1) Principios de la Teoría Celular y Diferencias entre Células Procariotas y Eucariotas

La teoría celular se basa en tres principios fundamentales:

• Schleiden y Schwann: Todos los seres vivos están formados por células, y la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.
• Remak y Virchow: Toda célula se origina a partir de otra preexistente por división.

Diferencias entre Célula Procariota y Eucariota

Célula Procariota

• ADN: Circular bicatenario sin histonas, situado en el citoplasma en una zona denominada nucleoide.
• ARNm: Policistrónico sin intrones ni exones.
• Envoltura nuclear: No existe envoltura nuclear que aísle el ADN celular del resto de estructuras celulares.
• Plásmidos: Pueden poseer cadenas de ADN independientes denominadas plásmidos.
• Orgánulos: No posee orgánulos membranosos, pero sí ribosomas 70S.
• Pared celular: Pared celular (pared bacteriana) de peptidoglucano.
• División celular: Fisión binaria.
• Tamaño: Pequeño tamaño.
• Organización: Siempre unicelulares.
• Ejemplos: Bacterias, algas verde-azules (cianobacterias) y arqueas.

Célula Eucariota

• ADN: Lineal bicatenario con histonas que forman nucleosomas y cromatina.
• Núcleo: ADN aislado del resto de estructuras celulares por una membrana nuclear (núcleo).
• ARNm: Monocistrónico con intrones y exones.
• Orgánulos: Posee orgánulos membranosos y no membranosos. Ribosomas 80S.
• Pared celular: Solo en células vegetales (de celulosa) y en hongos (de quitina).
• División celular: Mitosis o meiosis. La cromatina forma los cromosomas.
• Tamaño: Gran tamaño.
• Organización: Pueden ser unicelulares o pluricelulares.
• Ejemplos: Animales, plantas, hongos, protoctistas.

2) Estructura y Función de las Membranas Celulares

Para explicar la estructura de las membranas se emplea el modelo de mosaico fluido, que también explica su funcionamiento. Según este modelo, las membranas son asimétricas, lo que significa que su composición química es diferente en la capa externa y en la interna.

Los lípidos de las membranas, como los fosfolípidos, aportan fluidez a la membrana. La longitud de las cadenas y el número de insaturaciones de los ácidos grasos de los fosfolípidos más comunes influyen en esta fluidez. Cuanto más cortos y más insaturados son los lípidos de la membrana, más fluida es. Esto se debe a que las cadenas largas muestran una mayor asociación entre sí. Cuando las cadenas son más cortas, se reduce esa interacción. El grado de saturación también afecta. Las membranas con pocos lípidos poco insaturados son muy rígidas, ya que las cadenas interaccionan fuertemente entre ellas. Las dobles ligaduras rebajan el empaquetamiento de los lípidos.

Las proteínas de las membranas se dividen en dos grupos, dependiendo de su relación con la bicapa lipídica:

• Proteínas integrales: Inmersas en la bicapa lipídica, difíciles de extraer. Se dividen en intrínsecas y transmembrana.
• Proteínas periféricas o extrínsecas: Se unen a la superficie de la membrana, bien por uniones covalentes con lípidos o con proteínas integrales. Fáciles de extraer.

3) Tipos de Transporte Celular

Difusión Simple y Facilitada

Ambas forman parte del transporte pasivo de pequeñas moléculas de baja masa molecular. La difusión simple ocurre cuando la sustancia atraviesa la bicapa lipídica (gases apolares y pequeñas moléculas polares sin carga, como agua y etanol). La difusión facilitada requiere proteínas de membrana que permiten el paso de sustancias: proteínas de canal o porinas (iones y agua) y transportadoras o permeasas (azúcares, aminoácidos y nucleótidos).

Transporte Activo y Pasivo

• Transporte activo: Se realiza en contra del gradiente electroquímico y requiere un gasto energético, además de que las proteínas son enzimas de la membrana (ATPasa).
• Transporte pasivo: Se produce de forma espontánea a favor del gradiente y no consume energía. A mayor diferencia de concentraciones (mayor diferencia de gradiente) entre ambos lados de la bicapa, mayor velocidad de transporte (aminoácidos, nucleótidos).

Porinas y Permeasas

Las porinas son las proteínas de canal (iones o agua), y las permeasas son las proteínas transportadoras (azúcares, aminoácidos, nucleótidos) dentro de la difusión facilitada.

Pinocitosis y Fagocitosis

• Pinocitosis: Las sustancias o partículas entran en la célula por invaginaciones de la membrana, originándose una vesícula revestida de clatrina que encierra el material ingerido (virus).
• Fagocitosis: Prolongaciones de la membrana (pseudópodos) que terminan por envolver los fragmentos de la célula, formando una vesícula de fagocitosis (fragmento celular).

4) Uniones Celulares en Tejidos Animales

Las uniones oclusivas son típicas de los tejidos animales y sirven para unir las membranas de dos células mediante interacciones de proteínas de membrana. Hay dos tipos:

• Adherens: Sujetan las dos células.
• Ocludens: Forman una barrera impermeable, típicas de tejidos epiteliales.

Existen otros dos tipos de uniones:

• Uniones GAP: Permiten el paso de sustancias entre dos células (en las fibras musculares del corazón).
• Desmosomas: Complejos de unión que permiten resistencia a la tracción mecánica, formados por una placa proteica y unidos al citoesqueleto (epiteliales).

No se encuentran estas uniones en tejidos vegetales, ya que los vegetales tienen paredes con plasmodesmos, que son uniones tipo gap aunque sin proteínas especializadas, que comunican a las células formando canales en dichas paredes.

5) Citoesqueleto

El citoesqueleto es el conjunto de filamentos proteicos que forman el armazón que sustenta a todas las estructuras y orgánulos celulares, da forma a la célula y permite y controla la división celular y el movimiento. Los filamentos proteicos crecen por un extremo y se destruyen por el otro, recibiendo el nombre de polaridad.

Grupos de proteínas del citoesqueleto:

• Vimentina: Filamentos intermedios.
• Tubulina: Microtúbulos.
• Actina: Microfilamentos.
• Queratina y Neurofilamentos: Filamentos intermedios.