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Programa de Ambientación Pre-Universitaria Facultad de Ciencias Médicas | UNLP - 1 ÁREA BIOLOGÍA – TEMA CÉLULA INTRODUCCIÓN Para iniciar el estudio de las materias de primer año de la carrera de Medicina es necesario recordar conceptos básicos que hemos adquirido en nuestra educación secundaria. En los primeros años estudiaremos los tejidos y órganos normales (Biología e Histología), eventos de desarrollo (Embriología) y la función normal de tejidos y órganos (Fisiología). En los años siguientes aprenderemos las alteraciones durante la enfermedad de las células, tejidos y órganos (Patología), los signos y síntomas que ello promueve (Semiología, Clínica, Cirugía), elementos de diagnóstico y prevención (bioquímica, radiología, entre otras) y luego los tratamientos respectivos posibles (Terapeútica). ¿Cómo comienzo a estudiar? DE LO MÁS SIMPLE A LOS MÁS COMPLEJO. ¿Que necesito saber primero? El concepto de CÉLULA su definición, cómo está constituida y cómo funciona. ¿Por qué? Porque el cuerpo humano está constituido por células eucariotas, que se organizan en tejidos para cumplir funciones específicas y estos tejidos forman los órganos de los distintos sistemas de nuestro organismo. OBJETIVO Conocer y comprender que es una célula eucariota, sus componentes y características principales. DEFINICIÓN DE CÉLULA Las células son las unidades estructurales y funcionales básicas de los seres vivos. Es la unidad de vida más pequeña. ¿Por qué es estructural? porque las células se reúnen para formar los distintos tejidos, y estos a su vez, se organizan y forman los órganos del cuerpo humano. Por lo tanto, las células se reúnen para formar la estructura de los tejidos y órganos. A su vez es funcional porque en cada célula se realizan distintas “actividades” vitales: ingestión, digestión, absorción de metabolitos, eliminación de residuos, reproducción, entre otras. Es decir, las células cumplen una función específica, y su organización en tejidos y luego órganos, hacen que éstos también realicen una función determinada. Ejemplo, el estómago (órgano del aparato digestivo) va a realizar la digestión de los alimentos ingeridos, porque está constituido por células especializadas para cumplir la función de degradar a los alimentos complejos, en sustancias simples, para luego poder ser absorbidas en el intestino. EN SÍNTESIS… Los tejidos están constituidos o estructurados por un conjunto de células, que cumplen una función determinada. Los órganos están constituidos o estructurados, por una serie de tejidos, para cumplir una función determinada. Programa de Ambientación Pre-Universitaria Facultad de Ciencias Médicas | UNLP - 2 CÉLULA EUCARIOTA Aquí, nos vamos a referir a las células eucariotas que son las que forman nuestro cuerpo multicelular, recordemos que: Las células eucariotas son aquellas que poseen un núcleo verdadero protegido por una doble membrana, a través de la cual tienen lugar los intercambios entre núcleo y citoplasma (eventos que estudiaran en la materia de Biología). Por lo tanto, las células pueden dividirse en dos compartimientos principales: núcleo y citoplasma limitados por membranas. El núcleo es un compartimiento limitado por una doble membrana o envoltura nuclear con poros (que permiten que las moléculas entren y salgan del núcleo), está constituido por el nucléolo, nucleoplasma y cromatina, y contiene el material genético codificado en el ácido desoxirribonucleico (ADN) de los cromosomas. A su vez, posee enzimas necesarias para la replicación del ADN y la transcripción del ácido ribonucleico (ARN). Función: ejerce el control de la célula, del metabolismo celular, dirige la síntesis de proteínas y del ADN y división celular. Transcripción del ARN. Figura 1. Esquema de una célula eucariota animal. Fuente Wikimedia Commons. Autor: Alejandro Porto (2012) Programa de Ambientación Pre-Universitaria Facultad de Ciencias Médicas | UNLP - 3 Figura 2.Estructura del núcleo de la célula eucariota. Fuente: Wikimedia Commons. Autor: Alejandro Porto (2014) El otro compartimiento, el citoplasma, es más grande y está rodeado por la membrana plasmática (MP), que delimita la célula y la separa de su entorno. El citoplasma contiene al citosol, el citoesqueleto, las inclusiones, los agregados supramoleculares y las organelas. Membrana plasmática (MP): constituida por una bicapa lipídica que envuelve a la célula y mantiene su integridad funcional. Está formada por un sistema de canales y transportadores que comunican el interior con el medio externo. La MP muchas veces muestra especializaciones apicales como las microvellosidades, laterales como las zónulas adherens (bandas de adhesiones) y basales/latero-basales como las invaginaciones y los hemidesmosomas. https://www.youtube.com/watch?v=ufCiGz75DAk&feature=player_embedded_uturn Programa de Ambientación Pre-Universitaria Facultad de Ciencias Médicas | UNLP - 4 Figura 3. Diagrama estructura de la membrana plasmática y sus componentes. Fuente: Wikimedia Commons. Autor: J Pablo Cad (2008). Citosol: hialoplasma o matriz citoplasmática, es un gel acuoso constituido por una variedad de solutos, como iones inorgánicos (Na+, K˖, Ca²) y moléculas orgánicas como hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ARN. Citoesqueleto: es el marco estructural del citosol. Su función consiste en mantener la forma de la célula, estabilizar las uniones celulares, facilitar la endocitosis y exocitosis y promover el movimiento celular. Los principales componentes que los forman son: