UNIDAD III LA CÉLULA “Los organelos celulares”

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1 UNIDAD III LA CÉLULA “Los organelos celulares”
ORDENAR ALFABÉTICAMENTE LAS REFERENCIAS C.D.E.E. Sandra Vázquez Coria

2 CITOPLASMA Está constituido por la matriz citoplasmática o citosol, el citoesqueleto y los organelos celulares. El Citosol es principalmente agua en la que se disuelven sustancias orgánicas (aminoácidos, glucosa etc.) e inorgánicas (iones, sales minerales etc.) Desde el punto de vista físico – químico, el citoplasma presenta características y propiedades coloidales. Por ejemplo presentan cambios físicos reversibles, pudiendo hallarse en estado Sol o estado  Gel. En el primero, el estado Sol, las partículas disueltas se encuentran muy separadas, permitiendo que el solvente se disponga en forma continua (se parece en consistencia a una gelatina recién disuelta).

3 En el segundo, el estado Gel, se caracteriza porque las partículas disueltas o dispersas se encuentran muy juntas, constituyendo una verdadera red que deja una cantidad de agua retenida; la solución se hace más espesa y viscosa, similar a la misma gelatina que mencionamos anteriormente, pero después de retirarla del refrigerador. Esto le permite a la célula modificar su tamaño y su forma. El Citoesqueleto es una intrincada red de proteínas filamentosas, el cual está formado por microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos, lo que da a las células eucariontes un alto grado de organización.

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5 FUNCIONES DEL CITOESQUELETO
Flujos citoplasmáticos  Movimiento de vesículas de pigmento para coloración protectora  Descarga del contenido de vesículas para regulación del agua en los protozoos  División celular--citocinesis  Movimiento de cromosomas durante la mitosis y la meiosis  Mantener la forma de la célula

6 MICROTÚBULOS Los microtúbulos son tubos cilíndricos de nm en diámetro. Están compuestos de subunidades de la proteína tubulina, estas subunidades se llaman alfa y beta. Los microtúbulos actúan como un andamio para determinar la forma celular, y proveen un conjunto de pistas para que se muevan los organelos y vesículas. Los microtúbulos también forman las fibras del huso para separar los cromosomas durante la mitosis. Cuando se disponen en forma geométrica dentro de flagelos y cilios, son usados para la locomoción. 

7 MICROFILAMENTOS Los microfilamentos  son finas fibras de proteínas como un hilo de 3-6 nm de diámetro. Están compuestos predominantemente de un tipo de proteína contráctil llamada actina, la cual es la proteína celular más abundante. La asociación de los microfilamentos con la proteína miosina es la responsable por la contracción muscular. Los microfilamentos también pueden llevar a cabo movimientos celulares, incluyendo desplazamiento, contracción y citocinesis. 

8 FILAMENTOS INTERMEDIOS
Los filamentos intermedios están constituidas por proteínas fibrosas, que se asocian de manera irreversible sin gasto de energía, dando origen a estructuras de 100 A° de diámetro. Son los componentes más estables del citoesqueleto, y constituyen una trama permanente dentro de las células.

9 CENTROSOMA El centrosoma, citocentro o centro celular es exclusivo de células animales. Está� próximo al núcleo y es considerado como un centro organizador de microtúbulos. La estructura consta de una zona interior donde aparece el diplosoma, formado por dos centriolos dispuestos perpendicularmente entre si�. Este diplosoma esta� inmerso en un material pericentriolar que es el centro organizador de microtúbulos. Así� en �1 se disponen microtúbulos que parten radialmente y que se llaman �áster. Cada centriolo consta de 9 grupos de 3 microtúbulos que forman un cilindro. Este cilindro se mantiene gracias a unas proteínas (nexina) que unen los tripletes.

10 FUNCIÓN DEL CENTROSOMA
Organizar los microtúbulos. De �1 se derivan estructuras de movimiento como: cilios y flagelos; forma el huso acromático, que facilita la separación de las cromátidas en la mitosis; y la estructura del citoesqueleto, cuyos filamentos se organizan alrededor de los microtúbulos.

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12 CILIOS Los cilios son estructuras móviles, que surgen sobre la superficie celular. Su especialidad es la propulsión de moco y otras sustancias mediante oscilaciones rítmicas. La estructura del cilio comprende en su centro un conjunto de microtúbulos de distribución uniforme que en conjunto se llaman axonema, la distribución es 9 + 3, o sea en el centro se ubican dos micro túbulos separados denominados singletes, rodeados por 9 dupletes de microtúbulos.

