1. Tipos de Células: Procariotas y Eucariotas

1.1. Célula Procariota

• Tamaño: Pequeñas.
• Reino: Moneras.
• Material genético: Única molécula circular de ADN disperso en el citoplasma, en una región denominada nucleoide (sin núcleo definido por membrana).
• Plásmidos: Moléculas de ADN circular extracromosómico, que se replican y transmiten independientemente del cromosoma bacteriano. Contienen genes que confieren características como la resistencia a antibióticos.
• Orgánulos: Sin orgánulos membranosos individuales. Ribosomas más pequeños que los de eucariotas.
• Mesosomas: Invaginaciones de la membrana plasmática, tradicionalmente asociados a la actividad metabólica (respiración, fotosíntesis).
• División celular: Fisión binaria (no realizan mitosis).
• Inclusiones citoplasmáticas: Acúmulos de reserva (gránulos de almidón, glucógeno, fosfatos, azufre o sales minerales).
• Pared celular: Presente en la mayoría, formada por mureína (un glucopéptido), también llamado peptidoglucano. Proporciona forma y resistencia contra la alta presión osmótica interna. A menudo envuelta por una cápsula.

1.2. Célula Eucariota

• Material genético: Varias moléculas de ADN lineal, contenidas dentro de un núcleo delimitado por una membrana nuclear.
• Tamaño y complejidad: Más grandes y complejas que las procariotas.
• Orgánulos: Numerosos orgánulos membranosos (mitocondrias, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, lisosomas, etc.). Ribosomas más grandes.
• Respiración y fotosíntesis: Respiración en mitocondrias. Fotosíntesis en cloroplastos (en células vegetales).
• División celular: Mitosis.
• Reinos: Protoctistas, hongos, plantas y animales.
• Pared celular: Presente en plantas, algas y hongos, con composición química diferente a la de las procariotas.

1.3. Célula Eucariota Animal vs. Vegetal

• Vegetal: Presenta pared celular, plastos (como los cloroplastos) y vacuolas grandes.
• Animal: Presenta centrosoma.

2. Membrana Plasmática

Envoltura presente en todas las células. Compuesta por lípidos, proteínas y glúcidos, organizada en una bicapa lipídica. El modelo actual se conoce como modelo del mosaico fluido (Singer y Nicolson, 1972).

2.1. Composición Química

• Lípidos:
  • Fosfolípidos: Principalmente fosfoglicéridos. Moléculas anfipáticas dispuestas en bicapa, con cabezas hidrofílicas hacia el exterior y colas hidrofóbicas hacia el interior.
  • Colesterol: Principalmente en células animales, intercalado entre los fosfolípidos.
  • Glucolípidos: Lípidos unidos a oligosacáridos, generalmente en la cara externa.
• Proteínas:
  • Integrales/Intrínsecas: Con regiones hidrófobas, embebidas en la bicapa. Las transmembrana atraviesan ambas monocapas.
  • Periféricas/Extrínsecas: Sin regiones hidrófobas, unidas a la superficie (principalmente en la cara interna).
  • Glucoproteínas: Proteínas unidas a oligosacáridos, en la cara externa.
• Glúcidos: Oligosacáridos en la superficie externa, formando glucolípidos y glucoproteínas. Desempeñan funciones de reconocimiento celular.

2.2. Estructura: Modelo del Mosaico Fluido

• Asimetría: Diferente distribución de componentes entre las dos caras. Los glúcidos son más abundantes en la cara exterior. El córtex celular (red proteica de actina) se encuentra en la cara interior.
• Fluidez: Movimiento de lípidos y proteínas. Factores que influyen:
  • Mayor longitud de cadenas hidrocarbonadas: Más interacciones, menor fluidez.
  • Más insaturaciones: Cadenas más curvadas, menos interacciones, mayor fluidez.
  • Mayor temperatura: Mayor fluidez.
  • Colesterol: Reduce la fluidez.

2.3. Funciones

• Regula el tránsito de sustancias.
• Unión entre células.
• Reconocimiento celular (sistema inmunitario).
• Recepción y transmisión de señales químicas.

