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Organelas vegetales – Diferencia célula animal y vegetal

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Organelas vegetales – Diferencia célula animal y vegetal

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Las organelas vegetales

La célula vegetal presenta algunas diferencias con respecto a la célula animal, ellas son:

Las células vegetales están rodeadas por una pared celular, construida por la misma célula, que se ubica por fuera de la membrana plasmática. Esta pared contiene un polisacárido, la celulosa, que permite mantener la forma de la célula.

La vacuola central es el organelo más prominente dentro de la célula vegetal. Está conformado por una membrana simple, llamado tonoplasto, donde se almacena el agua y las sales minerales. En las células vegetales de las semillas, la vacuola central acumula proteína y nutrientes que serán usados en el proceso de germinación.

Los plástidos son un grupo diverso de organelos específicos de plantas y algas. Como en la mitocondria, presentan dos membranas (interna y externa), ADN y ribosomas. Estos pueden ser:

·         Cloroplastos: llevan a cabo la fotosíntesis. Son más grandes que las mitocondrias y en cada célula de las hojas puede haber hasta 50 de ellos. Se forman a partir de los proplástidos cuando son expuestos a la luz y tienen un color verde,      gracias a la clorofila.

·         Leucoplastos: sintetizan lípidos y otros materiales y son incoloros.

·         Microcuerpos: Organelos que se conocen dos clases; peroxisomas y glioxisomas (ambos mantienen a raya reacciones tóxicas dentro de la célula, que involucran la acción del peróxido de hidrógeno H2O2).

Las células animales poseen centriolos, organelas cuya funciones son,  la formación de los filamentos que forman el huso mitótico cuando ocurre la división celular y la formación de cilios y flagelos, por esa razón no se encuentran en la célula vegetal ya que no los necesitan porque al no tener movimiento ni cilios ni flagelos no necesitan los centriolos para su formación.

Célula Vegetal:

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En muchas situaciones el transporte de partículas se realiza en contra del gradiente de concentración, o bien se incorporan partículas de gran tamaño. En estos casos, se requiere un gasto de energía, por lo que recibe el nombre de transporte activo.
Uno de los ejemplos típicos del transporte en contra del gradiente de concentración es la bomba de sodio-potasio. Esta “bomba” está formada por proteínas asociadas a la membrana e intercambia iones sodio que se encuentran en el interior de la célula en menor concentración, por iones potasio que se hallan en baja concentración en el medio extracelular. Para realizar este intercambio en contra de ambos gradientes, las células gastan energía.
https://www.youtube.com/watch?v=g2z2DtdhhBc

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Organelas: Ribosomas y sistema de endomembranas (RER REL y Ap. De Golgi)

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Organelas: Ribosomas y sistema de endomembranas (RER REL y Ap. De Golgi)

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Por un lado, en la parte interna del citoplasma podemos encontrar varias organelas, una de ellas son los ribosomas, que intervienen en la fabricación de proteínas, las cuales luego quedan libres dentro de la célula. La cantidad de ribosomas que podamos encontrar depende de cuan activa es la célula, ya que, si esta desempeña funciones de manera constante, necesitara más proteínas, por lo que encontraremos más cantidad de esta organela. Podemos encontrar los ribosomas tanto libres en el citoplasma, como adosados al retículo endoplasmático.

Por otro lado, dentro del citoplasma también podemos distinguir un complejo sistema de membranas que compartimentan a la célula en espacios y que llevan a cabo funciones diferentes, pero que al mismo tiempo se conectan entre sí. El sistema de endomembranas está constituido por el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi. Primero encontramos el retículo endoplasmático, el cual está formado por una serie de túbulos, sacos aplanados y vesículas; una porción de este retículo tiene aspecto granuloso pues está asociado con ribosomas, por lo que recibe el nombre de retículo endoplasmático rugoso y participa en la síntesis de proteínas que, luego de este proceso, algunas serán enviadas fuera de la célula, y otras permanecerán en la membrana plasmática; otra porción, la cual carece de ribosomas, se denomina retículo endoplasmático liso y está relacionada con la síntesis de lípidos y la degradación del glucógeno. Luego encontramos el complejo de Golgi que es una continuación de los sistemas de membranas ya mencionados, está formado por sacos aplanados, recibe los productos sintetizados en los retículos anteriores, los modifica y los rodea con una membrana; de esta manera forma vesículas, las cuales se mueven a través de la célula y llevan su contenido a la membrana plasmática, por lo que le aportan un nuevo material, y a otros lugares de la célula para su utilización en distintos procesos, o al exterior.

