Unidad Educativa Cristiana ¨Nazareno¨

CURSO: TERCERO CIENCIASMATERIA: ANATOMÍA

POR: JESSICA ABRIL

LA CÉLULA ANIMAL

LA CÉLULA ANIMAL La célula es una unidad mínima de un

organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos.

Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propios de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen.

Teoría celularMatthias Jacob Schleiden y Theodor Schwann, fueron los primeros investigadores en generalizar e interpretar las observaciones sobre la célula. Con la evidencia acumulada por diversos investigadores, los hallazgos de Shcleiden en células vegetales y, por sus propias investigaciones que Schwann publicó, en 1839, en donde propuso la idea de que todos los organismos vivientes se constituyen a partir de un mismo tipo de estructura elemental: la célula. Hecho con el cual quedaba formalmente establecida la Teoría Celular.A partir de que estos dos investigadores propusieron sus hipótesis para explicar el origen de las células, aunque ambos estuvieron equivocados. Fueron los alemanes Rudolf Virchow y Robert Remak quienes establecieron en 1855, mediante sus investigaciones sobre la división celular, un principio que resultó fundamental para la Biología: toda célula procede de otra célula. Es decir, donde existe una célula debe haber existido una célula preexistente, así como un animal surge solamente de un animal y una planta surge solamente de una planta. Desde entonces y hasta hoy en día, la teoría celular se ha ido desarrollando y expandiendo gracias a las aportaciones de una gran cantidad de investigadores.

La teoría celular se puede resumir en las siguientes afirmaciones:

• Todos los organismos están formados por una o más células.• La célula es la unidad básica de estructura y función de los organismos.• Las células nuevas provienen, por reproducción celular, de células que ya existen

(Alexander et al. 1992; Galván y Bojórques, 2002; Velásquez, 2005; Sampieri y Pineda, 2007).

Partes de la célula animal

1) Membrana celular2) Citoplasma• Mitocôndria, • Cromatina, • Lisosoma, • Aparato de golgi,• Centriolos y • Ribosoma.3)Núcleo• Nucleoplasma, • Nucléolo

1) MEMBRANA CELULAR

La membrana plasmática es una estructura laminada y formada por fosfolípidos (moléculas anfifílicas con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica) y proteínas que engloban a las células. La delimita, le da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre su interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular). Además, se asemeja a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas.Está compuesta por 4 láminas que sirven de "contenedor" para el citosol y los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas).

La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, iones y metabolitos, a la vez que mantiene el potencial electroquímico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente). La membrana plasmática es capaz de recibir señales que permiten el ingreso de partículas a su interior.Tiene un grosor aproximado de 7,5 nm y no es visible al microscopio óptico pero sí al microscopio electrónico, donde se pueden observar dos capas oscuras laterales y una central más clara. En las células procariotas y en las eucariotas osmótrofas como plantas y hongos, se sitúa bajo otra capa, denominada pared celular.

1) CITOPLASMAEl citoplasma es la parte del protoplasma que, en una célula eucariota, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática. Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y en una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones.Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de estos. El citosol es la sede de muchos de los procesosmetabólicos que se dan en las células.El citoplasma se divide en ocasiones en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos. El citoplasma se encuentra en las células procariotas así como en las eucariotas y en él se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática, llegando de esta forma a los orgánulos de la célula.

1.- mitocondriasLas mitocondrias son los

organulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular. Actúan, por lo tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). La mitocondria presenta una membrana exterior permeable a iones, metabolitos y muchos polipéptidos. Eso es debido a que contiene proteínas que forman poros llamados porinas o VDAC (canal aniónico dependiente de voltaje), que permiten el paso de moléculas de hasta 10 kD y un diámetro aproximado de 20 Å.

Estructura y composiciónLa morfología de la mitocondria es difícil de describir puesto que son estructuras muy plásticas que se deforman, se dividen y fusionan. Normalmente se las representa en forma alargada. Su tamaño oscila entre 0,5 y 1 μm de diámetro y hasta 7 μm de longitud. Su número depende de las necesidades energéticas de la célula. Al conjunto de las mitocondrias de la célula se le denomina condrioma celular.Las mitocondrias están rodeadas de dos membranas claramente diferentes en sus funciones y actividades enzimáticas, que separan tres espacios: el citosol, el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial.

