1. 1 BIOLOGIA-LOYOLA 1ESTRUCTURA CELULAR. LA CLULA EUCARIOTA: ESTRUCTURA YFUNCIONES GENERALES DE LOS ORGNULOS CELULARES. LACLULA PROCARIOTA. VIRUS.1. TEORA CELULARTodos los seres vivos estamos formados por una o varias clulas, de manera quepodemos dividir a los seres vivos en dos grandes grupos:a. Seres Unicelulares: Formados por una clula.b. Seres Pluricelulares: Formados por ms de una clula.Podemos definir la clula como la unidad estructural, fisiolgica y reproductora delos seres vivos, es decir, todo ser vivo est constituido por clulas y se reproducen atravs de ellas.Adems, como excepcin podemos decir que no todos los seres vivos estn formadospor clulas, ya que los virus no son ms que simples molculas de cidos nucleicos, y aestos organismos se les llama organismos acelulares.2. CLULAS PROCARIOTAS Y CLULAS EUCARIOTAS1. Clulas Procariotas : Son muy simples y apenas tienen estructuras en su interior. Notienen ncleo, es decir, su material gentico no est separado del citoplasma. Algunasejemplos son las bacterias y las cianofceas.2. Clulas Eucariotas : Son las tpicas del resto de los organismos ya sean uni opluricelulares, animales o vegetales. Tienen orgnulos celulares y poseen un ncleo quesepara su material gentico del citoplasma.3. ESTRUCTURAL GENERAL DE UNA CLULA EUCARIOTAEl estudio de la clula y de sus orgnulos o compartimentos celulares, lo dividimos enlas siguientes partes :1. M e m b r a n a P la s m a tic a . R u g o so . 1 . R e tic u lo e n d o p la s m a tic o . L is o . 2.A p a r a to d e G o lg i. 3. V a c u o la s . O r g a n u lo s c o n m e m b rana 4 . 1 . C ito p la s m a c o n o r g a n u lo s L is o s o m a s .2 . P r o to p la sm a 5.M ito c o n d r ia s . 6.P la s to s . 7. P e r o x is o m a s . E s tr u c tu r a s c e lu la r e s ( S in m e m b r a n a ) : R ib o s o m a s . 2. H ia lo p la s m a ( c ito p la s m a s in o r g a n u lo s ) : C ito e s q u e le to . 1 . E n v o ltu r a n u c le a r . 2.N u c le o p la s m a o ju g o n u c le a r .3 . N u c le o 3.N u c le o lo . 4 . C r o m a tin a .

2. 2BIOLOGIA-LOYOLA 2Adems hay que tener en cuenta que los orgnulos segn se observen almicroscopio ptico o electrnico presentan un aspecto distinto, por eso hablaremosde una estructura (microscopio ptico) y una ultraestructura celular (microscopioelectrnico).ARRIBA, TPICA CLULA EUCARIOTA ANIMAL. CLULADEBAJO,DEBAJO, TPICA CLULA EUCARIOTA VEGETAL 3. 3BIOLOGIA-LOYOLA 34. LAS MEMBRANAS BIOLGICAS:LA MEMBRANA UNITARIA.La membrana plasmtica y los orgnulos que hay dentro de la clula estn formados pormembranas, y estas membranas son barreras o fronteras que permiten no slo separar,sino tambin poner en comunicacin distintos compartimentos en el interior de la clula,as como a la propia clula con el exterior.La estructura de todas estas membranas es muy parecida, y las diferencias que hay entreellas es ms bien a nivel de funcin particular que tienen los distintos orgnulosformados por estas membranas ; por eso, las distintas funciones que van a tener estosorgnulos va a depender de la composicin en protenas que tengan sus membranasbiolgicas.Los orgnulos formados por membranas son :1. MEMBRANA PLASMTICA.2. RETCULO ENDOPLASMTICO.3. APARATO DE GOLGI.4. LISOSOMAS.5. PEROXISOMAS.6. MITOCONDRIAS.7. PLASTOS.8. VACUOLAS.9. ENVOLTURA NUCLEAR.COMPOSICIN DE LAS MEMBRANASLas membranas de las clulas eucariotas estn formadas por una BICAPA LIPDICAA LA QUE SE UNEN MS O MENOS FUERTEMENTE UNA SERIE DEPROTENAS Y OLIGOSACRIDOS ( Modelo del Mosaico fluido de Singer yNicolson ), teniendo en cuenta que los oligosacridos slo estn por la parte defuera y que forman el llamado glucoclix.Dicho estos vamos a pasar a estudiar los distintos componentes de las membranas :1. Lpidos :Los lpidos ms abundantes son :a) Fosfolpidos.b) Colesterol (menos en la membrana interna de las mitocondrias que no tienecolesterol).c) Glucolpidos (Por la parte de fuera de la membrana plasmtica).Estos lpidos como ya sabemos debido a su carcter anfiptico (recordar que tienenpartes polares y partes no polares ) en medio acuoso forman una bicapa ; esta bicapaaporta la estructura bsica de la membrana y debido a su fluidez es posible muchasfunciones que realizan las membranas celulares.La bicapa es fluida porque se comporta igual que lo hace un lquido es decir lasmolculas pueden desplazarse sobre s mismas intercambiando posiciones, y la fluidezde la membrana va a depender sobre todo de tres factores:1) La temperatura: Al aumentar la temperatura, aumenta la fluidez.2) La naturaleza de los lpidos: Los lpidos con cidos grasos insaturados y de cadenacorta, favorecen la fluidez.3) El colesterol: Reduce su fluidez 4. 