resultados de aprendizaje
- Identificar orgánulos clave presentes solo en células vegetales, incluyendo cloroplastos y vacuolas centrales
- Identificar orgánulos clave presentes solo en células animales, incluyendo centrosomas y lisosomas
en este punto, debe estar claro que las células eucariotas tienen una estructura más compleja que las células procariotas. Los orgánulos permiten que varias funciones ocurran en la célula al mismo tiempo., A pesar de sus similitudes fundamentales, hay algunas diferencias sorprendentes entre las células animales y vegetales (ver Figura 1).
Las células animales tienen centrosomas (o un par de centriolos), y lisosomas, mientras que las células vegetales no. Las células vegetales tienen una pared celular, cloroplastos, plasmodesmos y plastidos utilizados para el almacenamiento, y una vacuola central grande, mientras que las células animales no.
Cuestión de Práctica
la Figura 1. a) una célula animal típica y B) una célula vegetal típica.,
¿qué estructuras tiene una célula vegetal que una célula animal no tiene? ¿Qué estructuras tiene una célula animal que una célula vegetal no tiene?
células vegetales
la pared celular
en la figura 1b, el diagrama de una célula vegetal, se ve una estructura externa a la membrana plasmática llamada pared celular., La pared celular es una cubierta rígida que protege la célula, proporciona soporte estructural y le da forma. Las células fúngicas y algunas células protistas también tienen paredes celulares.
mientras que el componente principal de las paredes celulares procariotas es el peptidoglicano, la molécula orgánica principal en la pared celular de la planta es la celulosa (Figura 2), un polisacárido compuesto por cadenas largas y rectas de unidades de glucosa. Cuando la información nutricional se refiere a la fibra dietética, se refiere al contenido de celulosa de los alimentos.
la Figura 2., La celulosa es una larga cadena de moléculas de β-glucosa conectadas por un enlace 1-4. Las líneas discontinuas en cada extremo de la figura indican una serie de muchas más unidades de glucosa. El tamaño de la página hace imposible representar una molécula de celulosa entera.
los Cloroplastos
la Figura 3. Este diagrama simplificado de un cloroplasto muestra la membrana externa, la membrana interna, tilacoides, grana y estroma.
al igual que las mitocondrias, los cloroplastos también tienen su propio ADN y ribosomas., Los cloroplastos funcionan en la fotosíntesis y se pueden encontrar en células eucariotas fotoautotróficas como plantas y algas. En la fotosíntesis, el dióxido de carbono, el agua y la energía de la luz se utilizan para producir glucosa y oxígeno. Esta es la principal diferencia entre las plantas y los animales: las plantas (autótrofos) son capaces de hacer su propio alimento, como la glucosa, mientras que los animales (heterótrofos) deben depender de otros organismos para sus compuestos orgánicos o fuente de alimento.,
al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen membranas externas e internas, pero dentro del espacio encerrado por la membrana interna de un cloroplasto hay un conjunto de sacos de membrana interconectados y apilados, llenos de líquido llamados tilacoides (Figura 3). Cada pila de tilacoides se llama granum ( plural = grana). El fluido encerrado por la membrana interna y que rodea el grana se llama estroma.
los cloroplastos contienen un pigmento verde llamado clorofila, que captura la energía de la luz solar para la fotosíntesis. Al igual que las células vegetales, los protistas fotosintéticos también tienen cloroplastos., Algunas bacterias también realizan la fotosíntesis, pero no tienen cloroplastos. Sus pigmentos fotosintéticos se encuentran en la membrana tilacoide dentro de la propia célula.
endosimbiosis
hemos mencionado que tanto las mitocondrias como los cloroplastos contienen ADN y ribosomas. ¿Te has preguntado por qué? La evidencia fuerte apunta a la endosimbiosis como la explicación.
la simbiosis es una relación en la que los organismos de dos especies separadas viven en estrecha asociación y típicamente exhiben adaptaciones específicas entre sí., La endosimbiosis (endo – = dentro) es una relación en la que un organismo vive dentro del otro. Las relaciones endosimbióticas abundan en la naturaleza. Los microbios que producen vitamina K viven dentro del intestino humano. Esta relación es beneficiosa para nosotros porque somos incapaces de sintetizar la vitamina K. También es beneficiosa para los microbios porque están protegidos de otros organismos y se les proporciona un hábitat estable y abundante alimento al vivir dentro del intestino grueso.
Los científicos han notado durante mucho tiempo que las bacterias, las mitocondrias y los cloroplastos son similares en tamaño., También sabemos que las mitocondrias y los cloroplastos tienen ADN y ribosomas, al igual que las bacterias. Los científicos creen que las células huésped y las bacterias formaron una relación endosimbiótica mutuamente beneficiosa cuando las células huésped ingirieron bacterias aerobias y cianobacterias, pero no las destruyeron. A través de la evolución, estas bacterias ingeridas se especializaron más en sus funciones, con las bacterias aeróbicas convirtiéndose en mitocondrias y las bacterias fotosintéticas convirtiéndose en cloroplastos.,
Intentarlo
La Vacuola Central
Anteriormente, hemos mencionado las vacuolas como componentes esenciales de las células de la planta. Si nos fijamos en la figura 1B, verá que cada célula vegetal tiene una vacuola central grande que ocupa la mayor parte de la célula. La vacuola central desempeña un papel clave en la regulación de la concentración de agua de la célula en condiciones ambientales cambiantes. En las células vegetales, el líquido dentro de la vacuola central proporciona presión de turgencia, que es la presión exterior causada por el líquido dentro de la célula., ¿Alguna vez has notado que si te olvidas de regar una planta durante unos días, se marchita? Esto se debe a que a medida que la concentración de agua en el suelo se vuelve más baja que la concentración de agua en la planta, el agua sale de las vacuolas centrales y el citoplasma y entra en el suelo. A medida que la vacuola central se encoge, deja la pared celular sin soporte. Esta pérdida de soporte a las paredes celulares de una planta resulta en la apariencia marchita. Cuando la vacuola central se llena de agua, proporciona un medio de baja energía para que la célula de la planta se expanda (en lugar de gastar energía para aumentar de tamaño)., Además, este líquido puede disuadir la herbivoría ya que el sabor amargo de los desechos que contiene desalienta el consumo de insectos y animales. La vacuola central también funciona para almacenar proteínas en células de semillas en desarrollo.
