Las células son la base fundamental de todos los organismos vivos y se clasifican como eucariotas y procariotas. Hay varias diferencias entre ambas, pero la mayor distinción es que las eucariotas tienen un núcleo verdadero que contiene el material genético de la célula, mientras que las procariotas no tienen núcleo y su material genético flota en el citoplasma.
Células procariotas
Células eucariotas
Complejidad
Menos complejas.
Más complejas.
Núcleo
Ausente.
Presente. Rodeado por una envoltura nuclear que consta de dos membranas lipídicas.
Tipo de célula
Generalmente unicelular.
Generalmente pluricelular.
Recombinación genética
Transferencias parciales e indirectas del ADN.
Meiosis y fusión de gametos.
Membrana celular
Presente.
Presente.
Cromosoma
Uno.
Más de uno.
Forma del ADN
Circular de doble cadena.
Lineal de doble cadena.
Lisosomas y peroxisomas
Ausentes.
Presentes.
Retículo endoplásmico
Ausente.
Presente.
Mitocondrias
Ausentes.
Presentes.
Ribosomas
Pequeños, se dispersan y flotan en todo el citoplasma.
Más grandes, más complejos y unidos por una membrana.
Aparato de Golgi
Ausente.
Presente.
Pared celular
Presente. Rígida, rodea a la membrana plasmática y le da forma al organismo. Compuesta de azúcares y aminoácidos.
Presente en plantas y hongos. En las plantas está compuesta principalmente por celulosa y en los hongos por quitina.
De los dos tipos de célula que existen, la más desarrollada es la eucariota. Por otra parte, este tipo de células se pueden clasificar en dos tipos según sus características propias: célula vegetal y célula animal.
¿QUÉ ORGANELOS TIENEN EN COMÚN LAS CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES?
Las células animales y las células vegetales comparten varias de sus características particulares. Los organelos que presentes en ambos tipos de células son:
Membrana plasmática
Núcleo
Retículo endoplasmático
Aparato de Golgi
Mitocondrias
Vacuolas
Membrana plasmática: es la capa limitante más externa de la célula. Es semipermeable y está formada por proteínas y lípidos.
Núcleo: el sello distintivo de toda célula eucariota, sin importar si es animal o vegetal, es la presencia de un núcleo definido que controla varias funciones de la célula, como la síntesis de proteínas.
¿De qué tamaño es el núcleo celular?
En las células animales el núcleo celular puede ocupar aproximadamente el 10 % del volumen total de la célula, en células vegetales puede ocupar hasta cuatro veces más.
Citoplasma: es una estructura viscosa en la que ocurren todas las reacciones químicas que permiten mantener la vida de la célula. Además, allí se encuentran todos los orgánulos, el núcleo y la membrana.
Retículo endoplasmático: es un organelo celular membranoso que consiste en canales que ocupan gran parte del citoplasma y comunican este último con el núcleo celular. Pueden ser de dos tipos: lisos o rugosos.
Aparato de Golgi: son una serie de sacos membranosos aplanados cuya función es empaquetar y ordenar las proteínas fabricadas en el retículo endoplasmático rugoso. Recibe este nombre porque fue identificado por el médico italiano Camilo Golgi.
Mitocondrias: son organelos de forma elíptica que pueden ser considerados los generadores de energía de la célula, ya que convierten el oxígeno y los nutrientes en adenosin trifosfato (ATP).
Vacuolas: se encuentran en todas las células vegetales y en la mayoría de las células animales. Las vacuolas son sacos llenos de líquido presentes en el citoplasma de las células, que no tienen forma o tamaño definido, y su función principal es el almacenamiento.
¿Sabías qué?
El término “vacuola” tiene su origen en el latín “vacuum”, que significa “vacío”.
A pesar de que se encuentran en ambos tipos de célula, las vacuolas funcionan de manera diferente. En las células vegetales, las vacuolas son grandes y completamente desarrolladas. Sin embargo, en las células animales existen varias pequeñas vacuolas.
¿Quién descubrió las vacuolas?
El término vacuola fue utilizado por primera vez por el biólogo, médico, naturalista y zoólogo francés Félix Dujardin en el siglo XVIII.
¿QUÉ ORGANELOS DIFIEREN ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES?
Lisosomas: son pequeños organelos de forma esférica encargados de llevar a cabo la digestión celular. Contienen enzimas digestivas que permiten degradar organelos en exceso, partículas de alimentos, virus o bacterias.
