Estructura Celular

Las células son entidades vivientes compuestos por una región central nuclear que contiene el material hereditario, rodeado por todos lados por citoplasma, que, rodeado por una membrana de delimitación, contiene todas las estructuras necesarias para los procesos biológicos, tales como la fabricación de proteína y la extracción de energía utilizable a partir de alimentos. Estos eventos pueden tener lugar en compartimentos separados, los orgánulos, que incluyen el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, mitocondrias, cloroplastos y los lisosomas, también hay un citoesqueleto interno.

Células Procariontes y Eucariontes

 

Las células son las subunidades de todos los sistemas vivos, de plantas tanto y animales, y son de dos tipos principales: procariotas y eucariotas. Las células procariotas son relativamente pequeñas y simples, y son los que componen los microrganismos células simples o bacterias.

Esta se encuentra desnuda, sin proteína asociada, generalmente en una configuración circular. Como estas células no poseen distinta unida a la membrana núcleo, que son procariotas. Las células eucariotas, por el contrario, son los constituyentes de todos los organismos multicelulares. Ellos poseen un núcleo bien definido y delimitado por una envoltura nuclear doble. Tales células son mucho más grandes que las células procariotas.

La razón de esta disparidad en el tamaño es en gran parte debido al hecho de que las células procariotas carecen de orgánulos, o compartimentación interna.
Las células eucariotas, por otra parte, tienen amplios compartimentos sub celulares en la forma de diferentes tipos de orgánulos "'

El tipo de célula procariota es suficientemente pequeño para difusión simple solo para permitir el transporte eficiente y el intercambio de materiales dentro de su sustancia, no se requieren compartimentos. Las células contienen un citosol, o en el citoplasma de tierra, que contiene todas las enzimas (catalizadores) y bloques de construcción (metabolitos) para sintetizar los componentes celulares; células procariotas están delimitadas por un plasma (célula) de la membrana, y luego a veces también por un segundo exterior, la membrana celular. También poseen una pared celular externa, que proporciona apoyo y la fuerza para mantener la integridad de la célula durante el estrés ambiental.

El Núcleo y la Información Genética

 

Núcleos eucariotas contienen el material genético, ADN, en forma de cromosomas discretos, los cuales están presentes en números variables, dependiendo de la especie. Todas las células de un individuo dado contienen la misma cantidad de ADN, excepto para las células de la línea germinal. El ADN se asocia con proteínas histonas en forma de nucleosomas, que se ven como cuentas de un collar en el estado desplegado entre las divisiones celulares.

Estos se bobinan y se pliegan, o 'condensados​​', en las estructuras de la división en las células eucariotas que se pueden ver con el microscopio óptico. Este no es el caso en las células procarióticas, donde los DNA están al "desnudo" y no se condensa en las estructuras visibles durante la división celular.

Division Celular: Mitosis and Meiosis

Mitosis

La renovación celular y la muerte celular programada (apoptosis) se producen como eventos normales en sistemas biológicos. El remplazo de células se produce por la división celular.
Todas las células vivas tienen la capacidad de dividirse en dos células hijas idénticas, por un proceso llamado fisión binaria (un proceso mitótico-like) (en células procariotas) o mitosis (en células eucariotas). En la mitosis, los cromosomas nucleares replicar en dos cromátidas hermanas idénticas genéticamente que inicialmente permanecen juntos. El acto de replicación se produce durante la 'S' (síntesis) de fase que acentúa la interfase, el período entre los actos sucesivos de la mitosis. La replicación de los cromosomas es en realidad la replicación de la doble hélice del ADN que se produce en un "tenedor de replicación ', que implica una serie de diferentes enzimas. Después de la replicación en la fase de "S", hay un hueco ("G") antes de la fase de célula entra en la profase, la primera fase de la mitosis. La hermana cromátidas continuación, pasar a la placa de la metafase, de la denominada "cabezal" de los microtúbulos, dividir y separar completamente en dos cromosomas diferentes, que se mueven en direcciones opuestas a dos polos durante la anafase y telofase, las últimas etapas de la mitosis . En las células animales, después de la división del citoplasma en dos, pellizcando juntos (citocinesis), dos células hijas idénticas.

