UNIDAD II LA CELULA
PRESENTACION2 LA CELULA.3 ESTRUCTURA Y FUNCION DE LAS CELULAS..4 DIFERENCIAS ENTRE CELULAS EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS..5 COMPONENTES COMPONENTES DELA MEMBRANA CELULAR6 HOMEOSTASIS HOMEOSTASIS CELULAR7 NUTRICION.8 FOTOSINTESIS..9 CICLO CELULAR..10 MITOSIS11 MEIOSIS..12 BIBLIOGRAFIA.13
ISAIAS GONZALEZ LOMBARDINI
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UNIDAD II LA CELULA
ESCUELA: BACHILLERATO GENERAL ´OCTAVIO PAZµ
TITULO: BIOLOGIA
ALUMNO: ISAÍAS GONZÁLEZ LOMBARDINI 4 SEMESTRE
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UNIDAD II LA CELULA LA CELULA . La célula es la unidad anatómica funcional que conforma a los seres vivos. Analizándola desde el punto de vista estructural, se distingue una membrana que la aísla del medio; en su interior se encuentra el citoplasma ( un sistema coloidal), que alberga a los orgánulos celulares, las sustancias disueltas, las granulaciones secretorias, las sustancias de reserva, las vacuolas y los pigmentos ORGANELO CELULAR O también llamados orgánulos celulares, son los constituyentes de la célula, cuyas funciones nacen que las células puedan seguir vivas. Los orgánulos celulares son: -Aparato de golgi: maduración de sustancias. -Mitocondria: respiración celular, celular, sintetiza, la glucosa para crear energía. -Retículo endoplasmica: cubre el núcleo. - Vacuolo: almacenador de sustancias. Cinetocentro: participa participa en la división celular otros orgánulos son, giloxisomos, ribosomas. Núcleo: en el se encuentra almacenada la información genética. Diferencia entre célula animal y vegetal Los animales tienen características especiales que nos permiten distinguirlos uno de ellos es el tipo de nutricio sin embargo las diferencias morfológicas se observan desde la organización de las células. Las células vegetales poseen un pared celular y presentan cloroplastos pero por lo general carecen de centriolos. Entonces entendemos que las células vegetales tienen pared celular y cloroplastos, las células animales presentan centriolos y carecen de pared celular y cloroplastos. Morfología y fisiología celular La célula es una unidad, por lo tanto todas sus estructuras funcionan en perfecta coordinación; si por alguna razón tiene lugar alguna alteración, esta provoca un desequilibrio en la dinámica celular. Resulta interesante conocer como están conformadas tanto las células procariotas como las eucariontes, y analizar la participación de cada uno de sus componentes en el funcionamiento de la célula.
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UNIDAD II LA CELULA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS Moléculas de la membrana Fosfolipidos
Proteínas transmembranales
Proteínas perifericas
Proteínas de superficie Gluco proteínas y Gluco lipidos
Características estructurales Constituyen una doble capa con las colas hidrofobicas hacia el interior y las cabezas hidrofilicas hacia el exterior. Son proteínas grandes que se extienden a través de la membrana. Presentan una zona media hidrofobica y los extremos hidrofilicos. Son proteínas pequeñas, parcialmente sumergidas en la bicapa de fosfolipidos. La parte que queda hacia dentro de la célula que es hidrofobica, y la que queda hacia afuera es hidrofilica. Son proteínas pequeñas, que yacen sobre la superficie son totalmente hidrofilicas. Formados por carbohidratos que se unen a proteínas o lípidos lineales los cuales se encuentran anclados anclados a la l a membrana.
ESTRUCTURA GENERAL DE LA CÉLULA Desde el punto de vista de complejidad celular las células se clasifican en procariotas y eucariotas. CELULA PROCARIOTA CELULA EUCARIOTA Tamaño:1-10m Tamaño: 10-100m (excepciones ovulo Genoma: ADN con proteínas. de gallina, rana, hombre, etc.) Genoma negroide sin membrana. Genoma: ADN con proteínas histonas y Orgánulos unidos a membranas. no histonas. Nutrición: absorción, fotosíntesis. División celular: mitosis, centriolos, en Metabolismo energético: sin muchos casos. Orgánulos mitocondrias. Enzimas oxidativas unidos a membrana: unidas a la membrana. mitocondrias, cloroplastos, aparato de golgi, lisosomas, peroxisomas mitocondrias. Nutrición: absorción, ingestión, fotosíntesis en algunos casos. Metabolismo energético: enzimas oxidativas empaquetadas a mitocondrias, metabolismo mas unificado. Cito esqueleto: complejo micro tubos, filamentos intermedios o de activa. Movimiento intra celular: corriente citoplasmica, endo y fagocitosis.
