biologia 2012
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BIOLOGIA CELULAR
J.Videla A. Prof.Biología-Lic.EnfermeríaMagíster en Educación Superior
Contacto : [email protected]
INTRODUCCION
Juan Videla A. Prof.Biología- Enfermero
De acuerdo a si
existen o no
compartimientos
intracelulares con
funciones y
estructuras
diferenciadas,
han sido
clasificadas en:
Procariontes y
Eucariontes.
PROCARIONTE EUCARIONTE
Juan Videla A. Prof.Biología- Enfermero
CELULAS PROCARIONTES
Este tipo de células , se divide en 2 clases :
EUBACTERIAS
se caracterizan por poseer pigmentos fotosintéticos similares a los que
poseen las plantas.
Las arqueobacterias , son organismos que crecen en ambientes
desfavorables
(altas temperaturas , altas concentraciones salinas , ausencia de O2 , etc ).
Las células procariontes son células pequeñas ( 0,2 - 10 um de diámetro ) ,
poseen estructura simple , existiendo en ellas tres constituyentes celulares
comunes.
• Membrana plasmática
• Ribosomas
• Nucleoide
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ARQUEOBACTERIAS
La MEMBRANA sirve como barrera funcional, participa en el
metabolismo celular (respiración celular y la fotosíntesis.)
Por la parte exterior de la membrana plasmática , se encuentra la pared
celular , que le proporciona rigidez y le da la forma a la célula .
Esta pared se pone de manifiesto mediante la tinción de Gram .
El interior de la célula procarionte se divide en dos regiones :
• nucleoide central
• citoplasma
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El citoplasma posee muy pocas estructuras y no está dividido en
compartimentos como ocurre en los eucariontes.
Se encuentran en el citoplasma Ribosomas ( sitios donde se sintetizan
proteínas ) ,proteínas , enzimas , pequeñas moléculas y iones .
En el citoplasma , se reconocen regiones poco densas , llamadas
nucleoide , donde se encuentra el DNA formado por una sola molécula
el cual está fuertemente plegado y empaquetado .
IMÁGENES CÉLULAS PROCARIONTES
ORGANIZACIÓN CELULA EUCARIONTE
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EUCARIONTES CARACTERISTICAS
1.- presenta NUCLEO CELULAR , contiene el DNA
2.- gran cantidad de MEMBRANAS INTERNAS , que forman los organelos.
En el citoplasma , muchos organelos comunes se encuentran en la mayoría de las
células eucarióticas : núcleo , retículo endoplásmico (liso-rugoso), complejo de
golgi ,lisosomas , peroxisomas , mitocondrias y en células vegetales los
cloroplastos.
3.- posee un esqueleto interno ( CITOESQUELETO ) , que da la forma y
movimiento a la célula
MEMBRANAS BIOLOGICAS
Son indispensables para la vida celular. Se encuentran rodeando a la célula
(procariota o eucariota ) y también las encontramos dentro de la célula eucariota
formando los distintos organelos.
La membrana que rodea a la célula , se llama MEMBRANA CELULAR o
PLASMATICA
Membrana Plasmática
Lípidos Proteínas Glúcidos
se compone de
¿Cuáles son los componentes?
Las membrana celular cumple varias funciones:
a) delimita y protege las células;
b) es una barrera selectivamente permeable,
c) permite el paso o transporte de solutos de un lado a otro de la célula,
pues regula el intercambio de sustancias
d) poseen receptores químicos que se combinan con moléculas
específicas que permiten a la membrana recibir señales y responder de
manera específica,
LA CARACTERISTICA PRINCIPAL DE LAS MEMBRANAS
ES SU ASIMETRIA Y SU FLUIDEZ
Composición química de las membranas
PROTEINAS : 40-70%
LIPIDOS : 30-50%
GLUCIDOS :2-10%
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LIPIDOS
a) Fosfolípidos ( los más abundantes)
b) Glucolípidos
c) Colesterol
Los 3 tipos son anfipáticos , esto es , tienen una cola hidrofóbica
( no polar ) y una cabeza hidrofílica ( polar)
Cabeza hidrofílica
Cola hidrofóbica
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Las proteínas , son las responsables de la mayoría de las funciones de
las membranas , actuando como receptores específicos , enzimas o
proteínas de transporte .