2.4. Transporte a Través de Membrana

• Transporte Pasivo: A favor de gradiente de concentración, sin gasto de energía.
  • Difusión simple: Moléculas pequeñas sin carga (hidrofóbicas, gases, agua) difunden a través de la bicapa.
  • Difusión facilitada: Proteínas transmembrana facilitan el paso:
    • Proteínas canal: Forman canales que se abren para el paso de iones o moléculas específicas.
    • Proteínas transportadoras (permeasas): Se unen a la molécula, cambian su conformación y la liberan al otro lado.
• Transporte Activo: En contra de gradiente de concentración, requiere aporte de energía. Proteínas transmembrana (bombas) utilizan energía (ej., ATP) para transportar sustancias. Las bombas iónicas mantienen el gradiente iónico, responsable del potencial de membrana. Estas bombas también intervienen en el mantenimiento del equilibrio osmótico.
• Transporte de macromoléculas y partículas:
  • Endocitosis: La célula introduce materiales englobándolos en una porción de membrana:
    • Fagocitosis: Ingestión de partículas grandes (bacterias, células).
    • Pinocitosis: Captura de líquidos y pequeñas partículas en suspensión.
  • Exocitosis: Fusión de vesículas internas con la membrana plasmática para liberar su contenido.
  • Transcitosis: Vesículas formadas por endocitosis en un polo celular liberan su contenido por exocitosis en el polo opuesto (ej., células endoteliales de capilares).

3. Uniones Intercelulares

• Adhesiones Mecánicas: Proporcionan resistencia mecánica (músculo cardíaco, piel, córnea, vagina, esófago).
• Uniones Estrechas: Sellan espacios entre células, actuando como barrera.
• Uniones GAP: Canales proteicos que comunican citoplasmas en células animales (músculo cardíaco, cristalino, hueso).
• Plasmodesmos: Canales que comunican citoplasmas en células vegetales.

4. Estructuras Extracelulares

• Matriz Extracelular: Medio en el que se encuentran inmersas las células animales. Red de macromoléculas (proteínas como colágeno y elastina, y polisacáridos).
• Pared Celular: Envuelta rígida externa a la membrana plasmática.
  • Plantas y algas: Celulosa y proteínas.
  • Hongos: Quitina.
  • Bacterias: Peptidoglucano.

5. Citoesqueleto

Red dinámica de filamentos proteicos en el citoplasma.

• Microfilamentos: Polímeros de actina. Funciones: estructural (córtex celular), contráctil (contracción muscular, citocinesis, endocitosis), locomotora (movimiento de orgánulos, pseudópodos).
• Filamentos Intermedios: Fibras que proporcionan resistencia (células musculares y epiteliales, axones).
• Microtúbulos: Cilindros huecos formados por dímeros de tubulina. Funciones: transportadora (red guía para orgánulos), motora (cilios y flagelos), formación del huso acromático.

6. Centrosoma

Par de centriolos rodeados de material pericentriolar (en células animales).

• Centriolo: Estructura 9 + 0 (9 tripletes de microtúbulos periféricos y ninguno central). Tripletes adyacentes unidos por nexina. Fibras proteicas radiales (estructura en rueda de carro). Eje tubular central.
• Funciones: Organiza la red de microtúbulos. Forma el huso acromático.

7. Cilios y Flagelos

Prolongaciones móviles de la membrana plasmática, con microtúbulos.

• Cilios: Cortos y numerosos.
• Flagelos: Largos y escasos.
• Tallo o Axonema: Parte alargada. Estructura 9 + 2 (9 pares de microtúbulos periféricos + 2 centrales).
• Corpúsculo Basal: Centriolo en la base. Estructura 9 + 0.
• Raíz: Microfilamentos contráctiles en la base del corpúsculo basal.
• Funciones:
  • Cilios: Movimiento de líquido o partículas extracelulares (tráquea), desplazamiento celular (protozoos).
  • Flagelos: Desplazamiento celular (protozoos, espermatozoides).

