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La Célula

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La vida vegetal o animal se organiza a partir de la existencia de una unidad estructural: la célula.
Las reacciones químicas más importantes que ocurren en los organismos se producen justamente, en el interior de las células. Es evidente que las células poseen, por lo tanto, una cantidad importante de sustancias que cumplen determinadas funciones.


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"Todos las células, independientemente de su morfología y función, poseen en su composición agua, sales, lípidos, glúcidos, proteínas y ácidos nucleicos."


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Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen células con propiedades características).

Células Procariotas


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Son las células sin núcleo celular diferenciado, es decir, cuyo ADN se encuentra disperso en el citoplasma.
Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares, formados por una sola célula.
Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma unicelular procariótica (LUCA). A lo largo de un lento proceso evolutivo, hace unos 1.500 millones de años, las procariotas derivaron en células más complejas, las eucariotas, probablemente por la combinación en una sola célula de dos o más procarióticas
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Nutrición


ciencia Por quimiosíntesis: conversión de materia orgánica usando la oxidación de moléculas inorgánicas.
biologia Por fotosíntesis: uso de la energía de la luz para transformar materia inorgánica a orgánica que luego sera usada para el crecimiento y desarrollo.
celula Nutrición saprofita: es a base de restos de animales o vegetales en descomposición.
reproducci��n celular Nutrición parásita: obtienen el alimento de un hospedador al que perjudican pero no llegan a matar.
l��pidos Nutrición simbiótica: los seres que realizan la simbiosis obtienen la materia orgánica de otro ser vivo, el cual también sale beneficiado.

Reproducción


Post dedicado a la Célula Reproducción asexual: es la forma más sencilla y rápida en organismos unicelulares, cada célula se parte en dos, previa división del material genético y posterior división de citoplasma (citocinesis).
ciencia Conjugación: mecanismo parasexual de intercambio genético de gran número de organismos unicelulares que consiste en la fusión temporal de los gametos, de forma que se pueda transferir material genético del individuo donante (considerado como masculino) al receptor (considerado como femenino) que lo incorpora a su dotación genética mediante recombinación y lo transmite a su vez al reproducirse.

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Células Eucariotas:


Son todas las células que tienen su material hereditario fundamental (su información genética) encerrado dentro de una doble membrana, la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular. Igualmente estas células vienen a ser microscópicas pero de tamaño grande y variado comparado con las otras células.
Las células eucariotas no cuentan con un compartimiento alrededor de la membrana plasmática (periplasma), como el que tienen las células procariotas.
Son células pluricelulares y obiamente mucho más complejas que las procariotas.


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Diferencias entre células eucariotas


Células Animales


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Las células animales componen los tejidos de los animales y se distinguen de las células vegetales en que carecen de paredes celulares y de cloroplastos y poseen centríolos y vacuolas más pequeñas y, generalmente, más abundantes. Debido a la carencia de pared celular rígida, las células animales pueden adoptar variedad de formas e incluso pueden fagocitar (incorporar) otras estructuras.

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Células Vegetales


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Las características distintivas de las células de las plantas son:


biologia Una vacuola central grande (delimitada por una membrana, el tonoplasto), que mantiene la forma de la célula y controla el movimiento de moléculas entre citosol y savia.
celula Una pared celular compuesta de celulosa y proteínas, y en muchos casos, lignina, que es depositada por el protoplasto en el exterior de la membrana celular. Esto contrasta con las paredes celulares de los hongos, que están hechas de quitina, y la de los procariontes, que están hechas de peptidoglicano.
reproducci��n celular Los plasmodesmos, poros de enlace en la pared celular que permiten que las células de las plantas se comuniquen con las células adyacentes. Esto es diferente a la red de hifas usada por los hongos.
l��pidos Los plastos, especialmente cloroplastos que contienen clorofila, el pigmento que da a la plantas su color verde y que permite que realicen la fotosíntesis.
Post dedicado a la Célula Los grupos de plantas sin flagelos (incluidas coníferas y plantas con flor) también carecen de los centriolos que están presentes en las células animales. Estos también se pueden encontrar en los animales de todos los tipos es decir en un mamifero en una ave o en un reptil

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Células de los Hongos


Las células de los hongos, en su mayor parte, son similares a las células animales, con las excepciones siguientes:


biologia Una pared celular hecha de quitina (componente de la pared celular)
celula Menor definición entre células. Las células de los hongos superiores tienen separaciones porosas llamados septos que permiten el paso de citoplasma, orgánulos, y a veces, núcleos. Los hongos primitivos no tienen tales divisiones, y cada organismo es esencialmente una supercélula gigante. Estos hongos se conocen como coenocíticos.
reproducci��n celular Solamente los hongos más primitivos, Chytridiomycota, tienen flagelos.

