Célula y microorganismos - · PDF fileLa secuencia general de la replicación de un virus es la siguiente: 1. Penetración. Los virus pueden ser englobados por la célula huésped

Institución Educativa Particular “María de Nazaret” – Cajamarca.

«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor,fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla yano germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)

Alcides Mendoza Coba – Dalhy

Seres vivosLos microorganismos y la célula

Alcides Mendoza Coba.

(Dalhy)Tercera Edición

Cajamarca 2011

El hongo que se muestra en lafoto está constituido pormuchas células. Según lanutrición son célulassaprófitas.Foto Dalhy – SSC MARZO 2011

Institución Educativa Particular “María de Nazaret” – Cajamarca.

«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva con amor,fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que la semilla yano germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)

Alcides Mendoza Coba – Dalhy

Conceptos básicos de virusEL MUNDO OCULTO A SIMPLE VISTA

Virología.La virología es el estudio de los virus y sus propiedades. Estas propiedades incluyen:la replicación viral, los patógenos virales, la inmunología viral, las vacunas virales, losmétodos de diagnóstico, la quimioterapia antiviral, las medidas de control de unainfección, los diferentes signos que manifiestan la presencia de virus.

1. Virus

Un virus consiste en una molécula de DNA o RNAenvuelta en una cubierta proteica llamada cápside.También se puede decir que un virus es un parásitoobligado.

La estructura general de un virus se puede representaren el siguiente gráfico.

Para diferenciar de una célula se puede afirmar que losvirus carecen de:

- membranas propias- ribosomas- citoplasma- Fuente de energía

- Movimiento- Reproducción

Los virus toman diversas formas como se muestra en una figura tomada del libro de Biología deTeresa Audersirk y otros.

La célula: apuntes básicos

3 Alcides Mendoza Coba – DALHY«Depende del empeño para la cosecha... siembra y cultiva conamor, fe y perseverancia; si dejas para mañana, pueda que lasemilla ya no germine o los frutos no sean de calidad». (Dalhy)

Si se analiza la organización de los seres vivos a partir de lo abiótico, los virus se ubicarían enel umbral de la vida.

2. Viroides.

Son partículas compuestas por cadenas cortas de RNAque carecen de cubierta proteica y de tamaño diezveces menor que los virus normales de las plantas. Fuedescubierto en el año 1971 por el fitopatólogo T.O.Diener al estudiar que ciertas enfermedades de lasplantas.

3. Priones.Son seres mucho más enigmáticos que los viroides, porque están constituidos por proteínaspatógenas que al parecer tienen alterada la estructura secundaria.

Fueron descubiertos a partir de 1950, cuando estudiaron a los integrantes de la tribu primitiva deNueva Guinea, los mismos que sufrían de una enfermedad degenerativa y mortal del sistemanervioso, a los que los lugareños llamaban kuru. Los investigadores determinaron que el kuru setransmitía por la vía de un canibalismo ritual , los miembros de la tribu fore honraban a sus muertoscomiendo su cerebro.

Actualmente es motivo de preocupación la posibilidad de que los seres humanos puedan infectarsede encefalopatía espongiforme bovina, llamada comúnmente enfermedad de las vacas locas. Estaenfermedad producida por un prion.

Replicación de los virus

La secuencia general de la replicación de un virus es la siguiente:

1. Penetración. Los virus pueden ser englobados por la célula huésped. Algunos virus tienenproteínas superficiales que se unen a los receptores de la membrana plasmática de la célula.Luego el virus deja salir su material genético en el citoplasma.

SupramoléculaMolécula

Átomos

Nubeelectrónica

Núcleo

Protones Neutrones

Quarks

Electrones

Tejidos Órganos Sistema IndividuoCélula

Nivel abióticoNivel abiótico

Umbral de lavida

VIRUS



2. Duplicación. El material genético del virus se multiplica (se copia muchas veces).3. Transcripción. El material genético viral se utiliza como plantilla para elaborar RNA mensajero

(RNAm).4. Síntesis de proteínas. En el citoplasma del huésped, el RNAm viral se utiliza para sintetizar

proteínas virales.5. Ensamblado viral. El material genético y las enzimas virales quedan envueltas por su cubierta

proteínica.6. Liberación. Los virus emergen de la célula por “gemación” desde la membrana celular o por

ruptura de la célula.

MicrobiologíaLa Microbiología es la ciencia que estudia

los microorganismos, los mismos que pueden sereucarióticos (simples) o procarióticos.

Para entender cuales son los seresmicroscópicos eucarióticos y procarióticos, es

necesario considerar la clasificación de los seresvivos según Wose propuesto en 1990, según elcual los seres vivos se agrupan en tres dominios,como se muestra en el siguiente visualizador.

DOMINIOS

Archaea

Bacteria

Eukarya

son

Protista Fungi Animalia Plantae

comprende

Carecen demembrananuclear ocarioteca

Tienenmembrananuclear ocarioteca

Arqueobacterias

Termoacidófilos

Metanógenas

Halobacterias

Bacteriasverdes

Bacteriaspurpúreas

Cianobacterias

BacteriasGram

Positivas

BacteriasGram

negativas

Pueden ser

Se clasifican enllamadas



Las bacterias se pueden clasificar desdediferentes puntos de vista.

1. Por su forma

1.1. Cocos.Tienen forma esférica. Puedenpresentarse de la siguiente manera:

a) Diplococos. Soncocos que seagrupan de dos endos, por ejemploel gonococo queproduce laenfermedad de la gonorrea.

b) Estreptococos.Son cocos agrupados enforma de cadenas. Porejemplo el Streptococcuspyogenes.

c) Estafilococos.Son los cocos quese agrupan enforma de racimosde uvas. Porejemplo, elStaphylococcus aureus . Estemicroorganismo puede producir unaamplia gama de enfermedades, que vandesde infecciones cutáneas y de lasmucosas relativamente benignas, talescomo foliculitis, forunculosis oconjuntivitis, hasta enfermedades deriesgo vital, como celulitis, abscesosprofundos, osteomielitis, meningitis,sepsis, endocarditiso neumonía.

1.2. Bacilos. Puedenpresentarse como

bastones aislados o como cadenas largas debastones unidos entre sí. Entre losprincipales ejemplos de bacilos se puedeindicar a los bacilos del carbunco Unidosentre sí), difteria, fiebre tifoidea, tuberculosisy lepra.

