bio_célula

8/16/2019 Bio_Célula

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6464 Unidad 2 • Célula, unidad de vida

CÉLULA,unidad de vida ÉLUL

unid d de vidnid d de vid

2

Unidad

¿Qué aprenderás? ¿Para qué? ¿Dónde?

Relación entre procedimientos

experimentales y resultados obtenidos.

Reconocer cómo se relacionan los resultados obtenidos en una investigación con el procedimiento

experimental seguido.

Páginas 66, 67,

90, 91 y 106

Ejemplos de la construcción colectiva del

conocimiento científico.

Conocer investigaciones científicas relacionadas con la teoría celular y valorar su utilidad para

comprender el quehacer científico y la construcción de conceptos nuevos más complejos.

Páginas 68 a 71

Tipos celulares y sus principales

características.

Establecer las principales características, diferencias y similitudes entre células eucariontes y

procariontes.

Páginas 72 a 77

Organelos y estructuras celulares. Identificar la función de las principales estructuras y organelos celulares involucrados en distintas

reacciones metabólicas.

Páginas 78 a 81

Características de la membrana plasmática

y mecanismos de transporte en la célula.

Comprender los procesos de intercambio de sustancias entre la célula y su ambiente. Páginas 84 a 95

Relación entre células especializadas y

tejidos.

Comprender que el funcionamiento de órganos y tejidos depende de células especializadas. Páginas 96 a 101

Menú de inicio

Organismo

Célula

Organelo

Órgano

Tejido

Aparato o sistema

Macromolécula

Molécula

Átomo



Si dejas un trozo de pan al descubierto por unos días

drás observar que le salen hongos y adquiere un asp

to verdoso. ¿Te ha ocurrido? Bueno, tanto el pan co

el hongo están formados por macromoléculas orgán

como las que viste en la unidad anterior, pero:

1. ¿Qué hace que el pan sea materia inerte y el hongo

ser vivo?

2. ¿Qué tienen en común un hongo, una bacteria y un

mal que los constituye como seres vivos?

3. Por otra parte, ¿qué diferencia a una bacteria, un ho

y un animal a pesar de que los tres son seres vivos?

Biología 1º medio • Nuevo Explor@ndo

Abrir sesión

2

Moho de pan, un tide hongo.

Biosfera

Ecosistema

Población

Comunidad




Inicializando

66

e v a l uac i ó n

e c o

n ten i d o

c h a b ili d a d

hEvaluación inicial - Pensamiento científico

Procedimiento experimental

Un investigador extrajo lisosomas de células animales y aisló su contenido sin dañarlo. A este

extracto lo llamó sustancia x. Posteriormente, realizó el diseño experimental que se resume

a continuación:

Solución salina +sustancia x

Cubos de carne

1 mL

1A 1B 1C

Testeo dedegradación de

proteínas +++++


hidratos de carbono +

Testeode degradación

de lípidos +

1 mL 1 mL

Tubo 1

Solución salinasin sustancia x

2B


hidratos de carbono –

1 mL

Cubos de carne

2A

Testeo dedegradación

de proteínas –

2C

Testeo dedegradaciónde lípidos –

1 mL 1 mL

Tubo 2

+ = Actividad enzimática

– = Sin actividad enzimática

El tiempo de incubación de los tubos 1 y 2 fue de 60 minutos a 36 ºC. En ambos casos

se usaron cubos de carne de igual origen, masa y tamaño. De cada tubo se tomaron tres

muestras de 1 mL, las que fueron sometidas a análisis para reconocer la presencia de

proteínas (tubos 1A y 2A), hidratos de carbono (tubos 1B y 2B) y lípidos (tubos 1C y 2C).

a. A partir del esquema, describe lo que hizo el investigador.

b. ¿Para qué usó los tubos 2A, 2B y 2C?

Obtención de resultados

Los resultados obtenidos se presentan en la siguiente tabla:

Degradación Tubo 1A Tubo 1B Tubo 1C Tubo 2A Tubo 2B Tubo 2C

Proteínas +++++ –

Hidratos de carbono + –

Lípidos + –

Interpretación de resultados

a. ¿Por qué se usaron cubos de carne de igual origen, masa y tamaño?

b. Sabiendo que la cantidad de cruces indica el nivel de actividad enzimática, ¿en qué tubo

se produjo mayor actividad?, ¿en cuáles hubo actividad moderada?

Los resultados de una investigación

se obtienen al poner en práctica un

procedimiento experimental que fue

previamente definido. Usualmente, los

resultados son registrados en tablas o

gráficos, recursos que facilitan su posterior

interpretación.

Paso 1: plantear y/o conocer el problema de

investigación.

Paso 2: formular una hipótesis relacionando

las dos variables del problema.

Paso 3: tener claros los objetivos del

experimento y, según eso,

determinar los materiales y

procedimientos necesarios para su

cumplimiento.

Paso 4: llevar a cabo el procedimiento y

registrar los datos obtenidos.

Paso 5: representar estos datos

estableciendo patrones y

tendencias.

1. Planteamiento del problema.

2. Formulación de hipótesis.

3. Procedimiento experimental.

4. Obtención de resultados.

5. Interpretación de resultados.

6. Elaboración de conclusiones.

Pasos para desarrollar un

procedimiento y obtener resultados

¿Cómo se relacionan los resultados

con el procedimiento?

Etapas del método científico


http://slidepdf.com/reader/full/biocelula 4/37Biología 1º medio

• Nuevo Explor@ndo

2

Mi estado

De la actividad anterior:

¿qué te resultó más difícil?,•

¿por qué?

En esta actividad se te pidió describir

lo realizado en un procedimiento

experimental.

¿Qué entendiste que tenías que ha•

¿Lograste relacionar el procedimien•

con los resultados obtenidos?

c. ¿Cómo interpretas la distinta cantidad de cruces observadas en los tubos 1A, 1B y 1C?

d. ¿Por qué no se detecta actividad en los tubos 2A, 2B y 2C? Interpreta esos resultados.

e. ¿De dónde provienen las enzimas presentes en la sustancia x?, ¿sobre qué macromolé-

culas actuaron?

f. Observa la siguiente figura y responde. ¿Qué organelo celular tendrá la función de realizar

la degradación de macromoléculas?, ¿qué datos del experimento te permiten aseverar

esto?

Membranaplasmática

Retículoendoplasmático

Mitocondria

Citoplasma

Lisosoma

Núcleo

Aparato de Golgi

1 Alimento.

2 Lisosoma degradando el

contenido.

3 El material de desecho es

expulsado de la célula.1

2

3

Ilustración de célula animal.

Elaboración de conclusiones

A partir de los resultados expuestos es posible concluir que:

La sustancia x se comporta como , cuyo sustrato

principal son

Planteamiento del problema

a. ¿Cuál de los siguientes problemas de investigación podría haber estado detrás de este

experimento? Elige uno y justifica tu respuesta.

¿Tendrá un extracto de lisosoma la misma actividad enzimática que el organelo intacto?•

¿A qué pH actuarán las enzimas del lisosoma?•

¿Qué efecto tendrá la sustancia x sobre los cubos de carne?•

Formulación de hipótesis

a. ¿Qué hipótesis podría haber formulado el investigador?

- Las enzimas son moléculas de

naturaleza proteica que facilitan y

aceleran las reacciones químicas q

tienen lugar en los tejidos vivos.- La digestión celular es el proce

de digestión de sustancias nutritiv

al interior de la célula.

(organelo – enzima)

(lípidos – proteínas – carbohidratos)


http://slidepdf.com/reader/full/biocelula 5/37Biología 1º medio • Nuevo Explor@ndo

2

Resolución del ojo humano

Resolución del microscopio óptico

Resolución del microscopio electrónico

1 Å 1 nm 10 nm 100 nm

Moléculapequeña Virus Bacteria Ameba PlanariaCélula animal

Célulavegetal

1 µm 10 µm 100 µm 1 mm 1 c

Átomo dehidrógeno

Tamaños relativos de pequeños organismos, las células y sus componentes

Compara las siguientes equivalenciasy las pequeñas dimensiones querepresentan:

1 cm = 10 mm (milímetro).1 mm = 1.000 µm (micrómetro).

1 µm = 1.000 nm (nanómetro).

1 nm = 10 Å (angstrom).

Actividad

1. Observa las siguientes microfotografías o fotografías microscópicas de un Paramecium (protista).

100 µm

Microscopio óptico de contraste de fases.

1 µm

Microscopio electrónico de transmisión (MET).

100 µm

Microscopio electrónico de barrido (MEB).

31 2

a. ¿Por qué crees que se ocupan escalas en las microfotografías?

b. ¿Qué te indican las escalas en estos ejemplos?, ¿cómo son en 1 y 3?

c. ¿Cómo puedes relacionar la escala de la segunda imagen con el nivel de detalle observado?

d. Considerando las dimensiones espaciales, ¿qué diferencia a la tercera imagen de las otras dos?, ¿qué permite

esto?



c o n ten i d o h a b ili d a d

e v a l uac i ó n

c

72 Unidad 2 • Célula, unidad de vidaélula unidad de vida

Teoría celular y seres vivosGracias al aporte histórico de distintos científicos, hoy se puede concebir a la célula como

la unidad estructural, funcional, de origen y de herencia de los seres vivos. De manera

sintética, podemos presentar la teoría celular a partir de los siguientes postulados:

1. Todos los seres vivos están formados por células. La célula es su unidad estructural.

2. En la célula se llevan a cabo todas las funciones vitales de un ser vivo. Por ello, la célula essu unidad funcional.

3. Todas las células proceden de células preexistentes como resultado de la división de estas.

Por lo tanto, la célula es la unidad de origen y reproducción de los seres vivos.

Estos tres postulados se desprenden de los descubrimientos realizados hasta Pasteur en el

siglo XIX. El siguiente es un postulado moderno:

4. La célula es la unidad hereditaria de los seres vivos. Cada célula contiene toda la informa-

ción genética necesaria para su desarrollo y funcionamiento, así como para la transmisión

de esa información a la siguiente generación celular.

Características comunes entre los seres vivosAlgunos de los seres vivos son unicelulares; otros, como el ser humano, son multicelulares, y

están constituidos por grupos de células que se diferencian y especializan en determinadas

funciones, las que se integran en el organismo a través de complejos sistemas de comuni-

cación. En ambos casos, unicelulares y pluricelulares se originan a partir de una sola célula,

la que es el vehículo de la información hereditaria.

¿Qué tienen en común organismos como una bacteria, un pino y un ser humano?

¡Que están formados por células! Aunque las células de estos organismos son muy diferen-

tes, poseen varias características en común, más allá de los postulados de la teoría celular:

Todas las células están rodeadas por una• membrana plasmática que delimita el espacio

físico de la célula y controla el contenido químico de esta al regular el intercambio de

sustancias con el medio. Todas las células poseen• citoplasma, sustancia en estado coloidal que comprende el

espacio intracelular delimitado por la membrana plasmática. En él se llevan a cabo las

funciones de la célula.

La información hereditaria de todas las células está en el• ADN, molécula que transmite la

información de generación en generación, además de hacer posible el funcionamiento

celular.

Todas las células utilizan enzimas como• catalizadores. Estas proteínas disminuyen la ener-

gía de activación de las reacciones, lo que le permite a la célula realizar sus funciones

vitales a una velocidad compatible con la vida.

Para llevar a cabo las reacciones de síntesis necesarias para su supervivencia, todas las•

células obtienen materia y energía del medio en que viven. Este proceso se conoce comonutrición.

