La Célula: Unidad Fundamental de la Vida

Todas las células poseen una membrana que separa su contenido o citoplasma del medio que la rodea. Una organización interna que permita su auto mantenimiento y su reproducción, para lo que necesita:

• En el citoplasma se pueden encontrar gran número de moléculas o estructuras, pero nunca falta el material hereditario (el ADN).
• Necesita unas estructuras mínimas para que sucedan las reacciones químicas, los ribosomas, en los que la información contenida en el ADN se traduzca para sintetizar las proteínas necesarias para el mantenimiento de la célula y la replicación de su material genético.

Tipos de Organización Celular

Desde el punto de vista estructural, las células se agrupan en 2 tipos de organización celular:

a. Células Procariotas u Organización Procariótica

• El ADN no está separado del citoplasma por una membrana, sino disperso en él: “Nucleoide”.
• Carecen de orgánulos citoplasmáticos, además de ribosomas.
• Reino: Moneras (las bacterias).

b. Células Eucariotas u Organización Eucariótica

• El ADN está dentro del Núcleo (orgánulo con doble membrana).
• Poseen orgánulos citoplasmáticos (con y sin membrana).
• 2 tipos: Células animales y Células Vegetales.
• Reinos: Protistas, Fungi, Vegetal y Animal.

Célula Procariota

❑ Todas poseen una estructura básica:

1. Membrana Plasmática: Limita la célula y la separa del medio externo. Tiene repliegues hacia el interior: los mesosomas.
2. Nucleoide: Es la región del interior que contiene el material hereditario, normalmente una única molécula de ADN (gran cromosoma circular). Es decir, ausente un verdadero núcleo, el ADN circular no está separado por una membrana.
3. A veces aparecen otras pequeñas moléculas circulares de ADN: los plásmidos. Son pequeños segmentos circulares de ADN que favorecen la conjugación y la resistencia frente a los antibióticos.
4. Citoplasma: Constituido por el resto del material incluido en la membrana plasmática. Está compuesto por:
   • Citosol o Hialoplasma: Formado por agua que contiene sales disueltas, moléculas orgánicas pequeñas y macromoléculas (proteínas).
   • Ribosomas: Son gránulos de ARN y proteínas. Función: síntesis de proteínas.

❑ Además algunas células procariotas poseen otras estructuras especializadas:

1. Pared Celular (Peptidoglicano).
2. Algunas también tienen una cápsula (polisacáridos).
3. Flagelos y Fimbrias o Pelos.
4. Sacos membranosos (ligados o no a la membrana plasmática) en los que se produce la fotosíntesis (en las bacterias fotosintéticas).

❑ Otras características destacables son:

1. Carecen de orgánulos citoplasmáticos, además de ribosomas.
2. No poseen citoesqueleto, por lo que carecen de movilidad (con excepciones).
3. Más pequeñas que las células eucariotas (tamaño semejante a los orgánulos citoplasmáticos como mitocondrias o cloroplastos).

❑ Poseen una estructura muy sencilla, pero disponen de la maquinaria necesaria para su auto mantenimiento y la reproducción. El ADN bacteriano funciona como un “cromosoma”, su información copiada en moléculas de ARN y transportada a los miles de ribosomas que existen, fabrican las proteínas (enzimas) necesarias para el funcionamiento celular. Por eso son células.

Célula Eucariota

Membrana Plasmática

Límite externo de la célula, con un grosor de 7 nm, es visible al M.E. Formada por una bicapa lipídica entre los que se intercalan proteínas. La membrana de los orgánulos subcelulares es semejante a la membrana celular.

• Delimita y da forma a la célula.
• Controla el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior celular (permeabilidad selectiva).

Citoplasma

Contenido de la célula, además del núcleo. Constituido por:

• Citosol o Hialoplasma: Disolución acuosa que contiene sales minerales, enzimas y otras sustancias.
• Citoesqueleto.
• Orgánulos Citoplasmáticos: Membranosos o no membranosos.

Núcleo

Distinguimos:

• Membrana nuclear con poros.
• Nucleoplasma.
• Cromatina (ADN asociado a proteínas).
• Nucleolo.

Mitocondria

Formas ± ovaladas, 0,5 – 1µm. Rodeados por una doble membrana: externa (lisa) e interna (con repliegues: crestas). Espacio interior: Matriz. Contiene ribosomas y ADN, por lo que fabrica sus propias proteínas. Respiración celular: combustión de las moléculas orgánicas con oxígeno, con lo que obtiene la célula la energía que las células necesitan para su mantenimiento.