Pared celular: es una capa externa que rodea ciertas células (como las vegetales). La pared celular proporciona resistencia y soporte estructural a la célula. Los materiales que componen la pared celular difieren según el tipo de organismo, como por ejemplo la quitina en los hongos.
Cloroplastos: son organelos presentes únicamente en las células vegetales, están formados por dos membranas, una externa y una interna de mayor tamaño que las mitocondrias. Los cloroplastos en su interior poseen el pigmento fotosintético clorofila.
Centriolos: grupo de túbulos presentes en las células animales y ausentes en las vegetales. Participan directamente en los procesos de mitosis y meiosis.
Lamela media: esta capa externa de la pared celular contiene polisacáridos llamados pectinas. Las pectinas participan en la adhesión celular y ayudan a que las paredes celulares de las células adyacentes se unan entre sí.
Pared celular primaria: proporciona fuerza y estabilidad a la célula, está compuesta de microfibrillas de celulosa e interviene en el crecimiento celular.
Pared celular secundaria: una vez que la pared celular primaria ha dejado de dividirse y crecer, puede espesarse para formar una pared celular secundaria. Esta capa rígida fortalece y sostiene la célula. Además de celulosa y hemicelulosa, algunas paredes celulares secundarias contienen lignina. No todas las células vegetales poseen pared celular secundaria.
Todas las células tienen membrana plasmática, pero generalmente sólo las plantas, los hongos, las algas, la mayoría de las bacterias y las arqueas tienen células con paredes celulares.
¿Por qué las hojas de los libros se ponen amarillas?
El papel está hecho de fibras de origen vegetal que, aunque contienen principalmente celulosa blanca, también presentan cierta cantidad de lignina. La lignina, al exponerse al aire y la luz, produce un cambio en el color del papel debido a un proceso de oxidación.
SURGIMIENTO DE LOS ORGANELOS Y TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
El origen de los eucariotas parece haber incluido la endosimbiosis, una condición en la que diferentes organismos viven juntos, uno dentro del otro. La clave del éxito de las células eucariotas han sido dos organelos poderosos: la mitocondria y el cloroplasto.
La teoría endosimbiótica propone que estos organelos fueron una vez células procariotas que vivían dentro de células huéspedes. Es probable que estos procariotas hayan sido parásitos o comida para la célula huésped más grande.
Cualquiera fuera la causa, estos procariotas pronto pudieron haberse convertido en prisioneros voluntariosos que proporcionaron nutrientes cruciales o energía. Los procariotas, a su vez, habrían recibido protección y un ambiente estable para vivir.
Por otro lado, los demás organelos de la célula pudieron haberse originado por autogénesis, la cual postula que ciertos organelos surgieron como invaginaciones de la membrana plasmática, se desprendieron y tomaron funciones independientes dentro de la célula.
RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “Célula animal y vegetal”
En este artículo encontrarás las diferencias entre las células animales y vegetales.
Ósmosis es el mecanismo que permite el paso de pequeñas moléculas hidrofóbicas desde una región de concentración más alta a una de concentración más baja. ( )
La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Esto no sólo quiere decir que con ella se inicia la vida, sino que además su presencia es requisito esencial para el desarrollo de otros seres vivos más complejos.
FUNCIONES VITALES
Dentro de una célula se llevan a cabo una gran cantidad de funciones vitales en las que participan los distintos elementos que la conforman al servicio de tareas particulares tales como la reproducción, la respiración, la nutrición y el crecimiento.
¿De quién se heredan las mitocondrias?
La mitocondrias son las células responsables de la respiración celular y son un organelo que se hereda únicamente de la madre.
En este sentido, puede decirse que cada una de ellas es una unidad funcional de la vida, de hecho, las células son los elementos más pequeños que pueden considerarse vivos.
¿CUÁL ES LA ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR?
Cada célula está contenida dentro de una membrana puntuada con puertas, canales y bombas especiales. Estos dispositivos permiten la entrada o salida de moléculas seleccionadas. Su propósito es proteger cuidadosamente el entorno interno de la célula: el citosol.
¿Sabías qué?
Las membranas plasmáticas tienen un espesor de 5 a 10 nm. Al comparar, los glóbulos rojos tienen alrededor de 8 μm de ancho, es decir, aproximadamente 1.000 veces más que la membrana plasmática.
La membrana celular es una capa externa semipermeable que se compone de una mezcla de proteínas y lípidos. La estructura de la membrana plasmática se puede describir con el modelo del mosaico fluido.
¿Quién describió el modelo del mosaico fluido?