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Como sabemos el metabolismo celular es un mecanismo donde los materiales ingresan a la célula por distintos tipos de transportes, dependiendo de distintos factores. Así mismo este es un conjunto de reacciones químicas (proceso donde una o mas sustancias se combinan para originar otras sustancias) donde las enzimas actúan como catalizadores. Las reacciones se clasifican en ENDERGÓNICAS Y EXERGÓNICAS, en este caso hablaremos de las Reacciones Endergónicas donde la energía producida queda almacenada en los enlaces de los átomos que constituyen las moléculas. Reciben el nombre de Reacciones Anabólicas, las mismas sintetizan sustancias a partir de otras sustancias mas sencillas aportando energía. Este tipo de reacciones se acoplan en la ruptura del ATP y además los compuestos químicos se reducen, esto quiere decir que, ganan electrones.

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Las células, como los seres vivos, se consideran sistemas abiertos debido a que intercambian materia, energía e información con el exterior. Los nutrientes entran en la célula a través de la membrana plasmática por medio de distintos tipos de transporte y tienen dos destinos principales: ser proveedores de la materia prima que la célula necesita para su crecimiento, reparación y multiplicación por medio de las reacciones de síntesis, las cuales requieren energía que luego queda almacenada en los enlaces químicos de las moléculas; y ser fuente de la energía necesaria para que la célula realice distintos trabajos (mecánico, químico, eléctrico), por lo que para ello los nutrientes son sometidos a reacciones de degradación liberando energía.
Al continuo intercambio y transformación de materia y energía entre el sistema vivo y el medio se lo denomina metabolismo. En este proceso se producen distintos tipos de reacciones químicas. El proceso en las reacciones químicas en donde se degradan moléculas de estructura molecular compleja en otras de composición más sencilla se denomina catabolismo. En las reacciones catabólicas se libera la energía contenida en los enlaces químicos, por lo que reciben el nombre de reacciones exergónicas.

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Dentro de las organelas citoplasmáticas podemos diferenciar dos tipos: los ribosomas y las mitocondrias.

Por su parte las mitocondrias están presentes en todas las células eucariotas y están formadas por una doble membrana externa lisa y una interna con crestas. Estas colaboran en la respiración celular, reacciones químicas en las que se degradan las sustancias orgánicas y liberan la energía que está contenida en los enlaces químicos, esta energía producida se almacena en ATP. La cantidad de mitocondrias presentes en una célula depende de los requerimientos energéticos de la misma. Además, estas organelas se distinguen ya que en su interior poseen moléculas de ADN mitocondrial que codifican en sus proteínas (sintetizadas por los ribosomas) y que se dividen por fisión binaria.

El núcleo celular es la organela más grande de la célula y cumple la función de dirigir las actividades celulares y contener la información hereditaria (ADN) que pasara de una célula a otra en el proceso de división celular. Está envuelto en una doble membrana llamada membrana nuclear que presenta poros a través de los cuales se realizan intercambios entre el interior del núcleo y el citoplasma. En el interior del núcleo se encuentra el núcleoplasma, en el cual se encuentra el material genético, que está formado por moléculas de ADN asociadas a las proteínas llamadas cromatina la cual se condensa cuando la célula se divide formando cromosomas que luego se agruparan formando bastones llamados cromátides (unidos por el centrómero), estos cromosomas pueden agruparse por su forma y tamaño; y a estas parejas se lo llaman cromosomas homólogos compuestos por un cromosoma heredado del padre y otro de la madre. Y a el conjunto de sus características se denomina cariotipo. Por su parte el nucléolo ubicado en el interior del núcleo celular se encarga de formar ribosomas que sintetizan las proteínas.

