La Célula (página 2)

1. El retículo endoplasmático (RE) es un conjunto de cavidades anastomosadas. Ocupa toda la célula, a excepción del exoplasma (parte más periférica del citoplasma).

   El RE puede ser rugoso, también llamado granular (RER), si los ribosomas se adhieren a la cara externa de su membrana, y liso (REL) si está desprovisto de ribosomas.

   El retículo endoplasmático rugoso permite la síntesis de las proteínas. Los ribosomas adheridos a él leen las moléculas de ARNm y, en función de la información descifrada, sintetizan proteínas destinadas a la exportación en vesículas de secreción, así como la mayor parte de las proteínas de membrana. Los ribosomas libres traducen el ARNm en proteínas destinadas al citoplasma o a los distintos orgánulos (lisosomas, peroxisomas, mitocondrias, etc.).

   El RE también esta implicado en la síntesis de lípidos gracias a los citocromo P-450, que son enzimas presentes en sus membranas y catalizan las reacciones de hidroxilación que se producen en el transcurso de la síntesis de las hormonas esteroideas.

2. Retículo Endoplasmático:

   El citoesqueleto es una unidad constituida por le conjunto de microtúbulos (MT), microfilametos de actina (MF) y filamentos intermedios (FI). Interviene en le mantenimientote la morfología celular, el transporte intracelular, la movilidad celular, la mitosis y la meiosis.

   Los MT, aislados o agrupados en fascículos, dispersos o localizados, recorren el citoplasma y convergen hacia el centrosoma. Son polímeros que se forman a partir de dímeros de moléculas de tubulina α – β.

   Los MF del citoesqueleto son polímeros inestables de actina globular (globulina G).

   Los FI son polímeros estables: agrupan filamentos de citoqueratinas, de vicentinas, de desmina, etc.

   El citoesqueleto posee tres proteínas mecanoquímicas, la miosina la dineína y la cinesina, que convierten energía química en energía mecánica que desplaza los distintos componentes celulares.

3. Citoesqueleto:
4. Citosol:

El citosol es una solución acuosa (85% de agua) de pH 7, homogénea, transparente, que no contiene estructuras visibles al microscopio óptico al microscopio electrónico. A veces se denomina histoplasma (plasma transparente). El citosol es el sobrenadante obtenido después de varias fases de centrigugación, que han eliminado el material particulado.

En el citosol se producen numerosas reacciones catalizadas por enzimas solubles.

En él se desarrollan los procesos siguientes:

• Degradación (catabolismo) de moléculas proteicas, lipídicas y glucídicas.
• Síntesis (anabolismo) de moléculas orgánicas (proteínas, glúcidos, lípidos, nucleótidos y algunos aminoácidos raros).

El citosol proporciona los cofactores y las enzimas necesarias para la síntesis de proteínas que se llevan a cabo en el RE y los ribosomas libres. Además, produce nucléotidos, las enzimas necesarias para el catabolismo de los ácidos nucleicos, precursores de glúcidos, lípidos y proteínas, así como moléculas extrínsecas de la cara interna de la membrana plasmática y proteínas para la exportación, etc.

2. CÉLULAS PROCARIOTAS:

Etimológicamente, procariota (o protocariota) significa"con núcleo primitivo". De hecho, el ADN de las células procariotas tiene forma de bucle cerrado y nunca esta separado del citoplasma por una membrana. Los procariotas son seres unicelulares, o bien, aunque más raramente, seres pluricelulares (p. ej., la oscillaria).[10]

Las células procariotas difieren de las eucariotas en:

• La presencia de una pared constituida por peptidoglucanos.
• Su tamaño (de 1 a 10 um).
• Su molécula de ADN libre y circular, siempre en contacto con el citosol, que esta desprovista de nucleosoma; sin embargo, este ADN está asociado a una histona denominada HU, que cumple varias funciones y, en particular, la de reparar el ADN.[11]
• La ausencia de mitocondrias (la cadena respiratoria se localiza en la membrana plasmática de la bacteria) y de cualquier otro orgánulo limitado por membrana (Golgi, RE, lisosomas, peroxisomas, etc.).
• La ausencia de mitosis y de meiosis (los procariotas se reproducen por bipartición binaria).
• Los ribosomas, que se parecen a los de mitocondrias y cloroplastos, y no a los del citoplasma de las células eucariotas y para cuya síntesis no es la presencia del nucléolo.

