NIVELES DE ORGANIZACION CELULAR

En el nivel celular es donde las estructuras alcanzan el grado de complejidad necesario para manifestar propiedades vitales

Según el grado de complejidad se consideran dos tipos de organización celular: la célula procariota y la eucariota y aún se considera un tercer tipo, formado por los  virus, cuya extraordinaria simplicidad estructural y la carencia de metabolismo propio los convierte en organismos entre lo vivo y lo inerte.

En el nivel celular es donde las estructuras alcanzan el grado de complejidad necesario para manifestar propiedades vitales

Según el grado de complejidad se consideran dos tipos de organización celular: la célula procariota y la eucariota y aún se considera un tercer tipo, formado por los  virus, cuya extraordinaria simplicidad estructural y la carencia de metabolismo propio los convierte en organismos entre lo vivo y lo inerte. Hay organismos formados por una sóla célula: seres unicelulares. Así ocurre con el grupo de los protozoos. A veces, los organismos unicelulares se agrupan formando colonias en las que todos los individuos son iguales,como las Vorticelas.En otras, los individuos son distintos y se especializan en determinadas funciones, como las colonias de Volvox. Frecuentemente los organismos están constituidos por muchas células y dan orígen a los seres pluricelulares .En estos organismos las células se especializan en determinadas funciones dando orígen a los tejidos.     
            Los primeros seres vivos que aparecieron sobre el planeta hace unos 3500 millones de años fueron unicelulares y durante más de 2000 millones de años los seres con una célula fueron los únicos pobladores del planeta                     

LA CÉLULA PROCARIOTA

            Su origen evolutivo es anterior al de eucariotas, están normalmente aisladas y dan lugar a organismos unicelulares denominados moneras.Con frecuencia forman colonias o filamentos de células independientes, unidas entre sí por sustancias extracelulares.Tamaño : 1-10 mm  
-Carece de verdadero núcleo aislado por una membrana nuclear.
-Material cromosómico formado por una doble hélice de DNA desnudo, que no se asocia con proteínas del tipo de las histonas y se localiza en una región central denominada nucleoide, sin separación del resto.
-Protoplasma poco diferenciado y aunque existen un conjunto de sistemas membranosos formados por repliegues internos de la membrana plasmática, no se alcanza un alto grado de compartimentación.
-Contiene  ribosomas, a veces flagelos, cromatóforos con actividad fotosintética, inclusiones lipídicas y el equipo enzimático que les permite independizarse.
-Suele contener pared celular

En bacterias
            Son microorganismos adaptados a vivir en cualquier ambiente, lo que las convierte en organismos indispensables para el reciclaje de la materia.
            Forma: bacilos, cocos, estafilococos (arracimados) estreptococos(arrosariados), espirilos (hélice), vibrios (coma)

            La membrana está plegada hacia el interior formando los mesosomas, que intervienen en el intercambio de sustancias  con el exterior y con la división celular.Contienen además enzimas respiratorios, que en las eucariotas se encuentran en las mitocondrias.
            La pared celular es fuerte y rígida, dándoles  forma y protección física(debido a que las bacterias viven en ocasiones en medios hipotónicos deben soportar elevadas presiones osmóticas). El entramado estructural está formado por cadenas polisacáridas paralelas, unidas por medio de cadenas polipeptídicas transversales, que le dan forma de red y le proporcionan rigidez.
            En algunos casos poseen una cápsula viscosa que la recubre.Se le atribuye la regulación del intercambio de sustancias y la protección frente a anticuerpos y células fagocitarias.

Los virus
Son los seres más pequeños, sólo visibles con ME.Carecen de vida propia, no se reproducen por sí mismos, son parásitos. No poseen metabolismo propio. Están formados por una molécula de ácido nucleico, protegida en el interior de una cápsula de proteína la cápside

Células eucariotas, con verdadero núcleo.

Constan como las anteriores de membrana, información genética y citoplasma, pero... tienen muchos más orgánulos.

Estructura

Se distinguen las vegetales y las animales.

Funciones de reproducción

CÉLULAS EUCARIOTAS: MORFOLOGÍA DE LA CÉLULA ANIMAL; DIFERENCIAS MORFOLÓGICAS ENTRE LA CÉLULA ANIMAL Y LA VEGETAL.
-Poseen un núcleo delimitado por una envuelta: la membrana celular
-Citoplasma compartimentado por membranas que separan orgánulos celulares, cada uno con una función
-Membrana plasmática

FORMA Y TAMAÑO DE LAS CÉLULAS

-En unicelulares: forma semiglobular.oTras, debido a estructura semirígida debido a citoesqueleto de estructura rígida: así amebas y leucocitos que cambian de forma al desplazarse
-En pluricelulares, tejidos: neuronas, musculares, vegetales, epiteliales...
Tamaño : 10-50, aunque las hay visibles a simple vista: huevos, el de galllina 30 mm y el de avestruz 100 mm.
La Acetabularia llega a medir 10 cm