¿Por qué es importante que losorganismos pluricelulares esténformados por muchas células en vez deser “una gran célula”?

El concepto clave para responder esto esel intercambio. Los seres vivos y, por lotanto, las células, se alimentan, respirany eliminan desechos, lo que produce unintercambio de materia y energía conel medio en el que viven. Esto resultaposible gracias a la superficie o área enque se realiza, y es mayor a medida queaumenta el número de células.

La principal característicacomún entre los seresvivos es que estánformados por células.



2

Protistas

Plan

EubacteriasArqueobacte

Ancestro Universal

Proc

E

HongosAnimales

Raíces

Energía lumínica

CO2

Agua y sminera

Alimento

Características que permiten diferenciar a los seres vivos¿Cuál es la diferencia entre organismos como una bacteria, un pino y un ser humano?

Dada la gran diversidad de células existentes, los seres vivos se pueden clasificar de acuerdo

a varios criterios, dentro de los cuales podemos encontrar:

1. Según el grado de compartimentación de sus células.

Procariontes•

(del griego pro = antes y karyon = núcleo). En este caso hay una únicamolécula (aunque a veces se encuentran dos o más copias de la misma) de un ADN

circular. Este no está separado por ninguna membrana; por ello se dice que la célula

procarionte no presenta un núcleo verdadero u organizado, sino simplemente una

zona nuclear o nucleoide. Todas las reacciones químicas de estas células se llevan a cabo

en el citoplasma, y en general son células de mucho menor tamaño que las eucariontes.

Poseen pared celular, membrana plasmática, ribosomas y la mayoría se caracteriza por

presentar estructuras filamentosas en su superficie.

Eucariontes• (eu = verdadero). Estas células poseen un núcleo formado por una doble

membrana que envuelve al ADN, de ahí su nombre. No solo el núcleo está delimitado

por membranas, sino que estas células están compartimentadas en varias estructuras

llamadas organelos, donde se llevan a cabo distintas funciones celulares.

Los seres vivos de los reinos protista, hongo, planta y animal están constituidos por célulaseucariontes. Más adelante en la unidad, estudiaremos con mayor profundidad las diferen-

cias entre las células animales y vegetales. Las células de protistas y hongos presentan

algunas estructuras coincidentes con las de las células vegetales y animales, y otras que les

son exclusivas.

2. Según su tipo de nutrición celular: células autótrofas y heterótrofas.

Las células necesitan nutrirse, es decir, incorporar sustancias del exterior para fabricar

sus propios compuestos y obtener la energía necesaria para llevar a cabo sus funciones.

Existen dos tipos diferentes de nutrición celular:

Nutrición autótrofa• . Las células que tienen este tipo de nutrición elaboran sus com-

puestos orgánicos a partir de la materia inorgánica que incorporan del medio. Esta

transformación requiere del aporte de energía, la que puede ser lumínica (A), comoes el caso de plantas y algas, o provenir de reacciones químicas, como es el caso de

algunas bacterias. Este tipo de células no necesitan incorporar alimentos procedentes

de otros seres vivos, por eso decimos que tienen una nutrición autótrofa (de auto =

uno mismo, y trofos = alimentarse).

Nutrición heterótrofa• . Las células que tienen nutrición heterótrofa obtienen sus com-

puestos orgánicos a partir de la materia orgánica e inorgánica que incorporan del

medio (B). Estas células no poseen las estructuras necesarias para fabricar su propio

alimento, por lo que deben tomar alimentos elaborados por otros organismos, como

ocurre con los hongos, animales, algunos protistas y bacterias. Por ello decimos que

tienen nutrición heterótrofa (de hetero = distinto y trofos = alimentarse).

En este esquema se muestran principales grupos de organismEn color celeste los eucariontescolor amarillo los procariontes.

Ejemplos de tipos de nutricióautótrofa (A) y heterótrofa (B

Actividad

1. Esta ilustración representa a un organismo, llamadoameba (protista), que se está alimentando. De acuerdoa lo que observas, responde y justifica si se trata de:

a. Un organismo unicelular o pluricelular.

b. Un organismo procarionte o eucarionte.

c. Un organismo autótrofo o heterótrofo.

Alimento

Oxígeno

Dióxidode carbono

Agua

Para capturar el alimento,la ameba se deforma y lo engloba.

A

B




e v a l uac i ó n

c

74 Unidad 2 • Célula, unidad de vidaélula unidad de vidaélula unidad de vida

10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

11

Célula procarionte

Células procariontesYa dijimos que las células procariontes se caracterizan por no tener el grado de comparti-

mentación de las eucariontes y no poseer su material genético en un núcleo, sino en una

región definida llamada nucleoide.

Los procariontes modernos incluyen a las archeobacterias y eubacterias. En este último

grupo están las cianobacterias, organismos fotosintetizadores, antes denominados algas

verdeazuladas. Según el registro fósil, se cree que las primeras formas de vida, hace unos

3.500 millones de años, eran células procariontes. Estos organismos fueron los únicos se-

res vivos en nuestro planeta durante casi 2.000 millones de años, hasta que surgieron los

eucariontes.

Los procariontes, además de ser el grupo más antiguo de organismos sobre la Tierra, es el

más abundante y diverso. Pueden sobrevivir en muchos ambientes y condiciones que no

toleran otras formas de vida, como habitar en las extensiones de la Antártica, en las oscu-

ras profundidades del océano y en las aguas a altas temperaturas de las fuentes termales

naturales.

Existen células procariontes que son beneficiosas para nosotros, como las bacterias

Lactobacillus, que producen yogur a partir de la leche; y otras que viven en forma simbiótica

en el tracto digestivo de los humanos, contribuyendo con la digestión de ciertos alimen-tos, además de producir vitaminas que nos son útiles. También hay bacterias que nos cau-

san enfermedades, como la Listeria monocytogenes, que produce listeriosis , Mycobacterium

tuberculosis, que produce tuberculosis, Vibrio cholerae, que produce cólera, entre muchas

otras.

A continuación veremos las principales estructuras que encontramos en las células

procariontes.

Microscopía electrónica de la punta de unalfiler. Se puede apreciar la gran cantidadde bacterias que allí viven.

Algunos de los fósiles más antiguos sonlos estromatolitos, formados por bacteriasfotosintetizadoras.

Rango aproximado detamaños: entre 1 y 10 µm.



2

Las células procariontes son organismunicelulares, que muchas vecesse agrupan. Este es el caso de lacianobacteria Anabaena, (bacteria

autótrofa) que se agrupa en filament(ver 1).

1

Otra forma es la agrupación en biofil

o biopelículas. En este caso las bactese adhieren a una superficie inerte o un tejido vivo (ver 2). Estas las puedever, por ejemplo, en el material mucoque se forma en un jarrón que ha tenflores por varios días.

2

Por otro lado, en los laboratoriosse pueden obtener bacterias enagrupaciones llamadas colonias.A partir de una sola célula bacterianaque crece en un medio sólido nutritivsurge una colonia completa reconocia simple vista (ver 3).

3

1 Cápsula. Estructura presente en algunos procariontes. Los protege frente a la fagoci-

tosis de otras células y evita la deshidratación.

2 Ribosoma. Esta estructura, presente en todas las células, está a cargo de sintetizar

proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrito en forma

de ARN.

3 Pilus (singular de pili). Esta estructura está presente en muchos procariontes. Son eva-

ginaciones de la membrana plasmática que se forman atravesando poros de la paredcelular y la cápsula. Pueden tener funciones relacionadas con la motilidad de la célula,

o bien con el intercambio de genes con otras bacterias por medio de los plasmidios,

en un proceso llamado conjugación.

4 Fimbrias. Más cortos y numerosos que los pili. Su función está relacionada con la

adherencia a sustratos.

5 Mesosomas y laminillas. Invaginaciones de la membrana que tienen enzimas que

intervienen en los procesos de respiración (en los procariontes aeróbicos) y división

celular. Las laminillas contienen pigmentos captadores de luz; están presentes en los

procariontes fotosintetizadores.

6 Plasmidio. Este fragmento de ADN circular se encuentra en algunos procariontes. Pue-

de ser traspasado entre las células por los pili.7 Flagelo bacteriano. Estructura filamentosa que impulsa a la célula. Está presente en

algunos procariontes.

8 Pared celular. Presente en todas las células procariontes; da rigidez y protección.

9 Membrana plasmática. Presente en todos los procariontes. Define los límites y regula

el intercambio entre el medio intracelular y el extracelular, lo que permite mantener el

equilibrio al interior de la célula.

10 ADN. Presente en todos los procariontes. Es el material hereditario de la célula. Con-

tiene la información necesaria para el funcionamiento celular en un solo cromosoma

circular sin proteínas (desnudo). Este se encuentra inmerso en el citoplasma, unido a

la membrana plasmática y formando un nucleoide sin envoltura.

11 Citoplasma. Presente en todos los procariontes. En el citoplasma se llevan a cabo mu-

chos de los procesos metabólicos de la célula. Es un sistema coloidal compuesto por

agua, iones, moléculas orgánicas pequeñas y macromoléculas en solución. Al contrario

de lo que se creía hace algunos años, el citoplasma procarionte es bastante dinámico y

estructurado. Hay una clara separación espacial y funcional entre la zona central, don-

de se localiza el nucleoide, y la zona periférica rica en ribosomas, donde se produce la

síntesis de proteínas.

Actividad

1. A partir de la información entregada, completa las siguientes situaciones hipotéticas. La primera se dacomo ejemplo.

a. Si una bacteria no tiene flagelo,

b. Si se extraen los ribosomas presentes en el citoplasma,

c. Si ocurre conjugación entre procariontes, se producirá

d. Si la membrana plasmática no pudiera plegarse (invaginación y evaginación), la célula no podría tener

e. Si el citoplasma estuviera en estado sólido, no se podrían llevar a cabo

f. Un procarionte recibe material genético foráneo a través de los

no puede desplazarse por sí misma.




e v a l uac i ó n

c


Representación de la teoría endosimbiótica

Procarionte primitivo

Bacteriaseficaces en lafotosíntesis

Eucarionte autótrofo

Eucarionte heterótrofo

Bacteriaseficaces en la

respiración

Mitocondria

Cloroplasto

Células eucariontesAunque las células eucariontes tienen varias similitudes con las procariontes, poseen mu-

chísimas diferencias. Si bien las eucariontes también se caracterizan por ser microscópicas,

son de mayor tamaño que las procariontes. Las células eucariontes se denominan así porque

tienen su material hereditario, ADN, encerrado dentro de una doble membrana, la envoltura

nuclear o carioteca, que delimita un núcleo, estructura ausente en procariontes. Además,

poseen estructuras encerradas por membranas, denominadas organelos, que cumplenfunciones específicas dentro de las células. Los organelos se encuentran distribuidos en el

citoplasma gracias a fibras proteicas que constituyen el citoesqueleto.

El paso de procariontes a eucariontes significó un gran salto en la complejidad de los seres

vivos y uno de los más importantes de la evolución. Hay teorías que postulan que el origen

de los eucariontes se encuentra en sucesivos procesos de asociación simbiótica entre células

procariontes.

Al igual que en los procariontes, en los eucariontes se puede distinguir una gran diversidad

de células. Dos de los tipos principales son las células animales y vegetales. En los esque-

mas de estas páginas encontrarás, a grandes rasgos, las estructuras y los organelos que

tienen en común y otros que diferencian a estos dos tipos celulares, cuyas características

estudiaremos con mayor profundidad más adelante.

