ORGANIZACIÓN CELULAR: organelos y membranas celulares Miércoles 29 de julio 2009

Células eucariotas Células cuyos organelos están rodeados por membranas Poseen núcleo verdadero Ventajas de poseer “compartimentos separados”: Las reacciones se pueden llevar a cabo en espacios pequeños Permiten el almacenamiento de energía Las membranas sirven como superficies de actividad celular Evita que los reactivos estén presentes en partes donde podrían tener efectos adversos

El citoplasma incluye al citosol y a todos los organelos celulares. nucleoplasma citoplasma Célula vegetal mostrando el núcleo Célula animal mostrando el núcleo El citoplasma incluye al citosol y a todos los organelos celulares. http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula2.htm

Estructuras de una célula eucariota Núcleo / citoplasma Contenido del Citoplasma: Sistema membranoso celular Organelos transductores de energía Citosqueleto

Estructuras Celulares LOCALIZACIÓN ESTRUCTURA Núcleo Celular Núcleo Nucleolo Cromosomas Organelos citoplasmáticos Membrana plasmática Retículo endoplasmático (liso y rugoso) Ribosomas Complejo de Golgi Lisosomas Microcuerpos (peroxisomas) Mitocondrias Plastidios (cloroplastos) Citoesqueleto Microtúbulos Microfilamentos Centriolos Cilios Flagelos Estructuras Celulares

MEMBRANAS BIOLÓGICAS separan físicamente a la célula de su ambiente Permiten a la célula conservar un ambiente interno adecuado para sus reacciones químicas separan físicamente a la célula de su ambiente son estructuras dinámicas y complejas formadas por una bicapa lipídica con proteínas en movimiento constante

Composición de la membrana plasmática Bicapa lipídica con proteínas + pequeñas cantidades de ARN Los principales lípidos componentes son los fosfolípidos que le confieren sus características y propiedades físicas y además forman la bicapa Las proteínas pueden ser de dos tipos: proteínas transmembrana (integrales) o proteínas periféricas La apariencia es de un mosaico Fotografías tomadas de: http://senior.british.edu.uy/odiaz/membrana%20celular.htm, a menos que esté de otra forma indicado en la diapositiva

http://iescarin. educa. aragon http://iescarin.educa.aragon.es/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%201/1%20-%20Capitulo%205.htm

Los lípidos de la membrana La temperatura es importante para mantener su estado y fluidez A bajas temperaturas los organismos regulan la composición de sus membranas para mantener la fluidez y permeabilidad

Las características anfotéricas de los fosfolípidos les permiten forman la bicapa que forma la membrana. Otros lípidos no tienen la misma característica.

Las proteínas de la membrana Sitios de recepción Ayudan en el transporte transmembranoso Enzimas Ayudan en la unión de células Sirven de unión con el citosqueleto

Continuación: La estructura de las membranas celulares Viernes 31 de julio de 2009.

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Las características anfotéricas de los fosfolípidos les permiten forman la bicapa que forma la membrana. Otros lípidos no tienen la misma característica.

Las proteínas de la membrana Sitios de recepción Ayudan en el transporte transmembranoso Enzimas Ayudan en la unión de células Sirven de unión con el citosqueleto

Funciones de la Membrana Celular Límite de la célula y organelos celulares Proporciona estructura y son sitio de reacción Regula intercambio con el exterior (paso de iones, nutrientes y gases) Interviene en la pinocitosis, fagocitosis, secreción y excreción Interviene en la irritabilidad y excitación, indispensables en la transferencia y almacenamiento de energía Interviene en la motilidad, y forma estructuras especializadas de movimiento (cilios, flagelos y microvellosidades) Interviene en la comunicación e intercambio de información, por transmisión nerviosa, acción hormonal, respuesta antigénica y quimiotaxis Inicia la autólisis después de la muerte celular –apoptosis-

Reacciones metabólicas específicas en algunas de las membranas celulares Fosforilación oxidativa en membranas mitocondriales Fotosíntesis en membranas de cloroplastos Síntesis de ácidos grasos por el RE liso Detoxificación de drogas en RE liso Síntesis de proteínas por el RE rugoso Agregación del hidrato de carbono para formar glucoproteínas en membrana del Aparato de Golgi

