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CITOLOGÍA: Se especializa en el estudio de las células.

 

La biología   estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen.

 

HISTORIA DE LAS CÉLULAS

     Los organismos vivientes están formados por unidades básicas llamadas células. Las características asociadas con la vida dependen de las actividades que ocurre dentro de las células. Algunos organismos pequeños se componen de una célula. Los organismos de una sola célula se llaman organismos unicelulares. Dentro de esta célula se llevan a cabo todas las actividades de vida del organismo unicelular. Los organismos más grandes están formados por muchas células y son llamados organismos multicelulares. Las actividades de los organismos multicelulares se dividen entre sus muchas células.  
     La mayoría de las células son tan pequeñas que el ojo humano no puede verlas a simple vista. No fue hasta la invención del microscopio que se descubrieron y estudiaron las células. Fue uno de los inventos mas importantes de la historia de la ciencia. El desarrollo de los microscopios ha permitido a los científicos estudiar las células en detalle.
     Los primeros microscopio se hicieron alrededor del 1600. Galileo, un científico Italiano, hizo un microscopio compuesto con el que observo insectos. Un microscopio compuesto tiene dos lentes.
     Robert Hooke, un científico Ingles, mejoró en algo el diseño del microscopio compuesto. Con su microscopio, Hooke observo muchos objetos incluyendo cortes bien finos de corcho. Lo que vio le recordó unas celdas pequeñas. En 1665 en su libro Micrografhia, Hooke usó la palabra células (celdas pequeñas) para describir las "celdas"  que había observado en el corcho. Hooke no había observado células vivientes, pero si había visto las paredes de células que habían estado vivas. Sin embargo se le reconoce a Hooke el haber sido la primera persona que observo e identifico las células. Años después que mejoro el microscopio con un lente de mas aumento, observo células sanguíneas, bacterias y organismos simples que nadaban en una gota de agua.
     Para el siglo 19 los microscopios ya habían mejorado mucho. En 1883 Robert Brown, un botánico escocés. Descubrió que las células de las hojas de las orquídeas tenían una estructura central. A esta estructura la llamamos ahora núcleo. Pocos años mas tarde, se uso la palabra protoplasma para referirse al material viviente del interior de las células. En 1838, Mattews Schleiden, un botánico alemán, propuso como resultado de sus observaciones en tejidos vegetales, la hipótesis de que todas las plantas están formadas por células. Al año siguiente Theodor Schwann, un zoólogo Alemán, luego de haber observado tejido animal, amplio la hipótesis y propuso que los animales también están formados por células.  En 1858, Rudolf Virchow presentó evidencia de que las células se reproducen para formar nuevas células.
     Como resultado de muchas investigaciones, se desarrollo la teoría celular. La teoría Celular se puede resumir en estas afirmaciones.
 
        * Todos los organismos están formados  por una o más células.
        * La célula es la unidad básica de estructura y función de los organismos .
        * Las células nuevas provienen, por reproducción celular, de células que ya existen. 
   
TIPOS DE CÉLULAS.

 

ESTRUCTURA CELULAR:

     La mayoría de las células contienen estructuras llamadas organelos,  que llevan a cabo funciones especificas. Las células se clasifican en dos grupos, basándose en el hecho de si poseen, o no, organelos especializados rodeados por membranas: las procarióticas y las eucarióticas.  Una membrana es una estructura que rodea una célula o parte de una célula.   Las células simples que no tienen organelos rodeados de membranas se llaman procarióticas, son células pequeñas.

Las células que tienen organelos rodeados de una membrana se llaman células eucarióticas. Los organismos que constan de células eucarióticas se llaman eucariotas. Mucho mas grandes y evolutivamente mas modernas, se caracterizan, además por contener orgánulos membranosos como mitocondrias, retículo endoplasmatico, y aparato de Golgi; por realizar la mayoría de sus reacciones metabólicas en compartimentos separados y por dividirse, excepto en algunos casos, por mitosis. Tanto los procariotas, como los eucariotas, poseen acido nucleico. El acido nucleico de los eucariotas esta en el núcleo, que es una estructura rodeada por una membrana. El núcleo es el organelo que controla las actividades de la célula. los ácidos nucleicos contienen la información para controlar las actividades de la célula.

 

 

  MEMBRANA PLASMÁTICA: Es una película muy delgada que separa la célula del medio externo. Se encarga de regular el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula. Esta formada principalmente por fosfolípidos y proteínas.