1.3. Espirilos. Los espirilos son bacterias deforma helicoidal o de espiral. Se desplazanavanzando en tornillo. Su diámetro es muypequeño, lo que hace que puedan atravesarlas mucosas. Un ejemplo de espirilo es elTreponema pallidum que produce la sífilis enel hombre.

2. Por su nutrición.

Pueden ser bacterias autótrofas (elaboransus propios alimentos), bacterias heterótrofas(no fabrican sus propios alimentos).

3. Por su respiración

Las bacterias pueden ser anaerobias,aerobias o facultativas.

4. Por su reacción al colorante de Gramm.Las bacterias si se tiñen con el colorante deGramm reciben el nombre de bacteriasGramm positivas y si no se tiñen reciben elnombre de bacterias Gramm negativas.

LA CÉLULA

La célula es una unidad mínima de unorganismo con la capacidad de actuar de maneraautónoma. La célula es la unidad anatómicaestructural, fisiológica, genética y evolutiva detodo ser vivo.

La ciencia queestudia al estudio de lacélula se llama Citología.

Las primerasaproximaciones al estudio



de la célula surgieron en el siglo XVII, tras eldesarrollo de los primeros microscopios a finales delsiglo XVI. Los microscopios inventados permitieronrealizar numerosas observaciones, que condujeronen apenas doscientos años a un conocimientomorfológico de la célula relativamente aceptable.

Diferentes estudiosos de la cienciapermitieron el conocimiento de la célula y luego lateoría celular. Entre los principales hechos se puedeindicar los siguientes:

Frances y Janssen,construyeron porprimera vez elmicrsocopio óptico,tenía una capacidad deamplicación de 10 aumentos a 30 aumentos.Este microscopio lo utilizaron para observarpulgas y otros insectos.

El astrónomo y físico italiano Galileo Galieli(1628 – 1694), construyó micrsocopios enparalelo a Janssen. Estos microscopios losutilizó para realizar estudios de los ojoscompuestos de los insectos.

El científico Marcelo Malpighi (1628 – 1694) fueuno de los primeros que estudió los tejidosanimales del cerebro, riñón, bazo, pulmones ylengua. Inició el planteamiento de la teoríaglobular.

Década de 1670: Anton Van Leeuwenhoek,observó diversas células eucariotas (comoprotozoos y espermatozoides) y procariotas(bacterias).

1665: Robert Hooke observó en láminas decorcho, realizadas con un microscopio de 50aumentos construido por él mismo, lograndoidentificar pequeñas celdillas a las que bautizócon el nombre de «células» (del latín cellulae,celdillas).

1745: John Needham describió la presencia de«animálculos» o «infusorios»; se trataba deorganismos unicelulares.

Década de 1830: Theodor Schwann estudió lacélula animal; junto con Matthias Schleidenpostularon que las células son las unidadeselementales en la formación de las plantas yanimales, y que son la base fundamental delproceso vital.

1831: Robert Brown describió el núcleo celular.

1839: Purkinje observó el citoplasma celular.

1850: Rudolf Virchow postuló que todas lascélulas provienen de otras células (Omnis cellulae cellula.

1857: Kölliker identificó las mitocondrias.

1860: Pasteur realizó multitud de estudios sobreel metabolismo de levaduras y sobre la asepsia.

1880: August Weismann descubrió que lascélulas actuales comparten similitud. estructuraly molecular con célulasde tiempos remotos.

1931: Ernst Ruskaconstruyó el primermicroscopio electrónicode transmisión en laUniversidad de Berlín.Cuatro años más tarde,obtuvo un poder deresolución doble a ladel microscopio óptico.

1981: Lynn Margulispublica su hipótesissobre laendosimbiosis (*)serial, que explica el origen de la célulaeucariota.

Los estudios de Mathias Scheleiden, deTeodoro Schwan y de Rudolph Virchow, sirvieronpara sentar las bases de la Teoría Celular, cuyosprincipales postulados son los siguientes:

- Las células constituyen las unidades morfológicas yfisiológicas de todos los organismos.

- Las propiedades de un ser vivo dependen de las desus células individuales.

- Las células se originas sólo de otras células y sucontinuidad se mantiene a través del materialgenético.

- La unidad más pequeña de la vida es la célula.

El rápido desarrollo de la biología celular ymolecular en el siglo actual puede atribuirse a:

(*) La endosimbiosisEs una asociaciónestrecha entreespecies, en la que losindividuos de unaresiden dentro de lascélulas de la otra.Algunos orgánulos delas células eucariotas(células con núcleo),como las mitocondriasy los plastos(cloroplastos),proceden de susimbiosis inicial conciertas bacterias.



- El mayor poder de resolución obtenido con elmicroscopio electrónico y la difracción de rayos X.

- Convergencia con otras ramas de la investigaciónbiológica, como por ejemplo la genética y labioquímica.

CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DE LA CÉLULA

Las principales características de la célula quepermite diferenciarlo de los sistemas abióticos sonlas siguientes:

Nutrición. Las células toman sustancias delmedio, las transforman de una forma a otra,liberan energía y eliminan productos dedesecho, mediante el metabolismo.

Crecimiento y multiplicación. Las células soncapaces de dirigir su propia síntesis. Aconsecuencia de los procesos nutricionales, unacélula crece y se divide, formando dos células,en una célula idéntica a la célula original,mediante la división celular.

Diferenciación. Muchas células pueden sufrircambios de forma o función en un procesollamado diferenciación celular.

Irritabilidad. Las células responden aestímulos químicos y físicos tanto del medioexterno como de su interior y, en el caso decélulas móviles, hacia determinados estímulosambientales o en dirección opuesta a losestímulos.

Evolución. A diferencia de las estructurasinanimadas, los organismos unicelulares ypluricelulares evolucionan. Esto significa que haycambios hereditarios (que ocurren a bajafrecuencia en todas las células de modoregular), que pueden influir en la adaptaciónglobal de la célula o del organismo superior demodo positivo o negativo.

CLASES DE CÉLULA

La clasificación de las células se haceatendiendo ciertos criterios; por eso, se puedenclasificar por su evolución, por su tamaño, por sunutrición, por su forma y por el reino al quepertenecen.