Meiosis

Las células eucariotas línea germinal, que figuran en los órganos sexuales de los animales y las plantas, los testículos (o anteras) y ovario (o óvulo), se someten a intercambio recíproco genético o gen recombinación, durante un proceso llamado meiosis, en el que el sobre cruzamiento cromosómico se produce. Esto tiene lugar cuando las células diploides germinales (con dos juegos de cromosomas) se transforman en células haploides y es una manera de garantizar la variabilidad genética en las células germinales.
La mayoría de los organismos, plantas y animales son diploides. División meiótica se produce cuando las células germinales se están produciendo. Cada célula germinal debe convertirse en haploide al someterse a una "reducción" división.

Ciclos Celulares

Las diferencias en los mecanismos globales nucleares en células procariotas y eucariotas significa que hay diferencias significativas en el ciclo celular de los dos tipos de células, es decir, en el momento y la manera en que se replica su ADN cromosómico y dos nuevas células se forman a partir de la original. El ciclo celular es mucho más prolongado en eucariotas que las células procariotas. El periodo entre divisiones celulares se denomina interfase, y, lejos de ser una etapa de reposo real, es entonces que la actividad sintética de la célula se produce, es decir, la fabricación de ácido ribonucleico (ARN) y proteínas, así como la replicación de la DNA.

La Superficie  Celular y La Membrana Plasmática

La superficie de la célula y la membrana celular (plasma) también difieren entre las células eucariotas y procariotas. Como se mencionó anteriormente, la superficie celular de algunas células procarióticas se cubre con una membrana doble, así como una pared celular externa de
polisacáridos reticulados. Una mucosa 'capa' a menudo también se encuentra alrededor de esta pared exterior. De las células eucariotas, las de las plantas también tienen una pared celular externa, que está compuesto principalmente de fibrillas de celulosa para dar resistencia y rigidez.
La membrana plasmática es una bicapa lipídica en la que se insertan una serie de proteínas. Estos están dispuestos en una variedad de patrones que están relacionados con su función, y
tienen la capacidad de moverse como "icebergs" en el mar bicapa de lípido. La membrana se dice que ambos tienen un 'fluido' carácter. No es posible resolver los detalles de la estructura molecular de una membrana, incluso con el microscopio de electrones de alta potencia, que puede alcanzar una resolución de 1-2 nm. Como subunidades moleculares son demasiado pequeños para ser resueltos como entidades separadas, los modelos de la membrana plasmática se han diseñado a lo largo de los años para intentar explicar su estructura molecular. Con la llegada del microscopio electrónico, J. David Robertson, alrededor de 1960, analizó la ultra estructura de las membranas y propuso un  modelo que llamó la "unidad" modelo de membrana, lo que sugiere que todas las membranas compartieron una estructura única y unificadora. Después de que el desarrollo de una técnica llamada de congelación-fractura, fue posible observar las condiciones en tres dimensiones de las partículas de proteína putativo en "mar de lípidos 'de la bicapa. Estas partículas se denominan partículas intramembranosas. Se cree que se compone principalmente de proteínas y se pueden organizar en una variedad de patrones, lineal o parche como-. Desde "mosaico" de la palabra refleja el hecho de que varios microdominios de membrana
La estructura bicapa de la membrana permite la el movimiento lateral de los lípidos y de las proteínas, pero normalmente no tienen movimiento, es decir, pasar de dentro a fuera o viceversa versa; esto puede ocurrir sólo en raras ocasiones, en el caso de los lípidos con la ayuda de los "flipasa« enzimas.

Membranas internas y compartimentos subcelulares:

Orgánulos

La membrana plasmática de todas las células rodea el citosol o citoplasma y separa cada célula desde el medio externo. La compartimentación interna de las células eucariotas también se ejecuta por membranas, que tienen la misma estructura básica que la bicapa de la membrana plasmática. Estos compartimentos permiten que las funciones vitales de la célula a ocurrir en ambientes especializados, y así son como los órganos en el cuerpo de los organismos.