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UNIDAD II LA CELULA DIFERENCIAS ENTRE CELULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS características
Tamaño de la célula Membrana celular ADN Organelos
Movilidad
División celular Organización celular Nutrición Pared celular
procariontes Ejemplos: bacterias y algas verdes y azules. Pequeños, generalmente entre 1 y 10 micras. Núcleo no delimitado por membrana. Es un cromosoma único en el citoplasma. Transitorios, si llegan a estar presentes.
eucariontes Ejemplo: protozoarios, hongos, plantas y animales Grandes, generalmente entre 10 y 100 micras. Núcleo delimitado por membrana. En varios cromosomas localizados en el núcleo Permanentes, presentan cloroplastos y mitocondrias con membrana y otros tipos de organelos. Inmóviles o flajenos simples. Cuando son móviles, presentan cilios o flajenos complejos. Función vinaria gemación u Mitosis o meiosis. otros; ausencia de mitosis. Unicelulares Pluricelulares Por absorción, algunos Por absorción, ingestión o efectúan fotosíntesis. fotosíntesis. Formada por azucares Contiene celulosa o quintina; impeptivos algunas veces los animales carecen de ella. celulares.
MECANISMOS DE TRANSPORTE CELULAR
Transporte positivo
Difusión
Simple
(No requiere de energía)
Osmosis
Facilitada
Transporte Forma de
Bomba de iones
(Requiere de energía)
Transporte Celular
Endocitosis y Exocitosis (Deformación de la membrana celular)
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Fotosíntesis Pinocitosis
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UNIDAD II LA CELULA COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR
Lípidos (grasas) fosfolipidos
Componentes de la Membrana celular
transmembranales Proteínas periféricos De superficie Glucoproteínas Carbohidratos
glucolipidos
FUNCIONES CELULARES La célula posee actividad propia, cada uno de sus componentes estructurales trabaja coordina mente, de modo tal que en conjunto constituyen una unidad funcional. Por esta razón, es importante analizar de donde provienen tanto los materiales como la energía que se requieren en la célula para para garantizar su funcionamiento funcionamiento adecuado. Es necesario entonces entonces abordar los mecanismos de nutrición y los procesos energéticos que que tienen lugar en la célula. Asimismo, es importante destacar el mecanismo de regulación del medio interno que ha desarrollado cada célula para mantener sus funciones adecuadas. ¿CUÁLES SON LOS PROCESOS DE LA MEMBRANA? Además, la membrana celular tiene la capacidad de captar toda la información respecto a las condiciones y la composición química del medio externo, la actividad de células vecinas, la llegada de productos tóxicos o de microorganismos y su transmisión el interior de la célula. PROCESOS DE MEMBRANA: ENDOCITOSIS, ENDOCITOSIS, EXOCITOSIS Y OSMOSIS. Para captar los materiales requeridos requeridos por la celula, celula, y para expulsar diversos diversos productos productos de la misma, se requieren atravesar la membrana celular, ya que esta estructura es límite entre la célula y el medio, es decir, es la parte externa de la célula. Considerando que el paso de sustancias es una función de la membrana celular de vital importancia para la célula, es conveniente analizar brevemente cuales son los mecanismos que siguen estas sustancias para atravesar dicha estructura.
