Célula Vegetal y sus Características

La célula vegetal posee una pared celular de celulosa, plastos, vacuolas muy desarrolladas y carece de centrosoma.

Relación Celular

La relación celular implica la comunicación con el medio. Presenta sensibilidad, que consiste en la captación de estímulos y la elaboración de respuestas a los mismos. Estas respuestas pueden manifestarse como contracción, movimiento ameboide o movimiento vibrátil (cilios y flagelos). Los tactismos son movimientos locomotores provocados por estímulos.

Nutrición Celular

En la nutrición, la célula toma materiales del exterior para fabricar nuevos materiales celulares y obtener energía.

• Permeabilidad selectiva: La membrana permite el paso de ciertas sustancias e impide el de otras.
• Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas que sufren los nutrientes en el interior de las células. Se divide en:
  • Anabolismo: Transformación de sustancias simples en complejas; son reacciones de síntesis donde la célula consume energía.
  • Catabolismo: Reacciones de degradación.
• Excreción: Las sustancias eliminadas son desechos del catabolismo, como el CO₂.
• Secreción: Las sustancias eliminadas, resultado de la síntesis, tienen una función específica.

Fotosíntesis: Proceso Anabólico Fundamental

La fotosíntesis es un proceso anabólico que transforma la materia inorgánica en orgánica utilizando la energía luminosa para obtener alimento.

Fase Luminosa

1. Fotólisis: El agua se descompone gracias a la luz solar, generando oxígeno (desecho) e hidrógeno (se divide en protones y neutrones a partir de la energía solar).
2. Los protones y neutrones pasan por diversas sustancias hasta llegar al NADP⁺, que se transforma en NADPH, liberando energía.
3. La energía se almacena en forma de ATP. El NADPH y el ATP pasan a la fase oscura.

Fase Oscura

En la fase oscura se produce la transformación de materia inorgánica a orgánica. Se inicia cuando las moléculas de CO₂ se unen al hidrógeno del NADPH₂, formando glucosa. Para ello, se utiliza la energía del ATP. La energía solar se transforma en energía química almacenada en la glucosa.

Importancia de la Fotosíntesis

• Transformación de materia inorgánica en orgánica.
• Conversión de energía luminosa en energía química.
• Liberación de O₂.

Respiración Celular: Obtención de Energía

La respiración celular es la destrucción por oxidación de sustancias orgánicas, liberando la energía que almacenan para obtener ATP. Se producen electrones y protones que van a parar al aceptor final, con la consiguiente liberación de energía. Según el aceptor final, se distingue entre:

• Fermentación: El aceptor final de electrones es un compuesto orgánico. Es un proceso anaerobio (sin O₂) realizado por bacterias y levaduras.
• Respiración aerobia: El aceptor final de electrones es el O₂, y los productos finales son inorgánicos. Libera más energía que la fermentación.

Fases de la Respiración Celular

• Anaerobia (Glucólisis): Ocurre en el citoplasma sin consumo de O₂. Una molécula de glucosa (6 carbonos) se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico (3 carbonos).
• Aerobia: Se lleva a cabo en las mitocondrias con consumo de O₂ e hidrógeno. El CO₂ abandona la célula y también se forma H₂O. La energía liberada al oxidarse la materia orgánica se recupera en forma de ATP, utilizado para los diversos trabajos celulares.

Información Genética y ADN

La información genética está contenida en una sustancia denominada ADN, que se encuentra en los cromosomas del núcleo celular. El ADN es el material genético portador de los factores hereditarios o genes. Pertenece a los ácidos nucleicos, macromoléculas formadas por la unión de muchas moléculas más simples llamadas nucleótidos. Los constituyentes del ADN son desoxirribonucleótidos, formados por la unión de una molécula de ácido fosfórico, un monosacárido (desoxirribosa) y una base nitrogenada (cuatro tipos: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T)).

