La Célula: Unidade Fundamental

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La célula
La célula es la unidad fundamental de los seres vivos. Todos los seres vivos están 
formados por células y cada célula puede llevar a cabo las funciones vitales.
Todas las células tienen en común los siguientes componentes fundamentales:
- La membrana plasmática: es una membrana lipídica que aísla a la célula del 
exterior, y le permite seleccionar las sustancias que entran en su interior.
- El citoplasma: es el líquido interno de la célula, donde se encuentran sus 
orgánulos y donde se da la mayoría de reacciones químicas de la célula.
- El ADN: es la molécula que contiene la información genética de la célula.
La célula
Hay dos tipos de células, las células procariotas y las células eucariotas.
Las células procariotas:
Son las más sencillas, no tienen núcleo ni orgánulos membranosos. Son las 
bacterias y las arqueobacterias, organismos que son siempre unicelulares.
Componentes:
- Membrana plasmática.
- Pared celular: compuesta por peptidoglicano, protege a la célula.
- Cápsula: formada por glúcidos, otorga patogenicidad a la célula o le sirve para 
adherirse a otras células.
- Fimbrias: son pelos que le permiten unirse a determinadas superficies.
- Pili: son finos tubos que sirven para el intercambio de plásmidos entre células.
La célula
Componentes:
- Mesosomas: son repliegues de la membrana que sirven para que en ello se den 
ciertas reacciones químicas.
- Ribosomas: en ellos se sintetizan proteínas (ellos leen el ARN).
- Nucleoide: es la región donde se encuentra el ADN de la célula, que es siempre 
una molécula circular.
- Plásmidos: son pequeños segmentos circulares de ADN.
- Flagelos: son una especie de látigos que sirven para el movimiento de la célula.
Célula procariota
La célula
Las células eucariotas:
Son células más complejas, y tienen tanto núcleo como orgánulos membranosos. Son 
capaces de agruparse para formar organismos pluricelulares, aunque también hay 
organismos unicelulares que son eucariotas.
Componentes:
- Núcleo: orgánulo de doble membrana donde se almacena el ADN, que será siempre 
lineal.
- Mitocondrias: orgánulo de doble membrana encargado de la respiración celular. 
Contiene una pequeña cantidad de ADN circular.
- Cloroplastos: orgánulo de doble membrana encargado de la fotosíntesis. Contiene una 
pequeña cantidad de ADN circular.
- Lisosomas y peroxisomas: se encargan de la digestión celular.
- Vacuolas: son grandes sacos donde se almacenan diversas moléculas disueltas en agua.
La célula
Componentes:
- Retículo endoplasmático liso: se encarga de la síntesis de lípidos, y consiste en un 
sistema de tubos membranosos interconectados.
- Retículo endoplasmático rugoso: se encarga de la síntesis de proteínas, y es un conjunto 
de sacos interconectados en cuyas paredes hay ribosomas incrustados.
- Aparato de Golgi: es un conjunto de sacos aplanados y dispuestos de manera paralela 
que sirven para fabricar y excretar diversas sustancias químicas.
- Ribosomas: sirven para la síntesis de proteínas.
- Centríolos: son pequeños tubos que intervienen en la división celular.
- Citoesqueleto: es una red de fibras y tubos proteicos que forman un esqueleto interno 
que da a la célula su forma. También le permite moverse.
- Cilios y flagelos: son látigos que sirven para el movimiento. Si son pocos y largos, se 
llaman flagelos, si son numerosos, cortos y cubren casi toda la célula, se llaman cilios.
El aparato de Golgi excretando sustancias químicas
El metabolismo
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que se dan en el 
interior de las células, y cumplen las siguientes funciones:
- Sintetizar sustancias que la célula necesita para crecer y renovar 
estructuras.
- Obtener energía para realizar sus procesos vitales.
Cuando una célula construye una biomolécula grande a partir de 
moléculas de menor tamaño, se consume energía. Si una célula 
destruye una molécula grande en moléculas de menor tamaño, se 
libera energía.
Esto se debe a que formar enlaces requiere energía, y al ser destruidos 
se libera esa energía.
El metabolismo
Hay dos tipos de metabolismo: el catabolismo y el anabolismo.