2.- cromatinasa cromatina es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se

encuentra en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el cromosoma eucariótico. La cromatina (ADN)Las unidades básicas de la cromatina son los nucleosomas. Éstos se encuentran formados por aproximadamente 146 pares de bases de longitud (el número depende del organismo), asociados a un complejo específico de 8 histonas nucleosómicas (octámero de histonas). Cada partícula tiene una forma de disco, con un diámetro de 11 nm y contiene dos copias de cada una de las 4 histonas H3, H4, H2A y H2B. Este octámero forma un núcleo proteico alrededor del que se enrolla la hélice de ADN (da aproximadamente 1,8 vueltas). Entre cada una de las asociaciones de ADN e histonas existe un ADN libre llamado ADN "espaciador", de longitud variable entre 0 y 80 pares de nucleótidos que garantiza flexibilidad a la fibra de cromatina. Este tipo de organización, permite un primer paso de compactación del material genético, y da lugar a una estructura parecida a un "collar de cuentas".Posteriormente, un segundo nivel de organización de orden superior lo constituye la "fibra de 30nm" compuestas por grupos de nucleosomas empaquetados uno sobre otros adoptando disposiciones regulares gracias a la acción de la histona H1.Finalmente continúa el incremento del empaquetamiento del ADN hasta obtener los cromosomas que observamos en la metafase, el cual es el máximo nivel de condensación del ADN.

3._ lisosomasLos lisosomas son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo endoplasmático rugoso y luego empaquetadas por el complejo de Golgi, que contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, se encargan de la digestión celular. Son estructuras esféricas rodeadas de membrana simple. Son bolsas de enzimas que si se liberasen, destruirían toda la célula. Esto implica que la membrana lisosómica debe estar protegida de estas enzimas. El tamaño de un lisosoma varía entre 0.1–1.2 μm.En un principio se pensó que los lisosomas serían iguales en todas las células, pero se descubrió que tanto sus dimensiones como su contenido son muy variables. Se encuentran en todas las células animales. No se ha demostrado su existencia en células vegetales.

4.- aparato de GolgiEl aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas excepto los glóbulos rojos y las células epidérmicas. Pertenece al sistema de endomembranas del citoplasma celular. Está formado por unos 80 dictiosomas (dependiendo del tipo de célula), y estos dictiosomas están compuestos por 4 o 6 cisternas (sáculos) aplanadas rodeados de membrana que se encuentran apilados unos encima de otros, y cuya función es completar la fabricación de algunas proteínas. Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias cisternas del Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran laglicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas y la síntesis depolisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a Camillo Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago Ramón y Cajal.

5.- centriolosEn biología celular, los centríolos son una pareja de estructuras que forman parte del citoesqueleto, semejantes a cilindros huecos. Los centríolos son orgánulos que intervienen en la división celular, siendo una pareja de centríolos un diplosoma sólo presente en células animales. Los centríolos son dos estructuras cilíndricas que, rodeadas de un material proteico denso llamado material pericentriolar, forman el centrosoma o COMT (centro organizador demicrotúbulos) que permiten la polimerización de microtúbulos de dímeros de tubulina que forman parte del citoesqueleto. Los centríolos se posicionan perpendicularmente entre sí.

6.- ribosomas Los ribosomas son complejos macromoleculares de proteínas y ácido ribonucleico (ARN) que se encuentran en el citoplasma, en las mitocondrias, en retículo endoplasmatico y en los cloroplastos. Son un complejo molecular encargado de sintetizar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm). Sólo son visibles al microscopio electrónico, debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa que son los responsables de la basofilia que presentan algunas células. Están en todas las células (excepto en los espermatozoides). Los ribosomas no se definen como orgánulos, ya que no existen endomembranas en su estructura

En células eucariotas, los ribosomas se elaboran en el núcleo pero desempeñan su función de síntesis en el citosol. Están formados por ARN ribosómico(ARNr) y por proteínas. Estructuralmente, tienen dos subunidades. En las células, estos orgánulos aparecen en diferentes estados de disociación. Cuando están completos, pueden estar aislados o formando grupos (polisomas); las proteínas sintetizadas por ellos actúan principalmente en el citosol; también pueden aparecer asociados al retículo endoplasmático rugoso o a la membrana nuclear, y las proteínas que sintetizan son sobre todo para la exportación.Tanto el ARNr como las subunidades de los ribosomas se suelen nombrar por su coeficiente de sedimentación en unidades Svedberg. En las células eucariotas, los ribosomas del citoplasma se denominan 80 S. En mitocondrias y plastos de eucariotas, así como en procariotas, son 70 S.

