domingo, 5 de octubre de 2014

¿Qué contienen las células humanas?

Se podría decir que las células eucariotas son como nosotros, los humanos: tienen un "cerebro" que controla todo, un "estómago" que digiere los nutrientes, etc. Gracias a la bioquímica y a las técnicas de microscopia electrónica, hoy podemos saber que es todo lo que tienen ahí metido esos bichitos que nosotros llamamos células.


-Forma y tamaño de las células
Generalmente la forma de la célula se representa mediante una simple estructura ovoide o esférica; sin embargo, las células presentan una gran diversidad morfológica. Pueden ser fusiformes (forma de huso) como las del tejido muscular, estrelladas como las neuronas, bicóncava como los eritrocitos, etc.
Formas de algunos tipos de células humanas
Formas de algunos tipos de células humanas
Equivalencia de unidades microscópicas
Equivalencia
de unidades

En cuanto al tamaño, tienen un diámetro medio de entre 10 y 100 µm. Ya que también tienen un tamaño muy variado, se utilizan dos tipos de microscopio:

  • Microscopio óptico: puede aumentar hasta 1500 veces un objeto, mediante un conjunto de lentes y un haz de luz concentrada por un condensador. Se utiliza para observar estructuras celulares de tamaño micrométrico (µm).
  • Microscopio electrónico: llega a aumentar la imagen hasta un millón de veces mediante la emisión de un haz de electrones y bobinas electromagnéticas. Se utiliza para hacer visibles estructuras celulares que oscilan entre 4 y 2000 Å (Ångstrom).
  • Tabla comparativa del microscopio electrónico y óptico

-Estructura general de una célula humana
Las células humanas son células eucariotas. Tienen tres partes:
    Dibujo de una celula señalando sus partes
  1. Membrana plasmática, que recubre el citoplasma.
  2. Citoplasma, con orgánulos celulares que realizan las actividades de la célula.
  3. Núcleo, donde reside la información genética celular.
-Membrana plasmática
La célula se aisla química y físicamente de su entorno mediante la membrana plasmática.

 La composición de la membrana plasmática varía entre células dependiendo de la función o del tejido en la que se encuentre, pero posee elementos comunes. Esta formada por una doble capa de fosfolípidos (un tipo de lípido), por proteínas no quimicamente unidas a esa doble capa, y por glúcidos quimicamente unidos a lípidos o proteínas.

A través de la membrana se produce un paso de sustancias (nutrientes, iones) selectivo, que está regulado por proteínas específicas. La célula detecta, por medio de las proteínas receptoras de la membranas, indicaciones químicas del ambiente para reaccionar ante ellas.
Partes de la membrana plasmática

-Transporte celular
Las membranas celulares, aunque son barreras entre el interior y el exterior de la célula, permiten la entrada o salida de moléculas necesarias para la vida celular. El mecanismo de transporte de sustancias es diferente según el tamaño de las partículas. 
  • Si las moléculas son de pequeña masa molecular, se realiza por transporte pasivo o activo.
  • En el transporte pasivo, o difusión, moléculas como el CO2, O2, glucosa, se deslizan entre los lípidos de la membrana a favor de un gradiente de concentración (es decir, desde un lugar de alta concentración a un lugar de baja concentración) y sin gasto de energía.
La ósmosis es un tipo de difusión en el que el disolvente (agua) atraviesa la membrana plasmática desde el punto en que hay mayor concentración de solvente al de menor concentración, de modo que se igualan las concentraciones a ambos lados.
  • En el transporte activo, las sustancias atraviesan la membrana en contra de un gradiente de concentración. En este proceso la célula consume energía.
  • Si las moléculas son de elevada masa molecular, se lleva a cabo por endocitosis o por exocitosis.
  • En la endocitosis, la célula captura partículas del medio externo. La membrana celular forma una depresión que engloba las partículas. Más tarde esta depresión se separa de la membrana formando una vesícula que encierra el material ingerido. Como ya dije al principio de la entrada, las células son como humanos, pues este proceso sería como cuando nosotros comemos. 
Existen tres procesos:
  • Pinocitosis:  se lleva a cabo cuando lo que se ingiere son líquidos y solutos, formando pequeñas vacuolas.
  • Fagocitosis: consiste en la ingestión de grandes partículas que se engloban en grandes vesículas (llamadas fagosomas) que se desprenden de la membrana celular. Esto es lo que llevan a cabo las bacterias.
  •  Endocitosis mediada por receptor: es de tipo específico, captura macromoléculas específicas del ambiente, fijándose a través de proteínas ubicadas en la membrana plasmática (receptores). Este proceso lo lleva a cabo el sistema nervioso
    Imágenes explicativas de los tipos de endocitosis

