CELULA La célula eucariótica es más compleja además posee núcleo y DNA organizado en cromosomas y orgánulos internos como mitocondrias y cloroplastos.

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1 CELULA La célula eucariótica es más compleja además posee núcleo y DNA organizado en cromosomas y orgánulos internos como mitocondrias y cloroplastos Una célula típica mide 2x200u La célula procariótica posee: pared celular ,membrana citoplasmática, ribosomas, inclusiones y genóforo La procariotas van de x 50u

2 La estructura global se estabiliza con puente de H , interacciones hidrofóbicas y cationes como Ca y Mg con los grupos polares de carga negativa de los fosfolípidos A pesar de su aspecto rígido puede ser considerada como un mosaico fluido con proteínas globulares que atraviesan la bicapa CELULA La estructura general de las membranas biológicas consta de una bicapa lipídica Los fosfolípidos poseen unidades altamente hidrofóbicas (ácidos grasos) y otras hidrofílicas (glicerol) Se agregan en soluciones acuosas donde los ácidos grasos apuntan hacia en interior y las porciones hidrofílicas hacia la fase acuosa Las proteínas de membrana poseen una región hidrofóbica que interacciona con las zonas apolares de los ácidos grasos

3 MEMBRANA PLASMATICA Otra diferencia entre P y E es que los esteroles están ausentes en casi todas las procariotas (salvo género Mycoplasma) Son moléculas rígidas y planas que le dan mayor estabilización a la membrana de las eucariotas que carecen de pared celular Los hopanoides en procariotas cumplen un rol similar El término permeabilidad describe la propiedad de las membranas que permite que determinados compuestos puedan atravesarlas En cuanto al transporte gracias a la acción de proteínas de transporte de membrana se han definido tres tipos: uniportadores, simportadores y antiportadores

4 TRANSPORTE Casi todos los procesos de transporte se asocian al consumo de energía lo que permite una concentración de solutos en el interior a concentraciones mucho mayores que el exterior Se conocen dos tipos de transporte, la translocación de grupo proceso en el que se modifica químicamente (fosforilación) al compuesto que se trasporta En el transporte activo la sustancia que se transporta se combina en el exterior con un transportador unido a la membrana que luego se libera en el interior de la célula sin que sufra modificación alguna

5 TRANSPORTE Este sistema de bombeo requiere energía que viene del ATP y se lleva a cabo mediante la separación de iones H+ que genera un gradiente de protones a través de la membrana llamado fuerza motriz de protones Este gradiente es previamente creado a ambos lados de la membrana, por procesos de respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP mediante ATP hidrolasas de membrana Los sistemas de transporte activo son los más abundantes entre las bacterias, y se han seleccionado evolutivamente debido a que en sus medios naturales la mayoría de las procariotas se encuentran con una baja concentración de nutrientes.

6 PARED CELULAR Las bacterias se dividen en Gram + y – gracias a la tinción diferencial de Gram La pared celular de Gram – está compuesta de varias capas y es compleja y en las Gram + está formada por un tipo de molécula y es más ancha En la pared celular de Bacteria hay una capa rígida llamada peptidoglicano o mureína formada por : N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico y un pequeño grupo de aminoácidos (L y D -alanina, D-glutámico, L- lisina) En Gram + representa el 90% de la pared y el 10% en Gram – La composición estructural siempre es la misma: la glucosamina y el ácido murámico forman el esqueleto y las moléculas de ácido murámico se entrecruzan con puentes de aminoácidos

7 PARED CELULAR El peptidoglicano puede ser destruido por la proteína lisozima el resultado es la lisis de la célula Solutos como la sacarosa compensa el efecto de la lisozima formando protoplastos

8 PARED CELULAR Las Gram + presentan polisacáridos ácidos unidos a la pared celular llamados ácidos teitoicos que contienen glicerofosfato Estos polialcoholes están unidos por ésteres de fosfato y se unen a otros azúcares y D-alanina aportando la carga negativa a la superficie celular

