BIOLOGÍA CELULAR LA CÉLULA Y SUS COMPONENTES

BIOLOGÍA CELULAR LA CÉLULA Y SUS COMPONENTES

UNIDAD Nº 3
BIOLOGÍA CELULAR
LA CÉLULA Y SUS COMPONENTES
OBJETIVOS
Comprender el concepto de célula reconociendo sus distintos tipos
celulares.
Integrar el conocimiento de la estructura de los componentes
subcelulares con su función.
Relacionar los componentes subcelulares con los procesos SaludEnfermedad del individuo.
Integrar los componentes subcelulares como parte de una
estructura dinámica: la célula.
1
CONCEPTO DE CÉLULA
• del latín cellula, diminutivo de cellam, celda, cuarto pequeño.
• Es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo.
• Es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.
• Una célula es una entidad dinámica e integrada!
• Los organismos vivos según el número de células que posean: si
sólo tienen una, se les denomina unicelulares (p.ej. protozoos,
bacterias); si poseen más, se les llama pluricelulares.
Bacilos
Tejido Vegetal
Nutricion: Organismos Autotrofos:
Organismos Heterotrofos
-las plantas y la fotosintesis
-bacterias quimiosinteticas
Tamaño y forma celular
¿A que se deben las diferentes formas celulares?
¿Por qué son pequeñas las
células?
ESCALAS
5
6
BIOMOLÉCULAS
Las moléculas de la Vida
GLÚCIDOS
También llamados HIDRATOS DE CARBONO o AZÚCARES
Glucosa
MONOSACÁRIDOS
Glucosa
Fructosa
Galactosa
Ribosa
DISACÁRIDOS
Sacarosa à Glucosa y Fructosa
Lactosa à Glucosa y Galactosa
POLISACÁRIDOS
…
…
Glucógenoà ALMACENAMIENTO DE ENERGIA EN FORMA QUÍMICA EN
ANIMALES
Almidónà ALMACENAMIENTO DE ENERGIA EN FORMA QUÍMICA EN
VEGETALES
LÍPIDOS
Son insolubles en agua
SIMPLES
Triglicéridos
Aceites à líquidos a temperatura ambiente, origen vegetal.
Grasas à sólidos a temperatura ambiente, origen animal.
Ceras à origen vegetal y animal.
COMPLEJOS
Fosfolípidos
NUMERACIÓN SEGÚN LA CONVENCIÓN DE GINEBRA Y w
OLEICO
∆ 9
C 18:1 (9)
W9
LINOLEICO ∆9,12 C 18:2 (9,12) W 6
LINOLENICO ∆ 9,12,15 C 18:3 (9,12,15) W 3
ARAQUIDONICO ∆5,8,11,14 C 20:4 (5,8,11,14) W 6
PROTEÍNAS
Son biomoléculas formadas por cadenas de aminoácidos.
Tienen función estructural o enzimática
20 Aminoácidos totales
9 esenciales
•Desnaturalización de Proteínas
ÁCIDOS NUCLÉICOS
ADN (ácido desoxirribonucleico)
ARN (ácido ribonucleico)
ATP
Adenosina
A– P ∼P ∼P
ATP
A – P ∼ P + P + ENERGIA
ADP + P + ENERGIA
El ATP es la moneda energética de la vida
OSMOSIS
glóbulo rojo
LA CÉLULA PROCARIOTA
• forma , tamaño, reproducción y nutrición: ya
visto en unidad nº1.
• Nucleoide: ADN, circular y sin membrana
nuclear.
• Citoplasma: no posee organelas, sólo
ribosomas (síntesis de proteínas) e
inclusiones (gránulos de almacenamiento de
lípidos, glucógeno y compuestos fosfatados).
• Plásmido: ADN distinto del contenido en el
nucleoide, asociado a resistencia a
antiobióticos.
• Membrana plasmática: similar a la de las
células eucariotas pero sin colesterol.
• Pared celular: como las células procariotas
son hipertónicas, la pared de péptidoglicanos
evita que estalle.
• Cápsula: de polisacaridos, se asocia a la
actividad patogénica de la célula. P. ej:
Streptococcus neumoniae
con cápsula à patógeno.
sin cápsula à no patógeno.
• Flagelo: movilidad. Los procariotas no
tienen cilias.
• Pili: intercambio p.ej. de ADN.
LA CÉLULA EUCARIOTA
CÉLULA VEGETAL
LA CÉLULA EUCARIOTA
CÉLULA ANIMAL
LA CÉLULA EUCARIOTA
Las células vegetales se caracterizan por poseer:
•Una gruesa pared formada por celulosa.
•Cloroplastos encargados de realizar la fotosíntesis.
•Una única vacuola que ocupa gran parte del citoplasma.
PARED Y VACUOLAS
CLOROPLASTOS
fotosíntesis
CÉLULA VEGETAL
•
•
•
•
•
•
Los cloroplastos son orgánulos
exclusivos de las células vegetales. En
ellos tiene lugar la fotosíntesis ,
proceso en el que se transforma la
energía lumínica en energía química.
Tiene forma redondeada y su tamaño
varia de unas células a otras.