 

 

 

 

CITOPLASMA: Es la materia celular comprendida dentro de la materia plasmática salvo el núcleo. En el citoplasma se encuentran las partes especializadas de la célula u orgánulos, encargados de realizar funciones fisiológicas concretas.
La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se llama citosol.   En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes de mantenimiento celular, como las primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las grandes moléculas que constituyen la célula.
NÚCLEO: El núcleo esta rodeado por una membrana doble: la membrana nuclear. Dentro del núcleo dentro del núcleo se encuentra una estructura de forma irregular llamada el nucleolo. Aquí se forma y se almacena el RNA, un tipo de acido nucleico muy importante en la síntesis de proteínas. dentro del núcleo , encontramos también un material llamado cromatina. La cromatina esta formada por proteínas y el acido nucleico llamado DNA. Durante la división nuclear, la cromatina toma la forma de una estructura en forma de hilo llamada cromosoma.     

LAS MITOCONDRIAS: dentro del citoplasma, hay estructuras llamadas mitocondrias, que llevan acabo las reacciones químicas para liberar la energía que se usa en las actividades celulares la membrana externa no se pliega, pero la interna se pliega para formar unas proyecciones llamadas crestas. En las crestas ocurren algunas de las reacciones químicas que liberan la energía, con frecuencia se dice que las mitocondrias son la "central de energía" de la célula.

 

 

EL RETÍCULO ENDOPLASMATICO: A través del citoplasma, corre un sistema de membranas llamado retículo endoplasmatico. Se extiende, a través del citoplasma, desde la membrana nuclear hasta la membrana celular. las membranas del retículo endoplasmatico proveen vías para el movimiento de materiales por la célula. Realiza funciones de síntesis -en asociación con los ribosomas- almacenamiento y transporte de proteínas y de lípidos.

 

 

RIBOSOMAS: Algunas de las membranas del retículo endoplasmatico tienen una apariencia rugosa que se debe a la presencia de de unas estructuras pequeñas llamadas ribosomas. Los ribosomas son los organelos que intervienen en la síntesis de las proteínas. Se encuentran dispersos en el citoplasma o sobre la superficie del retículo endoplasmatico.

 

 

APARATO DE GOLGI: El aparato de Golgi es un pequeño grupo de sacos membranosos lisos apilados en el citoplasma. prepara los materiales para que sean liberados desde la célula hacia el espacio intercelular, mediante el proceso de secreción. Las proteínas y los lípidos que se sintetizan en el retículo endoplasmatico llegan hasta el aparato de Golgi el cual concentra las moléculas de la proteína, o el lípido, quitando el agua. El producto se empaqueta en una membrana derivada del aparato de Golgi y se mueve hacia la membrana celular donde se libera. 

LAS  VACUOLAS: En el citoplasma encontramos otros organelos llamados vacuolas, que son unas estructuras llenas de fluido que contienen varias sustancias. Generalmente, en las células animales, las vacuolas son pequeñas. Podemos encontrar algunas de ellas dispersas en el citoplasma de la célula. Estas vacuolas sirven, generalmente, para almacenar algunas sustancias durante algún tiempo. En los organismos unicelulares, las vacuolas tienen diversas funciones especializadas. Algunas pueden servir para dirigir los animales. Otras, llamadas vacuolas contráctiles, funcionan como bombas y retiran del interior de la célula el exceso de agua o de materiales de desecho.
LISOSOMAS: Dentro del citoplasma encontramos otros organelos llamados lisosomas. Estos contienen enzimas digestivas. Las enzimas digestivas facilitan el rompimiento de las moléculas grandes, tales como almidones, lípidos y proteínas. Los lisosomas  actúan en la digestión de materiales introducidos en la célula por fagocitosis o por pinocitosis. Una de las funciones de los lisosomas es dirigir  las partículas extrañas que entran a la célula como, por ejemplo, las bacterias que provocan enfermedades. Otra función de los lisosomas es destruir partes gastadas de la célula, cuyos productos se pueden volver a usar por las células. La digestión de moléculas complejas por los lisosomas se lleva a acabo, normalmente, sin causarle daño a la célula. En algunas ocasiones, la membrana que rodea al lisosoma puede romperse, lo que hace que la célula se digiera así misma. La mayoría de las células pueden hacer algún tipo de movimiento. En algunas células, el movimiento comprende el flujo del citoplasma. En otras células, hay estructuras especializadas que le permiten moverse de un sitio a otro. Dos tipos de organelos, Los microfilamentos y los microtúbulos, parecen ser responsables de varios tipos de movimientos celulares. 
LOS MICROFILAMENTOS Dentro de la célula hay una fibras muy finas que se llaman microfilamentos, los cuales están hechos de proteínas. Con frecuencia, se encuentran en hojas o mazos, debajo de la membrana celular. Una de las funciones principales de los microfilamentos es producir el flujo citoplasmático y, en otra forma, permitir el movimiento de las sustancias dentro de las célula. Este flujo permite que algunos organismos unicelulares se muevan de un sitio a otro.
LOS MICROTÚBULOS Los organelos llamados microtúbulos son unas estructuras huecas en forma de tubo, compuestas de proteínas. La disposición de los microtúbulos ayuda a dar forma a la células. Los microtúbulos se asocian con la habilidad de la célula para moverse de un sitio a otro. Muchos organismos unicelulares se mueven por medio de unas estructuras en forma de pelos llamados cilios. Otros se mueven por unas estructuras en forma de cola llamadas flagelos. La estructura básica de cilios y flagelos son los microtúbulos. Los microtúbulos se extienden desde la célula hasta dentro de los cilios o los flagelos.
 