Los organismos formados por células eucariontes pueden ser unicelulares, como es el

caso de algunos protistas y hongos, o bien pluricelulares, como algunos protistas, la ma-

yoría de los hongos y todas las plantas y animales. El hecho de que las células eucarion-

tes posean organelos les permite compartimentar funciones específicas, favoreciendo la

especialización celular.

En organismos pluricelulares, dependiendo de la función que cumpla la célula, serán los

organelos que esta tenga en mayor cantidad o más desarrollados. Por ejemplo, un glóbulo

blanco que fagocita agentes patógenos tendrá un mayor número de lisosomas, organelo

que le permitirá llevar a cabo su función. O bien, una célula de raíz de árbol no va a poseer

cloroplastos mayoritariamente, ya que su función es absorber agua, no la fotosíntesis.

Observaciones al microscopio óptico de célulasvegetales y animales, respectivamente.

Célula vegetal

Célula animal

¿Por qué existen organelos con doblemembrana y además con ADN, como lamitocondria y el cloroplasto, al interiorde la célula?

Para responder esta pregunta, Lynn Margulis,en el año 1967, propuso la teoría de la

endosimbiosis seriada. Esta plantea queel núcleo se formó, al igual que el retículoendoplásmico y el aparato de Golgi, comoinvaginaciones de la membrana plasmática,y que las mitocondrias y los cloroplastosserían bacterias que ingresaron a una célulaprocarionte por medio de fagocitosis. Una vezdentro, en vez de haber sido digeridas porla célula receptora, habrían comenzado unarelación simbiótica, donde ambas resultaronbeneficiadas. Se le llama endosimbiótica porque se trataría de una célula dentro de

la otra, y seriada porque primero la célulaprocarionte inicial habría incorporado a unabacteria que daría origen a una mitocondria.Luego, algún descendiente de estas célulashabría incorporado, además, a una bacteriafotosintetizadora que daría origen a uncloroplasto, lo que le habría otorgado aeste organismo la posibilidad de realizarfotosíntesis.



2

Célula vegetal

Célula animal

Nucleolo

Centríolo(no está presenteen célula vegetal)

Centrosoma Citoesqueleto Peroxisoma

Mitocondrias

Ribosomas

Lisosoma

Membranaplasmática

Núcleo


rugoso (RER)


liso (REL)

Aparatode Golgi



Plasmodesmo(no está presenteen célula animal)

Gran vacuola central(no está presente encélula animal)

Pared celular(no está presenteen célula animal)

Cloroplasto(no está presenteen célula animal)

Peroxisoma

Nucleolo

Lisosoma

Membranaplasmática

Núcleo

Citoesqueleto

Aparatode Golgi Mitocondrias

Retículo endoplasmáticoliso (REL)

Ribosomas

Retículo endoplasmáticorugoso (RER)

Observaciones al microscopio elede transmisión de célula vegetal respectivamente.

Para grabar

Las células eucariontes, a diferencia delas procariontes, poseen núcleo y estáncompartimentadas en organelos, cada los cuales cumple funciones específicas

Vacuola

Actividad

1. Formen grupos de trabajo y emodelos de una célula procalos dos tipos de célula eucariondiados (animal y vegetal). Useriales como plumavit y plastil

confeccionarlos. Luego preséfrente al curso. En las siguienginas estudiaremos las funciocumple cada uno de los orgaestructuras mencionadas.

2. Considerando la informaciónpáginas anteriores, mencionatructuras y organelos son prop

Células procariontes.•

Células eucariontes animales•

Células eucariontes vegetale•

Cloroplastos

RNucleolo

Mitocondria

Núcleo




e v a l uac i ó n

c


Citoesqueleto celularvisto al microscopio

óptico de fluorescencia.

Pared celular

Plasmodesmos

Micrografía al MET del centrosoma.

Microtúbulos

Centríolos

Las estructuras y organelos que conformana las células eucariontes

Estructura

Cubierta externa, presente en las células vegetales, algunos protistas y hongos, que se encuentrapor fuera de la membrana plasmática. En las plantas y algunos protistas, la pared celular estáformada por fibras de celulosa que forman una red que se halla inmersa en una matriz de otrasmacromoléculas, como la pectina y la lignina. En los hongos, está formada por quitina.

La pared celular tiene perforaciones o poros, que permiten el intercambio de sustancias conel exterior, aunque no de manera selectiva. Otras perforaciones forman canales, llamadosplasmodesmos, que atraviesan la pared celular, uniendo los ci toplasmas de células adyacentesy facilitando la comunicación intercelular.

Funciones

La pared celular otorga rigidez y define la estructura celular, da soporte a los tejidos y protege los

contenidos de la célula. Además, la presencia de plasmodesmos permite la circulación directa de lassustancias del citoplasma entre las células, favoreciendo la comunicación entre ellas.

Estructura

Conjunto de filamentos que se distribuyenpor todo el citoplasma y forman una red,que constituye el esqueleto de la célula. Secompone de varios tipos de fibras proteicas:microfilamentos (actina), filamentos intermedios(formados por distintos tipos de proteínas) ymicrotúbulos (tubulina).

Funciones

El citoesqueleto desempeña variadas funciones:

- En células que carecen de pared celular, el citoesqueleto les da la forma.

- También es responsable de sostener a los organelos dentro de la célula, ademásde permitir que se muevan (veremos lo importante que es que vesículas como loslisosomas puedan viajar dentro de la célula).

- Permite además el movimiento celular, como el caso de la contracción muscular.

- Permite los movimientos cromosómicos durante la división celular.

Estructura

El centrosoma constituyeuna zona cercana al núcleo,a partir de la que surgen yse organizan los filamentosdel citoesqueleto. Las

células animales contienenen su interior una parejade estructuras cilíndricashuecas, dispuestas una enforma perpendicular a la otra,denominadas centríolos.

Cada centríolo está formado por un conjunto de microtúbulos dispuestos en formaradial. El centríolo organiza una estructura denominada huso acromático, que durantela división celular orienta el movimiento de los cromosomas por el citoplasma.Además, origina el cuerpo basal, estructura que a su vez da origen a los cilios y losflagelos.

Los cilios y los flagelos son delgadas extensiones de membrana plasmática, quecontienen en su interior fibras de microtúbulos ordenadas, dirigidas por los centríolos.

Funciones de cilios y flagelos

Permiten dar propulsión a las células, como es el caso de los espermatozoides.También hay organismos unicelulares, como los paramecios, que se trasladan graciasa la presencia de estas estructuras. Otra función de los cilios, por ejemplo de lospresentes en la tráquea humana, es mantener fuera de nuestros pulmones a laspartículas extrañas.

Pared celular y plasmodesmos vistos al MET.

Microtúbulos. Filamentos intermedios. Microfilamentos.

Pared celular

Citoesqueleto Centríolos, cilios y flagelos




e v a l uac i ó n

c


2

1

Estructura

Son vesículas membranosas en cuyo interior se produce la digestión de las grandesmoléculas orgánicas provenientes de la misma célula o de sustancias incorporadas del medio

extracelular. Contienen enzimas digestivas, originarias del RER, que han pasado por el aparatode Golgi y que permiten la transformación de macromoléculas en moléculas más sencillas.

Funciones

- Digerir intracelularmente sustancias provenientes de la misma célula o incorporadas desdeel medio extracelular. Por ejemplo, en los glóbulos blancos digieren bacterias invasoras.

- Digerir material presente en el medio extracelular, mediante la liberación de enzimas almedio externo. Por ejemplo, la digestión de los alimentos en el tubo digestivo se da graciasa la secreción de enzimas de los lisosomas.

Estructura

Organelos pequeños y esféricos, limitados por una membrana. Contienenenzimas que cumplen funciones de detoxificación celular. En los

vegetales reciben el nombre de glioxisomas.Son organelos similares a los lisosomas y se forman en el retículoendoplásmico liso o a partir de otros peroxisomas.

Funciones

En las células animales contienen enzimas oxidativas que intervienen enla producción y degradación del peróxido de hidrógeno (agua oxigenadaH2O2); cumplen un rol detoxificador. En las células vegetales los glioxisomascontienen enzimas que convierten grasas y aceites en carbohidratos.

Estructura

Conjunto membranoso de túbulos y sacos aplanados interconectados entre sí, que se forman a continuación de la membrananuclear y se extienden por el citoplasma celular. Existen dos tipos, los que presentan diferentes características:

- El retículo endoplasmático rugoso (RER) está cubierto por ribosomas que se encuentran adosados a la cara externa de su

membrana.- El retículo endoplasmático liso (REL) está formado por túbulos con enzimas incrustadas en su membrana.

Funciones

- El RER es el lugar donde se sintetizan glucoproteínas, moléculas importantes, ya que muchas de ellas pasarán a sercomponentes estructurales de la membrana de distintos organelos o de la membrana plasmática y nuclear.

Los ribosomas del RER también sintetizan las proteínas que almacena el retículo, para luego liberarlas en vesículas al medioextracelular, pasando por el aparato de Golgi, como es el caso de las enzimas digestivas y de hormonas como la insulina y otrasproteínas que cumplirán distintas funciones dentro de la célula.

- El REL es el lugar donde se sintetizan lípidos, como los fosfolípidos de la membrana plasmática. Además posee enzimas quedetoxifican en caso de que sustancias nocivas penetren en las células (especialmente en el hígado).

Retículo endoplasmático rugoso (1)y liso (2) vistos al MET.

Estructura y función

Los ribosomas son estructuras depequeño tamaño, no membranosas,compuestas de ARN y proteínas.

Están formados por dos subunidadesdiferentes, las que se unen paracumplir su función: la síntesis deproteínas.

Los ribosomas se ensamblan en elnucleolo de la célula, pero la síntesisde proteínas la llevan a cabo libres enel citoplasma, o unidos a la membranadel retículo endoplasmático rugoso.

Esquema de las dos subunidadesque forman un ribosoma.

Estructura

Conjunto de sacos aplanados, limitadospor membrana, apilados en forma laxaunos sobre otros y rodeados por túbulosy vesículas. Está directamente relacionadocon el retículo endoplasmático. En célulasvegetales se denomina dictiosoma.

Funciones

Su función es recibir vesículas del retículo endoplasmático, modificar las membranasy los componentes internos de las mismas e incorporar los productos terminadosen vesículas de transporte que los llevan a otras partes de la célula, especialmentea la superficie celular. Así, el aparato de Golgi funciona como un centro deempaquetamiento y distribución de moléculas.

Aparato de Golgi visto al MET.

Ribosomas

Lisosomas

Aparato de Golgi

Peroxisomas

Retículo endoplasmático (RE)



2

Si volvemos a la clasificación de las células de acuerdo a su tipo de

nutrición, recordaremos que pueden ser autótrofas o heterótrofas,

condición que caracteriza a los organismos de los cuales forman parte.

Algunos organismos autótrofos poseen cloroplastos, realizan fotosín-

tesis y elaboran sus propios compuestos orgánicos altamente energé-

ticos. Los organismos heterótrofos, en tanto, no poseen cloroplastos,

por ende, no realizan fotosíntesis y deben incorporar materia orgánica

a partir del consumo de otros organismos.

Es importante dejar en claro que tanto autótrofos como heterótrofos

poseen mitocondrias en sus células, ya que en este organelo se llevan a

cabo reacciones que les permiten obtener energía a partir de los com-

puestos orgánicos. La diferencia es que en el caso de los autótrofos,

ellos realizan respiración celular de los compuestos orgánicos produ-

cidos en la misma célula, y en el caso de los heterótrofos, ellos deben

ingresar los compuestos orgánicos provenientes de otros organismos,

ya que no pueden producirlos.