4BIOLOGIA-LOYOLA42. Protenas :La posicin que ocupan en la bicapa lipdica va a depender de su mayor o menorafinidad por el agua, de manera que las partes hidrfilas de la protena quedan hacia elinterior o exterior de la bicapa lipdica, y las partes hidrfobas se sitan en el seno de labicapa lipdica y gracias a estos distinguimos los siguientes tipos de protenas :a) Protenas Intrnsecas o Integrales : Son protenas que estn unidas de una maneramuy fuerte a los lpidos, y que slo separan de ellos con detergentes que son capaces dedisolver a los lpidos. Dentro de esta clase de protenas distinguimos a su vez dos clases:a.1. Protenas Transmembranales : Atraviesan la bicapa lipdica totalmente.a.2. Protenas Integrales que slo se introducen en una parte de la bicapa, quedando laotra parte de la protena expuesta al medio.b) Protenas Extrnsecas o Perifricas : Son protenas que estn unidas dbilmente ala bicapa lipdica y se separan de sta por tratamientos dbiles.3. Oligosacridos :Pueden estar unidos a los lpidos formando entonces los GLUCOLPIDOS o puedenestar unidos a las protenas formando las GLUCOPROTENAS. ESTN POR LACARA EXTERNA DE LA MEMBRANA PLASMTICA Y FORMAN LACUBIERTA CELULAR LLAMADA GLUCOCLIX O GLICOCLIX, de maneraque las funciones ms importantes del glicoclix son :1. Reconocimiento celular.2. Se cree que facilita la orientacin de ciertas protenas contribuyendo as a que no setumben en la bicapa de manera que las protenas mantengan su estructura plegada.Adems, otra cosa importante es que esta disposicin de los oligosacridos slo por lacara externa de la membrana plasmtica, y el hecho de que los lpidos sean distintos enlas dos partes de la membrana hace que LAS MEMBRANAS SEAN ASIMTRICAS,es decir las membranas son distintas por un lado que por el otro. 5. 5 BIOLOGIA-LOYOLA5Por ltimo decir que este modelo de membrana y en particular el modelo de membranaplasmtica fue propuesto por Singer y Nicolson en 1972 y se llama MODELO DELMOSAICO FLUIDO y sus caractersticas ms importantes a modo de resumen son :1. Los lpidos y las protenas integrales que forman las membranas forman un mosaicomolecular.2. Los lpidos y las protenas pueden desplazarse por la bicapa lipdica, es decir LASMEMBRANAS SON FLUIDAS.3. LAS MEMBRANAS SON ASIMTRICAS, es decir son distintas por un lado y porel otro, y esta asimetra implica que las dos caras realicen funciones distintas. 6. LA PARED CELULARSlo existe en clulas vegetales. Est por fuera de la membrana plasmtica y est formada por fibras de celulosaunidas entre s por polisacridos y protenas.La pared celular tiene tres capas:1) La laminilla media: Es la ms externa de las capas. Est formada principalmente por pptidos.2) La pared primaria: Es la capa ms interna. Est formada pincipalmente por celulosa.3) La pared secundaria: No existe siempre y cuando existe es la capa ms interna. Slo se forma en clulas muyespecializadas (muy maduras o muertas) y contiene adems de celulosa otras sustancias como lignina o suberina. La pared celular tambin permite el paso de sustancias gracias a los plasmodesmos y a las punteaduras: 1) Plasmodesmos: Son tubos que atraviesan la pared celular entre clulas contiguas y son prolongaciones del Retculo endoplasmtico. 2) Punteaduras: Son los orificios. 