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Estrenamos el curso 2021/2022 con biología de 4ESO, recordando la base de la vida, la célula. Como recordarás, la célula es la unidad mínima de la vida capaz de realizar las tres funciones vitales (Relación, Nutrición, Reproducción). En el tema iremos aprendiendo los siguientes aspectos:

  • Los niveles de organización.
  • La composición de la materia viva.
  • La célula, la teoría celular y cómo son las células.
  • Las células procariotas y eucariotas.

Para aquellos estudiantes del I.E.S. Montevives que visitáis la web, los apartados 3-7 de vuestro libro están reorganizados bajo el apartado 2, La célula.

La composición de la materia viva

Los seres vivos somos seres complejos. Estamos formados por átomos que se combinan entre sí, sin embargo, la complejidad química y estructural de la materia viva es mucha mayor.

Niveles de organización

Por ello, organizamos la materia viva en una serie de niveles, ordenados de menor a mayor: los átomos, las moléculas, los orgánulos y las estructuras celulares, las células, los tejidos, los órganos, los aparatos y sistemas, que forman organismos, la población, el ecosistema y la biosfera.

Imagen via cienciared.es

Cada uno de estos niveles está formado por elementos del nivel anterior y, a su vez, se organizan en el siguiente nivel. A medida que vamos avanzando de nivel, la materia adquiere nuevas propiedades. A estas propiedades las llamamos propiedades emergentes.

Hemos visto que los seres vivos tenemos una organización estructural, de menor a mayor, que pasa por varios niveles. Pero, ¿de qué estamos formados?

La composición de la materia viva

Los seres vivos están formados por dos tipos de sustancias: las inorgánicas y las orgánicas (biomoléculas).

  • Las sustancias inorgánicas son aquellas sustancias que se encuentran, tanto en la materia viva, como en la materia inerte; Ej: Agua, sales minerales.
  • Las sustancias orgánicas (biomoléculas o macromoléculas) son aquellas sustancias que solo se encuentran en la materia viva. Las principales son los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.

Veamos una tabla con las principales sustancias que conforman los seres vivos.

A partir de ahora, para referirnos a los seres vivos, emplearemos SS.VV.

SustanciaFunciones más importantes
AguaFunción estructural (da volumen a la células), metabólica (en ella tiene lugar todas las reacciones químicas celulares), de transporte (es el medio por el que circulan la mayoría de sustancias) y termorreguladora (regula y mantiene constante la temperatura de los SS.VV.
Sales mineralesFunción estructural (Ej: los carbonatos forman los caparazones o conchas de muchos animales) y reguladora (Ej: regulan la transmisión del impulso nervioso)
GlúcidosFunción energética (Ej: la glucosa es la principal fuente de energía para la célula), de reserva energética (Ej: el almidón, que se almacena en las células vegetales), estructural (Ej: la celulosa, que forma parte de las paredes celulares de las células vegetales), etc.
LípidosFunción de reserva energética (Ej: los triglicéridos, que se almacenan en las células), función estructural (Ej: El colesterol y los fosfolípidos, que constituyen la base de todas las membranas plasmáticas), reguladora (Ej: las hormonas sexuales regulan los procesos como la reproducción sexual), etc.
ProteínasFunción estructural (Ej: Las proteínas de la membrana celular), enzimática (Las enzimas se encargan de acelerar el proceso las reacción química del metabolismo. Ej: La amilasa, que degrada el almidón), transporte (Ej: la hemoglobina de la sangre, que transporta el oxígeno), etc.
Ácidos nucleicosLos ácidos nucleicos son el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico). Estas moléculas contienen la información genética de las células.

El ARN es la copia del ADN.

Diciéndolo con una definición de andar por casa, es como si fuese el diccionario o guía que dice como somos.

La célula

La célula es la unidad de la vida más pequeña capaz de realizar las tres funciones vitales (Nutrición, Relación y Reproducción).

Pero cuando decimos que son pequeñas, es que son pequeñas. A simple vista no puedes ver una célula. Por ello, la célula pudo ser investigada tras la invención del microscopio.

Las primeras células fueron observadas en 1665 por el científico británico Robert Hooke con un microscopio que él mismo construyó.