Actividad

1. Contesta brevemente las siguientes preguntas.

a. ¿Qué organelo es el encargado de aprovechar la energía

veniente de la luz?

b. ¿Qué nombre recibe el proceso realizado por este orga

¿cuáles son los productos?

c. ¿Qué organelo utiliza los productos generados por el

plasto?, ¿qué nombre recibe este proceso?

d. ¿Cuáles son los productos del proceso realizado

mitocondria?

2. Compara ambos organelos productores de energía, cionando al menos tres similitudes y tres diferencias. Dpensar en los criterios que usarás.

Estructura

Tiene forma ovalada y poseeuna doble membrana quedelimita un espacio interior. Lamembrana interna forma plieguesque se denominan crestasmitocondriales, en donde

se encuentran enzimas clave para laobtención de energía a partir de compuestos orgánicos.

El número de mitocondrias de una célula varía de acuerdo a la actividad celular.Aquellas células que requieren mucha energía, como las de tejido muscular, poseenun mayor número de mitocondrias.

Funciones

Es el organelo encargado de obtener la energía para las funciones celulares. Lasmitocondrias actúan como verdaderas centrales energéticas para el mantenimientocelular.

El proceso de obtención de energía se llama respiración celular y loestudiaremos con más detalle en la unidad 3. Por ahora solo diremos que a partirde glucosa (C6H12O6) y oxígeno (O2), en las mitocondrias se produce dióxido decarbono (CO2), agua (H2O) y, lo más impor tante, energía (ATP), que podrá serutilizada por la célula para sus funciones vitales.

Esquema de una mitocondria.

Membrana interna

Membrana externa

Microfotografía al MET de una mitocondria.

Estructura

Es un organelo de forma ovalada, específico de

las células vegetales y algunos protistas (algas).Al igual que la mitocondria, está formadopor una doble membrana. En su interiorposee estructuras membranosas denominadastilacoides. Los tilacoides se pueden agrupar enestructuras llamadas grana. El estroma es unasustancia viscosa que llena el espacio dentro delcloroplasto donde se encuentran los tilacoides.

Funciones

En los cloroplastos se lleva a cabo la fotosíntesis . En este proceso, la clorofila,pigmento presente en los tilacoides, capta la energía lumínica para que pueda aprovechada por la célula, transformándola en energía química. Esto lo estudia

con más detalle en la unidad 3. Por ahora solo diremos que, a partir de dióxidode carbono (CO2), agua (H2O) y energía lumínica se obtiene glucosa (C6H12O6),compuesto altamente energético, y se forma oxígeno (O2) como producto.

Microfotografía de un cloroplast

Membrana externa

Estroma

Grana

Tilac

Membrana interna

Matriz

Crestas

Esquema de un cloropla

Mitocondria Cloroplasto



2

Para la evaluación de esta página•

debes incluir las siguientesestructuras:

Mitocondria.–

Citoesqueleto.–Vesículas.–

Aparato de Golgi.–

Membrana plasmática.–

Retículo endoplasmático.–

Núcleo.–

Citoplasma.–

III. Lee detenidamente y luego responde.

En la siguiente figura se representa una fábrica y los distintos procesos que se llevan a

cabo en su interior. La idea de esta primera actividad es que establezcas una analogía

entre lo que sucede en una fábrica y lo que sucede en una célula animal.

Tipos y estructuras celulares

1 Completa los siguientes recuadros con alguna de las principales estructuras

celulares de acuerdo con la función que cumplen (ver Pistas).

Mi estado

Marca con un los aprendizajes logrados hasta ahora y evalúa tu desem

Reconocí la importancia de la célula como unidad de vida.

Establecí diferencias y semejanzas entre células procariontes y eucariontes.

Identifiqué las funciones principales de los organelos y de las estructuras celu

Esta máquina elabora productos a

partir de la información proveniente

del centro de control:

Esta estructura permiteque se mantenga un or-

den dentro de la fábrica:

La fábrica está rodeada por una

muralla con puertas que permi-

ten la entrada y la salida: Lugar donde trabajan los

operarios:

Este camión transporta productos de

la fábrica para llevarlos al exterior:

Esta máquina empaqueta lo

se produce en la fábrica, paraluego exportarlo al exterior:

El centro de control posee l

información de la fábrica y

dirige lo que sucede en ella

Esta máquina transforma materia

orgánica en energía:

2 Un científico se encontraba investigando las

características de un organismo unicelular. Hasta

donde pudo observar se trataba de una célula que

poseía pared, núcleo definido y no presentaba

centríolos. ¿De qué tipo celular se trata?




e v a l uac i ó n

c


El límite celular: la membrana plasmáticaComo vimos anteriormente, en todas las células la membrana plasmática cumple variadas

funciones que son esenciales para la vida; por ello estudiaremos con mayor detalle su estruc-

tura y sus funciones principales. En síntesis, y de manera introductoria, podemos decir que

la membrana recubre la célula, define sus límites y mantiene las diferencias fundamentales

entre su interior y el medio externo.

Una de sus funciones cruciales es el• transporte de moléculas hacia y desde la célula.

Como la membrana es una estructura semipermeable, permite la entrada de nutrien-

tes y químicos esenciales para el funcionamiento celular, y obstruye el paso de otras

moléculas innecesarias o dañinas. Mientras el oxígeno y el agua atraviesan la membrana

sin inconvenientes, el paso de aminoácidos y azúcares sencillos está finamente regulado

Esta regulación está dada por proteínas transportadoras específicas de la membrana, que

permiten el paso selectivo de determinadas moléculas.

La membrana plasmática también posee una• función metabólica, ya que alberga enzi-

mas que catalizan reacciones difíciles de realizar en medio acuoso.

Un rol diferente de la membrana plasmática es servir como• punto de anclaje para la

matriz celular, estructura que ayuda a las células a anclarse, agruparse y formar tejidos.

Otra función de la membrana plasmática es• mantener un potencial eléctrico. De lamisma forma que la electricidad se transmite cuando hay una diferencia de voltaje entre

dos puntos, la célula es capaz de transmitir señales utilizando la diferencia de potencial

en la membrana plasmática.

La historia detrás de la membrana plasmáticaA principios del siglo XIX, la membrana plasmática solo era considerada como un límite

celular de composición indefinida. Posteriormente, los científicos comenzaron a investigar

las funciones de la membrana, midiendo, por ejemplo, la facilidad con que ingresaban y

salían distintas moléculas. Los resultados demostraron que moléculas de naturaleza lipídica

cruzaban con más facilidad que moléculas solubles en agua. Entonces se dedujo que la

membrana estaba formada por una especie de “aceite graso”. No fue hasta 1972, gracias alas investigaciones de Singer y Nicholson, que se llegó a desarrollar el modelo de mosaico

fluido.

Este modelo plantea que la membrana plasmática está formada básicamente por una doble

capa de fosfolípidos que, al estar en una solución líquida, pueden moverse libremente,

por lo que se le considera “fluida”, mientras que los carbohidratos y las proteínas pueden

atravesar la membrana o situarse en su superficie, lo que le confiere la calidad de “mosaico”.

Cabe destacar que este modelo diferenció por primera vez entre proteínas integrales

y proteínas periféricas de membrana.

Esta propuesta llevó a un modelo que, aunque imperfecto, fue capaz de explicar e

integrar los conceptos físicos y químicos de más de un siglo de investigaciones en

la membrana plasmática.Una década más tarde, un nuevo aporte se hizo al conocimiento del mosaico fluido al

postular que la membrana es dinámica, es decir, que tanto las proteínas como los lípidos

podían girar, rotar e inclusive trasladarse “horizontalmente” a través de la membrana.

Hasta hoy en día se siguen agregando nuevas contribuciones a este modelo. El próximo

desafío de la comunidad científica es determinar cómo se produce el movimiento continuo

de lípidos y proteínas a través de la membrana gracias a las nuevas técnicas de visualización

de partículas en tiempo real.

La bicapa de lípidos provee la estructurabásica para todas las membranas celularesy es fácilmente visible a través delmicrocopio electrónico.

En el modelo de Singer y Nicholson, el“mosaico”corresponde a las proteínasinsertas en la bicapa lipídica.

Utilizando moléculas fluorescentes sepuede distinguir la membrana plasmáticaal microscopio de f luorescencia.



2

Moléculas de jabó

Agua

Agua

Agua

AguaPartículade grasa

Componentes de la membrana plasmáticaLas membranas biológicas poseen una estructura básica común. A continuación veremos las

características de las moléculas que componen las membranas y sus funciones básicas.

Lípidos•

Entre los lípidos que componen la membrana, los más abundantes son los fosfolípidos.

Pero ¿cómo se agrupan para formar una bicapa? Como vimos anteriormente, estos sonanfipáticos, es decir, poseen doble afinidad: sus colas son apolares o hidrofóbicas (recha-

zan el agua) y sus cabezas son polares o hidrofílicas (afines al agua). Cuando un conjunto

de fosfolípidos se encuentra en un medio acuoso, estos se distribuyen espacialmente, de

tal manera que sus colas hidrofóbicas quedan hacia el interior y sus cabezas hidrofílicas se

exponen hacia el entorno acuoso. Estas capas tienden a cerrarse herméticamente sobre

sí mismas, eliminando la posibilidad de que queden las colas expuestas al agua. Dadas

sus características, los fosfolípidos pueden formar micelas o bicapas.

Como vimos en la unidad 1, otra clase de lípidos son los esteroides. De este grupo, el

colesterol es particularmente importante en las membranas de los mamíferos.

Proteínas•

Como la membrana es semipermeable, esto le permite a la célula intercambiar molé-culas y nutrientes con el espacio extracelular, función que llevan a cabo las proteínas.

Se distinguen dos clases de proteínas de membrana, dependiendo de si la atraviesan

completamente o no. Las proteínas integrales son proteínas transmembrana, con re-

giones hidrofóbicas que atraviesan la membrana. Las partes de la proteína que quedan

expuestas hacia el interior acuoso y el espacio extracelular son hidrofílicas. Algunas pro-

teínas integrales forman canales que permiten el paso selectivo de iones y nutrientes

hacia la célula. Las proteínas periféricas residen en una sola cara de la membrana y en

general se encuentran unidas a una proteína integral de membrana. Algunas proteínas

periféricas sirven como puntos de anclaje para el citoesqueleto o las fibras de la matriz

extracelular.

Actividad

1. Observa el siguiente esquema e identifica los segmentos hidro-fóbicos e hidrofílicos de la proteína integral rotulada (ver 1).¿Cuántos segmentos transmembrana posee?

2. Cuando tienes una camisa manchada con grasa y quieres limpiarla, posible hacerlo solo con agua por lo que necesitas recurrir a un detergUtilizando la información del esquema y teniendo presente que los nes y detergentes son ejemplos de sustancias anfipáticas, explica polas moléculas de jabón arrastran las grasas y pueden eliminar la suciUtiliza como ayuda la información del esquema (ver 2).

Estructura de un fo

Distribución de fopara formar una b

2

1

Hidrofóbico

Hidrofílico

HidrofílicoIntracelular

Extracelular

Distribución de fopara formar una m




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7

Matriz extracelular

5

6

2

8

3

4

1

Carbohidratos•

La superficie extracelular de la membrana plasmática posee carbohidratos unidos a lípi-

dos, denominados glicolípidos, o a proteínas, denominadas glicoproteínas. Esos carbo-

hidratos son usualmente cadenas cortas de azúcares (menos de 15 unidades), por lo que

se denominan oligosacáridos. Una importante función de los oligosacáridos es conferir

identidad celular, de manera que los distintos tipos celulares se reconocen por los oli-

gosacáridos presentes en el exterior de su membrana.

