Estructura y Características de las Células Procariotas

Las células procariotas carecen de membrana nuclear y el material genético se localiza en una región del citoplasma llamada nucleoide. El ADN es circular y de pequeño tamaño; no está asociado a proteínas histonas.

Componentes Citoplasmáticos y Estructurales

Los orgánulos que aparecen en su citoplasma son los ribosomas. Además de membrana plasmática, presentan una pared celular de peptidoglicano (un glúcido complejo). Los organismos que presentan estas células son unicelulares, como las bacterias.

• Pilis: Prolongaciones en forma de tubo que intervienen en procesos de intercambio de material genético y en la adherencia celular.
• Cápsula: Envoltura externa y viscosa que fabrica la propia célula. Aparece adherida a la pared celular y está formada por proteínas y polisacáridos. Desempeña funciones de fijación, confiere resistencia y protege de la desecación.
• Ribosomas: Partículas formadas por dos subunidades cuyo componente principal es el ARN ribosómico asociado a proteínas. Su función es intervenir en la síntesis de proteínas.
• Plásmido: Pequeñas moléculas de ADN circular disperso por el citoplasma y pueden transmitirse de una célula a otra. Albergan información genética diversa.
• Membrana Plasmática: Es una bicapa lipídica compuesta por fosfolípidos, en la que se insertan moléculas de proteínas. Carece de colesterol.
• Nucleoide: Es la región de la zona central de la célula, no delimitada por ninguna membrana, en la que se localiza el ADN circular. Controla todas las actividades celulares a través de la expresión génica.
• Pared Celular: Envoltura rígida situada alrededor de la membrana plasmática y debajo de la cápsula. Su función es mantener la forma de la bacteria y protegerla de cambios en el medio. Está constituida por peptidoglicanos.
• Citoplasma: Es el medio fluido interior de la célula; ocurren todas las reacciones metabólicas y se encuentran inclusiones nutritivas y de reserva energética.

Células Eucariotas

Las células eucariotas se caracterizan por presentar envoltura nuclear que separa el material genético del citoplasma. El ADN es lineal y fragmentado y se encuentra asociado a proteínas llamadas histonas. También poseen distintos orgánulos delimitados por membranas, como lisosomas, aparato de Golgi o mitocondria.

Clasificación Metabólica

En función de su metabolismo se clasifican estas células en dos grupos:

• Células vegetales: Presentan cloroplastos en su citoplasma y su metabolismo es autótrofo.
• Células animales: Su metabolismo es heterótrofo ya que carecen de cloroplastos.

Orgánulos de la Célula Eucariota

• Mitocondria: Encargada de realizar la respiración celular para obtener energía.
• Citoplasma: Medio acuoso donde se producen todas las reacciones químicas de la célula.
• Cloroplastos: Contiene ADN y ribosomas, y se encarga de llevar a cabo los procesos fotosintéticos.
• Aparato de Golgi: Sacos apilados, encargado de completar la síntesis de glúcidos y lípidos, forma vesículas de secreción que transportan sustancias a toda la célula.
• Núcleo Celular: Controla toda la actividad celular.
• R.E. Rugoso (RER): Contiene ribosomas asociados a su membrana y se encarga de transportar proteínas.
• R.E. Liso (REL): Se encarga del transporte de los lípidos a toda la célula e interviene en procesos de detoxificación celular.
• Vacuola vegetal: Almacena agua, sustancias de desecho y tóxicas, y regula los procesos osmóticos.
• Vacuola animal: Almacenan sustancias de desecho procedentes de la digestión celular.
• Centrosoma: Formado por tubulina, su función es organizar el citoesqueleto, formar cilios y flagelos, y organizar el huso acromático durante la división celular.
• Lisosomas: Contiene enzimas encargadas de la digestión celular.
• Peroxisomas: Contiene enzimas y son encargados de la digestión celular y detoxificación celular.
• Membrana Celular: Permite el intercambio de sustancias entre la célula y el medio.
• Pared Celular (Vegetal): Formada por celulosa y pectina. Proporciona el soporte mecánico y protección de la célula.

El Ciclo Celular

El ciclo celular es el tiempo que transcurre entre la formación de una célula y su división. Se divide en dos fases principales:

Interfase

La interfase consta de 4 fases:

• Fase G1: Periodo del crecimiento general; las células presentan una intensa actividad metabólica, los genes se transcriben y se traducen para sintetizar proteínas que permiten el crecimiento.
• Fase G0: Algunas células pueden salir del ciclo y dejan de dividirse.
• Fase S: Ocurre la síntesis de ADN; los cromosomas se replican. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas, de manera que la información genética es doble.
• Fase G2: Continúa el crecimiento; la célula se prepara para la división. Se producen los últimos preparativos para la división celular. Los cromosomas aún se encuentran en forma de cromátida, pero comienzan a condensarse; se forman las proteínas que intervienen en los procesos de división celular.

División Celular (Fase M)

Durante la Fase M se distribuirán equitativamente entre las células hijas los cromosomas y el citoplasma, y se detienen todos los procesos de biosíntesis. Incluye la Citocinesis.

Mitosis

Ocurre solo en células somáticas y su objetivo es formar 2 células idénticas entre sí y diploides.