1. Características de las células bacterianas:

• Arqueobacterias y eubacterias:

Las bacterias, las formas vivas actuales más antiguas, se clasifican en arqueobacterias y eubacterias. Las arqueobacterias se distinguen por la organización de su pared, la existencia de ácidos grasos ramificados en la membrana plasmática y la presencia de nucleótidos particulares como la N1-metilinosina, encontrada específicamente en los ARNt. Estas bacterias difieren también en la forma de los ribosomas y en la constitución de la ARN polimerasa. Además, el análisis filogenético de la secuencia de ARNr 16S de las arqueobacterias las designa como un reino aparte.

Las eubacterias constituyen una población heterogénea que comprenden de micoplasmas (parásitos de células animales y vegetales), las bacterias fotosintéticas, es decir utilizan la energía luminosa, para sintetizar sus propios constituyentes.

Caracteres generales:

El tamaño de las bacterias esta comprendido, generalmente, entre 1 y 10 um (existen excepciones: las cristispiras, tiene una longitud 30um, el diámetro de las ricketsias, apenas más grandes que los virus, más voluminosos, es de 0.3 um).

Las bacterias están constituidas por un citoplasma homogéneo o granuloso limitado por una membrana plasmática, la cual encierra:

Ribosomas, agrupados de forma similar a las cuentas de un collar (polirribosomas).

Uno o varios nucleoides, equivalentes nucleares que al microscopio óptico presentan formas variables – de bastoncillo, de V, de pesa -. La microscopia electrónica demuestra que los nucleoides no están limitados por una envoltura nuclear. Se diferencian fácilmente del citoplasma por su menor densidad al haz de electrones y, sobre todo, por su estructura fibrilar. Están llenos de un entramado de filamentos (de 3 a 8 nm de diámetro), el cual está formado por un único filamento de ADN replegado sobre sí mismo, que describe un bucle cerrado (ADN circular) cuya longitud total es de aproximadamente 1mm. Este filamento de ADN que contiene la bacteria corresponde a un cromosoma. Es necesario destacar que, a veces el cromosoma bacteriano puede ser lineal (p. ej., en los Streptomyces).[12]Esta molécula de ADN se baña en el citoplasma, y está ligada a la membrana plasmática por un complejo enzimático que permite su duplicación o en el caso de las bacterias aerobias, a un mesosoma. ´

La célula bacteriana esta rodeada por una pared de 8 a 30 um de espesor, cuya complejidad varía con el tipo de bacteria. Esta pared es análoga a la que rodea las células vegetales, pero difiere de esta última en su naturaleza química.

Caracteres distintivos:

Las bacterias pueden poseer:

Una cápsula de naturaleza polisacárida, amorfa que puede rodear numerosas bacterias a la vez. A menudo es bastante delgada, 0.2um; en algunas especies sin embargo, es muy gruesa la célula es una especie de moco (zooglia).

Inclusiones (de glucógeno, lípidos, azufre, etc.) que consisten en acúmulos de reserva de dichas sustancias.

Cromatóforos, que son lamelas membranosas portadoras de pigmentos clorofílicos.

Mesosomas (en las bacterias aerobias), que son complejos membranosos que, para ciertos autores, tendrían el valor funcional de las mitocondrias. Se trata de invaginaciones más o menos complejas de la membrana plasmática que a veces penetran profundamente en le citoplasma bacteriano y a las que se adhiere el ADN circular (nucleoide).

