1 Jos Luis Moreno Bilogo. Esp Planeacin Educativa

LA CLULA.UNIDAD DE CONSTITUCIN DE LOS SERES VIVOS

En biologa, la clula es la unidad fundamental que forma a todo ser vivo. Es adems la estructura anatmica

y funcional fundamental de la materia viva, capaz de vivir independientemente como entidad unicelular, o

bien, formar parte de una organizacin mayor, como un organismo pluricelular. En la clula se llevan a cabo

funciones de nutricin, respiracin, circulacin. Excrecin y reproduccin.

Teora celular: El conocimiento humano de la naturaleza celular de la vida fue lento. En 1965, un cientfico e

inventor llamado Robert Hooke inform de algunas observaciones con un microscopio primitivo. Coloco en

su instrumento un pedazo de corcho muy delgado y vio una gran cantidad de celdillas. Hooke llam a estas

celdillas clulas porque le recordaban las pequeas habitaciones o celdas ocupadas por los monjes. El

corcho proviene de la corteza externa seca del albaricoque. Hooke escribi que en este rbol vivo y en otras

plantas, dichas celdillas estn llenas de jugos. Despus de esto, pasaron 150 aos para lograr unificar

conceptos de bilogos como Theodor Schwann, Mattias Schleiden y Rudolf Virchow. De su investigacin surgi

la teora celular, la cual plantea:

Todos los organismos vivos estn formados por una o ms clulas.

Las reacciones qumicas para producir sustancias y energa del organismo vivo ocurren en la clula.

Las clulas se originan de otras clulas.

Las clulas contienen informacin hereditaria que pasa de una generacin de organismos a otra.

Caractersticas estructurales

Individualidad: Todas las clulas estn rodeadas de una membrana plasmtica que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial elctrico de la clula. Algunas clulas como las bacterias y las clulas vegetales poseen una pared celular que rodea a la membrana plasmtica.

Contienen un medio hidrosalino, el citoplasma, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que estn inmersos los orgnulos celulares.

Autogobierno: poseen ADN, el material hereditario de los genes y que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular.

ARN, que expresa la informacin contenida en el ADN.

Enzimas y otras protenas que ponen en funcionamiento la maquinaria celular.

Una gran variedad de otras biomolculas.

Caractersticas diferenciales y funcionales de las clulas

Las clulas vivas son un sistema bioqumico complejo. Las caractersticas que permiten diferenciar las clulas

de los sistemas qumicos no vivos son:

Autoalimentacin o nutricin. Las clulas toman sustancias del medio, las transforman de una forma a

otra, liberan energa y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.

Autorreplicacin o crecimiento. Las clulas son capaces de dirigir su propia sntesis. A consecuencia de

los procesos nutricionales, una clula crece y se divide, formando dos clulas, en una clula idntica a la

clula original, mediante la divisin celular.

Diferenciacin. Muchas clulas pueden sufrir cambios de forma o funcin en un proceso llamado

diferenciacin celular. Cuando una clula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que

no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciacin es a

menudo parte del ciclo de vida celular en que las clulas forman estructuras especializadas relacionadas

con la reproduccin, la dispersin o la supervivencia.

Sealizacin qumica. Las clulas responden a estmulos qumicos y fsicos tanto del medio externo como

de su interior y, en el caso de clulas mviles, hacia determinados estmulos ambientales o en direccin

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opuesta mediante un proceso que se denomina sntesis. Adems, con frecuencia las clulas pueden

interaccionar o comunicar con otras clulas, generalmente por medio de seales o mensajeros qumicos,

como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento en seres pluricelulares en complicados

procesos de comunicacin celular y transduccin de seales.

Evolucin. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares

evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las

clulas de modo regular) que pueden influir en la adaptacin global de la clula o del organismo superior

de modo positivo o negativo. El resultado de la evolucin es la seleccin de aquellos organismos mejor

adaptados a vivir en un medio particular.

Clasificacin

Existen dos tipos bsicos de clulas: procariotas y eucariotas.