Reproducción


Además de la división asexual de las células (mitosis), la mayoría de las eucariotas tiene algún proceso de reproducción sexual basado en la meiosis que no se encuentra entre las procariotas. La reproducción de las eucariotas típicamente implica la alternancia de generaciones haploides, donde está presente solamente una copia de cada cromosoma, y generaciones diploides, donde están presentes dos. Del primer tipo de generación al segundo se pasa por fusión nuclear (fecundación) y de aquí se vuelve al primero por meiosis. Sin embargo, este patrón presenta variaciones considerables entre las distintas eucariotas..
En las eucariotas, la relación de superficie frente a volumen es más pequeña que las procariotas, y así tienen tasas metabólicas más bajas y tiempos de generación más largos.


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De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares.

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El agua y las sales son sustancias inorgánicas, imprescindibles en los procesos celulares. El resto de las sustancias son compuestos del carbono asociados a la existencia de la vida, a los que se designa con el nombre de biomoéculas.


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Principales biomoléculas


reproducci��n celular Lípidos


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Son sustancias insolubles en agua, que se encuentran en el tejido graso de los animales y en los aceites de los vegetales. Cumplen un papel esencial en la estructura de las células, por su condición de almacenadores de sustancias de reserva.
El colesterol es un tipo de lípido que es importante en cantidades adecuadas pero su exceso en el organismo resulta peligroso. Son reservas grasas.
Las grasas y aceites, también llamadas triglicéridos son otros tipos de lípidos.
Sirven como depósito de reserva de energía en las células animales y vegetales.


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ciencia Glúcidos

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(O hidratos de carbono), vulgarmente se los denomina azúcares, son sustancias de alto valor energético, actúan como combustibles en el proceso de respiración. Además forman parte del armazón estructural de la célula. Algunos de los glúcidos más importantes son:

Glucosa: es elaborada durante el proceso de fotosíntesis en los vegetales. En las personas se encuentra en la sangre y en diferentes órganos y proporciona la energía necesaria para las actividades del organismo y el sostenimiento de la temperatura corporal.
Sacarosa: está presente en la caña de azúcar y en la remolacha.
Almidón: se encuentra en las células vegetales como material de reserva.
Celulosa: constituye los tejidos de sostén de los vegetales.

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reproducci��n celularÁcidos nucleicos

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Son moléculas muy complejas que producen las células vivas y los virus. Algunos ácidos se encuentran en el núcleo de las células y otros en el citoplasma celular.
Los ácidos nucleicos tienen al menos 2 funciones: transmiten las características hereditarias de una generación a los siguientes y dirigir la síntesis de proteínas específicas.
Las 2 clases de ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN)
Tanto la molécula de ARN como la de ADN tienen una estructura de forma helicoidal. A las cadenas se les une una gran cantidad de moléculas más pequeñas de 4 tipos diferentes.
La molécula de ADN tiene 2 cadenas, mientras que la de ARN tiene una sola cadena.


Estructura del ADN


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La molécula de ADN está constituída por dos largas cadenas de nucleótidos unidas entre sí formando una doble hélice. Las dos cadenas de nucleótidos que constituyen una molécula de ADN, se mantienen unidas entre sí porque se forman enlaces entre las bases nitrogenadas de ambas cadenas que quedan enfrentadas.

La unión de las bases se realiza mediante puentes de hidrógeno, y este apareamiento está condicionado químicamente de forma que la adenina (A) sólo se puede unir con la Timina (T) y la Guanina (G) con la Citosina (C).


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La estructura de un determinado ADN está definida por la "secuencia" de las bases nitrogenadas en la cadena de nucleótidos, residiendo precisamente en esta secuencia de bases la información genética del ADN. El orden en el que aparecen las cuatro bases a lo largo de una cadena en el ADN es, por tanto, crítico para la célula, ya que este orden es el que constituye las instrucciones del programa genético de los organismos.