Pili, que son expansiones cortas y rígidas que se adhieren a la membrana plasmática.

Uno o varios flagelos, que son expansiones motoras del citoplasma.

• Micoplasmas:

Los micoplasmas son bacterias enanas, con un diámetro de 400nm y no visibles al microscopio óptico. Los micoplasmas, también llamados pleuropneumoniae-like organism (PPLO) son bacterias patógenas del aparato respiratorio humano. Estas células que aproximadamente contienen 750 proteínas diferentes, son las más simples de las conocidas actualmente.

Están rodeadas por una reducida pared externa, flexible (situada por la parte exterior de la membrana externa) que confiere a estas células una forma aleatoria. El citoplasma incluye una molécula de ADN circular, y contiene ribosomas y un aparato enzimático importante.

• Espiroquetas:

Las espiroquetas son bacterias alargadas, helicoidales, en las cuales el citoplasma ocupa el eje de la célula. El ADN tiene una forma circular y estas en contacto directo con el citosol. Las microfibrillas, constituidas por una proteína contráctil, redisponen alrededor del eje citoplasmático.[13]

Las espiroquetas son parásitos del hombre y como tales responsables de enfermedades consideradas graves cuando no había ningún tratamiento eficaz (sífilis, espiroquetosis icterohemorrágica).

1. El caso particular de las cianofíceas

En virtud de sus afinidades, cianofíceas y bacterias pertenecen al subreino de las ezquizofitas. Las cianofíceas son seres que viven colonias. Tienen forma de filamento, el cual esta formado por una hilera de células y rodeado por una sustancia mucilaginosa rica en ácidos murámico y diaminopimélico. Su pared es muy parecida a la de las bacterias Gram -. Poseen un citoplasma central ocupado por numerosos ribosomas y por ADN circular que no esta separado del citoplasma por ninguna membrana.[14] La zona periférica de la célula está ocupada por el aparato clorofílico, que se compone de lamelas membranosas de 15nm de diámetro, análogas a los tilacoides de los cloroplastos pero no tabicadas. Estas membranas están asociadas a un pigmento sensible a la luz, la ficocianina, que capacitan a las células para llevar una vida autótrofa. Las lamelas membranosas y la ficocianina intervienen en la síntesis y acumulación de energía.

CAPÍTULO II

VIRUS

Los virus presentan pocas propiedades de la vida y no pueden ser clasificados en ninguno de los cinco reinos que agrupan a los seres vivos. No están formados por células, no pueden desplazarse y no pueden realizar actividades metabólicas en forma independiente. A diferencia de los demás organismos presentan o DNA o RNA, pero nunca los dos simultáneamente. Además carecen de ribosomas y de las enzimas necesarias para la síntesis de proteínas. Los virus se reproducen sólo dentro de otras células vivas a las que infectan.

Se los agrupa según cuatro criterios principales:

• Tamaño
• Forma
• Presencia o ausencia de envoltura externa y
• Tipo de ácido nucleico que poseen (DNA o RNA)

También pueden ser agrupados teniendo en cuenta el tipo de enfermedad que causan o el modo de transmisión.

Un virus es una partícula infecciosa que presenta un ácido nucleico rodeado por una cubierta proteica llamada cápside. Algunos virus presentan una cubierta membranosa externa denominada envoltura externa.

El genoma viral está contenido en el ácido nucleico ya sea DNA o RNA y posee de 5 a varios cientos de genes. Todos los virus, excepto el de la viruela que es más grande, tienen un diámetro menor de 0.25 μm y pueden ser observados sólo con microscopio electrónico. La forma de un virus está determinada por la organización de las subunidades proteicas que forman la cápside.

