martes, 29 de noviembre de 2011

Células madre: Entre la esperanza y la controversia

Por: Ferney Yesyd Rodríguez
En el 2003 el doctor Stephen Minger y su equipo fue el primero en cultivar colonias de células embrionarias humanas en el Reino Unido. Con entusiasmo los científicos hablaban de los múltiples beneficios que traería transformar estas células madre en células cardíacas, cerebrales, pancreáticas y retinales. No obstante mientras los científicos británicos hablaban de éxito, otras voces protestaban airadas. En el 2004, el cardenal William Keeler, director del Comité de Actividades pro-vida de la Conferencia Episcopal Estadounidense y arzobispo de Baltimore, se refirió al anuncio de clonación de embriones humanos hechos por un equipo surcoreano como un "signo de regresión moral". Pero ¿qué son las células madre? ¿para qué se investigan? ¿qué implicaciones éticas tienen estas investigaciones? ¿Cuál es la posición humanista secular? Precisamente estas preguntas son el tema de este escrito.

¿Qué son las células madre?

Célula madre (stem cell en inglés) se define como una célula progenitora, capaz de regenerar uno o más tipos celulares diferenciados y con la capacidad de autorenovarse.
Todos los humanos, en nuestro desarrollo embrionario, pasamos por varias etapas en las primeras semanas del embrazo: cigoto (el óvulo fecundado), mórula, blastocisto, gástrula y neúrula. Es asombroso saber que en la etapa de blastocisto, que abarca de los días 6 - 14 después de la fecundación, todas las células están indiferenciadas, es decir no se han especializado en funciones particulares, pero estas mismas células darán origen a células especializadas en tareas concretas como lo son las neuronas, las células musculares, los glóbulos rojos o los osteocitos. Como todas las células del organismo provienen de las células del blastocisto se dice que son totipotenciales y reciben el nombre de células madre embrionarias (Embrionic stem o Escells en inglés).
stemcell02.jpg Existen otro tipo de células madre, las "células madre órgano-específicas". Estas células son pluripotenciales, derivan de divisiones celulares de las células madre embrionarias y tienen la capacidad de originar las células de un órgano específico tanto en el embrión como en el adulto. El ejemplo más notable de células madre órgano-específicas son las células de la médula ósea, las cuales son capaces de originar todas las células de la sangre y del sistema inmune. A la fecha los científicos han logrado aislar y cultivar células madre de adulto de la piel, grasa subcutánea, músculo cardíaco y esquelético, cerebro, retina y páncreas.

¿Para qué se investigan las células madre?

Una gran parte de las enfermedades que afectan a los seres humanos consisten en la degeneración y muerte de los distintos tejidos que conforman nuestro cuerpo. Los infartos, el mal de Alzheimer y el mal de Parkinson son de hecho ejemplos de desgaste natural de los tejidos.
La medicina ha logrado reparar los tejidos envejecidos o dañados por medio del desarrollo de los trasplantes. Esta técnica ha hecho un impacto notable en el aumento de la esperanza y calidad de vida de miles personas cada año. Algo que era impensable hace unos siglos atrás. Sin embargo, los trasplantes de órganos tiene dos grandes limitaciones: la escasez de donantes y la posibilidad real del rechazo del órgano trasplanto.
Si miramos episodios como los infartos de miocardio y los cerebrales notaremos que los tejidos muertos no son susceptibles de repararse por los medios naturales del organismo. Es aquí donde los científicos exploran el desarrollo de técnicas que permitan cultivar y transplantar células madre, que gracias a su capacidad natural de regeneración sirva para el tratamiento de este tipo de enfermedades.
Muchos investigadores desean obtener material genético de células normales de un grupo de mujeres donantes y combinarlo con sus propios óvulos. Tales investigadores argumentan que debido a que las células llevan el genoma nuclear del individuo, después de diferenciarse pueden transplantarse sin que sean rechazados por el sistema inmunológico en tratamientos de desórdenes degenerativos.
En la actualidad las células madre se están utilizando para tratar tumores de cerebro, cáncer de ovario, de testículo, retinoblastoma, neuroblastoma, linfoma no de Hodgkings, carcinoma de células renales, y enfermedades autoinmunes tales como la esclerosis múltiple, lupus eritromatoso sistémico, artritis reumatoide y artritis reumatoide juvenil, entre otras. En cuanto a sus usos futuros se prevé recuperar a pacientes con derrames cerebrales, diabetes, enfermedad de Parkinson y aún más, se anhela recuperar con esta técnica a personas con parálisis.
Para obtener células madre embrionarias es necesario obtener varios blastocistos y luego destruirlos para trabajar con las células de forma independiente. Los embriones provienen en muchos casos de la fase de rutina de la fecundación in vitro (FIV), pues para este tratamiento contra la esterilidad se extraen varios óvulos de la madre donante y luego son fertilizados en condiciones de laboratorio, después se procede a implantar los óvulos fecundados (no todos logran sobrevivir). En algunos casos quedan embriones congelados sobrantes, que pueden utilizarse para la investigación con células madre.