El modelo de mosaico fluido fue propuesto por primera vez por S.J. Singer y Garth L. Nicolson en 1972 para explicar la estructura de la membrana plasmática, y aunque ha evolucionado un poco a lo largo del tiempo, aun así representa la mejor estructura descrita.
El modelo de mosaico fluido describe la estructura de la membrana plasmática como un mosaico de componentes que incluye fosfolípidos, colesterol, proteínas y carbohidratos. Las proporciones de proteínas, lípidos y carbohidratos en la membrana plasmática varían con el tipo de célula.
Membrana plasmática.
Componentes de la membrana plasmática
Fosfolípidos: tejido principal de la membrana.
Colesterol: incrustados dentro de los fosfolípidos y la bicapa lipídica.
Proteínas integrales: incrustados en la capa de fosfolípidos, pueden o no penetrarla.
Proteínas periféricas: en la superficie interna o externa de la bicapa lipídica.
Glucoproteínas: incrustadas en la superficie externa de la bicapa lipídica.
Glucolípidos: incrustados en la superficie externa de la bicapa lipídica.
¿CÓMO ES EL TRANSPORTE EN LA CÉLULA?
Transporte pasivo
Es el mecanismo a través del cual las sustancias son transportadas dentro y fuera de la célula sin la necesidad de utilizar energía. Debido a esto, el paso sólo es posible cuando las partículas se mueven a favor de un gradiente de concentración, desde una zona de mayor concentración hasta una de menor concentración. De acuerdo a esto, existen tres tipos de transporte pasivo:
– Difusión simple: es un tipo de transporte pasivo que permite el paso de pequeñas moléculas hidrofóbicas desde una región de concentración más alta a una de concentración más baja.
– Difusión facilitada: transporte pasivo de moléculas a través de la membrana plasmática con la ayuda de proteínas o canales transportadores.
– Osmosis: consiste en el transporte de agua a través de la membrana desde la zona más diluida, es decir, con poca concentración de solutos, hasta la zona más concentrada, es decir, con alta concentración de solutos con el fin de tener el mismo grado de concentración en ambos lados.
Osmosis.
Transporte activo
Proceso de intercambio de sustancias a través de la membrana celular en el que es necesario el uso de energía en forma de adenosin trifosfato (ATP). El gasto de energía es necesario ya que, a diferencia del transporte pasivo, éste se realiza en contra de un gradiente de concentración, es decir, la concentración de la sustancia dentro de la célula es mayor que en el medio extracelular o viceversa.
¿DE QUÉ ESTÁ COMPUESTO EL CITOPLASMA?
El citoesqueleto y las proteínas motoras asociadas
El citoesqueleto es una red de estructuras proteicas filamentosas dentro del citoplasma. Está formado por tres tipos de filamentos: microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina. Algunas de las funciones son las de mantener la configuración de la célula, fijar sus organelas e intervenir en la movilidad celular al formar la parte central de cilios y flagelos. Además, participa en la división celular ya que constituye las fibras del huso acromático que dirigen a los cromosomas durante dicho proceso.
Los microtúbulos están formados por subunidades de la proteína tubulina y tienen como función proporcionar estructura y forma a la célula. Los filamentos de actina son los que están compuestos por subunidades de actina, ellos intervienen en los procesos de motiliad y división celular, y también son utilizados por la célula para mantener su estructura o modificarla. Los filamentos intermedios están conformados por proteínas fibrosas, mantienen la estructura de la membrana nuclear desde donde pueden asociarse a los microtúbulos.
La actina en la contracción muscular
La actina es una proteína globular que puede crear filamentos, y además de darle estructura al citoesqueleto, participa en la contracción muscular y relajación muscular. Junto con la miosina forman el 90 % de las proteínas musculares.
EL NÚCLEO CELULAR
El núcleo es un organelo membranoso presente únicamente en las células eucariotas. Se encuentra delimitado por una membrana doble nuclear. Su tamaño es variable, pero en general guarda relación con la célula.
El núcleo celular por lo general se encuentra en el centro de la célula.
El núcleo tiene tres funciones primarias, todas ellas relacionadas con su contenido de ADN. Ellas son: almacenar la información genética en el ADN, recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de ARN, y ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas a través del producto de la expresión de los genes: las proteínas.
¿CÓMO SE ORGANIZA EL ADN EN EL NÚCLEO?
En el núcleo de cada célula, la molécula de ADN se empaqueta en estructuras parecidas a hilos llamadas cromosomas. Cada cromosoma está compuesto por ADN firmemente enrollado, muchas veces alrededor de proteínas llamadas histonas que soportan su estructura.
