Fundamentos de la Biología Celular

La Célula: Unidad Fundamental de la Vida

Todo organismo vivo está formado por células, siendo la célula la unidad estructural de un ser vivo. Cada célula procede de la división de otra célula anterior, y la información genética se transmite de una generación a la siguiente. Las reacciones que constituyen el metabolismo tienen lugar en las células. La célula es la unidad vital que cumple las tres funciones que caracterizan al ser vivo: nutrición, relación y reproducción.

Componentes Celulares Clave

• Telómero: Son los extremos de los brazos de los cromosomas.
• Centrómero o constricción primaria: La región del cromosoma que mantiene unidas las cromátidas hermanas. Tiene una posición variable dentro del cromosoma. Es la región por la que se une el cromosoma al huso acromático.
• Cromátida: Cada una de las dos partes simétricas de un cromosoma metafásico que están constituidas por dos moléculas de ADN idénticas. Se llaman cromátidas hermanas y están unidas por el centrómero.
• Cariotipo: Representación fotográfica de los cromosomas de un individuo/especie ordenada siguiendo criterios como tamaño del cromosoma, posición del centrómero, patrón de bandas.
• Cromosomas homólogos: Cada uno de los cromosomas que contienen información genética para los mismos caracteres procedentes uno del padre y otro de la madre y que se aparean durante la meiosis.

Fotosíntesis: La Ecuación Global

6CO₂ + 6H₂O — luz — C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ : ecuación global de la fotosíntesis.

Proceso de la Fotosíntesis

En las membranas tilacoidales formando parte de los fotosistemas (complejo antena, centros reacción fotoquímico). La función es captar la energía de la luz. Se obtiene O₂, NADPH y ATP. En el ciclo de Calvin se utilizan el ATP y NADPH. El ATP como fuente de energía y el NADPH como poder reductor, ambos en la fijación y reducción del CO₂.

Transporte Celular

Transporte activo: Se realiza en contra de gradiente y conlleva un consumo de energía. Participan proteínas transportadoras acopladas a una fuente de energía proveniente generalmente de la hidrólisis de ATP.

Transporte pasivo: Es un proceso de difusión a favor de gradiente. No requiere consumo de energía. Puede ser difusión simple: las moléculas difunden libremente a través de la bicapa lipídica sin intervención de proteínas o difusión facilitada: cuando el transporte se realiza mediante proteínas transmembrana.

Endocitosis y Exocitosis

Endocitosis: Proceso de ingestión de partículas mediante invaginación de la membrana plasmática. Puede ser pinocitosis si lo que penetra en las células son líquidos o solutos y fagocitosis si se captan partículas sólidas o células.

Exocitosis: Expulsión de los restos de sustancias ingeridas o metabolizadas por fusión de las vesículas con la membrana plasmática.

Retículo Endoplasmático y Aparato de Golgi

En el retículo endoplasmático rugoso tiene lugar la síntesis de algunas proteínas, una vez sintetizada comienza la maduración (formación de puentes disulfuro y glicosilación) de la proteína que se inicia en RER y termina en el aparato de Golgi. El paso del RER al Golgi se realiza mediante el retículo de transición. Las proteínas pasan de este a los sáculos del Golgi, donde se modifica el componente glucídico. Del extremo de los sáculos se sueltan vesículas que contienen proteínas maduras para enviarlas al sáculo siguiente. Por gemación pueden formarse vesículas de secreción que sueltan su contenido al exterior o bien, formar lisosomas que contienen enzimas hidrolíticos especializados en realizar la digestión intracelular.

Ciclo Celular

Interfase que comprende los períodos G1: incremento de tamaño de la célula, síntesis de proteínas, grande actividad metabólica; S: replicación del ADN; G2: síntesis de determinadas proteínas, la célula se prepara para entrar en división; y período M: cariocinesis y finalmente citocinesis.

Glicólisis

Glicólisis: Tiene lugar en el citosol. La molécula de partida es la glucosa (glucosa 6-fosfato) y se forman moléculas de ácido pirúvico (piruvato), ATP, NADH+H+ y agua. El ATP sirve como fuente de energía. En ambientes aerobios (presencia de O₂) el NADH+H+ pasa a la cadena de transporte electrónico regenerando el coenzima NAD+ que es utilizado de nuevo en la glucólisis, el ácido pirúvico atraviesa la membrana de las mitocondrias, se transforma en Acetil-CoA y entra en la ruta metabólica del ciclo de Krebs. En ambiente anaeróbico (ausencia de O₂) el NADH+H+ actúa como donador de electrones para reducir el piruvato a otra molécula (por ejemplo: ácido láctico o a etanol) en un proceso de fermentación.

Citoesqueleto

El citoesqueleto está formado por proteínas que se organizan en filamentos de los que se distinguen tres tipos que forman una red tridimensional: microfilamentos, microtúbulos, y filamentos intermedios. Los microfilamentos están formados por la proteína globular actina (o miosina), los microtúbulos por la proteína globular tubulina. Los microfilamentos intervienen en movimientos celulares, corrientes citoplasmáticas, estrangulación del citoplasma en la división celular y también intervienen en la contracción muscular (células musculares). Los microtúbulos intervienen en el transporte intracelular y forman parte de centriolos, cilios y flagelos. Todos ellos son los responsables de la forma de la célula, de su organización y de los movimientos celulares.

Citoplasma

Es la parte fluida del citoplasma, está compuesto por agua y proteínas que son los principales componentes, y además ácidos nucleicos, pequeñas moléculas, precursores de macromoléculas, sales inorgánicos e iones.

Glicólisis: Proceso Catabólico

La glicólisis es un proceso catabólico por el que a partir de una molécula de glucosa (de seis carbonos) se forman dos moléculas de piruvato (de tres carbonos), energía en forma de ATP y poder reductor (NADH+H+). Está relacionada con el ciclo de Krebs, con el transporte de electrones de la cadena respiratoria y con la fermentación.