El citosol y las estructuras no membranosas de la célula

Presentación del tema: "El citosol y las estructuras no membranosas de la célula"— Transcripción de la presentación:

1 El citosol y las estructuras no membranosas de la célula
La célula: origen, organización y estructura 2º de Bachillerato 2do Trimestre (2017) Profesora: Tania Amilburu

2 El citosol y las estructuras no membranosas de la célula
1. El citoplasma 5. Los cilios y los flagelos 2. Inclusiones citoplasmáticas 6. Los ribosomas 3. El citoesqueleto 3.2. Filamentos intermedios 3.1. Microfilamentos 3.3. Microtúbulos 7. La matriz extracelular 4. El centrosoma 8. La pared celular

3 1. EL CITOPLASMA Ameba Citoplasma = Hialoplasma (citosol) + Orgánulos + Citoesqueleto + Inclusiones

4 Citoplasma = Hialoplasma + Orgánulos + Citoesqueleto + Inclusiones
Composición del hialoplama o citosol: Agua (70 %) Enzimas Metabolitos ARNm, ARNt, ATP Inclusiones (grasa, glucógeno, gas…) Proteínas, aminoácidos. Lípidos. Polisacáridos y monosacáridos. Funciones del hialoplasma: Regulador del pH intracelular Realizan total o parcialmente reacciones. metabólicas Biosíntesis de aa. Biosíntesis de ac. Grasos Glucogenolisis Glucogenogénesis Glucolisis Fermentaciones Gluconegogénesis… Citoplasma = Hialoplasma + Orgánulos + Citoesqueleto + Inclusiones

5 2. INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS
Depósitos de aceite en hoja de romero Inclusiones Aparecen en células procariotas y eucariotas Son acumulaciones de sustancias hidrófobas, sin rodear de membrana Inclusiones de reserva Proteínas precipitadas Sustancias de desecho Pigmentos Lipofucsina (amarilla). Céls. nerviosas y cardíacas viejas Hemosiderina Degradación de la Hb En animales En vegetales Glucógeno Triglicéridos Gotas de grasa Aceites esenciales Látex Céls. hepáticas Céls. musculares Células adiposas Semillas oleaginosas Pericarpio Aromáticas Árbol del caucho

6 Citoplasma = Hialoplasma + Orgánulos + Citoesqueleto + Inclusiones
3. EL CITOESQUELETO Red de proteínas o filamentos proteicos de distinto grosor extendidos por el citoplasma y que se anclan en la membrana plasmática. ¿Qué es? Aparece en TODAS las células eucariotas. ¿Dónde lo encontramos? Microfilamentos Filamentos intermedios Microtúbulos Está formado por: Citoplasma = Hialoplasma + Orgánulos + Citoesqueleto + Inclusiones

7 Filamentos intermedios
Microfilamentos Membrana plasmática Filamentos intermedios Microtúbulos

8 Mantenimiento de la forma celular. Movimiento celular (pseudópodos)
Microfilamentos Membrana celular 7 nm Estructura: Dos protofilamentos enrrollados entre sí, formados por subunidades de la proteína globular actina. Funciones: Mantenimiento de la forma celular. Movimiento celular (pseudópodos) Contracción muscular División del citoplasma (anillo contráctil) Distribución celular: Se extienden por todo el citoplasma, pero abundan debajo de la membrana (forman el córtex celular)

9 Filamentos de vimentina
TIPOS Neurofilamentos Axones (neuronas) Tonofilamentos (Filamentos de queratina) Células epiteliales Filamentos de vimentina Células del tejido conjuntivo Membrana celular Filamentos intermedios 8-12 nm Estructura: Similar a una cuerda, formada por la asociación lateral de proteínas fibrosas de diferentes tipos. Distribución celular: Se extienden por todo el citoplasma, desde el núcleo a la membrana plasmática a la que se anclan en los desmososmas. Funciones: Mantenimiento de la forma celular. Formación de la lámina nuclear.