  • En la exocitosis, vesículas del citoplasma que contienen macromoléculas son transportadas desde el interior de la célula hasta la membrana celular, donde son vertidas al exterior. En este proceso la vesícula y la membrana se unen formando un orificio por el que se libera el contenido de la vesícula al exterior. Esto, en nuestro caso, sería la acción de cagar. Este proceso se utiliza tanto en el sistema nervioso como en el endocrino.
Imagen explicativa de la exocitosis

Aquí un vídeo explicativo:
video
-El citoplasma
En el citoplasma, la segunda de las tres partes principales de la célula, se encuentran sumergidos en el citosol los siguientes orgánulos:
Dibujo de un ribosoma señalando sus partes
Estructura de un ribosoma
  • Ribosomas. Están dispersos por el citoplasma o adheridos en la retícula endoplasmática rugosa. Sirven para sintetizar las proteínas. En cuanto a su estructura, está dividido en dos subunidades, entre las que pasa el ARN para más tarde formar las proteinas.
  • Retículo endoplasmático. Es un sistema de membranas intracelular que se extiende por todo el citoplasma, desde el núcleo hasta la membrana plasmática. Se compone de dos compartimentos interconectados pero de diferente función: retículo endoplasmático rugosos (RER) y retículo endoplasmático liso (REL).
    Esquema de los distintos tipos de retículo
    Esquema de los distintos tipos de retículo
  • El RER está formado por membranas que delimitan cavidades, y por vesículas. En la cara externa lleva adheridos ribosomas, que sintetizan las proteínas. Estas proteínas se almacenan en el interior de las cavidades del retículo y se transportan al aparato de Golgi por medio de vesículas.  
  • El REL es una red de túbulos interconectados cuyas membranas se continúan con las del RER pero no llevan adheridos ribosomas. En los túbulos del REL se sintetizan lípidos.

video
  •  Aparato de Golgi. Se compone de una agrupación de sacos aplanados apilados de los que salen vesículas. Se encargan de clasificar, empaquetar y transportar las sustancias procedentes del RER para conducirlas a la membrana plasmática para su exportación fuera de la célula (exocitosis).
  • Lisosomas. Son vesículas formadas en el aparato de Golgi, en cuyo interior se degradan sustancias complejas en sustancias más simples. Actúan como un sistema digestivo celular.
  • Centriolos. Son una estructura sin membrana constituida por dos cilindros huecos formados por tubos. Son el centro organizador de todos los microtúbulos de la célula.
  • Citoesqueleto. Conjunto de filamentos y microtúbulos de proteínas, que forman estructuras reticulares y contribuyen a dar forma a la célula.
Dibujo señalando las partes de la mitocondria
Partes de la mitocondria
  • Mitocondria. Estructuras formadas por una doble membrana donde se produce las mayor parte de la energía de la célula, en el proceso de respiración celular
-El núcleo
Al fin llegamos al último de los tres componentes principales de la célula, el núcleo. El núcleo es un orgánulo esférico que contiene en su interior la información genética, en forma de ADN, para regular el funcionamiento celular.

Dibujo de un núcleo celular señalando sus partes.
Estructura del núcleo
Consta de una membrana doble con numerosos poros que permiten la circulación de moléculas entre el citoplasma y el interior del núcleo. El interior nuclear está formado por el nucleoplasma, cuya composición es similar a la del citosol, que contiene el nucléolo y la cromatina.

La cromatina se forma por una unión de la doble hélice de ADN y proteínas. ¿Y cómo se forman estas proteínas? Una hélice de ADN se puede dividir en dos formando el ARN, que tendrá solo la mitad de la información genética del ADN. Este ARN sale del núcleo de la célula, y va a parar a un ribosoma. Este es como un lector de barras, como cuando vas al supermercado. Todas las células tienen aminoácidos esparcidos por el citoplasma, y hay 20 tipos de ellos. El ribosoma lee la barra de ARN que le indica que combinación de aminoácidos debe formar, y que forma tienen que coger, para a si formar la proteína. Aquí un vídeo para que lo entiendan mejor:


Estas proteínas se unen a las doble hélices de ADN, formando la cromatina. Esta estructura adquiere diferentes aspectos según el momento en que se encuentre la célula. Tiene un aspecto difuso si la célula no está en división celular y se compacta formando cromosomas en el proceso de división celular. Aquí otro vídeo que explica la compactación del ADN:


  • Células diploides: tienen 46 cromosomas, tanto en hombre como en mujeres, 44 de estos cromosomas son rasgos hereditarios y el par restante comprende los cromosomas sexuales. En los hombres, este par está formado por un cromosoma X y un cromosoma Y. En las mujeres, este par está formado por dos cromosomas X.
  • Células haploides: las únicas células haploides son los gametos (espermatozoides y óvulos). Estas células tienen la mitad de cromosomas, es decir 23, de tal manera que al juntarse los dos gametos forman una célula de 46 cromosomas.

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