9 MEMBRANA GRAM NEGATIVAS
Las Gram – poseen una capa adicional de lipopolisacárido (LPS) o sea una segunda bicapa lipídica y consta de dos porciones: el núcleo y el polisacárido O La capa lipídica del LPS se conoce como lípido A, la cara externa se asocia a varias proteínas y la interna se halla el complejo lipoproteína que sirve de anclaje entre la membrana externa y el peptidoglicano Una propiedad biológica de la membrana externa de Gram – es que resulta tóxica para los animales y se asocia a una parte de la capa del lípido A

10 MEMBRANA GRAM NEGATIVAS
La membrana de las Gram – es permeable a pequeñas moléculas por unas proteínas llamadas porinas que actúan como canales de entrada y salida se sustancias hidrofílicas de bajo PM Con las enzimas la función de la capa externa es mantenerlas evitando su difusión hacia el entorno pero no es permeable a ellas Estas enzimas se hallan en una región llamada periplasma que contiene tres tipos de proteínas: Enzimas hidrolíticas Proteínas de unión Quimioreceptores La tinción de Gram no se relaciona con la química de la pared sino con la estructura física

11 DIFERENCIAS GRAM + Y GRAM -
Las bacterias Gram-positivas y Gram-negativas tiñen de forma distinta debido a las diferencias constitutivas en la estructura de sus paredes celulares

12 SINTESIS DE LA PARED CELULAR
Durante el proceso de división celular se lleva a cabo una nueva síntesis de la pared celular Las autolisinas son enzimas que originan pequeños orificios en la estructura de la pared por donde se añade el nuevo material formando una protuberancia sobre la superficie celular A medida que continúa el proceso de división celular aumenta el volumen celular hasta que se forma un tabique o septo en la pared que da lugar a dos células El paso final es la unión peptídica de los glucanos por una reacción conocida como transpeptidación Esta reacción es inhibida por el antibiótico penicilina que conduce a la formación de un peptidoglicano poco resistente derivando finalmente en la lisis osmótica

13 ESTRUCTURA DNA PROCARIOTAS
El DNA se llama genóforo y es una molécula de DNA desnudo también puede existir DNA circular llamados plásmidos El cromosoma procariótico típico es una molécula circular cerrada covalentemente Para el bacilo E coli supone 4700 kilopares de bases que es mayor a la de virus y orgánulos Si se abre el genoma mediría 1mm lineal (tamaño del bacilo 2-3u) El empaquetamiento de DNA en la célula requiere de un superenrrollamiento mucho más compacto que el circular

14 ESTRUCTURA DNA PROCARIOTAS
En la fase estacionaria cuando el genoma deja de crecer el número de genóforos se aproxima a uno por célula Para asegurar la disponibilidad de una copia completa para cada célula hija se inician nuevos ciclos de división celular antes que se complete el último El resultado son múltiples copias o copias parciales en las células con crecimiento rápido Los procariotes se reproducen asexualmente son haploides lo que significa que el genoma es una sola copia del cromosoma bacteriano Sin embargo realizan procesos de intercambio genético que nunca implican el cromosoma completo (fragmentario) por tres mecanismos: Conjugación (contacto célula a célula) Transducción (mediado por virus) Transformación (participa un DNA libre)

15 FLAGELOS Y MOVILIDAD Muchas procariotas son móviles debido al flagelo apéndice largo y fino fijo por un lado a la célula y libre por el otro Su disposición varía: en la polar se localizan en uno o ambos extremos, en la lofotrica surge un penacho de flagelos en un extremo y la peritrica se insertan en varios lugares de la superficie celular Cada flagelo es una estructura semirígida que se mueve por rotación como si fuera una hélice y parte de su cuerpo basal funciona como un motor Por cada rotación se traslocan 1000 protones, la velocidad está relacionada a la fuerza motriz de protones El crecimiento del flagelo es a partir de la punta y su síntesis tiene lugar mediante un proceso de autoensamblaje

16 Su forma es helicoidal y está formado por subunidades de una proteína llamada flagelina
En la base del flagelo hay una región llamada gancho que une el filamento a la parte motora El cuerpo basal presenta pequeñas varillas centrales que atraviesan un sistema de anillos En Gram – hay un anillo externo anclado a la capa de LPS , otro en el peptidoglicano de la pared y uno interno en la memb citoplasmática En Gram + que carecen de LPS solo existe un par de anillos interiores Anclado en la membrana hay un par de proteínas Mot que gobiernan el motor y proteínas Fli que actúan invirtiendo la rotación En las eucariotas móviles existen los flagelos y los cilios FLAGELOS Y MOVILIDAD