martes, 8 de noviembre de 2011

INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA CÉLULA

NIVELES DE ORGANIZACIÓN
A los seres vivos se los define por sus características, una de éstas es su organización. Esta organización biológica representa el patrón complejo que nos muestra el camino que ha seguido la evolución, desde formas sencillas a otras más complejas.
Fig. 1.1. Niveles de organización de la materia
La vida surgió a partir de átomos y moléculas. Si combinamos moléculas entre sí, formamos grandes y complejas moléculas: las macromoléculas, como las proteínas y los ácidos nucleícos (Nivel Macromolecular). Estas macromoléculas constituyen la materia prima que forman los virus (Nivel Prebiótico o Supramolecular) y las células (Nivel Celular). En el Nivel Subcelular múltiples moléculas se ensamblan y dan lugar a estructuras especializadas como los organoides (mitocondrias, cloroplastos, etc). Podemos decir que la vida aparece como propiedad definitoria en el Nivel Celular, o de otro modo, la célula es la porción más sencilla de la materia viva que es capaz de realizar todas las funciones imprescindibles para la vida.
En la mayor parte de los individuos pluricelulares, las células se organizan de acuerdo a sus características y funciones conformando tejidos como el conectivo, muscular, epitelial, nervioso (Nivel Tisular). Los tejidos están ordenados en estructuras funcionales, denominadas órganos como el corazón y los pulmones en los animales, o las hojas y las raíces en las plantas. Las funciones biológicas básicas se llevan a cabo por un sistema o aparato, que es una asociación coordinada de tejidos y órganos. Los organismos o individuos pluricelulares están formados por sistemas que actúan en forma coordinada y rigurosa.
Existen otros niveles de organización biológica, además de los nombrados anteriormente, donde las propiedades provienen de la relación entre los organismos. Por ejemplo, el Nivel de organización POBLACIÓN reúne a todos los individuos de una misma especie que viven en un mismo lugar, en el mismo tiempo, y que comparten el mismo hábitat. Estas poblaciones interactúan de distinta manera con otras poblaciones del lugar constituyendo una COMUNIDAD, por ejemplo la población de seres humanos de la ciudad de Buenos Aires y el conurbano, aprovecha para alimentarse a las distintas poblaciones de animales y plantas de la zona y se halla parasitada por las mismas poblaciones de parásitos intestinales.
Esta comunidad comparte el mismo lugar físico que presenta características particulares. La unión de estos factores físicos con los factores biológicos constituyen los ECOSISTEMAS.
Todos los ecosistemas de la Tierra están relacionados, directa o indirectamente. Es por ello que un cambio drástico o continuo de alguno de ellos indefectiblemente acarreará cambios en los restantes. Del mantenimiento de un equilibrio entre los distintos ecosistemas, depende la vida en el planeta.
Organización Celular
Teoría Celular.- La célula es la unidad de vida más pequeña. Es la unidad anatómica y fisiológica de todos los seres vivos. Dos científicos alemanes el botánico Mattias Schleiden (1804-1881) y el zoólogo Theodor Schwann (1810-1882) fueron los primeros en señalar que "Los cuerpos de las plantas y de los animales están compuestos por células y por productos celulares" enunciando el postulado inicial de la Teoría Celular. Posteriormente, Rudolph Virchow (1821-1902) amplio la Teoría Celular y afirmó: "Todas las células proceden de otra preexistente". Por lo tanto, las células no surgen por generación espontánea a partir de materia inanimada. Otra importante conclusión de la Teoría Celular afirma que todas las células actuales, tienen un origen común. La evidencia más importante, sobre el origen común de todas las formas celulares, radica en las similitudes básicas de sus estructuras y principalmente de su composición molecular.

