Teoría Celular
La teoría celular es uno de los principios fundamentales de la biología. Esta teoría establece los siguientes postulados:
La célula es la unidad estructural de los seres vivos. Todos los seres vivos estamos constituidos por una o más células.
La célula es la unidad funcional de los seres vivos. La célula realiza todos los procesos metabólicos que le permiten vivir.
Toda célula procede de otra ya existente. Todas las células provienen de la división de otras células preexistentes.
La célula es la unidad genética de todos los seres vivos. La célula contiene el material hereditario, donde se encuentran las características que se transmiten de una célula madre a las células hijas.
Diferencias entre Célula Eucariota y Procariota
Las células se clasifican en dos grandes grupos: procariotas y eucariotas. Las principales diferencias entre ellas son:
Procariotas: No tienen un núcleo definido, y el material genético se encuentra disperso por el citoplasma. Ejemplo: bacterias.
Eucariotas: Tienen un núcleo que encierra el material genético y poseen orgánulos celulares. Ejemplo: protozoos, algas, hongos.
Estructura de la Célula Procariota
Pared celular: Envoltura rígida y fuerte formada por polisacáridos y proteínas que dan forma a la bacteria.
Membrana plasmática: Se sitúa por dentro de la pared celular y controla la entrada y salida de sustancias.
Cromosoma bacteriano: Está formado por una sola molécula circular de ADN y contiene toda la información genética de la célula.
Ribosomas: Pequeños orgánulos en los que tiene lugar la síntesis de proteínas.
Flagelos: Prolongaciones del citoplasma que intervienen en el desplazamiento.
Fimbrias: Estructuras cortas y numerosas que fijan la bacteria al sustrato.
Estructura de la Célula Eucariota Animal
Membrana plasmática: Es una capa que envuelve la célula, la aísla y regula el intercambio de sustancias con el exterior.
Centrosoma (Centriolos): Dos estructuras tubulares que forman una región cercana al núcleo que controla el movimiento de las fibras del endoesqueleto e interviene en la división celular.
Retículo endoplasmático: Formado por un conjunto de sacos aplanados y conductos tubulares. Si lleva ribosomas adosados, es rugoso (sintetiza proteínas); si no, es liso (sintetiza lípidos).
Vacuola: Vesículas membranosas en cuyo interior se acumulan diferentes productos, como agua, sustancias de reserva o pigmentos.
Lisosoma: Vesículas membranosas, procedentes del aparato de Golgi, que contienen enzimas digestivas que transforman moléculas complejas en otras más sencillas por hidrólisis.
Núcleo: Contiene el material genético en su interior y está separado del resto de la célula por una membrana doble porosa, la envoltura nuclear, que permite el intercambio de sustancias con el resto de la célula.
Mitocondria: Su forma es esférica o alargada con una doble membrana. En ellas tiene lugar la respiración celular, proceso a partir del cual la célula obtiene energía.
Aparato de Golgi: Formado por conjuntos de cisternas aplanadas y apiladas. En ellas se acumulan sustancias procedentes del retículo endoplasmático y se segregan al exterior mediante pequeñas vesículas que se forman en su periferia.
Estructura de la Célula Eucariota Vegetal
Además de algunas estructuras presentes en la célula animal, como el retículo endoplasmático, la mitocondria, el aparato de Golgi y el núcleo, la célula vegetal presenta:
Cloroplasto: Orgánulos de forma ovalada delimitados por una doble membrana en los que se realiza la fotosíntesis.
Pared celular: Capa externa y rígida que rodea la membrana plasmática.
Membrana plasmática: Capa interna que delimita el citoplasma.
Vacuola grande: Ocupa gran parte del volumen celular y almacena agua y otras sustancias.
Núcleo Celular
El núcleo es la estructura más voluminosa de las células eucariotas. En él se encuentra la gran mayoría del ADN que contiene la información genética. En la célula animal, el núcleo tiene una posición central. En la vegetal, está desplazado hacia un lado por la presión de la vacuola. Pueden tener un núcleo o más de uno, en este caso se llaman polinucleares.
