Morfología celular

Morfología celular
Introducción

Panorama general

Los seres vivos están formados por células.

Las células son pequeñas a escala humana. Tamaño de micras (milésimas de milímetro)

Las células fueron descubiertas con el desarrollo del microscopio a mediados del s XVII.
Los primeros microscopitas que hicieron aportacines importantes fuero Hooke y Leeuwenhoek.

En principio no se las dio importancia. No tenían cabida en los conocimientos de la época.
Hasta s XIX no se reconoció su importancia real.

Fue una sorpresa. Más cuando se vio que todo lo que hacían los organismos lo hacían en realidad sus células.

Teoría celular

- Todo ser vivo formado por una o más unidades constitucionales y funcionales llamadas células
- Cada célula capaz de mantener su vitalidad por sí misma
- Cada célula procede de otra preexistente

Las células son las unidades estructurales y funcionales de los seres vivos.

Cada ser vivo procede de, al menos, una célula.

Mínima unidad biótica; con las funciones vitales

Son colonias celulares.
De unas pocas a billones

Los organismos pluricelulares parecen una unidad.
En realidad son colonias celuylares muy coordinadas gracias a mecanismos de comunicación entre sus células.

Las células mantienen toda su información. El ADN de el organismo está en cada célula completo

Siguen manteniendo todo el metabolismo.
Hay que abastecerlas de nutrientes y eliminar sus desechos

Estas características son consecuencia de su origen evolutivo:

Se produjeron por un aumento de tamaño por aumento en número de células y especialización de las mismas
Fué más sencillo hacerse grandes con células que ya funcionan correctamente activando y anulando genes

Organización

Las células tienen partes especializadas llamadas orgánulos

La mínima estructura de una célula consiste en:

Membrana
Separación entre interior y exterior de la célula
Intercambio de sustancias
Recepción de estímulos

Citoplasma
Medio interno.
Funcionamiento celular

Material genético.
Información

Los elementos funcionales principales de las células son las proteínas

- Una célupa procariota tiene del orden de E7 proteínas de unos 4.000 tipos diferentes
- Una célula eucariota tiene del orden de E10 proteínas de unos 10.000 tipos diferentes

La información de todas las células se encuentra almacenada en forma de ADN de doble cadena y se expresa en forma de ARN

Las células mantienen su capacidad para realizar las funciones vitales autónomamente (nutrición, relación, reproducción).

Formas

Muy variadas

Algunas siempre la misma forma y otras modificable a corto o largo plazo.
Algunas solitarias otras en colonias más o menos complejas

La forma viene determinada por su función o modo de vida.

 

Formas de algunas células de animales, protistas y bacterias

Tamaños 

Muy variables

Eucariotas

Típicas : 5 - 50 µm.
Huevos y algunos protistas muy grandes. No raras hasta 0.5 mm
Expansiones celulares de hasta metros. (Neuronas...)
Células plurinucleadas pueden ser también macroscópicas (Hongos, protistas ...)

Procariotas Típicos: 1 - 5 µm. Pequeños 0.2 µm Grandes 10 µm Algunos procariotas pueden tener tamaños de cm compartiendo varios cromosomas un mismo citoplasma.

Limitaciones al tamaño celular

No pueden ser demasiado grandes por:

- Escasa relación superficie / volumen lo que limita la entrada de sustancias (alimentos, gases ... )
- Escaso material nuclear para la síntesis de proteínas
- Problemas con la difusión de sustancias en el interior celular. Han de tener mecanismos de transporte

No pueden ser demasiado pequeñas por:

- Orgánulos necesarios para el funcionamiento celular

Longevidad 

También es muy variable

Algunas células son potencialmente inmortales. Muchos organismos unicelulares o línea germinal en pluricelulares

Otras envejecen y mueren a diferentes ritmos. Pueden sobrevivir horas hasta muchos años. Células diferenciadas de onganismos pluricelulares.

Las células son pequeñas a nuestra escala
Las unidades de medida por tanto también lo son

Magnitud

Tamaños			Pesos			Sedimentación
Metro	m		Gramo	g	10 E-3 kg	Svedberg	(S)
Milímetro	mm	10 E-3 m	Miligramo	mg	10 E-3 g
Micrómetro o micra	µm	10 E-6 m	Microgramo	µm	10 E-6 g
Nanómetro	nm	10 E-9 m	Nanogramo	ng	10 E-9 g
Amgstron	A	10 E-10 m	Picogramo	pg	10 E-12 g
			Unidades de peso molecular	Daltons	1g H= 6.023 E23

Microscopio óptico

Aprovechan la luz y lentes parara aumentar imágenes de células.
Pueden lograr 1.000 aumentos y 0.2 µm de resolución
En grandes aumentos se recurre al microscopio de inmersión para acercar suficientemente la célula al objetivo
Con longitudes de onda corta se logra mayor aumento: Microscopio óptico ultravioleta

Para lograr un enfoque adecuado es necesario cortes muy finos: Corte en microtomo.
En este proceso de corte han de ser fijadas por diversos procesos; alcoholes, parafinas...

Se recurre a procesos de tinción para mayor contraste
Existen diversos colorantes que se fijan a determinadas estructuras celulares
Se pueden utilizar tinciones fluorescentes

Microscopio electrónico

Se basa en la dispersión de electrones. Utilizan lentes electromagnéticas
Las preparaciones deben estar en cortes muy finos: Ultramicrotomo

Pueden alcanzar hasta 1.000.000 de aumentos y una resolución de (0.4 nm

Han de teñirse por sustancias opacas a los electrones: Metales pesados (Osmio..)

Existen varias técnicas alternativas de observación como la criofractura o el microscipio de barrido

Otros tipos de Microscopios

Existen microscopios alternativos que funcionan con sonidos, cercanía a superficies y otros

Ultracentrifugación

Es un método comúnpara separar fracciones celulares

Se basa en la fuerza centrífuga que separa las sustancias según su densidad a un ritmo que depende de su tamaño.

Puede hacerse por tiempos de centrifugado y g (fuerza centrífuga) a la que se ha sometido la muestrao por gradientes de densidad.

Marcadores

Se pueden marcar elementos celulares con:

Marcadores radiactivos.
Permiten seguimineto de sustancias

Anticuerpos
Alta especificidad. Normalmente unidos a colorantes