La cápside puede ser:

• Helicoidal: como por ejemplo el virus del mosaico del tabaco. Las proteínas de la cápside se ensamblan en una hélice que forma un cilindro hueco que encierra al ácido nucleico. En este caso los virus se observan como largos hilos o barras.
• Poliédrica: las proteínas forman placas triangulares que se disponen en un poliedro. El virus tiene una forma casi esférica. Algunos virus poliédricos, como por ejemplo el virus de la atrofia arbustiva vegetal, carecen de envoltura externa. Otros pueden presentar, como el virus de la influenza, envoltura membranosa y glucoproteínas, o picos proteicos, como los adenovirus.

1. Se los llama simplemente "fagos". Son virus que infectan bacterias. Su forma más común consiste en una larga cadena de ácido nucleico enrollada dentro de una cápside poliédrica. Muchos de ellos presentan una cola y fibras que se extienden desde la cola con las que se fijan a la célula huésped. La mayoría de los fagos tienen DNA como material genético. Los fagos que infectan a cada cepa o especie de bacteria son específicos. Se cultivan con facilidad en el laboratorio y la mayor parte de los conocimientos sobre virus provienen del estudio de los bacteriófagos.

   Existen bacteriófagos virulentos o líticos que destruyen o lisan la célula huésped y bacteriófagos templados o lisogénicos que no matan la célula durante su ciclo.

   2. Infección lítica: cuando un virus lítico infecta una célula huésped susceptible, usa la maquinaria metabólica de la célula huésped para duplicar el ácido nucleico viral y producir sus proteínas. La infección de un bacteriófago lítico ocurre en las siguientes etapas:
2. BACTERIÓFAGOS:

• Fijación: el fago se une a sitios receptores específicos en la pared celular de la bacteria huésped.
• Penetración: la cola del fago se contrae, perfora la pared celular de la bacteria e inyecta el ácido nucleico a través de la membrana plasmática. La cápside permanece en el exterior.
• Duplicación: el DNA de la bacteria es degradado y se replica el DNA del fago, utilizando ribosomas, energía y enzimas de la célula huésped. El genoma del fago contiene toda la información para formar nuevos fagos.
• Ensamblaje: los componentes virales recién sintetizados se ensamblan y forman nuevos bacteriófagos.
• Liberación: la pared de la bacteria es degradada por una enzima producida por el fago, la célula se rompe y quedan en libertad alrededor de 100 bacteriófagos que pueden infectar otras células.

Un ciclo lítico completo, desde la fijación hasta la liberación dura aproximadamente 30 minutos.

2. Infección lisogénica: A diferencia de los virus líticos que lisan (rompen) la célula huésped, los virus templados o lisogénicos no siempre destruyen a sus huéspedes. Se produce la fijación y la penetración del DNA, el cual se integra al DNA del huésped y cuando éste se duplica, se duplica el genoma viral. Los genes virales pueden permanecer reprimidos cierto tiempo. La célula bacteriana infectada, denominada lisógena, puede realizar sus funciones normalmente o en algunos casos exhibir nuevas propiedades, lo que se denomina conversión lisogénica. En determinadas condiciones, estos fagos pueden entrar en fase lítica y destruir a la célula huésped.

1. VIRUS QUE INFECTAN ANIMALES:

Cientos de virus infectan al ser humano y a otros animales. [15] Los sitios receptores en las células huésped varían según la especie y el tipo de tejido, por lo tanto existen virus que infectan a una determinada especie o tejido. Los virus penetran en las células animales de dos maneras:

• Los virus que no presentan envoltura se unen a un sitio receptor en la membrana plasmática de la célula, la membrana se invagina, forma una vesícula rodeada por membrana que contiene al virus y de esta manera el virus es ingresado al citoplasma. Este proceso se denomina endocitosis adsortiva.
• Los virus envueltos ingresan a la célula por fusión de la envoltura viral con la membrana plasmática. Esto permite que tanto la cápside como el material genético ingresen al citoplasma.