PROTEINAS EN LAS MEMBRANAS
LAS MEMBRANAS CELULARES ESTÁN FORMADAS POR
CAPAS DOBLES DE FOSFOLÍPIDOS
•Singer y Nicolson (1972) : postulan su “modelo de mosaico fluído” .
Donde las colas de los fosfolípidos estarían ubicadas hacia adentro ,
mientras que las cabezas de los fosfolípidos están orientadas en sentido
opuesto a las colas hidrofóbicas .
Exterior de la célula
Interior de la célula Juan Videla A. Prof.Biología- Enfermero
Juan Videla A. Prof.Biología- Enfermero
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Modelo de mosaico fluído de Singer y Nicolson
Las proteínas no sobresalen hacia el exterior desnudas , sino que están
cubiertas por carbohidratos. Si se unen a proteínas se llaman
glicoproteínas y si se unen a los lípidos se llaman glicolípidos .
Toda la superficie cubierta por carbohidratos , se llama GLICOCALIX , el
cual permite el reconocimiento celular .
CARBOHIDRATOS EN LAS MEMBRANAS
MEMBRANA PLASMÁTICA
LípidosProteínas Glúcidos
se organiza como modelo
-Fosfolípidos
-Colesterol
-Glucolípidos
- Integrales
- Periféricas
de tipo
Bicapa Lipídica-Transporte
-Comunicación
-Glucolípidos
-Glucoproteínas
Glucocálix
Mosaico Fluido
compuesto por
que
forman la
Barrera
semipermeable
que actúa
como
de tipo
ubicadas en
cuya función es
de tipo
Asimetría
a la
forman el
Huella digital
de cada célula
que es la
ubicados
en la
Cara externa
otorgando
Mapa Conceptual
MATRIZ EXTRACELULAR
CONJUNTO DE PROTEÌNAS Y POLISACARIDOS LIBERADOS POR LAS
CELULAS DE LAS CELULAS ANIMALES.
SE ACUMULAN SOBRE LA SUPERFICIE EXTERNA DE LA MEMBRANA
PLASMATICA PERMITIENDO QUE LAS CELULAS SE MANTENGAN UNIDAS
EN LOS TEJIDOS Y GENEREN UN AMBIENTE INTERCELULAR ADECUADO.
MATRIZ EXTRACELULAR
COMPONENTES :
•PROTEINAS FIBROSAS :
COLAGENO Y ELASTINA
•PROTEOGLUCANOS :
GLUCOSAMINOGLUCANOS
•PROTEINAS DE ADHESION:
FIBRONECTINA Y LAMININA
•PROTEGER A LAS CELULAS QUE RODEA
•MANTENER LAS CELULAS UNIDAS Y FACILITAR FORMACION DE TEJIDOS
(CONSISTENCIA, ELASTICIDAD Y RESISTENCIA)
•PROVEER UN SUSTRATO PARA QUE LAS CELULAS MIGREN
( DIFERENCIACION Y ORGANOGENESIS)
•ACTIVAR O INHIBIR PROCESOS DE SEÑALIZACION INTRACELULAR
FUNCION MATRIZ EXTRACELULAR
TAREA :
INVESTIGUE ACERCA DE CANCER Y ALTERACION DE LA MATRIZ EXTRACELULAR
CITOPLASMA
El citoplasma se divide en : A) citosol y B) organelos
El citosol , corresponde a la parte líquida que rodea a los
organelos , está compuesto mayoritariamente por agua ( 75 a
90% ) y otros componentes como glucosa , iones ,
aminoácidos , acidos grasos , proteínas , lípidos y ATP .En el
citosol ocurren reacciones químicas fundamentales para la
vida de la célula .
Los Organelos , son estructuras especializadas de forma y
funciones características especializadas , entre las cuales
destacan : crecimiento celular, mantenimiento y
reproducción .Esta formado por el citoesqueleto , complejo
de Golgi , lisosomas, peroxisomas , retículo endoplásmico ,
mitocondrias
CITOESQUELETO
La capacidad de las células eucarióticas para adoptar una variedad de
formas y para realizar movimientos coordinados depende del
Citoesqueleto.
Las diversas actividades del citoesqueleto dependen de 3 tipos de
filamentos proteicos :
a) Microfilamentos
b) Filamentos intermedios
c) Microtúbulos
MICROTUBULOS
Estructuralmente , tienen un aspecto tubular.