7. BIOLOGIA-LOYOLA7 FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMTICA 1. Funcin de Intercambio : La membrana plasmtica es bsicamente una barrera de permeabilidad, limita a la clula e impide el paso de sustancias ( no de todas, pero s de muchas ), tanto del exterior al interior, como al revs. 2. Funcin Receptora : Como por ejemplo algunas protenas de la membrana plasmtica que son receptores especficos de hormonas, de manera que al existir distintos receptores especficos en la membrana plasmtica de las clulas, y al tener las clulas distintos receptores especficos, la actividad de cada clula ser distinta. 3. Funcin De Reconocimiento : Esta funcin se realiza gracias a los oligosacridos y a las protenas de la cara externa de la membrana plasmtica. Por ejemplo, las clulas del sistema inmunolgico que nos defienden de los agentes patgenos van a reconocer las clulas que son del propio organismo diferencindolas de las extraas gracias a los oligosacridos y protenas de la membrana plasmtica. EL TRANSPORTE A TRAVS DE LA MEMBRANA Como ya dijimos es la funcin ms caracterstica de la membrana plasmtica, y podemos distinguir los siguientes tipos de transporte : a. Difusion simple a traves de la bicapa lipidica1. Difusion simple b. Difusion simple a traves de canales.1.a. Transporte pasivo Regulados por ligando.1. Transporte de moleculas2. Transporte pasivo facilitadoa. Por CanalesRegulados por voltaje. b. Proteinas Naveta. 1. Bombas Sodio - Potasio.1.b. Transporte activo2. Transporte por Translocacion. a. Fagocitosis 2.a. Endocitosis2. Transporte citoquimico( Transporte de sustancias envueltas en una membrana )b. Pinocitosis 2.b. Exocitosis 1. TRANSPORTE DE MOLCULAS : Como acabamos de ver podemos destacar dos tipos de transporte molecular : 1.a. Transporte Pasivo. 1.b. Transporte Activo. 1.a. Transporte pasivo : En este tipo de transporte como su propio nombre dice NO SE PRODUCE GASTO DE ENERGA ya que se realiza a favor de gradiente de concentracin o gradiente elctrico ( es decir de donde hay ms a donde hay menos ). El transporte pasivo a su vez los podemos dividir en dos :1. Difusin Simple.2. Transporte Pasivo Facilitado. 1. Difusin Simple : a. Difusin Simple a Travs De La Bicapa Lipdica : Se da en sustancias que se disuelven bien en lpidos y que por lo tanto se disuelven bien en la membrana y la atraviesan parecido a como una persona se abre paso a codazos entre la gente en un da de rebajas.JOS JUAN CANEL LVAREZ 8. BIOLOGIA-LOYOLA8 Algunos ejemplos de sustancias que atraviesan as la membrana son algunos frmacos anestsicos como el cloroformo y el ter, disolventes como el benceno ( de ah su peligrosidad ), insecticidas como el parathin y el malathin que se absorben directamente a travs de la piel y causan graves intoxicaciones, las hormonas esteroideas, el oxgeno, el CO2, el Nitrgeno... b. Difusin Simple a Travs de Canales : Existen determinadas protenas Transmembranales ( recordar que son protenas que atraviesan totalmente la bicapa lipdica ) que tienen en su interior un orificio o canal que permite el paso de algunas sustancias, como por ejemplo el caso del agua, la cual atraviesa la bicapa gracias a estos canales. Estos canales siempre van a estar abiertos. 2. Transporte Pasivo Facilitado : Se realiza tambin gracias a unas protenas las cuales pueden ser de varios tipos pero nosotros destacaremos dos : a. Por Canales : A su vez de estos hay dos tipos : Canales regulados por ligando :Las protenas poseen en su parte externa de la membrana una zona que sirve dereceptor de molculas que se llaman ligandos ( Ej. de ligandos : Neurotransmisores,Hormonas... ), de manera que al principio el canal est cerrado, pero cuando elligando se une al receptor, se abre el canal y permite la entrada de molculas. Ej :Canales de Cl-... Canales regulados por voltaje : Se abren como su propio nombre indica cuando seproduce un cambio de potencial elctrico. Ej : Canales de Na, de K, de Ca... b.Protenas Naveta : Son protenas que cambian su estructura terciaria de manera queson capaces de captar molculas y desplazarlas a la parte opuesta de la membranaplasmtica donde las sueltan. Lgicamente ser un transporte de molculas de carcterpolar. JOS JUAN CANEL LVAREZ 9. BIOLOGIA-LOYOLA9 1.b. Transporte Activo :Este tipo de transporte