Uno de los orgánulos celulares más llamativos es el retículo endoplásmico compuesto por numerosas cisternas aplanadas membranosa mintiendo todo el citoplasma, lo que está en continuidad con la envoltura nuclear doble. A menudo salpicada de ribosomas, si es así, se le denomina retículo endoplasmático rugoso (RER), el RER produce proteínas para la exportación. Si ribosomas están ausentes de la cisterna, se denomina retículo endoplasmático liso (SER); SER está implicado en la síntesis de lípidos o esteroides.
Los ribosomas sintetizar las proteínas requeridas para la estructura y función celular mediante el uso de codificación de la información para la estructura de la proteína a partir de las moléculas de ARNm lineales como ADN.
Este ARNm, que emerge desde el núcleo a través de los poros nucleares, no sólo serán diferentes para cada proteína, pero será peculiares para cada individuo, ya que refleja la estructura genética única composición, o ADN, de ese individuo.
El proceso de toma de ARNm a partir de ADN se denomina transcripción y ocurre en el núcleo. El ARN de transferencia también es necesario durante el proceso de síntesis de proteínas, para llevar las subunidades de proteínas, aminoácidos, en una disposición lineal que es codificada por el mRNA. El ARN ribosómico está contenida dentro de los ribosomas, que actúan como la fábrica o en los sitios en los que los componentes requeridos ensamblar juntos para sintetizar la molécula de proteína lineal.

Retículo Endoplasmático (ER)

La proteína entra en la cisterna del ER por un proceso comúnmente conocido como la "hipótesis de señal" en el que una secuencia de señal terminal de la proteína que se sintetiza indica a la célula que la proteína debe ser insertado, a través de un poro a través de la membrana RER, en el ER espacio cisternas allí. La proteína lineal finalmente se pliega, en el interior de la cisterna del ER, en una forma funcional tridimensional que se mantiene, principalmente por las débiles fuerzas secundarias, en la configuración más estable termodinámicamente. Las proteínas también pueden ser sintetizadas para su utilización por la célula, sin entrar en las cisternas del ER en absoluto. Este es siempre el caso en las células procarióticas, que carecen de ER.

Endosomas

 

La inversa de este proceso, la endocitosis, tiene lugar cuando los materiales se introducen en la célula. Materiales exógenos ser rodeada por un área de la membrana plasmática, que les fagocitosis por tenerlos en el citoplasma formando primero un foso alrededor, y entonces en ciernes que fuera internamente. Esto a menudo incluye una membrana proteína llamada clatrina, lo que hace que el pozo inicial parece 'revestido'. Esta "capa" permanece con la membrana internalizada, ahora llamado el endosoma, durante un período de tiempo antes de ser reciclado a la membrana plasmática.

Lisosomas

El endosomas se mueve a la zona de Golgi, donde su contenido puede ser utilizado o degradado por lisosomas. Estos son orgánulos sintetizados por la maduración sáculos Golgi, en una zona refiere a veces como la GERL. Esta región tiene un complejo de enzimas propias de sus actividades, incluidas las enzimas líticas, que se incorporan en los lisosomas de conformación, primarios. Una vez que un lisosoma primario se ha fusionado con un endosoma y su degradado contenido en la medida de lo posible, se convierte en un lisosoma secundario. Los lisosomas han sido llamados "bolsas suicidas" porque su contenido enzimático, que figura dentro de la membrana orgánulos, son capaces de degradar proteínas, lípidos, hidratos de carbono y ácidos nucleicos. Sin embargo, si, como sucede a veces, las enzimas son incapaces de digerir todos los contenidos endosoma, el lisosoma se denomina un cuerpo residual, ya que ahora contiene los restos indigeribles de la endosoma se ingiere.

Las colecciones de pequeñas vesículas encerradas en una membrana, denominada cuerpos multivesiculares, también tienden a congregarse en la zona de Golgi y lisosomas, los cuales pueden ser una forma de endosoma.

