TEMA 7. LA CÉLULA. EL NÚCLEO.1. CONCEPTO DE CÉLULA. TEORÍA CELULARLa teoría celular enuncia que: La célula es la unidad morfológica,

fisiológica y genética de todos los seres vivos.

2. LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA SOBRE EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS        Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica propone que se originaron a

partir de una primitiva célula procariota, esta célula en un momento dado, englobaría a otras células procarióticas, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte. Algunas fueron las precursoras de las mitocondrias, encargadas en un principio de proteger a la célula huésped contra su propio oxígeno. Otras células procariotas fueron las precursoras de los cloroplastos. De hecho, mitocondrias y cloroplastos son similares a las bacterias en muchas características y se reproducen por división. Poseen su propio ADN y poseen ARN ribosómicos semejantes a los de las bacterias.

3. TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR

Por su estructura se distinguen dos tipos de células: procarióticas y eucarióticas:

- PROCARIÓTICAS (pro = primitivo, carión = núcleo). Muy simples y primitivas. Apenas tienen estructuras en su interior. Se caracterizan por no tener un núcleo propiamente dicho; esto es, no tienen el material genético envuelto en una membrana y separado del resto del citoplasma. Además, su ADN no está asociado a ciertas proteínas como las histonas y está formando un único cromosoma. Son procariotas, entre otras: las bacterias y las cianofíceas.

- EUCARIÓTICAS (eu = verdadero). Células características del resto de los organismos unicelulares y pluricelulares, animales y vegetales. Su estructura es más evolucionada y compleja que la de los procariotas. Tienen orgánulos celulares y un núcleo verdadero separado del citoplasma por una envoltura nuclear. Su ADN está asociado a proteínas (histonas y otras) y estructurado en numerosos cromosomas

DIFERENCIAS MORFOLÓGICAS Y ESTRUCTURALESCÉLULAS EUCARIOTAS CÉLULAS PROCARIOTAS

Poseen un núcleo provisto de membrana nuclear que contiene el ADN

Carecen de membrana nuclear y, por tanto, de núcleo definido. Su ADN es circular.

Ambos tipos celulares poseen membrana plasmática y citoplasmatica, y cuentan con representantes con y

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sin pared celular, aunque su naturaleza es distintaPoseen de orgánulos citoplasmáticos: retículo, aparato de Golgi, lisosomas, ribosomas, etc.

Poseen ribosomas pero carecen de otros orgánulos celulares provistos de membranas.

Poseen orgánulos energéticos: mitocondrias en todos los casos y cloroplastos en las vegetales.

Poseen repliegues en su membrana (mesosomas) con enzimas respiratorios.

DIFERENCIAS FUNCIONALESCÉLULAS EUCARIOTAS CÉLULAS PROCARIOTAS

Constituyen organismos tanto unicelulares como pluricelulares: animales, vegetales y hongos.

Constituyen organismos unicelulares: bacterias y cianobacterias.

Son de nutrición heterótrofa o autótrofa (fotosintética).

Son de nutrición heterótrofa o autótrofa (fotosintética o quimiosintética).

No pueden fijar el N2 atmosférico. Algunos procariotas pueden fijar el N2 atmosférico.Son de respiración aerobia aunque existen eucariotas capaces de realizar fermentación (levaduras y células musculares).

Existen procariotas aerobios y anaerobios (estrictos o facultativos). Muchos realizan fermentaciones.

En ambos tipos de células existen representantes con capacidad de realizar movimientos como respuesta a estímulos.

DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALESDiferencias y semejanzas Célula Vegetal Célula Animal

Forma de las células Poliédrica EsféricaTamaño Generalmente son mayores Generalmente son menoresMembrana plasmática Son similares en ambos tipos de células.

Pared celularEs exterior a la membrana plasmática. Está formada básicamente por celulosa.

No tienen

Orgánulos celulares comunes Mitocondrias, retículo endoplasmático, ribosomas, aparato de Golgi,...

Orgánulos exclusivos de las células vegetales son:

- Los cloroplastos- vacuolas, de gran tamaño (pueden llegar a ocupar el 95 % del volumen del citoplasma

Las vacuolas, de pequeño tamaño (denominadas vacuolas digestivas o lisosomas secundarios)

Orgánulos exclusivos de las células animales son: - Los centríolos.

Posición del núcleo: Desplazado contra la membrana por las grandes vacuolas. Suele ser central.