I. POR SU EVOLUCIÓN. Las células pueden ser:Procarióticas o eucarióticas.

A. CÉLULA PROCARIÓTICA

Las células procariotas son pequeñas ymenos complejas que las eucariotas. Carecende membrana nuclear, en otras palabrascarecen de núcleo bien diferenciado, por loque su material genético se encuentra dispersoen el citoplasma genético en el citosol.

Las células procarióticas contienenribosomas pero carecen de sistemas deendomembranas (esto es, orgánulosdelimitados por membranas biológicas). Sinembargo, existen excepciones: algunasbacterias fotosintéticas poseen sistemas demembranasinternos.También en elFiloPlanctomycetesexistenorganismoscomo Pirellulaque rodean sumaterial genéticomediante unamembrana intracitoplasmática y Gemmataobscuriglobus que lo rodea con doblemembrana.

Por lo general podría decirse que losprocariotas carecen de citoesqueleto.

Las células procarióticas se encuentranpresentes en las bacterias y archeas, más noen los eucariotas.

IMPORTANTE: Escherichia coli

Esta bacteria es el organismo procariontemás estudiado por el ser humano. La E. coli esuna bacteria que se encuentra generalmenteen los intestinos animales y por ende en lasaguas negras. Fue descrita por primera vez en1885 por Theodore von Escherich, bacteriólogoalemán, quién la denominó Bacterium coli.Posteriormente la taxonomía le adjudicó elnombre de Escherichia coli, en honor a sudescubridor. Ésta y otras bacterias sonnecesarias para el funcionamiento correcto delproceso digestivo. Además produce vitaminasB y K. Es un bacilo que reaccionanegativamente a la tinción de Gram(gramnegativo), es anaeróbico facultativo,móvil por flagelos peritricos (que rodean su



cuerpo), no forma esporas, es capaz defermentar la glucosa y la lactosa.

B. CÉLULA EUCARIÓTICA.

Las células eucariotas son las másevolucionas y complejas. Presentanprincipalmente membrana nuclear, dentro delcual está el material genético y una estructurabásica relativamente estable caracterizada porla presencia de distintos tipos de orgánulosintracitoplasmáticos especializados.

II. POR SU TAMAÑO.

Las células por su tamaño, pueden ser:Macroscópicas, microscópicas yultramicroscópicas.

Células macroscópicas. son células observadasfácilmente a simple vista. Esto obedece el granvolumen de alimentos de reserva quecontienen. Ejemplo: la yema de huevo de lasaves y reptiles, que alcanzan varioscentímetros de longitud.

Células Microscópicas.- observable únicamenteen el microscopio para escapar del limite devisibilidad luminosa, cuyo tamaño se expresacon la unidad de medida llamada micro omicron. Ejemplo: los glóbulos rojos ohematíes, lo cocos, las amebas, Etc.

Células Ultramicroscópicas.- son sumamentepequeños y observables únicamente con elmicroscopio electrónico. En este caso se utilizacomo unidad de medida el milimicrón (mu),que es la millonésima parte del milímetro o lamilésima parte de una micra.

III. POR SU NUTRICIÓN.

Las células pueden ser autótrofas oheterótrofas. Las primeras elaboran suspropios alimentos mientras que las otras sealimentan a base de alimentos producidos porotras células.

IV. POR SU FORMA.Clasificar a las células por su forma esrelativo; ya que, en muchos de los casos laforma de las células depende de la fisiología yestado de la célula.Algunas formas de células son las siguientes:

Células estrelladas. Las que tienen unaforma que se asemeja a una estrella:Ejemplo, las neuronas.

Esféricas, comoóvulos y loscocos(bacterias).

Ovoides, comolas levaduras

Cúbicas, comoen el folículotiroideo.

Aplanadas. En estas células lasdimensiones son mayores que su grosor.Generalmente forman tejidos derevestimiento, como las células epiteliales-

Alargadas. En las cuales un eje es mayorque los otros dos. Estas células formanparte de ciertas mucosas que tapizan eltubo digestivo.

Fusiformes. Son las células que Las quetienen la forma parecida a un huso. Porejemplo las fibras musculares.

Gráficos de algunas formas decélulas



PARTES DE UNA CÉLULA EUCARIÓTICA TÍPICA.

Una célula eucariótica típica está formada por: Membrana celular, citoplasma y núcleo (Imagen de Biología deAudesirk)

I. MEMBRANA CELULAR CITOPLASMÁTICA (PLASMALEMA).

La membrana celular o plasmáticaes una estructura laminar que engloba a lascélulas, define sus límites y contribuye amantener el equilibrio entre el interior y elexterior de éstas. Además, se asemeja a lasmembranas que delimitan los orgánulos decélulas eucariotas.

En los estudios iniciales de lamembrana, se proppusieron dos modelos: El

modelo de Davson – Danielli y el Modelo deRobertson. Posteriormente en el año de 1972,Singer y Nicholson propusieron el modelo delMosaico Fluido.

- Según el modelo de Davson – Danielli(1953), la membrana celular está formadapor una bicapa de fosfolípidos cubiertas encada superficie por una monocapa deproteínas globulares hidratadas.



- Según el modelo de Robertson, plantea que la membrana celular está formada por una bicapa defosfolípidos, pero en ambos lados está cubierta deproteínas extendidas.

- Según el Modelo del Mosaico Fluido, la membranaestá constituida por una bicapa (doble capa), defosfolípidos, con proteínas asociadas. Estas proteínaspueden ser: Integrales o intrínsecas. Cuandoatraviesan toda la membrana.Periféricas o extrínsicas. Son las proteínas que seencuentran ancladas en uno de los lados de lamembrana celular.

Composición química de la membranacelular. La membrana celular en forma generalcontiene fosfolípidos, glucolípidos y esteroides,variando la cantidad y la participación de otroscomponentes de acuerdo a la naturaleza y funciónque desempeña la célula.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR.a. Transporte. La membrana celular permite el

intercambio de materiales entre el mediointerno de la célula con el medio externo. Peroes necesario indicar que a membrana celularsólo permite el paso de determinadassustancias, cuya propiedad se llamaPERMEBILIDAD SELECTIVA.

La permeabilidad de una membranaplasmática a las distintas sustancias dependede varios factores, dependientes a su vez de laestructura de la membrana.