Peroxisomas

Los peroxisomas, otro tipo de orgánulo, se pueden encontrar, especialmente en el hígado y riñón; estos parecen bastante similares a los lisosomas, pero que contienen un espectro especial de la oxidasa del ácido enzimas-d-amino, catalasa y peroxidasa.
 Como lisosomas, que están rodeados por una membrana semipermeable, pero poseen una característica interna cristalina que no se encuentra en los lisosomas.

 

Mitocondria

De tamaño comparable, o quizás un poco más grande que los lisosomas, son las mitocondrias. Estos son los orgánulos en cuestión con la respiración. Ellos poseen tanto los componentes de la Krebs (o del ácido tricarboxílico) de ciclo y las bombas de protones y la ATP sintasa, la enzima que convierte la adenosina trifosfato (ATP), la fuente de energía celular.
El ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial rompe aún más la glucosa, la cual ha sido inicialmente parcialmente degradado por la vía glicolítica citoplásmica, en moléculas más pequeñas. Estos unidad de la reducción de ciertas coenzimas que se alimentan en una cadena de transporte de electrones que protones obliga a concentrarse en el espacio entre las membranas mitocondriales interna y externa.
Las mitocondrias tienen dos membranas, que abarca el interior de la cual se lanza en una serie de pliegues llamados crestas.

Cloroplastos

 Los cloroplastos son orgánulos que se encuentran solamente en las células de las plantas. Son la base de la fotosíntesis y son bastante más grandes que las mitocondrias. Ellos también tienen dos membranas externas, así como un tercer conjunto de plegados membranas internas, que constituyen los tilacoides, o apilar, rica en clorofila laminillas. La vía de Calvino, o 'dark' reacción, se produce en el espacio interior o estroma del cloroplasto. Esta es la vía por la que los azúcares se hacen a partir de dióxido de carbono y agua. Al igual que las mitocondrias, orgánulos estos también poseen ADN circular y ribosomas 70S en su espacio del estroma, y se cree que han evolucionado a partir de procariotas simbiontes fotosintéticos.
La "luz" reacción se produce en las membranas tilacoides, mediante el cual fotosistemas I y II de los centros reactivos de clorofila capturar la energía de la luz solar y aprovecharla para la producción de coenzimas reducidas y un gradiente de protones.

Citoesqueleto

Las células mantienen su forma por un complejo de estructuras internas denominadas conjuntamente el citoesqueleto. Este se compone de tres entidades principales, los microtúbulos, los filamentos intermedios y microfilamentos de comunicación. Estos incluyen todos los lineales, como el cable de estructuras, que se componen de los alineamientos de las subunidades o monómeros. Se puede desmontar en monómeros que los forman, en cualquier momento y por lo tanto representan un sistema muy flexible.
Los microtúbulos del huso desmontar después de la división se ha producido, y están
reciclar de nuevo en los microtúbulos citoplásmicos y monómeros de tubulina de interfase. Este proceso se produce sólo en las células eucariotas, como las células procariotas no tienen cromosomas que se condensan, ni poseen un husillo.
Los microtúbulos, como su nombre indica, son pequeños túbulos, parecen estar asociados con "motor" moléculas como dineína, kinesin o miosina, que faculta al transporte de, por ejemplo, las vesículas a lo largo de los microtúbulos del proceso axonal.
Del mismo modo, los microfilamentos están construidos de subunidades de actina globular, llamado G-actina, que están unidos a polímeros llamados filamentosos, o F-actina.
Esta es la forma funcional que constituye los microfilamentos.

También están implicados en la motilidad celular y, en las fibras musculares, constituyen un importante subcomponente, actina, que se encuentra al lado de la miosina, la molécula de motor. En estriado o esquelético, el músculo, así como el músculo cardiaco, se trata de una muy ordenada, de empaquetamiento compacto matriz de las dos moléculas; este embalaje es menos regular en el músculo liso.