Tabla 1.2 – Postulados de la Teoría Celular
1- Todos los seres vivos están formados por células y productos celulares (unidad anatómica)
2- Las funciones de un ser vivo son el resultado de la interacción de las células que lo componen (unidad fisiológica)
3- Toda célula sólo puede tener origen en una célula progenitora.
4- Toda célula tiene la información hereditaria de el organismo del cual forma parte, y esta información pasa de una célula progenitora a una célula hija.

CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS.- Todas las células están cubiertas por una membrana externa, llamada membrana plasmática, que las separa de otras células y del medio circundante con el cual intercambian materia y energía. Este intercambio esta altamente regulado y es selectivo. De esta forma la membrana plasmática debe actuar no sólo como limite celular sino también como barrera selectiva. Por lo tanto la célula, mantiene una composición química muy ordenada y diferente a la del entorno.
Todas las células poseen un metabolismo o conjunto de reacciones químicas, que posibilitan el mantenimiento de la vida. Este metabolismo para sustentarse necesita de una o más fuentes de energía. Las células, necesitan de distintivos tipos de moléculas energéticas:
* Monedas energéticas, como el ATP
* Moléculas combustibles, como la glucosa o los ácidos grasos
* Moléculas de reserva de energía, como el glucógeno o el almidón
Dentro de las reacciones para obtener e interconvertir diferentes forma de energía, son muy importantes las reacciones de oxido-reducción o reacciones REDOX. En este tipo de reacciones es esencial la participación de las coenzimas de oxido-reducción, como el NAD+ y el FAD.
Todas las células, almacenan en forma de ADN, ácido desoxirribonucleico, a información necesaria para controlar sus actividades (reproducción, metabolismo), y para establecer su propia estructura. El ADN, es un polímero formado por una secuencia lineal, de monómeros, llamados nucleótidos. Esta secuencia de nucleótidos, especifica una secuencia de aminoácidos (estructura primaria de una proteína). La especificidad de la secuencia de aminoácidos determinada por la secuencia de bases del ADN esta regida por el código genético. La secuencia de bases del ADN, que codifica una proteína, es un GEN. Las proteínas, son moléculas que llevan a cabo gran parte de las funciones celulares. Muchas proteínas son enzimas, moléculas encargadas de dirigir y regular el metabolismo celular. Las enzimas aceleran las reacciones químicas, haciéndolas compatibles con la vida. De esta manera las enzimas, dirigen la síntesis y degradación de todas las moléculas biológicas, incluidos lípidos, glúcidos, proteínas y los mismos ácidos nucleicos. De esta forma, el ADN al almacenar la estructura de las enzimas y otras proteínas reguladoras, ejerce el control del metabolismo celular.
El ADN utiliza un segundo ácido nucleico, el ARN, ácido ribonucleico, como intermediario. A partir de la secuencia de bases del ADN, que codifica una proteína, se sintetiza una secuencia de bases de ARN. Este proceso es llamado transcripción. EL ácido ribonucleico encargado de transportar la información, recibe la denominación de ARN mensajero. Este ARN mensajero, porta la información necesaria para la síntesis de proteínas, proceso llamado traducción, el cual tiene lugar en el citoplasma con la intervención de dicho ARNm, los ribosomas y el ARNt que porta los aminoácidos.
Las células para perpetuarse necesitan reproducirse. Esto significa que la información almacenada en el ADN debe duplicarse para poder ser transmitida a las células hijas. El ADN tiene la excepcional característica de ser una molécula capaz de autorreplicarse, es decir de generar una copia de si misma. Este proceso es llamado duplicación o replicación.
DIMENSIONES DE LAS CÉLULAS.- ¿Por qué son tan pequeñas las células? Las células deben captar alimento y otros materiales a través de su membrana plasmática y deben eliminar los productos de desecho, generados en las distintas reacciones metabólicas rápidamente antes de que estos se acumulen hasta niveles tóxicos para la supervivencia celular. Por lo tanto, las células son pequeñas, de modo que en ellas las moléculas recorren distancias cortas, lo que acelera las actividades celulares. Además, a mayor superficie celular, mayor es el transporte de moléculas a través de la membrana, siendo importante para la continuidad de los procesos metabólicos la proporción superficie celular sobre volumen celular. Por otra parte, debemos recordar que en las células el material Genético (localizado en el núcleo, en células eucariontes), posee un área limitada de influencia sobre el citoplasma circundante, que es el que incrementa marcadamente su tamaño durante el crecimiento celular, siendo otra limitante del tamaño celular la relación núcleo/citoplasma.
CÉLULAS EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS
Todas las células se parecen y responden a un patrón común por más diversas que sean. Las células de organismos pluricelulares son diferentes en su función, por ser distintas estructuralmente, pero todas concuerdan con un patrón común. Por ejemplo, aquellas especializadas en la síntesis de lípidos, tendrán mayor desarrollo del retículo endoplasmático liso y serán distintas de las neuronas especializadas en la transmisión del impulso nervioso, cuya especialización es tan grande que pierden su capacidad de reproducirse.
A pesar de las semejanzas y diferencias entre las células y que todas cumplen con los postulados de la Teoría Celular, se distinguen dos grandes tipos de células:
PROCARIOTAS (sin núcleo verdadero) y EUCARIOTAS (con núcleo).