Cada cromosoma tiene un punto de constricción llamado centrómero que lo divide en dos brazos: el brazo corto se conoce como brazo p y el brazo largo como brazo q. La ubicación del centrómero en cada cromosoma permite definir qué tipo es.
RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “La célula”
En este enlace encontrará información más amplia sobre la célula, sus funciones, tipos de organismos y los diferentes tipos.
Ocultas más allá de las limitaciones de la visión humana, las células han permitido dar origen a los seres más complejos de nuestro planeta.
Células vistas desde un microscopio.
Muchas veces es difícil asimilar que la vida comience en elementos tan pequeños, completamente imperceptibles para el ojo humano. Sin embargo, la ciencia ha permitido que accedamos a este conocimiento mediante microscopios cada vez más refinados, logrando que el reino celular quede a nuestro alcance para ser estudiado en profundidad.
La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Esto no sólo quiere decir que con ella se inicia la vida, sino que además su presencia es requisito para el desarrollo de otros seres vivos más complejos.
Dentro de una célula se llevan a cabo una gran cantidad de funciones vitales en las que participan los distintos elementos que la conforman, al servicio de tareas particulares como la reproducción, la respiración, la nutrición o el crecimiento. En este sentido puede decirse que cada una de ellas es una unidad funcional en sí misma, pero como no todas son capaces de sobrevivir solas, tienden a unirse con otras para formar órganos o tejidos.
Debido a la gran variedad de funciones y a la capacidad de adaptarse que tienen las células, las mismas pueden ser de diversos tamaños y colores, a pesar de que posean los mismos elementos constitutivos entre sí. Por otro lado, todas ellas poseen en su interior la información genética necesaria para poder heredar sus características, por lo que una célula puede dar origen a otras con propiedades semejantes a ella.
Esquema de una célula típica.
El origen de la vida
Si bien la ciencia no ha podido establecer el momento en que aparecieron por primera vez células vivas en el planeta, diversos estudios han permitido estimar un tiempo aproximado, valiéndose de las escalas temporales construidas gracias a antiguos restos encontrados en diversas partes de la Tierra.
Los fósiles más antiguos que se hallaron han sido organismos similares a las bacterias que conocemos en la actualidad, y su origen se remonta aproximadamente a 3.500 millones de años, es decir, unos 1.100 millones de años después de que se conformara el planeta.
Sin embargo, se han encontrado algunos indicios de vida anteriores (aproximadamente 3.800 millones de años de antigüedad) que si bien no se han constituido en restos fosilizados de organismos, han dejado restos rastreables de su actividad química. El hallazgo se realizó en la isla de Isua (oeste de Groenlandia) y luego de diversos estudios permitió afirmar que los organismos responsables de la actividad observada habrían surgido antes de una importante lluvia de meteoritos que sufrió la superficie terrestre en aquel entonces.
A pesar de estos indicios, no resulta sencillo determinar el modo ni el tiempo exacto en el cual, hace millones de años, algún cúmulo de elementos diversos dispuestos en el planeta pudo comenzar a tener vida.
Organismo pluricelular.
Los organismos unicelulares y pluricelulares
Una forma de clasificar los organismos es de acuerdo a la cantidad de células que los conforman. En este sentido podemos hablar de aquellos que están constituidos por una única célula, mientras que otros se encuentran formados por millones de ellas.
Los primeros se denominan unicelulares y tienen la capacidad de realizar la totalidad de las funciones necesarias para asegurar su subsistencia. El volumen, forma y características varían según se trate de una bacteria, un alga, un hongo o un protozoo.
Por otro lado, hablamos de organismos pluricelulares cuando nos referimos a aquellos que se encuentran formados por miles o millones de células que se desarrollan en forma conjunta y que provienen de una única célula inicial. Entre ellos se encuentran los animales, las plantas, las algas y los hongos.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que la principal diferencia que se presenta entre las células eucariotas unicelulares y las pluricelulares, es que estas últimas tienen la capacidad de especializarse, pudiendo realizar cada una de ellas una función específica.
Se estima que los primeros organismos pluricelulares aparecieron hace aproximadamente unos 800 millones de años. Los diferentes organismos multicelulares como los hongos, las plantas, los animales y algunos protistas multicelulares, se originaron mediante organismos eucariotas formados por una célula, con los cuales comparten algunas características como la de sus membranas celulares y la de sus organelas.
Netrium, un alga Unicelular.