Poseen una membrana externa y otra
interna que forma sacos apilados
denominados grana.
La energía luminosa es captada por
un pigmento de color verde
denominado clorofila.
Los seres vivos poseedores de
clorofila y otros pigmentos, captan
energía luminosa procedente del sol
y la transforman en energía química
CON ESA ENERGIA transforman el
agua y el CO2 en compuestos
orgánicos (glucosa y otros), liberando
oxígeno:
CO2 + H2O + Energía luminosa
Materia orgánica(glucosa) + O2
Cloroplastos
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
FUNCIONES
1.
Protección, límites.
2.
Regula la entrada y salida
de materiales.
3.
Regula las interacciones de
la célula con el medio
extracelular
Singer y Nicholson
(1972) : Mosaico fluído
(solamente presente en membranas
de animales)
Glúcidos
Proteína
periférica de
membrana
Proteína integral
de membrana
19
El colesterol le aporta
rigidez a las membranas.
Las íslas lipídicas son
microdominios de la
membrana que presentan
alta concentración de
colesterol.
PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
MECANISMOS DE TRANSPORTE A
TRAVES DE MEMBRANA
TRANSPORTE TRANSMEMBRANA
DIFUSIÓN SIMPLE
No requiere energía (ATP), las moléculas se desplazan a favor de su gradiente de concentración. Las
moléculas que se movilizan por difusión simple a través de la membrana son las liposolubles y las polares
pequeñas sin carga eléctrica neta, como el H2O.
En el caso particular del H2O, la difusión simple se denomina ósmosis.
DIFUSIÓN FACILITADA
Aquellas moléculas que no pueden atravesar fácilmente las
membranas por difusión simple debido a su polaridad y/o a su
tamaño (por ej. glucosa, aminoácidos, iones, etc.), podrán hacerlo si
están presentes sus respectivos transportadores.
La difusión facilitada ocurre siempre a favor del gradiente, por lo
tanto no requiere gasto de energía adicional.
por CANAL
por TRANSPORTADOR o permeasa
TRANSPORTE ACTIVO
Es un transporte que se realiza en contra del gradiente, ya sea
este de concentración o eléctrico y, en consecuencia, se requerirá
gasto de energía en forma de ATP.
Bomba Na/K
Está presente en todas las membranas plasmáticas de
las células animales. También se la conoce como Na+K+ ATPasa. Es un complejo proteico formado por
cuatro subunidades, todas ellas proteínas integrales de
la membrana plasmática.
TRANSPORTE EN MASA
Permite el ingreso y la salida de grandes moléculas y partículas. Este tipo de transporte involucra siempre gasto
de ATP, ya que la célula realiza un movimiento general de su estructura .
Endocitosis
Implica la ingestión de partículas de gran tamaño,
como microorganismos, restos celulares, inclusive de
otras células, por medio de vesículas llamadas
fagosomas. Estos fagosomas suelen presentar un
gran tamaño.
Exocitosis
Es la incorporación de fluído y de partículas disueltas
en él por medio de pequeñas vesículas. Es un
proceso inespecífico y la velocidad de ingestión es
muy elevada.
EL CITOPLASMA
Esta formado por emulsión coloidal muy fina de aspecto
granuloso, el citosol , y por una diversidad de organoides
e inclusiones que desempeñan diferentes funciones.
CITOSOL
• El medio intracelular está formado por una solución líquida llamada citosol o matriz celular. Los
organoides están contenidos en ella.
•Es un material acuoso. Una solución o suspensión de biomoléculas vitales celulares.
•Muchos procesos bioquímicos ocurren en el citosol.
•Ocupan entre un 50% a un 80% del volumen de la célula.
•Está compuesto aproximadamente de un 70% de agua mientras que el resto de sus componentes
son moléculas que forman una disolución coloidal. Estas moléculas suelen ser macromoléculas.
•Al ser un líquido acuoso, el citosol carece de forma o estructura estables, puede presentarse como:
* Una forma con consistencia de gel (Ectoplasma)
* El estado sol, de consistencia fluida (Endoplasma)
EL 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.
MICROFILAMENTOS
FILAMENTOS INTERMEDIOS
MICROTÚBULOS
Miden de 2 a 6 nm
ACTINA : proteína contráctil
Miden 10 nm
QUERATINA
FILAMENTOS GLIALES
DESMINA
Miden de 20 a 25 nm
MITOCONDRIAS
La principal función de las
mitocondrias es la oxidación de
metabolitos y la obtención de
ATP mediante la fosforilación
oxidativa.
SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS
Retículo endoplasmático granular o rugoso (RER o REG)
Es un grupo de cisternas aplanadas que se conectan entre ellas. Presente en todos los tipos
celulares, se halla especialmente desarrollado en las células secretoras de proteínas. El REG
ofrece una cara citosólica tachonada de ribosomas, a los que debe su aspecto rugoso. Los
ribosomas se unen a las membranas del REG por su subunidad mayor, mediante receptores
específicos, las proteínas integrales de las membranas cisternales son conocidas como riboforinas.