CENTRÍOLOS: Son unos orgánulos constituidos por 9 grupos de tres microtúbulos: A su alrededor es típica la presencia de una zona refringente: la centrosfera, y una corona de microtúbulos: el áster . Al conjunto se le denomina centrosoma. Es el responsable de la formación del huso acromático durante la división celular.                                                           
 

 

 

 

 

 

 

REPRODUCCIÓN CELULAR.

La formación de las células del cuerpo

Se conocen tres modalidades de reproducción celular. En la bipartición la célula madre se divide para dar lugar a dos células hijas. Cuando a partir de una célula madre se originan varias células hijas decimos que a tenido lugar la esporulación. También puede ocurrir que una yema aparecida en la superficie de la célula madre se desprenda, constituyendo una célula; es la gemación.

Para que las células hijas sean exactamente igual que su progenitora, el núcleo de estas ha de duplicar su material y posteriormente dividirse. La división nuclear es conocida como mitosis.          

 DIVISIÓN CELULAR:   Por lo general, cuando una célula alcanza una dimensión determinada, se divide en dos, dando nacimiento a dos células hijas idénticas así misma. 
Ese fenómeno puede producirse por división indirecta o cariocinesis o mitosis homotípica, o por división directa o amitosis.
   La mitosis se describe en términos de los cromosomas. Los científicos para facilitar su estudio, dividen la mitosis en fases.
 
       La interfase es el periodo en el cual las células llevan a cabo una serie de actividades, distintas a la mitosis. La interfase no es parte del periodo de la mitosis. Frecuentemente la células crecen en tamaño durante la interfase y llevan a cabo actividades vitales, tales como la síntesis y el movimiento de materiales asía dentro y fuera de la célula. Durante la interfase se forma en la célula muchas clases de materiales incluyendo enzimas y otros tipos de proteínas. Muchos de los materiales formados durante este periodo se almacena para formarse la mitosis. La cromatina esta dispersa por todo el núcleo como si fueran unos hilos finos. En muchas células animales, fuera del núcleo se pueden ver las estructuras llamadas centríolos. La mayoría de las células vegetales no tienen centríolos. Durante la interfase, ocurre un evento muy importante: los cromosomas se duplican. El DNA de los cromosomas se duplica. Esta duplicación del DNA resulta en la duplicación del numero de cromosomas. En este punto. la célula tiene dos juegos idénticos de cromosomas. Ya esta listo para que empiece la mitosis.

1. La Profase es la primera etapa. Al empezar la profase, el material cromosómico se condensa y aparece, gradualmente, como barras cortas, claramente identificables. Cuando se acorta la cromatina se esta indicando unas de las primeras señales observables de que esta ocurriendo la mitosis. En las células animales, los centríolos empiezan a moverse hacia los lados opuestos de la célula. Cada cromosoma consta de dos hebras llamadas cromátidas. Cada par de cromátidas se mantiene unido por un centrómero. A medida que los cromosomas se hacen visibles, ocurren otros eventos dentro de las célula. La membrana nuclear y el nucleolo se desintegran gradualmente y aparece una nueva estructura: el huso. El huso mitótico es una estructura tridimensional de forma parecida a una bola de fútbol americano. Consiste de microtúbulos que se extiende por la célula. Las fibras del huso mitótico guían a los microsomas en sus movimientos durante la mitosis. En las células animales, los centríolos controlan la formación del del huso mitótico. La mayor parte de las células vegetales no tienen centríolos, aunque si tienen un huso mitótico. Las células animales tienen también otra estructura que no tienen otras células ni las vegetales. Esta estructura es el áster. El áster esta formado por microtúbulos que salen como radios fuera de lo centríolos.