• Profase: Aparecen los cromosomas, desaparece el nucléolo, los centriolos se sitúan a los polos de la célula y entre ambos empiezan a formarse unas fibras que constituyen el huso acromático.
• Metafase: Los cromosomas llegan a su nivel máximo de condensación y se aprecian las cromátidas hermanas unidas por el centrómero. En cada centrómero aparecen unas fibras que se complementan en el huso acromático y orientan a los cromosomas a los polos de la célula. Los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial formando la placa ecuatorial.
• Anafase: Los cromosomas se separan por la mitad y son arrastrados hasta los polos de la célula por el huso acromático. A partir de ese momento se vuelven cromosomas independientes con una sola cromátida.
• Telofase: Los cromosomas comienzan a desenrollarse para formar de nuevo la cromatina, vuelve a formarse la membrana nuclear, desaparece el huso acromático y se completa la citocinesis.

Citocinesis en Células Animales

Al final de anafase comienza a formarse un anillo contráctil de fibras de actina y miosina en la región ecuatorial de la célula, donde antes se formó el huso acromático. La contracción de estas fibras estrangula el citoplasma hasta que se separan las células hijas.

Citocinesis en Células Vegetales

En las células vegetales, que presentan una pared celular rígida, no se puede producir la citocinesis por estrangulación de la célula, sino que tiene lugar a través de la formación de una estructura especial llamada fragmoplasto.

Meiosis

La meiosis es un tipo de división celular para formar las células progenitoras de gametos (gametogonias). El proceso es mucho más complicado y largo que la mitosis, ya que en la meiosis es preciso formar células haploides a partir de células diploides, diferentes entre sí y diferentes a la célula madre.

Meiosis I

• Profase I: Esta etapa es la más larga y la más compleja del proceso. Se divide a su vez en 5 fases:
  • Leptoteno: Se inicia cuando desaparece el nucléolo. Entre las dos parejas de centríolos comienza a formarse el huso acromático. Los cromosomas comienzan a hacerse visibles pero aún están desarrollados y se organizan por parejas de cromosomas homólogos que se unen por sus dos extremos a la membrana nuclear formando una especie de bouquet leptoténico.
  • Zigoteno: En esa posición las cromátidas internas de los cromosomas homólogos comienzan a unirse una a la otra, gen a gen, en un proceso denominado sinapsis. La pareja de cromosomas homólogos unidos se denomina tétrada.
  • Paquiteno: Los cromosomas homólogos intercambian fragmentos entre las cromátidas y se le denomina sobrecruzamiento. Tiene lugar la recombinación genética de manera que cada cromosoma tendrá una cromátida mixta.
  • Diploteno: Comienzan a separarse los cromosomas homólogos que quedan unidos solo por unos puntos denominados quiasmas, que son los puntos donde se produjo la recombinación genética.
  • Diacinesis: Las cromátidas ya aparecen muy condensadas. Ya se aprecia claramente que las cromátidas hermanas se quedan unidas por los centrómeros y las cromátidas no hermanas quedan unidas por los quiasmas. Al final de esta fase desaparece la membrana nuclear y se forma el huso acromático.
• Metafase I: Los cromosomas homólogos se unen a las fibras del huso acromático por los centrómeros y se colocan en la zona ecuatorial de la célula formando la placa ecuatorial. Cada cromosoma se encuentra mirando a un polo de la célula.
• Anafase I: Se rompen los quiasmas y cada cromosoma homólogo se dirige hacia un polo de la célula. De las dos cromátidas de cada cromosoma, una se mantendrá igual y la otra es recombinante. Se inicia la citocinesis para la separación del citoplasma.
• Telofase I: Los cromosomas se agrupan en los polos de la célula, se regenera la membrana nuclear, desaparecen las fibras del huso y los cromosomas sufren una ligera descondensación. Se completa la citocinesis y se obtienen dos células hijas con la mitad del número de cromosomas que la célula madre, pero esos cromosomas son dobles, cada uno está formado por dos cromátidas.

Meiosis II

Después de una breve interfase en la que no se sintetiza material genético, entramos en la segunda fase, en la que se separarán las dos cromátidas de cada cromosoma homólogo. Este proceso es muy similar a la mitosis, ya que se separan las cromátidas. También se divide en profase II, metafase II, anafase II y telofase II. Cada célula hija posee una sola de las dos series de cromosomas que poseía la célula madre.

Importancia de la Meiosis en los Seres Vivos

Dos son las funciones de la meiosis para la formación de los gametos:

1. Asegurar que el número de cromosomas se mantenga constante de una generación a otra en los organismos que se reproducen sexualmente. Se forman gametos haploides que darán lugar a un cigoto diploide después de la fecundación.
2. El sobrecruzamiento y la recombinación genética, ya que otorgan a la reproducción sexual su valor evolutivo. Durante la metafase I cualquiera de las dos cromátidas puede pasar a las células hijas y como consecuencia cada gameto es diferente a cualquiera de los otros. Esto asegura la variabilidad genética entre las poblaciones, lo cual es un mecanismo imprescindible para la evolución de las especies.

Comparación entre Mitosis y Meiosis

Etiquetas: célula eucariota, célula procariota, Ciclo celular, meiosis, mitosis, orgánulos celulares