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Conocer esta secuencia de bases, es decir, secuenciar un ADN equivale a descifrar su mensaje genético.


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El ARN


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El ácido ribonucleico (ARN o RNA, de RiboNucleic Acid, su nombre en inglés) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.

En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresión génica (transformación de ácidos nucleicos en proteínas), mientras que otros tienen actividad catalítica (proceso por el cual se aumenta o disminuye la velocidad de una reacción química). El ARN es, pues, mucho más versátil que el ADN.

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celulaProteínas

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Constituyen la estructura de los seres vivos.
Las moléculas protéicas van desde largas fibras insolubles que forman el tejido conectivo y el pelo, hasta los glóbulos compactos solubles, capaces de atravesar la membrana celular y desencadenar reacciones metabólicas.
Las proteínas se forman de la unión de unas pocas unidades moleculares, denominadas aminoácidos.


El ser humano necesita incluir en su dieta 8 aminoácidos esenciales para mantenerse sanos: leucina, isoleusina, lisina, meteonina, fenilalina, treonina, triptófono y valina


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Los aminoácidos


Un aminoácido, como su nombre indica, es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilico (-COOH; ácido). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación que libera agua formando un enlace peptídico. Estos dos "residuos" aminoacídicos forman un dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así, sucesivamente, para formar un polipéptido. Esta reacción ocurre de manera natural en los ribosomas, tanto los que están libres en el citosol como los asociados al retículo endoplasmático.

La estructura general de un aminoácido se establece por la presencia de un carbono central alfa unido a: un grupo carboxilo (rojo en la figura), un grupo amino (verde), un hidrógeno (en negro) y la cadena lateral (azul):


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Los aminoácidos a pH bajo (ácido) se encuentran mayoritariamente en su forma catiónica (con carga positiva), y a pH alto (básico) se encuentran en su forma aniónica (con carga negativa). Sin embargo, existe un pH especifico para cada aminoácido, donde la carga positiva y la carga negativa son de la misma magnitud y el conjunto de la molécula es eléctricamente neutro. En este estado se dice que el aminoácido se encuentra en su forma de ion dipolar o zwitterión.


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Las proteínas representan, por lo menos, el 50% del peso seco de la mayoría de los organismos, y debido a esta abundancias cumplen variadísimas funciones biológicas.


Las proteínas se clasifican generalmente en proteínas fibrosas y proteínas globulares


celulaFibrosas: presentan cadenas polipeptídicas largas y una estructura secundaria atípica. Son insolubles en agua y en disoluciones acuosas.

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l��pidosGlobulares:se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica apretada o compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de la proteína y grupos hidrófilos hacia afuera, lo que hace que sean solubles en disolventes polares como el agua. La mayoría de las enzimas, anticuerpos, algunas hormonas y proteínas de transporte, son ejemplos de proteínas globulares.

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Las proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de los seres vivos (biomoléculas). Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presencia o la actividad de este tipo de moléculas.


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Muy bien! Ya hemos hablado de las clasificaciones y las biomoléculas...


Entonces ¿Qué es una célula?


Cuando se habla de la palabra célula se habla de un concepto utilizado principalmente por el campo de la biología.

La definen como la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.


En palabras más cotidianas se podría decir que las células son lo más chiquito por lo que está compuesto nuestro cuerpo y los demás seres vivos y son ellas las que se encargan de los procesos ocurridos en nuestro organismo.


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Las células cumplen funciones esenciales para el organismo de un ser vivo:

cienciaIrritabilidad: capacidad de captar un estímulo (propio de las neuronas).
biologiaConductividad: capacidad de generar un impulso como respuesta a un estímulo previamente dado (propio de las neuronas).
celulaContractilidad: capacidad de la célula para cambiar su forma (propio de células musculares)
reproducci��n celularAbsorción: capacidad para captar sustancias del medio externo.
l��pidosSecreción: capacidad de expulsar sustancias útiles como una enzima u hormona
Post dedicado a la CélulaExcreción: capacidad de eliminar los productos de desechos del metabolismo celular.