8. Ribosomas

Orgánulos sin membrana, compuestos por ARN ribosómico (ARNr) y proteínas. Dos subunidades (grande y pequeña) que se unen durante la traducción.

• Eucariotas: 80S (subunidades 60S y 40S).
• Procariotas: 70S (subunidades 50S y 30S).
• Localización: Libres en el citosol, cara externa de la membrana del RER, cara citoplasmática de la membrana nuclear externa, matriz de mitocondrias, estroma de cloroplastos.
• Función: Traducción del ARN mensajero (ARNm) para la síntesis de proteínas.

9. Retículo Endoplasmático (RE)

Red de cisternas y túbulos interconectados. Continuidad con la membrana nuclear externa.

• Retículo Endoplasmático Rugoso (RER): Con ribosomas en la cara externa. Síntesis, transporte y modificación de proteínas.
• Retículo Endoplasmático Liso (REL): Sin ribosomas. Síntesis, transporte y modificación de lípidos. Detoxificación (hígado). Contracción muscular. Glucogenólisis (hígado).

10. Aparato de Golgi

Cisternas discoidales aplanadas (sin continuidad de membrana) y vesículas. Modifica, empaqueta y distribuye moléculas sintetizadas en el RE. Regenera la membrana plasmática. Secreción. Glucosilación. Formación de lisosomas primarios.

11. Lisosomas

Vesículas con enzimas digestivas.

• Primarios: Contienen enzimas hidrolíticas. Se vierten al exterior o forman lisosomas secundarios.
• Secundarios: Fusión de lisosomas primarios con vesículas que contienen material a digerir. Auto/heterofagia.

12. Peroxisomas

Vesículas con enzimas de oxidación (ej., β-oxidación de ácidos grasos).

13. Vacuolas

Vesículas grandes para almacenamiento.

• Células vegetales: Almacenan sustancias de reserva, desechos, agua. Mantienen la turgencia.
• Protozoos: Vacuolas contráctiles expulsan el exceso de agua.

14. Núcleo

Contiene el material genético (ADN) y alberga la replicación del ADN y la transcripción del ARN.

14.1. Núcleo Interfásico

• Membrana Nuclear:
  • Externa: Ribosomas en la cara citoplasmática. Continuidad con el RE.
  • Interna: Lámina nuclear proteica (soporte y anclaje de la cromatina).
  • Poros nucleares: Canales proteicos para el control del tránsito de moléculas.
• Nucleoplasma (Carioplasma): Matriz semifluida con agua, cromatina, enzimas, iones, nucleótidos.
• Cromatina: ADN asociado a histonas, poco condensado (collar de perlas o solenoide).
  • Eucromatina: Poco condensada, transcripcionalmente activa (90%).
  • Heterocromatina: Más condensada, transcripcionalmente inactiva (10%).
• Nucléolo: ARN nucleolar (precursor de los ARNr) asociado a proteínas, y ADN que transcribe ese ARN. Síntesis de ARNr y formación de subunidades ribosómicas.

14.2. Núcleo en División

• Desintegración de la membrana nuclear y el nucléolo.
• Condensación de la cromatina para formar cromosomas (el ADN no se transcribe).

14.3. Estructura de los Cromosomas

• Dos cromátidas (moléculas idénticas de ADN).
• Centrómero: Punto de unión de las cromátidas.
• Brazos: Partes de una cromátida divididas por el centrómero.
• Cinetocoros: Discos proteicos para la unión con el huso acromático.
• Telómeros: Extremos de las cromátidas.
• Bandas: Franjas claras y oscuras (diferente intensidad de tinción).
• Satélite: Porción distal separada por una constricción secundaria (en algunos cromosomas).

14.4. Clasificación de los Cromosomas (según la posición del centrómero)

• Metacéntrico.
• Submetacéntrico.
• Acrocéntrico.
• Telocéntrico.

14.5. Cariotipo Humano

• 46 cromosomas (23 pares).
• 22 pares de autosomas.
• 1 par de cromosomas sexuales.