Una célula vegetal es un tipo de célula eucariota de la que se componen muchos tejidos de los vegetales. A menudo, es descrita con los rasgos de una célula del parénquima asimilador de una planta vascular. Pero sus características no pueden generalizarse al resto de las células de una planta, meristemáticas o adultas, y menos aún a las de los muy diversos organismos imprecisamente llamados vegetales.
Las células adultas de lasplantas terrestrespresentan rasgos comunes, que se detallan a continuación.
Se distinguen una pared primaria y una pared secundaria, que se desarrollan en forma propagada a las microfibrillas de celulosa dispuestas de manera ordenada, con una estructura más densa que la pared primaria. No permite el crecimiento de la célula; solamente aumenta su espesor por aposición, es decir, por depósito de microfibrillas de celulosa. Generalmente presenta tres capas, aunque pueden ser más.
El citoplasma está compuestos por el hialoplasma o citosol, disolución acuosa de moléculas orgánicas e iones, y los orgánulos citoplasmáticos, como los plastos, mitocondrias, ribosomas, aparato de Golgi. Las membranas del retículo endoplásmico son relativamente escasas y están enmascaradas por los numerosos ribosomas que llenan el citosol. El gran desarrollo del retículo endoplásmico durante la diferenciación celular se relaciona con la intensa hidratación que experimenta el cloroplasto. Este proceso da lugar a enormes vacuolas que se llenan de líquido que se suelen unir entre sí, como pared celular.
La célula es la unidad más elemental de cualquier ser vivo, de tal forma que aunque a simple vista parezcan estructuras muy simples en realidad están altamente organizadas en su interior, constituidas por diferentes orgánulos. Se distinguen 2 modelos de organización: procariotas y eucariotas.
Las bacterias son las células procariotas típicas formadas por estructuras simples y no poseen núcleo.
Por otro lado las células eucariotas son células más grandes y complejas que además sí poseen núcleo delimitado por una membrana. Éstas células forman parte de los tejidos que componen las células animales y vegetales.
Cada animal o planta puede estar formado por una o muchos millones de células, de tal forma
que existen gran variedad de tipos de células
LA CÉLULA ANIMAL
La célula animal stá formada por una membrana celular, el citoplasma, el núcleo, los ribosomas, las mitocondrias, el retículo endoplasmátco, los lisosomas, las vacuolas, los centrosomas y el aparato de golgi.
La membrana celular está formada por lípidos, proteínas y glúcidos, y su función es proteger a la célula del medio externo, en su interior se encuentra el citoplasma y el núcleo celular.
El núcleo cumple la función de almacenar la información genética mientras que el citoplasma se encarga de albergar a todos los orgánulos.
Las mitocondrias se encargan de aportar la energía necesaria a la célula y realizan muchas otras tareas del metabolismo celular.
El retículo endoplasmático es una red interconectada de sáculos, tubos y cisternas interconectados entre sí que se encargan de la síntesis de proteínas, síntesis de lípidos y transporte de sustancias.
Los ribosomas suelen estar pegados al retículo endoplasmático y se encargan de la síntesis de proteinas.
Los lisosomas son vesículas relativamente grandes con enzimas hidrolíticos por lo que se encargan de la digestión celular.
Las vacuolas son orgánulos que se encuentran en el citoplasma y su función es almacenar sustancias.
El aparato de golgi está formado por unos sacos aplanados rodeados de membrana y se encarga de transportar proteínas y lípidos.
Los centrosomas están formados por dos cilindros perpendiculares llamados centriolos y su función es la división celular.
A medida que los organismos se vuelven más complicados, se va produciendo la distribución del trabajo entre distintos tipos de células, y éstas deben a su vez especializarse para realizar con mayor eficiencia las funciones que les han sido encomendadas dentro del concierto de todo el organismo.
La especialización, independientemente de que puede reconocerse por las manifestaciones fisiológicas, o de comportamiento macroscópico, tiene una representación bioquímica o molecular, que en muchos casos se conoce con cierto detalle. A manera de ejemplos se describen a continuación algunas de las principales propiedades que distinguen en su funcionamiento y en su estructura a algunas células.
