Biología
Ficha temática
ASIGNATURA: BIOLOGÍA IV
Segunda unidad: La célula: unidad estructural y funcional de los seres vivos
Aprendizajes esperados:
- Reconocer la estructura y función de cada parte de la célula (eucariota y procariota).
- Identificar las diferencias y semejanzas en la organización de las estructuras celulares: eucariotas (animal y vegetal) y procariotas.
CRÉDITOS
Colegio de Ciencias y Humanidades
- Macarita Guadalupe I. Calcáneo Garcés Lourdes de la Cueva Barajas Idea original y contenido
Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de Información y Comunicación
- María Dolores Mendoza Guzmán Pablo Enrique Zenil Rivas Desarrollo de sistemas
- Antonio Eder Navarro Mendoza Diseño didáctico Diseño gráfico
- María Antonieta Carrasco Espinosa Antonio Eder Navarro Mendoza Ilustración
- Daniel González Lorenzo Emanuel Rojón González Carlos Mauricio Rosales López Modelado 3D
- Daniel González Lorenzo Carlos Mauricio Rosales López Luis Daniel Galicia de Gante Juan Edmundo Urresti Chiu Producción 3D
- Mario Alberto Hernández Mayorga Coordinación del desarrollo
- Teresa Vázquez Mantecón Coordinación del proyecto
Bibliografía
- autor. (año). título. país: editorial.
b)
Estructura localizada en el área central de las células animales y vegetales, cerca del núcleo, que se considera el principal centro organizador de microtúbulos y a partir de él se origina una estructura llamada huso mitótico, responsable del desplazamiento de los cromosomas a los polos opuestos de la célula, durante la división celular. En las células animales, contiene un par de centriolos.
Estructura localizada en el área central de las células animales y vegetales, cerca del núcleo, que se considera el principal centro organizador de microtúbulos y a partir de él se origina una estructura llamada huso mitótico, responsable del desplazamiento de los cromosomas a los polos opuestos de la célula, durante la división celular. En las células animales, contiene un par de centriolos.
Son organelos que ayudan a la locomoción y/o desplazamiento de materiales. Son estructuras de locomoción en los eucariontes unicelulares; mientras que, en los organismos pluricelulares desempeñan diferentes funciones; por ejemplo, los cilios que se encuentran en la superficie del epitelio respiratorio y, los que se encuentran recubriendo el interior de los oviductos de los mamíferos.
Consiste en una red organizada de filamentos y túbulos de diferentes proteínas, interconectados
entre sí, que se distribuyen por toda la célula a través del citoplasma y van desde la
membrana plasmática al núcleo. Las funciones que realiza están relacionadas con la estabilidad en la forma
de la célula y la organización del citoplasma, además interviene en una gran variedad de
procesos dinámicos como son: el transporte intracelular de materiales, el movimiento de las células
(locomoción), así como de sus organelos y estructuras.
El citoesqueleto es dinámico y adaptable a las necesidades de la célula, ya que cambia constantemente
debido a que puede ensamblarse o desensamblarse rápidamente en diferentes sitios de la célula.
Está formado por tres tipos de fibras: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.
Constituye la mayor parte de la masa de las células, se sitúa entre la envoltura nuclear y la membrana plasmática. Tiene la apariencia de un gel viscoso y está constituido por aproximadamente 75% de agua, sales minerales, gran variedad de iones, azúcares, proteínas, ácidos grasos y nucleótidos. En él tiene lugar la síntesis de proteínas y su degradación, así como el desarrollo de la mayoría de las reacciones del metabolismo intermedio de la célula. Aquí se encuentran suspendidos los diferentes organelos y estructuras celulares; para organizarlos existe una amplia red de fibras proteicas llamada citoesqueleto.
Son organelos característicos de las células vegetales que se localizan en las partes
verdes de las plantas, tienen forma oval o de disco, miden entre 5 y 10 μm de longitud
y son muy abundantes, pudiendo haber entre 20 y 100 en cada célula. Son los responsables
de realizar la fotosíntesis, es decir, de transformar la energía luminosa del sol en energía química (glucosa).
Los cloroplastos están constituidos por una membrana externa lisa muy permeable y una interna que encierra un medio
semilíquido llamado estroma que contiene diversas enzimas, moléculas de ADN y ribosomas.
En el interior del estroma hay una serie de sacos o bolsas membranosas en forma de disco, huecas e
interconectadas llamadas tilacoides, a la pila de ellos se le llama granum (plural grana) y están
distribuidos por todo el estroma. En la membrana de los tilacoides se encuentra contenido un pigmento
fotosintético de color verde llamado clorofila, que es el encargado de captar la energía luminosa del sol,
junto con otros pigmentos que actúan como auxiliares.
Entre las dos membranas se encuentra un espacio lleno de fluido llamado espacio intermembranoso.
El ADN (Ácido Desoxirribonucleico) se encuentra en el interior del núcleo, separado del resto de las moléculas que contiene la célula. Está asociado con proteínas llamadas histonas, formando a la cromatina que tiene el aspecto de una red de gránulos y cadenas; cuando la cromatina se pliega y empaqueta forma unas estructuras compactas llamadas cromosomas los cuales contienen la información hereditaria de los organismos.