Movilidad Carece de capacidad para desplazarse

Pueden ser móviles mediante pseudópodos o pueden poseer cilios y flagelos.

5. EL NÚCLEO CELULAR.

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El núcleo es el centro vital de la célula, contiene el material genético en forma de ADN, en el se produce la replicación del ADN y su transcripción a ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN transferente.

El núcleo nos lo podemos encontrar en dos fases distintas: interfase o período comprendido entre dos divisiones celulares consecutivas, y en división.

6. NÚCLEO INTERFÁSICO.Durante este período de la vida de la célula, el material genético se encuentra

separado del citoplasma por la membrana nuclear.

Fig.1.- Fotografía al microscopio electrónico de una célula eucariota animal en la que destaca el núcleo interfásico. Se observa también una pequeña porción de citoplasma. (Aumento original x 8200)

6.2. Estructura del núcleo interfásico.a. Envoltura nuclear. El núcleo está separado del citoplasma por una

doble membrana que se forma a partir del retículo endoplasmático. Se llama membrana externa a la que se encuentra en contacto con el hialoplasma, y membrana interna a la que lo hace con el nucleoplasma. Entre las dos membranas queda un espacio, el espacio perinuclear.

La membrana externa presenta ribosomas adosados a su cara hialoplasmática.

La envoltura nuclear no es continua, se encuentra perforada por los poros nucleares , a través de los cuales se realiza el intercambio de materiales del núcleo al hialoplasma, y viceversa.

b. Nucleoplasma. Es una disolución acuosa de biomoléculas donde destacan las proteínas (enzimas, histonas...), ácidos nucleicos (ADN, ARN, nucleótidos...), lípidos, glúcidos, sales e iones. Al microscopio óptico se observa en él una maraña de fibrillas y grumos, que se tiñen con facilidad con colorantes básicos, constituida por un material que denominamos cromatina.

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c. Nucléolo. En el núcleo teñido aparece una mancha oscura de aspecto granular, está compuesto por el ADN especializado en la producción del ARNr. En el nucléolo tiene lugar el ensamblaje del ARN con proteínas procedentes del citoplasma, para formar las subunidades ribosómicas. Éstas serán exportadas posteriormente, a través de los poros nucleares, al citoplasma.

d. Cromatina. Se presenta en forma de grumos y filamentos. Cada fibrilla de cromatina está constituida por una molécula de ADN asociado a histonas (proteína) con cierta cantidad de otros componentes: proteínas ácidas (no histónicas) y ARN.

Entre la cromatina distinguimos:

• La heterocromatina (cromatina densa) que aparece como zonas muy teñidas en las que el ADN está fuertemente condesado, y permanece funcionalmente inactivo.• La eucromatina (cromatina difusa) que se observa como zonas menos teñidas donde la cromatina está más dispersa, despiralizada, y es funcional en ella se realiza la trascripción.

6.3. Funciones del núcleo interfásico.Son fundamentalmente dos:► Replicación del ADN o formación de cromosomas dobles, que más tarde se

separan en dos células hijas, asegurando que cada una de ellas posea el mismo patrimonio genético.

► Transcripción del mensaje genético a los ARNm, ARNr y ARNt.7. NÚCLEO EN DIVISIÓN.En el momento de la división de la célula, el núcleo adopta un aspecto muy

diferente, la cromatina se condensa y adopta el aspecto de bastoncillos: los cromosomas.

Los Cromosomas. Son visibles sólo durante los períodos de división celular. Están constituidos por la cromatina condensada o "super enrollada".

En el momento de iniciarse la división, el cromosoma está formado por dos cromátidas , resultantes de la duplicación del ADN.

Ambas se encuentran unidas entre sí por una zona más estrecha, que constituye la constricción primaria o centrómero, que hace que el cromosoma se presente en forma de cuatro brazos.

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Fig.4 .- Organización de un cromosoma metafásico.

El centrómero engarza las fibras del huso mitótico, tanto en la mitosis como en la meiosis, y permite la separación de los cromosomas que corresponderán a las células hijas.

En los cromosomas pueden existir constricciones secundarias, más o menos pronunciadas, y que corresponden a la región del nucléolo interfásico. Suelen estar relacionadas con regiones satélites, estructuras redondeadas que se encuentran en el extremo de los cromosomas unidas a estos por medio de constricciones secundarias. Los dos extremos del cromosoma reciben el nombre de telómeros (Fig. 4)

La función de los cromosomas es facilitar el reparto de la información genética durante la división celular.

