TEORIA CELULARLa teora celular afirma que la clula es la unidad morfolgica y funcional de los seres vivos.Contiene cuatro conceptos principales:1. Todos los seres vivos estn formados por clulas.2. La clula realiza las funciones vitales (nutricin, relacin y reproduccin).3. Toda clula procede de otra llamada progenitora.4. Toda clula posee toda la informacin gentica del organismo del que forma parte y es capaz de transmitirla a su descendencia.

1.- Antecedentes de la teora celularUnido al avance en microscopa aparecen los primeros hallazgos sobre la clula. Los descubrimientos iniciales se hicieron en 1665 gracias a un conjunto de lupas con las que Robert Hooke observ, en lminas muy finas de corcho, pequeas cavidades polidricas a las que llam "cells" (celdillas) por su semejanza con las celdillas de un panal de abejas.En esta poca, y tras perfeccionar el sistema de lentes, Antoni van Leeuwenhoek descubri la existencia de clulas libres al analizar una gota de agua. Tambin consigui observar glbulos rojos humanos, espermatozoides...Ya en el siglo XIX, se mejoraron las tcnicas de fijacin, inclusin y tincin para poder observar al microscopio, lo que permiti a Brown, en 1831, descubrir en las clulas vegetales la presencia de un cuerpo esfrico y de tono oscuro, al cual denomin ncleo.En 1839, Schwann observ que las clulas eran la parte fundamental tanto de plantas como de animales, adems prest atencin al funcionamiento interno de la clula, al que llam metabolismo.En 1850, Virchow afirma que cada animal es la suma de sus unidades vitales, cada una de las cuales contiene todas las caractersticas de la vida; "Todas las clulas provienen de otras clulas".En los aos 1838-1839 Schwann y Schleiden recopilaron toda la informacin relacionada con la clula y postularon la llamada teora celular.En 1860, Louis Pasteur, con sus experimentos sobre la multiplicacin de los microorganismos unicelulares, confirm la teora celular al demostrar que las clulas vivas se crean siempre a partir de otras preexistentes.

Las biomolculas se organizan en unidades elementales dotadas de vida propia a las que conocemos con el nombre de clulas.Existen una serie de hechos que apoyan la individualidad de la clula: La existencia de seres formados por una slo clula (unicelulares). Todos los seres pluricelulares tienen su origen en una sola clula que, por divisin, da lugar a todos las clulas del organismo. Las clulas, aunque formen parte de un organismo pluricelular, pueden aislarse y ser "cultivadas" en medios especiales.

2.- Caractersticas generales de la clulaTodas las clulas, independientemente de su forma, tamao y funcin, presentan una serie de caractersticas comunes:Todas las clulas presentan una envuelta, la membrana, que las asla del exterior.Todas las clulas poseen un medio interno, el citoplasma, en el que se produce el intercambio de materia y energa.Todas las clulas poseen un metabolismo, es decir, realizan una serie de reacciones qumicas que les permiten vivir.Todas las clulas poseen material gentico.

2.1. Forma y tamaoLa forma de las clulas es muy variable. Se considera que la forma primitiva es la esfrica que es la que presentan la mayora de las clulas libres. No obstante debido a presiones entre ellas, o a adaptaciones en su funcin, pueden adoptar diferentes hbitos.Por ejemplo, las clulas musculares son alargadas, la del tejido seo estrelladas, etc. Se puede generalizar, por tanto, que la forma de la clula est estrechamente relacionada con la funcin que realiza.La clulas que estn libres, como por ejemplo este glbulo blanco, presentan una forma que puede cambiar al realizar sus funciones; mira este vdeo, lo que ves es un glbulo blanco que trata de fagocitar a una bacteria por lo que se deforma emitiendo unaespecie de brazos llamados pseudpodos.El tamao celular vara tambin bastante. En general, las clulas son microscpicas, entre 1 y 20 micras. Entre las clulas de menor tamao se encuentran las de algunas bacterias (0,2 micras) y entre las de mayor tamao se pueden citar algunas que son observables a simple vista, como las clulas del tejido muscular.