3) NÚCLEOEn biología el núcleo celular es un orgánulo membranoso que se encuentra en las células eucariotas. Contiene la mayor parte del material genético celular, organizado en múltiples moléculas lineales de ADN de gran longitud formando complejos con una gran variedad de proteínas como las histonas para formar los cromosomas. El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear. La función del núcleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las actividades celulares regulando la expresión génica. Por ello se dice que el núcleo es el centro de control de la célula.Las principales estructuras que constituyen el núcleo son la envoltura nuclear, una doble membrana que rodea completamente al orgánulo y separa s contenido del citoplasma, además de contar con poros nucleares que permiten el paso a través de la membrana para la expresión génetica y el mantenimiento cromosómico.Aunque el interior del núcleo no contiene ningún subcompartimento membranoso, su contenido no es uniforme, existiendo una cierta cantidad de cuerpos subnucleares compuestos por tipos exclusivos de proteínas, moléculas de ARN y segmentos particulares de los cromosomas. El mejor conocido de todos ellos es el nucléolo, que principalmente está implicado en la síntesis de los ribosomas. Tras ser producidos en el nucléolo, éstos se exportan al citoplasma, donde traducen el ADN.

1.- nucleoplasmaEl nucleoplasma o cardioplasma es el medio interno del núcleo celular, en él se encuentran las fibras de ADN, que asociadas con proteínas denominadas histonas, forman hebras llamadas cromatinas y ARN conocidos como nucleolos.Contiene principalmente proteínas, sobre todo enzimas relacionados con el metabolismo de los ácidos nucléicos. También existen proteínas ácidas que no están unida a ADN ni a ARN y que se denominan proteínas residuales. Además hay cofactores, moléculas precursoras, productos intermedios de la glucolisis, sodio, potasio, magnesio y calcio.Similar a citoplasma de a célula, núcleo contiene nucleoplasma. El nucleoplasma es uno de los tipos de protoplasma, y es envuelto por membrana nuclear o sobre nuclear. El nucleoplasma es un líquido altamente viscoso que rodea cromosomas y nucleolos. Muchas sustancias por ejemplo nucleotides (necesario para los propósitos tales como la réplica de la DNA) y enzimas (que dirigen las actividades que ocurren en el núcleo) se disuelven en el nucleoplasma. Una red de las fibras conocidas como matriz nuclear la poder también se encuentre en el nucleoplasma. El nucleoplasma se compone en parte de nucleohyaloplasm.El nucleoplasma se integra con gránulos de intercromatina y pericromatina, RNP y matriz nuclear

2.- nucleoloEn biología celular, el nucléolo es una región del núcleo que se considera una estructura supramacromolecular, puesto que no posee membrana. La función principal del nucleolo es la producción y ensamblaje de los componentes ribosómicos. El nucleolo es aproximadamente esférico y está rodeado por una capa de cromatina condensada. El nucléolo, es la región heterocromatina más destacada del núcleo. No existe membrana que separe el nucleolo del nucleoplasma.Los nucleolos están formados por proteínas y ADN ribosoma (ADN). El ADN es un componente fundamental ya que es utilizado como molde para la transcripción del ARN ribosómico, para incorporarlo a nuevos ribosomas. La mayor parte de las células tanto animales como vegetales, tienen uno o más nucleolos, aunque existen ciertos tipos celulares que no los tienen. En el nucleolo además tiene lugar la producción y maduración de los ribosomas, y gran parte de los ribosomas se encuentran dentro de él. Además, se cree que tiene otras funciones en la biogénesis de los ribosomas.El nucleolo se fragmenta en división (aunque puede ser visto en metafase mitótica). Tras la separación de las células hijas mediante citocinesis, los fragmentos del nucleolo se fusionan de nuevo alrededor de las regiones organizadoras nucleolares de los cromosomas.

Clasificación de la célula animal

Por su tamañoPor su forma

Por su tamañoCLASICICACION DE LA

CELULA ANIMAL POR SU TAMAÑO

MICROSCÓPICAS MACROSCÓPICAS

La mayoría de las células son microscópicas, es decir, no son observables a simple vista. A pesar de ser muy pequeñas (un milímetro cúbico de sangre puede contener unos cinco millones de células), el tamaño de las células es extremadamente variable. La células más pequeñas conocidas corresponden a algunas bacterias, los micoplasmas. Mycoplasma genitalium no tiene más de 0,2 micras de diámetro. Sin embargo podemos decir que ese tamaño minúsculo es una excepción. Las bacterias suelen medir entre 1 y 2 micras de longitud encontrándose cerca del límite teórico de 0,17 μm. Existen bacterias con 1 y 2 μm de longitud.