Retículo Endoplasmático

Conjunto de sacos o cisternas aplanadas, irregulares, comunicadas entre sí, que se extienden por todo el citoplasma. 2 tipos:

• RER: Rugoso: con ribosomas adheridos… Almacenan y segregan proteínas.
• REL: Liso: sin ribosomas: Almacenan y sintetizan lípidos.

Ribosomas

• Sin membrana.
• Compuestos por proteínas y ARN.
• Síntesis de proteínas.

Aparato de Golgi

Conjunto de pilas de sacos membranosos, regulares, que se encuentran rodeados de vesículas (pequeñas bolsas rodeadas de una membrana):

• Almacenan sustancias sintetizadas en el retículo endoplasmático, que van a ser expulsadas al exterior (secreción).
• Transporte hasta otros orgánulos.

Lisosomas

Vesículas membranosas que contienen enzimas digestivos, fabricados en el retículo endoplasmático y que después pasan al aparato de Golgi, del que se desprenden:

• Digestión en el interior celular (transforma las moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas).

Vacuolas

Son vesículas (a veces muy grandes) rodeadas por una membrana que puede llegar a ocupar el 90% del volumen celular.

• Células Animales: Pequeños y numerosos.
• Células Vegetales: 1 o 2, y grandes… Almacenamiento: Gracias a la turgencia, ayuda a mantener la forma celular.

Centriolos + Áster = Centrosoma

• Sin membrana. Orgánulo exclusivo de las células animales.
• Un par de estructuras cilíndricas huecas, formadas por proteínas y que son perpendiculares entre sí.
• Los cilios y flagelos en su base tienen una estructura similar a los centriolos: organizar los filamentos del citoesqueleto.

Citoesqueleto

• Sin membrana. Conjunto de filamentos de proteínas que forman una red en el citosol.
• Distintos tipos de proteínas: tubulina, actina, miosina, …
• Da la forma a la célula.
• Es responsable de sus movimientos.

Pared Celular

Pared rígida, formada por celulosa, por fuera de la membrana celular. Exclusivo de células vegetales. Protege y mantiene la forma de las células.

Cloroplastos

Con doble membrana: externa e interna lisas. Espacio interior: estroma: tiene formaciones membranosas en forma de sacos, dispuestos en el sentido longitudinal: los tilacoides que pueden estar:

1. aislados o
2. superpuestos: “Grá” o “Grana” (en los que encontramos la clorofila y otros pigmentos).

Grosor: 2- 6 µm. Número variable: 20 -40 /célula. Forma diversa: CV: oval o lenticular… En las algas: espiral, estrellada,… Orgánulo exclusivo de las células vegetales… Fotosíntesis.

Núcleo

Formado por:

• Membrana Nuclear: Doble membrana con poros. Controlar el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.
• Nucleoplasma: Medio interno acuoso, donde se encuentran dispersos los demás componentes nucleares.
• Cromatina: ADN asociado a histonas (proteínas). Al condensarse forma los cromosomas. Controla y regula las funciones vitales de la célula.
• Nucleolo: Formado por ARN + ADN + proteínas. Formar los ribosomas.

El Ciclo Celular

Un ciclo celular es el conjunto de fenómenos, de duración variable, que tienen lugar en el período que se inicia tras la división celular y finaliza al término de la siguiente división.

a. La Interfase

Es el período comprendido entre dos divisiones consecutivas. Durante este período tiene lugar una intensa actividad metabólica: la replicación del ADN y la síntesis de ARN. Acostumbra a dividirse en 3 períodos. Las células que ya no se vuelven a dividir, abandonan el ciclo antes de entrar en el período S.

b. Fase de División Celular

En la que se produce la multiplicación celular (5-10% del ciclo celular).

Multiplicación de las Células

Mitosis

Comienza al final del período G2 del ciclo celular. Consiste en la división del núcleo, en que se separan las 2 copias del ADN (producidas en la fase S de la interfase), para formar otras células con la misma información genética (poseen las células hijas el mismo número de cromosomas que la célula madre). En la mitosis (M!) se distinguen 4 fases:

1. Profase.
2. Metafase.
3. Anafase.
4. Telofase.

Profase

• Comienza a desestructurarse la membrana celular.
• La cromatina se condensa.
• En las células animales, los centriolos ya duplicados, se dividen y cada centriolo hijo emigra a un polo celular.
• Entre ambos centriolos se organiza un sistema de microtúbulos que dará lugar al huso acromático.
• Al final de la profase, la membrana nuclear y los nucléolos desaparecen.

Metafase

• La cromatina alcanza su máxima concentración: “cromosomas”, claramente visibles, están replicados en 2 cromátidas.
• Los cromosomas se unen a los microtúbulos del huso por el centrómero y emigran al plano ecuatorial y forman la “placa metafásica”.