El transporte de sustancias a través de lamembrana, se da mediante procesos pasivoso procesos activos.

PROCESOS PASIVOS. Son los que se realizansin gasto de energía (ATP). Estos procesos detransporte dependen de las diferencias depresión, concentración o de un proceso dedifusión.

Entre los principales procesos pasivosestán la difusión simple, la difusión facilitada,la ósmosis y la filtración.

- La difusión simple. Es el paso de moléculas,iones, sustancias, de una zona de altaconcentración a otra de menorconcentración, por la diferencia deconcentraciones, es decir que el paso se daa favor de la gradiente de concentración.Como la difusión depende de la energíacinética de las partículas, se produce conmayor rapidez cuando aumenta latemperatura. Además, a un mayorgradiente (diferencia) de concentraciónhará que la difusión se haga más rápida.Por otra parte, las moléculas pequeñas sedifunden con mayor rapidez que lasgrandes.

- Difusión Facilitada. Es el movimiento demoléculas más grandes que no puedenpasar a través de la membrana plasmática

Audesirk Biología



y necesita ayuda de una proteína de trasporte.

- Ósmosis. “Consiste en el movimiento netode un disolvente, el agua en los seresvivos, a través de membranas depermeabilidad selectiva” (Gerard J. Tortora.Principios de Anatomía y Fisiología. Edit.Mosby /Doyma Libros. 1996. Página 63.).El agua se mueve por ósmosis a través delas membranasdesde las zonas enlas que seencuentra a unaconcentraciónelevada hasta laszonas donde laconcentración esmenor. Al hablarde ósmosis esnecesario hablar depresión osmótica,que se define comola presiónnecesaria paraevitar elmovimiento netodel agua desdeuna solución aotra, cuandoambas solucionesestán separadaspor una membrana permeable al agua.

- Filtración o Diálisis. Es el movimiento deagua y moléculas disueltas a través de lamembrana debido a la presión hidrostáticagenerada por el sistema cardiovascular.Dependiendo del tamaño de los poros de lamembrana, sólo los solutos con undeterminado tamaño pueden pasar a travésde la membrana. Por ejemplo, los poros dela membrana de la cápsula de Bowman enlos glomérulos renales, son muy pequeños,y sólo la albúmina, la más pequeña de lasproteínas, tienen la capacidad de serfiltrada a través de ella. Por otra parte, losporos de las membranas de los hepatocitosson extremadamente grandes, por lo queuna gran variedad de solutos puedenatravesarla

PROCESOS ACTIVOS. Son los que se realizanCON gasto de energía (ATP). Existe dos tiposactivos de transporte de volumen: Endocitosisy exocitosis.

La endocitosis puede ser la fagocitosis y lapinocitosis. La primera es cuando se transportasustancias sólidas, y la pinocitosis es cuandose transporta sustancias líquidas o endisolución.

Es la expulsión de sustancias como lainsulina a través de la fusión de vesículas conla membrana celular.

La exocitosis es el proceso celular por elcual las vesículas situadas en el citoplasma sefusionan con la membrana citoplasmática,liberando su contenido.

La exocitosis se observa en muy diversascélulas secretoras, tanto en la función deexcreción como en la función endocrina.

También interviene la exocitosis en lasecreción de un neurotransmisor a la brechasináptica, para posibilitar la propagación delimpulso nervioso entre neuronas. La secreciónquímica desencadena una despolarización delpotencial de membrana, desde el axón de lacélula emisora hacia la dendrita (u otra parte)de la célula receptora. Este neurotransmisorserá luego recuperado por endocitosis para serreutilizado. Sin este proceso, se produciría unfracaso en la transmisión del impulso nerviosoentre neuronas.

Al hablar de procesos activos detransporte es necesario hablar de transporteactivo primario y de transporte activosecundario.

Transporte activo primario: la bomba de sodio.La bomba de trasporte activo primario másabundante en el organismo es la bomba desodio, que mantiene una baja concentración deiones sodio (Na+) en el citosol bombeándoloshacia fuera en contra de su gradiente deconcentración. También desplaza los iones depotasio (K+) hacia el interior de las células encontra de su gradiente de concentración. La

ÓSMOSIS YCONCENTRACIÓNDE SOLUCIONES

En un medioisotónico, hay unequilibriodinámico, es decir,el paso constantede agua.

En un mediohipotónico, lacélula absorbeagua hinchándosey hasta el punto enque puede estallardando origen a lacitólisis.

En un mediohipertónico, lacélula elimina aguay se arrugallegando adeshidratarse y semuere, esto sellama crenación



bomba de sodio ha de trabajar continuamente,puesto que tanto el ión potasio como el iónsodio cruzan la membrana plasmática muydespacio, a través de los canales (poros).

Transporte activo secundario: simporte yantiporte. La bomba de sodio mantiene unagran diferencia de concentración de Na+ aambos lados de la membrana plasmática. Estosiones han almacenado energía de forma similara la que almacenan el agua contenida por unapresa. Por tanto, si el Na+, puede retrocederserá posible emplear parte de la energíaalmacenada para transportar sustancias encontra de sus gradientes de concentración.

A veces, dos sustancias (generalmente iónsodio y otra sustancia) se mueven en la mismadirección a través de la membrana plasmática.Este proceso recibe el nombre de SIMPORTE(contransporte). Por ejemplo, la glucosa, lafructuosa y los aminoácidos penetran en lascélulas que revistan el aparato gastrointestinaly los túbulos de los riñones mediantesimportes que utilizan Na+.

Otras veces dos sustancias (habitualmente Na+

y otra sustancia) pueden moverse también endirecciones opuestas a través de lasmembranas plasmáticas, este proceso recibe elnombre de antiporte o contratransporte. Porejemplo, la mayoría de los antiportes sonNa+/Ca2+, que mantienen una concentraciónbaja de Ca2+ en el citosol de las células.

b. Otras funciones de la membrana celular sonlas siguientes:

- Delimita el medio intracelular del medioextracelular.

- Función receptora y transmisora.

II. CITOPLASMA.

Es la parte interior de las células y laparte externa del núcleo. La porciónsemilíquida del citoplasma, en la que seencuentran suspendidas las organelas, lasinclusiones y disueltos los solutos, es el citosolo líquido intracelular.

Físicamente el citosol es un líquido tipogel, viscoso y transparente, que contienepartículas en suspensión y una serie dediminutos túbulos y filamentos que forman uncitoesqueleto.

