Biología Celular: Explorando los Niveles de Organización de la Vida

Diversidad Celular

Biosfera

Es el conjunto formado por todos los seres vivos que habitan en la Tierra.

Ecosfera

Es el ecosistema global de la Tierra, es decir, el gran ecosistema planetario.

Virus

Se encuentran en el límite entre la materia inerte y la materia viviente, perteneciendo al nivel molecular. Tienen la capacidad de adoptar una estructura cristalina y permanecer así indefinidamente. Asimismo, pueden reproducirse en el interior de las células que infectan.

Nivel Celular

Según su Material Genético

  • Procariotas: Material genético disperso en el citoplasma.
  • Eucariotas: Material genético organizado en el interior del núcleo.

Según su Naturaleza

Las células eucariotas que forman parte de los organismos pluricelulares se clasifican como animales o vegetales, y de allí reciben su nombre.

Según su Contenido en Material Genético

  • Células Haploides: Tienen una sola copia de cromosomas, forman las llamadas células sexuales que, cuando se unen, forman una nueva célula con doble carga genética.
  • Células Diploides: Tienen dos copias de sus cromosomas, o doble carga genética; forman parte del cuerpo y se les llama células somáticas.

Según el Tipo de Asociación entre Ellas

  • Organismos Unicelulares: Células que viven libres, solas, y constituyen seres vivientes independientes. Algunas especies de estos se unen a otros organismos unicelulares y forman colonias, como es el caso de las algas verdiazules.

Nivel de Tejidos y Órganos

Tejido

Conjunto organizado de células que cumplen una función en común. Se clasifican en:

Tejido Animal

  • Epitelial: Tejido formado por una o varias capas de células unidas entre sí que recubren todas las superficies del cuerpo y constituyen el recubrimiento interno de las cavidades, órganos, etc.
  • Conectivo: Sostiene, protege, nutre y defiende los diferentes órganos del cuerpo.
    • Verdadero:
      • Tejido Conectivo Laxo: Aparece en todos los órganos y desempeña un papel fundamental en la nutrición de tejidos y órganos.
      • Tejido Conectivo Denso: Abundante en órganos huecos.
      • Tejido Adiposo: Especializado en el almacenamiento de lípidos.
      • Cartilaginoso: Están junto al hueso, uno de los principales tejidos de soporte.
      • Óseo: Principal tejido de sostén y protección en los animales vertebrados.
    • Sanguíneo: La sangre se encuentra en el interior de los vasos sanguíneos y del corazón, y circula por todo el organismo impulsada por las contracciones del corazón y por los movimientos corporales.
  • Muscular: Es responsable del movimiento de los organismos y de los huesos. Está formado por unas células denominadas miocitos o fibras musculares.
    • Músculo Esquelético: Responsable del movimiento de los huesos.
    • Músculo Cardíaco: Forma las paredes del corazón.
    • Músculo Liso: Movimientos involuntarios y autorrítmicos.
  • Nervioso: Conforma los nervios y está compuesto por neuronas, que son capaces de captar estímulos, generar y conducir impulsos nerviosos, desde los receptores hacia el sistema nervioso central.

Tejido Vegetal

  • Meristemáticos o de Crecimiento:
    • Primario: Se encuentran en los ápices de brotes en el tallo y en las raíces.
    • Secundarios: Dan origen a los tejidos secundarios, los que forman la madera y conductos vasculares que transportan agua y nutrientes.
  • Tejidos Permanentes o Adultos: (fundamentales, protectores, esqueléticos, secretores y conductores).

Órgano

Diferentes tejidos que tienen una función específica.

Sistema

Conjunto de órganos con origen y estructuras semejantes que pueden ser completamente independientes.

Aparato Locomotor

Conjunto de órganos pertenecientes a diferentes sistemas, organizados para realizar una misma función.

Transporte Celular

(Es un intercambio de sustancias entre el interior celular y el exterior a través de la membrana plasmática)

A través de la membrana plasmática ocurre el intercambio de partículas o moléculas para mantener el equilibrio de las células.

Tipos de Transporte

  • Difusión: No implica un gasto de energía, va desde mayor a menor concentración, a favor del gradiente de concentración.
  • Ósmosis: Va de menor a mayor concentración, en contra del gradiente de concentración.
    • Hemólisis: Menos sal concentrada.
    • Crenación: Hipertónico (+ sal – agua).

En el caso de las células vegetales, al ser colocadas en una solución hipotónica, la entrada de agua aumenta el tamaño de la vacuola central y la célula se hincha. Esto se llama turgencia. Por el contrario, las células vegetales en un medio hipertónico pierden agua, se arrugan y a esto se le llama plasmólisis.