RER
Ribosoma
Retículo endoplasmático liso (REL o REA)
Su aspecto es más tubular y carece de ribosomas. Es poco conspicuo en la mayoría de las
células, pero alcanza un notable desarrollo en las células especializadas en síntesis lipídica o
metabolismo lipídico, como células secretoras de hormonas esteroides y hepatocitos.
Aparato o Complejo de Golgi
Constituido por sacos discoidales apilados, como mínimo en número de tres, rodeados por
pequeñas vesículas. Cada saco presenta una cara convexa (cis) y otra cóncava (trans) , esta
última orientada hacia la superficie celular. En las células animales se ubica típicamente entre el
núcleo y el polo secretor de la célula. No lo presentan las células epiteliales. Su función: modifica
a las proteínas que provienen del RER mediante glicosilación (adición de carbohidratos) y
fosforilación (adición de fosfatos).
provienen del RER …
van hacia la
membrana …
Envoltura Nuclear
Doble membrana que encierra una cavidad, la cisterna perinuclear, en directa continuidad con la luz del RER, del
cual se considera una dependencia. Al igual que éste, presenta ribosomas sobre la cara citosólica. Durante la
división celular se desorganiza y se fragmenta en cisternas que se incorporan al RER.
núcleo
Las Vesículas y los Lisosomas
VESÍCULAS: Son pequeñas bolsas limitadas por membrana que se desprenden como brotes de un
compartimento dador y viajan por el citosol hasta alcanzar el compartimento receptor; donde se fusionan a este
último.
VESÍCULAS REVESTIDAS:
Revestimiento de CLATRINA
• Vesículas Golgi à Lisosoma.
• Vesículas de secreción regulada.
• Vesículas de endocitosis.
Revestimiento de COATÓMERO
• Vescículas RE à Golgi.
• Vesículas Saco à Saco.
• Vesículas de secreción contínua.
• Vesículas de reciclaje.
¿Cómo reconocen las vesículas al compartimento receptor? UNIÓN LIGANDO/RECEPTOR
¿Cómo se mantiene constante la cantidad de membrana en cada compartimento? RECICLAJE DE MEMBRANAS
VESÍCULAS REVESTIDAS:
Revestimiento de CLATRINA
• Vesículas Golgi à Lisosoma.
• Vesículas de secreción regulada.
• Vesículas de endocitosis.
Revestimiento de COATÓMERO
• Vescículas RE à Golgi.
• Vesículas Saco à Saco.
• Vesículas de secreción contínua.
• Vesículas de reciclaje.
¿Cómo se corresponden las caras del sistema de endomembranas con las caras de la
membrana celular?
LISOSOMAS PRIMARIOS:
Los lisosomas primarios son organoides derivados del sistema de endomembranas.
Cada lisosoma primario es una vesícula que brota del aparato de Golgi, con un contenido
de enzimas hidrolíticas (hidrolasas). Las hidrolasas son sintetizadas en el REG y viajan
hasta el aparato de Golgi por transporte vesicular. Allí sufren una glicosilación terminal
de la cual resultan con cadenas glucídicas ricas en manosa-6-fosfato (manosa 6-P). La
manosa 6-P es el marcador molecular, la “estampilla” que dirige a las enzimas hacia la
ruta de los lisosomas.
LISOSOMAS SECUNDARIOS:
Estas hidrolasas se ponen en contacto con sus sustratos cuando los lisosomas
primarios se fusionan con otras vesículas. El producto de la fusión es un lisosoma
secundario. Por lo tanto, la digestión de moléculas orgánicas se lleva a cabo en los
lisosomas secundarios, ya que éstos contienen a la vez los sustratos y las enzimas
capaces de degradarlos.
Fagolisosoma:
Se origina de la fusión del lisosoma primario con una
vesícula procedente de la fagocitosis. Se
encuentran, por ejemplo, en los glóbulos blancos,
capaces de fagocitar partículas extrañas que luego
son digeridas en estos cuerpos.
Autofagolisosoma:
Es el producto de la fusión entre un lisosoma
primario y una vacuola autofágica. Algunos
organoides citoplasmáticos son englobados en
vacuolas, con membranas provistas por las cisternas
del RE, para luego ser reciclados
PEROXISOMAS
• organoides presentes en todas las células
eucariontes.
• son vesículas ovoideas de aproximadamente 0,5 mm.
• rodeadas por una membrana simple y contienen
enzimas en su interior (catalasa principalmente).
• se originan al igual que las mitocondrias por un
proceso de fisión binaria, en este caso de
peroxisomas preexistentes.
La catalasa descompone el peróxido de hidrógeno
( H2O2 ) producido en el peroxisoma o el originado
en otras localizaciones, como el citosol, RE y las
mitocondrias.
INCLUSIONES
glucógeno
NÚCLEO
Nucleolo
Poros
LA ENVOLTURA NUCLEAR es una
DOBLE MEMBRANA
El núcleo (N) está rodeado de una
envuelta nuclear que lo separa de el
citoplasma (C).Esta envuelta está
formada por dos membranas (flecha
roja) que se fusionan en una estructura
llamada poros nucleares.
Hebras de
Cromatina
Envoltura
Nuclear
Heterocromatina: cromatina densa
Eucromatina: cromatina laxa