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Se denomina transporte pasivo cuando las sustancias transportadas pasan a través de la membrana sin una inversión de energía. Existen diversos tipos de transportes pasivos,  uno de ellos se denomina difusión, en el cual las partículas que forman las soluciones están moviéndose continuamente en todas direcciones; una consecuencia de ese movimiento es que tienden a distribuirse y a ocupar el espacio de manera uniforme en todo el liquido. La diferencia de concentración de una sustancia en distintos puntos se denomina gradiente de concentración, y cuanto mayor sea el gradiente, más rápida será la difusión. Cuando las partículas han alcanzado un estado de distribución homogéneo, se dice que están en equilibrio dinámico.
La difusión de moléculas de agua a través de una membrana de permeabilidad selectiva recibe el nombre de osmosis. Como resultado el agua pasa desde una solución más diluida a una más concentrada. Las soluciones que tienen el mismo número de partículas disueltas por unidad de volumen se denominan isotónicas, a diferencia de las que tienen menos soluto que se conocen como hipotónicas y de las que tienen más soluto se denominan hipertónicas.
Video explicativo: https://youtu.be/WjUp7Gjd8bY

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Existe una gran diversidad de tipos celulares que se diferencian por sus tamaños, formas y estructuras. Entre las células animales existen:

·         Células esféricas: adaptadas al medio acuático

·         Células poliédricas: protección

·         Células estrelladas: transmiten impulsos nerviosos

·         Células en forma de huso: se contraen y alargan

La forma de la célula se relaciona con su función y tamaño, ya que a pesar de que la mayoría de los tipos celulares tienen una forma característica, algunas pueden cambiar su forma según el medio en el que se encuentren o de acuerdo a la función que estén desarrollando. Por otro lado, las células de un tejido determinado poseen dimensiones semejantes aunque pertenezcan a organismos de tamaños diferentes debido a que el tamaño de dicho organismo no depende del tamaño de sus células, sino de su cantidad.

Por lo general las células miden entre 10 y 100 micrómetros, este tamaño tan pequeño facilita el intercambio de materiales que se establece entre cada célula y su medio. Existen también células capaces de apreciar a simple vista y hay otras que son más pequeñas que el tamaño estándar. A medida que el volumen se divide en unidades más pequeñas, el área total es mayor y aumenta a su vez la relación entre la superficie y el volumen que, cuanto mayor sea esta,  más eficientes serán la entrada y salida de materiales.

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La energía necesaria para los trabajos que realiza la célula proviene de las sustancias que la célula incorpora y que degrada en los procesos catabólicos. La sustancia que actúa como mediador entre las reacciones catabólicas y anabólicas que almacena la energía se denomina ATP (adenosintrifosfato). Es un nucleótido formado por una base nitrogenada (la adenina), un azúcar simple (la ribosa) y tres grupos de fosfato. Almacena una gran cantidad de energía. Las dos últimas uniones fosfato requieren de mucha energía para producirse, por lo tanto, una vez producidas constituyen enlaces altamente energéticos. Son muy inestables por lo cual se rompen y se construyen con relativa facilidad.

Cuando se rompe uno de los enlaces de fosfato, el ATP se transforma en ADP (adenosindifosfato) y se libera la energía que unía a uno de los tres grupos fosfato. La energía que se libera en cualquier reacción catabólica se utiliza para formar moléculas de ATP a partir de ADP y un grupo fosfato, recibe el nombre de fosforilación.

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El científico Robert Hooke en 1665 observó láminas muy delgadas de corcho, con un microscopio. En su preparado observo estructuras similares a las celdillas de un panal, a las que llamo cellulas. Después de analizar otros fragmentos vegetales de la misma forma, él se percato de que estas celdillas estaban en la médula de casi todas los fragmentos.
Más tarde en 1838, y después del perfeccionamiento de los microscopios, el biólogo alemán Mathias Jakob Schleiden afirmó que todos los organismos vivos están constituidos por células. Concretamente, en 1839 Theodor Schwann y Mathias Jakob Schleiden fueron los primeros en lanzar la teoría celular.