La célula posee características esenciales que la hace diferenciarse de otros sistemas que parecen vivos pero no lo son, como por ejemplo los virus. Aquellas características son:

cienciaAutoalimentación: extraen productos de su medio externo para nutrirse. Luego desechan aquello que no es útil.
biologiaAutorreplicación: crece y se divide en dos, creando una célula idéntica a la original. Esto se conoce como división celular.
celulaDiferenciación: formación de estructuras especializadas para su reproducción, dispersión o supervivencia.
reproducci��n celularSeñalización química: capta y responde a estímulos provenientes de su interior o exterior mediante señales químicas, como por ejemplo las hormonas.
l��pidosEvolución: sufren cambios ya sea positivos o negativos que pueden afectar tanto a la célula individualmente como al organismo en su totalidad.

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La ciencia sostiene que las célula tiene su origen a partir de una única célula primitiva hace miles de millones de años. Esta célula primitiva habría surgido tras tres etapas.

En primer lugar la formación de polímeros de ARN para la replicación. En segundo el desarrollo de mecanismo que permitieran que el ARN sintetizara proteínas. Y por ultimo, en tercer lugar, debió generarse una membrana lipídica que rodeara las réplicas de ADN y las proteínas ya sintetizadas. Des esta manera, ya formada la célula primitiva comienza el fenómeno de reproducción y multiplicación de células.

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Su composición general consta de una membrana plasmática que rodea a la célula, separa y a la vez la comunica con el exterior. En su interior contiene un citoplasma que es un medio hidrosalino que le da el volumen a la célula. Inmersos en el citoplasma se encuentran los organelos celulares que cumplen funciones específicas como por ejemplo las mitocondrias en la célula animal dedicadas a la respiración celular. La célula también contiene ADN, material donde se encuentra toda la información genética y las instrucciones para el funcionamiento celular.


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¿Qué podemos encontrar en nuestras células?


Bien, como ya sabemos, nuestras células (células animales y eucariotas) son sistemas complejo con diversas funcionalidades, y por tanto, estructuras diversas.

Se denominan organelas a las diferentes estructuras suspendidas en el citoplasma de la célula eucariota, que poseen una forma y unas funciones especializadas bien definidas, diferenciadas y están envueltas por una membrana.

En esta típica célula animal dentro del citoplasma, las organelas y estructuras celulares principales incluyen: (1) nucléolo (2) núcleo (3) ribosoma (4) vesícula (5) retículo endoplasmático rugoso (6) aparato de Golgi (7) citoesqueleto (8) retículo endoplasmático liso (9) mitocondrias (10) peroxisoma (11) citosol (12) lisosoma (13) centriolo.

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Las vamos a ir explicando


(1) Nucleolo


El nucleolo se encuentra en todos los nucleos de las células eucariotas que tienen nucleo verdadero con excepción de algunos espermatozoides y los nucleos de segmentación de los anfibios. Son densos, no están rodeados por membrana y aparecen y desaparecen durante la división celular.
La actividad nucleolar está relacionada con su tamaño, lo mismo ocurre con el nucleo. Los nucleolos intervienen en la síntesis del ARN ribosómico.


(2) Núcleo


El núcleo de la célula es un pequeño cuerpo que generalmente tiene forma esférica u ovalada. Su ubicación tiende a estar localizada en el centro de la célula. Sin embargo, es capaz de desplazarse en el caso de algunas células, mientras que en el caso de otras se encuentra fijo.
El núcleo tiene funciones de control y dentro de él se encuentra localizados los entes hereditarios. El núcleo se encuentra claramente delimitado por una membrana nuclear que lo separa del citoplasma que lo rodea, además de regular que sustancias entran o salen de él.


(3) Ribosoma


Todas las células de los organismos vivos contienen ribosomas, que son pequeñas estructuras distribuídas por todo el citoplasma y también concentradas en ciertos lugares en particular, como en el retículo endoplasmático rugoso, y dentro de los cloroplastos y las mitocondrias.
En los ribosomas ocurre uno de los pasos más importantes de la fabricación de proteínas al interior de la célula. Por ello se dice frecuentemente que los ribosomas son las fábricas de proteínas de las células.


(4) Vesícula


La vesícula en biología celular, es una organela que forma un compartimento pequeño y cerrado, separado del citoplasma por una bicapa lipídica igual que la membrana celular.
Las vesículas almacenan, transportan o digieren productos y residuos celulares. Son una herramienta fundamental de la célula para la organización del metabolismo.