13 El interior de cada microtúbulos esta conformado por 13 protofilamentos, la nexina es la proteína encargada de unir los dupletes entre si, además entre ellos se disponen las dineinas (proteína dependiente de Ca), proteínas con función ATPasa, la cual al hidrolizar el ATP brinda la energía para el movimiento ciliar el cual se ve limitado por la elasticidad de las nexinas.

14 Los flagelos son más  largos y pocos; se encargan de la locomoción activa de organismos unicelulares (euglena) y en los  multicelulares de la locomoción de los espermatozoides.

15 ORGANELOS CELULARES Corresponden a estructuras que presentan funciones especializadas en el interior de la célula,  formando compartimentos para cumplir cada una sus funciones.

16 CELULA ANIMAL

17 RIBOSOMAS Los ribosomas son estructuras globulares, carentes de membrana. Están formados químicamente por varias proteínas asociadas a ARN ribosómico procedente del nucléolo. Pueden encontrarse libres en el citoplasma o adheridos a las membranas del retículo endoplasmático. Unas proteínas (riboforinas) sirven de nexo entre ambas estructuras. Su estructura es sencilla: dos subunidades (una mayor o otra menor) de diferente coeficiente de sedimentación. Su función consiste únicamente en ser el orgánulo lector del ARN mensajero, con órdenes de ensamblar los aminoácidos que formarán la proteína. Son orgánulos sintetizadores de proteínas. recursos.cnice.mec.es/.../contenidos4.htm

18 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
El retículo endoplasmático es un sistema membranoso cuya estructura consiste en una red de sáculos aplanados o cisternas, sáculos globosos o vesículas y túbulos sinuosos que se extienden por todo el citoplasma y comunican con la membrana nuclear externa. Su función primordial es la síntesis de proteínas, la síntesis de lípidos constituyentes de membrana y la participación en procesos de detoxificación de la célula. La Detoxificación, es el proceso de  anulación de la actividad de sustancias tóxicas (dañinas) por modificación de su estructura química, contribuyendo a su excreción. En los vertebrados, tiene lugar en el hígado, los pulmones, el intestino, los riñones y la piel.

19 Dentro de esos sacos aplanados existe un espacio llamado lumen que almacena las sustancias.

20 El retículo endoplasmático se diferencia en dos tipos de sistemas membranosos de distintas características estructurales y diversas funciones. Su aportación a la vida es fundamental y gracias a su funcionamiento se sintetizan y distribuyen sustancias imprescindibles para el correcto funcionamiento metabólico de la célula.

21 Existen dos clases de retículo endoplasmático:
R.E. rugoso (con ribosomas adheridos) R.E. liso (libres de ribosomas asociados).

22 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL)
se presenta como una intrincada red de túbulos y sistemas membranosos, cuyo tamaño y ubicación dependen de la actividad metabólica de la célula. Su función es la  síntesis de lípidos (esteroides, triglicéridos, entre otros), la detoxificación de sustancias provenientes del medio externo (drogas y medicamentos, entre otros) y la regulación del calcio presente en el citoplasma de las células musculares. En éstas, recibe el nombre de retículo sarcoplásmico (almacena calcio).

23 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)
está formado por sacos membranosos aplanados, interconectados, asociados a ribosomas, lo que da un aspecto rugoso. Al igual que en el caso del REL, el RER tiene un tamaño variable que depende de la actividad metabólica de la célula. Su función es la circulación intracelular de sustancias que no se liberan al citoplasma: la síntesis de proteínas de exportación. Esta función es llevada a cabo en los ribosomas a los que está asociado.

24 APARATO DE GOLGI Se sitúa próximo al núcleo y en células animales rodeando al centriolo. Las cisternas poseen una cara cis y otra trans, con orientaciones diferentes. La cara cis se orienta hacia el RER y la trans hacia la membrana citoplasmática. Las conexiones entre cisternas se realizan por vesículas de transición. En células  vegetales, se llama dictiosoma. Está formado por una serie de vesículas en forma de saco también llamados cisternas.

25 Los sacos originan vesículas más pequeñas que se forman y se desprenden constantemente. El aparato de golgi se forma a partir de vesículas de secreción, que no son otra cosa que bolsitas membranosas que provienen del retículo endoplasmático rugoso conteniendo proteínas. 