Limita al núcleo y separa al contenido nuclear del citoplasma. Está constituida por una doble membrana, ambas son diferentes tanto bioquímicamente como funcionalmente. Posee un gran número de perforaciones llamados poros nucleares (entre 3,000 y 4,000), que se originan por la fusión de las dos membranas y por los cuales se lleva a cabo la comunicación y el transporte de materiales entre el núcleo y el citoplasma, además de mantener separados los procesos metabólicos. La membrana nuclear externa se continúa con la membrana del retículo endoplásmico.
Los organismos y algunas células que presentan flagelos, generalmente tienen uno o dos. Son largos y miden entre 100 y 200 μm de longitud, están formados por proteínas. Su función es el desplazamiento con movimientos de tipo ondulante, iniciándose en la base y propagándose hacia el ápice.
Está compuesto por una serie de sacos membranosos aplanados que reciben el nombre de cisternas,
las cuales se disponen formando pilas llamadas dictiosomas. Tres partes lo integran: el lado cis por
donde entran las moléculas provenientes del retículo endoplásmico, las cisternas
intermedias donde se procesan dichas moléculas y el lado trans desde donde se reparten a otros
compartimentos.
Las funciones que realiza son: recibir y modificar químicamente proteínas
y lípidos que han sido construidos en el retículo endoplásmico y los prepara para
expulsarlos de la célula; elabora la mayoría de los carbohidratos de las células
y en las plantas está relacionado con la síntesis de celulosa.
También es un centro de reparto, ya que desde el aparato de Golgi salen vesículas
con moléculas procesadas hacia la membrana plasmática. Además interviene en la
formación de los lisosomas.
Es semejante al Retículo Endoplásmatico Rugoso (RER) pero más tubular y sin ribosomas adheridos, por lo que tiene aspecto liso. La función que realiza está relacionada con la síntesis de lípidos, también interviene en la destoxificación (degradación de sustancias tóxicas y/o drogas como el alcohol). La cantidad de Retículo Endoplásmico Liso (REL) depende de las funciones que realice la célula, por ejemplo en el hígado (hepatocitos) es más abundante y aumenta de acuerdo al consumo de sustancias tóxicas, asimismo participa en el almacenamiento del calcio.
Son vesículas grandes que provienen del aparato de Golgi y contiene enzimas digestivas.
Están compuestos por una membrana sencilla que presenta en su interior protección contra
las enzimas que contiene, ya que son muy potentes.
Se encargan de degradar y destruir todo aquello que puede ser dañino para la célula,
como pueden ser organelos que presenten defectos, microorganismos, proteínas dañinas, entre otras.
Los glóbulos blancos, que son parte del sistema inmune del cuerpo, presentan muchos lisosomas.
Es una estructura flexible que está presente en todas las células, se encuentra rodeándola
y determina los límites entre su parte interna y externa. Regula el paso de sustancias, capta los cambios
en el exterior y responde a ellos. También permite la interacción entre las células y
actúa como una barrera selectiva y semipermeable.
Su estructura se explica con el modelo del mosaico fluido,
planteado por S. Singer y G. Nicholson (1972), que indica que las membranas están formadas por una bicapa
de fosfolípidos con moléculas de colesterol incluídas y proteínas distribuidas en
forma irregular. Y en la parte externa de la membrana presenta oligosacáridos unidos a las proteínas
(glicoproteínas) o a los lípidos (glicolípidos).
Son organelos de forma alargada que miden entre 0.5 a 1 μm de diámetro, se encuentran en el citoplasma
y su número puede variar dependiendo del tipo de célula. La función que llevan a cabo
es la respiración aerobia, es decir, están relacionadas con la producción de energía
(síntesis de ATP –Adenosin Trifosfato-). Su número puede aumentar de acuerdo
con las necesidades de la célula ya que se pueden reproducir por fisión o gemación o bien, pueden
disminuir por autofagia.
Están formadas por dos membranas: la externa que es lisa y permeable y la interna
que es impermeable a iones y semipermeable a pequeñas moléculas. La membrana interna contiene una gran
variedad de enzimas y se pliega para formar las crestas mitocondriales, lo que aumenta su superficie;
el número de crestas varía dependiendo de la célula de que se trate.
Entre las dos membranas se encuentra el espacio intermembranoso que está lleno de fluidos y una gran
variedad de enzimas.
En el interior de la mitocondria, entre las crestas, está la matriz mitocondrial
que también contiene una gran diversidad de enzimas, necesarias para la respiración, contiene
además moléculas de ADN (Ácido Desoxirribonucleico), ribosomas, ARNt Ácido
Ribonucleico de Transferencia) y enzimas.
Es el organelo más prominente de la célula, generalmente tiene forma esférica y se ubica en el centro. Contiene la mayor parte del ADN (Ácido Desoxirribonucleico), por tanto, regula sus funciones y se le considera el centro de control genético y de las actividades celulares. Está constituido principalmente por cuatro partes que son: la envoltura nuclear, el nucleoplasma, la cromatina y el nucléolo.