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UNIDAD II LA CELULA La difusión libre o simple se logra cuando los metabolismos de bajo peso molecular se mueven o difunden a través de la membrana. Este proceso depende del gradiente de concentración entre la parte interna y la externa de la membrana, que desaparece cuando la difusión ocurre; no requiere gastos de energía. Esta difusión de moléculas de agua a través de una membrana se denomina osmosis. La difusión facilitada es similar ala anterior en lo relativo al gradiente de concentración. Tampoco este proceso requiere de gasto de energía; sin embargo, ambos mecanismos difieren en varios aspectos. Si existen una capa de lípidos en la membrana, el paso de moléculas de un medio acuoso a un liquido y otra vez a un acuoso plantea un problema que solo puede ser resuelto por moléculas que posean la energía de activación apropiada. La captación de sustancias en masa por la membrana celular mediante la formación de una vacuola se denomina endocitosis. Además de entrada de materiales a la célula, también hay expulsión de otros, esto se denomina exocitosis. Nota: La endocitosis y la exocitosis permiten el intercambio de materiales entre la célula y el medio. HOMEOSTASIS HOMEOSTASIS CELULAR La célula se caracteriza por presentar una composición y organización molecular muy particular, ya que ha desarrollado la capacidad de conservarse, reproducirse y regularse. Precisamente la autorregulación de las reacciones químicas que tienen lugar en el interior de la célula depende directamente de la información transmitida a cada uno de los organelos celulares. Así, por ejemplo, la síntesis de proteínas está condicionada a la información que llega a los ribosomas proveniente del núcleo (atreves de los ácidos nucleídos); en esta transmisión las enzimas tienen una participación muy importante. De esta forma, la célula posee estrategias estrategias para mantener constantes las condiciones; condiciones; es decir, ha desarrollado homeostasis. IRRITABILIDAD En un principio se pensaba que el citoplasma presentaba una estructura fibrilar o granular; sin embargo, investigaciones posteriores demostraron que en realidad esta constituido por un sistema coloidal que le confiere características muy particulares. Ente sistema coloidal se encuentra formado por dos fases: la fase dispersa, formada por partículas coloidales denominadas micelas, y la fase dispersarte, representada por agua. Esta composición le
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UNIDAD II LA CELULA confiere al citoplasma características intermedias entre el estado liquido y solido; por ello adquieren una consistencia consistencia viscosa que puede variar según la naturaleza de las fases. El citoplasma presenta irritabilidad, es decir tiene la capacidad de reaccionar a cualquier estimulo proveniente del medio inmediato de la célula, sea interno externo, el estimulo puede estar representado por cambios físicos (temperatura) o químicos (pH). La irritabilidad no es exclusiva de organismos unicelulares; es una propiedad que comparte todos los organismos, incluyendo los pluricelulares. NUTRICIÓN Ya sea mencionado que para llevar a cabo sus funciones vitales, cada célula necesita nutrirse, es decir, obtener y utilizar los elementos y la energía que requiere para mantener su actividad. De acuerdo con que la forma en que las células obtienen estos elementos y energía, sea identificado dos tipos de nutrición: autótrofa y heterótrofa. Las células que tienen la capacidad de sintetizar sus propios alimentos presentan una nutrición de tipo autótrofa. Las células que que no tienen la capacidad de sintetizar sus alimentos y para nutrirse requieren tomarlos ya elaborados, presentan una nutrición de tipo heterótrofa. Autótrofa
Fotosíntesis
(Los organismos producen sus)
Quimeosintesis
Nutrición Heterótrofa (Los organismos tienen que toMar alimentos ya elaborados)
Digestión Absorción
EXCRECIÓN Como ya sea mencionado, para mantener su estructura y realizar sus funciones, la célula requiere requiere energía y otros materiales adquiridos a través de los alimentos que ingiere periódicamente. En el interior de la célula, estas moléculas alimenticias experimentan una serie de cambios químicos para liberar compuestos compuestos simples y energía energía útiles para la célula. A través de la digestión y respiración, se efectúan la degradación de moléculas moléculas complejas en moléculas moléculas simples y su consecuente liberación de energía. Sin embargo, además de compuestos y energía útiles, liberados mediante la digestión y respiración, también se liberan otros productos de desecho, así como materiales que no fueron digeridos, esto se realiza por medio de excreción.