Matriz extracelular•

La membrana plasmática actúa como frontera celular, definiendo un medio intracelular

y uno extracelular. Sin embargo, las células no solo mantienen un medio interno íntegro,

sino que a su vez desarrollan un nicho apropiado donde establecerse. Para ello, la célu-

la secreta múltiples complejos proteicos y de polisacáridos que forman un entramado,

cuya principal función es permitir una relación óptima con su entorno. Este entramado

se denomina matriz extracelular y cumple un rol fundamental en la formación de los

tejidos. Permite la comunicación intercelular y es un medio óptimo para la migración, el

crecimiento y la diferenciación celular. La matriz extracelular es dinámica y varía de tejido

en tejido, ofreciendo de esta forma versatilidad según sus funciones. Por ejemplo, en el

caso de los tendones, la matriz extracelular proporciona fuerza y rigidez; en los cartílagos,

amortiguación, y en el tejido muscular de las arterias, flexibilidad.

Si observas con detenimiento la siguiente figura, podrás notar que la membrana plasmá-

tica es asimétrica. La porción extracelular está en íntimo contacto con la matriz extrace-

lular y contiene oligosacáridos. También contiene el segmento terminal extracelular de

las proteínas integrales. Estas estructuras le permiten a la célula estar en contacto con el

medio externo e interactuar con otras células. La cara interna de la membrana limita con

el citoplasma celular. Esta parte de la membrana actúa como anclaje para el citoesqueleto

y contiene el otro extremo de las proteínas integrales, las que transmiten información

desde el medio externo hacia el interior de la célula.

- En los distintos organismos se puedenencontrar células con las más variadasformas y tamaños.Por ejemplo, las células nerviosasposeen prolongaciones (axón ydentritas), mientras que los glóbulosrojos en mamíferos tienen formaaplanada, con una depresión en elcentro.Estas diferencias tienen directarelación con las funciones que lascélulas desempeñan. La membranaplasmática, junto con el citoesqueleto,son los responsables de generarestas formas.

- Varios virus, entre ellos el de lainfluenza humana AH1N1, interactúancon las glicoproteínas de la superficiecelular como mecanismo de entradaa la célula.

Intracelular (citoplasma)

1 Fibras de la matriz extracelular.

2 Carbohidrato.

3 Glicoproteína.

4 Glicolípido.

5 Citoesqueleto.

6 Proteína periférica.

7 Proteína integral de membrana.

8 Colesterol.

Ilustración de la membrana plasmática y

de los componentes que la conforman.

La pared celular

Las células vegetales, a diferencia de las células animales, no poseen matriz extracelular, pero están rodeadas por una estructura

denominada pared celular que está formada por celulosa, un polímero de la glucosa. Se pueden distinguir tres capas en la pared

celular: la lámina media, la pared primaria y la pared secundaria. A medida que la planta madura, nuevas capas de pared se de-

positan justo por fuera de la membrana plasmática. En plantas leñosas, la pared celular está reforzada por lignina, un polímero

formado por fenol y moléculas aromáticas.



2

Gradiente deconcentraciónde pasajeros

Gradiente deconcentración

iónica

Alta concentración de iones

Baja concentración de io

Membrana

Mecanismos de transporte a travésde la membrana plasmáticaLas propiedades de permeabilidad selectiva de la membrana plasmática per-

miten que sustancias esenciales, como la glucosa y los aminoácidos, ingresen

con facilidad a la célula y que las sustancias de desecho sean expulsadas al

exterior. ¿Cómo piensas que entran estas moléculas a la célula? Los detallesde cada mecanismo de transporte de moléculas los iremos viendo a conti-

nuación, desde los más simples, como la difusión, hasta los más complejos,

que requieren energía metabólica.

Antes de comenzar, ¿recuerdas lo que sucede en tus clases de arte cuando

colocas un pincel con témpera en un vaso con agua? El color de la témpera

comienza a difundir en el agua. Entonces se forma un gradiente de concen-

tración, desde donde el color está más concentrado (cerca del pincel) hasta

donde el agua aún está transparente (en el fondo del vaso). Tengamos esto

presente a continuación.

Transporte pasivoEl transporte pasivo ocurre por la difusión de las moléculas a través de la

membrana plasmática. Existen dos tipos de difusión: difusión simple y facili-

tada. Además, estudiaremos qué es la osmosis, un tipo especial de transporte

pasivo.

Difusión simple

El transporte pasivo es el movimiento de moléculas a través de la membrana

a favor de su gradiente de concentración, y depende de la permeabilidad que

tenga la membrana respecto de la molécula que va a ser transportada.

La forma más sencilla de transporte pasivo es la difusión simple de moléculas

pequeñas a través de la membrana. La bicapa lipídica es permeable a gases

como el O2 y el CO

2 y a moléculas polares pequeñas, como el etanol. Este tipo

de transporte no consume energía porque el desplazamiento de moléculas

a través de la membrana va desde la zona donde las moléculas están más

concentradas hacia la zona donde hay menor cantidad, es decir, a favor del

gradiente de concentración (ver 1 en esquema de página siguiente).

Un ejemplo de este tipo de difusión se da en el transporte de desechos desde

la sangre hacia los riñones para su posterior excreción. Cabe destacar que en

los riñones se movilizan sustancias mediante distintos mecanismos de trans-

porte, entre ellos la difusión simple.

Difusión facilitadaOtra forma de trasporte pasivo es la difusión facilitada, mecanismo a partir

del cual moléculas de mayor tamaño, que no caben a través de la bicapa de

fosfolípidos, son transportadas por proteínas especializadas. Existen dos tipos de

proteínas de transporte: proteínas de canal y proteínas transportadoras.

Actividad

1. Llena dos vasos, uno con agua helada y uno concaliente.

2. Vierte suavemente y al mismo tiempo una gotinta china en cada vaso.

3. Observa lo que ocurre, dibújalo y determina el tique demora la tinta en cubrir todo el volumeagua.

a. ¿Cuál es el solvente en este experimento?, ¿y la

léculas de soluto?

b. El proceso de difusión de la tinta ¿es a favor o e

tra del gradiente?

c. ¿En cuál de los dos vasos la difusión resultó serápida?, ¿a qué crees que se debe este fenóme

En la estación terminal del metro, las personalos vagones a favor del gradiente de concentrla misma forma se mueven los iones en la me




e v a l uac i ó n

c


1 2 3

Difusiónsimple Difusiónfacilitada

Gradiente deconcentración

Difusión facilitada porproteína de transporte

Medioextracelular

Mediointracelular

Esquema de transporte pasivo.

Proteínas de canal o canales iónicos•

Los canales iónicos son complejos proteicos que se encuentran en la membrana y su

función es facilitar la difusión de los iones a través de la membrana plasmática (ver 2).

Recuerda que la membrana plasmática está constituida por fosfolípidos con colas hidrofó-

bicas (apolares). Los canales iónicos son un poro hidrofílico que cruza la parte hidrofóbica

de la membrana. Los canales pueden estar abiertos o cerrados, controlando de esta forma

el intercambio de iones.

Además, los gradientes de concentración de iones producen un potencial eléctrico, quees una diferencia de cargas eléctricas entre el interior y el exterior de la célula. Los iones

más importantes en estos gradientes son el sodio (Na+) y el potasio (K +). El exterior celular

es positivo con respecto al interior. Esto es muy importante en las células nerviosas, ya que

al invertirse las concentraciones de estos iones se produce un cambio en los valores y el

interior de la célula se torna positivo, lo que genera el impulso nervioso.

Los canales no están restringidos a los eucariontes. Las bacterias los utilizan con frecuen-

cia para relacionarse con su entorno. La virulencia de algunas bacterias radica justamente

en su capacidad para formar canales en la membrana de sus huéspedes. Estos canales se

llaman porinas. La Salmonella typhi , por ejemplo, fabrica canales que luego se insertan en

las membranas plasmáticas de células humanas infectadas, lo que causa su muerte. ¿Por

que crees que ocurre esto?

Proteínas transportadoras•

Existe una gran variedad de proteínas transportadoras que trasladan moléculas como

la glucosa y los aminoácidos, pero ¿cómo son transportadas estas moléculas a través de

la membrana? Este proceso se puede resumir en tres importantes pasos (ver 3):

La molécula que será transportada (sustrato) se– une a la proteína transportadora.

La proteína transportadora o canal experimenta un– cambio en su forma al entrar en

contacto con el sustrato.

El cambio en la forma del canal le permite– liberar a la molécula sustrato hacia al otro

lado de la membrana.

FiltraciónOtro mecanismo de transporte pasivo es lafiltración. Este consiste en el movimiento deagua y moléculas a través de una membrana

mediante presión. En este caso no se necesitaun gradiente de concentración y es un tipode transporte que no requiere energía. Lafiltración ocurre constantemente en losglomérulos, la unidad anatómica y funcionalde los riñones.

Actividad

1. Observa la siguiente figura y luegoresponde las preguntas que se pre-sentan a continuación.

Másagua

(solvente)

Menosagua

(solvente)

Mássoluto

Membrana

Menossoluto

Agua

a. Considerando que las moléculas

de agua se mueven a favor del

gradiente de concentración, ex-plica por qué aumenta el volumen

en el asa derecha del tubo.

b. Si la membrana fuera permeable

a los solutos, ¿qué sucedería con

el volumen de agua?, ¿cambiaría

o permanecería igual?

Osmosis

La osmosis corresponde a la difusión del agua a través de una membrana semipermeable

desde una región de menor concentración de soluto (sustancia disuelta en el agua) hacia

otra de mayor concentración de soluto. El movimiento de agua se produce hasta igualar las

concentraciones, con lo que se logra un equilibrio a ambos lados de la membrana.



2

Células vegetales

Turgencia - Medio hipotónico

Las células se hinchan y pueden romperse,pero resisten mejor el fenómeno debido a lapresencia de pared celular.

Equilibrio - Medio isotónico

Las células mantienen su volumen, puesel movimiento neto de agua es cero.

Plasmólisis - Medio hipertónico

Las células pierden agua, principalmente de lavacuola; la membrana plasmática se desprendede la pared celular.

Células animalesCrenación - Medio hipertónico

Hay salida de agua desde el citoplasma por locual la célula reduce su volumen y se “encoge”.

Citólisis - Medio hipotónico

El agua ingresa a las células; estasse hinchan y pueden romperse.

Equilibrio - Medio isotónico

Las células mantienen su volumen, puesel movimiento neto de agua es cero.

Solución o medio hipertónico Solución o medio hipotónicoSolución o medio isotónico

La concentración de soluto es mayor enel medio extracelular. Para igualar lasconcentraciones, las moléculas de agua salendesde el interior de la célula hacia el exterior.

La concentración de soluto es menor en elmedio extracelular. Para mantener el equilibrio,las moléculas de agua ingresan a la céluladesde el medio extracelular hacia el intracelular.

La concentración de soluto es igual al interiory exterior de la célula. En este caso no haymovimiento neto de agua a través de lamembrana.

Extracelular ExtracelularExtracelular IntracelularIntracelular Intracelular

Soluto Agua Membrana plasmática

Gradiente de concentración extracelular de moléculas de agua

Tipos de soluciones•

Cuando una solución tiene una concentración menor de solutos que el medio interno de

una célula, se denomina hipotónica. Por el contrario, si la solución posee una concentra-

ción más alta, se denomina hipertónica. Si la solución tiene igual concentración que el

medio interno de la célula, se denomina isotónica.