Los Organelos Celulares

Organelo celular Organización de moléculas diversas que forman estructuras complejas y muy especializadas Órganos que conforman la célula Estructuras especializadas dentro de la células, normalmente rodeados de una membrana que tienen funciones específicas dentro de la organización celular

http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/images/celulaaldea.gif fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula1.htm

EL NUCLEO Componentes: Función Membrana nuclear Nucleoplasma Nucleolo Cromosomas Función Centro regulador de la célula

Núcleo Organelo más prominente Esférico u oval, localizado relativamente al centro de la célula El esqueleto nuclear esta formado por las láminas

Célula vegetal mostrando el núcleo Célula animal mostrando el núcleo http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula2.htm

Síntesis de proteínas Regulado por el núcleo núcleo ribosomas RNA mensajero síntesis Genes Unidades básicas de la herencia, formados por las moléculas de DNA, contienen las instrucciones codificadas químicamente para la producción de casi todas las proteínas necesarias para la célula

Cromatina organizada = cromosomas Nucleolo Lugar de síntesis del RNA ribosómico y ensamble de ribosomas No está limitado por una membrana Cromatina Complejo formado por el DNA y proteínas La cromatina organizada forma los cromosomas Cromatina organizada = cromosomas Forma cromatina DNA

SISTEMA DE MEMBRANAS INTERNAS Organelos membranosos que interactúan por medio de vesículas o se comunican por conexiones físicas entre sus membranas Componentes: Retículo endoplasmático (liso y rugoso) Complejo de Golgi Lisosomas Membrana plasmática

Retículo endoplasmático Uno de los principales centros de síntesis y ensamble de proteínas (su función principal) Complejo de membranas internas continuo a la membrana nuclear Serie de estructuras estrechamente hacinadas y aplanadas en forma de saco que forman compartimientos interconectados en el citoplasma, no comunica directamente con otros organelos Contiene enzimas que catalizan muchos tipos de reacciones químicas distintas

Micrografías del Retículo Endoplasmático

Comunicación entre el RE y el Aparato de Golgi Núcleo Poro Nuclear Retículo endoplasmático rugoso Retículo endoplasmático liso Ribosoma sobre el RE rugoso Transporte de proteínas Vesícula de transporte Aparato de Golgi Cara Cis del Aparato de Golgi Cara Trans del Aparato de Golgi Cisterna del Aparato de Golgi

Retículo endoplasmático liso Más tubular No tiene ribosomas, superficie externa lisa Sitio principal de metabolismo de fosfolípidos, esteroides, ácidos grasos Importante en la localización de enzimas destoxificadoras Muchos en los hepatocitos Retículo endoplasmático rugoso Posee ribosomas Sitio de síntesis de proteínas que se adhieren a carbohidratos, lípidos y otros compuestos

Continuación: organelos celulares membranosos Lunes 3 de agosto de 2009

Ribosomas Sitio de síntesis proteica (incluidos los ribosomas libres en el citoplasma) No están rodeados por membrana Se encuentran en eucariotas y en procariotas Estructuralmente consisten en una subunidad grande y otra pequeña Bioquímicamente formados por ARN ribosómico (ARNr) y cerca de 50 proteínas estructurales A menudo se encuentran asociados al retículo endoplasmático

Mecanismo de funcionamiento de un ribosoma El ARN mensajero (ARNm) se mueve a través del ribosoma Los aminoácidos pegados a los ARN de transferencia (ARNt) son llevados al ribosoma Los aminoácidos se unen para formar a las proteínas http://www.maph49.galeon.com/celula/rireview.html

Estructura de un ribosoma Los ribosomas libres sintetizan la proteína que funciona en el citosol. Los ribosomas ligados al RE hacen proteínas que se distribuyen por el sistema de membranas.

Aparto (complejo) de Golgi Su función principal es procesar y empacar proteínas Formado por sacos aplanados, limitados por membranas y apilados libremente unos sobre otros Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplásmico rugoso Se diferencia del ER por no estar unido al núcleo http://whfreeman.com/life/update/chap04.html.

