose cada una a un polo celular arrastradas por los centriolos.
• Telofase: Los cromosomas comienzan a desespiralizarse, transformándose en cromatina. Aparecen de nuevo el nucléolo y la membrana nuclear, y se forman dos núcleos. Después tiene lugar la división del citoplasma.

Meiosis

Se produce en los testículos y ovarios.

Meiosis I

• Profase I: Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo. Se duplican los centriolos, yendo cada pareja a un polo de la célula. La cromatina se condensa y se espiraliza, formándose los cromosomas. Se produce el apareamiento de los cromosomas homólogos, y al conjunto de dos cromosomas homólogos se le llama tétrada.
• Metafase I: Cada pareja de cromosomas homólogos se sitúa en el plano ecuatorial de la célula, unidos a los filamentos de proteínas del huso acromático, formando la placa ecuatorial.
• Anafase I: Cada cromosoma homólogo de cada pareja se dirige a un polo de la célula, arrastrado por las fibras de proteína del huso acromático (separación de cromosomas homólogos).
• Telofase I: Los cromosomas se desespiralizan, formándose la cromatina. Se forma la membrana nuclear y el nucléolo, y se produce la citocinesis.

Meiosis II

• Profase II: Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo. La cromatina se espiraliza y forma los cromosomas. Se duplican los centriolos.
• Metafase II: Los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial de la célula, formando la placa ecuatorial, y están unidos por sus centrómeros a los centriolos mediante las fibras del huso acromático.
• Anafase II: Se produce la separación de las cromátidas de cada cromosoma, arrastradas por las fibras de proteínas del huso acromático.
• Telofase II: Los cromosomas se van desespiralizando y forman la cromatina. Se forma de nuevo la membrana nuclear y el nucléolo. Se divide el citoplasma por citocinesis y se forman 4 células hijas haploides.

Comparación: Mitosis vs. Meiosis

• Mitosis: En todas las células, excepto en las gónadas. De una célula diploide se obtienen 2 células hijas diploides. En anafase se separan cromátidas de cada cromosoma. División en 4 fases.
• Meiosis: En las gónadas. De una célula madre se obtienen 4 células hijas haploides. En Profase I hay recombinación de los cromosomas.