Hoy se sabe que el agua es transportada por la membrana celular a través de dos procesos:

mediante osmosis y mediante las aquaporinas, proteínas de membrana que forman un

canal o poro que permite el rápido transporte de moléculas de agua. Estas proteínas se

encuentran en altos niveles en los glóbulos rojos y en las células renales.

A continuación se muestran ejemplos de lo que ocurre con células animales y vegetales en

los tres tipos de soluciones.




e v a l uac i ó n

c


Transporte activo

El transporte activo es el movimiento de moléculas a través de la membrana en contra de

su gradiente de concentración, es decir, desde una zona de menor concentración hacia una

zona de mayor concentración. Para poder transportar las moléculas en estas condiciones es

necesario el aporte de energía.

El transporte activo generalmente es utilizado para concentrar iones, minerales y otros nu-

trientes dentro de la célula. A su vez, mediante este mecanismo la célula moviliza iones osustancias dañinas hacia el exterior.

La bomba sodio-potasio (bomba Na+ /K +) es una ATPasa, es decir, una proteína de mem-

brana que utiliza energía del ATP y actúa como un transportador antiporte o contratrans-

porte, es decir, capaz de transportar dos tipos de iones al mismo tiempo, pero en sentidos

diferentes.

Las células animales contienen en su interior alrededor de 20 veces más potasio que en el

exterior celular. Al contrario, el sodio se encuentra mucho más concentrado en el exterior

de la célula. Si no existiese la bomba sodio potasio, ¿qué sucedería con estos iones conside-

rando los gradientes de concentración?, ¿qué ion saldría de la célula y cuál entraría?

Gracias a la bomba sodio-potasio, las concentraciones de estos iones se mantienen en los

niveles óptimos. La bomba Na+

/K +

, utilizando energía del ATP, transporta 3 iones sodio fuerade la célula al mismo tiempo que ingresa 2 iones potasio al interior celular.

En la célula también existe un tipo de transporte activo indirecto, en el que se transporta

una molécula al mismo tiempo que se transporta otro soluto, pero a diferencia del antiporte,

ambos se transportan en el mismo sentido: simporte o cotransporte. Un ejemplo de ello

es el transportador sodio-glucosa, el que permite que ingrese glucosa y sodio hacia la

célula simultáneamente. La glucosa “aprovecha” la energía del gradiente de concentración

del sodio (mayor en el exterior) para ingresar a la célula. Las células del intestino absorben

la glucosa mediante este tipo de cotransporte. Luego, la glucosa entra por difusión facili-

tada desde las células del intestino al torrente sanguíneo y es repartida junto con los otros

nutrientes por todo el cuerpo.

Actividad

1. Considerando lo que sucede en las

células del intestino y ayudándote

con el esquema, responde.

Lumen intestinal

K+

2 K+

3 Na+

Sangre

Glucosa

Difusiónfacilitadade glucosa

Transportadorsodio-glucosa

Transporteactivo

(Na+ /K+)

Na+

a. ¿Cuál es el tipo de transporte que

utiliza la glucosa desde el lumen

hacia las células del intestino?

b. ¿Cuál es el tipo de transporte que

utiliza la glucosa desde las célu-las del intestino hacia el torrente

sanguíneo?

El adenosín-trifosfato o ATP es la

molécula de intercambio energético de

la célula.

(C) Los iones Na+ son liberados al

medio extracelular y los iones K+

ingresan al medio intracelular.

En este proceso se gasta un ATP.

Mediointracelular

Medio extracelular

K+

Na+

Proteína canal

C

P

(A) Tres iones Na+ que están en

el medio intracelular se unen a la

proteína canal, utilizando energía.

Mediointracelular

Medio extracelular

K+

Na+

Proteína canal

A

(B) Ocurre un cambio en la conformación

de la proteína canal que permite que los iones

Na+ atraviesen la membrana plasmática

y que dos iones K+ se unan a la proteína canal.

Mediointracelular

Medio extracelular

K+

Na+

Proteína canal

B

P

ADPATP

Bomba sodio (Na+)–potasio (K+)



2

Extracelular

Pseudópodo

Las membranas se fusionan

Vesícula

Extracelular

Receptores

Clatrina

Endosom

Transporte mediado por vesículas

Endocitosis

Hasta ahora hemos visto que en todos los mecanismos de transporte las sustancias deben

atravesar la membrana, ya sea con la ayuda de proteínas transportadoras, por medio de

canales o simplemente por difusión a través de la bicapa lipídica. Sin embargo, existe un

tipo de transporte que es distinto. Producto de la endocitosis, una sustancia entra a la célulasin necesidad de atravesar la membrana plasmática.

Se distinguen tres tipos principales de endocitosis: la fagocitosis, endocitosis mediada

por receptor y pinocitosis, todos las cuales gastan ATP. A continuación veremos cada uno

en detalle.

Fagocitosis•

¿Has escuchado la palabra fagocitar? El término fago proviene del griego y

significa comer. La fagocitosis involucra la ingesta y digestión de microorga-

nismos, partículas insolubles, restos de células y células muertas. Este proceso

sería el equivalente celular de “comer”.

Durante la fagocitosis se producen cambios en la membrana plasmática,

originándose proyecciones similares a dedos o a un pequeño pie, denomi-nadas pseudópodos. Estas envuelven la sustancia que se transportará y luego

se fusionan, quedando la sustancia completamente rodeada por un trozo de

membrana llamado vesícula. Posteriormente, la vesícula entra a la célula y se

fusiona con un organelo llamado lisosoma, el que posee enzimas que degra-

dan el contenido de la vesícula en partículas más pequeñas o simplemente

lo eliminan (ver figura superior).

Endocitosis mediada por receptor•

Producto de la endocitosis mediada por receptor ingresan a la célula

moléculas específicas que se encuentran en bajas concentraciones en el

espacio extracelular, como hormonas, factores de crecimiento, anticuerpos,

enzimas, vitaminas y colesterol.Las moléculas que serán transportadas se unen a receptores específicos

presentes en la membrana plasmática. Recuerda que los receptores son

proteínas de la membrana plasmática que se orientan hacia la porción

extracelular de la membrana.

Una vez que las moléculas se unen a su receptor correspondiente, los re-

ceptores unidos a la molécula se mueven a través de la membrana y se con-

centran en regiones determinadas ricas en una proteína llamada clatrina.

En esta zona se produce una vesícula endocítica que luego da lugar al

endosoma, estructura que transporta el material que acaba de ser ingresa-

do a la célula (ver figura inferior).

El proceso de endocitosis mediada por receptor es altamente específico,pero ciertos patógenos aprovechan este mecanismo para ingresar a las

células. Por ejemplo, el VIH, virus de la inmunodeficiencia humana, se une a

ciertos receptores presentes en la membrana, llamados CD4 y entra en los

linfocitos del sistema inmune.

Algunos organismos unicelulares, co

las amebas, utilizan el mecanismo

fagocitosis para alimentarse.

En los animales superiores, solo un t

especializado de células puede realiz

fagocitosis. En los seres humanos

encontramos a los macrófagos, un

celular que se encuentra en la sangre

especializa en fagocitar microorgani

y remover restos de células muertas.

Fagocitos

Endocitosis



2

a

b

c

d

e

h

g

Actividad

2. Relaciona los siguientes mecanismos de transporte: osmosis – filtración – exocitosis – difusión

facilitada – transporte activo – endocitosis mediada por receptor – fagocitosis y difusión simple,

con cada proceso fisiológico descrito en el esquema. Explica brevemente cada uno.

a. Liberación de neurotransmisores.

b. Entrada de oxígeno a las células.

c. Entrada de agua a las células de la piel.

d. Recepción de una hormona.

e. Destrucción de bacterias patógenas por macrófagos.

f. Filtración renal.

g. Flujo de iones a través de canales.

h. Absorción en el intestino delgado.

Se realiza mediante exocitosis. Los neurotransmisores se encuentran en vesículas que se fusionan con la

membrana celular y son liberados hacia el medio extracelular.




e v a l uac i ó n

c


Tejido protector (corteza).

Está presente en el tronco y

cumple una función protectora.

Tejido conductor. Se encuentra

en el interior de los troncos, tallos

y nervios de las hojas.

Tejido protector (epidermis).

Cumple una función protectora de

las hojas y los tallos jóvenes.

Tejido de crecimiento.

Está presente en los ápices

de raíces y tallos.

Tejido fotosintético. Está

presente en las hojas.

¿Cómo se organizan las células en los organismos

pluricelulares?Ya hemos visto las principales estructuras presentes en la célula y la importancia de sus

funciones. Pero como ya mencionamos, en los organismos pluricelulares las células no se

encuentran solas. Todas sus células poseen el mismo material genético (ADN), y tras un pro-

ceso de diferenciación se especializan, organizándose posteriormente en tejidos y órganosque son capaces de llevar a cabo distintas funciones. En otras palabras, todos los organismos

pluricelulares poseen células especializadas que al agruparse forman tejidos. A su vez,

diferentes tejidos se asocian para formar órganos, y un conjunto de órganos constituyen

un sistema.

En un animal, por ejemplo, la riqueza de especializaciones entre sus células es extraordinaria.

En un vertebrado se pueden distinguir más de 200 tipos celulares que se agrupan en cuatro

grandes tipos de tejidos: epitelial, muscular, nervioso y conectivo. Las células que confor-

man cada uno de estos tejidos son células especializadas, capaces de realizar una función

determinada; así, por ejemplo, las células de tejido muscular se relacionan con la función de

movimiento y las células de tejido conectivo, con la función de soporte. Esta especialización

es posible gracias a la facultad que tienen las células de diferenciarse en estos distintos tipos

celulares. Producto de esta especialización, las células desarrollan más algunos organelosque otros, relacionados con una actividad o función específica. Por ejemplo, un glóbulo

blanco presente en la sangre, capaz de fagocitar agentes patógenos, tiene más desarrollados

los organelos implicados en la digestión celular, como los lisosomas.

¿Qué hacen las células para mantenerse diferenciadas y no convertirse en otro tipo celular?

Una vez diferenciadas y especializadas persisten en ese estado después de finalizados los

procesos o estímulos que les dieron origen, e incluso si están en contacto con otros tipos

celulares cuya especialización es diferente. Todos estos cambios que experimenta una célula

durante su desarrollo quedan “registrados” en ella; por lo tanto, una célula adulta es el resul-

tado de toda la secuencia de eventos a los que ha estado sometida durante el transcurso

de su desarrollo. A esto se le llama memoria celular, la que se mantiene y traspasa a las

nuevas generaciones una vez que la célula se multiplica. Así, se da origen a un organismo

complejo, producto de la historia del desarrollo que las células que lo componen guardanen sus memorias.

No solo las células animales se organizan en tejidos, sino que también las vegetales lo hacen.

En este esquema verás ejemplos de tejidos en plantas.

A continuación, profundizaremos en algunos tejidos animales y los relacionaremos con los

organelos que más se desarrollan en las células que los conforman.

Glóbulo blanco visto al MET.

Se observa un gran número

de lisosomas en su citoplasma.

Existen células, llamadas células

madre, que no están completamente

diferenciadas y que pueden dividirse,

generando así dos tipos de linajes

celulares: uno que se mantiene como

célula madre y otro que se puede

diferenciar. La par ticularidad de estas

células es que esa diferenciación puede

dar como resultado cualquier tipo celular

que el organismo posea, es decir, son

pluripotenciales.