Diferencias célula animal y vegetal
-Hoja de células

LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Modelo desarrollado por Singer&Nicolson en 1972: "Mosaico fluido"
Formada por un mosaico fluido de proteínas, que flotan como icebergs, inmersas en un mar de fosfolípidos; estos se disponen en una bicapa lipídica  que contiene, además otros lípidos, como los  esfingolípidos y el colesterol.
Las distintas membranas tienen diferente composición proteíca y lipídica

-50% proteinas, la mayoria glucoproteinas con terminaciones glucídicas, ramificadas, junto con la fracción glucídica de los esfingoglucolípidos, se disponen en la superficie externa de la bicapa, recibiendo el nombre de glucocálix.Hay proteínas elásticas (tipo actina y miosina), enzimas y glucoproteínas.
-Lípidos: fosfolípidos de la bicapa, glucolípidos nombrados y colesterol, que aumentan la rigidez y la resistencia de la membrana, pues se intercala entre los fosfolípidos y tiende a mantener fijas y ordenadas sus colas en la zona próxima a las cabezas polares. Los animales que hibernan tendrían los fosfolípidos de la membrana sólidos y producirían la muerte. Para ello acortan las cadenas de los ácidos grasos y aumentan el grado de insaturación para favorecer la fluidez y evitar la solidificación. Mientras que los seres que aguantan Tª muy altas (a las que las membranas se podrían disgregar) incorporan ácidos grasos saturados de cadena larga que aumentan la rigidez y los fosfolípidos forman una monocapa en la que las dos zonas hidrófilas se encuentran unidas covalentemente a través de las colas

            Los fosfolípidos en un medio acuoso se disponen formando capas. Esta capa es fluida debido a que los lípidos se mueven con entera libertad. Las moléculas pueden cambiar de sitio con respecto a sus vecinas, flexionarse y raramente cambiar de capa.

• rotación (sobre su propio eje)
• traslación (o difusión lateral) sobre el plano de la membrana.
• flip-flop

las membranas son estructuras dinámicas donde los componentes pueden desplazarse en todas las direcciones sobre el plano de la bicapa. De ahí que el modelo reciba el nombre de mosaico fluido.

Debido a esta fluidez, la membrana es flexible, potenciado esto por el colesterol.
-Las sustancias liposolubles atraviesan la membrana con más rapidez que las hidrosolubles.
-Las proteínas de membrana ocupan distintas posiciones dependiendo de su solubilidad:
Las hidrosolubles están situadas en los bordes de la bicapa y establecen uniones débiles con las cabezas de los fosfolípidos: extrínsecas o periféricas.
Las hidrófobas están inmersas más o menos profundamente en las capas lipídicas, estableciendo fuertes uniones con los fosfolípidos. La parte hidrófila suele quedar en el medio extracelular, citoplasma o en ambas: intrínsecas o integrales.
-No es simétrica, las proteínas periféricas son distintas en cada una de sus caras ya que las partes glicídicas de las glucoproteínas están en contacto con el medio extracelular

Transmembrana, atraviesan la membrana como alfa-helice o como láminas plegadas cerradas.

Periféricas unidas a proteínas transmembrana por interacciones no covalentes débiles y Periféricas unidas a lípidos mediante uniones covalentes.

Modelos de membrana

Este es el esquema del mosaico fluido

 
Propiedades de las membranas, debidas a su composición lipídica.

1. -Autoensamblaje: los fosfolípidos cuando se colocan en un medio acuoso, muestran una tendencia natural a autoensamblarse y construir bicapas que se cierran espontáneamente.

2. -Autosellado: como consecuencia de la anterior, si se rompen o se separan los fosfolípidos, se reorganizan y se unen de nuevo, restableciéndose la bicapa. Esto permite la fusión de dos membranas en otra mayor y la escisión de una vesícula en dos más pequeñas. Así pueden formarse las vesículas endocíticas que más tarde se fusionarán con los lisosomas. También la exocitosis. Esta tendencia natural al autosellado se aprovecha actualmente para fabricar pequeñas vesículas de fosfolípidos, formadas por una o varias bicapas concéntricas y denominadas liposomas, que se utilizan como vehículo para introducir en los tejidos medicamentos o productos cosméticos.

3. -Fluidez: no existen enlaces covalentes entre los fosfolípidos, ni con las proteínas, sino que se mantiene por la acción de enlaces débiles, lo que les confiere una gran fluidez y flexibilidad, ya que todos los componentes se pueden desplazar lateralmente.

4. -Impermeabilidad: frente a moléculas hidrófilas, sobre todo si tienen un tamaño considerable. Lo que hace que actúe como una barrera de contención.
Pero a través de la membrana plasmática se realizan todos los intercambios de materia y energía con el ambiente externo. Por ello se desarrollan sistemas de transporte que permiten el paso.