La teoría celular

El tema de esta pintura, previamente considerado desconocido por consenso, está siendo discutido como un retrato del famoso científico Robert Hooke (descubridor de las células biológicas). El profesor Larry Griffing sostiene que el conocimiento de la identidad del modelo fue suprimido por la influencia de Isaac Newton, ya que las teorías de Hooke podrían tener precedencia sobre las de Newton. | De Mary Beale – https://arthistoryproject.com/artists/mary-beale/portrait-of-a-mathematician, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=92677611

Dado que queremos dedicarle una publicación a Robert Hooke en un futuro (muy próximo), solo compartiremos los postulados de la teoría celular.

  • Primer postulado: La célula es la unidad estructural de los seres vivos. Es decir, todos los seres vivos están formados por células y una sola célula pueden constituir un organismo.
  • Segundo postulado: La célula es la unidad funcional de los seres vivos. La célula es la mínima unidad de vida; es decir, la parte más pequeña de un ser vivo capaz de realizar las tres funciones vitales.
  • Tercer postulado: Toda célula procede de otra célula, mediante la reproducción.

Cómo son las células

Aunque las células son la unidad común de los seres vivos, no todas son iguales, ni tienen la misma complejidad u organización celular.

Eso sí, existen estructuras comunes a todos los tipos celulares. Vamos a verlas:

Estructura
Membrana plasmáticaEs una fina capa que rodea la célula y separa su contenido del exterior. Además, este regula el intercambio de sustancias entre el interior y el medio que lo rodea; y también detecta los estímulos del medio y comunica las células entre sí.
CitoplasmaEs la sustancia gelatinosa que rellena la célula y el medio en el que se encuentra el contenido celular.
ADNÁcido desoxirribonucleico, es una sustancia química compleja que contiene toda la información genética para la vida de la célula.
RibosomasSon pequeñas partículas en las que se sintetizan (crea) las proteínas.

Las células procariotas

Las células procariotas son pequeñas y no muy complejas. No tienen núcleo que separe el material del citoplasma, ni orgánulos rodeados con membrana que realicen funciones específicas. Por lo tanto, las funciones celulares básicas tienen lugar en el citoplasma de estas células.

Además de las estructuras comunes (membrana plasmática, ADN, citoplasma, ribosomas), las células procariotas tienen las siguientes características particulares:

  • ADN ≥ Se encuentra formando parte de un único cromosoma circular que ocupa una región del citoplasma llamada nucleoide. Las bacterias pueden tener un número elevado de pequeñas moléculas circulares de ADN llamados plásmidos.
  • Citoplasma ≥ No tiene orgánulos, exceptuando los ribosomas (pero tienen un menor tamaño que los de las células eucariotas).
  • Membrana plasmática ≥ Compuesta por una doble capa de lípidos con proteínas insertadas en ellas.
  • Pared celular ≥ Rodea la membrana plasmática y da forma a la célula. Su composición química es diferente a la de las paredes celulares vegetales.

Algunas especies de bacterias pueden tener flagelos (una especie de cola que les permite el movimiento), pili (pequeños filamentos que ayudan a realizar un intercambio de material genético con otras bacterias), fimbrias (filamentos más pequeños que la pili y que sirven para fijar la célula a otras células procariotas o eucariotas y a superficies).

Las bacterias pueden ser autótrofas o heterótrofas.

Gran parte de las bacterias autótrofas son fotosintéticas y, por lo tanto, sintetizan compuestos orgánicos a partir de materia inorgánica del medio, empleando la energía de la luz solar. Pero hay otras que sintetizan compuestos orgánicos, empleando la energía que se libera en algunas reacciones químicas.

Las bacterias heterótrofas se alimentan de la materia orgánica de otros SS.VV.; estas pueden ser parásitas (Obtiene alguna o todas las sustancias nutritivas que necesita para su desarrollo desde otro ser vivo, el cual suele salir perjudicado), saprófitas (Obtiene su energía de materia orgánica muerta o de los residuos desechados por otros seres vivos) o simbióticas (Relación o asociación íntima de organismos de especies diferentes para beneficiarse mutuamente en su desarrollo vital​).

Hemos visto ya la alimentación de las células procariotas, pero ahora tenemos que ver como realiza las otras funciones vitales.