La teoría celular es una parte fundamental de la biología que explica la constitución de los seres vivos sobre la base de células, el papel que estas tienen en la constitución de la vida y en la descripción de las principales características de los seres vivos.​ Las primeras células deberán estar impulsadas de organismos sencillos capaces de una óptima adaptación, es así como varios postulados se han basado en experimentos empíricos, donde se trata de replicar condiciones primitivas, como bajo índice de oxígeno, excesiva cantidad de dióxido de carbono, ambientes ácidos, entre otras, mediante los cuales se busca conocer la forma de adaptación y proliferación de los organismos, con el fin de llegar a un antepasado común del cual se desprenda toda la historia.

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Dentro de los transportes pasivos, podemos encontrar una variante de la difusión que se denomina difusión facilitada. Existen sustancias, como las polares, que no se difunden por si mismas a través de la membrana, debido a que no son afines a los lípidos que conforman el interior de la bicapa, por lo que deben hacerlo a través de canales o de transportadores, que son proteínas integradas a la membrana, que forman en ella poros en cuyo interior hay una alta proporción de aminoácidos polares.

El nombre de este tipo de transporte se debe a que, si bien el pasaje de sustancias se realiza según su gradiente de concentración y, por lo tanto, no requiere un gasto de energía por parte de la célula, debe ser facilitado por las proteínas asociadas a la bicapa de lípidos.

Una forma de difusión facilitada puede ser a través de los canales iónicos, los cuales permiten el pasaje de ciertos iones hacia el interior o el exterior de la célula. La entrada de los canales está regulada por compuertas que se abren. Otro tipo de difusión facilitada no solo implica la abertura de un canal, sino la unión de la sustancia transportada a una proteína especifica de la membrana que recibe el nombre de proteína transportadora.

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Son unidades básicas de algunos seres vivos, como algunas bacterias. Son células simples y no tienen núcleo definido: su material genético (como el ADN) está libre en el citoplasma, es decir, el material que está dentro de la membrana plasmática en la célula.  Este tipo de célula son las mas pequeñas y sencillas de todas.
La célula contiene gran número de ribosomas, que llevan a cabo la síntesis de proteínas. Alrededor de la célula hay una membrana plasmática. En algunos procariontes, la membrana se pliega en estructuras llamadas mesosomas, cuya función no se conoce claramente. Fuera de la membrana plasmática de la mayoría de los procariontes, tienen una relativamente rígida pared celular, que da a los organismos su forma. Algunas bacterias tienen flagelos, los cuales son usado para la locomoción y/o pilosidades, las cuales sirven para mantener en contacto a dos células y facilitar la transferencia de material genético.

Los seres vivos procariotas son microorganismos principalmente unicelulares (formados por una sola célula) entre los que podemos nombrar los llamados eubacterias, nanobios, arqueas y bacterias. Actualmente existen 2 tipo de organismos formados por células procariotas, eubacterias y arqueobacterias, ambas dos unicelulares.
Si bien las celulas procariotas se caracterizan por ser unicelulares, existen ejemplos de multicelularidad como en las cianobacterias, que pueden agruparse formando filamentos con cierta especialización celular.

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Para iniciar una reacción la energía de activación debe superar una barrera de energía entre los reactivos y los productos y un catalizador es la sustancia que disminuye dicha energía de activación a un punto necesario como para que la reacción se produzca. Las células utilizan como catalizadores a un tipo especial de proteínas llamadas enzimas.
Las enzimas son naturaleza proteínas globulares de gran tamaño formadas por una o más cadenas poli peptídicas que aceleran las reacciones químicas disminuyendo la energía de activación  y a temperaturas de un rango compatible con la vida. Sin su presencia no sería posible la supervivencia de las células pues las reacciones metabólicas serían muy lentas. Una sola molécula de una enzima puede catalizar la reacción de decenas de miles de moléculas en pocos segundos. Muchas enzimas requieren sustancias adicionales para poder funcionar. Estas sustancias no proteicas se denominan cofactores. Algunos son iones inorgánicos como el hierro, el cobre y el cinc. Otros son moléculas orgánicas, no proteicas, a las que se las llama coenzimas, como el NAD. Hay además, grupos moleculares llamados grupos prostéticos, que están unidos permanentemente a la enzima, y le permiten llevar a cabo sus funciones.
Las moléculas sobre las que actúa una enzima reciben el nombre de sustrato. Por ejemplo, las enzimas que actúan en las reacciones en las que se degradan lípidos se llaman lipasas, y a las que catalizan las reacciones en las que intervienen proteínas, se las denomina proteasas.

