La química de la vida y la estructura celular

La química de la vida

Los seres vivos están formados por células.

Las células están formadas por moléculas.

Tipos de moléculas de los seres vivos, BIOMOLÉCULAS:

• Glúcidos: - fuente de energía principal de la célula - construcción de algunas partes de la célula - formación de otras biomoléculas
• Lípidos: - componente principal de la membrana plasmática - fuente de energía muy eficiente - reserva energética
• Proteínas: - formación de la mayoría de estructuras celulares - regulación de procesos celulares
• Ácidos nucleicos: - constituyen el material genético

Organismo pluricelular

El ser humano es un organismo pluricelular.

Está formado por 100 billones de células.

En los organismos pluricelulares las células:

• Están unidas entre sí
• Se reparten las tareas
• Se coordinan entre ellas

El organismo proporciona a las células todo lo que necesitan para sobrevivir.

La célula humana

La célula es la unidad mínima de vida.

Las células humanas son:

• Eucariotas: Tienen núcleo (el material genético envuelto por una membrana doble)
• Animales: No tienen pared celular ni cloroplastos

Partes principales:

• Citoplasma: - medio interno de la célula - disolución acuosa - función: lugar donde ocurren muchas reacciones químicas, contiene los orgánulos
• Membrana plasmática: - doble capa de lípidos que envuelve y delimita la célula - función: regulación del intercambio de sustancias con el medio
• Núcleo: - contiene el material genético (ADN) - envuelto por una doble membrana con poros - función: el material genético dirige los procesos para construir y hacer funcionar la célula y da las pautas para coordinarse con las otras células del organismo

Orgánulos celulares

• Lisosomas: - vesículas esféricas - función: digestión de moléculas
• Retículo endoplasmático: - conjunto de sacos membranosos - Rugoso: tiene ribosomas adosados e interviene en la síntesis de proteínas - Liso: interviene en la síntesis de los lípidos de las membranas
• Aparato de Golgi: - conjunto de sacos membranosos apilados - función: formación de vesículas
• Vacuolas: - vesículas membranosas más o menos grandes - función: almacén de agua y sustancias de reserva
• Mitocondrias: - forma de bastón con doble membrana - función: obtención de energía (a través de la respiración celular)
• Cilios y flagelos: - apéndices recubiertos de membrana, rígidos y móviles - función: movimiento de la célula
• Complejos macromoleculares:
• Citosqueleto: xarxa de filaments i túbuls estesa per tot el citoplasma - función: facilita el moviment dels orgànuls cel·lulars
• Ribosomas: se encuentran adosados al R.E. o libres en el citoplasma - función: síntesis de proteínas
• Centriolos: dos estructuras cilíndricas - función: dirigir los movimientos del citoesqueleto
• (Proteasomas)

Células diferentes - Diferenciación celular

En el ser humano encontramos células de muchos tipos y formas diferentes, que se han especializado para realizar mejor su función.

Diferenciación celular: es el proceso por el cual las células inmaduras adquieren características morfológicas y fisiológicas específicas que les permiten realizar su actividad de manera más eficaz.

Todas las células de un organismo tienen la misma información genética, aunque no todas expresan las mismas instrucciones del material genético.

Tejidos: cuando se diferencian las células humanas dan lugar a los diferentes tejidos.

Los tejidos, órganos, aparatos y sistemas

Tejido: células del mismo tipo que se agrupan para realizar una misma función

Órgano: los diferentes tejidos se agrupan para formar estructuras funcionales que llamamos órganos. Aparato: conjunto de órganos diferentes que actúan de forma coordinada para llevar a cabo un proceso vital.

Sistema: conjunto de órganos que trabajan de manera coordinada y que están formados principalmente por un mismo tipo de tejido.

Tipos de tejidos

Matriu extracel·lular: sustancia que envuelve las células humanas, la fabrican las propias células.

a) Tejido epitelial:

• Formado por capas de células muy unidas con poca matriz entre ellas
• Tipos: - Epitelios de revestimiento: recubren las superficies externas e internas de los órganos y actúan como barrera protectora (ej. Epidermis, piel) - Epitelios glandulares: formados por células especializadas en producir y secretar sustancias sobre la superficie epitelial (ej. Glándulas sudoríparas)

b) Tejido conectivo:

• Tiene una matriz extracelular muy abundante entre sus células
• Tipos: - Tejido conjuntivo: forma los tendones y ligamentos y llena el espacio entre los órganos y los sujeta - Tejido adiposo: formado por células que acumulan lípidos (grasa) con función de reserva de energía o aislante térmico - Tejido cartilaginoso: matriz extracelular sólida y flexible, forma el cartílago, lo encontramos recubriendo las articulaciones, en los pabellones auriculares y en la nariz - Tejido óseo: matriz extracelular sólida, con sales minerales, forma los huesos - Tejido sanguíneo: la matriz extracelular es el plasma sanguíneo (líquido), es la sangre

c) Tejido muscular:

