1.1.1 Conceptos de organización y estructura celular

Conceptos de organización y estructura celular

Durante mucho tiempo, los científicos han reconocido dos clasificaciones básicas de células.

1) Las células eucariotas, incluyen a las plantas y animales, cuyas células tienen un núcleo delimitado por una membrana y compartimientos internos bien definidos.

2) Las procariotas, organismos unicelulares simples, principalmente bacterias y algas azul-verde, carentes de un núcleo celular bien diferenciado y de compartimientos internos. Esta primera clasificación se logró por observación al microscopio de la célula y basada en su anatomía y estructura morfológica.


La química de los organismos vivos es muy compleja, más que la de cualquier otro sistema químico conocido. Está dominada y coordinada por polímeros de gran tamaño (macromoléculas) formadas además por encadenamiento de moléculas orgánicas pequeñas que se encuentran libres en el citoplasma celular.

En una célula existen 4 familias de moléculas orgánicas pequeñas: azúcares (monosacáridos), aminoácidos, ácidos grasos y nucleótidos. Los tipos principales de macromoléculas son las proteínas, formadas por cadenas lineales de aminoácidos; los ácidos nucleicos, ADN y ARN, formados por nucleótidos, y los oligosacáridos y polisacáridos, formados por subunidades de monosacáridos. Los ácidos grasos, al margen de suponer una importante fuente alimenticia para la célula, son los principales componentes de la membrana celular. Las propiedades únicas de todos estos compuestos permiten a células y organismos alimentarse, crecer y reproducirse.

Células procariotas


Los organismos procarióticos, aunque son los menos desarrollados, son los más abundantes y ampliamente distribuidos. Las células procariotas tienen las siguientes características comunes:

1. Su tamaño puede abarcar de 1 a 10 µm de diámetro. Las bacterias, un abundante organismo procariótico, se presentan en tres formas básicas: esférica (cocos), en forma de bastón (bacilos) y en espiral enrollada (espirilos).
2. Los componentes celulares se encuentran encapsulados por una membrana celular y pared celular rígida. En ocasiones, la membrana puede formar intrusiones para dar lugar a estructuras de varias capas llamadas mesosomas. La superficie exterior a menudo esta cubierta por flagelos, o apéndices para la locomoción; y por pili o vellosidades, características estructurales responsables de la transferencia del DNA durante la conjugación sexual y su adherencia a las superficies.

Después de los ensamblados supramoleculares, el siguiente nivel más alto de organización es la unidad fundamental de la vida, la célula. Durante mucho tiempo, los científicos han reconocido dos clasificaciones básicas de organismos.
Antes de comenzar a estudiar estas dos clasificaciones es necesario que conozcas de manera general la conformación de una célula.

COMPOSICIÓN MOLECULAR Y FUNCIÓN BIOLÓGICA DE LAS CÉLULAS PROCARIOTAS

Pared celular: Formado por cadenas de polisacárido entrelazadas por proteínas; cubiertas de lipopolisacáridos; los pili y los flagelos son prolongaciones de la pared celular. Sirve para dar protección contra el estrés mecánico e hipertónico; los flagelos ayudan en el movimiento; los pili sirven en la conjugación sexual.

Membrana celular: Formada por una bicapa compuesta de 40% de lípido, 60% de proteína y quizá algunos

carbohidratos; el mesosoma es una intrusión de la membrana plasmática. Es una frontera permeable que permite la entrada y salida de nutrientes y desechos; los mesososmas pueden tener un rol en la replicación de DNA.

Región nucleoide: Contiene cromatina, un complejo de DNA cromosomal e histonas. El genoma almacena la información genética; sitio de replicación del DNA.

Ribosomas: Son un complejo de RNA (65%) y proteína (35%), aquí se realiza la síntesis de las proteínas.

Vacuolas: Son nutrientes almacenados como pequeñas moléculas o polímeros; sirven de depósito de moléculas combustibles para la energía del metabolismo.

Citoplasma: Formado por moléculas pequeñas, proteínas solubles, enzimas, nutrientes y sales inorgánicas disueltos en solución acuosa. Aquí se efectúan muchas reacciones metabólicas.

Células eucariotas


Las células eucariotas, incluye a las plantas, animales, hongos, protozooarios, levaduras y algunas algas. Las células que encontramos en estos organismos tienen poco en común con las procariotas.

Los organelos de las células eucariotas son: el núcleo, el retículo endoplásmico, que contiene ribosomas, el aparato de Golgi y la mitocondria.

Los organelos de una célula eucariota no flotan libremente en el mar citoplásmico. Su ubicación y su movimiento se encuentran restringidos por el citoesqueleto, o matriz filamentosa tridimensional extendida por todo el interior de la célula.

ORGANELOS DE EUCARIOTAS, SUS COMPONENTES BIOMOLECULARES Y SU FUNCIÓN BIOLOGICA

Membrana celular: Formado por una bicapa de proteínas (50%) y lípidos( 50%) y algunos carbohidratos. Sirve como frontera selectivamente permeable para la entrada y salida de nutrientes y desechos, posee algunas actividades enzimáticas importantes.

Núcleo: Contiene DNA geonómico asociado a proteínas histonas formando cromatina; RNA. Sirve de depósito de información genética; sitio de replicación del DNA y trascripción a RNA.
Retículo endoplásmico con ribosomas: Son vesículas aplanadas de una sola membrana de lípido y proteína; los ribosomas consisten en RNA y proteínas. Son superficies sobre las que se unen los ribosomas para la síntesis de proteínas.

Mitocondrias: Son vesículas aplanadas de lípido, proteína y polisacárido; poseen dos membranas de proteínas y lípidos; el interior (matriz) contiene enzimas solubles e insolubles, RNA y DNA. Sitio del metabolismo energético y síntesis de ATP de alta energía.

Lisosomas (en animales): Son vesículas con una sola membrana que contienen enzimas hidrolíticas. Intervienen en el metabolismo de materiales ingeridos por endocitosis.

Peroxisomas (en animales) o glioxisomas (en plantas): Son vesículas con una sola membrana que contienen catalasa y otras enzimas oxidativas. Intervienen en el metabolismo oxidativo de nutrientes empleando O2 para formar H2O2.

Cloroplastos (en plantas): Son organelos de membrana doble que contienen: proteína, lípido, clorofila, RNA, DNA Y ribosomas. En estos ocurre la fotosíntesis, que convierte la energía luminosa en energía química (ATP).

Citoplasma: El citoesqueleto consta de proteínas; moléculas pequeñas, proteínas solubles, enzimas, nutrientes y sales en solución acuosa. Le confiere forma a la célula; región donde se llevan a cabo muchas reacciones metabólicas.

Bioquímicamente, los Virus son una sola molécula de DNA o RNA enrollada en un paquete de proteínas. Los virus no pueden existir de manera independiente y por lo general no se les considera como una forma de vida, sino como parásitos, porque no tienen la capacidad de llevar a cabo el metabolismo o la reproducción sin la ayuda de una célula huésped. Pero si los virus infectan una célula, toman el control de su maquinaria metabólica y la obligan a sintetizar ácidos nucleicos y proteínas para nuevas partículas virales. Son los causantes de muchas enfermedades en plantas y animales, y su presencia en el mundo ha provocado mucho sufrimiento a los humanos.