Una vez en el interior de la célula huésped los virus se duplican y producen nuevas partículas virales y se inhibe la duplicación de DNA y la síntesis de proteínas del huésped. Luego, se sintetizan las proteínas estructurales del virus y se ensamblan las nuevas partículas virales. Los virus que carecen de envoltura rompen la membrana plasmática y son liberados. Los virus envueltos adquieren su envoltura al atravesar la membrana plasmática de la célula huésped, son liberados lentamente y no destruyen a la célula. Las proteínas virales sintetizadas en el interior de la célula huésped pueden afectarla de diversas maneras: alterando la permeabilidad de la membrana plasmática, inhibiendo la síntesis de proteínas, debido al gran número de partículas virales presentes (hasta 100.000). Entre las enfermedades causadas por virus se encuentran: moquillo, leucemia felina, varicela, herpes, paperas, rubéola, rabia, sarampión, hepatitis y SIDA. También se sabe que tanto virus con DNA como con RNA son causantes de algunos tipos de cáncer

1. VIRUS QUE INFECTAN PLANTAS :

Muchos tipos de virus vegetales contienen RNA, el cual actúa como RNA mensajero. Las enfermedades virales de las plantas son dispersadas por insectos, a través de semillas infectadas o por propagación asexual. Una vez en la planta los virus se diseminan por todo el cuerpo a través de los plasmodesmos, que son conexiones citoplasmáticas que penetran las paredes celulares de células adyacentes. [16]

CAPÍTULO III

CICLO CELULAR

De acuerdo a la teoría celular establecida por el biólogo alemán Rudolf Virchoff en el siglo XIX, "las células sólo provienen de células". Las células existentes se dividen a través de una serie ordenada de pasos denominados ciclo celular; en el la célula aumenta su tamaño, el número de componentes intracelulares (proteínas y organelos), duplica su material genético y finalmente se divide.

1. El ciclo celular se divide en dos fases:

   1. Interfase, que consta de: [17]
2. FASES DEL CICLO CELULAR:

• Fase de síntesis (S): En esta etapa la célula duplica su material genético para pasarle una copia completa del genoma a cada una de sus células hijas.
• Fase G1 y G2 (intervalo): Entre la fase S y M de cada ciclo hay dos fases denominadas intervalo en las cuales la célula esta muy activa metabolicamente, lo cual le permite incrementar su tamaño (aumentando el número de proteínas y organelos), de lo contrario las células se harían más pequeñas con cada división.

1. Fase M, que consta de:

Mitosis (M): En esta fase se reparte a las células hijas el material genético duplicado, a través de la segregación de los cromosomas. La fase M, para su estudio se divide en: [18]

• Profase: En esta etapa los cromosomas (constituidos de dos cromátidas hermanas) se condensan en el núcleo, mientras en el citoplasma se comienza a ensamblar el huso mitótico entre los centrosomas.
• Metafase: Comienza con el rompimiento de la membrana nuclear, de esta manera los cromosomas se pueden unir al huso mitótico (mediante los cinetocoros). Una vez unidos los cromosomas estos se alinean en el ecuador de la célula.
• Anafase: Se produce la separación de las cromátidas hermanas, las cuales dan lugar a dos cromosomas hijos, los cuales migran hacia polos opuestos de la célula.
• Telofase: Aquí ambos juegos de cromosomas llegan a los polos de la célula y adoptan una estructura menos densa, posteriormente se forma nuevamente la envoltura nuclear. Al finalizar esta fase, la división del citoplasma y sus contenidos comienza con la formación de un anillo contráctil.
• Citocinesis: Finalmente se divide la célula mediante el anillo contráctil de actina y miosina, produciendo dos células hijas cada una con un juego completo de cromosomas.

Cuando ya no se requieren más células, estas entran en un estado denominado G0, en el cual abandonan el ciclo celular y entran en un periodo de latencia, lo cual no significa que entren en reposo ya que éstas células presentan un metabolismo activo, pues si estas células reciben el estímulo adecuado abandonan el estado G0 y entran al G1. Algunas poblaciones celulares altamente especializadas como las fibras musculares o neuronas al entrar en estado G0 abandonan indefinidamente el ciclo celular.