Químicamente, el citosol está formado poragua, en un 75 % a un 90 %, y porcomponentes sólidos. Las proteínas. Loscarbohidratos, los lípidos y las sustanciasinorgánicas constituyen la mayor parte decomponentes sólidos.

COLOIDE CELULAR. En el coloide celularinteractúan dos fases: Fase dispersante y fasedispersa.

- Fase dispersante. Es la fase constituida porel agua de la célula, además mantienen endisolución moléculas polares. El agua seencuentra de dos formas: agua libre querepresenta el 95 % del agua celular y elagua ligada que se encuentra hidratandoa las moléculas y representa el 5 % delagua celular.

- Fase dispersa. Es la fase formada pormicelas, partículas coloidales que sonmacromoléculas o agregados molecularesde gran tamaño, distribuidas en el agua.

En el coloide celular es posible distinguir dosformas de agregación: el citogel y el citosol,los cuales están en constante interconversión,en un proceso llamado tixotropía.

El citogel o plasmagel (ectoplasma), estáconstituido por la parte más densa y viscosadel coloide y el citosol o plasmasol(endoplasma), está constituido por la partemás diluida del coloide, con un nivel más



simple de agregación. En el citosol se realizanla mayor parte de reacciones metabólicas.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICOS.

Son estructuras especializadas que tienenformas características y que desempeñanpapeles específicos en el crecimiento,mantenimiento, reparación y control celular.Los números y tipos de organelas varían deunas clases de células a otras, dependiendo desus funciones.

Entre los principales organelas citoplasmáticasse pueden mencionar:

RIBOSOMAS. Son diminutas esferas quecontienen ARN ribosómico (ARNr) y variasproteínas ribosómicas. Los ribosomas sellaman así por su elevado contenido del ácidoribonucleico.

En célulaseucariotas, losribosomas seelaboran en elnúcleo perodesempeñan sufunción de en elcitosol

Son visibles al microscopio electrónico, debidoa su reducido tamaño (29 nm en célulasprocariotas y 32 nm en eucariotas). Bajo elmicroscopio electrónico se observan comoestructuras redondeadas, densas a loselectrones. Bajo el microscopio óptico seobserva que son los responsables de labasofilia que presentan algunas células. Estánen todas las células (excepto en los

espermatozoides).

Cuando estáncompletos, pueden estaraislados o formandogrupos (polisomas);también pueden

aparecer asociados al retículo endoplasmáticorugoso o a la membrana nuclear, y lasproteínas que sintetizan son sobre todo para laexportación.

Los ribosomas de las células procariotasson los más estudiados. Son de 70 S y sumasa molecular es de 2.500 kilodalton(Kd).Las moléculas de ARNr forman el 65% delribosoma y las proteínas representan el 35%.

En eucariotas, los ribosomas son 80 S.Su peso molecular es de 4.200 Kd. Contienenun 40% de ARNr y 60% de proteínas.

Es necesario indicar que lasmitocondrias tienen su propio aparato desíntesis proteica que incluye ribosomas, ARNt yARNm. Los ribosomas mitocondriales de lascélulas animales contienen dos tipos de ARNribosómicos.

Los ribosomas que aparecen en plastosson similares a los procariotas.

La función principal de los ribosomas es lasíntesis de proteínas.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE). Es unsistema de canales rodeados por membranasque tienen distintas formas y que reciben elnombre de cisternas. Se encuentra en la célulaanimal y vegetal pero no en la célulaprocariota.

El RE se continúa con la membrananuclear y, teniendo en cuenta su asociacióncon los ribosomas, se divide en dos tipos:Retículo endoplasmático rugoso o granular(R.E.R) y retículo endoplasmático liso oagranular(R.E.L).

El retículoendoplasmáticorugoso tiene esaapariencia debidoa los numerososribosomasadheridos a sumembranamediante unasproteínasdenominadas "riboforinas".

La función principal del R.E,R es lasíntesis de proteínas, por eso se encuentrapresente en células que por su función debenrealizar una activa labor de síntesis, como las



células hepáticas, células de crecimiento o lascélulas del páncreas.El retículo endoplasmático liso no tieneribosomas adheridos en su superficie.

Este retículo participa en los procesosde detoxificación celular, siendo el lugardonde son metabolizadas una gran cantidad dedrogas como fenobarbital, alcaloides,hidrocarburos aromáticos y otras sustanciaspotencilmente dañinas para la célula.

La función principal del R.E.L es llevar acabo la síntesis de fosfolípidos y esteroides.

En las células musculares el retículoendoplasmático liso es llamado retículosarcoplasmático, el cual cumple la función dealmacenar calcio (Ca+) y de liberarlo durante lacontracción muscular.

MITOCONDRIAS. Fueron descubiertas en1898 por Benda. Son organelasbimembranosas semiautónomas encargadas dela respiración celular.

A las mitocondrias se les llama tambiéncentrales eléctricas de las células.

Una mitocondria está formada por dosmembranas, cada una de las cuales tiene unaestructura similar a la de la membrana celular.

La membrana mitocondrial externa eslisa, pero la interna dispone de una serie depliegues llamados crestas. La cavidad centralde la mitocondria, rodeada por la membranainterna y por las crestas, es la matriz.

Los complejos pliegues de las crestasproporcionan una enorme superficie para ungrupo de reacciones químicas conocidas comorespiración celular. Las enzimas que catalizanestas reaciones se encuentran en las crestas.La respiración celular sólo se produce enpresencia de oxígeno y se traduce en elcatabolismo de las moléculas de oselementos nutritivos, como la glucosa, paraproducir ATP a gran velocidad.

Las mitocondrias se autorreplican, esdecir, se dividen para aumentar su número.Este proceso de replicación está controlado por

el ADN que forma parte de la estructuramitocondrial. La autorreplicación sueleproducirse en respuesta al aumento de lasnecesidades celulares de ATP por medio de lafosforilación oxidativa y en el momento de ladivisión celular.

En la mitocondria sucede el ciclo de Krebso ciclo del ácido cítrico.