Los organismos pluricelulares, que desde los más sencillos, cuentan con ventajas que les fue dando la evolución, al agregarse células y sufrir el proceso llamado diferenciación. Por medio de éste, durante las divisiones sucesivas de el huevo, la célula de la que provienen todas las células de un animal o planta, se producen cambios que vienen programados en el DNA, que dan lugar a cambios en la forma, el comportamiento y la bioquímica de los distintos tipos celulares. Pero estos cambios no se efectúan por simple azar; dan lugar a ventajas de la asociación de distintos tipos de células y la reunión de verdaderas especialistas en determinadas funciones produce un organismo con capacidades enormemente mayores. Esto lo apreciamos mejor si pensamos en el grado máximo de especialización que ha logrado el ser humano frente a los demás organismos vivos.
UNA CÉLULA MUSCULAR
En la figura IV.2 se presenta la micrografía electrónica de un corte longitudinal y otro transversal de un músculo de los llamados estriados o esqueléticos, que corresponden al tejido muscular voluntario de los animales.
LAS CÉLULAS NERVIOSAS
Probablemente el grado máximo de especialización de una célula esté representado por las neuronas, que se encargan casi fundamentalmente de transmitir y modular la transmisión de los impulsos nerviosos. La naturaleza se vale de este mecanismo, aparentemente sencillo, y conecta unas células con otras, para integrar el funcionamiento de sistemas que pueden ser tan sencillos como un arco reflejo, constituido por dos neuronas, o tan complicadas como los procesos racionales, la percepción, etcétera.
LAS CÉLULAS SENSORIALES
Las células sensoriales cuentan con una extraordinaria especialización, y en realidad son parte del sistema nervioso y pueden considerarse como neuronas modificadas para la función que requiere el organismo.
LAS CÉLULAS ADIPOSAS
Podríamos pensar que las células adiposas sólo almacenan grasa y que su actividad metabólica es casi nula. Pero aunque tiene una escasa cantidad de citoplasma en una pequeña capa que rodea a una gran gota de grasa, su actividad metabólica es intensa, el papel de almacenes de grasa implica también un constante recambio de ésta, prácticamente en cualquier comida, y las células realizan una constante degradación y síntesis de las grasas
LAS CÉLULAS DEL HÍGADO
Una célula hepática es tal vez la que realiza mayor actividad metabólica en el organismo animal; es el almacén de azúcares entre nuestras comidas, y es la que se encarga de proporcionarla a las demás células cuando no ingerimos alimento, además, en los periodos prolongados de ayuno, puede fabricarla a partir de otros materiales, principalmente los aminoácidos.
OTRAS CÉLULAS
Los ejemplos que hemos mencionado no son sino una pequeña parte de las especializaciones que existen. He aquí algunos más. Las células renales tienen como papel filtrar nuestra sangre mediante complicados mecanismos de intercambio de muy diferentes sustancias. En las plantas, las células de las raíces tienen también mecanismos de gran eficiencia para capturar del suelo agua y sales. Un fenómeno semejante ocurre con las intestinales. Están también las células de nuestras glándulas, especializadas en la producción y liberación de hormonas muy diversas.
El primero en utilizar el término célula fue el inglés Robert Hooke en 1665. Examinando en un
sencillo microscopio una laminilla de corcho observó que estaba formada por pequeñas
cavidades poliédricas a las que denominó células, lo que significa celdillas. Por esta
circunstancia se le considera el descubridor de la célula.
Con las aportaciones de todos los científicos desde el siglo XVII y con los postulados de
Schleiden y Schwann, en el siglo XIX se desarrolló la llamada teoría celular. Esta teoría
enuncia los siguientes principios:
1. La célula es la unidad morfológica de los seres vivos.
2. La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.
Con la aportación de Virchow quedó formulado el tercer principio de la teoría celular:
3. Las células sólo pueden existir a partir de células preexistentes.
En resumen, la teoría celular enuncia que la célula es la unidad
morfológica y fisiológica de todos los seres vivos.
A pesar de ser muy pequeñas (un milímetro cúbico de sangre puede contener unos cinco
millones de células), el tamaño de las células es extremadamente variable. Existen bacterias
con 1 y 2 micras de longitud. El tamaño de las células humanas es muy variable: desde los
glóbulos rojos de 7 micras, hasta los óvulos de 150 micras. En las células vegetales, los granos
de polen pueden llegar a medir de 200 a 300 micras.