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UNIDAD II LA CELULA La excreción de os materiales de desecho de las células se efectúa de diversas formas, según el tipo de célula y complejidad del organismo; por ejemplo, en organismos unicelulares los productos de desecho se acumulan en una vacuola que se dirige a la membrana celular, a través de ella se eliminan hacia el medio exterior por difusión. PROCESOS ENERGÉTICOS CELULARES Para realizar diversas funciones, la célula requiere un gasto continuo de energía, por esta razón debe garantizarse un aporte continuo de la misma. Para esto, en el interior de la célula se llevan a cabo diversas reacciones químicas a través de las cuales se efectúa una transferencia de energía , este conjunto de reacciones reacciones químicas forman parte de complejos procesos energéticos que tienen lugar en el interior de la célula, a través de los cuales se transforma, almacena y libera la energía que requiere para realizar sus funciones. FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN La fotosíntesis comprende el conjunto de reacciones químicas que realizan las células eucariontes y procariontes en cuyo interior se presenta un pigmento especial llamado clorofila. Atreves del proceso fotosintético se producen carbohidratos y oxigeno a partir de bióxido de carbono y agua, en presencia de luz solar y clorofila. QUIMIOSINTESIS La quimiosintesis se caracteriza por la obtención de energía a partir de oxidación de compuestos inorgánicos; estos también actúan como donadores de electrones. Un aspecto importante de este tipo de nutrición es la especificada especificada de compuestos inorgánicos; inorgánicos; es decir, cada grupo de bacterias bacterias presentan un conjunto de enzimas específicas para degradar a ciertos compuestos inorgánicos. En general, los organismos que se nutren a través de quimiosintesis utilizan bióxido de carbono, agua y sales; precisamente a partir de estas últimas obtienen su energía y es aquí donde se nota la especialidad de los organismos por ciertos compuestos. RESPIRACIÓN Todos los organismos necesitan energía para mantener su estructura y realizar sus funciones vitales; para obtenerla efectúan la respiración celular a nivel interior. La respiración celular comprende un conjunto de reacciones a través de las cuales producen la oxidación de los alimentos para liberar la energía energí a contenido en sus enlaces químicos.
LA DIVISIÓN CELULAR Por medio de la división celular el DNA de una célula se reparte entre dos nuevas células hijas. La distribución de duplicados exactos de la información hereditaria es relativamente simple en las ISAIAS GONZALEZ LOMBARDINI
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UNIDAD II LA CELULA células procarióticas en las que, la mayor parte del material genético está en forma de una sola molécula larga y circular de DNA, a la que se asocian ciertas proteínas específicas. Esta molécula constituye el cromosoma de la célula y se duplica antes de la división celular. Cada uno de los dos cromosomas hijos se ancla a la membrana celular en polos opuestos de la célula. Cuando la célula se alarga, los cromosomas se separan. Cuando la célula alcanza aproximadamente el doble de su tamaño original y los cromosomas están separados, la membrana celular se invagina y se forma una nueva pared, que separa a las dos células nuevas y a sus duplicados cromosómicos. CICLO CELULAR El ciclo celular consiste en tres fases: inter fase, mitosis, y citocinesis. Antes de que una célula eucariótica pueda comenzar la mitosis y dividirse efectivamente, debe duplicar su DNA, sintetizar histonas y otras proteínas asociadas con el DNA de los cromosomas, producir una reserva adecuada de organelos para las dos células hijas y ensamblar las estructuras necesarias para que se lleven a cabo la mitosis y la citocinesis. Estos procesos preparatorios ocurren durante la interfase, en la cual, a su vez, se distinguen tres etapas: las fases Gl, S y G2. En la fase Gl, las moléculas y estructuras citoplasmáticas aumentan en número; en la fase S, los cromosomas se duplican; y en la fase G2, comienza la condensación de los cromosomas y el ensamblado de las estructuras especiales requeridas para la mitosis y la citocinesis. Durante la mitosis, los cromosomas duplicados son distribuidos entre los dos núcleos hijos, y en la citocinesis, el citoplasma se divide, separando a la célula materna en dos células hijas. El ciclo celular está finamente regulado. Esta regulación ocurre en distintos momentos y puede involucrar la interacción de diversos factores, entre ellos, la falta de nutrimentos y los cambios en temperatura o en pH, pueden hacer que las células detengan su crecimiento y su división. En los organismos multicelulares, además, el contacto con células contiguas puede tener el mismo efecto.