10 ¿Sabías que…? Ciertas alteraciones de los filamentos intermedios están relacionadas con enfermedades humanas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) que se caracteriza por la acumulación y el ensamblaje anormal de los neurofilamentos. Conduce a la pérdida progresiva de neuronas motoras, lo que lleva a la atrofia muscular, la parálisis y posteriormente la muerte.

11 Mantenimiento de la forma celular.
Protofilamento α-tubulina β-tubulina 250 Å Estructura: Tubos huecos constituidos por 13 protofilamentos formados por la proteína globular dimérica tubulina. Membrana celular Microtúbulos 25 nm Funciones: Mantenimiento de la forma celular. Movimiento celular (cilios y flagelos) Movimiento de orgánulos Movimiento de los cromosomas en la división celular (huso mitótico) Distribución celular: Irradian desde una región del citoplasma próxima al núcleo, llamada centro organizador de microtúbulos o centrosoma, hasta la periferia celular.

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13 Material pericentriolar
EL CENTROSOMA Crecimiento, localización, orientación y control de microtúbulos. FUNCIONES Presente en todas las células animales, cerca del núcleo (salvo algunas excepciones, no existe en células vegetales). LOCALIZACIÓN Cuerpo central: dos centriolos. Material pericentriolar: anillos de un tipo especial de tubulina. Microtúbulos radiales (áster) ESTRUCTURA Fibras del áster (microtúbulos radiales) Material pericentriolar Diplosoma Centriolo

14 Nueve tripletes de microtúbulos
Microtúbulo A Microtúbulo B Microtúbulo C CENTROSOMA (Estructura: 9+0) Nueve tripletes de microtúbulos A B C Triplete Puente proteico Microtúbulos Los centriolos se duplican durante cada ciclo celular al mismo tiempo que se replica el ADN, antes de que se inicie la mitosis. Los dos centrososmas hijos, cada uno con un par de centriolos, se mueven en direcciones opuestas cuando comienza la mitósis y forman los dos polos del huso mitótico.

15 5. CILIOS Y FLAGELOS Son prolongaciones de la membrana plasmática dotadas de movimiento que aparecen en muchos tipos de células animales. En células libres tienen una función locomotriz, ya que proporcionan movimiento a la célula. Cuando aparecen en células fijas provocan el movimiento del fluido extracelular formando pequeños remolinos que atrapan partículas. La diferencia entre unos y otros estriba en el tamaño y el número. CILIOS: Pequeños (2 a 10 µm) y muy numerosos. FLAGELOS: Largos (hasta 200 µm) y escasos. En ambos casos el diámetro (unas 2 µm) y la estructura interna es la misma.

16 Corte transversal del axonema Estructura 9 + 2
Tallo o axonema Corte transversal del axonema Estructura 9 + 2 Corte transversal del corpúsculo basal Estructura 9 + 0 Zona de transición Corte transversal de la zona de transicíón Desaparece el par de túbulos centrales y aparece la plaxa basal.

17 Corte transversal del tallo o axonema (estructura 9+2)
Nexina: une dobletes periféricos Dineina: responsable del movimiento Corte transversal del tallo o axonema (estructura 9+2)

18 Corte transversal de la placa basal (estructura 9+0)
Estructura idéntica a la de un centríolo

19 Repasamos: ¿Qué representa cada microfotografía electrónica?

20 Algunas preguntas… Los microtúbulos están formados fundamentalmente por moléculas de: a) Tubulina b) Actina c) Queratina d) Miosina ¿Cuál de las siguientes estructuras están formadas por filamentos de actina? a) Cilios b) Huso mitótico c) Lámina nuclear d) Anillo contráctil El axonema de un cilio está formado por: a)Un haz de filamentos de actina b) Nueve tripletes de microtúbulos periféricos c) Nueve pares de microtúbulos periféricos y un par de microtúbulos centrales d) Una red de filamentos intermedios

21 6. LOS RIBOSOMAS Descubiertos por Palade en 1953.
Sólo pueden observarse al microscopio electrónico (250 Å de diámetro). Son orgánulos carentes de membrana. Aparecen dispersos por el hialoplasma o adheridos a las membranas del retículo endoplasmático y núcleo celular. Pueden estar libres o encadenadas (polisomas o polirribosomas)