La científica estadounidense Lynn

Margulis, junto con otros científicos, recuperóen torno a 1980 una antigua hipótesis,reformulándola como teoría endosimbiótica.Según esta versión actualizada, hace unos1.500 millones de años, una célula procariotacapaz de obtener energía de los nutrientesorgánicos empleando el oxígeno molecularcomo oxidante, se fusionó en un momento dela evolución con otra célula procariota oeucariota primitiva al ser fagocitada sin serinmediatamente digerida, un fenómenofrecuentemente observado. De esta manera seprodujo una simbiosis permanente entreambos tipos de seres: la procariota fagocitadaproporcionaba energía, especialmente enforma de ATP y la célula hospedadora ofrecíaun medio estable y rico en nutrientes a la otra.Este mutuo beneficio hizo que la célulainvasora llegara a formar parte del organismomayor, acabando por convertirse en parte deella: la mitocondria. Otro factor que apoya estateoría es que las bacterias y las mitocondriastienen mucho en común, tales como eltamaño, la estructura, componentes de sumembrana y la forma en que producenenergía, etc.

Esta hipótesis tiene entre susfundamentos la evidencia de que las





































mitocondrias poseen su propio ADN y estárecubierta por su propia membrana. Otraevidencia que sostiene esta hipótesis es que elcódigo genético del ADN mitocondrial no sueleser el mismo que el código genético del ADNnuclear. A lo largo de la historia común lamayor parte de los genes mitocondriales hansido transferidos al núcleo, de tal manera quela mitocondria no es viable fuera de la célulahuésped y ésta no suele serlo sin mitocondrias.

COMPLEJO GOLGI (APARATO DE GOLGI). Elaparato de Golgi es un organelo (orgánulo)presente en todas las células eucariotasexcepto los glóbulos rojos y las célulasepidérmicas. Pertenece al sistema deendomembranas del citoplasma celular. Estáformado por unos 4-8 dictiosomas, que sonsáculos aplanados rodeados de membrana yapilados unos encima de otros.

El aparato de Golgi presente tresregiones:

Región Cis-Golgi. Es la más interna ypróxima al retículo. De él recibe lasvesículas de transición, que son sáculoscon proteínas que han sido sintetizadas enla membrana del retículo endoplasmáticorugoso (RER).

Región medial: Es una zona de transición.

Región Trans-Golgi. Es la que se encuentramás cerca de la membrana citoplasmática.De hecho, sus membranas, ambasunitarias, tienen una composición similar.

El aparato de Golgi procesa, ordena,empaqueta y libera proteínas y lípidos hacia lamembrana plasmática.

En forma general el aparato de Golgi tienelas siguientes funciones:

- Secreción celular. Las sustanciasatraviesan todos los sáculos del aparato deGolgi y cuando llegan a la cara trans deldictiosoma, en forma de vesículas desecreción, son transportadas a su destinofuera de la célula, atravesando lamembrana citoplasmática por exocitosis.Un ejemplo de esto son los proteoglicanosque conforman la matriz extracelular de losanimales.

- Formación de los lisosomas primarios.- Formación del acrosoma de los espermios.- Producción de membrana citoplasmática:

los gránulos de secreción cuando se unen ala membrana en la exocitosis pasan aformar parte de esta, aumentando elvolumen y la superficie de la célula.

LISOSOMAS. Sonvesículas rodeadas demembrana que seforman en el aparatode Golgi. En su interiorexistenaproximadamentehasta 40 enzimaspotentes digestivas hidrolíticas y proteolíticasque sirven para digerir los materiales de origenexterno (heterofagia) o interno (autofagia)que llegan a ellos. Es decir, digestión celular.Los lisosomas tienen como función principal ladigestión intracelular, pero además participanen:

- Procesar una organela vieja, paraconvertirlo en sustancias nutritivas ypermitir a la célula elaborar una organelanueva.



- Participa en la autólisiso autodestrucción deestructuras como la cola del renacuajo, laregresión del útero a su estado normaldespués del parto.

Las enzimas más importantes del lisosoma son:

Lipasas, que digiere lípidos, Glucosidasas, que digiere carbohidratos, Proteasas, que digiere proteínas, Nucleasas, que digiere ácidos nucleicos.

VACUOLAS. Unavacuola es unorgánulo celularpresente en plantasy en algunas célulasprotistaseucariotas. Lasvacuolas soncompartimentoscerrados quecontienen diferentes fluidos, tales como aguao enzimas, aunque en algunos casos puedecontener sólidos. El orgánulo no posee unaforma definida, su estructura varía según lasnecesidades de la célula.(H)

Las vacuolas que se encuentran en lascélulas vegetales son regiones rodeadas deuna membrana "tonoplasto" o "membranavacuolar" y llenas de un líquido muy particularllamado "jugo celular".

La célula inmadura contiene una grancantidad de vacuolas muy pequeñas queaumentan de tamaño y se van fusionando enuna sola y grande, a medida en que la célulava creciendo. En la célula madura, el 90 % desu volumen puede estar ocupado por unavacuola, con el citoplasma reducido hacia unacapa muy estrecha apretada contra la paredcelular.

Gracias al contenido vacuolar y al tamaño,la célula, aparte de satisfacer el consumo denitrógeno del citoplasma, consigue una gransuperficie de contacto entre la fina capa delcitoplasma y su entorno. El incremento del

tamaño de la vacuola da como resultadotambién el incremento de la célula. Unaconsecuencia de esta estrategia es eldesarrollo de una presión de turgencia, quepermite mantener a la célula hidratada, y elmantenimiento de la rigidez del tejido, unas delas principales funciones de las vacuolas y deltonoplasto.

Otras de las funciones es la de ladesintegración de macromoléculas y elreciclaje de sus componentes dentro de lacélula. Todos los orgánulos celulares,ribosomas, mitocondrias y plastidios puedenser depositados y degradados en las vacuolas.Debido a su gran actividad digestiva, soncomparadas a los orgánulos de las célulasanimales denominados lisosomas.

También aíslan del resto del citoplasmaproductos secundarios tóxicos delmetabolismo, como la nicotina (un alcaloide).

Existen otras estructuras que se llamantambién vacuolas pero cuya función es muydiferente:

Vacuolas pulsátiles: estas extraen el aguadel citoplasma y la expulsan al exterior portransporte activo.

Vacuolas digestivas: se produce ladigestión de sustancias nutritivas, una vezdigeridas pasan al interior de la célula y losproductos de desecho son eliminadoshacia el exterior de la célula.