Multicelularidad

Las células procariotas son siempre unicelulares, pero las células eucariotas son las subunidades de todos los organismos multicelulares - plantas y animales. Estas células son capaces de formar sistemas multicelulares debido a su capacidad de ser diferenciada o especializada. Esto es posible debido a su compartimentación en organelas. Las células se especializan para diferentes tareas en función de la disposición de sus compartimentos internos.
El estado diferenciado requiere una reorganización o redistribución de algunos de los orgánulos más importantes, que serán diferentes para cada tipo de célula especializada. Las células musculares requieren mucha energía, lo han hecho muchas ATP de generación de las mitocondrias, mientras que las células secretoras, tales como el páncreas, tienen amplios cuerpos de Golgi, para ayudar a producir los productos de secreción necesarios. Esta división del trabajo significa que ciertos órganos, constituidos por un cierto tipo de célula especializada, pueden ser programado especialmente para una función particular. El cerebro sirve como un buen ejemplo, ya que es una colección de neuronas altamente diferenciadas o células nerviosas (rodeada por las células gliales de apoyo), que sintetizan y señales de cambio químicas que permiten el funcionamiento nervioso, tales como la capacidad de los animales para responder a su entorno.

Comunicación intercelular :

 Comunicación and Adhesión

Las células en un organismo multicelular están unidos entre sí dentro de los órganos por una variedad de diferentes uniones intercelulares.
Estos incluyen: (1) adherentes (adherens junctions), tales como los desmosomas, uniones intermedio y uniones tabicadas (único para los tejidos de invertebrados), (2) las uniones de oclusión, tales como las uniones estrechas, y (3) la comunicación uniones, tales como las uniones de hendidura, que las células pareja juntos. Estas son todas las variaciones sobre un tema de modificación de membrana plasmática y sirven para mantener la integridad de los tejidos mediante la celebración de las células adyacentes.
Desmosomas se asocian con filamentos intermedios subyacentes, y las uniones intermedias y apretado con microfilamentos de actina.
Septado uniones, que se caracteriza por una escalera de tipo septa ambos lados de la hendidura intercelular, parecen tener asociaciones con ambos actina y microtúbulos.
Las células de plantas, que poseen gruesas paredes de las células de celulosa, sólo puede intercambiar información a través de los plasmodesmos, que discurren entre el citoplasma de las células adyacentes. Estos son pequeños pasadizos citoplásmicos a través de las paredes de celulosa que llevan una hebra minutos de ER de una célula a la siguiente, a través de la cual las moléculas pueden moverse.

Diferenciación  

Todos los individuos surgen nuevas a partir de huevos fecundados o cigotos, que a su vez se dividen en varias ocasiones a partir de entonces para producir embriones, entonces los adultos. El citoplasma de la célula huevo contiene un sistema organizado de los determinantes que asignan a las diferentes células de las vías de desarrollo. Estas diferencias citoplásmicas requieren la expresión de genes nucleares cigoto.
Esta activación selectiva y la expresión de genes específicos conducen a la célula y la diferenciación de tejidos. Los detalles del patrón embrionario se rellenan por mecanismos que las células ordenar en vías particulares de la diferenciación por su posición relativa en el organismo en desarrollo.

Comunicación

El organismo en desarrollo multicelular se divide en grupos de células que cooperan como tejidos. Estos selectivamente debe adherirse unas a otras para permanecer como órganos, y sus células componentes también deben ser capaces de comunicarse entre sí si la división del trabajo se va a producir con eficacia.
Esto lo hacen por una serie de dispositivos, de los cuales uno de los más importantes es el sistema nervioso, donde las señales se envían por neurotransmisores químicos de una neurona a otras células. Hormonas, proteínas o esteroides, también tienen profundos efectos químicos en los procesos de desarrollo, incluyendo la adquisición de las características sexuales secundarias, mediante la activación de diferentes genes en theDNA.Circulating hormonas también pueden desencadenar vías de señalización secundarias.
Hormonas locales desempeñan papeles importantes en la actividad celular adyacente, como otros productos químicos puede que operan por quimiotaxis o mediante atrayentes químicos.

La interacción de señales químicas entre las células de los órganos mismos o diferentes produce una orquestación de la actividad celular que resulta en un organismo con éxito, funcional. El organismo sano, por lo tanto, depende del buen funcionamiento de las células que componen sus órganos.