Conclusiones

• La célula es la unidad más pequeña capaz de manifestar las propiedades del ser vivo.
• En las células eucariotas, el ADN está separado del citoplasma por una envoltura que delimita el núcleo y poseen además del núcleo, varios orgánulos característicos y específicos: retículo endoplasmático (RE), aparato del Golgi, mitocondrias, cloroplastos (en las células vegetales), endosomas, lisosomas, peroxisomas, citoesqueleto y centrosoma.
• El ADN de las células procariotas tiene forma de bucle cerrado y nunca esta separado del citoplasma por una membrana.
• Las células procariotas difieren de las eucariotas en: La presencia de una pared constituida por peptidoglucanos, la ausencia de mitosis y de meiosis (los procariotas se reproducen por bipartición binaria), su tamaño (de 1 a 10 um). Y su molécula de ADN libre y circular, siempre en contacto con el citosol, que esta desprovista de nucleosoma.
• Los virus presentan pocas propiedades de la vida y no pueden ser clasificados en ninguno de los cinco reinos que agrupan a los seres vivos y no están formados por células, no pueden desplazarse y no pueden realizar actividades metabólicas en forma independiente.
• Se agrupan según cuatro criterios principales: Tamaño, Forma, Presencia o ausencia de envoltura externa y Tipo de ácido nucleico que poseen (DNA o RNA).
• Infección lítica; cuando un virus lítico infecta una célula huésped susceptible, usa la maquinaria metabólica de la célula huésped para duplicar el ácido nucleico viral y producir sus proteínas.
• Infección lisogénica; A diferencia de los virus líticos que lisan (rompen) la célula huésped, los virus templados o lisogénicos no siempre destruyen a sus huéspedes.
• El ciclo celular se divide en: Interfase, que consta de Fase de síntesis (S) y Fase G1 y G2 (intervalo) y Fase M, que consta de Mitosis (M) y para su estudio se divide en, (Profase, Metafase, Anafase, Telofase, Citocinesis).

Bibliografía

1.- KARP, Gerald. "Biología Celular y Molecular", México. Edit. Mc Graw Hill. 1999

2. – ROBERTIS, Eduardo. "Biología Celular y Molecular", Argentina Edit. El Ateneo. 1998

3. – CAMPBELL N. A. "Biology", Fourth Edition, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. 1996.

4.- CURTIS H. Y BARNES N. S. "Biología", Quinta Edición, Editorial Médica Panamericana, 1993.

5. – DEPARTMENT OF HEALTH AND HUMAN SERVICES. "Inside the cell", National Institute of General Medical Sciences, Revised September 2005, NIH Publication No. 05-1051

6.- NÚÑEZ VIDALES R. y ESCALONA MUGICA J.R. "Ciclo Celular", Universidad Nacional Autónoma de México,Departamento de Embriología,2003.

7.-GINÉS MORATA, Apoptosis, "Señalización Celular y Transformaciones Tumorales en Drosophila", Centro de Biología Molecular "Severo Ochoa", CSIC-UAM, Madrid, 2000.

8.-

9. – http://www.NewEngland Journal Research & Review Articles on Diseases & Clinical Practice.htm

10.-https://hin- sweb.who. int/

Dedicatoria :

A mis padres, por su infinito amor y apoyo incondicional en todo momento, para lograr las metas que me propongo.

Agradecimiento

A los avances de la Tecnología por brindarme la información necesaria en la realización del presente trabajo.

Cordialmente

El autor

Alumno:

Gianfranco Massa Villar

METODOLOGÍA DEL TRABAJO UNIVERSITARIO

UNIVERSIDAD INCA GARCILAZO DE LA VEGA

FACULTAD DE ESTOMATOLOGÍA

Lima, 17 de Octubre de 2007