Tabla 1.3- Principales características comunes entre células eucariotas y procariotas
1- En ambos tipos celulares el ADN es el material genético.
2- Ambos tipos celulares poseen membranas plasmáticas como límite celular.
3- Poseen ribosomas para la síntesis proteica.
4- Poseen un metabolismo básico similar
5- Ambos tipos celulares son muy diversos en formas y estructuras.

Los eucariontes son organismos cuyas células poseen un sistema de endomembranas (membranas internas) muy desarrollado. Estas membranas internas forman y delimitan organelos donde se llevan a cabo numerosos procesos celulares. De hecho él más sobresaliente de estos organelos es el núcleo, donde se localiza el ADN. Justamente, el término eucarionte, significa núcleo verdadero (eu: verdadero, carion: núcleo). Por lo tanto, las células eucariontes, poseen diversos compartimentos internos, rodeados por membranas. De esta forma es más eficiente reunir a los sustratos y sus enzimas, en una pequeña parte del volumen celular total. Además de conseguirse una mayor velocidad, las membranas favorecen la aparición de estructuras reguladoras que orientan el flujo de moléculas y su posterior conversión en otros productos. Ciertos procesos como la fotosíntesis y la cadena respiratoria están altamente organizados gracias a la localización de las enzimas en diferentes estructuras de membrana. Por otra parte, las membranas también impiden la aparición de sustratos en forma inespecífica en distintas regiones de la célula, ya que actúan como barrera selectiva. En cuanto al tamaño, podemos decir que en promedio una célula eucarionte es diez veces mayor que una célula procarionte. En cuanto al material genético, podemos decir que el ADN eucariota posee una organización mucho más compleja que el ADN procarionte.
Las células procariontes carecen de núcleo y generalmente son mucho menores que las células eucariontes. El ADN de las células procariontes no está rodeado por una membrana, pero puede estar limitado a determinadas regiones denominadas nucleoides. Las células procariontes, al igual que las células eucariontes, poseen una membrana plasmática, pero carecen de membranas internas, que formen organelos. Sin embargo, debemos precisar que en algunas células procariontes, la membrana plasmática forma laminillas fotosintéticas.

Tabla 1.4- Características Diferenciales entre el Modelo Celular Procariótico y Eucariótico
Característica
Célula Procariótica
Célula Eucariótica
Núcleo
No posee membrana nuclear
Posee membrana nuclear
Cromosomas
Un único cromosoma circular y desnudo
Posee uno o más cromosomas lineales unidos a proteínas (cromatina)
ADN extracromosómico
Puede estar presente como plásmidos
Presente en organelas
Organelas citoplasmáticas
No posee
Mitocondrias y cloroplastos, (los cloroplastos presentes sólo en células vegetales)
Membrana plasmática
Contiene las enzimas de la cadena respiratoria, también puede poseer los pigmentos fotosintéticos
Semipermeable, sin las funciones de la membrana procariótica
Sistema de endomembranas
No posee
Presenta REG, REL, Golgi, lisosomas, vacuolas y vesículas.
Pared celular
Capa rígida de peptidoglucano (excepto micoplasmas)
No poseen pared de peptidoglucano. Pueden poseer una pared de celulosa o quitina
Esteroles
Ausentes (excepto micoplasmas)
Generalmente presentes
Citoesqueleto
Ausente
Presente. Formado por filamentos proteicos.
Exocitosis y Endocitosis
Ausente
Presente
Ribosomas
70 S en el citoplasma
80 S en el retículo endoplásmico y en el citosol
División
Fisión Binaria (amitosis)
Mitosis - Meiosis
Tamaño
0,2 a 10 mm
Siempre superior a 6 mm