(5) Retículo endoplasmático rugoso


El retículo endoplasmático rugoso (RER), también llamado retículo endoplasmático granular o ergastoplasma, es un orgánulo propio de la célula eucariota que participa en la síntesis y transporte de proteínas en general. En las células nerviosas es también conocido como cuerpos de Nissl.
El retículo endoplasmático rugoso está formado por una serie de canales o sisternas que se encuentran distribuidas por todo el citoplasma de la célula. Son sacos aplanados por los que circulan todas las proteínas de la célula antes de ir al Aparato de Golgi. Existe una conexión física entre el retículo endoplasmático rugoso y el retículo endoplasmático liso.
El término rugoso se refiere a la apariencia de esta organela en las microfotografías electrónicas, la cual es resultado de la presencia de múltiples ribosomas adheridos en su superficie, sobre su membrana.


(6) Aparato de Golgi


El aparato de Golgi, es también llamado complejo o cuerpo de Golgi, se encarga de la distribución y el envio de los productos químicos de la célula.
Modifica proteínas y lípidos (grasas) que han sido construidos en el retículo endoplasmático y los prepara para expulsarlos fuera de la célula.


(7) Citoesqueleto


El citoesqueleto es una estructura dinámica que mantiene la forma de la célula, facilita la movilidad celular (usando estructuras como los cilios y los flagelos), y desempeña un importante papel tanto en el transporte intracelular (por ejemplo, los movimientos de vesículas y organelas) y en la división celular.

(8) Retículo endoplasmático liso


El retículo endoplasmático liso es un organoide celular formado por cisternas, tubos aplanados y sáculos membranosos que forman un sistema de tuberías que participa en el transporte celular y en la síntesis de triglicéridos, fosfolípidos y esteroides. También dispone de enzimas destoxificantes, que metabolizan el alcohol y otras sustancias químicas. A diferencia del retículo endoplasmático rugoso, carece de ribosomas adosados a su membrana. En realidad los retículos endoplasmáticos lisos tienen diferentes variantes funcionales que sólo tienen en común su aspecto y la ausencia de ribosomas.

(9) Mitocondrias


Organela celular, que se encarga fundamentalmente del metabolismo respiratorio de la célula.
Las mitocondrias son las organelas celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por tanto,como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP (Adenosine triphosphate, es una manera de guardar la energía que después va a ser descargada al hacer cualquier tipo de ejercicio) a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos).


(10) Peroxisoma


Los peroxisomas están envueltos por una membrana citoplasmática semipermeable. Dicha membrana protege la célula de los efectos dañinos del interior del peroxisoma. En los peroxisomas se degradan las purinas (bases nitrogenadas) y otros compuestos. Además cumplen funciones de detoxificación celular.

(11) Citosol


El citosol, también llamado hialoplasma, es el medio acuoso del citoplasma en el que se encuentran inmersos los orgánulos celulares. Representa aproximadamente la mitad del volumen celular. Etimológicamente citosol significa la parte soluble del citoplasma.
Contiene gran cantidad de proteínas, la mayoría enzimas que catalizan un gran número de reacciones del metabolismo celular. En el citosol se llevan a cabo las reacciones de la glucólisis (degradación de la glucosa) y las de la biosíntesis de azúcares, de ácidos grasos, de aminoácidos y de nucleótidos.
También contiene una gran variedad de filamentos proteicos que le proporcionan una compleja estructura interna. El conjunto de estos filamentos constituye el citoesqueleto.


(12) Lisosoma


Los lisosomas tienen una estructura muy sencilla, "semejantes" a vacuolas, rodeados solamente por una membrana, contienen gran cantidad de enzimas digestivas que degradan todas las moléculas inservibles para la célula.
Llamados "bolsas suicidas" porque si se rompiera su membrana, las enzimas encerradas en su interior, terminarían por destruir a toda la célula.


(13) Centriolo


Los centríolos son dos pequeños cuerpos huecos y cilíndricos de color oscuro. Se ubican próximos al núcleo y están presentes en las células de animales y en las de algunos vegetales inferiores. Aparentemente desempeñan un papel de mucha importancia durante la división celular en la que físicamente ocupan posiciones perpendiculares entre sí pero en polos opuestos de la célula. Al conjunto de centríolos se les denomina diplosoma.
La función principal de los centríolos es la formación y organización de los filamentos que constituyen el huso acromático (conjunto de microtúbulos que conducen a los cromosomas durante los procesos de reproducción celular) cuando ocurre la división del núcleo celular.