Para reproducirse, las células procariotas emplean la bipartición. A continuación te dejo un vídeo en el que se muestra la bipartición de una ameba.

Durante el proceso reproductivo, las células duplican su ADN y dividen su citoplasma en dos mitades.

Por último, las bacterias también se relacionan con el entorno. Algunas de estas se desplazan gracias a sus flagelos; y otras viven inmóviles. Normalmente, las bacterias viven aisladas, pero en ocasiones se agrupan formando colonias.

Las células eucariotas

Imagen via concepto.de

A diferencia de las células procariotas, las células eucariotas son más grandes y con mayor grado de complejidad. Se caracterizan por tener un núcleo delimitado por una membrana, cuyo interior se halla protegido el ADN. Su forma es muy variable y depende de la función, edad y organismo.

Todas las células eucariotas tienen grandes similitudes:

  • Tienen núcleo (ADN rodeado por una
  • membrana).
  • Tienen citoesqueleto (Red de filamentos que da forma a la célula y permite su movimiento).
  • Contienen una gran variedad de orgánulos. Luego veremos un listado de orgánulos y su función.

Distinguimos dos tipos de células eucariotas: células eucariotas de tipo animal (animales y algunos organismos unicelulares como los protozoos.) y células eucariotas de tipo vegetal (plantas y algas).

Orgánulos comunes a todas las células eucariotas

Orgánulo
MitocondriasEstructuras ovaladas con doble membrana. Obtienen energía para la célula mediante la respiración celular.
Retículo endoplasmáticoEs un conjunto de sacos y canales comunicados entre sí.

– LISO: Sintetiza lípidos
– RUGOSO: Fabrica proteínas mediante los ribosomas adheridos a él.
RibosomasPequeñas estructuras adheridas al retículo endoplasmático y dispersas por el citoplasma, que se encargan de sintetizar las proteínas.
Aparato de GolgiDa forma y estructura a las proteínas.
Lisosomas y otras vesículasDegradan y digieren
NúcleoContiene la información para dirigir el funcionamiento celular y contiene información hereditaria que determina las características de esta.

Está compuesto por:
– La envoltura nuclear ≥ Doble membrana que separa el nucleoplasma del citoplasma celular. Es poroso y permite la entrada de determinadas moléculas, como el ARN.
– El nucleoplasma ≥ Es el medio acuoso que rellena el núcleo.
– El nucléolo ≥ Es una estructura esférica, formado por ADN, ARN y proteínas. Su función es sintetizar y organizar los ribosomas.
– La cromatina ≥ Es el material genético de la célula, el componente más importante del núcleo. Está formado por ADN unido a unas proteínas llamadas histonas.
Imagen vía lifeder.com

Orgánulos no comunes a todas las células eucariotas

Orgánulos
CentriolosSon dos cilindros huecos formados por filamentos que dirigen el movimiento del citoesqueleto e intervienen en la división de la célula.
Cilios y flagelosSon prolongaciones de la membrana que permiten el movimiento de la célula. Los cilios son cortos y numerosos, en cambio, los flagelos son largos y presentes en menor cantidad.
VacuolasSon exclusivas de las células vegetales. Son grandes vesículas membranosas rellenas de agua y otras sustancias. Mantienen la rigidez de la célula vegetal.
CloroplastosSon orgánulos ovalados de doble membrana. Contienen clorofila. En estos se realiza el proceso de la fotosíntesis.
Pared celularEs una envoltura externa que da protección y consistencia a la célula. La pared de plantas, algas y hongos tienen una diferente composición.

Las cel. euc. y los cromosomas

Esquema del cariograma humano | De AGeremia – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=37184677

En los organismos eucariotas, el genoma (conjunto de instrucciones genéticas que se encuentra en una célula) está formado por varias cadenas distintas de ADN. Durante la división celular, cada una de estas moléculas se empaqueta y enrolla sobre sí misma hasta dar lugar a un cromosoma.

🔎 Sabías que el ser humano tiene 46 cromosomas; una rata, 106 cromosomas y un camarón de 86 a 92 cromosomas.

Llamamos cariotipo al conjunto de todos los cromosomas aislados de una célula y refleja el número, el tipo y la estructura de los cromosomas característicos de una especie.