26 FUNCIONES DEL APARATO DE GOLGI
Su función es la maduración y acondicionamiento de las sustancias provenientes del retículo endoplasmático. Este proceso consiste en la unión de proteínas y lípidos sintetizados en el retículo, con pequeñas cadenas de glúcidos para obtener glucoproteínas y glucolípidos La formación del acrosoma en los espermatozoides, en cuyo interior tienen enzimas que rompen las barreras del ovocito para que se produzca la fecundación; La concentración y empaquetamiento de las enzimas hidrolíticas dentro de una vesícula para formar al lisosoma; La formación de la placa divisoria, al finalizar la división celular en células vegetales Sintetiza algunos hidratos de carbono de la pared celular vegetal, excepto la celulosa.

27 APARATO DE GOLGI

28 LISOSOMA Los lisosomas son vesículas procedentes del Ap. De Golgi que contienen enzimas digestivas como hidrolasas ácidas. Tienen una estructura muy sencilla, basada fundamentalmente en una membrana plasmática que almacena en su interior las proteínas. La cara interior de la membrana está muy glucosilada para impedir el ataque de las propias enzimas de su contenido interno.

29 FUNCIONES DEL LISOSOMA
Los lisosomas son fundamentales en la vida celular. Se encargan de digerir materia orgánica dentro de la célula con gasto de energía. Existen varios tipos de lisosomas según sea su actividad y su tipo de digestión. De este modo podemos hablar de lisosomas primarios, secundarios de vacuolas digestivas heterofágicas o vacuolas autofágicas. Intervienen en el proceso de la fagocitosis.

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31 PEROXISOMAS Y GLIOXISOMAS
Los peroxisomas son orgánulos similares a los lisosomas pero que contienen, en vez de hidrolasas, enzimas oxidasas como la peroxidasa y la catalasa. Su función es participar en reacciones metabólicas de oxidación como las de las mitocondrias; sin embargo, en los peroxisomas la energía resultante se disipa en forma de calor y no de energía de síntesis de ATP. Los glioxisomas son una clase de peroxisomas que sólo existen en células vegetales. Poseen enzimas del ciclo del ácido glioxílico que es una variante del ciclo de Krebs de las mitocondrias que permite sintetizar azúcares a partir de grasas. Es indispensable en semillas en germinación. La función de los peroxisomas y los glioxisomas es una función metabólica muy específica tanto en las células animales y como en las vegetales. Forman un tipo particular de vesículas cargadas de enzimas metabólicas de tipo oxidasa.

32 MITOCONDRIA Son organelos celulares que se encargan de la obtención de la energía mediante la respiración celular, proceso de oxidación en el que intervienen las ATP sintetasas. La energía obtenida se guarda en forma de ATP. Es un orgánulo común a células animales y vegetales. Funciones: realizan la respiración celular o mitocondrial; en la matriz se efectúa el ciclo de Krebs, la oxidación de los ácidos grasos, la biosíntesis de proteínas en los ribosomas y la duplicación del ADN mitocondrial.

33 Envoltura: está formada por una doble membrana
Envoltura: está formada por una doble membrana. La membrana externa es lisa y la interna se dispone formando una serie de pliegues llamadas crestas mitocondriales. A causa de la naturaleza y disposición de las crestas, la membrana interna proporciona una superficie enorme sobre la cual pueden tener lugar reacciones químicas. En las crestas mitocondriales, están las enzimas que forman ATP.

34 Matriz Mitocondrial: es el espacio interno de la mitocondria
Matriz Mitocondrial: es el espacio interno de la mitocondria. Está compuesta por enzimas implicadas en la respiración celular y por aquellas que regulan y controlan la replicación, transcripción y traducción del material genético de la mitocondria. Contiene, además, un ADN tipo procarionte, circular y desprovisto de proteínas, ARN y ribosomas tipo procarionte, que le da a la mitocondria la capacidad de sintetizar algunas proteínas estructurales y enzimáticas necesarias para su funcionamiento.

35 CELULA VEGETAL

36 PARED CELULAR Es una envoltura gruesa y rígida que rodea a las células vegetales Su composición química es fundamentalmente celulosa que, segregada por la propia célula, se dispone en capas superpuestas. Es un exoesqueleto que perdura aún después de muerta la célula. Es un buen tejido de sostén y permite a los vegetales alcanzar gran altura. Su estructura se basa en una red de fibras de celulosa y una matriz (con agua, sales, hemicelulosa y pectina). La matriz puede impregnarse de lignina, suberina, cutina, taninos y sustancias minerales. Tiene como función dar rigidez a la célula e impedir su ruptura, que sería muy fácil de no existir esta pared, debido a que en el citoplasma existe una elevada concentración de moléculas que origina una corriente de agua hacia el interior celular, hinchando la célula. Si no existiera la pared, la célula reventaría.

