Fundamentos Esenciales de la Biología Celular y la Herencia Genética
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La Célula: Estructura y Componentes Fundamentales
Membrana Celular o Plasmática
La Membrana celular o plasmática tiene varias funciones cruciales: da forma a la célula, la protege, la separa del medio externo y actúa como una barrera selectiva, permitiendo el paso solo de determinadas sustancias.
Citoplasma y Orgánulos
El Citoplasma está compuesto por el hialoplasma (o citosol) y los orgánulos. Estos orgánulos pueden clasificarse según posean o no membrana:
Orgánulos con Membrana
- Mitocondria: Realiza la respiración celular, un proceso de combustión para quemar glucosa y producir energía (ATP).
- Retículo Endoplasmático (RE): Sintetiza sustancias. Se divide en:
- RE Liso: Sin ribosomas.
- RE Rugoso: Con ribosomas adheridos.
- Aparato de Golgi: Modifica, empaqueta y distribuye proteínas y lípidos.
- Vacuolas: Almacenan agua y nutrientes. Son especialmente grandes en células vegetales.
- Lisosomas: Contienen enzimas digestivas para la degradación de material celular.
- Cloroplastos: Presentes en células vegetales, contienen clorofila y son el sitio de la fotosíntesis.
Orgánulos sin Membrana
- Ribosomas: Traducen la información genética (ARN) para sintetizar proteínas.
- Centriolos: Participan en la división celular y la formación del huso mitótico.
- Citoesqueleto: Red de filamentos que proporciona forma y soporte estructural a la célula.
Tipos de Células y Nutrición
Clasificación Celular
Existen dos tipos principales de células:
- Célula Procariota: El núcleo no se distingue porque no hay membrana nuclear. El ADN se encuentra disperso en el citoplasma (nucleoide). Estas células carecen de orgánulos membranosos complejos.
- Célula Eucariota: Posee un núcleo definido, delimitado por la membrana nuclear (MN). Contiene numerosos orgánulos. Se subdividen en:
- Célula Animal.
- Célula Vegetal: Se distingue por tener pared celular, cloroplastos (para la fotosíntesis) y grandes vacuolas.
Nutrición Celular
La nutrición en ambas células puede ser:
- Autótrofa: Fabrican sus propias sustancias orgánicas a partir de compuestos inorgánicos.
- Heterótrofa: Obtienen sustancias orgánicas e inorgánicas del medio externo, las cuales queman o utilizan para fabricar sus propias estructuras.
Estructura de los Ácidos Nucleicos
Ácido Desoxirribonucleico (ADN)
El ADN es una doble cadena de nucleótidos de desoxirribosa. Cada nucleótido está compuesto por:
- Ácido fosfórico.
- Pentosa (desoxirribosa).
- Bases nitrogenadas.
Las dos cadenas se unen mediante las bases complementarias. El ADN contiene todas las características físicas y de funcionamiento de un ser vivo. Su función principal es asegurar que, durante la división celular, las células hijas sean idénticas a la célula madre.
Ácido Ribonucleico (ARN)
El ARN es una cadena corta de nucleótidos que contiene ribosa y bases nitrogenadas. Es mucho más corto que el ADN y puede salir del núcleo al citoplasma a través de los poros nucleares. Su función es llevar la información del núcleo a los orgánulos (ribosomas), manteniendo el ADN completo y protegido en el núcleo.
Mecanismos de División Celular
Mitosis
La Mitosis es el proceso de división del núcleo que resulta en dos núcleos hijos idénticos. Posteriormente, el citoplasma se divide por citocinesis (por estrechamiento o por tabique).
Fases de la Mitosis
- Profase: Formación de los cromosomas. Desaparición de la membrana nuclear. Los centriolos se separan y se colocan en lados opuestos de la célula.
- Metafase: Los cromosomas se alinean en el centro de la célula, formando la placa ecuatorial.
- Anafase: Cada cromátide hermana se separa y se desplaza hacia un polo opuesto de la célula.
- Telofase: Se comienza a formar la membrana de los dos núcleos hijos. Las cromátides se descondensan y vuelven a su estado de cromatina.
Meiosis
La Meiosis es un proceso de doble división que reduce el número de cromosomas a la mitad, esencial para la reproducción sexual.
Meiosis I
Antes de esta fase, se duplica el ADN.
- Profase I: Similar a la mitosis, pero ocurre el entrecruzamiento (intercambio genético).
- Metafase I: Los cromosomas homólogos se colocan juntos en la placa ecuatorial.
- Anafase I: Se separan los cromosomas homólogos completos (no las cromátides) hacia lados opuestos.
- Telofase I: Se forman los núcleos. A diferencia de la mitosis, los cromosomas generalmente no se deshacen (no pasan a cromatina) y la célula se prepara para la segunda división.
Meiosis II
No se necesita la duplicación del ADN porque ya existen cromosomas duplicados (con dos cromátides). Esta fase es exactamente igual que la mitosis, separando las cromátides hermanas.