- El catabolismo o fase destructiva es el conjunto de reacciones 
químicas en el que las moléculas complejas son degradadas a 
moléculas más sencillas y oxidadas. Estas reacciones liberan energía. 
La respiración es un ejemplo de proceso catabólico.
- El anabolismo o fase constructiva es el conjunto de reacciones 
químicas en las que se fabrican moléculas complejas a partir de 
moléculas pequeñas y oxidadas. Son reacciones que requieren 
energía. Un ejemplo de ello es la fotosíntesis.
El metabolismo
Tipos de células según su metabolismo
- Células autótrofas: toman del medio nutrientes inorgánicos y a partir 
de ellos forman moléculas orgánicas.
- Células heterótrofas: toman del medio materia orgánica procedente 
de otros seres vivos, y de esa materia obtienen energía.
Según la fuente de energía que utilizan, hay dos tipos de células 
autótrofas:
- Células fotóautótrofas: utilizan la luz como fuente de energía.
- Células quimioautótrofas: utilizan como fuente de energía ciertas 
reacciones químicas.
El metabolismo
El ATP, intermediario del metabolismo
Cuando una reacción química que se da en el interior de la célula libera 
energía, dicha energía tiene que ser absorbida por la célula de algún 
modo.
Esa energía será absorbida por un nucleótido llamado ADP (adenosín 
difosfato) que se unirá a un ácido fosfórico y se transformará en ATP 
(adenosín trifosfato), el cual almacena la energía en el nuevo enlace 
químico que se ha creado.
De la misma manera, cuando la célula necesita energía lo que hace es 
romper el ATP para formar ADP y ácido fosfórico, para que se libere la 
energía de ese enlace.
El ATP
Hacia la pluricelularidad
Los seres unicelulares:
Están formados por una única célula que realiza todas las funciones vitales.
Los seres unicelulares han conseguido expandirse por todo el planeta. Las 
bacterias, por ejemplo, ocupan hábitats muy diversos. Sin embargo, estos 
organismos tienen una serie de limitaciones:
- A largo plazo, sólo pueden vivir en medios acuosos, que son los que les 
permiten intercambiar sustancias con el exterior a través de su membrana.
- No pueden alcanzar gran tamaño, pues si el volumen de la célula es muy 
grande, los nutrientes captados por la superficie de la membrana no serían 
suficientes para satisfacer las necesidades de la célula. El cociente entre 
superficie y volumen sería cada vez más pequeño a medida que el cuerpo 
del organismo aumenta de tamaño.
Relación superficie/volumen
Una célula consume energía y
nutrientes en proporción directa al
volumen que posee. Cuanto más
volumen ocupe, más consumirá.
La capacidad de la célula para captar
energía y nutrientes aumenta
también proporcionalmente en
función de su superficie externa.
Sin embargo, como se ve en la tabla
(suponiendo que la célula es cúbica),
cuando una célula aumenta de
tamaño, su volumen crece en mayor
proporción que su superficie, con lo
que llega un punto en que su
superficie es insuficiente para
satisfacer las necesidades
nutricionales y energéticas de su
volumen.
Lado del 
cubo (m)
Superfici
e (m 
cuadrado
s)
Volumen 
(m 
cúbicos)
S/V
1 6 1 6
2 24 8 3
4 96 64 1,5
100 60.000 1.000.00
0
0,06
Hacia la pluricelularidad
Los primeros seres pluricelulares:
Estos seres tienen la ventaja de que pueden adquirir un mayor tamaño 
y complejidad.
Se piensa que la evolución hacia la pluricelularidad se inició cuando en 
algunos organismos unicelulares, al dividirse, las células hijas quedaban 
unidas.
Se formaron así las colonias, en las que las células son semejantes y en 
las que conservan su individualidad (las células de una colonia pueden 
sobrevivir si las separamos). Un ejemplo de organismo colonial actual 
es Volvox. 
Volvox (organismo colonial)
Hacia la pluricelularidad
Características de los seres pluricelulares:
- Especialización y diferenciación desus células: en un organismo 
pluricelular, existe una “división del trabajo”, de modo que las células están 
especializadas en cumplir una función concreta, y están diferenciadas, lo 
que significa que tienen una morfología característica y relacionada con su 
función.