microtúbulos, centriolos, filamentos intermedios y filamentos de actina. Inclusiones: acumulaciones de material metabólicamente inactivo, como glucógeno, gotas de lípido y lipofuscina, que suelen estar presentes temporalmente. Organelas u orgánulos: pequeñas estructuras rodeadas por membrana que constituyen micro compartimientos intracelulares, donde se realizan actividades bioquímicas esenciales, se concentran y aíslan los productos elaborados del citosol que lo rodea. Por ejemplo, las enzimas de los lisosomas están separadas de la matriz citoplasmática por membranas porque su actividad hidrolítica podría ser perjudicial para la célula. A continuación, se describen los orgánulos principales: Programa de Ambientación Pre-Universitaria Facultad de Ciencias Médicas | UNLP - 5 ▪ Mitocondrias: poseen dos membranas, una externa y una interna, que se invagina para formar las crestas mitocondriales. En su interior se encuentra material genético, el ADN mitocondrial. La mitocondria es la organela que proporcionan la mayor parte de energía a las células al producir adenosina trifosfato (ATP). Esta energía se produce a través de un proceso denominado respiración celular (ver fosforilación oxidativa). Figura 4. Diagrama de la mitocondria. Fuente: Wikimedia Commons. Autor: Mekala Harika (2019) ▪ Aparato de Golgi: orgánulo membranoso constituido por múltiples cisternas aplanadas, responsable de modificación, clasificación y empaquetamiento de proteínas y lípidos, para su transporte intracelular y extracelular. ▪ Retículo endoplásmico: orgánulo formado por túbulos contorneados y vesículas aplanadas, cuya función consiste en sintetizar, transformar, acumular y transportar sustancias. Podemos encontrar dos tipos: ▪ Retículo endoplásmico rugoso (RER): región del retículo endoplásmico de aspecto rugoso porque está cubierto por ribosomas sobre su superficie externa. Se encarga de la síntesis y modificación de proteínas. ▪ Retículo endoplásmico liso (REL): región del retículo endoplásmico que carece de ribosomas. Interviene en la síntesis de lípidos y en la detoxificación de compuestos no polares. ▪ Vesículas de transporte: incluye a las vesículas pinocíticas, vesículas endocíticas y vesículas con cubierta involucradas con la endocitosis y exocitosis, varían en la forma y elmaterial que transportan. ▪ Endosomas: compartimientos limitados por membranas que participan en la endocitosis. Clasifican las proteínas que le son enviadas por las vesículas endocíticas y las redirigen a diferentes compartimientos celulares que serán su destino final. https://www.youtube.com/watch?v=39HTpUG1MwQ https://www.youtube.com/watch?v=VgZS_jhtF14 Programa de Ambientación Pre-Universitaria Facultad de Ciencias Médicas | UNLP - 6 ▪ Lisosomas: orgánulos especializados en la degradación-digestión. Se forman de vesículas que se desprenden del Aparato de Golgi y contienen enzimas hidrolíticas que degradan material intracelular de origen interno y externo. ▪ Peroxisomas: pequeños orgánulos esféricos u ovoides que contienen enzimas oxidativas (enlace con hipertexto), están involucrados en la degradación de ácidos grasos y en la detoxificación celular con producción y degradación de peróxido de hidrógeno (H2O2). Principales componentes del citoesqueleto ▪ Microtúbulos: son tubos huecos rectos formados por tubulina. Forman parte del citoesqueleto de la célula. Mantienen la forma de la célula e intervienen en el transporte de macromoléculas, vesículas y organelas en el citosol. Además, cumplen una función esencial en la división celular. ▪ Filamentos: son parte del citoesqueleto. Dos grupos: filamentos de actina, proporcionan forma y estructura a la célula, y filamentos intermedios que confieren estabilidad mecánica a las células. Principales agregados supramacromoleculares ▪ Centríolos: par de estructuras cilíndricas que se encuentran en el centro de organización de microtúbulos (MTOC) o centrosoma. Sus derivados originan los cuerpos basales de los cilios. Intervienen en la división celular. ▪ Ribosomas: estructuras esenciales para la síntesis de proteínas, compuestas por ARN ribosomal (ARNr) y proteínas ribosomales. Pueden encontrarse adheridos a las membranas del RER y libres en el citoplasma. Figura 5. Elementos del citoesqueleto. Fuente: www.educa2.madrid.org https://youtu.be/IQmaER_988U https://www.youtube.com/watch?v=tYDgGgSGQuQ https://www.youtube.com/watch?v=ssBi01I0X-E&feature=youtu.be https://www.youtube.com/watch?v=ssBi01I0X-E&feature=youtu.be http://www.educa2.madrid.org/ Programa de Ambientación Pre-Universitaria Facultad de Ciencias Médicas | UNLP - 7 BIBLIOGRAFÍA Gartner LP, Hiatt JL (2015). Biología celular e histología. 7a edición. Serie RT. Ross MH, Paulina W (2015). Histología. Texto y Atlas. Ed. Panamericana. 7ma. ed. Banco de imágenes https://commons.wikimedia.org/wiki/Main_Page https://www.diccionariomedico.net https://www.genome.gov/es/genetics-glossary RECURSOS PARA AMPLIAR INFORMACIÓN ACERCA DE LA CÉLULA https://www.youtube.com/watch?v=Q7_-Kw4bpAI#action=share Página interactiva http://icell.hudsonalpha.org/icell.html ENLACES DE INTERÉS PARA AUTOEVALUACIÓN http://www.cellsalive.com/cells/cell_model.htm (animación interactiva sobre célula eucariota y procariota). https://commons.wikimedia.org/wiki/Main_Page https://www.diccionariomedico.net/ https://www.genome.gov/es/genetics-glossary https://www.youtube.com/watch?v=Q7_-Kw4bpAI#action=share http://icell.hudsonalpha.org/icell.html http://www.cellsalive.com/cells/cell_model.htm
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