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El ciclo celular


¿Sabías que todas las células de cualquier planta o animal proceden de una única célula inicial? Esta es capaz de dividirse y dar lugar a dos células hijas. Cada una de estas células hijas se vuelve a dividir, y así sucesivamente. Las células se multiplican hasta formar un organismo. La división de la célula es necesaria para que un organismo se desarrolle, crezca o repare sus tejidos dañados.

Desde que una célula ‘nace’ hasta que se divide en dos células hijas transcurre un periodo de tiempo, llamado ciclo celular. En cada ciclo celular hay dos etapas: la interfase y la mitosis.


La interfase


Es el periodo de tiempo que transcurre antes de que la célula se divida. Durante la interfase, la célula crece y copia las estructuras que la forman, como las mitocondrias o los cloroplastos, y ¡lo más importante! el ADN que forma los cromosomas se duplica mediante un proceso llamado replicación.

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La mitosis


Durante la mitosis, la célula se divide y da lugar a dos células hijas, cuyo número de cromosomas es igual al de la célula madre.

Una vez que la célula ha realizado, durante la interfase, una copia de su ADN, entra en un proceso de división celular, que recibe el nombre de mitosis.

La mitosis se divide en cuatro fases: la profase, la metafase, la anafase y la telofase. Durante este proceso, el núcleo se divide en dos, y los cromosomas se separan en dos grupos iguales, cada uno de los cuales se dispone en un extremo de la célula. Alrededor de cada grupo de cromosomas se forman las membranas, que delimitarán los dos núcleos.

En la última fase, el citoplasma se divide en dos y se forman dos células hijas. Ahora, cada célula hija entra en un nuevo ciclo celular.

Profase


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Profase II o Prometafase


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Metafase


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Anafase


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Telofase


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Citocinesis


La citocinesis es un proceso independiente, que se inicia simultáneamente a la telofase. Técnicamente no es parte de la mitosis, sino un proceso aparte, necesario para completar la división celular.

La mitosis asegura que cada una de las células de un organismo pluricelular tenga el mismo número de cromosomas que las demás y, de esa manera, se conserve la información genética que determina las características del organismo.


Esquema resumen


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LA MEIOSIS: UN TIPO DE DIVISIÓN CELULAR ESPECIAL


Para que los seres vivos con reproducción sexual tengan descendientes, es necesario que se unan dos células especiales, llamadas células sexuales o gametos. La unión de estas dos células da origen a otra nueva, llamada huevo o cigoto. A partir de esta, se crean millones de células que van a formar el nuevo organismo.

Las células sexuales son especiales, pues tienen la mitad de cromosomas que el resto de las células del organismo al que pertenecen. ¿Cómo es posible que esto ocurra? Las células sexuales proceden de un tipo de división celular especial que se llama meiosis. Esto permite que, al unirse las células sexuales o gametos, no se forme una célula con doble número de cromosomas.

La meiosis comprende dos divisiones celulares sucesivas durante las cuales el número de cromosomas se reduce a la mitad. Las cuatro células hijas que se forman solo tienen la mitad del número de cromosomas. Estas células son las células sexuales o gametos.

De esta manera, cuando dos células sexuales se unen, cada una aportará solo la mitad de los cromosomas. Como consecuencia, el huevo o cigoto tendrá el número normal de cromosomas del organismo al que pertenece.

Gracias a la meiosis, el número de cromosomas permanece constante en los seres vivos con reproducción sexual.


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Descubrimiento y estudio de las células


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Las primeras observaciones de las células fueron realizadas en 1665 por el científico inglés Robert Hooke, que utilizó un microscopio de su propia invención para examinar distintos objetos, como una lámina fina de corcho. Al observar las filas de las celdas diminutas que forman el tejido muerto de la madera, Hooke acuñó el término célula porque le recordaban a las pequeñas celdas ocupadas por los monjes en los monasterios.

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Aunque Hooke fue el primero en observar y describir las células, no llegó a comprender su relevancia. Unos años más tarde, el holandés Antoni van Leeuwenhoek, fabricante de microscopios, construyó uno de los mejores de la época. Gracias a su invento, Leeuwenhoek fue el primero en observar, dibujar y describir una amplia variedad de organismos vivos, como bacterias que se deslizaban en la saliva, organismos unicelulares que se movían en el agua de las charcas y espermatozoides nadando en el semen. Sin embargo, hubo que esperar algo más de un siglo para que los científicos fueran conscientes de la verdadera importancia de las células.