Vacuolas alimenticias: función nutritiva,forma a partir de la membrana celular y delretículo endoplasmático.

PLASTIDIOS.Llamados tambiénplastos, plástidos oplastidios, sonorgánulos celulareseucarióticos,propios de lasplantas y algas. Suprincipal función esla producción yalmacenamiento de importantes compuestosquímicos usados por la célula.



Los plastidios pueden ser de dosclases:Fotosintéticos y no fotosintéticos.

Los plastidios fotosintéticos(fotosintéticamente activos) son aquellosque continen un pigmento útil para atraparla energía luminosa y participar en losprocresos de fotosíntesis. Entre losprincipales se pueden mencionar lossiguientes:

Cloroplastos (principal pigmento clorofila).Los cloroplastos se encuentran en lamayoría de plantas superiores.

Las dos membranas del cloroplasto poseenuna estructura continua que delimitacompletamente el cloroplasto. Ambas seseparan por un espacio intermembranosollamado a veces indebidamente espacioperiplastidial. La membrana externa es muypermeable gracias a la presencia deporinas. Sin embargo no tanto como lamembrana interna, que contiene proteínasespecíficas para el transporte.

La cavidad interna llamada estroma, en laque se llevan a cabo reacciones de fijaciónde CO2, contiene ADN circular, ribosomas(de tipo 70S, como los bacterianos),gránulos de almidón, lípidos y otrassustancias. También, hay una serie desáculos delimitados por una membranallamados tilacoides los cuales se organizanen los cloroplastos de las plantas terrestresen apilamientos llamados grana (plural degranum, grano). Las membranas de lostilacoides contienen sustancias como lospigmentos fotosintéticos (clorofila,carotenoides, xantofilas) y distintos lípidos;proteínas de la cadena de transporte deelectrones fotosintética y enzimas, como laATP-sintetasa.

Feoplastos (con pigmentos como clorofila ycarotenoides pardos)Rodoplastos (con pigmentos como clorofila,ficoeritrina roja y ficocianina azul)

Los plastidios no fotosintéticos(fotosintéticamente inactivos), son loscromoplastos y leucoplastos. Los primerosson los que contienen pigmentos que dancoloración a flores y frutos, y losleucoplastos son incoloros y almacenan

sustancias de reserva, como losamiloplastos que almacenan almidón, loslicoplastos que almacenan lípidos, etc.

PEROXISOMAS. Estánpresentes en todas lascélulas eucariotas. Se lessuele llamar así, porquecontienen una o másenzimas que utilizan eloxígeno molecular paraoxidar (eliminar átomos de hidrógeno) variassustancias orgánicas. Estas reaccionesproducen peróxido de hidrógeno (H2O2). En lascélulas del humano, una de las enzimas de losperoxisomas, la llamada catalasa, utiliza elH2O2 generado por otras enzimas para oxidardiversas sustancias como el fenol, el ácidofórmico, el formaldehido, entre otros de lamisma naturaleza.

Se conocen más de 25 enfermedadesrelacionadas con la disfunción de lasactividades enzimáticas de los peroxisomas,conocidas como anomalías de la biogénesis deperoxisomas (PBD). el más grave es Elsíndrome de Zellweger, también llamadosíndrome cerebro-hepato-renal, es undesorden congénito (enfermedad genética)poco frecuente que se caracteriza por la bajaproducción o ausencia de producción deperoxisomas, especialmente en tejidosencargados de la depuración ydesintoxificación del cuerpo, tales como elhígado y los riñones. Es el más serio de loscasos causados por desórdenes en losperoxisomas.

LOS GLIOXISOMAS. Son orgánulos que seencuentran en las células eucariotas,particularmente en los tejidos de almacenajede lípidos de las semillas, y también en loshongos filamentosos. Los glioxisomas sonperoxisomas especializados que convierten loslípidos en carbohidratos durante lagerminación de las semillas.

CENTRIOLOS. Los centriolos son una pareja deestructuras que forman parte del citoesqueletosemejantes a cilindros huecos; los centriolos



son organelos que intervienen en la divisióncelular celular, siendo una pareja de centriolosun diplosoma sólo presente en célulasanimales. Los centriolos son dos estructurascilíndricas que, rodeadas de un materialproteico denso llamado material pericentriolarforman el centrosoma o COMT (centroorganizador de microtúbulos) que permiten lapolimerización demicrotúbulos dedímeros detubulina queforman parte delcitoesqueleto. Loscentríolos seposicionanperpendicularmente entre sí.

LosCentriolos seencuentranpresentes en lascélulas animales yen los microorganismos eucarióticos.

ORGÁNULOS PROCARIÓTICOS CITOPLÁSMICOS

En procariotas no existen por reglageneral orgánulos citoplásmicos rodeados porunidad de membrana. Las únicas excepcionesestán constituidas por los tilacoides de lasOxifotobacterias. En algunos gruposbacterianos se pueden encontrar orgánuloscitoplásmicos no rodeados por unidad demembrana (o sea, sin bicapa lipídica). Muchosde ellos presentan envueltas basadas ensubunidades de proteínas:

CARBOXISOMAS.

Estructuras presentes en bacteriasfotoautotrofas (Oxifotobacterias y ciertasbacterias purpúreas) y quimioautotrofas(nitrificantes, Thiobacillus), de aparienciapoliédrica con tendencia a esférica.

VACUOLAS DE GAS

Son orgánulos muy refringentes almicroscopio óptico, que al electrónicomuestran una estructura a base deagrupaciones regulares de vesículas de gas.Esta envuelta es impermeable al agua, peropermeable a los gases, por lo que lacomposición y concentración del gas dentro dela vesícula depende de las que existan en elmedio. Conforme se sintetizan y ensamblan lasvesículas, el agua va siendo eliminada delinterior.

La función de estas vacuolas esmantener un grado de flotabilidad óptimo enlos hábitats acuáticos a las bacterias que lasposeen, permitiéndoles alcanzar la profundidadadecuada para su modo de vida (según loscasos, para obtener una intensidad adecuadade luz, concentración óptima de oxígeno o deotros nutrientes).

Las vacuolas de gas son muyfrecuentes en Oxifotobacterias yAnoxifotobacterias; también se dan en algunasarqueobacterias (Halobacterium, algunasmetanógenas) y en bacterias prostecadas(Ancalomicrobium, Prosthecomicrobium).