2.2. Niveles de organizacin celularSegn el grado de complejidad estructural se consideran dos tipos de organizacin celular: Procariota (ms simple) y Eucariota (ms compleja).Las diferencias bsicas entre unas y otras son:Las clulas procariotas son mucho ms pequeas y de organizacin celular ms simple que las eucariotas.Las clulas procariotas no presentan membrana nuclear (ncleo), las eucariotas s.Las clulas procariotas no presentan orgnulos (a excepcin de los ribosomas), por lo que las reacciones metablicas ocurren directamente en el citoplasma. Las clulas eucariotas realizan los distintos procesos metablicos en orgnulos especializados. Por ejemplo, la respiracin celular en la mitocondria, la fotosntesis en los cloroplastos, la digestin celular en los lisosomas...

3. La clula procariotaLa clula procariota se caracteriza porque no presenta ncleo. Dentro de este grupo aparecen los micoplasmas, las bacterias y las cianobacterias.Son principalmente unicelulares y de tamao muy pequeo (1-10 m).Presentan una organizacin muy sencilla. Tienen una membrana plasmtica que delimita un espacio interno ocupado por el citoplasma y rodendola tienen una envoltura celular compleja.El cido nucleico (ADN) posee una sola cadena y aparece libre en el citoplasma.3.1. EstructuraLa estructura de la clula procariota es muy sencilla. Su nombre las define como clulas sin ncleo. En el esquema que aparece a continuacin se pueden observar los principales componentes de dicha clula:

Una clula procariota presenta las siguientes partes:Cubiertas : son tres las que rodean a este tipo de clulas: - Cpsula : envuelta de naturaleza mucosa solo presente en algunas bacterias. - Pared celular : envuelta rgida exclusiva de procariotas formada por una sustancia que se llama murena (mezcla de polisacridos y algunosaminocidos, unidos formando una malla). Est hacia el exterior de la membrana y es la encargada de mantener la forma de la clula, impidiendo que vare su tamao cuando cambia la cantidad de sales del medio. La composicin, el grosor, las capas que hay en esta pared, etc., nos permiten diferenciar unas bacterias de otras.Membrana plasmtica : est formada bsicamente por fosfolpidos formando bicapas, apareciendo tambin protenas. La membrana de bacterias es muy parecida a la del resto de clulas, pero la de bacterias no suele contener colesterol. Es una capa continua, aunque a veces presenta pliegues hacia el interior llamados mesosomas a los que puede unirse el cido nucleico y donde se encuentran enzimas y pigmentos fotosintticos, en el caso de bacterias fotosintticas. En los mesosomas tienen lugar reacciones metablicas.Citoplasma : est poco diferenciado, carece de los orgnulos tpicos de lasclulas eucariotas, solo contienen ribosomas (orgnulos que fabrican protenas) algo diferentes a los de eucariotas y algunas inclusiones , como vesculas de gas. En las especies que realizan fotosntesis se puede observar tambin unas lminas membranosas en las que se sitan los pigmentos fotosintticos(clorofilas).Material gentico : se denomina tambin nucleoide, est formado por una molcula de ADN circular (cromosoma bacteriano) que est libre en el citoplasma (no existe ncleo al no haber envuelta nuclear). En algunas bacterias aparecen, dispersos por el citoplasma, unos fragmentos circulares de ADN con informacin gentica llamados plsmidos .Flagelo : muchas bacterias pueden presentar, para desplazarse por lquidos, flagelos rgidos. Pueden existir varios o solo tener uno y ocupar distinta posicin en la clula. En el video siguiente puedes observar el movimiento bacteriano mediante flagelo:Fimbrias o pil i : son filamentos finos de protenas, numerosos y cortos, que se distribuyen sobre la superficie de la clula y que le sirven como pelos sexuales para el paso de plsmidos de ADN de una clula a otra.3.2. Tamao y formaLos organismos procariotas son muy sencillos , estn formados por una nica clula que apenas alcanza unas pocas micras de longitud.A pesar de su sencillez, las bacterias presentan varias formas que son caractersticas y adems, cuando se dividen (y lo hacen con bastante rapidez), muchas tienden a permanecer juntas, no se separan, por lo que forman unas agrupaciones tpicas que permite diferenciarlas.Las formas y las agrupaciones de bacterias reciben nombres propios.Las bacterias con forma esfrica se denominan cocos ; si tienen forma de bastoncillo, bacilos ; con forma de coma, vibrios ; las de forma larga y ondulada, espirilos y, sin son largas y en espiral, espiroquetas . Estas son las tpicas, pero las hay de forma muy diversa.Por otro lado, si tras su divisin quedan unidas formando filamentos, hablamos de estreptococos o estreptobacilos ; si adoptan formas irregulares, estafilococos ...En la siguiente figura tienes representada la forma de muchas bacterias, as como las agrupaciones que forman.