La forma de las células está relacionada con la función que desempeñan. Así las neuronas
(células del sistema nervioso) tienen largas y finas prolongaciones que les permiten transmitir
impulsos nerviosos en muchas direcciones. Los espermatozoides tienen largas colas que les
permiten desplazarse. Las células epiteliales, que recubren superficies, se disponen en capas
aplanadas o poliédricas, y las que flotan en un líquido tienen forma esférica, como los
leucocitos. La mayoría de las células son microscópicas, es decir, no son
observables a simple vista sino al microscopio. Su forma está asociada
con la función que realizan.
La teoría celular constituye uno de los principios básicos de la biología, cuyo crédito le pertenece a los grandes científicos alemanes Theodor Schwann,Matthias Schleiden y Rudolph Virchow, aunque por supuesto, no hubiese sido posible sin las previas investigaciones del gran Robert Hooke. ¿Qué te parece si repasamos algunos de sus conceptos básicos y aprovechamos para recordarcuáles sonlos postulados de la teoría celular?
La teoría celular
En el siglo XVII, más precisamente en el año 1665, el científico inglés Robert Hooke fue quien descubrió y describió la existencia de lo que damos en llamarcélulas. El señor Hooke dió cuenta de estaestructurabásica de la vida mientras examinaba pequeñas y delgadas rodajas de corcho y material vegetal en su microscopio, ya que él fue uno de los primeros en diseñar uno de estos artefactos. Sin darse cuenta,Hooke descubrióla unidad estructural básica y esencial de todos los organismos, la base de toda materia viva.
Se necesitaron cientos de años e investigaciones de numerosos hombres de ciencia hasta poder alcanzar una conclusión concisa, pero luego de dos siglos enteros, gracias al desarrollo tecnológico y a los diversos avances en los estudios de la materia, los primeros postulados de la teoría celular fueron surgiendo. Tras una cuantiosa investigación desarrollada por los científicos alemanes Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann se logró crear una lista de principios o postulados que describen el mundo celular.
HEMERA/THINKSTOCK
En el año 1838 Schleiden indicó que todo el material vegetal se compone porcélulas. Poco tiempo después y más precisamente al año siguiente, su colega y compatriota, el fisiólogo Theodor Schawnn llegó a la misma conclusión sobre los animales. Los resultados de estas conclusiones son lo que se conoce como la teoría celular. A continuación, veamos los 4 postulados esenciales.
Los 4 postulados de la teoría celular
Absolutamente todos los seres vivos están compuestos por células o por segregaciones de las mismas. Los organismos pueden ser de una sola célula (unicelulares) o de varias (pluricelulares). La célula es la unidad estructural de la materia viva y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
Todos los seres vivos se originan a través de las células. Las células no surgen de manera espontánea, sino que proceden de otras anteriores.
Absolutamente todas las funciones vitales giran en torno a las células o su contacto inmediato. La célula es la unidad fisiológica de la vida. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio.
Las células contienen el material hereditario y también son una unidad genética. Esto permite la transmisión hereditaria de generación a generación.
Tanto el ADN como el ARN pertenecen a un tipo de moléculas llamadas “ácidos nucleicos”. El descubrimiento de estos ácidos se debe al investigador Friedrich Meischer (1869), el cual investigaba los leucocitos y espermatozoides de salmón, de los cuales obtuvo una sustancia rica en carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y un porcentaje elevado de fósforo. Por encontrarse dentro del núcleo, llamó a esta sustancia nucleina.
Años más tarde, se encontró que tenía un componente proteico y un grupo prostético (no proteico). Debido a que este último es de carácter ácido, a la nucleína se la pasó a llamar ácido nucleico.
La estructura de los ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos son biopolímeros formados a partir de unidades llamadas monómeros, que son los nucleótidos. Durante los años 20, el bioquímico P.A. Levene analizó los componentes del ADN. Encontró que los nucleótidos se forman a partir de la unión de: a) Un azúcar de tipo pentosa (cinco átomos de carbono). Puede ser D-ribosa en el ARN, o D-2- desoxirribosa, en el ADN.