Lisosomas Pequeños sacos de enzimas digestivas, producidas por el Complejo de Golgi Desdoblan compuestos formados en la célula de origen intracelular y extracelular En células con déficit energético lisan organelos para fuente de energía Encargadas de la autólisis celular Tomado de: http://whfreeman.com/life/update/chap04.html; http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula3.htm#ribosomastit

Vacuolas Espacio o cavidad rodeada de una membrana Sacos grandes llenos de líquido (unión de varias vesículas) Almacena agua, alimentos, sales, pigmentos y desechos Carecen de estructura interna Se presentan en células vegetales y de hongos

http://ciencia-cl.webcindario.com/articulos_biologia/vacuola.htm

Microcuerpos Organelos membranosos Forman compartimientos donde se llevan a cabo reacciones químicas especializadas Peroxisomas: para metabolismo del peróxido resultante del desdoblamiento de los lípidos Glioxisomas: en plantas ayudan en la conversión de grasas a azúcares

Organelos Transductores de Energía Mitocondrias: sitio de respiración celular Cloroplastos: sitio de fotosíntesis También ocurren conversiones de energía en el citosol. Se les llama organelos transductores de energía ya que se especializan en facilitar la conversión de la energía de una forma a otra. Normalmente el producto de la transformación es el ATP.

Mitocondrias Sitio de respiración celular Más numerosas en células activas y que requieren mucha energía Tiene una doble membrana separada por el espacio intermembranoso. Matriz: espacio rodeado por la membrana interna, contiene E´s que para desdoblar moléculas alimenticias y liberar energía La membrana interna se pliega para formar crestas que aumentan la superficie de área, además posee enzimas y otras proteínas que ayudan a convertir energía química a ATP

http://recursos. cnice. mec http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/Fisiologia_celular/contenidos7.htm

Función de la mitocondria en la respiración celular.

Qué es el ADN mitocondrial? También se le llama cromosoma mitocondrial y es de forma circular ADN contenido en el compartimento interno de la mitocondria Gran parte de las secuencias de ADN de las mitocondrias se sintetiza en los ribosomas libres Proviene principalmente del citoplasma del óvulo, por lo que todo el ADN mitocondrial se hereda por línea materna http://www.bioethics.gov/reports/stemcell/glossary.html

Plástides (plastidios) Organelos que producen y almacenan materiales alimenticios en celulas vegetales y de algas Se derivan de proplástides no especializados Cromoplastos: contienen pigmentos que confieren colores característicos a flores y frutos Leucoplastos: carecen de pigmentos y se localizan en raíces y tubérculos donde sirven para almacenar almidón Cloroplastos: sitios donde se lleva a cabo la fotosíntesis

CLOROPLASTOS Convierten energía luminosa en energía química mediante la fotosíntesis Generalmente estructuras discoides con una membrana interna y una externa Una tercera membrana interna forma sacos discoides aplanados llamados tilacoides que contienen la clorofila (o pigmento fotosintético)

Diagrama de un cloroplasto http://www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/education/ Biology/gallery/chloroplast.html Diagrama de un cloroplasto

Citosqueleto Red compleja de fibras proteicas Presente en todas las células eucarióticas Le confieren a la célula la capacidad de cambiar de forma y moverse

Componentes proteicos del citosqueleto Filamento de actina http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/La_celula/contenidos7.htm

Componentes del citosqueleto Modificado de:  http://whfreeman.com/life/update/chap04.html; En http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula3.htm

Microtúbulos Participan en el movimiento de cromosomas durante la división celular Son los principales componentes estructurales de cilios y flagelos

Microfilamentos Cadenas entrelazadas de actina y proteínas afines En fibras musculares generan las fuerzas que participan en la contracción Sirven de sostén mecánico a las estructuras celulares Forman parte de las microbellosidades En la división celular ayudan a constreñir la célula

Filamentos intermedios Ayudan a estabilizar la forma celular Fibras formadas de polímeros muy resistentes y estables Se cree que ayudan a fortalecer el citoesqueleto y abundan en partes de la célula que pueden estar sujetas a tensión mecánica

http://cancerquest.org/index.cfm?page=46&lang=spanish http://www.biosci.uga.edu/almanac/bio_103/notes/may_16.html. http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula3.htm#ribosomastit

Centriolos Son 2 Se localizan cerca del centro de la célula Se componen de 9 conjuntos de 3 microtúbulos que forman un cilindro hueco Se duplican antes de la división celular y al parecer participan en algunos tipos de ensambles de microtúbulos Se desconoce su función específica Están ausentes en la mayoría de células vegetales