Las clulas procariotas son estructuralmente ms simples que las eucariotas. Conformaron los primeros

organismos del tipo unicelular que aparecieron sobre la tierra, hace unos 3.500 millones de aos. Las

clulas procariotas tienen el material gentico concentrado en la regin central del citoplasma, pero sin

una membrana protectora que defina un ncleo. La clula no tiene orgnulos a excepcin de ribosomas-

ni estructuras especializadas. Como no poseen mitocondrias, los procariotas obtienen energa del medio

mediante reacciones de gluclisis en los mesosomas o en el citosol. Estn representados por los

organismos del dominio Bacteria (bacterias y algas cianofceas) y por los organismos pertenecientes al

Dominio Archaea (extremfilos)

Las clulas eucariotas son ms complejas que las procariotas y surgieron a partir de estas por el fenmeno

de Endosimbiosis, hace unos 1.000 millones de aos. Tienen mayor tamao y su organizacin es ms

compleja, con presencia de organelas que le permiten una notable especializacin en sus funciones. El

ADN est contenido en un ncleo con doble membrana atravesado por poros. Las clulas eucariotas estn

presentes en los organismos pertenecientes al Dominio Eukarya (Protistas, Hongos, Plantas y Animales).

Estructura de una clula eucariota

Las clulas eucariotas estn formadas por diferentes estructuras y organelas que desarrollan diversas funciones, a saber:

Membrana plasmtica, celular o citoplasmtica. Separa la clula del exterior y regula la entrada y salida

de compuestos. Es semipermeable.

Citoplasma. Medio hidrosalino donde se llevan a cabo gran parte de las reacciones qumicas de la clula.

Citoesqueleto. Entramado interno que da soporte estructural a la clula.

Ncleo. Contiene la mayor parte del material gentico (ADN), ya sea como cromatina o como

cromosomas.

Nucleolo. Su funcin principal es la produccin y ensamblaje de ribosomas y la sntesis de ARN.

Ribosomas. Realizan la sntesis de protenas a partir de la informacin gentica que llega del ncleo en

forma de ARN mensajero.

Retculo endoplasmtico rugoso (o granular). Conjunto de membranas que reciben las protenas que

producen los ribosomas adosados a sus membranas y participan en el transporte intracelular.

Retculo endoplasmtico liso. Conjunto de membranas que realizan varios procesos metablicos,

incluyendo la sntesis de lpidos: triglicridos, fosfolpidos y esteroides, participan en el transporte

intracelular.

Aparato de Golgi. Sintetiza o transforma compuestos previamente sintetizados (carbohidratos,

protenas), ensambla lisosomas y participa en el embalaje y transporte intracelular y la fabriccin de

membrana plasmtica.

Mitocondrias. Encargadas de la produccin de energa (ATP) a partir de la respiracin celular.

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Vacuolas. Almacenan alimentos o productos de desecho y participan en la homeostasis.

Vesculas. Almacenan, transportan o digieren productos y residuos celulares.

Lisosomas. Contienen enzimas que digieren materiales de origen externo o interno que llegan a ellos.

Centrolos (slo en la clula animal). Estructuras tubulares que ayudan a la separacin de los cromosomas

durante la divisin celular.

Cloroplastos (slo en las clulas de plantas y algas). Realizan la fotosntesis.

Cromoplastos (slo en las clulas de plantas y algas). Sintetizan y almacenan pigmentos.

Pared celular (slo en la clula vegetal, de algas, hongos y protistas). Capa exterior a la membrana

citoplasmtica que protege a la clula y le da rigidez.

Diferencias entre las clulas animales y vegetales

Clula animal

No tiene pared celular (membrana celulsica)

Presentan diversas formas de acuerdo con su funcin.

No tiene plastos

Puede tener vacuolas pero no son muy grandes.

Presenta centrolos ue son agregados de microtbulos cilndricos que forman los cilios y los flagelos

y facilitan la divisin celular.

Clula vegetal

Presentan una pared celular compuesta principalmente de celulosa) que da mayor resistencia a la

clula.

Disponen de plastos como cloroplastos (orgnulo capaz de realizar la fotosntesis), cromoplastos

(orgnulos que acumulan pigmentos) o leucoplastos (orgnulos que acumulan el almidn fabricado

en la fotosntesis)..

Poseen Vacuolas de gran tamao que acumulan sustancias de reserva o de desecho producidas por

la clula.

Presentan Plasmodesmos que son conexiones citoplasmticas que permiten la circulacin directa de

las sustancias del citoplasma de una clula a otra.

Funciones de las clulas

Todas las clulas realizan tres funciones vitales: nutricin, relacin y reproduccin. Otras funciones o derivadas

de estas seran:

Irritabilidad: es la capacidad del protoplasma para responder a un estmulo. Es ms notable en las

neuronas y desaparece con la muerte celular.