Segn la disposicin de los flagelos tambin pueden clasificarse en los tipos que aparecenen la imagen:

A : MONOTRICO.B : LOFOTRICO.C : ANFITRICO.D : PERITRICO.4. La clula eucariticaLa principal diferencia entre clulas eucariotas y procariotas es su mayor complejidad. Las clulas eucariotas presentan una mayor variedad de orgnulos celulares y el material gentico se encuentra rodeado por una envuelta formando el ncleo.Existen dos tipos de clulas eucariotas dependiendo de su tipo de nutricin:Los animales que necesitan tomar la materia orgnica ya sintetizada, son hetertrofas.Las vegetales que pueden fabricar la materia orgnica por s solas, es decir, son auttrofas.

4.1. Estructura de la clula eucariticaTodas las clulas eucariotas tienen: MEMBRANA PLASMTICALa membrana plasmtica asla a la clula del exterior, la protege y permite el intercambio de sustancias.Estructuralmente responde al modelo de bicapa fosfolipdica. El 40% de su composicin son lpidos, molculas antipticas, con un polo hidrfilo, polar, que puede establecer atracciones con molculas de agua y un polo hidrfobo, apolar, que no interacciona con el agua (por ello las colas apolares se enfrentan hacia el interior de la membrana y las cabezas polares quedan hacia el exterior). Los ms abundantes son fosfolpidos (55% de los lpidos), colesterol (25%) y glucolpidos y otros cidos grasos.Las protenas constituyen aproximadamente el 50% de las membranas, y se sitan intercaladas o adosadas a la bicapa de lpidos. Son de diverso tamao y naturaleza, y son responsables de las funciones especficas de la membrana.Podemos clasificar a las protenas en dos grandes grupos:Protenas integrales: unidas fuertemente a los lpidos y difciles de separar de la bicapa. Pueden atravesar la membrana, llamndose protenas transmembranas (si atraviesan la bicapa una sola vez se las llama de paso nico, y si lo hacen varias veces protenas multipaso).Protenas perifricas: aparecen a un lado u otro de la membrana. Se separan de esta con bastante facilidad.Los glcidos constituyen el glucoclix. Se encuentran en la parte externa asociados a lpidos (glucolpidos) o a protenas (glicoprotenas). Protegen a la superficie de daos, presentan funcin antignica y permiten el reconocimiento celular y la comunicacin entre clulas.Algunas clulas eucariticas animales pueden presentar, por fuera de la membrana plasmtica, otra membrana llamada matriz extracelular. Todas las clulas vegetales, por fuera de la membrana plasmtica, presentan una pared gruesa de celulosa.