Anafase

• Los microtúbulos del huso se acortan de modo que separan las cromátidas de cada cromosoma y arrastran cada cromátida a su respectivo polo celular.

Telofase

• Las cromátidas convertidas en cromosomas hijos y situadas en la proximidad de los polos, se rodean de una nueva membrana nuclear y comienzan a descondensarse.
• Desaparecen los microtúbulos del huso y quedan constituidos los 2 núcleos hijos.

Citocinesis

Una vez concluida la división del núcleo, tiene lugar la división del citoplasma.

En las células animales, a la altura del plano ecuatorial del huso acromático, va estrechándose la célula mediante un anillo de filamentos contráctiles situados bajo la membrana plasmática, se produce el estrangulamiento que separa en 2 células hijas.

En las células vegetales, se forma un tabique de separación entre las 2 células hijas, el “fragmoplasto” o “placa celular”, a partir de las vesículas del aparato de Golgi. Cada célula empieza a aportar celulosa para formar la pared celular.

Taxonomía: Rama de la Biología Encargada de la Nomenclatura y Clasificación de la Biodiversidad

Nomenclatura

La denominación de los taxones.

Concepto Biológico

Conjunto de poblaciones naturales capaces de cruzarse unas con otras, y que está aislada reproductivamente de otros grupos semejantes por barreras fisiológicas o de comportamiento.

Clasificación de las Especies

1. Facilita la recuperación de información.
2. Servir de base para estudios comparativos: almacenar la información en divisiones relativamente homogéneas.
3. Permitir la incorporación de nueva información.

Claves Dicotómicas

Sistema de identificación que consiste en dividir grupos grandes en subgrupos hasta llegar a la especie.

Taxón

Cada uno de los grupos o subdivisiones que se aplican en la sistemática biológica.

Nomenclatura Más Utilizada: Linneana

1. Especie.
2. Género.
3. Familia.
4. Orden.
5. Clase.
6. Filum.
7. Reino.
8. Dominio.

Categoría Taxonómica

Cada nivel de la jerarquía.

Árboles Genealógicos

Forma de representar la historia de una familia.

Árboles Filogenéticos o Filogenias

Representan la historia evolutiva. La base del tronco representa la especie ancestral común a todas las que se incluyen en el árbol (base del tronco representa una especie ancestral, sus ramas representan los linajes de la evolución, eje vertical y el paso del tiempo, eje horizontal el grado de parentesco existente entre los organismos).

Reinos

Reino Moneras

• Procariontes, unicelulares, con pared celular.
• Nutrición:
  1. Autótrofos (cianobacterias).
  2. Heterótrofos.
• Reproducción:
  1. Asexual por bipartición.
  2. No existe reproducción sexual, pero existen mecanismos de intercambio de información genética.
• Algunos:
  1. Tienen flagelo para desplazarse.
  2. Poseen esporas de resistencia (para resistir las condiciones adversas).
• Se subdivide en 2 grupos que se diferencian por la composición de la pared celular y por algunas características de la síntesis de ARN y proteínas:
  1. Arqueobacterias (Dominio Archaea): Bacterias que existen en lugares extremos (altas temperaturas, alta concentración de sales, etc.).
  2. Eubacterias (Dominio Bacteria): Bacterias típicas. Grupo heterogéneo: algunas son fotosintéticas (cianobacterias), algunas son parásitas (Chlamydias).

Reino Protoctistas

• Eucariotas, unicelulares o multicelulares, sin tejidos.
• Nutrición:
  1. Autótrofa.
  2. Heterótrofa.
  3. Alternan nutrición autótrofa/heterótrofa.
• Reproducción:
  1. Asexual.
  2. Sexual.
• Algunos son móviles:

1. Protozoos: Organismos unicelulares con características de animales. Nutrición heterótrofa. Distintos modos de vida:
   1. Libre: en las pozas como la ameba o los paramecios (cubiertos de cilios).
   2. Parásitos: causan enfermedades como el Tripanosoma.
2. Algas: Protoctistas con rasgos de plantas. Organismos autótrofos fotosintéticos. Unicelulares como las Euglenas o las Diatomeas. Multicelulares sin tejidos como la Laminaria, Fucus y algas rojas. Distintas colores en función de los distintos pigmentos:
   1. Clorofila (verde).
   2. Fucoxantina (pardas).
   3. Ficoeritrina (rojas).