- Funcionamiento coordinado: los organismos pluricelulares tienen 
mecanismos para que las células del cuerpo funcionen de manera 
coordinada, de modo que el organismo actúa como un todo.
- Un medio interno: la mayoría de células de un organismo no están en 
contacto con el exterior, sino que están sumergidas en el llamado medio 
interno, con el cual intercambian sustancias. El medio interno debe 
mantener unas condiciones físico-químicas constantes. El mantenimiento 
de esas condiciones se llama homeostasis.
Mosaicismo en la pigmentación de la piel
La organización de los organismos pluricelulares
La organización de las algas y los hongos:
Estos organismos tienen una estructura de tipo talo, en la que las 
células cumplen funciones distintas pero siguen siendo idénticas (salvo 
las células sexuales).
El talo de los organismos más pequeños consiste en fibras de células o 
láminas. Esa fibras se llaman “hifas” en los hongos. En cambio, los 
organismos grandes tienen partes con morfologías especializadas.
Talo sencillo de un hongo
Talo de un alga de gran tamaño
La organización de los organismos pluricelulares
La organización de las plantas:
- Organización de tipo briofito: las plantas briofitas (usgos y hepáticas) 
tiene una estructura llamado talo briofítico. Tienen tejidos 
diferenciados, pero no llegan a formar órganos.
- Organización de tipo cormo: es la organización propia de las plantas 
vasculares, llamadas así por tener tejidos para la conducción de 
líquidos (vasos). Estas plantas tienen tanto tejidos como órganos: 
tallo, hojas y raíces.
Hepática
Tejidos de la raíz de una planta vascular
La organización de los organismos pluricelulares
La organización de los animales:
- Nivel celular: algunos animales son agregados de células que no 
forman tejidos, como las esponjas (poríferos).
- Nivel de tejidos-órganos: poseen tejidos bien diferenciados, y en 
ocasiones órganos. El ejemplo de ello son los cnidarios (medusas y 
pólipos).
- Nivel de órganos-sistemas: tienen órganos agrupados formando 
sistemas, como sucede en la inmensa mayoría de animales.
Esponja (porífero)
Cnidario
La organización de los organismos pluricelulares
La simetría:
Los animales pueden tener simetría bilateral o radial.
- Simetría bilateral: consiste en tener dos mitades del cuerpo iguales 
(derecha e izquierda). Tienen un solo plano de simetría. Son la 
mayoría de animales. Siempre tienen la boca en una posición anterior 
(posición frontal).
- Simetría radial: el cuerpo del organismo posee varios planos de 
simetría que pasan por un eje central donde está la boca.
Virus: en el límite de la vida
Los virus son formas acelulares microscópicas compuestas por un ácido 
nucleico cubierto de una envoltura proteica que lo protege. Son 
parásitos intracelulares obligados, lo cual significa que está obligados a 
parasitar células para poder reproducirse y sobrevivir. No tienen 
metabolismo propio. Es por ello que no se los suele considerar seres 
vivos.
Cuando la partícula vírica se encuentra fuera de una célula (fase 
extracelular) se denomina virión.
Estructura viral
Ácido nucleico:
Puede ser ADN o ARN, lineal o circular, monocatenario o bicatenario. Dicho ácido 
nucleico puede ser continuo o estar fragmentado en cromosomas.
Cápsida:
Es la envoltura proteica que protege el material genético de los virus. Cada cápsida
está compuesta por subunidades proteicas denominadas capsómeros. Hay de 
varios tipos:
- Helicoidal: con forma cilíndrica.
- Poliédrica: con forma de poliedro regular, normalmente con forma de icosaedro 
(poliedro de 20 caras).
- Complejas: estas cápsidas tienen partes extra, como colas, fibras, etc.
Estructura viral
Envoltura o cubierta:
Algunos virus tienen una envoltura membranosa por fuera de la 
cápsida. Puede presentarse de dos maneras:
- Una bicapa lipídica que procede de la membrana plasmática de la 
célula que fue infectada por el virus.
- Proteínas codificadas por el material genético del virus, algunas de las 
cuales pueden ser glucoproteías.
La envoltura tiene la función de reconocer a la célula hospedadora, 
aquella que va a ser infectada.