La función de nutrición

La nutrición comprende todos los procesos que proporcionan a la célula materia y energía para crecer, reponer sus estructuras, dividirse y relacionarse.

El intercambio de materia

La membrana plasmática es una barrera selectiva, es decir, esta deja pasar determinadas sustancias y facilita o impide el paso de otras.

El intercambio de la materia se lleva a cabo de diversas formas dependiendo del tamaño de la sustancia:

  • Por difusión: Sustancias de pequeño tamaño. (Ej: Oxígeno, CO2, Sales Minerales…)
  • A través de proteínas: Sustancias de mayor tamaño o tiene cargas (iones). Las proteínas forma canales o bombas a través de los cuales pasan las moléculas.
  • A través de vesículas: Sustancias muy grandes. La membrana plasmática se hunde y rodea la partícula, creando una vesícula que pasa al citoplasma de la célula. Si la molécula entra, el proceso se llama endocitosis; si sale, exocitosis.

En la siguiente figura podemos ver las distintas formas de intercambio de materia. Este curso estudiaremos solo los nombrados anteriormente.

El intercambio de energía

Tras realizar el intercambio de materia, las sustancias del interior de la célula se transforman, a través de una serie de reacciones. El metabolismo de la célula puede ser de dos tipos:

  • Catabolismo: las reacciones químicas fragmentan las moléculas complejas y las transforman en unas más sencillas. En este proceso se libera energía, que la célula emplea (Ej: Para el anabolismo o producir movimiento celular). La respiración celular es un ejemplo de proceso catabólico y tiene lugar en las mitocondrias.
  • Anabolismo: las reacciones químicas forman moléculas más complejas a base de las moléculas sencillas, que la célula emplea para producir sus componentes. La formación de estas biomoléculas necesita el aporte de energía (procede de las reacciones del catabolismo). Por ejemplo, la fotosíntesis, la cual ocurre en las células eucariotas vegetales.

La función de relación

La relación es la capacidad de responder ante un estímulo.

Si recordamos del curso anterior, cuando los seres humanos percibimos un estímulo (variación del entorno), procesamos la información recibida y damos una respuesta. Pero vamos a reducirnos a las capacidades de una célula.

Los estímulos que detecta una célula pueden ser estímulos químicos (Ej.: variación en el pH), o físicos (Ej.: cambio de tª).

En función de la respuesta que produce la célula al reaccionar al estímulo, podemos distinguir dos tipos:

  • Respuesta estática: La célula no se mueve, sino que responde de otra forma.
  • Respuesta dinámica: La célula se mueve. Estos movimientos se llaman taxias o tactismos. Consideramos positivos estos movimientos si la célula va hacia el estímulo, y negativo, si se aleja de este.

Pero cuando hablamos de movimientos celulares, debemos distinguir distintos tipos:

  • El movimiento vibrátil. Se produce por la vibración de los cilios o los flagelos.
  • El movimiento contráctil. Característico de las células musculares, se contraen y relajan.
  • El movimiento ameboide. Características de las amebas, aunque también los glóbulos blancos se desplazan así.

La función de reproducción

La reproducción celular es la capacidad de una célula de dividirse en dos o más células hija idénticas.

Esta división celular ocurre tanto en los organismos unicelulares como en los organismos pluricelulares.

  • O. Unicelulares ≥ Objetivo: reproducción del organismo.
  • O. Pluricelulares ≥ Objetivo: Hacer crecer al organismo y regenere sus tejidos.

Existen varios tipos de división celular en eucariotas:

  • La bipartición: La célula duplica su ADN y genera dos células hijas idénticas (mismo ADN, mismo tamaño).
  • La gemación: La célula duplica su ADN y genera una yema, la cual se desarrolla y se separa de la célula madre. Al final, dos células con mismo ADN, pero distinto tamaño.
  • La esporulación: La célula genera múltiples copias de su ADN, que se rodean por una porción de citoplasma. Al finalizar, la membrana de la progenitora se rompe, liberando las esporas.
Categorías: AprenderBiología y Geología

Alexandru Theodor Muntenas

Estudiante de la ESO en el IES Montevives. Miembro del Área de Altas Capacidades del IES Montevives y percusionista en la Banda Municipal Las Gabias. Aprender es una pasión : 9

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