22 ESTRUCTURA DE LOS RIBOSOMAS
Hay dos subunidades de forma aproximadamente globular, una mayor y otra menor, que presentan distintos sitios de unión del ARNm, del ARNt y a las endomembranas. Ambas pueden aparecer separadas o permanecer unidas. Las dos subunidades se forman en el nucléolo, donde se unen el ARNr y las proteínas ribosomales. Estas últimas, se han formado en el citoplasma y tienen que emigrar hasta el nucléolo. Las subunidades salen separadas del núcleo y se juntan en el citoplasma. El análisis químico revela que tienen una composición de casi un 50% de agua y que el resto son diversas proteínas unidas a ARNr. Además, hay iones Mg2+ responsables de mantener unidas proteínas y ARNr, y también a las subunidades.

23 Mitocondrias y cloroplastos
Ribosoma procariota 70S 50S Subunidad grande 30S Subunidad pequeña Ribosoma eucariota 80S 60S Subunidad grande 40S Subunidad pequeña 70 S 50 S 30 S Ribosoma procariota Mitocondrias y cloroplastos 80 S 40 S 65 S Ribosoma eucariota

24 Mayor Menor En los ribosomas se distinguen tres lugares diferentes de unión de los ARN. El sitio P (peptidil), donde se sitúa la cadena polipeptídica, el sitio A (amonoacil) donde entran los aminoácidos, y el sitio E (donde se sitúa el ARNt antes de salir de los ribosomas)

25 FUNCIÓN DE LOS RIBOSOMAS
Síntesis de las proteínas, es decir, la traducción del mensaje genético en forma de cadena polipeptídica. Para ello, la hebra de ARNm portadora del mensaje mantiene el polisoma como el hilo de un collar. Los ARNt cargados con los aminoácidos llegan y los aminoácidos van uniéndose entre sí por enlaces peptídicos. En general, la subunidad pequeña está implicada en la tarea genética (unión con el ARNm y los ARNt a los sitios A y P), mientras la subunidad grande realiza la tarea bioquímica (transferencia y unión de cada aminoácido con el siguiente)

26 7. LA PARED CELULAR La pared celular de las células vegetales es un tipo especial de matriz extracelular compuesta principalmente por celulosa y sintetizada por la célula vegetal. Puede presentar tres capas que se forman de manera sucesiva sobre la membrana plasmática: la lámina media, la pared primaria y la pared secundaria.

27 ESTRUCTURA Lámina media de pectinas. Es la primera en formarse entre dos células que acaban de dividirse y permanecen unidas. En algunas zonas de comunicación entre células vecinas no aparece esta lámina (plasmodesmos). Pared primaria de celulosa y matriz de hemicelulosa que la célula va depositando durante el crecimiento entre la membrana plasmática y la lámina media. Permite el crecimiento. Pared secundaria con abundantes fibras de celulosa y una matriz más escasa de hemicelulosa, que forma hasta tres capas diferentes. Solamente está presente en algunos tipos de células. Esta pared puede impregnarse de diferentes sustancias: algunas tienen naturaleza lipídica y la hacen más impermeable (suberina), y otras le proporcionan una mayor resistencia (lignina).

28 FUNCIÓN DE LA PARED CELULAR
Dar soporte mecánico a las células vegetales actuando como una especie de esqueleto para la planta. Proporciona la resistencia necesaria frente a los efectos de la ósmosis. Protege frente a la abrasión mecánica y frente al ataque de insectos y de microorganismos patógenos. Participa en la comunicación entre células (plasmodesmos). Orienta el crecimiento de las células y de los tejidos y participa en la diferenciación celular.

29 8. LA MATRIZ EXTRACELULAR
Compleja red de proteínas y plisacáridos secretados por las células animales. Rellena los espacios entre las células y une entre sí las células y los tejidos (algo imprescindible para formar los órganos). Funciones: soporte estructural, actúa como filtro de moléculas e interviene en la migración de las células. Su cantidad y composición varía de unos tejidos animales a otros. En los tejidos epitelial y muscular es muy escasa, mientras que es muy abundante en tejidos con función de relleno o soporte, como el conjuntivo, el óseo y el cartilaginoso.