2. La metafase la segunda etapa de la mitosis durante la cual los pares de cromátidas se mueven hacia el centro, o el ecuador, de la célula. Las cromátidas se mueven hacia el centro, o el ecuador, de la célula. Las cromátidas se disponen en una fila formando ángulos rectos con las fibras del huso mitótico. El centrómero de cada par de cromátidas se pega a una fibra del huso mitótico. Las fibras del huso mitótico pueden hacer que los pares de cromátidas se coloquen en línea en el ecuador de la célula. Durante la metafase, las cromátidas son gruesas y, frecuentemente, se enroscan unas sobre de otras.

3. La Anafase la tercera etapa de la mitosis. Al comienzo de la anafase, el centrómero de cada par de cromátidas se divide. Los pares de cromátidas se separan en cromosomas individuales. Los cromosomas separados se mueven hacia los polos, o extremos, del huso mitótico. Cada cromosoma se mueve, con el centrómero al frente, como si la fibra del huso al cual esta pegado tirara de el. Todos los cromosomas se mueven hacia los polos de la célula casi al mismo tiempo. Si la mitosis procede correctamente, un número de cromosomas se moverá hacia cada polo de la célula.

4. La telofase es la última etapa de la mitosis, Los cromosomas toman nuevamente forma de hilos. Se alargan y quedan como estaban al comienzo de la profase. El huso mitótico se rompe, reaparece el nucleolo y se forma una membrana nuclear alrededor de cada masa de cromatina. En las células animales, el citoplasma se concentra a lo largo del ecuador hasta que se forman dos células hijas, durante la telofase. En las células vegetales, se empieza a formar en el medio del huso mitótico una membrana delicada llamada la placa celular , la cual parece formarse desde el centro hacia afuera. Mas tarde, se forma una nueva pared celular a ambos lados de la placa celular y dos nuevas células hijas.
       La división del citoplasma se lama citocinesis, que es un proceso separado de la división del núcleo. En algunos tipos de células, la mitosis, o división nuclear, puede ocurrir sin que haya división citoplasmática. En este caso, aparecen unas células con varios núcleos.
      Tanto en las plantas como los animales, la mitosis trae como resultado la información de dos células hijas que son idénticas, entre sí y a la célula madre que les dio origen, Las nuevas células hijas entran en interfase.
 
       Cada fase necesita su propio tiempo para completarse. La que menos tiempo dura es la anafase; la profase y la telofase duran más. El tiempo de la interfase varía mucho. En general, la interfase dura más que la mitosis.
       El tiempo que necesita una célula para dividirse por completo depende de la clase de la célula y de las condiciones ambientales en las que se vive. En las puntas de las raíces de plantas jóvenes la mitosis ocurre casi continuamente. Las células de algunos mosquitos pueden completar la mitosis  en solo 10 min. La mayor parte de las células completan la mitosis en una o dos horas. Las células de mamífero que crecen en laboratorios, pueden necesitar 24 horas para completar la división.

EL SIGNIFICADO DE LA MITOSIS.

La mitosis es un tipo de división celular importante debido a que forma células hijas con el mismo número de cromosomas que tenía la célula madre. Debido a que el número de cromosomas que tenía la célula madre. Debido a que el número de cromosomas que tenia la célula madre es igual al de las células hijas, estas células reciben un juego de DNA que es duplicado del que había en la célula madre. De este modo, las células hijas pueden llevar a cabo todas las actividades que realizan la célula madre.
     Las células hijas producidas por mitosis son idénticas, entre si y a la célula madre de donde se formaron. Los juegos de cromosomas duplicados en las células hijas contienen la misma información. La mitosis es una forma de aumentar el número de células, sin cambiar las características de las células.
      En los organismos unicelulares, la mitosis es una forma de producir mucha progenie que sea idéntica una a otra. La reproducción de algo vivo, a partir de una célula madre, es un tipo de reproducción asexual.

 

AMITOSIS
Es la forma mas sencilla de la división de la célula. Esta se estira, se produce un estrechamiento en su cuerpo, al igual que al nivel del núcleo, donde se individualizan los cromosomas. Finalmente se produce la división en dos células hijas. La amitosis es particularmente frecuente en los seres unicelulares. 
Observación: También existe otro modo de división celular que solo interesa a las células reproductoras; se llama mitosis heterotipica.