Tema III La Célula Eucariota.

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1 Tema III La Célula Eucariota

2 La célula Es la unidad elemental de estructura y función de todos los seres vivos Es la unidad más pequeña que manifiesta todas las propiedades de la vida Todos los seres vivos están compuestos de células Todo organismo vivo ha sido alguna vez una célula

3 La célula es la unidad funcional de los seres vivos
Seres unicelulares y pluricelulares (células especializadas) En ambos casos la célula crece y se reproduce individualmente Todas las células proceden de un antecesor común (variación al azar y selección natural) La vida no existe en unidades más pequeñas que la célula

4 1 mililitro de sangre: 5.000.000.000 de C
1cm cúbico de tierra de bacterias Cuerpo humano: 100 billones de C

5 Células procariotas y eucariotas
Núcleo diferenciado. Mayor tamaño. Plantas, hongos y animales. Células “modernas” Procariotas: Núcleo no diferenciado. Menor tamaño. Bacterias. Células “primitivas” Dentro de una célula eucariota cabrían hasta bacterias

6 Estructura de las células eucariotas

7 1 2 Célula con microscopio óptico (2500 aumentos) 3 4 5 6 1 Nucleo
3 1 Nucleo 2 cromatina 3 nucleolo 4 Citoplasma 5 Vacuolas 6 mitocondrias

8 Con microscopio electrónico 250000 aumentos
Membranas celulares Plasmática Nuclear De orgánulos Núcleo Genoma Citoplasma (citosol + orgánulos) Retículo endoplasmático Aparato de Golgi Lisosomas Mitocondrias Citoesqueleto Microtúbulos Microfilamentos Filamentos intermedios

9 La Membrana Plasmática

10 Membrana plasmática (Membrana celular)
Teoría de la bicapa lipídica de la membrana (mosaico fluído) Bicapa fosfolipídica de naturaleza semimpermeable que separa el interior celular del medio (función de protección), pero que permite el traspaso de sustancia en ambos sentidos (función de comunicación) El intercambio de materia entre el interior y el exterior está controlado por procesos bioquímicos en la membrana (liposolubilidad)

11 Características funcionales de las membranas biológicas. Fisiología
Estas características se fundamentan en la naturaleza fluida de los componentes lipídicos (desplazamiento lateral, no de una capa a otra) La fisiología de la membrana depende de la fluídez y viscosidad, a más fluídez mayor actividad Ciertos procesos de transporte a través de la membrana y de actividad encimática cesan cuando aumenta la viscosidad

12 La viscosidad depende de la temperatura y la composición del fosfolípido
Transición de fase (temperatura crítica de congelación) la membrana se vuelve rígida Longitud de la cadena hidrocarbonada (cuanto más corta, mas baja la temperatura de congelación Doble enlace tipo cis (cuando está presente, baja la temperatura de congelación)

13 La naturaleza lipídica de la membrana plasmática eucariótica es variada:
Fosfolípidos: (fosfotidilcolina, esfingomielina, fosfatildilcerina) Otros lípidos: Colesterol Glucolípidos: (gangliósidos)

14 La membrana plasmática también tiene una naturaleza proteica con un importante papel a nivel funcional

15 Proteínas en la membrana plasmática
Proteínas intrínsecas (integrales, estructurales): atraviesan completamente la membrana Proteínas polares: presentan una región hidrofóbica que se une a los grupos lipídicos y una región hidrofílica que evita a estos grupos

16 Proteínas extrínsecas o periféricas: asociadas a la membrana sin atravesarla
Son proteínas hidrofílicas Unidas a lípidos Unidas a proteínas intrínsecas P. periféricas externas Comunicación e interacción entre células (matriz extracelular) P. Periféricas internas Citoesqueleto celular

17 Mecanismos para traspasar la membrana
Pasivo (difusión facilitada) Trasporte activo (requiere gasto de energía)

18 Difusión Las disoluciones extra e intracelular están separadas por la membrana plasmática Naturaleza semipermeable de la membrana: el H2O, O2 y CO2 atraviesan la membrana por difusión simple También influye la carga eléctrica de uno u otro lado de la membrana Los nutrientes, iones, deshechos no la atraviesan por difusión simple, utilizan canales, bombas y proteínas transportadoras