se realiza EN CONTRA DE GRADIENTE DECONCENTRACIN O ELCTRICO, lo cual implica que se gasta energa en estetransporte, es decir se gasta ATP, de manera que se realiza gracias a unas protenas lascuales mediante un gasto de ATP transportan sustancias a travs de la membrana.Podemos destacar dos tipos de protenas :1. Bombas Sodio-Potasio : Por cada molcula de ATP que se gasta sacan tres sodios ymeten dos potasios, de manera que as se logra que la concentracin de sodio sea 10veces mayor en el exterior respecto al interior de la clula, y que la concentracin depotasio sea 10 veces mayor en el interior de la clula que en el exterior, y esto ES LABASE DEL IMPULSO NERVIOSO.2. Transporte Por Translocacin : El gasto de ATP cambia la estructura deltransportador ( recuerda que el transportador es una protena ) lo que hace que lasustancia pase. Este tipo de transporte se emplea en determinadas molculas orgnicas.2. TRANSPORTE DE SUSTANCIAS ( TRANSPORTE DE SUSTANCIAS ENVUELTAS EN UNA MEMBRANA ) :Se trata de un mecanismo que asegura la nutricin y la salida de productos dedesecho de la clula. Veremos dos procesos :1.a. Endocitosis. 1.b. Exocitosis.1.a. Endocitosis : Es la entrada en la clula de sustancias envueltas en vesculasformadas a partir de la membrana plasmtica. Existen dos tipos de endocitosis :a. Fagocitosis : Las partculas que se introducen son partculas slidas grandes. Se suelerealizar por medio de seudpodos que son grandes evaginaciones de la membranaplasmtica que envuelven a la partcula que va entrar, la cual pasa al citoplasma enforma de vacuola. Un ejemplo pueden ser los seudpodos de los glbulos blancos de lasangre o de la ameba.b. Pinocitosis : Las sustancias que entran son sustancias lquidas o slidas pero detamao pequeo. Estas sustancias al igual que en el caso anterior forman al atravesar lamembrana pequeas vacuolas las cuales pueden juntarse y formar vacuolas de mayortamao.1.b. Exocitosis : Consiste en la salida o excrecin de sustancias por medio de vesculasde exocitosis las cuales se unen a la membrana plasmtica y se abren al exteriorexpulsando su contenido fuera de la clula.Despus de realizarse la exocitosis, lgicamente la membrana de la vacuola quedaincluida en la membrana plasmtica, por lo tanto una cosa muy importante es que por laendocitosis la membrana plasmtica se hace ms pequea, pero este descenso de tamaode la membrana plasmtica se compensa con el aumento que se produce de sta graciasa la exocitosis.JOS JUAN CANEL LVAREZ 10. JOS JUAN CANEL LVAREZ 11. BIOLOGIA-LOYOLA 10 QU OCURRE DESPUS DE LA ENDOCITOSIS ? LA HETEROFAGIA YLA AUTOFAGIA. HETEROFAGIA : Despus de que ocurre la endocitosis se forma una vescula o una vacuola en el interiorde la clula que se llama FAGOSOMA. Este fagosoma se une a los LisosomasPrimarios ( son lisosomas que no han actuado nunca ) y se forma una vacuola mayor quese llama FAGOLISOSOMA. En el fagolisosoma las grandes molculas (polisacridos,cidos nucleicos, protenas, etc... ) se convierten en molculas ms pequeas( monosacridos, bases nitrogenadas, aminocidos, etc... ) ya que como veremos msadelante los lisosomas tienen en su interior unos enzimas que hidrolizan (= rompen ) lasmolculas grandes y las transforman en molculas ms pequeas.Despus estas partculas pequeas pasan a travs del interior del fagolisosoma alcitoplasma de la clula, quedando en el fagolisosoma las molculas que no se handegradado, y este fagolisosoma ahora recibe el nombre de lisosoma secundario(lisosoma que ya ha actuado y que puede unirse a otros fagosomas ) .Este lisosomasecundario como acabamos de decir puede unirse a otros fagosomas de manera que lassustancias no degradadas se van acumulando progresivamente en estos lisosomassecundarios.En ciertos organismos estos lisosomas secundarios pueden fusionarse con la membranaplasmtica y mediante exocitosis expulsan su contenido fuera de la clula, en cambio enlas clulas de los organismos pluricelulares, lo ms normal es que los lisosomassecundarios se transformen en cuerpos residuales de manera que cuantos ms cuerposresiduales posea una