Cilios y flagelos Formados de microtúbulos Participan en el movimiento celular Fijados a la superficie celular

http://iescarin. educa. aragon http://iescarin.educa.aragon.es/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%201/1%20-%20Capitulo%205.htm

Matriz extracelular Cubierta secretada por la célula que se extiende más aya de la superficie celular En las células vegetales corresponde a la pared celular En células animales pueden ser protéicas o formadas de polisacáridos que quedan unidos a la célula y llenan espacios entre células y tejidos

http://kentsimmons.uwinnipeg.ca/cm1504/cellwall.htm

RESUMEN DE LAS ESTRUCTURAS CELULARES Y SUS FUNCIONES DESCRIPCIÓN FUNCIÓN Núcleo celular Núcleo Grande, membrana doble, contiene a los nucleolos y cromosomas Centro regulador de la célula Nucleolo Cuerpo granular en el núcleo, consiste de ARN y proteínas Sitio de síntesis de ARN ribosómico y ensamble de ribosomas Cromosomas Compuesto de ADN y proteínas; visible en forma cilíndrica durante la visión celular Contiene genes que son las unidades de información hereditaria encargadas de regir la estructura y actividades celulares

Sistema membranoso celular ESTRUCTURA DESCRIPCIÓN FUNCIÓN Membrana plasmática Membrana que limita a las células vivas Regula movimiento de materiales a través de la membrana, ayuda a conservar la forma y en comunicación Retículo endoplasmático (RE) Red de membranas internas que se extienden en el citoplasma Síntesis de proteínas y lípidos ; da origen a vesículas de transporte intracelular RE liso Carece de ribosomas en la superficie externa Biosíntesis de lípidos y detoxificación de medicamentos RE rugoso Presenta ribosomas adheridos a la superficie externa Síntesis de proteínas para su secreción e incorporación a membranas Ribosomas Gránulos compuestos de ARN y proteínas; algunos adheridos al RE y otros libres en el citoplasma Síntesis de polipéptidos Lisosomas Sacos membranosos (en animales) Modificación y empaque de proteínas, clasificación de proteínas que se distribuyen por vacuolas a otros organelos Vacuolas Sacos membranosos presentes en plantas, hongos y algas Transporte y almacenamiento de materiales, desechos y agua Vesículas Sacos membranosos en células animales Microcuerpos Sacos membranosos que contienen diversas enzimas y compuestos especiales como peróxido Sitios de reacciones metabólicas específicas

Organelos Transductores de Energía ESTRUCTURA DESCRIPCIÓN FUNCIÓN Organelos Transductores de Energía Mitocondrias Sacos consistentes de dos membranas, en la que la interna se pliega para formar crestas Sitio de muchas reacciones de la respiración celular; transformación de la energía de la glucosa o lípidos en energía almacenada en el ATP Plástides Estructura de membrana doble que envuelve a las membranas tilacoides internas Fotosíntesis en el caso de los cloroplastos, otras transformaciones energéticas según sea el plástide particular Citosqueleto Microtúbulos Tubos huecos compuestos de subunidades de la proteína tubulina Sostén estructural, participan en el movimiento de organelos y división celular; componente de cilios, flagelos y centriolos Microfilamentos Estructuras sólidas en forma de bastón formadas por la proteína actina Sostén estructural, participan en el movimiento celular y de sus organelos y en la división celular Centriolos Pares de cilindros huevos localizados cerca del centro de la célula; cada uno consiste de 9 tripletes de microtúbulos Se unen por el huso mitótico durante la división celular en animales; fijar y organizar la formación de microtúbulos en células animales; ausente en plantas superiores Cilios Proyecciones que se extienen desde la superficie celular, están cubiertas de membrana plasmática y se componen de dos microtúbulos centrales y 9 periféricos Movimiento de algunos organismos unicelular, para mover materiales sobre la superficie de algunos tejidos Flagelos Proyecciones largas compuestas de dos microtúbulos centrales y 9 periféricos que se extienden desde la superficie celular y están cubiertos de membrana plasmática Locomoción de espermatozoides y algunos organismos unicelulares