células animales
lisosomas
Figura 4. Un macrófago ha fagocitado una bacteria potencialmente patógena en una vesícula, que luego se fusiona con un lisosoma dentro de la célula para que el patógeno pueda ser destruido. Otros orgánulos están presentes en la célula, pero por simplicidad, no se muestran.,
en las células animales, los lisosomas son el «triturador de basura» de la célula.»Las enzimas digestivas dentro de los lisosomas ayudan a la descomposición de proteínas, polisacáridos, lípidos, ácidos nucleicos e incluso orgánulos desgastados. En los eucariotas unicelulares, los lisosomas son importantes para la digestión de los alimentos que ingieren y el reciclaje de orgánulos. Estas enzimas son activas a un pH mucho más bajo (más ácido) que las localizadas en el citoplasma., Muchas reacciones que tienen lugar en el citoplasma no podrían ocurrir a un pH bajo, por lo que la ventaja de compartimentar la célula eucariota en orgánulos es evidente.
los lisosomas también utilizan sus enzimas hidrolíticas para destruir los organismos causantes de enfermedades que podrían entrar en la célula. Un buen ejemplo de esto ocurre en un grupo de glóbulos blancos llamados macrófagos, que son parte del sistema inmunitario de su cuerpo. En un proceso conocido como fagocitosis, una sección de la membrana plasmática del macrófago invagina (se pliega) y engulle un patógeno., La sección invaginada, con el patógeno dentro, luego se pellizca de la membrana plasmática y se convierte en una vesícula. La vesícula se fusiona con un lisosoma. Las enzimas hidrolíticas del lisosoma destruyen el patógeno (Figura 4).
matriz extracelular de células animales
Figura 5. La matriz extracelular consiste en una red de sustancias secretadas por las células.
La mayoría de las células animales liberan materiales en el espacio extracelular. Los principales componentes de estos materiales son las glicoproteínas y la proteína colágeno., Colectivamente, estos materiales se denominan matriz extracelular (Figura 5). La matriz extracelular no solo mantiene unidas a las células para formar un tejido, sino que también permite que las células dentro del tejido se comuniquen entre sí.
la coagulación sanguínea proporciona un ejemplo del papel de la matriz extracelular en la comunicación celular. Cuando las células que recubren un vaso sanguíneo se dañan, muestran un receptor de proteína llamado factor tisular., Cuando el factor tisular se une con otro factor en la matriz extracelular, hace que las plaquetas se adhieran a la pared del vaso sanguíneo dañado, estimula las células musculares lisas adyacentes en el vaso sanguíneo para contraerse (lo que constriñe el vaso sanguíneo), e inicia una serie de pasos que estimulan las plaquetas para producir factores de coagulación.
uniones intercelulares
Las células también pueden comunicarse entre sí por contacto directo, denominadas uniones intercelulares. Hay algunas diferencias en las formas en que las células vegetales y animales hacen esto., Plasmodesmata (singular = plasmodesma) son uniones entre células vegetales, mientras que los contactos de células animales incluyen uniones estrechas y separadas, y desmosomas.
en general, largos tramos de las membranas plasmáticas de las células vegetales vecinas no pueden tocarse entre sí porque están separadas por las paredes celulares que rodean a cada célula. Los plasmodesmos son numerosos canales que pasan entre las paredes celulares de las células vegetales adyacentes, conectando su citoplasma y permitiendo que las moléculas de señal y los nutrientes sean transportados de célula a célula (figura 6a).,
una unión hermética es un sello hermético entre dos células animales adyacentes (figura 6b). Las proteínas sostienen las células firmemente unas contra otras. Esta adhesión estrecha evita que los materiales se escapen entre las células. Las uniones estrechas se encuentran típicamente en el tejido epitelial que recubre los órganos internos y las cavidades, y compone la mayor parte de la piel. Por ejemplo, las uniones estrechas de las células epiteliales que recubren la vejiga urinaria evitan que la orina se filtre al espacio extracelular.,
también se encuentran solo en células animales desmosomas, que actúan como soldaduras puntuales entre células epiteliales adyacentes (figura 6c). Mantienen las células juntas en una formación similar a una hoja en órganos y tejidos que se estiran, como la piel, el corazón y los músculos.
Las uniones Gap en las células animales son como plasmodesmas en las células vegetales en que son canales entre las células adyacentes que permiten el transporte de iones, nutrientes y otras sustancias que permiten a las células comunicarse (figura 6d). Estructuralmente, sin embargo, las uniones gap y plasmodesmata difieren.,
la Figura 6. Hay cuatro tipos de conexiones entre las células. (a) un plasmodesma es un canal entre las paredes celulares de dos células vegetales adyacentes. b) Las uniones estrechas se unen a las células animales adyacentes. c)Los desmosomas unen dos células animales. d) Las uniones Gap actúan como canales entre las células animales. (crédito b, c, d: modificación del trabajo de Mariana Ruiz Villareal)
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