NCLEOEl ncleo encierra en su interior al material hereditario, el ADN de la clula. En el ncleo interfsico (cuando no se est dividiendo) este ADN se encuentra disperso por el nucleoplasma (lquido que rellena el ncleo) en forma de fibras desorganizadas conocidas como cromatina.El nucleoplasma o matriz nuclear es el medio interno del ncleo, formado por disolucin compuesta por agua, iones, numerosas protenas histonas que intervienen en el empaquetamiento del ADN, enzimas que intervienen en la replicacin y transcripcin del ADN, nucletidos necesarios para la sntesis de los cidos nucleicos, etctera.Est rodeado por una envuelta porosa, la envuelta nuclear. Est envuelta procede del retculo endoplsmico. Es una envoltura doble formada por dos membranas: la membrana nuclear externa y la membrana nuclear interna. Entre ambas queda un pequeo espacio denominado espacio perinuclear, que se contina con el espacio del retculo. La envoltura nuclear no es continua, existen puntos en los que las dos membranas se unen creando unos orificios denominados poros nucleares. Los poros nucleares regulan el intercambio de molculas entre el ncleo y el citoplasma.Adems del ADN, contiene un pequeo acmulo que forma el nuclolo. Es una estructura esfrica, no rodeada de membrana, densa y con un contorno irregular. Su funcin es fabricar los distintos tipos de ARN ribosmico que forman parte de las subunidades de los ribosomas. Se encuentra formado por ARN, ADN y protenas, y en l se distinguen, a microscopio electrnico, tres zonas con diferente actividad: zona fibrilar, componente fibrilar denso y zona granular.La cromatina est formada por ADN bicatenario lineal que est asociado a protenas histonas, que son protenas bsicas ricas en aminocidos bsicos: arginina y lisina de bajo peso molecular. Adems, hay otras protenas no histnicas, en su mayora enzimas que intervienen en la transcripcin y replicacin del ADN.Las fibras de cromatina presentan distintos niveles de organizacin que facilitan su empaquetamiento: nucleosoma, collar de perlas, fibras de 30nm (300).Durante la interface pueden diferenciarse distintos tipos de cromatina: Eucromatina: zonas donde la cromatina est poco condensada. Est formada por los fragmentos de ADN activos (transcriben ARNm).Heterocromatina: zonas donde la cromatina est muy condensada. Representa el 90% y se corresponde con las zonas en las que el ADN no se transcribe y permanece inactivo durante la interfase.Entre el ncleo y el citoplasma existe un intercambio de sustancias muy controlado, regulado por la envuelta nuclear. CITOPLASMAEl citoplasma es la porcin celular contenida entre la membrana plasmtica y el ncleo. En l distinguimos dos partes: una de ellas llamada hialoplasma o citosol es acuosa, rellena toda la clula y no tiene estructura aparente y la otra se denomina citoesqueleto y est formada por un conjunto de fibras y tbulos.El hialoplasma es un 85% agua en el que estn disueltas numerosas molculas (glcidos, protenas, ARN, nucletidos, iones...).Su morfologa es muy diferente no solo de unas clulas a otras, sino que dentro de una clula puede variar dependiendo de la zona y de las condiciones fisiolgicas.En l aparecen dispersos orgnulos celulares, adems es el medio donde se realizan muchas reacciones qumicas y gracias a su capacidad para variar de viscosidad, algunas clulas pueden emitir prolongaciones del citoplasma (pseudpodos), que le sirven para desplazarse.En el hialoplasma de las clulas eucariticas existe una red de filamentos proteicos responsables de la forma de la clula, de la organizacin de los orgnulos citoplasmticos y de la movilidad celular que constituyen un autntico citoesqueleto.

CITOESQUELETOEl Citoesqueleto no es un orgnulo propiamente dicho, se trata de un conjunto de filamentos que dan forma a la clula y permiten su movimiento. Estn formados por protenas.Los filamentos que constituyen el citoesqueleto estn interconectados y forman una red, que se extiende desde la superficie celular hasta el ncleo. Se clasifican atendiendo a su composicin proteica en:Microfilamentos: presentan un dimetro de 3 a 7 nm. Se encuentran formados principalmente por una protena llamada actina. Se suelen localizar en la periferia de la clula formando una capa reticular llamada crtex y son responsables de la forma y del movimiento celular.Filamentos intermedios: se denominan as por tener un tamao intermedio (aproximadamente 10 nm) entre los filamentos de actina y los microtbulos. Estn formados por protenas filamentosas y forman redes de filamentos que rodean al ncleo y se extienden hacia la periferia. Su funcin principal es dar rigidez a la clula, evitando la ruptura de la membrana plasmtica en aquellas clulas que estn sometidas a fuertes presiones.Microtbulos: los microtbulos son los componentes ms abundantes del citoesqueleto, presentan forma cilndricas (como tubos huecos) con un dimetro externo de 25 nm, formados por una protena globular llamada tubulina ( y ). Estos filamentos crecen a partir de una estructura llamada centrosoma o centro organizador de microtbulos, llegando hasta las proximidades de lamembrana plasmtica. Al crecer, van aadiendo tubulina a un extremo (llamado extremo +), gastando energa en este proceso.Existen dos estructuras formadas por microtbulos, por lo que se dice que son estructuras relacionadas con el citoesqueleto. Uno de ellos es un orgnulo que carece de membrana: el centrosoma (exclusivo de clulas animales), el otro lo forman los cilios y flagelos (slo en algunas clulas animales).