Conductividad: es la generacin de una onda de excitacin (impulso elctrico) a toda la clula a partir

del punto de estimulacin. Esta y la irritabilidad son las propiedades fisiolgicas ms importantes de

las neuronas.

Contractilidad: es la capacidad de una clula para cambiar de forma, generalmente por acortamiento.

Est muy desarrollada en las clulas musculares.

Absorcin: es la capacidad de las clulas para captar sustancias del medio.

Secrecin: es el proceso por medio del cual la clula expulsa materiales tiles como una enzima

digestiva o una hormona.

Excrecin: es la eliminacin de los productos de desecho del metabolismo celular.

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Tamao, forma y funcin de las clulas

Tamao: Las mayora de las clulas son microscpicas, es decir, no son observables a simple vista sino al

microscopio. A pesar de ser muy pequeas (un milmetro cbico de sangre puede contener unos cinco

millones de clulas), el tamao de las clulas es extremadamente variable. Existen bacterias con 1 y 2 micras

de longitud. Las clulas humanas son muy variables: hemates de 7 micras, hepatocitos con 20 micras,

espermatozoides de 53 micras y vulos de 150 micras. En las clulas vegetales los granos de polen pueden

llegar a medir de 200 a 300 micras y algunos huevos de aves pueden alcanzar entre 1 (codorniz) y 7

centmetros (avestruz) de dimetro. Para la viabilidad de la clula y su correcto funcionamiento siempre se

debe tener en cuenta la relacin superficie-volumen. Puede aumentar considerablemente el volumen de la

clula y no as su superficie de intercambio de membrana lo que dificultara el nivel y regulacin de los

intercambios de sustancias vitales para la clula. Tambin es importante la relacin entre volumen

citoplasmtico y volumen nuclear. El mismo nmero de cromosomas no puede controlar un aumento de

volumen desproporcionado, puesto que no regulara ni controlara adecuadamente las funciones de toda la

clula.

Forma y funcin: Las clulas presentan una gran variabilidad de formas, e incluso, algunas no ofrecen una

forma fija. Pueden ser: fusiformes (forma de huso), estrelladas, prismticas, aplanadas, elpticas, globosas o

redondeadas, etc. Algunas tienen una pared rgida y otras no, lo que les permite deformar la membrana y

emitir prolongaciones citoplasmticas (pseudpodos) para desplazarse o conseguir alimento. Hay clulas

libres que no muestran esas estructuras de desplazamiento pero poseen cilios o flagelos que son estructuras

derivadas de un orgnulo celular (centriolo) que dota a estas clulas de movimiento. La funcin que realice la

clula determina su forma, por lo que encontramos diferentes tipos de clulas:

Clulas contrctiles que suelen ser alargadas, como las clulas musculares.

Clulas con finas prolongaciones, como las neuronas que transmiten el impulso nervioso.

Clulas con microvellosidades o con pliegues, como las del intestino para ampliar la superficie de

contacto y de intercambio de sustancias.

Clulas cbicas, prismticas o aplanadas como las epiteliales que recubren superficies como las losas

de un pavimento.

TALLER N. 1

1. Defina qu es la clula 2. Qu son organismos unicelulares y pluricelulares 3. que la clula sea la unidad fundamental 4. Explique tres principios de la teora celular 5. Explique cmo surgi el concepto de clula 6. Elabore un cuadro sealando las caractersticas estructurales de la clula 7. Teniendo en cuenta las caractersticas estructurales, contestar:

a. Qu clulas poseen pared celular b. Qu clulas poseen membrana celular c. Qu funcin cumple el ARN y ADN, dnde se encuentran

8. Explique las caractersticas diferenciales y funcionales de la clula 9. Cmo se clasifican las clulas, explquelas 10. Elabore un cuadro comparativo sobre las clulas procariotas y eucariotas. 11. Elabore un cuadro sinptico sealando los organelos citoplasmticos y sus funciones. 12. Elabore un cuadro sinptico sealando los organelos del ncleo y sus funciones 13. Dibuje las clulas animales y vegetales y explique las diferencias entre ellas.

14. Teniendo en cuenta las funciones de la clula, explicar: absorcin, secrecin excrecin y contractilidad 15. Teniendo en cuenta la forma y funcin de la clula, cmo se pueden clasificar