Reino Fungos

• Eucariotas. Unicelulares o multicelulares sin tejidos. Nutrición heterótrofa. Pared celular de quitina. Distintos modos de vida:
  1. Vida saprofítica: se alimentan de la materia orgánica muerta, vierten sus enzimas digestivos para digerir esta materia y luego la absorben.
  2. Parásitos: como el pie de atleta, tiña, mildiu de la vid, etc.
  3. Simbiosis de algas y hongos: micorrizas (raíces de árboles y hongos) y líquenes (hongo y alga).
• Reproducción: Sexual por fusión de hifas o asexual por esporas que germinan y forman hifas, siendo el conjunto de hifas, el micelio y sobre la superficie algunas especies forman los hongos. Clasificación de hongos compleja: se basa en aspectos relacionados con la reproducción:
  1. Ficomicetos: Mohos del pan, mildiu de la vid, mohos de los alimentos.
  2. Ascomicetos: Trufas, fermentos (del pan, de la cerveza,…), Penicillium.
  3. Basidiomicetos: Níscalos, champiñones, amanitas, etc.

Reino Vegetal

• Eucariotas. Pluricelulares con tejidos fotosintéticos. Nutrición autótrofa. Pared celular de celulosa. Alternancia de generaciones: Esporofítica y Gametofítica. La clasificación se hace atendiendo a los criterios:

1. La presencia de vasos conductores: no vasculares… vasculares.
2. Presencia de semillas: sin semillas… con semillas.
3. Formación del fruto: semillas desnudas… semillas protegidas en un fruto.
4. Detalles de los aparatos reproductores: Monocotiledóneas o Dicotiledóneas.

Reino Animal

• Eucariontes. Pluricelulares, con verdaderos tejidos. Carecen de pared celular y están rodeadas de una matriz extracelular. Nutrición heterótrofa. Perciben lo que sucede en el medio donde viven. La motilidad y la sensibilidad. Comportamiento complejo. Reproducción:
  1. Asexual.
  2. Sexual: óvulo + espermatozoide = cigoto. Clasificación, atendiendo a los criterios.
• Diferenciación en tejidos y órganos:
  1. Parazoos: Carecen de tejidos y órganos.
  2. Eumetazoos: Tienen verdaderos tejidos y órganos.
• Tipo de simetría corporal, en los eumetazoos:
  1. Simetría bilateral.
  2. Simetría radial.
• Características del desarrollo embrionario:
  1. Formación de 2 o 3 capas de células durante el desarrollo embrionario: diblásticos o triblásticos.
  2. En los de simetría bilateral, se dividen en función de presentar o no celoma, en 3 tipos: acelomados, pseudocelomados y celomados.
  3. Dentro de los celomados, se dividen en: protóstomos… y… deuteróstomos.

Filo Poríferos o Esponjas

• Parazoos. Son acuáticos. Viven fijos al sustrato. El cuerpo de la esponja es una agregación de células alrededor de un sistema de canales. 3 tipos morfológicos: Ascon, Sycon, Leucon. Nutrición: animales filtradores, el agua entra por los canales hasta la cavidad gastrovascular y sale al exterior.

Filo Celentéreos

• Acuáticos, la mayoría son marinos y pocos son dulceacuícolas. Características: poseer un cuerpo cubierto de células urticantes, los cnidoblastos. En su ciclo vital pueden tener 2 estadios distintos:

1. Pólipo: Tiene forma de cilindro, fijo al sustrato. En su extremo opuesto tiene la boca rodeada de tentáculos. Pueden ser simples o colonias.
2. Medusa: Forma de paraguas. De vida libre, flota en el agua, con la boca y los tentáculos hacia abajo.

3 tipos: Hidrozoos, Escifozoos, Antozoos.

Filo Anélidos

Viven en ambientes acuáticos. Gusanos cilíndricos, con el cuerpo segmentado, presentan “metamería”. Carecen de revestimiento rígido. Su pared corporal es muy fina. Cuerpo blando. De cada segmento salen:

1. Pequeñas sedas rígidas con las que se adhieren al sustrato y evitan que resbalen cuando se desplazan.
2. Falsos pies en otros, “parápodos”. 3 clases: Clase Poliquetos, Clase Oligoquetos, Clase Hirudíneos.

Filo Moluscos

Perderon a segmentación. “Molusco ideal”, plan corporal con 3 compoñentes básicos: O Pé, é unha estrutura musculosa, relacionada coa locomoción. A Masa visceral, onde están os órganos internos. Os Manto, que recobre a masa visceral e segrega o cacho ou cuncha. As distintas clases actuais son variacións deste plan corporal, moitas clases: Bivalvos, Gasterópodos, Cefalopodos, Monoplacóforos, Policapóforos, Escafópodos.