FUNCIONES BIOLOGICAS

-Mantener cerrada a la célula
-Mantener una permeabilidad selectiva:. Separa dos medios acuosos el externo del citosol. Mantiene el medio interno con una elevada concentración molecular, además de una carga eléctrica interna de signo negativo.
Las células requiere nutrientes del exterior y también necesitan eliminar sustancias de desecho. Han de mantener su medio interno estable, regulando la concentración interna para lo que transportan a través de su membrana,. Agua y solutos.

            +procesos de ósmosis, se trata de una difusión especial. El agua pasa a través de membrana semipermeable, de la menos concentrada a la más concentrada. Al medio con mayor concentración, se le llama hipertónico
+transporte pasivo.-el paso de moléculas e iones a través de la membrana sin consumo de energía a favor de gradiente, de concentraciones y eléctrico, en las soluciones que contienen moléculas, iones que poseen cargas eléctricas.

1.  Difusión simple: la sustancia a transportar debe ser soluble en la membrana. Es más rápido cuanto mayor sea el gradiente de concentraciones y en él no intervienen proteínas transportadoras O2, CO2, glucosa, aminoácidos
2.  Difusión facilitada utiliza proteínas transportadoras: permeasas que se unen a las moléculas a transportar y las liberan de nuevo en el otro lado de la membrana 
3. Transporte activo. Se realiza contra gradiente y se requieren proteínas transportadoras específicas y un aporte de energía que se traduce en un consumo de ATP. Mantiene la diferencia de potencial que existe en todas las membranas en las que el interior está cargado negativamente con respecto al exterior. Esto es así por la bomba de sodio -potasio.
4. Transporte de macromoléculas: endocitosis y exocitosis.
   La célula no puede introducir en su interior sustancias de gran tamaño (macromoléculas, virus, bacterias...) sin dañar a la M.P, por ello presentan mecanismos basados en la formación de vesículas membranosas en cuyo interior se sitúan las macromoléculas.
   Los procesos de introducción de macromoléculas en el interior de vesículas reciben el nombre de endocitosis. Por el contrario la expulsión de macromoléculas transportadas por vesículas recibe el nombre de exocitosis.
   La endocitosis se inicia cuando un mecanismo de control en la membrana que induce un sistema reticular de clatrina (proteína filamentosa) arrastra dicho sector membranoso hacia el interior del citoplasma formando una vesícula.  Posteriormente las moléculas abandonan la vesícula y vuelven a la membrana.
   Algunas moléculas al unirse con receptores específicos de la membrana inducen la formación de vesículas que las engloban.
   Puede ser de dos tipos:
   Pinocitosis cuando la célula ingiere líquidos  y sustancias disueltas que almacena en pequeñas vesículas.
   Fagocitosis cuando ingiere grandes partículas, microorganismos en el interior de grandes vesículas o endosomas. Es realizada para obtener alimento del exterior.
   -Producir, modular y conservar gradientes electroquímicos entre uno y otro lado
   -Recibir y transmitir señales
   -Controlar el desarrollo y división celular
   -Permitir disposición adecuada de moléculas funcionales
   -Delimitar compartimentos intracelulares
   

Diferenciaciones de la membrana plasmática

1. Microvellosidades
2. Interdigitaciones laterales
3. Invaginaciones basales
4. Complejos de unión:
1. Desmosomas
2. Uniones estrechas
3. Hendiduras o gap-junction

Plasmodesmos: finos conductos que atraviesan las paredes y conectan entre sí los citoplasmas de las células adyacentes. Están rodeados por una membrana común y presentan un túbulo de retículo endoplasmático, el desmotúbulo.
FUNCIONES:
-Exosqueleto que protege y da forma.
-Unen las células entre sí.
-Les permite vivir en medio hipotónico.
-La lignificación permite porte erecto y formación de vasos.
-Cutinización y suberificación impermeabiliza la superficie.
-Barrera para el paso de sustancias.

Punteaduras, que son adelgazamientos de las paredes, Constan de cavidad y membrana formada por lámina y pared primaria muy delgada. Son pares.

GLUCOCÁLIX.-
Zona periférica rica en glúcidos de la superficie de células eucariotas (50 nm). Formada por cadenas de oligosacáridos de glicolípidos y glicoproteínas de membrana. También contiene glicoproteínas que han sido segregadas y luego absorbidas sobre la superficie.
Funciones:
-Protege la superficie celular del daño mecánico y químico.
-Reconocimiento celular: la complejidad de oligosacáridos y el hecho de que se encuentren en la superficie sugiere que son los principales marcadores de identidad que actúan en procesos de reconocimiento:
            -Comunicaciones intercelulares.
            -Funcionamiento del sistema inmunitario.(rechazo, alergias)
            -La capacidad patogénica de agentes infecciosos.(amigdalitis, gastroenteritis...)

Y ésta sería su apariencia

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