Componentes del Núcleo
Envoltura nuclear: Formada por una doble membrana, la externa e interna, separadas por un espacio intermembranoso.
Poros nucleares: Atraviesan ambas membranas, por lo que se produce el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.
Nucleoplasma: Es el medio interno acuoso donde se encuentran inmersos los demás componentes nucleares. En él se realiza la replicación del ADN nuclear.
Nucléolo: Es un corpúsculo esférico y carente de membrana. Su función es la formación de ribosomas. Puede haber más de uno.
Cromatina: Constituida por filamentos de ADN en diferentes grados de condensación, asociados a proteínas y dispersos por el nucleoplasma.
Cromosomas
Los cromosomas son estructuras con forma filamentosa que aparecen durante la división celular. Reparten la información genética contenida en el ADN de la célula madre a las células hijas. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas que se unen en un punto llamado centrómero. Cada cromátida presenta dos brazos de igual o distinta longitud.
Tipos de Cromosomas
Metacéntricos: El centrómero está situado en la parte media del cromosoma. Los brazos tienen igual longitud.
Submetacéntricos: El centrómero está desplazado hacia uno de los lados. Los brazos son ligeramente desiguales.
Acrocéntricos: El centrómero está muy desplazado hacia uno de los extremos del cromosoma. Los brazos son muy desiguales.
Telocéntricos: El centrómero se localiza en uno de los extremos del cromosoma. Solo tiene un brazo.
Cariotipo
El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una especie. Se clasifica en:
Heterocromosomas (cromosomas sexuales): Intervienen en la determinación del sexo. Uno es X y el otro es Y. Las mujeres son XX y los hombres son XY.
Autosomas: Constituyen el resto de cromosomas y son iguales en ambos sexos.
La Meiosis
La meiosis es un tipo de división reduccional, ya que a partir de una célula madre diploide (2n) se forman células hijas haploides (n), es decir, con la mitad del contenido de ADN que la célula progenitora. Tiene lugar en las gónadas y da lugar a la formación de gametos.
Fases de la Meiosis
Interfase: Duplicación del ADN.
Meiosis I
Profase I: Los cromosomas se condensan hasta ser visibles. Los homólogos se aparean e intercambian fragmentos de ADN.
Metafase I: Los cromosomas homólogos se disponen por parejas en el ecuador de la célula.
Anafase I: Arrastrados por los filamentos del huso, los cromosomas homólogos se separan y se dirigen a polos opuestos de la célula.
Telofase I y citocinesis: Se forman dos células hijas haploides (n), con la mitad de cromosomas que la célula madre.
Meiosis II
Profase II: Se vuelve a formar el huso y los cromosomas, constituidos por dos cromátidas, se mueven hacia la placa ecuatorial.
Metafase II: Los cromosomas se disponen en el ecuador de la célula.
Anafase II: Se separan las cromátidas y cada una se dirige hacia un extremo de la célula.
Telofase II y citocinesis: Se obtienen cuatro células hijas haploides (n) distintas, cada una con la mitad de cromosomas que la célula madre.
Significado de la Mitosis y la Meiosis
En los organismos pluricelulares, la división celular por mitosis supone el crecimiento del individuo mediante sucesivas divisiones a partir de una célula única, el cigoto.
Mediante la meiosis se originan gametos haploides. Al producirse la fecundación, el cigoto resultante es diploide.
Formación de Gametos
Las células reproductoras o gametos son células haploides que se producen en las gónadas tras la meiosis.
Espermatogénesis (formación de gametos masculinos): Se realiza en los testículos. Cada célula madre diploide producirá cuatro células diferentes haploides, que por un proceso de diferenciación darán lugar a cuatro gametos masculinos o espermatozoides. Dos serán X y dos serán Y.
Ovogénesis (formación de gametos femeninos): Se realiza en los ovarios. Cada célula madre diploide, tras la meiosis, da lugar a cuatro células haploides, de las cuales solo una se convertirá en un gameto femenino u óvulo. Todos llevarán un cromosoma X.