• Forma los músculos
• Formado por células alargadas que se llaman fibras
• Tienen capacidad de contraerse y relajarse
• Tipos: - Tejido muscular estriado: células con estrías y con varios núcleos, forma los músculos esqueléticos y son de contracción voluntaria - Tejido muscular liso: células sin estrías y con un solo núcleo, forma los músculos de las paredes de los órganos internos y son de contracción involuntaria - Tejido muscular cardíaco: células con estrías y un solo núcleo, forma las paredes del músculo del corazón y es de contracción involuntaria

d) Tejido nervioso:

• Principal componente del encéfalo, la médula espinal y los nervios
• Especializado en la transmisión de información (impulsos nerviosos)
• Formado por las neuronas que son las responsables de la transmisión de impulsos nerviosos y por las células gliales que acompañan a las neuronas y les dan soporte, nutrición y protección

Funciones vitales de las células humanas

a) Función de relación:

El medio interno es el entorno con el cual las células humanas se relacionan e intercambian sustancias.

Las células humanas reaccionan a los estímulos internos físicos y químicos.

Homeostasis: es la capacidad de los organismos de mantener unas condiciones estables y constantes de su medio interno, con independencia de las condiciones del medio externo.

Intercambio de sustancias: la membrana plasmática es semipermeable (solo pueden pasar algunas sustancias)

- Difusión: paso de sustancias libremente a través de la membrana, ej. Oxígeno y CO2, las sustancias se mueven desde el medio más concentrado hacia el medio con menos concentración

- Osmosis: es la difusión específica del agua, el agua pasa del medio más concentrado al medio menos concentrado

- Difusión facilitada: paso espontáneo de sustancias a través de canales proteicos, las sustancias se mueven desde el medio más concentrado al medio con menos concentración, ej. iones de sodio

- Transporte activo: paso de sustancias transportadas por proteínas de la membrana, las sustancias se mueven desde el medio menos concentrado hacia el medio con más concentración. Implica un gasto de energía

- Endocitosis: entrada de partículas y moléculas de gran tamaño, la membrana de la célula las envuelve y forma una vesícula

- Exocitosis: salida de partículas y moléculas de gran tamaño que la célula tiene en el interior de vesículas. Las vesículas se fusionan con la membrana plasmática y las liberan al exterior.

b) Función de nutrición

Energía:

- Las células necesitan energía para realizar los procesos vitales

- Las mitocondrias son los orgánulos especializados en obtener energía

- Obtención de energía mediante la respiración celular:

glucosa + oxígeno → CO2 + H2O + Energía

Materia:

- Las células necesitan materia (moléculas) para construir, reparar o ampliar las estructuras que forman la célula

- La célula, a partir de moléculas simples, construye sus moléculas más complejas

Metabolismo celular: conjunto de todas las reacciones químicas que tienen lugar en la célula. Hay dos tipos de reacciones químicas

- Catabolismo: reacciones de degradación de moléculas, se obtiene energía

- Anabolismo: reacciones químicas de construcción de moléculas, se realiza gastando energía

c) Función de reproducción

El proceso de reproducción de las células eucariotas se llama mitosis.

Las células diferenciadas no pueden reproducirse, pero los tejidos tienen reservorios de células sin diferenciar que son las encargadas de multiplicarse y generar nuevas células.

Antes de comenzar la mitosis la célula hace una copia de todo su material genético y de los centríolos.

Fases de la mitosis:

1. Profase: - se empaquetan las cadenas de ADN y se forman los cromosomas - las dos copias de cada cromosoma se mantienen unidas - desaparece la membrana nuclear - los centríolos se desplazan hacia los polos de la célula

2. Metafase: - los cromosomas se sitúan en línea en el centro de la célula - se forma una red de filamentos que une los centríolos con los cromosomas

3. Anafase: - los filamentos se acortan y separan las dos copias de cada cromosoma - los filamentos tiran de los cromosomas y los arrastran hacia los polos opuestos

4. Telofase y citocinesis: - los cromosomas se desempaquetan - se vuelve a formar la membrana nuclear - se forma un surco en la membrana plasmática y se separa el citoplasma formando las dos células hijas

VOCABULARIO

- Célula eucariota

- Diferenciación celular

- Metabolismo

- Homeostasis

- Tejido

- Órgano

- Aparato

- Sistema

- Matriu extracel·lular

- Respiración celular

- Mitosis