Son células que se pueden ver a simple vista Por ejemplo.. Algunos huevos de aves (por ejemplo: las avestruces) pueden medir 7 cm., reptiles, anfibios y peces.

Microscópicas

Las bacterias suelen medir entre 1 y 2 micras de longitud encontrándose cerca del límite teórico de 0,17 μm.20 Existen bacterias con 1 y 2 μm de longitud.

Comparativa de tamaño entre neutrófilos, células sanguíneas eucariotas (de mayor tamaño), y bacterias Bacillus anthracis, procariotas (de menor tamaño, con forma de bastón

Los glóbulos rojos miden unas 7 micras

Los hepatocitos (células del hígado) unas tres veces más.

El óvulo humano mide unas 150 micras de diámetro.

Macroscópicas

Por su forma

importancia

La célula es de vital importancia para todos los organismos vivos, ya que ella es la unidad anatómica (que le da forma) y funcional (que permite que funcione, mediante su asociación con otras para formar tejidos, órganos, sistemas, o simplemente sola como es el caso de los organismos unicelulares) de todo ser vivo. Así como una molécula no puede existir si no están los átomos, un ser no puede existir si no están las células, porque se compone de ellas.

Importancia del estudio de la célula

Cuando en 1665, el científico inglés Robert Hooke observó un pedazo de corcho y vio que tenía pequeñas celdillas unidas como un panal de abejas y lo anotó en su cuaderno, no sabía la magnitud del descubrimiento que había acabado de hacer. Después de Hooke, muchos hombres estudiaron la célula, tales como Malpighi, Grew, Brown, Dujardín, Schwann, Schleiden, Virchow, entre otros, y cada vez se le daba más importancia. Uno de los descubrimientos más importantes fue el descubrimiento de que todos los seres vivos están compuestos por células. Esto, y muchos otros descubrimientos dieron por conclusión la increíble importancia que tiene para el ser humano y su medio el estudio de la célula. Sabemos que la célula es la estructura fundamental en todos los procesos de los seres vivos, así es que podríamos decir que la célula nos ayuda a conocer la estructura del organismo de todos los seres vivos (incluyendo el nuestro) y cómo funcionan, lo cual es para todos sino hoy, un enigma, es un punto importantísimo en el estudio de la medicina, biología, y simplemente de nuestra vida. Por ejemplo, una de lo que podríamos llamar quizás los “beneficios del estudio de la célula” es referente a la genética. Partamos por decir que toda célula posee el material genético del ser especie, sexo, tipo etc., al cual pertenece, material único e irrepetible. En el cultivo de células, han aparecido variantes, y las células alteradas tienen modificaciones en su material genético, lo que determina anomalías en su funcionamiento. Estas alteraciones suelen coincidir con los síntomas de los pacientes con enfermedades metabólicas y genéticas.

Al estudiar a las células, usando el cultivo de células en algo así como lo que conocemos in Vitro, se pueden usar como modelo de estudio para la enfermedad estas células variantes y, al mismo tiempo, evaluar el efecto de posibles drogas destinadas a “acabar” con la enfermedad. También, o quizás “entre líneas” podemos decir que con el estudio de la célula, y el desciframiento del código genético podemos corregir genes con enfermedades hereditarias, crear algún día los ya famosos “clones”, y tantas otras cosas que podemos cambiar en la información genética de una persona o animal, y hemos vuelto al comienzo, pues, si debemos cambiar el código genético, ¿donde se encuentra éste? Bueno, eso nos deja planteado la gran importancia de este pequeño “amigo”.Mirando hacia futuro, el estudio profundo de las células llevarán a los científicos a hacer cosas que nosotros ni siquiera hoy podemos imaginar, pero... ¿Será recomendable esto? ¿Que pasará cuando el material genético y por tanto el ser humano pueda ser construido y elaborado en un laboratorio, corrigiendo todos sus errores, otorgando condiciones mentales, físicas o síquicas? ¿Cuál es el lado opuesto de la moneda? Quizás, no vivamos para saberlo, pero tarde o temprano alguien tendrá que preguntárselo.