2

2

1

¿Qué tejidos encontramos en los animales?Hay varios tipos de tejidos animales. En estas páginas nos centraremos en

los distintos tejidos presentes en el cuerpo humano (ver figura). Estos son:

1 Tejido epitelial.

2 Tejido nervioso.

3 Tejido muscular.

4 Tejido conectivo.

Tejido epitelial

Las extensas capas de células que recubren el organismo y establecen un límite de contacto

con el ambiente corresponden a tejido epitelial. Todo lo que entra y sale de nuestro orga-

nismo pasa por este tejido, que también recubre distintas cavidades y conductos internos,

como el tracto digestivo.

Cumple funciones de síntesis y secreción de productos como saliva, sudor, leche, hormonas,

etc.; de protección contra lesiones, bacterias y químicos nocivos; de mantención y lubrica-

ción del tracto interno de órganos por medio de la producción de mucus; de percepciónde estímulos del medio, y de absorción y eliminación de sustancias necesarias y de desecho

para el organismo.

Se distinguen dos tipos: epitelio de revestimiento y epitelio glandular.

Epitelio de revestimiento• : este tejido está formado por una o varias capas de células

estrechamente unidas entre sí que recubren las superficies externas del organismo, como

la piel, e internas, como las que tapizan la superficie de las cavidades, los órganos huecos y

conductos del cuerpo; por ejemplo, el intestino, los pulmones, el esófago, las venas, etc.

Este epitelio cumple funciones sensoriales, de protección, de transporte, absorción y

secreción, entre otras.

A continuación veremos en detalle un ejemplo de tejido de revestimiento: el epiteliointestinal.

El epitelio intestinal es el que recubre el intestino hacia el lumen, el que está en contacto

con las sustancias en proceso de digestión. Una vez digeridas, estas sustancias deben

ser absorbidas para que el organismo las aproveche, lo que se lleva a cabo en este tejido.

Para comprender su función, es necesario distinguir las estructuras de las células que lo

conforman. Si observamos la fotografía de una célula epitelial vista al MET, veremos que

está llena de pliegues de membrana plasmática, también llamados microvellosidades.

Estos pliegues aumentan la superficie de absorción. Recuerda que una de las funciones

de la membrana es intercambiar sustancias con el medio, y como estas células están a

cargo de absorber los nutrientes, requieren de una gran superficie para aprovecharlos. Es

decir, las células que forman el tejido epitelial intestinal

tienen forma similar, con pliegues, para llevar a cabo unamisma función: la absorción de nutrientes.

Esquema en que se represe

diferentes tipos de tejidos h

Epitelio intestinal teñido,

al microscopio óptico.

Representación esquemática e imagen real de

una célula epitelial vista al MET. Estas células

se encuentran en el tejido epitelial intestinal.

Las células epiteliales de revestimien

también las podemos encontrar

en los riñones, formando el tejido

epitelial renal. Aquí también son m

importantes la superficie de absorció

y las microvellosidades presentes en

sus células. En este tejido se filtra la

sangre, se limpia y se origina la orina

Esto, por medio del paso selectivo de

componentes de la sangre a través de

este tejido.

Vellosidad

Microvellosidades

Célulaintestinal

C é l u l a i n t e s t i n a l




e v a l uac i ó n

c


Célulasepitelialesglandulares

Conducto

EpitelioProductos dela secreción

Moléculas de hormonas

Vaso sanguíneo

Célulasepitelialesglandulares

Glándula exocrina

Epitelio glandular• : las células que conforman el epitelio glandular se asocian y forman

glándulas especializadas en producir y secretar sustancias. Estas sustancias pueden ser

secretadas a través de conductos o directamente a la sangre. En las glándulas exocrinas,

el producto celular llega a la superficie epitelial a través de conductos. En las glándulas

endocrinas, en cambio, la sustancia es secretada al medio extracelular y transportada

por la sangre.

Las sustancias secretadas por estos tejidos son bastante variables. Hay células que secre-

tan proteínas, como las del páncreas; otras, lípidos, como las glándulas sebáceas, o com-plejos de carbohidratos y proteínas, como las glándulas salivales o lacrimales. Algunas

glándulas, incluso, secretan las tres sustancias: lípidos, proteínas y carbohidratos, como

la glándula mamaria, que produce leche.

Las células secretoras, debido a su función de exportar sustancias fabricadas en su inte-

rior, tienen más desarrollados los organelos responsables de llevar a cabo esa función.

Dependiendo de lo que secreten, tendrán más desarrollado el retículo endoplasmático

liso o rugoso y el aparato de Golgi. Observa la microfotografía obtenida con el MET que

se presenta en esta página. En ella se puede apreciar un linfocito humano, tipo celular

muy importante para la defensa del organismo contra enfermedades. En la imagen es

posible observar un gran desarrollo del RER, organelo sintetizador de proteínas, además

de un gran número de vesículas capaces de exportarlas.

Tejido nervioso

La función principal del tejido nervioso es recibir estímulos, elaborar, conducir y transmitirrespuestas que regulan toda la actividad del organismo. Este tejido se encuentra en el en-

céfalo, la médula espinal, los ganglios y nervios. Está formado fundamentalmente por dos

tipos celulares:

Neuronas• : estas células altamente diferenciadas poseen muchas prolongaciones de

membrana plasmática, cuya función es conducir y transmitir información en forma de

impulsos nerviosos. Estas prolongaciones son clave para su función, ya que atraviesan

largas distancias acarreando información, ya sea aquella recogida del exterior, o bien

transmitiendo información elaborada por nuestro propio organismo.

Con ayuda de este esquema, menciona

al menos una diferencia entre una

glándula exocrina y una endocrina.

Microfotografía de un linfocito visto al MET.

Microfotografía de células nerviosas

vistas al MEB.

Glándula endocrina

Actividad

1. En este esquema se representa un corte de tejido pancreático. Se sabe que el páncreas es una glándula

endocrina y exocrina a la vez. De acuerdo a las diferencias descritas para estos dos tipos de glándulas,

identifica, completando en los recuadros, qué células corresponden al tejido exocrino y cuáles al endo-

crino. Justifica tu respuesta.

Células secretoras

Células secretoras

PáncreasDuodeno

Estómago

Hígado

Vesículabiliar



2

Células musculares car

Células musculares es

Células musculares

2

Microtúbulos

Fibras musculares

1

Mitocondrias

Esquema representativo de los

de tejido muscular.

Representación esquemática de tejido

Células gliales• : son células nerviosas que protegen y llevan nutrientes

a las neuronas, es decir, son tejidos que cumplen la función de sostén

y nutrición y dan soporte a los tejidos nerviosos. Poseen, además, ra-

mificaciones que les permiten relacionarse con las neuronas.

En esta ilustración se representa un tejido nervioso con las neuronas

de color azul y las células gliales de color amarillo. Se puede observar

que estos dos tipos celulares están íntimamente relacionados, ya que

las neuronas se ramifican y las células gliales se reordenan a su alrede-dor para protegerlas, alimentarlas y servirles de soporte.

Tejido muscular

El tejido muscular es el responsable de los movimientos del cuerpo y de

sus órganos internos. Está formado por células alargadas contráctiles,

capaces de producir fuerza y con ello generar movimiento. Estas células

tienen una gran cantidad de microtúbulos y mitocondrias.

Existen principalmente tres tipos de tejido muscular:

Músculo estriado• : tejido que forma parte de los músculos que se

encuentran unidos a los huesos. Permite realizar movimientos volun-

tarios, producidos por células que en su interior tienen filamentos de

actina y miosina, que les dan apariencia estriada a estos tejidos.

Músculo liso• : tejido que permite el movimiento de los órganos inter-

nos de manera involuntaria gracias a la presencia de prolongaciones

nerviosas. Esta musculatura tapiza a los vasos sanguíneos y rodea a los

órganos internos, como el intestino y el útero. Es la responsable de las

contracciones en estos órganos, ayudando a la digestión, menstrua-

ción y parto, respectivamente.

Músculo cardíaco• : músculo que forma parte del corazón, órgano

encargado de bombear la sangre a todo el cuerpo. Este músculo es

autoexcitable, es decir, funciona de manera rítmica e involuntaria.

Gracias a él se contrae el corazón, lo que le permite llevar a cabo sufunción de bomba.

Neurona

Axón de una neurona

Células gliales

Actividad

1. Observa en la microfotografía (1)

una célula de músculo estriado

vista al MET.

a. ¿Qué organelo que no se ve

en la imagen obtenida con el

microscopio óptico (2) logras

distinguir?

b. ¿Por qué tendrá este organelo más desarrollado que los otros?, ¿cómo se relaciona esto con

la función de este tejido?

Tejido muscular estriado visto al microscopio óptico. En ella

se observan células altamente especializadas que poseen

una gran cantidad de fibras musculares formadas por

microtúbulos que permiten la contracción muscular. Estos

microtúbulos se tiñen de rosado, formando las “líneas”que

observas.




e v a l uac i ó n

c


Tejido fibrosolaxo (piel)

Tejido fibrosodenso (ligamento)

Tejido óseo

Tejidocartilaginoso

Tejido sanguíneo

Tejido fibrosoadiposo

Adipocito

Reservade grasa

Núcleo

Adipocitos observados

al microscopio óptico.

Tejido óseo observado al microscopio óptico.

Tejido conectivo

Existen varios tipos de tejido conectivo, dependiendo de

las células que lo conformen. El tejido conectivo cumple la

función de protección y soporte. Participa en la cohesión

o separación de los diferentes tejidos que componen a

los órganos y sistemas, ya que está formado por células

dispersas y variadas, inmersas en una sustancia matriz que

las mantiene unidas.

Los tipos de tejido conectivo son los siguientes: fibroso,

cartilaginoso, óseo y sanguíneo.

Tejido fibroso• : se distribuye entre órganos y otros teji-

dos. Está conformado por células como los fibroblastos,

los macrófagos y los adipocitos. Los fibroblastos sinteti-

zan fibras, como el colágeno, que forma parte de otros

tejidos en la piel y los huesos. Los macrófagos (glóbulos

blancos) componen el sistema de defensa del organis-

mo y los adipocitos son células que constituyen el tejido

adiposo, un tipo de tejido conectivo.

El tejido adiposo se caracteriza por almacenar los lípidos(importante fuente de energía de reserva), lo que permi-

tirá utilizarlos en momentos de escasez. Estas células los

almacenan en forma de gotas de grasa, que cambian de

tamaño de acuerdo a su utilización o almacenamiento.

Cuando una persona aumenta sus reservas de grasa no

es que se incremente el número de células, sino que los

adipocitos aumentan de tamaño por la acumulación de

lípidos.

Tejido cartilaginoso• : tiene consistencia firme y cumple una función de sostén. Compo-

ne el esqueleto de los embriones y nuestras articulaciones. Además, se encuentra en la

tráquea, la nariz, las orejas y los discos intervertebrales.

Tejido óseo• : la particularidad de este tejido es que se encuen-

tra calcificado, lo que le da dureza para que cumpla con su

función de soporte y protección. Este tejido es el com-

ponente esencial de los huesos; es el más rígido y re-

sistente de los tejidos conectivos, ya que su sustancia

intercelular contiene calcio.

El exceso de grasa se almacena en los

adipocitos, los cuales aumentan de tamaño

hasta que la grasa se utiliza como combustible.

Actividad

1. Selecciona uno de tejidos estudia-

dos hasta ahora y construye un

modelo que represente a una de

sus células. Destaca aquellos orga-

nelos y estructuras que, de acuerdo

a su función, debieran estar más

desarrollados.