Aplicación de los Mecanismos de Transporte

  • Absorción intestinal
  • Filtración
  • Secreción y absorción a nivel renal
  • Intercambio de gases a nivel de los alvéolos pulmonares
  • Absorción a través de los pelos absorbentes de la raíz

Tipos de Transporte Celular

  • Pasivo: Las sustancias se mueven siguiendo fuerzas naturales y se dividen en: difusión simple, difusión facilitada y ósmosis.
  • Activo: Se transportan sustancias hacia el interior o exterior celular en contra de las fuerzas celulares. Se divide en: primario y secundario.

Fotosíntesis y Respiración

(Es un proceso a partir del cual se obtiene energía a través de la luz solar para sintetizar glucosa y oxígeno utilizando CO2, agua y sales minerales. Los organismos capaces de realizar la fotosíntesis se denominan autótrofos. En la mayoría de los casos, los organismos heterótrofos se alimentan de organismos autótrofos, formando la cadena alimentaria).

Requiere de reacciones bioquímicas (metabolismo celular) que les permita utilizar sustancias externas como fuente de energía y reserva, dependiendo de cómo se sintetiza.

Metabolismo Celular

  • Anabolismo: Construcción de compuestos o biosíntesis a partir de sustancias químicas sencillas. Ejemplo: La fotosíntesis utiliza ATP: todo lo que consumimos se vuelve energía.
  • Catabolismo: Degradación de sustancias. Ejemplo: Liberación de ATP.

Fases de la Fotosíntesis

  • Lumínica:
    • Fotólisis del agua: 2H2O — Luz –> O2 + 4H+ + 4é
    • Transferencia de protones y electrones: NADP+ + H+ + 2é –> NADPH
    • Síntesis de ATP: ADP + Pi –> ATP (Adenosín trifosfato)
  • Oscura: Ciclo de Calvin:
    • Fijación de CO2
    • Síntesis de glucosa a partir de CO2
    • Formación de compuestos (ribosa)

Respiración Celular

Ocurre cuando a la célula llega el oxígeno u otro compuesto y se incorpora por simple difusión y es utilizado para liberar energía contenida en los nutrientes. Puede ser:

  • Aeróbica (con oxígeno): Degrada los nutrientes hasta convertirlos en ATP, CO2 y agua.
  • Anaeróbica (sin oxígeno): Degradación de glucosa a partir de la fermentación.

División Celular

También llamada reproducción celular, es el mecanismo por el cual las células se reproducen, puede ser por:

  • Mitosis: Mecanismo de división celular mediante el cual células diploides originan células diploides con la misma cantidad de cromosomas que la célula madre.
  • Meiosis: Mecanismo de división celular mediante el cual células diploides especializadas forman células haploides con la mitad de cromosomas que la célula madre.

Fases de la Mitosis

  • Profase: Empieza a desaparecer la membrana nuclear, a partir de los centriolos se forma el huso cromático, los cromosomas duplicados se hacen visibles.
  • Metafase: Desaparece totalmente la membrana nuclear, los centriolos se duplican y las fibras del huso alcanzan su máxima elongación.
  • Anafase: Los cromosomas hermanos se separan.
  • Telofase: El citoplasma y la membrana se extrangulan, comienza a aparecer nuevamente la membrana nuclear, desaparece el huso y se forman dos células iguales a la célula madre.

Fases de la Meiosis

Meiosis 1

  • Profase 1: La membrana nuclear desaparece.
  • Metafase 1: El huso cromático aparece totalmente desarrollado.
  • Anafase 1: Los cromosomas de cada tétrada se separan y empiezan a moverse a los polos de las células.
  • Telofase 1: Los pares de cromosomas homólogos completan su migración a los dos polos.

Meiosis 2

  • Profase 2:
    • Temprana: Desaparece la envoltura nuclear y el nucléolo.
    • Tardía: Continúan acortándose y engrosándose.
  • Metafase 2: Las fibras del huso se unen a los cinetocoros de los cromosomas.
  • Anafase 2: Las cromátidas se separan en sus centrómeros y un grupo de cromosomas se desplaza hacia cada polo.
  • Telofase 2: La membrana nuclear se forma alrededor de cada juego de cromosomas. La citocinesis produce 4 células hijas, con un juego haploide de cromosomas. Debido al entrecruzamiento, algunos cromosomas tienen segmentos recombinados de los cromosomas progenitores originales.

Gametogénesis

Es la formación de células sexuales. Sus tres etapas son:

  • Prenatal
  • Posnatal
  • Madurez sexual

En la espermatogénesis y ovogénesis.