Fundamentos de Biología Celular: Orgánulos, Núcleo y División Celular

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Orgánulos Membranosos

RE Liso

Es exclusivo de células animales y vegetales. Está formado por túbulos conectados entre sí, de superficie lisa y conectados con el RER.

Funciones:

  • Síntesis de lípidos y derivados.
  • Interviene en procesos de detoxificación.
  • Regula la concentración de Ca2+ en el citosol.
  • Interviene en el metabolismo de los minerales y en la producción de pigmentos.
  • Liberación de glucosa a partir del glucógeno.

RE Rugoso (RER)

Aparece en todas las células, excepto en glóbulos rojos y espermatozoides. Está formado por una red de sacos aplanados en comunicación con la membrana nuclear externa y lleva ribosomas.

Funciones:

  • Síntesis y distribución de proteínas: Las proteínas pueden ser retenidas en el R.E. o transportadas al Aparato de Golgi.
  • Glucosilación: Antes de ser transportadas, deben ser glicosiladas (incorporación de hidratos de carbono). Se produce en el lumen del R.E.

Aparato de Golgi

Presente en células vegetales y animales. Es un conjunto de cisternas lisas rodeadas de membrana. Alrededor existen vesículas apiladas unas sobre otras sin tocarse. Tiene dos caras:

  • Cara Cis: Orientada hacia el núcleo, incorpora sustancias del R.E. y presenta vesículas de transición.
  • Cara Trans: Orientada hacia la membrana plasmática, donde se segregan vesículas de secreción.

Funciones:

  1. Transporte y secreción de proteínas y lípidos.
  2. Maduración de proteínas.
  3. Regeneración de la membrana plasmática.
  4. Finalización de la glicosilación de proteínas y lípidos.
  5. Formación de los lisosomas primarios.
  6. Formación del fragmoplasto en células vegetales.

Lisosomas

Se encuentran en células animales (excepto glóbulos rojos). Son pequeñas vesículas esféricas rodeadas de una membrana simple, formadas a partir del RER y empaquetadas en el Aparato de Golgi. Contienen enzimas activas a pH ácido que catalizan reacciones de hidrólisis.

Función: Digestión celular.

Peroxisoma

Se encuentra en células animales. Son pequeñas vesículas que contienen enzimas oxidativas.

Función: Detoxificación. Contiene dos enzimas clave:

  • Oxidasa: Genera H2O2.
  • Catalasa: Elimina el H2O2, tóxico para la célula.

Vacuolas

Presentes en células vegetales y animales. Son orgánulos rodeados de una membrana simple. En células vegetales, su tamaño y función varían.

Función: Almacenamiento de agua, sales minerales y sustancias de reserva.

La Célula Eucariota

2. Estructura y composición

2.1. Núcleo interfásico

A. Envoltura nuclear
  • Es una doble membrana (interna y externa) separada por un espacio perinuclear.
  • Están perforadas por poros nucleares.
  • La membrana externa está conectada con el R.E. rugoso y tapizada de ribosomas.
  • Existen proteínas como exportinas e importinas para el transporte. La membrana interna está cubierta por la lámina nuclear (red de fibras proteicas) que regula el crecimiento y ancla la cromatina.
  • Los poros nucleares son canales dinámicos que regulan el intercambio de ARN y proteínas.
B. Nucleoplasma

Medio interno, solución coloidal similar al hialoplasma. Contiene enzimas para la síntesis de ARN y replicación del ADN. Alberga el nucléolo y la cromatina.

C. Nucléolo

Estructura esférica no membranosa. Presenta dos zonas: fibrilar (central, contiene ADN) y granular (rodea a la fibrilar, contiene ARN y proteínas).

Función: Síntesis de ribosomas.

D. Cromatina

Filamentos de ADN asociados a proteínas: histonas (básicas: H2A, H2B, H3, H4 y H1) y no histonas.

2. Núcleo mitótico

Cuando la célula se divide, la cromatina se condensa. Se distinguen especies haploides (n), diploides (2n) y poliploides.

Partes de un cromosoma:

Resultado de imagen de estructura del cromosoma metafasico

  • Cromátidas: Dos filamentos iguales.
  • Centrómero: Estrechamiento que divide al cromosoma en brazos.
  • Cinetocoro: Discos proteicos para la unión de microtúbulos.
  • Telómeros: Extremos del cromosoma.
  • Satélite: Zona redondeada tras una constricción secundaria.

La División Celular

1. Ciclo celular

Conjunto de cambios desde la formación de la célula hasta su división. Etapas: Interfase y División Celular (Fase M).

1.1. División celular

  • Mitosis: Dos células hijas idénticas a la madre.
  • Meiosis: Células hijas con la mitad de cromosomas.

1.2. Interfase

  • G1: Biosíntesis y reparación de ADN. Puede derivar en G0.
  • S (Síntesis): Replicación del ADN y síntesis de histonas.
  • G2: Crecimiento celular previo a la mitosis.

La Mitosis

  1. Profase: Condensación de cromosomas, desaparición de membrana nuclear y formación del huso mitótico.
  2. Metafase: Cromosomas en la placa ecuatorial.
  3. Anafase: Separación de cromátidas hermanas hacia polos opuestos.
  4. Telofase: Descondensación, reaparición de membrana nuclear y nucléolos.

Citocinesis

  • Animales: Segmentación mediante un anillo de actina y miosina.
  • Vegetales: Formación de un fragmoplasto (tabique) mediante vesículas del Golgi.

Diferencias entre Mitosis y Meiosis

  • La mitosis realiza una cariocinesis; la meiosis, dos.
  • La meiosis genera variabilidad genética mediante entrecruzamiento (crossing-over).
  • La mitosis es para crecimiento y reparación; la meiosis es para la formación de gametos.

Primera División Meiótica (Profase I)

  1. Leptoteno: Condensación inicial.
  2. Zigoteno: Sinapsis de cromosomas homólogos (bivalentes).
  3. Paquiteno: Entrecruzamiento y recombinación genética.
  4. Diploteno: Separación de homólogos unidos por quiasmas.
  5. Diacinesis: Condensación final y desaparición de la membrana nuclear.