2

Plaquetas GlóbuGlóbulo rojo

PáncreasDuodeno(intestino delgado)

Estómago

Algunos componentes del sistema digestivo

Hígado

Vesículabiliar

Tejido sanguíneo• : su matriz, llamada plasma, es líquida. El plasma es el que mantiene en

suspensión varios tipos de células, como los glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas.

Cada una de ellas está especializada para su función. Los distintos tipos de glóbulos blan-

cos o leucocitos están a cargo de fagocitar agentes patógenos presentes en el organismo.

De ahí la presencia de un gran número de lisosomas en estas células, los que les permiten

degradar lo fagocitado.

Por otro lado, los glóbulos rojos o eritrocitos son las células que le dan el color rojo a la

sangre gracias a la presencia de una proteína llamada hemoglobina. Producto de la dife-renciación que experimentan, los eritrocitos de mamíferos pierden el núcleo y las mito-

condrias, y se especializan en el transporte de oxígeno y dióxido de carbono. El oxígeno

llega de esta forma a todos los tejidos del cuerpo, los que eliminan el dióxido de carbono

que producen. Así se lleva a cabo el intercambio gaseoso a nivel celular.

Las plaquetas son otro componente importante en la sangre. Son pequeños trozos de

material celular que ayudan a evitar las hemorragias porque forman un coágulo de sangre

cuando se produce un corte o ruptura de un vaso sanguíneo.

El conjunto de tejidos forma un órgano

Un órgano es un conjunto asociado de tejidos que forman una estructura y esta cumple

una función específica. Por ejemplo, si analizamos el órgano páncreas, veremos que está

formado por varios tipos de tejidos: epitelial de revestimiento y glandular, tejido sanguíneo

y tejido conectivo. Este órgano cumple la función de producir hormonas que regulan el

nivel de glucosa en la sangre (función endocrina), además de secretar jugo pancreático, que

ayuda en la digestión de nutrientes (función

exocrina).

A su vez, trabaja en conjunto con otros, como

el hígado y el intestino, constituyendo el sis-tema digestivo. Así, un conjunto de órganos

relacionados forma sistemas, y el conjunto de

sistemas que interactúa entre sí, forma parte

de una entidad mayor: un organismo.

Tejido sanguíneo vis

Los tejidos del páncreas lo constituyen como un órgano

que cumple distintas funciones y que a su vez trabaja

en conjunto con otros, formando el sistema digestivo.

Este esquema representa los tipos d

presentes en el tejido de la sangre y

proporción de sus principales comp

Para grabar

- La forma y distribución de las células

cada tejido es particular y tiene direc

relación con la función que este cum

- El tejido epitelial recubre la superficiexterna e interna de los órganos.

- El tejido muscular es el responsable

movimiento del cuerpo.

- El tejido nervioso genera y transmite

impulsos nerviosos.

- El tejido conectivo le da unión y sopo

cuerpo.

Composición de la sangr

Plasmadel volsangre

100% delvolumen desangrecentrifugada

Leucocplaque(<1% dvolumesangre

Eritroc(45% dvolumesangre

Actividad

1. Completa la siguiente tabla en los espacios asignados para ello.

Tejido en el que se

encuentra.

Conectivo adiposo.

Organelos más

desarrollados.

RER y aparato de Golgi.

Función. Movimientos voluntarios.



Cargando disco

Modelamiento de pregunta PSU

Biología 1º medio • Nuevo Explor@ndo

2

Te invitamos a resolver el siguiente ejemplo de pregunta.

1 Se tienen células animales y vegetales en soluciones isotónicas (en equilibrio). Si se agrega agua a estas solucio-

nes. ¿Cuáles de las siguientes alternativas son correctas?

Células animales en equilibrio isotónico Células vegetales en equilibrio isotónico

Las soluciones se vuelven hipotónicas, por lo que sale agua de las células.I.

Si se sigue agregando agua, las células animales se van a romper, pero las vegetales no.II.

En ambos tipos celulares, el agua sale por transporte activo, lo que requiere el uso de ATP.III.

A. Solo I.

B. Solo II.

C. I y II.

D. I y III.

E. I, II y III.

A continuación analicemos las respuestas.

A. Incorrecta. Si bien es cierto que al agregar agua a las solu-

ciones estas se vuelven hipotónicas con respecto al interior

de las células, esto va a provocar la entrada de agua a las

células y no su salida; por lo tanto, la alternativa es falsa.

B. Correcta. Las células animales van a incorporar agua has-

ta el momento en que la membrana plasmática no resista

y se rompa, provocando su destrucción. Por otro lado, las

células vegetales son mucho más resistentes a este tipo

de cambio, ya que cuentan con una pared celular que

evita la ruptura de la membrana; por lo tanto, esta alter-nativa es la correcta.

C. Incorrecta. Aunque esta alternativa incluye la opción II

que es correcta, tal como se explicó anteriormente la op-

ción I no lo es; por lo tanto, la alternativa es incorrecta.

D. Incorrecta. Esta alternativa incluye dos opciones erra

La opción III es incorrecta, ya que el agua entra y sale

célula por osmosis y no por transporte activo. Ademá

este caso el agua entra a la célula, lo que hace doblem

falsa esta opción.

E. Incorrecta. A pesar de incluir la opción II, tanto I com

tienen errores de contenido.

A B C D E

1

Entonces, la alternativa correcta es la B



Verificando disco

Evaluación finale v a l uac i ó n

e c o

n ten i d o

c h a b ili d a d

h


I. Marca la alternativa correcta.

1 Un investigador debe realizar un estudio sobre

el núcleo celular. ¿Cuál de estas alternativas no le

recomendarías para este estudio?

A. Hongo.

B. Ameba.

C. Bacteria.

D. Célula animal.

E. Célula vegetal.

2 Una investigadora está tratando de identificar una

estructura celular que aisló de un organismo multi-

celular. Algunos de sus resultados fueron:

• Es capaz de duplicarse.

• Si se le ilumina libera oxígeno.

• Posee una doble membrana plasmática. Del análisis de estos resultados, es posible inferir que

la estructura en estudio es:

A. Peroxisoma.

B. Lisosoma.

C. Cloroplasto.

D. Mitocondria.

E. Retículo endoplasmático.

3 Las células productoras de insulina, que forman par-

te del tejido pancreático, deben producir y secretar

grandes cantidades de esta hormona. Considerando

que la insulina es una proteína, ¿qué organelo debie-

ran tener más desarrollado estas células?

A. RER.

B. REL.

C. Núcleo.

D. Mitocondria.

E. Cloroplasto.

4 ¿Cuál(es) de las siguientes alternativas es(son)

correctas respecto de los tejidos?

Solo se forman en organismos pluricelulares.I.

Solo están presentes en organismos animales.II.

Las células de un tipo de tejido adquierenIII.

formas similares.

Las células de un tipo de tejido poseen funcio-IV.

nes específicas.

A. Solo I. C. III y IV. E. Todas son correctas.

B. I y IV. D. I, III y IV.

5 Observa la imagen. ¿Cuál de

las siguientes alternativas es

incorrecta?

A. Es un epitelio de revesti-

miento.

B. Son un grupo de células

diferenciadas, pero sin espe-

cialización.

C. Es un tejido, ya que está formado por varias células

similares.

D. Son células con pliegues que aumentan la superfi-

cie de contacto.

E. Corresponden a células animales, ya que no tienen

pared celular.

6 Observa la imagen. ¿Cuál

de las siguientes alterna-

tivas es correcta?

A. Son células de tejido

conectivo.

B. Es un conjunto de

organismos unicelulares.

C. Son células de tejido adiposo.

D. Todas estas células cumplen la misma función.

E. No es un tejido, ya que están inmersas en un líquido.

7 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta con respecto a la bomba sodio-potasio?

A. Es un tipo de transporte activo.

B. Requiere de ATP para funcionar.

C Ingresan tres iones Na+ al medio intracelular

y salen dos iones K +.

D. Los iones se movilizan contra su gradiente

de concentración.

E. Es un tipo de transportador antiporte.

8 ¿Cómo se denomina el mecanismo en el que

moléculas se unen a proteínas específicas

de la membrana para ser transportadas?

A. Filtración.

B. Exocitosis.

C. Pinocitosis.

D. Fagocitosis.

E. Endocitosis mediada por receptor.



2

K+

2 K+

3 Na+

GlucNa+

Lumen intestin

Sangre

9 ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son)

correcta(s) respecto de la membrana plasmática?

Los canales iónicos tienen un poro hidrofóbico.I.

Las células vegetales poseen pared en lugar deII.

membrana celular.

Las proteínas periféricas residen en una solaIII.

cara de la membrana.

A. Solo I. C. Solo III. E. I y III.

B. Solo II. D. I y II.

10 Las membranas están formadas por una doble capa

de fosfolípidos. ¿Cuáles de las siguientes afirmacio-

nes son correctas?

Las colas apolares queda-I.

rán expuestas al agua.

Las cabezas polares que-II.

darán expuestas al agua.

Los segmentos hidrofó-III.bicos quedarán hacia el

interior.

Las cabezas hidrofílicasIV.

van a repeler el solvente acuoso.

A. I y III. C. II y III. E. I, II, III y IV

B. I y IV. D. I y IV.

11 ¿Cuál de las siguientes alternativas es falsa con res-

pecto al transporte pasivo?

A. La osmosis es un tipo de transporte pasivo.

B. Los solutos son transportados sin gasto energético.

C. La filtración se realiza contra el gradiente de con-

centración.

D. La difusión facilitada se realiza con la ayuda de

proteínas de membrana.

E. Por lo general, la proteína transportadora experi-

menta un cambio conformacional.

12 ¿Qué ocurrirá si se transfieren glóbulos rojos sanos

de una solución de suero fisiológico a una solución

más concentrada de NaCl?

A. Saldrán iones y sales al medio extracelular.

B. Saldrá agua de los glóbulos rojos hacia el medio

extracelular.

C. Los glóbulos rojos aumentarán su volumen hasta

la turgencia.

D. Los glóbulos rojos disminuirán su volumen hasta la

citólisis celular.

E E t á l i t i d l lób l j h t

13 Observa la siguiente tabla y selecciona cuáles a

raciones son correctas:

Líquido extracelular Líquido intrace

Na+ 142 mEq/L 10 mEq/L

K+ 4 mEq/L 140 mEq/L

Ca2+ 2,4 mEq/L 0,0001 mEq

Glucosa 90 mg/dL 0 a 20 mg/d

O2

35 mmHg 20 mmHg

CO2

46 mmHg 50 mmHg

El OI.2 saldrá de la célula mediante difusión

simple.

La célula ingresará glucosa mediante difuII.

facilitada.

El potasio tenderá a salir de la célula por gIII.

diente de concentración.

El sodio ingresará a la célula gracias a la bIV.sodio-potasio con gasto de energía.

La bomba sodio-potasio transportará NaV. +

de la célula mediante transporte activo.

A. I y IV. C. I, II y V. E. Todas de las anter

B. III y V. D. II, III y V.

14 Con respecto a la absorción de glucosa en el in

testino, observa la siguiente figura y selecciona

afirmaciones que resulten correctas.

El transporte de glu-I.

cosa desde el lumen

hacia las células se

realiza a favor del

gradiente de concen-

tración.

El transporte de glu-II.

cosa desde las célu-

las intestinales hacia

la sangre se realiza

contra el gradiente.

El transporte deIII.

glucosa se realiza por

cotransporte en el

lumen y por difusión

facilitada hacia la

sangre.

A. Solo I C. Solo III. E. II y III.

B. Solo II. D. I y III.

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