Cómo actúan las enzimas
En el funcionamiento de una enzima se pueden distinguir tres etapas:
1) La enzima reconoce una molécula de sustrato. Este se fija en un lugar definido de la enzima, que se denomina sitio activo, de modo que se forma el complejo enzima-sustrato. Cada enzima es específica para un sustrato determinado y no actúa sobre otro que no se ajuste a su sitio activo.
2) Se produce una reacción química. Las sustancias finales que se forman en las reacciones químicas son los productos. Para actuar como un catalizador, la enzima debe, temporalmente, formar parte de la reacción. Al unirse con los reactivos, baja la energía de activación y las moléculas realizan cambios químicos de manera rápida.
3) La enzima se libera del producto; su estructura se mantiene igual que antes de comenzar la reacción y, por lo tanto, puede ser reutilizada.
Existen diversos factores que influyen en el comportamiento de una enzima. La velocidad con la que se produce una reacción química catalizada por una enzima está influida por la concentración del sustrato. Es decir, cuanto mayor sea la concentración del sustrato, más rápidamente se producirá la reacción. La actividad enzimática se incrementa también por un aumento de la temperatura, pero hasta un cierto límite, pasado el cual la enzima deja de actuar. También la actividad de las enzimas varía con el grado de acidez o alcalinidad (pH) del medio en el que se encuentran. La mayoría de las enzimas del organismo humano son eficientes en un pH ligeramente alcalino (mayor a 7). La temperatura también es un factor que varía el comportamiento de una enzima; a mayor temperatura, mayor velocidad, hasta alcanzar la temperatura óptima. Por ultimo existen los inhibidores que son moléculas que cuando se unen a la enzima disminuyen su actividad, haciendo la reacción más lenta.

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Es el espacio que se encuentra entre el núcleo y la membrana plasmática y está ocupado por un conjunto de organelas y entre estas, se encuentra un fluido viscoso llamado citosol, conformado por grandes cantidades de sales, moléculas y enzimas; El citoplasma de las células eucariotas está entrelazado por una serie de filamentos denominado citoesqueleto, este entrelazado, ofrece un “andamiaje” a las organelas, además este es el encargado de darle forma a la célula y generar movimientos del interior de la célula y de la célula en si.
La membrana plasmática es una estructura formada en su mayoría por fosfolípidos que  define los límites de la célula y regula los pasajes desde el exterior y hacia el exterior, y aunque algunas sustancias puedan entrar y salir libremente de la célula, la gran mayoría debe pasar por complejos procesos, por eso podemos afirmar que la membrana plasmática funciona como una barrera de permeabilidad selectiva para diferentes sustancias

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Las moléculas grandes o grandes cantidades son trasportadas, desde el interior de la célula o hacia su exterior mediante vesículas. Si el pasaje es hacia el interior de la misma, el proceso se denomina endocitosis; mientras que si es hacia el exterior, lleva el nombre exocitosis.

Durante la endocitosis, la membrana plasmática forma en su parte externa una vesícula, que contiene en su interior el material que debe ser ingresado a la célula. Las moléculas difunden al citoplasma, los materiales de desecho se eliminan y la vesícula es incluida en la membrana celular.  La exocitosis, en cambio,  se produce cuando las vesículas del interior de la célula viajan hasta la membrana, se abren y descargan su contenido al exterior, y la membrana de las vesículas son incluidas, al igual que en el otro proceso, dentro de la membrana celular.
Material explicativo relacionado (incluye explicación de los diferentes mecanismos de ambos procesos):

https://www.youtube.com/watch?v=WPORDqCAJFU