Estructura de las células PROCARIóTicAS
Las bacterias pueden definirse como organismos unicelulares procariontes que se reproducen por fisión binaria. Contienen toda su información genética en un único cromosoma bacteriano circular. También poseen sistemas productores de energía y biosintéticos necesarios para el crecimiento y la reproducción. Poseen como característica particular una pared rígida de peptidoglicanos. Son generalmente de vida libre y poseen ADN extracromosómico en forma de plásmidos, estos codifican genes de resistencia a antibióticos o factores "sexuales" como los pili.
Los micoplasmas son las bacterias más pequeñas de vida independiente. Son muy flexibles y deformables por lo que atraviesan los filtros de esterilización. Entre sus características principales se encuentran: a) carecen de pared celular, b) en su membrana plasmática poseen esteroles, que no son sintetizados por la bacteria sino que son absorbidos del medio de cultivo o del tejido donde se desarrolla.. Los micoplasmas son resistentes a la penicilina (carecen de pared de peptidoglucano) y por la misma razón no toman la coloración de Gram.
Las cianobacterias, anteriormente llamadas algas cianofíceas (azulverdosas), son bacterias Gramnegativas. Se encuentran presentes en estanques, lagos, suelo húmedo, cortezas de árboles, océanos y algunas en fuentes termales. La mayor parte de las cianobacterias son autótrofos fotosintéticos. Contienen clorofila a, que también se encuentra en plantas y algas. La clorofila a y pigmentos accesorios se localizan en membranas fotosintéticas, llamadas laminas internas o laminillas fotosintéticas. Muchas especies de cianobacterias fijan nitrógeno, este proceso enriquece el suelo.
Estructura de las células eucarióticas
Fig.1.5- Esquema de la ultraestructura tridimencional de una célula animal y sus principales componentes.Presentan este modelo celular, los organismos de los reinos Protista, Hongos, Plantas y Animales. Si bien existe una gran diversidad entre estas células, el modelo básico es similar, presentando como estructura sobresaliente el núcleo celular.
Núcleo celular.- Las diversas partes de una célula eucariótica interactúan de forma integrada. Esto es posible porque existe un centro primordial de control: el núcleo celular. Una membrana doble, la envoltura nuclear (constituida por dos unidades de membrana), controla el transporte, muy selectivo, de sustancias entre el núcleo y el citoplasma. El pasaje se realiza a través de los poros nucleares. La envoltura nuclear posee ribosomas adheridos a la cara citoplasmática y una estructura proteica en su parte interna llamada lamina nuclear, que sirve como esqueleto al núcleo. En el interior del núcleo, se encuentra el material genético (ADN) asociado a proteínas básicas llamadas histonas, formando una estructura fibrilar muy enrollada denominada cromatina y el nucleolo, sitio de ensamblaje de los ribosomas (estructuras esenciales para la síntesis de proteínas, formados por ARN ribosomal y proteína). El ARN ribosómico se sintetiza en el nucleolo, y las proteínas ribosómicas en el citoplasma, para pasar después al núcleo y de allí al nucleolo, donde se unen al ARN ribosomal para formar los ribosomas. Rodeando al núcleo encontramos el citoplasma, coloide donde predominan como constituyentes agua, iones, enzimas y donde se encuentran incluidos los organelos celulares. El citoplasma se encuentra separado del ambiente exterior por la membrana plasmática.
Membrana plasmática.- Estructuralmente esta compuesta por una bicapa fosfolipídica. El colesterol esta presente en las células animales, pero esta ausente, en general, en plantas, hongos y procariontes (salvo micoplasmas). La membrana plasmática también contiene múltiples proteínas con diversas funciones. Podemos dividirlas en dos grandes grupos: a) proteínas integrales de membrana y b) proteínas periféricas de membrana. Las primeras atraviesan la membrana de lado a lado, mientras que las segundas están en contacto con la membrana, pero no la atraviesan. Algunas son enzimas reguladoras, otras receptores hormonales. Existen también proteínas transportadoras y canales reguladoras del movimiento de iones y moléculas a través de la membrana plasmática, de allí su enorme especificidad. Otra función importante de la membrana es la comunicación intercelular y el reconocimiento de diversos tipos de molécula (hormonas, virus, anticuerpos, toxinas, etc.) que interactúan con ella. En general esta función es llevada acabo por glucoproteínas y glucolípidos, que se encuentran solo en el lado externo de la membrana plasmática. Se cree que los glúcidos juegan un importante papel en la adhesión entre células. A esta capa, de glucolípidos y glucoproteínas se la denomina glucocálix.
Sistema de endomembranas.- Este sistema se compone de sistemas membranosos interconectados entre sí, como el retículo endoplalmático liso o agranular (REL), el retículo endoplasmático rugoso o granular (REG) y el aparato de Golgi. Estas estructuras permiten la circulación de sustancias siempre dentro de formaciones limitadas por membrana interactuando por medio de vesículas.