37 PLASTIDIOS Son organoides con doble membrana y propios de la célula vegetal y de las algas superiores. Su función es sintetizar y almacenar sustancias orgánicas. Se dividen en cloroplastos, leucoplastos y cromoplastos.

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39 CLOROPLASTOS El cloroplasto es un tipo de plastidio que se encuentra exclusivamente en las células vegetales fotosintéticas (que poseen clorofila). Tienen forma variable aunque, a menudo, son ovoides. Su estructura se compone de tres partes principales: Envoltura: está formada por dos membranas: una externa muy permeable y otra interna lisa y sin crestas, menos permeable que la externa.

40 Estroma: es la cavidad interna del cloroplasto
Estroma: es la cavidad interna del cloroplasto. Está compuesta por enzimas implicadas en la fotosíntesis (proceso mediante el cual la energía de la luz se convierte en moléculas orgánicas) y por aquellas que regulan y controlan la replicación, transcripción y traducción del material genético del cloroplasto. Contiene, además, un ADN tipo procarionte (célula sin núcleo diferenciado), circular y desprovisto de proteínas; ARN y ribosomas tipo procarionte, que le da al cloroplasto la capacidad de sintetizar algunas proteínas estructurales (es decir, que sirvan para formar estructuras tales como la membrana celular) y enzimáticas del cloroplasto.

41 Tilacoides: son sacos aplanados agrupados como pilas de monedas
Tilacoides: son sacos aplanados agrupados como pilas de monedas. Estas pilas se denominan granas. La membrana de los tilacoides contiene los pigmentos fotosintéticos (clorofila y carotenoides), la cadena transportadora de electrones (conjunto de moléculas que conduce un electrón gasta el final de la cadena para retirarle la energía de la que dispone) y la enzima ATP sintetasa, entre otros.

42 FUNCIONES DE LOS CLOROPLASTOS
La más importante es la realización de la fotosíntesis en la que, aparte de la transformación energética, existe una transformación de materia inorgánica a orgánica, utilizando el ATP sintetizado a partir de la luz solar. En el cloroplasto se produce la fase luminosa y oscura de la fotosíntesis además de la biosíntesis de proteínas y la duplicación de su propio ADN.

43 PROCESO DE FOTOSÍNTESIS EN UN CLOROPLASTO

44 LEUCOPLASTOS Estos plastos son incoloros y se localizan en las células vegetales de órganos no expuestos a la luz, tales como raíces, tubérculos, semillas y órganos que almacenan almidón.

45 CROMOPLASTOS Sólo en las células de plantas y algas. Sintetizan y almacenan pigmentos. Su presencia en las plantas determina el color rojo, anaranjado o amarillo de algunas frutas, hortalizas y flores. El color de los cromoplastos se debe a la presencia de ciertos pigmentos; como los carotenos, de color rojo y las xantofilas, de color amarillo. Por ejemplo, el tomate y las zanahoria contienen muchos pigmentos carotinoides.

46 VACUOLAS Las vacuolas son vesículas constituidas por una membrana plasmática en cuyo interior existe fundamentalmente agua. Cuando además de agua existen otras sustancias de forma predominante se llaman inclusiones. Se forman a partir del retículo endoplasmático, del aparato de Golgi o de invaginaciones de la membrana plasmática. En animales suelen ser pequeñas y se llaman vesículas. En vegetales son muy grandes y se llaman tonoplastos que pueden llegar a formar hasta un 50-90% del volumen celular.

47 FUNCIONES DE LAS VACUOLAS
Acumular agua aumentando el volumen de la célula sin aumentar el tamaño del citoplasma ni su salinidad; almacenar sustancias energéticas, tóxicas, venenos, sustancias de desecho, etc. Constituyen el medio de transporte de sustancias entre orgánulos del sistema endomembranoso. En células animales existen además vacuolas fagocíticas, pinnocíticas y pulsátiles.   Entre las inclusiones, las funciones más importantes son almacenar resinas o látex.

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49 NÚCLEO El núcleo es una estructura constituida por una doble membrana, denominada envoltura nuclear que rodea al ADN de la célula separándolo del citoplasma. El medio interno se denomina nucleoplasma y en él están sumergidas, más o menos condensadas, las fibras de ADN que se llaman cromatina y corpúsculos formados por ARN conocidos como nucléolos. La envoltura nuclear presenta una estructura basada en una doble membrana. Entre la membrana externa e interna de esa envoltura existe un espacio intermembranal, llamado espacio perinuclear.