La información genética radica en el orden de los nucleótidos en el ADN. La función del ADN es llevar la información para la síntesis de proteínas. Gracias a la duplicación del ADN, seguida de la división celular, los caracteres hereditarios se transmiten de padres a hijos, generación tras generación. Se denomina gen a cada fragmento de ADN que rige la síntesis de una proteína, la cual es responsable de la aparición de un determinado carácter. ADN distinto implica proteínas distintas.

Código Genético

El código genético es la clave que ayuda a la célula a saber cómo colocar los aminoácidos para formar la proteína en el orden correcto. Se basa en tríos de nucleótidos (bases nitrogenadas). En el ADN, el trío de bases nitrogenadas se llama triplete; en el ARN mensajero (ARNm), codón; y en el ARN de transferencia (ARNt), anticodón.

Características del Código Genético

• Cada triplete codifica para un aminoácido.
• Varios tripletes pueden codificar para el mismo aminoácido.
• Hay tripletes que no llevan información (indican el final de la síntesis).
• El código genético solo lee el ARN.

La composición del ARN es semejante a la del ADN, pero con diferencias:

• Sus nucleótidos contienen el monosacárido ribosa.
• El ARN contiene uracilo (U) en lugar de timina (T).

Su función es ejecutar las órdenes contenidas en el ADN: el ADN dirige y el ARN sintetiza proteínas. La asociación de ADN y proteínas constituye una sustancia química llamada cromatina. Durante la interfase (periodo de no división), cada cromosoma está constituido por una larga molécula de ADN con sus proteínas asociadas.

Cromosomas, Cromatina, Cromátidas y Cariotipo

• Cromosoma: Cromatina en forma de espiral.
• Cromatina: Cadena de ADN con proteínas.
• Cromátida: Cada una de las partes de un cromosoma duplicado.
• Cariotipo: Serie de características que permiten la identificación de un conjunto concreto de cromosomas.

Mutaciones

Una mutación se puede definir como un cambio hereditario por modificación del material genético.

Clases de Mutaciones

• Mutaciones genómicas: Afectan al número de cromosomas.
• Mutaciones cromosómicas: Afectan la estructura de los cromosomas.
• Mutaciones génicas: Cambios en la constitución química de los genes.

Causas y Consecuencias de las Mutaciones

• Mutaciones espontáneas: Poco frecuentes, debidas a errores en la replicación del ADN.
• Mutaciones inducidas: Causadas por agentes mutágenos como los rayos X.

La mayoría de las mutaciones son perjudiciales y dan lugar a trastornos, pero algunas son indiferentes y otras, muy raras, favorables.

Mecanismos de División Celular

Etapas:

• Interfase: Periodo comprendido entre dos divisiones consecutivas. Es una etapa larga en la que la célula crece y aumenta el número de orgánulos citoplasmáticos. Al final, se produce la duplicación del ADN.
• División: Proceso por el cual una célula madre origina células hijas, que pasan al estado de interfase y se cierra el ciclo. La división puede ser por mitosis o meiosis.

Mitosis

La mitosis es un tipo de división celular por el cual se originan dos células hijas a partir de una célula madre, con el mismo número de cromosomas (en células somáticas). Al entrar en división, se distinguen las siguientes fases:

• División del núcleo o cariocinesis: Mecanismo que consiste en la separación de las dos cromátidas de cada cromosoma, cada una de las cuales constituye un cromosoma hijo. Al comienzo de la mitosis, cada cromosoma está constituido por dos cromátidas y, al final de la misma, por una sola cromátida.
• División del citoplasma o citocinesis: Se forman dos células hijas, iguales entre sí.

Meiosis

La meiosis (solo en células sexuales de organismos diploides) es un mecanismo de división celular por el cual, a partir de una célula madre 2n, se originan cuatro células hijas n. Consiste en dos divisiones celulares consecutivas, pero en la segunda no hay duplicación del ADN. Se obtienen cuatro células hijas con la mitad de cromosomas que la madre (haploides). Es importante para que los hijos tengan el mismo número de cromosomas que los padres.