17 FLAGELOS Y MOVILIDAD Los movimientos de los organismos con flagelos polares y lofotricos son distintos de los que poseen flagelos peritricos. Los organismos con flagelos peritricos se mueven generalmente en línea recta de una manera lenta y majestuosa. Los organismos con flagelos polares se mueven dando giros periódicos, de una manera más rápida e impetuosa

18 SUPERFICIES BACTERIANAS E INCLUSIONES
Las fimbrias y los pili no participan en la motilidad Las fimbrias son cortas y numerosas y favorecen la fijación de algunos MO a las superficies Los pili son más largos y sólo existen unos pocos por célula funcionan como receptores para partículas virídicas y participan en el proceso de conjugación de procariotas Otros procariotes secretan materiales viscosos formados por polisacáridos en capas llamadas glicocaliz que puede ser grueso o delgado, rígido (cápsula) o flexible (capa mucosa) dependiendo de la naturaleza química Su función es la de fijación de ciertos MO patógenos a sus hospedadores, además fija una gran cantidad de agua favoreciendo la resistencia a al desecación en las bacterias encapsuladas Las células presentan gránulos o inclusiones con el objeto de almacenar energía compuestos por: ácido poli-beta hidroxibutírico (PHB) o glucógeno Numerosos procariotas que flotan en los lagos y mar producen vesículas de gas que son las responsables de la flotabilidad tienen forma de haz huecas pero rígidas impermeables al agua y permeable a los gases

19 Las endosporas son células diferenciadas resistentes al calor, la radiación y los agentes químicos y pueden permanecer en estado latente durante largos períodos Una sustancia característica y que no se halla en las células vegetativas es el ácido dipicolínico que se localiza en el núcleo y se combina con iones Ca2+ El núcleo se encuentra deshidratado tiene solo el 10-30% del agua aumentado así su termo resistencia y contiene altos niveles de proteínas específicas del núcleo ácido-solubles (SASPs) y tiene dos funciones: se unen al DNA y lo protegen de la radiación UV, calor y otra es servir como fuente de C y energía para el desarrollo de una nueva célula vegetativa La esporulación empieza cuando se limita la disponibilidad de nutrientes esenciales en fase estacionaria (ej: Bacillus tarda 8 hs) La conversión a célula vegetativa implica tres pasos: activación (por frío o calor), germinación (pérdida refringencia , resistencia al calor y radicaciones UV, del dipicolinato de Ca y SASPs) y crecimiento (captación de agua y síntesis de RNA, DNA y proteínas) la célula surge a partir de la cubierta rota y se divide ENDOSPORAS

20 MITOCONDRIAS Son estructuras bastonadas o esféricas donde se producen los procesos de respiración y fosforilación oxidativa (formación de ATP) La membrana carece de esteroles y es menos rígida y está formada por proteínas embebidas en una bicapa de lípidos permeable a pequeñas moléculas como el ATP que pasa al citosol Posee un sistema de membranas internas crestas que albergan las enzimas de la respiración y producción de ATP y proteínas de transporte Es considerado el almacén de energía de la célula ya que contiene numerosas enzimas para oxidación de compuestos orgánicos y enzimas de la ruta del ácido cítrico

21 CLOROPLASTOS Son orgánulos de eucariotas que contienen clorofila capaces de realizar la fotosíntesis Poseen una membrana externa muy permeable, una interna menos y un espacio intermembranal La membrana interna rodea al estroma donde hay una serie de discos de membrana aplanados tilacoides donde se localiza la cadena de transporte fotosintético La membrana del tilacoide es impermeable dado que su función es establecer el gradiente de protones responsable de la fuerza motriz protónica requerida para la síntesis de ATP El estroma contiene la enzima rubisCo importante en el ciclo de Calvin donde los organismos fotosintéticos trasforman el CO2 en materia orgánica luego la glucosa y el ATP generados en la fotosíntesis difunden hacia el citosol para la síntesis de nuevo material celular