La subunidad estructural es la proteína globular TUBULINA.
FUNCIONES :
a) mantención forma celular
b) participan en los movimientos celulares ( movimiento ciliar y flagelar ,
migración de cromosomas en la anafase mitótica , transporte de
vesículas o moléculas , flujo axónico , etc )
MICROFILAMENTOS
Compuestos por ACTINA , la cual puede estar en dos formas .
Actina G ( globular) y Actina F (fibrilar).
Estas estructuras han sido objeto de muchísimos estudios, y gracias a
ellas sabemos que son las responsables de la contracción muscular. Se
encuentran justo bajo la membrana celular.
FILAMENTOS INTERMEDIOS
Estructuras semejantes a cuerdas , existiendo distintos tipos de
filamentos
Filamentos de queratina : células epiteliales ( cabello)
Filamentos de desmina : células musculares
Neurofilamentos : neuronas
Filamentos gliales : células gliales
Los filamentos intermedios , serían capaces de múltiples interacciones
con las estructuras citoplasmáticas , y por ello tendrían un rol crucial
regulando la forma celular.
CENTRÍOLO: Estructura de aspecto físico de estrella radiante. Se localiza en el centro
justo de la célula y se encuentra en una pequeña zona llamada centrosoma, rodeada de
una masa llamada esfera atractiva.
Cada célula tiene dos centríolos que se colocan perpendicularmente. Su aspecto es
cilíndrico, adornado por nueve tríadas de túbulos. En torno a ellos se advierten unas
estructuras esféricas llamadas satélites. De estas salen los microtúbulos en forma de
estrella.La función del centríolo está en regir el movimiento de los cromosomas
durante la mitosis.
NUCLEO
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NUCLEO
Generalmente es único y esférico , ocupa una posición central . Al interior
de este compartimento se encuentran contenidos el material hereditario
(cromatina) , ribonucleoproteínas , uno o más nucleolos , múltiples
proteínas-enzimas , agua y una matriz nuclear .
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ENVOLTURA NUCLEAR
Encierra al DNA y define el compartimento nuclear .
Está formado por 2 membranas , una externa y una interna , separadas
por un espacio llamado espacio perinuclear .
COMPLEJO DE PORO
Este se conocía antiguamente como poro nuclear . Estas estructuras se
encuentran en toda la superficie del núcleo , donde se encuentra en una
cantidad entre 3.000 a 4.000 .
NUCLEOLO
La función principal del nucleolo es la producción y ensamblaje de los
componentes ribosómicos. El nucleolo es aproximadamente esférico y está
rodeado por una capa de cromatina condensada.
En el nucleolo además tiene lugar la producción y maduración de los ribosomas,
y gran parte de los ribosomas se encuentran dentro de él .
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RETICULO ENDOPLASMICO (RE)
Es un sistema continuo de membranas organizadas en una compleja red
interconectada con un espacio central delimitado por membranas , que se
extiende a través del citoplasma.
Cumple un papel importante en la biosíntesis celular . Las proteínas
transmembranas y lípidos del RE , complejo de Golgi ,lisosomas y
membrana plasmática inician su síntesis en asociación con las
membranas del RE.
El Re , es de dos tipos : RUGOSO (RER) o LISO (REL) , esto viene dado
de acuerdo a si presenta o no presenta ribosomas unido a su superficie
citoplasmática.
Los ribosomas son los lugares de producción de proteínas.
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Toma su nombre de la presencia de ribosomas sobre sus membranas. Su
membrana se continúa con la membrana externa de la envoltura nuclear.
Los ribosomas unidos al RER se dedican a la síntesis de proteínas que
son trasladadas simultáneamente al interior del RE.
Reticulo endoplasmico rugoso (RER)
son túbulos interconectados que parecen atravesar todo el citoplasma .
La mayoría de las células contienen muy poco REL.
Consta de una red de membranas conectadas a las cisternas del RER.
Además de procesar las proteínas sintetizadas, produce los lípidos de la
célula, en concreto fosfolípidos y colesterol, que luego pasan a formar
parte de las membranas celulares. El resto de lípidos celulares (ácidos
grasos y triglicéridos) se sintetizan en el seno del citosol.