Estructura viral
Enzimas:
A pesar de ser metabólicamente inactivos, algunos virus poseen 
enzimas que desempeñan funciones relacionadas con la infección.
Por ejemplo, los virus que afectan a bacterias poseen lisozima, que 
degrada la pared bacteriana.
Otro ejemplo es el de los retrovirus, que tienen transcriptasa inversa, la 
cual sirve para formar ADN a partir de ARN.
Clasificación de los virus
Clasificación según la forma de la cápsida:
- Virus helicoidales: su cápsida tiene forma helicoidal, al igual que el 
ácido nucleico que hay en su interior. Un ejemplo de virus con esta 
estructura es el virus del mosaico del tabaco.
- Virus poliédricos: su cápsida es poliédrica, normalmente icosaédrica, 
como sucede en el virus de la poliomielitis.
- Virus complejos: tienen formas más complejas. Los bacteriófagos, por 
ejemplo, tienen una cabeza icosaédrica, una cola helicoidal y una 
placa basal a la que hay unidos ganchos de anclaje.
Virus del mosaico del tabaco
Adenovirus
Virus complejo
Clasificación de los virus
Clasificación según la presencia o ausencia de envoltura:
- Virus envueltos: algunos virus, al salir de la célula hospedadora, lo 
hacen formando una vesícula que los envuelve. Esa vesícula pasa a 
formar parte del virus, constituye su envoltura.
- Virus desnudos: son virus cuyas cápsidas no están cubiertas de una 
envoltura.
Virus envuelto (virus de la gripe)
Ciclo biológico de los virus
Para que un virus se multiplique debe invadir una célula y utilizar su 
maquinaria metabólica. Este proceso tiene lugar en las siguientes fases:
- Fijación o adsorción: el virión reconoce a la célula hospedadora y se 
fija a sus superficie. Es una unión muy específica.
- Penetración y descapsidación: el virión, o parte de él, se introduce en 
el citoplasma de la célula. En el caso de que la cápsida haya entrado, 
el paso siguiente es la descapsidación, por la cual el material genético 
sale de la cápsida
- Biosíntesis: en esta fase el material genético del virus se replica, se 
transcribe (en caso de ser ADN), y por último se traduce para formar 
las proteínas de los nuevos viriones.
Ciclo biológico de los virus
- Ensamblaje: consiste en encerrar el material genético dentro de la 
cápsida.
- Liberación: los nuevos viriones salen al exterior. Este proceso puede 
ocurrir de dos maneras según el tipo de virus:
a) Los virus desnudos salen al exterior destruyendo la membrana 
plasmática de la célula hospedadora.
b) Los virus envueltos se liberan por gemación, de modo que parte de 
la membrana de la célula pasa a formar parte de los nuevos 
viriones.
Ciclo biológico de los virus
El ciclo biológico de un virus puede ser de las siguientes formas:
- Ciclo lítico: también llamado normal, es aquel que se ha descrito con 
anterioridad. Los virus que lo practican se denominan virulentos.
- Ciclo lisogénico: es aquel en el que los virus no destruyen la célula 
hospedadora tras infectarla, pudiendo hacerlo más adelante, después 
de que la célula hospedadora se haya replicado. Los virus que realizan 
este ciclo se llaman lisogénicos o atemperados.
Otras formas acelulares
Existen agentes infecciosos acelulares aún más sencillos que los virus. Son los 
viroides y los priones.
Viroides
Son pequeñas moléculas de ARN monocatenario circular que carecen de cubierta 
proteica. No tiene genes que codifiquen proteínas. Se alojan en el núcleo de las 
células infectadas, donde se replican gracias a la ARN-polimerasa. Afectan a la 
célula interfiriendo en su transcripción.
Priones
Los prionesson proteínas infecciosas, proteínas mutadas de la membrana de las 
células nerviosas que, al entrar en contacto con una proteína sana, la transforman 
en proteína mutada. La acumulación de proteínas mutadas hace que se formen 
cristales que matan a las células nerviosas. Provocan las llamadas encefalopatías 
espongiformes, como la enfermedad de las vacas locas.
Proteína sana y proteína priónica (prion)
Tejido cerebral donde se ven zonas muertas debido a la acumulación de priones