Biología Celular: Desde la Mitosis hasta la Célula Vegetal

Mitosis y Meiosis: Procesos de División Celular

Mitosis

La mitosis es el proceso de división del núcleo celular, donde se generan dos núcleos con el mismo número de cromosomas que la célula madre. Consta de varias fases:

• Profase: La cromatina se condensa, formando los cromosomas.
• Metafase: Los cromosomas alcanzan su máximo grado de condensación y se alinean en el plano ecuatorial de la célula.
• Anafase: Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y migran hacia los polos opuestos de la célula.
• Telofase: Las cromátidas, ahora cromosomas hijos, se rodean de una nueva membrana nuclear y comienzan a descondensarse. Finalmente, se forman dos núcleos hijos.

División del citoplasma: Es la fase final de la mitosis. En las células animales, se forma un anillo contráctil de filamentos que estrangula la célula, separando las dos células hijas. En las células vegetales, se forma un tabique (fragmoplasto) entre las células hijas.

Meiosis

La meiosis es un tipo especial de división celular que ocurre en las células sexuales (gametos). Consta de dos divisiones sucesivas:

Primera división meiótica

La diferencia más importante con respecto a la mitosis ocurre en la profase I.

• Profase I: Los cromosomas homólogos se emparejan e intercambian material genético (recombinación).
• Metafase I: Se forma la placa metafásica doble, constituida por pares de cromosomas homólogos.
• Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan, y cada cromosoma (con dos cromátidas) migra hacia un polo celular distinto.
• Telofase I: Se forman los núcleos de las dos células hijas.

Segunda división meiótica

• Profase II: Su función es separar las cromátidas de cada cromosoma.
• Metafase II: Los cromosomas de las células hijas se alinean en el plano ecuatorial, formando la placa metafásica sencilla.
• Anafase II: Las cromátidas de cada cromosoma se separan y migran hacia los polos celulares.
• Telofase II: Se obtienen cuatro células haploides (gametos). El significado biológico de la meiosis es la generación de variabilidad genética.

Tipos de Células: Eucariotas y Procariotas

• Células eucariotas: Tienen el ADN contenido en un núcleo delimitado por una doble membrana. Incluyen las células animales y vegetales.
• Células procariotas: El ADN está disperso en el citoplasma. Ejemplo: bacterias.

Metabolismo Celular: Anabolismo y Catabolismo

• Anabolismo: Conjunto de reacciones metabólicas que permiten la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas, con consumo de ATP. Ejemplo: gluconeogénesis.
• Catabolismo: Conjunto de reacciones metabólicas que degradan moléculas complejas a moléculas sencillas, liberando energía (ATP). Ejemplo: glucólisis.

Biomoléculas: Glúcidos, Lípidos, Proteínas y Ácidos Nucleicos

Glúcidos

Compuestos por C, H y O. Se clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Sus funciones son:

• Energética: La glucosa es el azúcar más utilizado por las células como fuente de energía.
• De reserva: El almidón es la forma de reserva de azúcares en plantas, y el glucógeno en animales.
• Estructural: Forman parte de los ácidos nucleicos (ribosa), la pared celular de las plantas (celulosa) y el exoesqueleto de hongos e insectos (quitina).

Lípidos

Compuestos por C, H y O. Son insolubles en agua. Se clasifican en grasas, ceras, fosfolípidos y esteroides. Sus funciones son:

• Energética: Las grasas son la principal reserva energética en animales.
• Reguladora: Algunas vitaminas y hormonas son esteroides que regulan procesos vitales.
• Estructural: Los fosfolípidos forman parte de las membranas celulares.

Proteínas

Biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O y N. Presentan estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Sus funciones son:

• Estructural: Colágeno (resistencia en huesos y cartílagos), queratina (uñas y pelo).
• Transportadora: Hemoglobina (transporta oxígeno en la sangre).
• Reguladora: Insulina (regula el nivel de azúcar en sangre).
• Contráctil: Actina y miosina (contracción muscular).
• Defensa inmunitaria: Anticuerpos.
• Enzimática: Las enzimas actúan como biocatalizadores.

Ácidos Nucleicos

Biomoléculas formadas por C, O, N y P. Se dividen en ADN y ARN.

• ADN: Formado por dos cadenas de nucleótidos. Su estructura es lineal y bicatenaria.
• ARN: Se encuentra en el núcleo y el citoplasma. Su estructura está formada por una cadena de nucleótidos. Tipos:
  • ARN mensajero (ARNm): Copia la información del ADN y la lleva a los ribosomas.
  • ARN ribosómico (ARNr): Forma parte de la estructura de los ribosomas.
  • ARN de transferencia (ARNt): Transporta los aminoácidos hacia los ribosomas para la síntesis de proteínas.

Nutrición Celular: Autótrofa y Heterótrofa

• Nutrición autótrofa: Capacidad de fabricar materia orgánica a partir de materia inorgánica. Ejemplo: organismos fotosintéticos.
• Nutrición heterótrofa: Necesidad de incorporar materia orgánica ya elaborada del medio. Ejemplo: reino animal.

Fermentación y Respiración Celular

Fermentación

Proceso catabólico que utilizan algunas células para degradar compuestos orgánicos y obtener ATP. Características:

• No se utiliza oxígeno.
• El producto final es un compuesto orgánico (ejemplo: etanol).
• El rendimiento energético es menor que en la respiración celular.

Respiración celular

Proceso catabólico dividido en tres etapas:

1. La glucosa se transforma en moléculas más pequeñas.
2. Se completa la oxidación de la materia orgánica, que se convierte en inorgánica.
3. El proceso termina en la membrana mitocondrial interna, donde los electrones procedentes de la oxidación pasan a través de una cadena de moléculas transportadoras.

Estructura de la Célula Animal

• Membrana plasmática: Límite celular que regula el intercambio de sustancias.
• Citoesqueleto: Da forma a la célula y es responsable de sus movimientos.
• Citoplasma: Contiene los orgánulos celulares.
• Centrosoma: Contiene una pareja de centriolos.
• Ribosomas: Intervienen en la fabricación de proteínas.
• Retículo endoplasmático liso (REL) y rugoso (RER): Conjunto de túbulos aplanados comunicados entre sí. El RER está cubierto por ribosomas, mientras que el REL carece de ellos.
• Aparato de Golgi: Almacena y modifica sustancias.
• Lisosomas: Responsables de la digestión celular.
• Mitocondrias: Obtienen ATP a través de la respiración celular.
• Núcleo: Orgánulo más grande de la célula. Está separado del citoplasma por una membrana nuclear perforada que permite el intercambio de sustancias.

Estructura de la Célula Vegetal

Se diferencia de la célula animal en que no tiene centriolos, pero sí:

• Pared celular: Capa rígida que rodea la membrana plasmática.
• Cloroplastos: Orgánulos donde se realiza la fotosíntesis.
• Gran vacuola: Almacena agua y otras sustancias.
• Clorofila: Pigmento verde que capta la energía luminosa.
• Núcleo desplazado: Debido al gran tamaño de la vacuola.