19 Ósmosis: difusión exclusiva de H2O a través de membrana
Presión osmótica Equilibrio de concentración (Hipertónico – Isotónico – Hipotónico)

20 Trasporte activo Tránsito de moléculas hidrosolubles necesarias para la supervivencia y crecimiento (azúcares, aminoácidos, etc) Tránsito de iones necesarios para el funcionamiento celular (ej. neuronas) Proteínas transmembranales de transporte Proteínas transportadoras Proteínas formadoras de canales

21 Proteínas transportadoras
Casi todas las pequeñas moléculas necesarias para la vida de las células, salvo el H2O, O2, CO2 y los ácidos grasos, son transportadas por proteínas especializadas Especificidad de la proteína transportadora Transporte pasivo (difusión facilitada): movimiento de la molécula a favor de los gradientes de concentración y eléctrico Transporte activo: movimiento de la molécula en contra de los gradientes de concentración y eléctrico. Empleo de energía (Adenosín trifosfato: ATP)

22 Canales iónicos Canales: medio de comunicación transmembranal de elementos hidrófilos Naturaleza proteica Canales iónicos Estrechos y selectivos Conformaciones estructurales Tipología Dependientes de voltaje (por despolarización) Dependientes de ligando (si se les une una molécula específica Activados por fuerzas mecánicas

23 El Núcleo Celular

24 El núcleo celular Centro de control de la célula
Almacena toda la información genética en sus moléculas de DNA Sólo las células eucariotas tienen núcleo

25 Rodeado por una doble membrana que contiene poros para el transporte de macromoléculas
El ARN es sintetizado en el núcleo y lleva la información genética al citoplasma Las proteínas se sintetizan en el citoplasma y entran en el núcleo para realizar su función enzimática, estructural o reguladora Citoplasma ARN Proteínas N

26 En el núcleo hay uno o más nucleolos
En el nucleolo se sintetiza el ARN que constituye los ribosomas El ADN se encuentra en el núcleo unido a proteínas formando la cromatina Cuando la célula se va a dividir, la cromatina se condensa y se individualizan los cromosomas

27 Orgánulos Celulares

28 Orgánulos citoplasmáticos
Citoplasma: Retículo endoplasmático Aparato de Golgi Mitocondrias Vacuolas Lisosomas

29 Retículo endoplasmático
Estructura en forma de laberinto formado por membranas y que forma canales y vesículas interrelacionadas RE Liso y RE Rugoso (con ribosomas)

30 Aparato o Complejo de Golgi
Pequeños sacos apilados rodeados por una membrana Abundante en células secretoras Relacionado estructural y funcionalmente al RE Síntesis de polisacáridos Modificación, transporte y almacenamiento de sustancias sintetizadas en otras partes de la célula Lípidos y proteínas se transforman en glucolípidos y glucoproteínas

31 Existen dos direcciones en el tráfico de las vesículas de transporte del AG
Hacia la membrana plasmática (glucolípidos y glucoproteinas) Hacia los lisosomas

32 Mitocondrias Membrana externa e interna; matriz mitocondrial
Pliegues llamados crestas Centrales energéticas de la célula

33 Contienen enzimas implicadas en la degradación de moléculas
Funcionan en presencia de oxígeno En su interior las moléculas (glucosa pej) se oxidan, pierden electrones que pasan al O2 liberando energía que se almacena en moléculas de ATP Esta energía se emplea en todos los procesos de síntesis o movimiento

34 Cloroplastos Específicos de las células vegetales
En su interior ocurre la fotosíntesis Contienen clorofila, que capta la luz solar y la transforma en energía química para sintetizar moléculas orgánicas a partir del CO2 de la atmósfera

35 Vacuolas Orgánulos muy sencillos rodeados por una membrana
Algunas degradan moléculas (vacuolas digestivas) otras almacenan sustancias (grasa, proteínas, almidón, pigmentos, etc)

36 Lisosomas Semejantes a las vacuolas
Contienen enzimas que degradan las moléculas inservibles para la célula

37 Citoesqueleto Da consitencia y forma a la célula y está implicado en sus movimientos Formado por Microtúbulos (formados por la proteína tubulina) Filamentos intermedios Microfilamentos (formados por la proteína actina)