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Los avances más significativos en el estudio de la célula tuvieron lugar en el siglo XIX, con el desarrollo y perfeccionamiento de los microscopios ópticos que permitieron observar con más detalle el interior de las células. Este desarrollo culminó con la formulación de la teoría celular por Scheleiden y Schwann. La colaboración entre el botánico alemán Matthias Jakob Schleiden y el zoólogo alemán Theodor Schwann permitió reconocer las similitudes fundamentales entre las células animales y vegetales. En 1839 presentaron la idea revolucionaria de que todos los organismos vivos están formados por una o más células y de que la célula constituye, por tanto, la unidad estructural de los seres vivos.

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Sin embargo, el problema del origen de la célula no estaba resuelto, ya que se pensaba que las células podían originarse a partir de materia no celular. Fue otro científico alemán, Rudolf Virchow (1855) quien propuso que todas las células proceden de otras células. Así quedó establecida la teoría celular tal y como la conocemos hoy día:

• La célula es la unidad morfológica de los seres vivos. Todos los seres vivos están formados por una o más células.
• La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.
• Toda célula procede de otra célula por división de esta.


Hacia finales del siglo XIX, conforme se perfeccionaron aún más los microscopios ópticos, los científicos fueron capaces de observar los cromosomas en el interior de la célula. A esta investigación ayudaron las nuevas técnicas de tinción que hicieron posible las primeras observaciones detalladas de la división celular, incluyendo observaciones de las diferencias entre la mitosis y la meiosis en la década de 1880. En las primeras décadas del siglo XX numerosos científicos se concentraron en el estudio de los cromosomas durante la división celular. En ese momento estaba vigente el concepto de que las mitocondrias transmitían la información hereditaria. Sin embargo, hacia 1920 los científicos descubrieron que los cromosomas contienen genes y que los genes transmiten la información hereditaria de generación en generación. Durante ese periodo, los científicos comenzaron a conocer algunos de los procesos químicos que tienen lugar en el interior de las células. En la década de 1920 se inventó la ultracentrifugadora, un instrumento que hace girar las células en los tubos de ensayo a una velocidad muy elevada, lo que hace que las partes más pesadas se depositen en el fondo del tubo de ensayo. Este instrumento permitió a los científicos separar las mitocondrias relativamente pesadas y abundantes del resto de la célula y estudiar sus reacciones químicas. Hacia finales de la década de 1940 se consiguió explicar la función de las mitocondrias en la célula. Con ayuda de técnicas refinadas de ultracentrifugación, los científicos aislaron poco después los orgánulos de menor tamaño y empezaron a comprender sus funciones.

Mientras algunos científicos estudiaban las funciones celulares otros examinaban los detalles de la estructura celular. En la década de 1940 se logró un desarrollo tecnológico crucial: la invención del microscopio electrónico, que emplea un haz de electrones en lugar de rayos de luz para observar las muestras. Las nuevas generaciones de microscopios electrónicos han mejorado la resolución, revelando orgánulos como el retículo endoplasmático, los lisosomas, el aparato de Golgi y el citoesqueleto.


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El descubrimiento de la estructura del ADN en 1953 por el bioquímico estadounidense James D. Watson y el biofísico británico Francis Crick dio paso a la era de la biología molecular, un área de estudio que permanece en continuo auge. Un campo especialmente activo en los últimos años ha sido la investigación de la señalización celular, el proceso por el que los mensajes moleculares encuentran su camino en el interior de la célula a través de una serie de complejas vías proteínicas.

Otra área muy activa de la biología celular es la relacionada con la muerte celular programada o apoptosis. En el cuerpo humano cada segundo, millones de células se suicidan como parte esencial del ciclo normal de recambio celular. También parece ser un mecanismo de seguridad frente a la enfermedad: cuando aparecen mutaciones dentro de una célula, esta, por lo general, se autodestruye. Si no ocurre así, la célula puede dividirse y dar lugar a células hijas mutadas que continúan dividiéndose y propagándose, formando de manera gradual lo que denominamos tumor. Este crecimiento celular descontrolado puede ser benigno, sin riesgo, o canceroso y puede amenazar la salud del tejido. La apoptosis es objeto de estudio por parte de los científicos cuya intención es conocer la transformación cancerosa de las células.


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