Tabla 1.6 - Organización del Sistema de endomembranas
Estructura
Descripción
Función
Retículo endoplasmático rugoso (REG)
Membranas internas en forma de sacos aplanados y túbulos. Con ribosomas adheridos a su superficie externa. La envoltura nuclear es parte del REG.
Síntesis de Proteínas destinadas a secreción (exportación) o a la incorporación de membranas.
Retículo endoplasmático liso (REL)
Membranas internas donde predominan los túbulos. Sin ribosomas adheridos.
Sitio de biosíntesis de lípidos y detoxificación de medicamentos.
Aparato de Golgi
Pilas de sacos membranosos aplanados (dictiosomas). Funcional y estructuralmente polarizado.
Modificación de proteínas (glicosilación). Empaquetamiento de proteínas secretadas. Clasificación de las proteínas que se distribuyen a membrana plasmática,
Lisosomas
Vesículas (sacos) membranosas
Contienen enzimas hidrolíticas, que desdoblan materiales ingeridos, secreciones y deshechos celulares.
Vacuolas
Sacos membranosos principalmente, en plantas, hongos y algas.
Transporte de materiales, deshechos y agua.

Organelos

Tabla 1.7 - Principales organoides membranosos de la célula eucarionte
Estructura
Descripción
Función
Mitocondria
Organelas semiautónomas. Poseen ADN y ribosomas tipo procarionte. Una doble membrana les sirve de envoltura. La membrana interna forma las crestas mitocondriales.
Metabolismo aeróbico. Sitio de muchas de las reacciones de la respiración celular. Allí se realizan el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. Es decir la transformación de la energía de lípidos o glucosa (moléculas combustibles) en ATP (moneda energética).
Cloroplasto
Organela semiautónoma. Posee ADN y ribosomas tipo procarionte. Una doble membrana envuelve a los tilacoides. La clorofila, se encuentra en las membranas tilacoidales.
La clorofila capta la energía luminosa para formar ATP y otros compuestos con gran cantidad de energía. Estos compuestos altamente energéticos sirven para sintetizar, glucosa a partir de CO2.
Microcuerpos (Peroxisomas)
Vesículas membranosas que contienen diversas enzimas relacionadas con el metabolismo del oxigeno y el peróxido de hidrogeno. No poseen ADN ni ribosomas
Sitio de muchas reacciones metabólicas. Enzimas que protegen de la toxicidad del oxigeno, por ejemplo la catalasa.