Células procariotas y eucariotas
Como ya se mencionó anteriormente, no todas las células son iguales, por lo que para clasificarlas se han seguido diferentes parámetros. Siguiendo esta línea deben introducirse dos nuevos conceptos:
• Las células procariotas se caracterizan por ser las más diminutas y las que poseen el modo de organización más simple, encontrándose en bacterias y cianobacterias. No poseen núcleo, por lo que su información genética, que consiste en una molécula de ADN circular, se encuentra directamente dispuesta sobre el citoplasma.
Por otra parte, este tipo de células posee una pared en su exterior que rodea a la membrana plasmática, impidiendo el crecimiento desproporcionado de la misma y otorgándole forma y rigidez.
• Las células eucariotas tienen núcleo y cuentan con un volumen mucho mayor que el de las procariotas. Pueden hallarse tanto en animales y plantas como en los protozoos, las algas y los hongos, es decir, pueden ser de tipo animal o vegetal. El núcleo se encuentra separado del citoplasma por medio de una doble membrana porosa que posibilita el intercambio entre ellos.
Célula procariota.
Células vegetales y animales
Otra forma de clasificar a las células es en animales y vegetales. Si bien a grandes rasgos son muy similares existen notables diferencias entre ellas, especialmente en lo que respecta a la pared celular, los cloroplastos y las vacuolas:
• Pared celular: las células vegetales poseen una membrana plasmática, pero a diferencia de las animales cuentan también con una pared celular que les otorga mayor rigidez.
• Cloroplastos: dentro de las células vegetales existen estas organelas que poseen clorofila en su interior, un pigmento que otorga a las plantas su característico color verde, y que es fundamental para llevar a cabo el
proceso de fotosíntesis.
• Vacuolas: son una especie de saco constituido por una membrana, cuya función es la de almacenar agua, azúcares, sales y otros compuestos, además de contribuir con el sustento de la estructura celular. En las células vegetales existe una única vacuola de gran tamaño pero en las animales son más pequeñas y se presentan en cantidades mayores.
Para ver en detalle la constitución de una célula animal y el detalle de los elementos que la componen, puede consultarse la infografía relacionada con el tema en la página 95.
Estructura de célula animal.Estructura célula vegetal.
La reproducción celular
Las células se reproducen para formar otras nuevas por medio de un proceso de división que les permite repartirse en dos semejantes a ella. Cuando se trata de un organismo unicelular, la multiplicación celular aumenta el número de individuos, pero cuando se trata de organismos pluricelulares, el proceso permite el crecimiento y desarrollo de los diferentes tejidos que lo conforman, así como el remplazo de las células muertas o dañadas.
La división celular no es en todos los casos igual. La forma de reproducción que encontramos en organismos como bacterias y ciertos organismos eucariotas, como las levaduras, es la fisión binaria o bipartición, mientras que en el resto de las células eucariotas la reproducción ocurre por mitosis y meiosis.
Esquema de división celular.
BIPARTICIÓN
Denominamos fisión binaria o bipartición al mecanismo por medio del cual se realiza la división celular en organismos, como los procariotas (bacterias), los protistas y las levaduras. Mediante este proceso las células se dividen en dos partes similares.
Antes de que se produzca la bipartición, la célula madre debe duplicar su material genético, el ADN. Luego se reparte de igual forma entre las dos células hijas que serán genéticamente idénticas a la original.
Luego, tiene lugar la separación del citoplasma de la célula por medio de un proceso denominado “citocinesis” que logra finalmente originar a dos células hijas.
Mitosis
Es la división celular que realizan las células eucariotas. Al igual que la fisión binaria tiene por objetivo distribuir el material genético previamente duplicado para originar dos células hijas.
Este mecanismo de multiplicación, se lleva a cabo en varios pasos o fases que permiten compactar los filamentos de ADN y formar los cromosomas.
Luego de que los cromosomas se han duplicado y separado quedan ubicados en extremos diferentes de la célula. Pero la separación final ocurre con la citocinesis que divide la totalidad del citoplasma para producir las dos células hijas.
Representación de la mitosis.
Meiosis
A diferencia de la mitosis, durante la meiosis se producen cuatro células de una, conteniendo cada una la mitad del número de cromosomas que la progenitora. Es un proceso propio de aquellas células que pertenecen a individuos pluricelulares con reproducción sexual, y que dan lugar a la fusión entre las células sexuales masculina y femenina. A diferencia de las restantes células del individuo, las células sexuales que cuentan con la mitad de cromosomas.
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