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El ciclo celular. La división celular, constituida por la mitosis (división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma), ocurre después de completarse las tres fases preparatorias que constituyen la interfase. MITOSIS La mitosis cumple la función de distribuir los cromosomas duplicados de modo tal que cada nueva célula obtenga una dotación completa de cromosomas. La capacidad de la célula para llevar a cabo esta distribución depende del estado condensado de los cromosomas durante la mitosis y del ensamble de microtúbulos denominado huso. Durante la metafase, los pares de cromátides, dirigidos por las fibras del huso, se mueven hacia el centro de la célula. Al final de la metafase se disponen en el plano ecuatorial. Durante la anafase se separan las cromátides hermanas, y cada cromátide -ahora un cromosoma independiente- se mueve a un polo opuesto. Durante la telofase se forma una envoltura nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas. El huso comienza a desintegrarse, los cromosomas se desenrollan y una vez más se extienden y aparecen difusos. a) Interfase. La cromatina ya está duplicada pero todavía no se ha condensado. Dos pares de centríolos se encuentran justo al lado de la envoltura nuclear. b) Profase. Los centríolos empiezan a moverse en dirección a los polos opuestos de la célula, los cromosomas condensados son ya visibles, la envoltura nuclear se rompe y comienza la formación del huso mitótico. c) Metafase temprana. Las fibras polares y cinetocóricas del huso tiran de cada par de cromátides hacia un lado y otro. ISAIAS GONZALEZ LOMBARDINI
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UNIDAD II LA CELULA d) Metafase tardía. Los pares de cromátides se alinean al inean en el ecuador de la célula. e) Anafase. Las cromátides se separan. Las dos dotaciones de cromosomas recién formados son empujadas hacia polos opuestos de la célula. f) Telofase. La envoltura nuclear se forma alrededor de cada dotación cromosómica y los cromosomas se descondensan y adquieren, nuevamente, un aspecto difuso. Los nucléolos reaparecen. El huso mitótico se desorganiza y la membrana plasmática se invagina en un proceso que hace separar las dos células hijas. LA MEIOSIS La meiosis, un tipo especial de división nuclear. Consiste en dos divisiones nucleares sucesivas, designadas convencionalmente meiosis I y meiosis II. Durante este proceso de división se redistribuyen los cromosomas y se producen células que tienen un número haploide de cromosomas (n). Durante la interfase que precede a la meiosis, los cromosomas se duplican. En la profase I de la meiosis, los cromosomas homólogos se aparean. Un homólogo de cada par proviene de un progenitor, y el otro homólogo, del otro progenitor. Cada homólogo consta de dos cromátides hermanas idénticas, que se mantienen unidas por el centrómero. Mientras los homólogos están apareados, ocurre entre ellos el entrecruzamiento, dando como resultado el intercambio de material cromosómico. Al finalizar la meiosis I, los cromosomas homólogos se separan. Se producen dos núcleos, cada uno con un número haploide de cromosomas. Cada cromosoma, a su vez, está formado por dos cromátides. Los núcleos pueden pasar por un período de interfase, pero el material cromosómico no se duplica. En la segunda etapa de la meiosis, la meiosis II, las cromátides hermanas de cada cromosoma se separan, como si fuese una mitosis. Cuando los dos núcleos se dividen, se forman cuatro células haploides. Durante la profase I de la meiosis, los cromosomas homólogos se disponen de a pares -se aparean. Cada par homólogo está formado por cuatro cromátides por lo que también se conoce como tétrada (del griego, tetra que significa "cuatro"). Entre las cromátides de los dos cromosomas homólogos se produce el entrecruzamiento, es decir, el intercambio de segmentos cromosómicos. Los cromosomas homólogos permanecen asociados en los puntos de entrecruzamiento -o quiasmas- hasta el final de la profase I. c) Luego, los cromosomas comienzan a separarse. Como se puede ver, las cromátides hermanas de cada homólogo ya no son completamente idénticas; el entrecruzamiento da como resultado una recombinación del material genético de los dos homólogos.
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Representación de las fases de la meiosis en una célula vegetal.
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Bibliografía
Autor: María de los Ángeles Chamorro Zarate BIOLOGIA 1 SEP Morfología y fisiología celular..pág. 73 Funciones celulares..pág. 81 Procesos de membranas: endocitosis, exocitosis, y osmosispág. 82-83 Homeostasis celular.pág. 89 Irritabilidad, nutrición,excresion...pág. 84-87 Procesos energéticos celulares..pág. 87 Fotosíntesis y respiraciónpág. 87-89 Quimiosintesis y respiraciónpág. 90-94 División celular..pág. 95 Ciclo celularpág. 95 Mitosis.. pág. 96 Meiosispág. Meiosis pág. 97-99
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