38 La tubulina y la actina son proteínas globulares que pueden ensamblarse y desensamblarse produciendo cambios de forma

39 Pueden formar estructuras superiores (orgánulos)
Centriolo: formado por microtúbulos. Relacionado con la aparición del huso mitótico, que interviene en la separación de cromosomas en la división de la célula Cilios y flagelos: se forman en la periferia de la célula y están relacionadas con el movimiento de esta en medios líquidos

40 Multicelularidad

41 Multicelularidad Organismos pluricelulares
Formados por células especializadas División del trabajo Diferenciación celular Estas células no pueden vivir aisladas Cooperación e interdependencia Un conjunto de células adyacentes y del mismo tipo constituye un Tejido Los diferentes tejidos que cooperan para realizar una función constituyen un Órgano Un conjunto de órganos con función compartida constituyen un Sistema

42 Sistemas digestivos, excretores, esqueléticos, de defensa etc.
Célula, tejido, órgano y sistema constituyen los distintos Niveles de Organización de los organismos pluricelulares Reproducción: en los OP sólo hay unas pocas células diferenciadas para la reproducción de todo el organismo Proceso de desarrollo: una única célula debe dar lugar a todo un organismo pluricelular Sistemas digestivos, excretores, esqueléticos, de defensa etc. Todas estas funciones deben estar coordinadas

43 Reproducción Celular

44 Reproducción celular Mecanismo capaz de prolongar lo viviente en el espacio y el tiempo Para que la célula se divida también se han de multiplicar las moléculas que la constituyen Niveles de organización de la reproducción Molecular Celular Organismos Para la reproducción hacen falta nutrientes

45 Nivel molecular La multiplicacíón de las moléculas dentro de la célula está en función de la complejidad de la molécula Sustancias inorgánicas: tomadas directamente de los nutrientes Hidratos de carbono, lípidos y aminoácidos: síntesis enzimática de las sustancias aportadas por la nutrición Moléculas proteínicas: síntesis dependiente de los genes ADN: Autorreplicado. Es la base de la reproducción de un organismo Así, la célula incorpora moléculas y consigue el crecimiento celular que necesita para la reproducción

46 Nivel Celular La reproducción celular es el mecanismo universal de transmisión de la información que existe en la célula madre a las células hijas Ciclo celular: Interfase (G1, S y G2) Crecimiento citoplasmático Duplicación del centrosoma (G1, S y G2) Duplicación de ADN (S) Mitosis División celular

47 G1: Primera fase de crecimiento
G1: Primera fase de crecimiento. La célula va aumentando de tamaño y sintetiza proteínas y ARN S: Síntesis. El ADN se duplica en el núcleo G2: segunda fase de crecimiento. Se siguen sintetizando ARN y proteínas, al final cambia la estructura celular Este periodo (entre dos mitosis) se llama interfase y la actividad metabólica es máxima

48 En los seres pluricelulares, son los factores de crecimiento los responsables de coordinar la reproducción celular

49 Mitosis o división celular
División de una célula en dos células hijas Se generan células iguales a la original (con el mismo DNA) Mitosis: Varias etapas División nuclear Profase Metafase Anafase Telofase Cinocitosis (división del citoplasma)

50 Profase Se hacen patentes los cromosomas (constituídos por dos cromátidas unidas por el centrómero, cada cromátida corresponde a una cadena de ADN) El cromosoma se acorta y engrosa porque se condensa la cromatina La membrana nuclear y el nucleolo desaparecen y dejan libres a los cromosomas por el citoplasma

51 Metafase Aparece el huso
Los cromosomas se insertan en las fibras del huso por el centrómero Se desplazan hasta el ecuador del huso formando la placa metafásica o ecuatorial

52 Anafase Es la fase crucial de la mitosis porque distribuye las dos copias de la información genética original El centrómero se divide Cada cromosoma se separa en sus dos cromátidas Los centrómeros emigran por las fibras del huso en direcciones opuestas arrastrando cada uno a una cromátida Termina con la separación completa de las cromátidas hermanas

53 Telofase Los dos grupos de cromátidas se descondensan y se hacen menos patentes Se reconstruye la membrana celular alrededor de cada conjunto cromosómico, lo cual define los nuevos núcleos hijos Reorganización del nucleolo que desapareció en la profase

54 Citocinesis División del citoplasma Membrana nuclear completa
Por estrangulación (animales) Por tabicación (vegetales) Quedan dos células idénticas a la madre excepto en tamaño