MITOCONDRIALas mitocondrias estn rodeadas de una doble membrana, externa e interna. La ltima de estas describe unos repliegues hacia el interior, las crestas, que delimitan un espacio interno: la matriz en el que ocurren diversas reacciones qumicas. El espacio intermembrana est relleno de un lquido de composicin muy similar al hialoplasma.Tienen ADN propio (circular y doble) y ribosomas (70S), por lo que pueden fabricar sus propias protenas.Las mitocondrias son las calderas de nuestras clulas, su funcin es obtener energa y para ello realizan la combustin de la glucosa.En las mitocondrias se lleva a cabo la respiracin celular, proceso metablico por el que se sintetiza energa en forma de ATP. A este proceso de obtencin de ATP a partir de la energa obtenida de la oxidacin de compuestos orgnicos se le conoce como fosforilacin oxidativa.

RETCULO ENDOPLASMTICO (RE)Es un complejo sistema de membranas internas comunicadas entre s y a su vez con la membrana plasmtica y la envoltura nuclear. La luz interna de las cavidades reciben el nombre de lumen o espacio luminal. Se pueden distinguir dos tipos de RE: El RE rugoso (RER) est formado por sculos aplanados, lleva ribosomas unidos a la cara de la membrana que da al hialoplasma. Este retculo realiza funciones de sntesis, almacenamiento y transporte protenas. Una vez formadas las protenas, estas pasarn al interior de las cavidades y circularn por ellas, modificndose. El transporte de protenas se realiza a travs de vesculas formadas por fragmentos de membrana del RER que llegarn hasta el aparato de Golgi. El RE liso (REL) no lleva ribosomas y sus cavidades tienen forma de tubos sinuosos. En l se sintetizan lpidos principalmente fosfolpidos, glucolpidos y colesterol, que una vez formados son transportados e introducidos en vesculas que terminan por desprenderse y se dirigen a la membrana, a un rgano concreto o hacia el aparato de Golgi. Otras funciones importantes del REL son la eliminacin de sustancias txicas e intervenir en la contraccin del msculo estriado.

APARATO DE GOLGIEs un sistema de membranas formado por numerosas cavidades en forma de sacos discoidales curvados.Las cavidades se denominan cisternas y se presentan rodeadas de numerosas vesculas.Los sacos aplanados estn agrupados unos encima de otros formando pilas de unos seis sacos; es el dictiosoma. Asociadas a los extremos del dictiosoma aparecen vesculas de diferentes tamaos.En cada dictiosoma encontramos una cara cis o de formacin, prxima al RER con cavidades con forma convexa, una cara trans o de maduracin, prxima a la membrana plasmtica las cavidades son de forma cncava y una zona media.El aparato de Golgi recibe y almacena gran cantidad de molculas procedentes de otros lugares de la clula, especialmente del RE. En el interior de las cavidades se procesan o ensamblan con otras, quedando macromolculas ya completamente estructuradas y funcionales.El aparato de Golgi transporta hacia diversos destinos las molculas que pasan a travs de l.

LISOSOMASSon orgnulos que aparecen en todas las clulas, siendo ms abundantes en las clulas animales. Se forman a partir del aparato de Golgi. Son vesculas redondeadas, rodeadas de membrana de estructura similar a la membrana plasmtica. En la cara interna de la membrana presentan un revestimiento de glicoprotenas que protege a la propia membrana de la accin de las enzimas que hay en su interior.Los lisosomas contienen enzimas de tipo hidrolasas cidas que se encargan de romper enlaces de macromolculas y que funcionan de manera ptima a pH cido. La funcin principal de los lisosomas es realizar la digestin, que puede ser extracelular los lisosomas vierten su contenido al exterior de la clula o intracelular. En este ltimo caso, los lisosomas primarios, que contienen nicamente enzimas digestivas en su interior, se unen con vesculas que contienen la sustancia a digerir formando los lisosomas secundarios en los que se lleva a cabo la rotura de las macromolculas o digestin de las mismas. Si estas proceden del exterior de la clula, la digestin ser heterofgica, pero si proceden del interior celular, hablamos de digestin autofagia.Los lisosomas que han finalizado el proceso digestivo y en su interior contienen residuos no digeribles reciben el nombre de cuerpos residuales.Similares a los lisosomas, son los peroxisomas pero contienen enzimas oxidativas u oxidasas que producen la oxidacin de diversos sustratos. Estn constituidos por una vescula formada a partir de las membranas del RE. Sirven para eliminar el exceso de cidos grasos, aminocidos, NADPH, etctera, y se utilizan para eliminar una gran variedad de molculas txicas.