Constituye el medio interno del núcleo, contiene proteínas, enzimas, nucleótidos de ADN (Ácido Desoxirribonucleico) y ARN (Ácido Ribonucleico), iones y agua, su consistencia es coloidal. En el nucleoplasma se encuentran 1 o 2 nucléolos, la cromatina y además presenta una red formada por proteínas fibrilares que evita que la cromatina se enrede. Es el sitio en donde se realiza la síntesis y el empaquetamiento de los ácidos nucleicos.
Se localiza en el interior del núcleo, es la estructura más notoria,
ligeramente esférico y de apariencia densa. No está rodeado por membrana y
consiste en una gran acumulación de diversas macromoléculas, como el ADN (Ácido Desoxirribonucleico),
ARNr (Ácido Ribonucleico Ribosómico) y proteínas; generalmente hay uno o dos nucléolos y su tamaño puede variar.
La función que realiza el nucléolo está relacionada con la síntesis del ARNr,
el ensamblaje de los componentes de los ribosomas y la síntesis del ARNt
(Ácido Ribonucleico de Transferencia).
Las células de los hongos y los vegetales se caracterizan por presentar una pared celular,
que es una estructura que se localiza fuera de la membrana plasmática, rodeando a la célula.
Proporciona protección, resistencia, soporte estructural y mecánico, y además actúa
como compartimento celular. Consiste en una capa rígida, formada principalmente por un polisacárido
de alto peso molecular que en el caso de los vegetales es la celulosa, la cual es sintetizada por el aparato de Golgi.
La pared celular de vegetales está formada por la combinación de fibras de celulosa con
otros polisacáridos y proteínas organizadas en capas que se acomodan en diferentes direcciones,
lo que le da una gran resistencia mecánica. También tiene una pared primaria que se forma inmediatamente
que se dividió la célula y durante su crecimiento; se caracteriza por ser delgada, flexible y
elaborada por fibras de celulosa. Cuando la célula termina su crecimiento la pared primaria puede engrosarse
o solidificarse, o bien, se forman numerosas capas con otro tipo de moléculas, dando lugar a la pared secundaria;
ésta quedará entre la pared primaria y la membrana plasmática. Las células vegetales
están en comunicación por unos canales llamados plasmodesmos.
Es el más grande complejo de proteínas dentro de la célula.
Su tamaño puede llegar a ser cinco veces más grande que los ribosomas, a pesar de tener muchas menos
proteínas. Estos presentan 30 tipos diferentes de proteínas llamadas nucleoporinas.
Muestran una estructura compleja con simetría octagonal y un arreglo cilíndrico alrededor del eje de transporte.
Se encargan de comunicar el citoplasma con el nucleoplasma. Son selectivos, es decir,
no todas las sustancias pasarán de un lado a otro, además, requieren de energía para llevar a cabo el transporte.
Son estructuras muy pequeñas formadas por ARNr (Ácido Ribonucleico ribosómico)
y proteínas, no están rodeados por membranas y tienen forma esférica
o elíptica. Están presentes en todas las células, se localizan libres en el
citoplasma adheridos al retículo endoplásmico formando el RER (Retículo
Endoplásmico Rugoso) en los cloroplastos y las mitocondrias.
Los ribosomas se
encargan de sintetizar las proteínas necesarias para la célula; las
elaboradas por los ribosomas libres, son utilizadas por la propia célula y las
sintetizadas por los ribosomas adheridos al retículo endoplásmico, son
de secreción o para las membranas.
El RER consta de un sistema de membranas organizadas en forma de una red de túbulos ramificados y sacos
aplanados interconectados, éstos se inician en la membrana externa de la envoltura nuclear y están
distribuidos por todo el citoplasma. Su apariencia es granular debido a la presencia de miles de ribosomas
que se adhieren en la cara externa de la membrana.
La función que desempeña está relacionada con la síntesis y ensamblaje de proteínas
(actividad que realizan específicamente los ribosomas), por lo tanto, las células secretoras
tendrán mayor cantidad de RER.
Organelos celulares típicos de células vegetales formados por un saco membranoso selectivamente
permeable que se conoce como tonoplasto, éste contiene agua y una gran variedad de moléculas orgánicas
e inorgánicas. En células adultas generalmente hay una sola vacuola que puede ocupar desde el 30% hasta
el 90% del volumen celular, localizándose en el citoplasma en la parte central de la célula.
Las funciones de las vacuolas son diversas y están relacionadas con: el mantenimiento de la turgencia celular, el almacenamiento
de nutrimentos o productos de desecho, o también actúa como una estructura de degradación de sustancias (semejantes a los lisosomas).
En algunos vegetales las vacuolas almacenan compuestos tóxicos como medio de defensa contra los herbívoros, o también almacenan pigmentos
de color rojo, azul, púrpura o violeta que dan el color a las flores, frutos u hojas. En la misma célula vegetal pueden encontrarse diversas
vacuolas con funciones diferentes.