Ribosomas y Polirribosomas.- Son estructuras redondeadas que a diferencia de las anteriores, carecen de unidad de membrana. Están constituidos por dos subunidades, mayor y menor separadas entre sí. Ambas subunidades se unen cuando leen una molécula de ARNm. Las subunidades están formadas por ARNr y proteínas, siendo ensambladas en el nucleolo. Cuando hay varios ribosomas unidos a una molécula de ARNm, lo denominamos polirribosoma. La función de los ribosomas es sintetizar proteínas.
Citoesqueleto.- El citoesqueleto es una red de fibras proteínicas. Esta red es dinámica encontrándose en constante cambio. Sus funciones, son esenciales para las células eucariontes y abarcan motilidad celular, forma, diferenciación, reproducción, regulación, etc.
Tabla 1.8 - Organización General del citoesqueleto
Estructura
Descripción
Función
Microtúbulos
Tubos huecos compuestos por la forma monomérica de la proteína tubulina. (monómero globular)
Sostén estructural, participan en el movimiento de organelas y la división celular (aparato mitótico), componentes de cilios, flagelos y centríolos.
Filamentos de actina (microfilamentos)
Estructura sólida en forma de huso consistente en la proteína actina. (monómero globular)
Sostén estructural, participan en el movimiento de la célula y sus organelos y en la división celular.
Filamentos intermedios
Proteínas filamentosas, en forma de tubos. Compuestas por monómeros fibrosos.
Sostén estructural. Forman redes que conectan la membrana plasmática con la envoltura nuclear.
Centríolos
Pares de cilindros huecos, localizados cerca del centro de la célula, formados por microtúbulos.
El huso mitótico se forma entre los centríolos durante la división de células animales, fija y organiza los microtúbulos. Están ausentes en las plantas superiores.
Cilios
Proyecciones relativamente cortas que se extienden desde la superficie celular. Compuestas por microtúbulos.
Movimiento de algunos organismos unicelulares. Se utiliza para mover materiales en la superficie de algunos tejidos.
Flagelos
Proyecciones largas compuestas por microtúbulos. Cubiertos por membrana plasmática
Locomoción celular de espermatozoides y algunos organismos unicelulares.

Fig. 1.6- Esquema de componentes del citoesqueleto

Célula eucariótica animal y vegetal
Fig. 1.7- Esquemas de una célula vegetal (izquierda) y tridimencional de un cloroplasto con sus componentes (derecha)
Las células eucariontes poseen dos modelos estructurales básicos: a) células autótrofas fotosintéticas y b) células heterótrofas.
Las células autótrofas son aquellas que sintetizan su propio alimento, es decir sus propias moléculas combustibles. En este caso las células eucariontes vegetales son células autótrofas fotosintéticas, por lo tanto utilizan la luz solar como fuente de energía. Transforman la energía solar en energía química, este proceso es llamado fotosíntesis. La fotosíntesis en las células vegetales se lleva a cabo en un organelo membranoso llamado cloroplasto. Dentro del cloroplasto se encuentran sacos membranosos apilados, denominados tilacoides, en cuyas membranas encontramos el pigmento llamado clorofila, esencial para la fotosíntesis.
Las células heterótrofas son aquellas que no sintetizan su propio alimento sino que necesitan una fuente externa de energía tanto como de materiales de construcción de sus propias moléculas. Las células animales (y los hongos), son células eucariontes heterótrofas.
Las células animales y las células vegetales poseen unas organelas membranosas llamadas mitocondrias, donde se lleva acabo la respiración celular. En este proceso son rotos los enlaces de alta energía de las moléculas combustibles orgánicas. Esta energía liberada es utilizada para la síntesis de las monedas energéticas como el ATP. El ATP es esencial para las diferentes funciones celulares. Para que este proceso se lleve a cabo dentro de las mitocondrias es necesaria la presencia de oxigeno. Por lo tanto, en ambos tipos celulares son necesarias las mitocondrias, para obtener energía química en forma de ATP a partir de las moléculas combustibles. Pero es diferente el origen de las moléculas orgánicas utilizadas como combustibles. En el caso de las células vegetales (autótrofas), ellas sintetizan sus propias moléculas combustibles en los cloroplastos, en el proceso de fotosíntesis. En cambio las células animales (heterótrofas), necesitan una fuente externa de moléculas energéticas que sirvan como combustible celular.