Adaptado de http://www.arrakis.es/~lluengo/biologia.html
En este esquema se muestra la estructura química de los dos tipos de azúcares que forman el ADN y ARN. La diferencia entre ambas, radica en la presencia de un grupo hidroxilo o alcohol (-OH) en la ribosa o un hidrógeno (-H) en la desoxirribosa, unidos al Carbono 2. Los números indican la posición de cada uno de los cinco carbonos de la molécula de azúcar. b) Una base nitrogenada. Son compuestos orgánicos cíclicos, que incluyen dos o más átomos de nitrógeno y son la parte fundamental de los ácidos nucleicos. Biológicamente existen cinco bases nitrogenadas principales, que se clasifican en dos grupos: - Las Bases Purínicas, derivadas de la estructura de las Purinas (con dos anillos): la Guanina (G) y la Adenina (A). Ambas bases se encuentran tanto en el ADN como el ARN. - Las Bases Pirimidínicas, derivadas de la estructura de las Pirimidinas (con un anillo): la Timina (T), Citosina (C) y Uracilo (U). La timina sólo se encuentra en la molécula de ADN, el uracilo sólo en la de ARN y la citosina, en ambos tipos de macromoléculas.
Esquema de los cinco tipos de bases nitrogenadas presentes en los ácidos nucleicos. Las mismas se encuentran divididas en dos grupos según su estructura química: las purinas y las pirimidinas.
c) Ácido fosfórico, que en la cadena de ácido nucleico une dos pentosas a través de una unión fosfodiester.
Los lípidos se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (Lípidos saponificables) o no lo posean ( Lípidos insaponificables ).
Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena ungrupo carboxilo (-COOH).
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Se conocen unos 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos :
Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C) .
Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).
Son lípidos saponificables en cuya composición química sólo intervienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Acilglicéridos
Son lípidos simples formados por la esterificación de una,dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples
Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:
los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso
los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos
los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos.
Los acilglicéridos frente a bases dan lugar a reacciones de saponificación en la que se producen moléculas de jabón.
Ceras
Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga. En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo , la piel,las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora.
Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para confeccionar su panal.
Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular además de carbono, hidrógeno y oxígeno, hay también nitrógeno,fósforo, azufre o un glúcido. Son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por lo que también se llaman lípidos de membrana. Son tammbién moléculas anfipáticas.
Fosfolípidos
Se caracterizan pr presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar. Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática.
Glucolípidos
Son lípidos complejos que se caracterizan por poseer un glúcido. Se encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células, especialmente de las neuronas. Se sitúan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función de relación celular, siendo receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares.
Terpenos
Son moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones muy variadas, entre los que se pueden citar:
Esencias vegetales como el mentol, el geraniol, limoneno, alcanfor, eucaliptol,vainillina.
Vitaminas, como la vit.A, vit. E, vit.K.
Pigmentos vegetales, como la carotina y la xantofila.
Esteroides
Los esteroides son lípidos que derivan del esterano. Comprenden dos grandes grupos de sustancias:
Esteroles: Como el colesterol y las vitaminas D.
Hormonas esteroideas: Como las hormonas suprarrenales y las hormonas sexuales.
El colesterol forma parte estructural de las membranas a las que confiere estabilidad. Es la molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides
HORMONAS SEXUALES
Entre las hormonas sexuales se encuentran la progesterona que prepara los órganos sexuales femeninos para la gestación y la testosterona responsable de los caracteres sexuales masculinos.
Los lípidos son un grupo muy diverso de compuestos orgánicos formados principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, pudiendo contener en ocasiones azufre, nitrógeno o fósforo.
Hay tres tipos de lípidos en los distintos alimentos que ingerimos: grasas, fosfolípidos y colesterol.
Grasas
Grasas saturadas:
Son consideradas como 'las grasas malas', ya que cuando se consumen en exceso pueden ocasionar problemas de colesterol y trastornos de circulación. Hay que tener en cuenta que el consumo elevado de este tipo de grasas, junto con el colesterol procedente de la comida, puede ocasionar serios problemas cardíacos, debido al endurecimiento de las arterias (aterosclerosis).
La mayoría de las grasas saturadas provienen de alimentos de origen animal como las carnes rojas y la mantequilla. Los aceites de palma y de coco también son ricos en estas grasas.
Grasas insaturadas:
La mayoría de las grasas insaturadas son aceites, ya que a temperatura ambiente se encuentran en estado líquido. Son grasas beneficiosas para la salud porque regulan el nivel de colesterol y previenen las enfermedades cardiovasculares. Pueden ser:
Grasas monoinsaturadas: presentes en el aceite de oliva, de colza, los frutos secos (pistachos, almendras, avellanas, nueces de macadamia o anacardos), cacahuetes, aguacates y sus aceites.