CLOROSOMAS

Un clorosoma es un complejo deantena fotosintético presente en las bacteriasverdes del azufre (BVA) y en algunas bacteriasfototrofas anoxígenas (BFA) (Chloroflexaceae,Oscillochloridaceae).

Los modelos actuales de estructura dela bacterioclorofila y de los carotenoides (losprincipales constituyentes) dentro de losclorosomas suponen una organización lamelar,donde largas cadenas farnesol debacterioclorofila se entremezclan concarotenoides, formando una estructura similara una multicapa lípida.

MAGNETOSOMAS

Son orgánulos sensores del campomagnético terrestre, que aparecen en ciertasbacterias acuáticas flageladas microaerófilas oanaerobias (p. ej., en Aquaspirillum



magnetotacticum). Consisten en cristaleshomogéneos de magnetita (Fe3O4 delimitadospor una envuelta proteínica. Los diversoscristales suelen disponerse en filas paralelas aleje longitudinal de la bacteria, o en otrasagrupaciones regulares de varios unidades,hasta varias decenas.

Fueron descubiertas en 1975, y sesabe que permiten la orientación magnética alas bacterias que las poseen (bacteriasmagnetotácticas), determinando la orientaciónde su natación. En el hemisferio Norte, elcampo magnético está orientado hacia abajo, yen el sur hacia arriba. Las bacteriasmagnetotácticas del hemisferio septentrionalse orientan al N, y las del meridional, al S. Porconsiguiente, cuando las bacterias sonremovidas de los fondos donde viven, pormagnetotaxia pueden volver al fondo, que esdonde encuentran las concentraciones deoxígeno adecuadas para su modo de vida.

III. NÚCLEO.

El núcleo celular es una estructuracaracterística de las células eucariotas.Contiene la mayor parte del material genéticocelular, organizado en cromosomas, basadoscada uno en una hebra de ADN conacompañamiento de una gran variedad deproteínas, como las histonas. Los genes quese localizan en estos cromosomas constituyenel genoma nuclear de la célula eucariótica,donde se encuentran otros genomas, propiode algunos orgánulos de origen

endosimbiótico. La función del núcleo esmantener la integridad de estos genes ycontrolar las actividades celulares a través dela expresión génica.

La ultraestructura del núcleo constade:

Membrana nuclear o carioteca. Nucleolo. Nucleoplasma. Cromatina.

Carioteca (1), ribosomas (2), poros(3), nucléolo (4),cromatina (5), retículo endoplasmático (7), nucleoplasma(8).

La carioteca, es una diferenciación del sistemavacuolar citoplasmático compuesto por dosmembranas y un espacio perinuclear. En laenvoltura nuclear se encuentran los porosnucleares que son aberturas circulares deaproximadamente 80 nm de diámetro

La membrana nuclear controla el paso deiones y macromolécula.

La cromatina es el conjunto de ADN, histonasy proteínas no histónicas que se encuentra enel núcleo de las células eucariotas y queconstituye el cromosoma eucariótico. Lasunidades básicas de la cromatina son losnucleosomas.

Nucleoplasma, También llamado carioplasma ocariolinfa. Se trata del medio internoindiferenciado que llena el núcleo, semejanteal citosol o hialoplasma, bañando a suscomponentes.

Nucléolo(s). Una o más estructurasesferoidales, relacionadas con la síntesis de lasprincipales piezas de los ribosomas y con suensamblaje parcial. Esas piezas estánformadas por ARN y proteínas básicas. Se

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distinguen dos porciones del nucléolo, laregión granular, formada por gránulos de ARN,y la región fibrilar formada por filamentos deARN. Una tercera región, muy difícil de

observar es la denominada porcióncromosómica del nucléolo, en ésta seencuentran filamentos de ADN.

ESTRUCTURA DE LA CÉLULA VEGETAL

Las células adultas de las plantas (como se muestra en la figura de Audesirk, Biología) se distinguen poralgunos rasgos de otras células eucariotas, como las células típicas de los animales o las de los hongos.

Las células vegetales se diferencian de las células animales, porque las primeras poseen pared celular,vacuolas, además de los organelos que están en las demás células eucarióticas.



Estructuras presentes en unacélula vegetal. Membrana plasmática Pared celular Plasmodesmo Vacuola Plastos Cloroplastos Leucoplastos Cromoplastos Aparato de Golgi Ribosomas Retículo endoplasmático Mitocondrias Citoplasma Núcleo ADN Cromatina ARN(acido ribonucleico)

CICLO CELULAR

El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que permiten el crecimiento de la célula y ladivisión en dos células hijas. Las células que no están en división no se consideran que estén en elciclo celular.

El ciclo celular comprende dos periodos: la interfase y la división celular. Esta última tienelugar por mitosis o meiosis.

(*) Los conocimientos del ciclo celular, estarán en el resumen titulado Mitosis y Meiosis

MEMBRANA CELULAR

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DOS PERIODOS

son

DIVISIÓNCELULAR

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tiene

son MOMENTOS

G1

S

G2

comprende

MITOSIS

CITOCINESIS

METAFASE

ANAFASE

TELOFASE

PROFASE

sucede

implica



FUENTE DE INFORMACIÓN

1. ADUNI. Biología: Una perspectiva humana. Edit Lumbreras. Lima Perú 2006.

2. AUDESIRK, Teresa, Gerald Audesirk y otros. Biología. Editorial Pearson. Prentice Hall.Primera edición. 2004. Esta fuente de información se utilizó sobre todo para las imágenes queson muy explicativas y completas.

3. CARRERES ORTEGA, Ainoa. Biología Celular e Histología General. Facultad de Medicina de laUniversidad Miguel Hernández. España 2004.

4. TÓRTORA, Gerar J. y Sandra Reynolds Grabowski. Principios de Anatomía y Fisiología.Sétima edición. Editorial Mosby / Doyma Libros. Madrid España 1996.

5. ROBERTIR Y ROBERTIS. Biología Celular y Molecular. Undécima edición. Argentina 1984.

6. WWW. Wikipedia y Otras Webs. (Red)

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Célula y microorganismos - · PDF fileLa secuencia general de la replicación de un virus es la siguiente: 1. Penetración. Los virus pueden ser englobados por la célula huésped