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31 En esta imagen se presentan ejemplos de distintos tipos de matrices extracelulares teñidas con diferentes colorantes. Los asteriscos señalan la matriz extracelular. A) Cartílago hialino, B) Matriz ósea compacta, C) Conectivo denso regular (tendón), D) Conectivo gelatinoso del cordón umbilical, E) Paredes celulares del sistema vascular de un tallo de una planta, F) Células epiteliales. Obsérvese que prácticamente no hay sustancia intercelular, G) Imagen de microscopía electrónica del tejido nervioso donde prácticamente no existe matriz extracelular 

32 Componentes de la matriz extracelular
Proteoglucanos Glucoproteínas estrucuturales Fibronectina Laminina Proteínas fibrosas Colágeno Elastina

33 Proteínas: El Colágeno
El colágeno es una proteína fibrosa formada por tres cadenas (cadenas α) espiralizadas sobre si mismas. Proporciona estructura, resistencia a la rotura y consistencia a la matriz. El colágeno es la principal proteína de la matriz extracelular (25% de las proteínas). Está constituido por una triple hélice ordenada hacia la izquierda, con tres residuos aminoacídicos por vuelta. Uno de ellos siempre es glicina y de los otros dos es bastante frecuente que uno sea prolina y otro hidroxiprolina.

34 Las moléculas de colágeno se asocian en fibrillas de colágeno (10 a 300 nm de diámetro, visibles con el microscopio electrónico) y luego en estructuras más complejas, las fibras de colágeno, que son visibles al microscopio óptico. Luego de su formación las fibrillas de colágeno se entrecruzan con otras a través de enlaces entre residuos de lisina. El grado de entrecruzamiento es variable: en el tendón de Aquiles es muy significativo. Forma fibras muy resistentes a la tracción.

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36 Proteínas: La elastina
La elastina es una proteína fibrosa que se comporta como una goma frente a la tracción. Proporciona elasticidad a la matriz. Tejidos de los vertebrados, como la piel, vasos sanguíneos o los pulmones, necesitan al mismo tiempo ser fuertes pero elásticos para poder cumplir con su función. En estos tejidos existe una red de fibras elásticas en la matriz extracelular de sus células que les permite expandirse y volver a su posición inicial.

37 Proteínas: La elastina
El principal componente de las fibras es la elastina, una proteína hidrofóbica rica en glicina y prolina. Al igual que en el colágeno, las moléculas de elastina están entrecruzadas por uniones covalentes entre residuos de lisina. Esto le permite pasar de una conformación donde las moléculas están enrolladas al azar a una en la que adoptan una totalmente estirada. Si bien la elastina es el principal componente de las fibras elásticas, éstas están recubiertas por glicoproteínas diversas, de la cual la más común es la fibrilina, que recubren la red de elastina.

38 Glucoproteínas: La laminina
Es una de las primeras proteínas de la matriz extracelular sintetizada por un embrión en desarrollo. Tiene tres cadenas polipeptídicas ordenadas en forma de cruz, con distintos dominios destinados a unirse a los otros componentes de la lámina basal.

39 Glucoproteínas : La fibronectina
La fibronectina es una glucoproteína que forma una trama fibrosa larga e insoluble, con función adherente. Proporciona adhesión entre células, y entre células y fibras de colágeno.

40 Polisacáridos (proteoglucanos)
Las glucoproteínas están formadas por proteoglucanos, moléculas que presentan una proteína filamentosa central a la que se unen numerosos filamentos de glucosaminglucanos (GAG), originando estructuras plumosas que a su vez se fijan en una larga molécula de ácido hialurónico. Son muy hidrófilas y retienen mucha agua, lo que proporciona a la matriz una gran resistencia frente a la compresión, permiten la migración celular a través suyo, la difusión de moléculas hidrosolubles e incluso, dado que forman geles con un determinado tamaño de malla, la filtración selectiva de estas moléculas.

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