Tabla 1.9 - Principales diferencias entre células animales y células vegetales
Estructura
Célula animal
Célula vegetal
Pared celular
Ausente
Pared celular constituida por celulosa.
Aparato mitótico (Huso acromático )
Astral
Anastral
Centríolos
Presente
Ausente
Vacuolas
Vacuolas pequeñas
Vacuolas grandes, puede ser una grande central
Metabolismo
Heterótrofo
Autótrofo
Mitocondrias
Presentes
Presentes
Cloroplastos
Ausentes
Presentes


Virus.- Hacia fines del siglo pasado se formulo la teoría de que cada enfermedad era producida por un germen específico. Hasta ese momento los patólogos estaban convencidos de que para cada enfermedad seria posible encontrar el microorganismo responsable, utilizando las siguientes técnicas: a) observación del germen con la ayuda del microscopio, b) cultivo sobre un medio nutritivo y c) retención por filtros. Sin embargo, en 1892, Iwanowski (o Ivanovsky?) pudo demostrar que el agente productor de la enfermedad del mosaico de tabaco pasaba a través de los filtros para bacterias y no podía ni verse ni cultivarse. Luego en 1898 Beijerinck, determinó que la enfermedad del mosaico del tabaco era provocada por un nuevo agente infeccioso a los que denomino virus filtrables (virus: palabra de origen latino que significa veneno). Los virus están ampliamente distribuidos en la naturaleza y afectan a todo tipo de organismos, tanto del reino animal, vegetal o protista. La hepatitis B en si misma, es un problema sanitario grave y muy extendido. Pero encierra una amenaza peor. El virus que la produce es el carcinógeno humano más importante después del tabaco. Trescientos millones de personas, la mayoría habitantes con escasos recursos asistenciales, están crónicamente infectados con el virus y tienen una probabilidad muy elevada de contraer cáncer de hígado. En el tercer mundo, el virus suele transmitirse de madre a hijo, durante el primer mes de vida, y principalmente durante el nacimiento. Si el pequeño es niña, se convertirá probablemente en portadora crónica y transmitirá el virus de la hepatitis B (VHB) a su descendencia cuando alcance la edad fértil. En cambio en los países desarrollados su incidencia es mayor en adultos, que por su profesión tienen contacto directo con la sangre (cirujanos, enfermeras, dentistas), los receptores de sangre u hemoderivados o personas que reciben tratamientos de diálisis o drogadictos intravenosos. El virus de la hepatitis B (VHB) es mucho más contagioso que el HIV.
Priones.-Las partículas infecciosas llamadas priones, están constituidas únicamente por una proteína de aproximadamente 250 aminoácidos. Es decir carecen completamente de ácidos nucleícos. Es esta la razón por la cual fue resistida durante mucho tiempo, la hipótesis de que las proteínas por si solas podían ser la causa de enfermedades infecciosas. De acuerdo al dogma imperante hasta 1980, las enfermedades transmisibles (infecciosas) necesitaban material genético, para que la infección se asentara en el huésped. Pero ahora sabemos que las partículas proteínicas infecciosas (priones), pueden ser el sustrato de diversas enfermedades, hereditarias o contagiosas. Este comportamiento dual tanto infeccioso como hereditario era desconocido. Posteriormente se descubrió que los priones se multiplican por una vía increíble y desconocida hasta ese momento: convierten proteínas normales en MOLECULAS INFECCIOSAS, con solo alterar la estructura proteica. Las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET), son las enfermedades degenerativas del sistema nervioso central que afectan a animales y seres humanos causadas por los priones. Se denominan espongiformes ya que el cerebro adquiere un aspecto parecido al de una esponja. Las EET que sufren los seres humanos son el Kuru (o muerte de la risa), la enfermedad de Creutzfeldt -Jakob (ECJ), el síndrome de Gerstman-Straussler-Scheinker (GSS) y el insomnio Familiar Fatal (IFF); las EET de animales, incluyen el scrapie (del ingles to scrape, raspar, por la tendencia de los animales infectados a rasparse contra postes , troncos o cercas para combatir la picazón) de ovejas y cabras, la enfermedad de agotamiento crónico de mulas y ciervos en cautiverio y la encefalitis espongiforme bovina (EEB), o enfermedad de la vaca loca.
Las EET se caracterizan por su prolongado periodo de incubación (en el hombre puede tener un periodo de incubación de 30 o mas años), generalmente asociadas a declives progresivos de las funciones motoras y cognitivas (enfermedad activa), y por su evolución inevitablemente fatal. Las EET en el ser humano generalmente aparecen en personas de edad avanzada.