RIBOSOMASSon estructuras globosas, esfricas, de aspecto muy poroso. Su funcin es la sntesis de protenas. Aparecen en todas las clulas y en ellas pueden encontrarse aislados y dispersos por el citoplasma, unidos a las membranas del retculo endoplsmico o a la cara citoplasmtica de la membrana nuclear, o unidos unos 40 o 50 a largos filamentos de ARN-m formando polisomas (o polirribosomas).Tambin pueden aparecer en el interior de mitocondrias y cloroplastos. Se observan al microscopio electrnico y son estructuras macromoleculares de ARN-ribosmico y protenas en proporciones similares. Su dimetro oscila entre 100-150 , siendo ms pequeos en procariotas que en eucariotas. Cada ribosoma est constituido por dos subunidades, una grande y otra ms pequea.Ambas subunidades permanecen separadas en el citoplasma y se unen durante la sntesis proteica, cuando esta termina vuelven a disociarse.

4.2. Clula eucaritica vegetalLas clulas eucariotas vegetales presentan algunas caractersticas propias, tienen una forma ms geomtrica debido a que presentan una pared celular y casi siempre una vacuola de gran tamao que ocupa casi todo el citoplasma, adems de los cloroplastos.

PARED CELULARLa pared celular est formada por celulosa, y contiene una alta proporcin de agua (80%).En ella se distinguen tres capas; comenzando desde el exterior y hacia el interior de la clula:Lmina media: se forma en el momento de la divisin celular y puede ser compartida por varias clulas. Es una capa muy fina formada principalmente por pectinas y protenas.Membrana primaria: ms gruesa que la lmina media. Se forma inmediatamente despus de la divisin celular, antes de que la clula complete su crecimiento. Formada por celulosa entrecruzada, como si formaran una malla poco densa. En algunas clulas es la nica capa que existe, pudiendo variar de grosor e impregnarse de lignina, que proporciona rigidez a la planta.Membrana secundaria: aparece slo en algunos tipos celulares. Est formada por celulosa y lignina (o suberina) y en ella podemos distinguir las capas S1 (externa), S2 (capa medial o central) y S3 (interna).

VACUOLASon estructuras delimitadas por una porcin de membrana que pueden formarse a partir del retculo endoplsmico, del aparato de Golgi o de invaginaciones de la membrana plasmtica. Sus funciones son almacenar sustancias, mantener la turgencia celular (fundamental en vegetales) y regular la presin osmtica.NO SON EXCLUSIVAS DE VEGETALES, pero en las clulas vegetales suelen de ser de mayor tamao y su funcin es ms importante para la clula.

CLOROPLASTOLos cloroplastos son orgnulos rodeados de una doble membrana (como las mitocondrias).El espacio interno se llama estroma y presenta una especie de sacos, los tilacoides que se apilan unos sobre otros formando las granas. El estroma adems contiene ADN doble y circular, ribosomas 70s, enzimas, inclusiones como granos de almidn o microgotas lipdicas...En los tilacoides se encuentra la clorofila, ese pigmento que hace posible que se realice la fotosntesis.

4.3. Clula eucaritica animalLa clula eucariota animal es ms redondeada que la vegetal, no presenta pared celular ni cloroplastos y, aunque s presenta vacuolas, estas suelen ser de menor tamao.Puede presentar formas ms diversas y presenta un orgnulo que no est presente en las clulas vegetales, el centrosoma.El centrosoma es una estructura cuyo componente principal son dos centriolos al par de centriolos se les llama diplosoma . Es caracterstico de las clulas animales y se suele localizar en una zona cercana al ncleo.Rodeando al diplosoma aparece un material denso y amorfo llamado centrosfera, de la que sale un ster, formado por microtbulos en crecimiento que se originan en forma de radios a partir de la centrosfera.

CENTROSOMASLos centriolos, son estructuras con forma de cilindro formadas por microtbulos, como se ve en las imgenes, que estn formadas por nueve grupos de 3 microtbulos o tripletes, llamados microtbulo A, al ms interno, B al central y C al ms externo, y estn conectados entre s por una protena llamada nexina, coloreados de verde.