Según la posición del centrómero o constricción primaria, hay 4 tipos de cromosomas:

- Metacéntricos, si los dos brazos tienen aproximadamente la misma longitud.- Submetacéntricos, uno de los brazos es ligeramente mayor.- Acrocéntricos, cuando los dos brazos son de longitudes diferentes.- Telocéntricos, si el centrómero está en el extremo de un brazo, sólo es visible un brazo.

a. Número de cromosomas (haploide y diploide).Se dice que una célula posee un número diploide de cromosomas ( 2n )

cuando contiene parejas de cromosomas homólogos , uno de ellos de origen materno y el otro de procedencia paterna. Estas parejas de cromosomas homólogos

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poseen la misma secuencia de genes. Aunque debido a su origen, no poseen la misma información genética.

Número haploide de cromosomas contienen únicamente un juego de cromosomas ( n ). Son haploides las células sexuales (óvulos y espermatozoides).

b. Cariotipo.

Se llama así al número, forma y tamaño de los cromosomas de una determinada especie.

b.1. Cariotipo humano. El número diploide de cromosomas humanos es de 46 (23 pares: 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales).

b.2. Alteraciones del cariotipo o anormalidades cromosómicas. Síndrome de Down las personas afectadas poseen 47 cromosomas en lugar de los 46 que contienen las células sanas. Presentan tres cromosoma 21, causante de la enfermedad (nariz chata, cuello pequeño, retraso mental). Síndromes de Klinefelter (XXY) poseen 47 cromosomas no realizan la espermatogenesis y presentan retraso mental, Síndrome de Doble Y (XYY), son individuos muy agresivos, Síndrome de Turner (X) no presentan caracteres sexuales secundarios, no presentan ovulación por atrofia ovárica, retraso mental, etc.

En general, la falta o exceso de cromosomas completos suele deberse a errores en la meiosis, como la "no disyunción" o falta de separación de algún par de cromosomas homólogos en la Meiosis I, por lo que un gameto tendrá un cromosoma de más y otro tendrá uno de menos.

ACTIVIDADES

1. (Sep 04) La célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos.a.- Identifica y nombra los orgánulos marcados por flechas en los dibujos.b.- ¿A qué tipo de célula corresponde cada dibujo?c.- Indica qué orgánulo es exclusivo de cada tipo celular.

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5

6

B

244

55

66

BB

22

6

1

2

3

A

11

22

33

AA

1. La organización celular se presenta en la figura adjunta.

a.- Identifica los componentes celulares enumerados.b.- Indica a qué tipo de célula corresponden A y B.

2. Debajo se muestra una microfotografía y un esquema de la misma zona de una célula. a) ¿Qué dos orgánulos puedes distinguir? b) Identifica las partes enumeradas.c) ¿Se establece alguna relación entre ambos orgánulos? d) ¿Tienen envoltura doble o simple?

6. Las células eucariotas y procariotas son completamente diferentes entre sí. Copia la siguiente tabla en tu hoja de examen

y complétala, colocando para ello las dos opciones que se dan entre paréntesis en la casilla que corresponda (una de las opciones en la columna de procariotas y otra en la de eucariotas).

9. Sep 05. Copia la tabla adjunta correspondiente a dos tipos de organización celular. Contesta con un SI o No lo que corresponda en cada casilla.

Procariotas EucariotasMembrana plasmáticaCitoesqueletoRetículo endoplasmáticoLisosomasMitocondriasMesosamasMembrana nuclearADNNucleolo Ribosomas

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12. Jun 06.- La figura adjunta esquematiza a un orgánulo celular en el que se numeran cada una de sus partesa.- ¿De qué orgánulo se trata?b.- ¿Que números se corresponden con el nucleoplasma y la cromatina.c.- ¿Cuál es el nucléolo y cuál es su función?d.- ¿En qué tipo de células podemos encontrar dicho orgánulo?

13. Sep 06. La figura adjunta esquematiza a un orgánulo celular.a.- Nombra e indica la función del orgánulo.b.- Identifica los componentes de este orgánulo enumerados en el dibujo.c.- ¿Cuál es la función del número 4?d.- ¿En qué tipo de organización celular se puede localizar?

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