RETICULO ENDOPLASMICO LISO
Las ribosomas son organelos sin membrana, sólo visibles
al microscopio electrónico debido a su reducido tamaño (29
nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). Están en
todas las células vivas (excepto en los espermatozoides).
Su función es ensamblar proteínas a partir de la información
genética que le llega del ADN transcrita en forma de ARN
mensajero (ARNm).
RIBOSOMAS
El aparato de Golgi es un organelo que interviene tanto en la síntesis de
azúcares (especialmente polisacáridos) como en la ordenación de las
proteínas elaboradas en el retículo endoplásmico rugoso.
Recibe las proteínas recién fabricadas y los lípidos del REL , y los
distribuye a la membrana , a los lisosomas y a otras áreas.
Ahí las proteínas se reciben , almacenan , modifican y finalmente se
distribuyen .
COMPLEJO DE GOLGI
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Las mitocondrias constituyen la fuente energética de las células, ya que
mediante el proceso de fosforilación oxidativa producen trifosfato de
adenosina (ATP), que es la forma estable de almacenamiento de energía
que puede utilizar la célula para llevar a cabo las actividades que la
requieren.
Una célula eucariótica típica puede contener del orden de unas 2000
mitocondrias, ocupando en torno a un 20% de todo el volumen celular.
MITOCONDRIAS
Juan Videla A. Prof.Biología- Enfermero
Juan Videla A. Prof.Biología- Enfermero
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LISOSOMAS
Se trata de organelas especializadas de forma redondeada o polimorfa
que contienen diferentes tipos de enzimas del tipo de hidrolasas ácidas
(lipasas, nucleasas, proteasas, sulfatasas...).
Como todas estas enzimas necesitan de un ambiente ácido para su
funcionamiento óptimo, las membranas de los lisosomas disponen de
bombas de protones que transportan de manera activa H+ hacia el
lisosoma, manteniendo así un pH de 5.
Los lisosomas no sólo intervienen en la digestión de macromoléculas,
microorganismos fagocitados, desechos celulares y células, sino que
también digieren organelas en exceso o envejecidas como mitocondrias
o restos de RER.
TAREA : Averigua acerca de la Enfermedad de Gaucher
PEROXISOMAS
Organelos rodeados por solo una simple membrana , ellos no
contienen DNA o ribosomas. Miden de 0.15 a 0.25 um . Se
encuentran en grupos, adyacentes a las membranas del RE . Por
ello todas las proteínas peroxisomales son codificadas por DNA
nuclear sintetizadas en ribosomas libres en el citoplasma.
En células de hígado , son la fuente de 3 enzimas oxidativas:
D-aminooxidasa
Urato oxidasa
Catalasa
Las reacciones oxidativas que ocurren en los peroxisomas hacen
de ellos importantes elementos de detoxificación dentro de la
célula.
Los peroxisomas contienen enzimas que utilizan el oxígeno para
remover átomos de oxígeno
RH2 +O2 ---------> R + H2O2
Como el H2O2 es de alto riesgo para la integridad celular , debe
existir un sistema eficiente de degradación de peroxido . Este
proceso es catalizado por la enzima catalasa , con ello se evita la
salida de H2O2 al citoplasma.
Juan Videla A. Prof.Biología- Enfermero
VACUOLAS
• Las vacuolas son unas estructuras llenas de fluido que contienen varias sustancias.– Generalmente, en las células animales, las vacuolas son
pequeñas y sirven para almacenar sustancias.
– En los organismos unicelulares, tienen diversas funciones especializadas: digerir alimentos, bombear y retirar el exceso de agua o de materiales de desecho del interior de la célula (vacuolas contráctiles).
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Tortora, G., Derrickson, B. Principles of Anatomy and Physiology 12 ed.
John Wiley & Sons, Inc. USA, 2009
•Alberts, B. Molecular Biology of the Cell . Fourth editionGarland Publishing 2002
•Avers , Ch. Biología Celular. Editorial Iberoamericana 1983
•Spotorno, A. Elementos de Biología Celular y genética . Segunda edición. Departamento Biología Celular y genética . U.de Chile . 1983
• Darnell , J. Molecular Cell Biology . Second editionScientific American Books .1990
•http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/autoevaluacion/evacel2.htm
•http://www.biologia.edu.ar/
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