Grasas poliinsaturadas: se encuentran en el aceite de girasol, aceite de pescado, aceite de soja, maíz, azafrán, y también en pescados azules como el salmón, el atún, las sardinas… A su vez, las grasas poliinsaturadas se subdividen en distintos tipos, destacando por sus propiedades dos clases:
Las grasas omega 3 están presentes en multitud de pescados como pescados azules (el salmón, la caballa, el atún, la sardina, la trucha o las anchoas; y también en distintos frutos secos y aceites como las nueces, semillas de colza, semillas de soja y sus aceites. El omega 3 más conocido es el ácido linoleico.
Las grasas omega 6 las podemos encontrar en las semillas de girasol, el germen de trigo, el sésamo, las nueces, la soja, el maíz y sus aceites. El más conocido es el ácido linolénico.
El ácido linoleico y el ácido linolénico no pueden ser sintetizados en el organismo y, por lo tanto, deben ser obtenidos a través de la dieta (ácidos grasos esenciales).
Grasas trans: estas grasas se producen mediante un proceso químico que se denomina hidrogenación y que consiste en añadir hidrógeno a algunos aceites vegetales. Este procedimiento se emplea con el fin de potenciar el sabor y mejorar la textura de los productos alimenticios, prolongando su vida útil con un bajo coste. Sin embargo, la hidrogenación provoca que una parte de las grasas poliinsaturadas se transformen en grasas saturadas de las que, como hemos visto, no es conveniente abusar. Por ello, es aconsejable consultar las etiquetas para comprobar si contiene grasa trans, y limitar su consumo.
Los podemos encontrar en los siguientes alimentos: nata, yema de huevo, manteca, tocino, mantequilla, leche, aceite de coco, carne magra, frutos secos, aguacate, aceites de oliva, de semillas, etcétera. Pescado azul, como el salmón, la trucha, las sardinas, el atún.
Definiciòn.- Los nutrientes de gran importancia biológica que son las proteínas, son macromoléculas que constituyen el principal nutriente para la formación de los músculos del cuerpo.
Estrructura química: Las proteínas poseen una estructura química central que consiste en una cadena lineal de aminoácidos plegada de forma que muestra una estructura tridimensional, esto les permite a las proteínas realizar sus funciones.
En las proteínas se codifica el material genético de cada organismo y en él se especifica su secuencia de aminoácidos. Estas secuencias de aminoácidos se sintetizan por los ribosomas para formar las macromoléculas que son las proteínas.
Existen 20 aminoácidos diferentes que se combinan entre ellos de múltiples maneras para formar cada tipo de proteínas. Los aminoácidos pueden dividirse en 2 tipos: Aminoácidos esenciales que son 9 y que se obtienen de alimentos y aminoácidos no esencialesque son 11 y se producen en nuestro cuerpo.
La composición de las proteínas consta de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno además de otros elementos como azufre, hierro, fósforo y cinc.
En las células, las moléculas orgánicas más abundantes que son las proteínas, constituyen más de el 50 % del peso seco de las mismas.
Las proteínas son el principal nutriente para la formación de los músculos del cuerpo.
os glúcidos son sustancias compuestas de carbono, hidrógeno y oxígeno, de ahí que también sean llamados carbohidratos o hidratos de carbono. Constituyen las reservas energéticas de las células vegetales (almidón) y animales(glucógeno), aunque éstos últimos poseen menos glúcidos. Los vegetales poseen la capacidad de sintetizar gran variedad de glúcidos gracias a la fotosíntesis; losanimales los ingieren y, combinándolos con el oxígeno, los descomponen en C0/2 y agua para obtener energía (el proceso, inverso de la fotosíntesis, es la respiración).
Los glúcidos se dividen en tres clases: monosacáridos (solubles en agua, que pueden cristalizarse, como la glucosa y la fructosa), los disacáridos (lactosa, sacarosa, etc.) y los polisacáridos (no cristalizan y no pasan a través de las membranas, como el almidón o la celulosa).
Los glúcidos más importantes son los azúcares, almidón, mucílagos, celulosa, pectina e inulina.