50 Bajo la membrana interna existe una capa de proteínas fibrilares llamada lámina fibrosa. El origen de la membrana nuclear es el retículo endoplasmático. Presenta una serie de poros que comunican ambos sistemas. Estos poros tienen una compleja estructura basada en la organización de una serie de proteínas que forman el complejo del poro nuclear.

51 FUNCIONES DE LA ENVOLTURA NUCLEAR
Separar al citoplasma del nucleoplasma, y mantener separados los procesos metabólicos de ambos medios. Además regula el intercambio de sustancias a través de los poros y la lámina nuclear Permitir la unión con las fibras de ADN para formar los cromosomas.

52 Matriz nuclear: está formada sobre la base de una solución de proteínas no histonas, que cumplen funciones en la síntesis de ADN y ARN, así como de ribonucleoproteínas.

53  Cromatina: está formada por ADN  y proteínas básicas llamadas histonas que son proteínas que se asocian al ADN. La cromatina es una estructura repetitiva en forma de cuentas de collar de perlas llamadas nucleosomas. Estas cuentas se encuentran conectadas entre sí por segmentos de ADN, que se envuelve de un nucleosoma al siguiente.

54 La cromatina es la forma en que se pueden almacenar metros de ADN en el pequeño espacio que el núcleo tiene. Cuando la cromatina está laxa y los nucleosomas están separados por espacios de ADN, se considera que es cromatina funcional.    Pero si esta cromatina experimenta nuevos grados de enrollamientos y ya no hay espacio entre los nucleosomas, porque el ADN está completamente enrollado por acción de la histona H1, estamos frente a cromatina condensada y no es funcional. En estas condiciones, la cromatina condensada pasa a llamarse cromosoma. 

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56 CROMOSOMAS Son un componente del núcleo celular que sólo aparecen cuando la célula está en división, ya sea mitosis o meiosis; tiene una estructura filiforme, en forma de cadena lineal, más o menos alargada, en el caso de eucariotas, o en forma de anillo circular cerrado, en el caso de procariotas, y están compuestos por ácidos nucleicos y proteínas.

57 Los cromosomas están formados por dos cadenas de ADN repetidas que se espiralizan y se mantienen unidas, de forma que en un cromosoma se distinguen dos partes que son idénticas y reciben el nombre de CROMÁTIDAS, que se unen por un punto llamado CENTRÓMERO. El centrómero divide a las cromátidas en dos partes que se denominan BRAZOS.

58 Estas cadenas repetidas surgen al final de la Interfase, antes de la división celular, a partir de la replicación de la única cadena que existe en la Interfase; esto quiere decir que una célula que no está en división tiene en su núcleo cadenas individuales de ADN que forman la CROMATINA, mientras que cuando está en división tiene pares de cadenas duplicadas que forman CROMOSOMAS.

59 NUCLEOLO Ésta es una estructura par que sólo es visible en el núcleo interfásico, que es un núcleo que está trabajando, pero no se está reproduciendo. Está formado por ARN ribosomal, proteínas ribosomales y segmentos de ADN en que se encuentran los genes para sintetizar ARN ribosomal.

60 El número de nucléolos es el mismo para todas las células de un individuo y para todos los individuos de una misma especie. Su tamaño varía según el estado funcional de la célula, es decir, células que sintetizan muchas proteínas tienen nucléolos de mayor tamaño. Su función fundamental consiste en ser una fábrica de ARN ribosomal, imprescindible para la formación de ribosomas.

61 REFERENCIAS Biología para todos, biologia-para-todos-rig.blogspot.com/2007/11/... Consultado el 20 de julio 2009 Célula procariota Consultado el 18 de julio 2009 Ciclo celular, Consultado el 20 de julio 2009 Citoesqueleto, recursos.cnice.mec.es/.../contenidos4.htm, Consultado el 20 de julio 2009 Estructuras celulares: Las envolturas, Consultado el 21 de julio 2009 Eucariontes, Consultado el 22 de julio 2009 Gama Ángeles, Biología I un enfoque constructivista, Pearson Perentice Hall, México 2007 pp La Célula, preupsubiologia.googlepages.com/celula , Consultado 21 de julio 2009 La Célula Consultado el 21 de julio 2009

62 REFERENCIAS La membrana celular, Consultado el 20 de julio de 2009 Membrana plasmática, Consultado el 21 de julio 2009 Niveles de organización, Consultado el 19 de julio de 2009 Vázquez C, Rosalino, Biología, Grupo Patria Cultural, México D.F. 2006