clula, ms vieja es. JOS JUAN CANEL LVAREZ 12. BIOLOGIA-LOYOLA11AUTOFAGIA :Se produce cuando la digestin es de orgnulos propios de la clula, de tal manera queas la clula renueva sus estructuras celulares.5. FLUJO DE MATERIALES DENTRO DE LA CLULAEl conjunto de orgnulos que realizan esta funcin forman los sistemas de membranasdel citoplasma de la clula, y estos orgnulos son :1. Retculo Endoplasmtico o Endoplsmico.2. Aparato de Golgi.3. Lisosomas.4. Vacuolas. RETCULO ENDOPLASMTICOTiene una membrana ms delgada que la membrana plasmtica pero tiene unacomposicin similar. El retculo endoplasmtico es un complejo sistema de tubos, sacosy cisternas que pueden llegar a ocupar gran parte de la clula, y es importante destacarque la porcin del Retculo Endoplasmtico Rugoso ( RER ) que hace frontera entre elncleo y el hialoplasma forma la envoltura nuclear.Existen dos tipos de Retculo Endoplasmtico :1. Retculo Endoplasmtico Rugoso ( RER ). 2. Retculo Endoplasmtico Liso (REL ).El RER posee ribosomas adheridos a su membrana por la parte de fuera, en cambio elREL no los posee ; adems los ribosomas se unen al RER gracias a una protena que sellama RIBOFORINA.Como el RER tiene adosado en su exterior ribosomas, es lgico pensar que ste estarmuy desarrollado en clulas que por su funcin realicen una gran labor de sntesis deprotenas como por ejemplo las clulas del pncreas o las clulas del hgado ( se sabeque si por ejemplo se somete a un animal a un ayuno prolongado, el RER de las clulaspancreticas se reduce considerablemente, pudiendo volver a recuperarse cuandosometemos al animal a una dieta rica ). JOS JUAN CANEL LVAREZ 13. BIOLOGIA-LOYOLA12JOS JUAN CANEL LVAREZ 14. BIOLOGIA-LOYOLA 13APARATO DE GOLGIPosee una membrana con un grosor aproximado de 60-75 A, y se localiza entre elRetculo endoplasmtico y la membrana plasmtica. El Retculo Endoplasmtico y elAparato de Golgi ( AG ) no estn en comunicacin fsica , pero como vamos a verhay vesculas que van del RER al AG, y estas vesculas se llaman Vesculas deTransicin, las cuales se forman a partir de una zona del RER que no tiene ribosomas yque se llama Retculo de Transicin.El AG est formado por un conjunto se sacos concntricos muy apretados, y cadaconjunto de sacos recibe el nombre de Dictiosomas pudiendo encontrar en una cluladesde cinco dictiosomas hasta algunas decenas, en funcin del tipo de clula y de suestado funcional.Los Dictiosomas tienen dos caras :a. Cara de Formacin o Cara Cis o Cara Cncava : Es la cara ms prxima al RER yalrededor de ella se sitan las Vesculas de Transicin que provienen del RER.b. Cara de Maduracin o Cara Trans o Cara Convexa : Es la ms alejada del RER yde ella se desprenden unas pequeas vesculas que se llaman Vesculas de Secrecin.El AG est continuamente transformndose gracias a estas vesculas ya que apartir de las vesculas de transicin se forma nuevo AG, el cual se destruye paraformar las vesculas de secrecin.Lgicamente el AG est muy desarrollado en clulas que realizan funciones desecrecin, como por ejemplo las clulas secretoras del mucus del epitelio intestinal o lasclulas del tiroides.JOS JUAN CANEL LVAREZ 15. BIOLOGIA-LOYOLA14LISOSOMASSon pequeas vesculas que se originan a partir de los dictiosomas del AG, pero aveces tambin se pueden originar a partir de algunas zonas del RER.Se caracterizan por tener en su interior enzimas hidrolticos de manera que rompen lasgrandes molculas dando lugar a otras ms pequeas ( acordarse de la heterofagia y dela autofagia ). Estos enzimas hidrolticos se encuentran en el interior de los lisosomas JOS JUAN CANEL LVAREZ 16. BIOLOGIA-LOYOLA 15porque si estuviesen fuera y libres en el citoplasma de la clula podran destruir lasestructuras celulares.Los lisosomas tienen aproximadamente unos 42 enzimas del tipo hidrolasas cidas ( lashidrolas cidas son glicoprotenas y son enzimas cuyo pH ptimo de funcionamiento esentre 3 y 6, y este pH se mantiene dentro del lisosoma gracias a que stos poseen en sumembrana una protena de transporte que gastando energa ( ATP ) mete dentro dellisosoma protones de manera que el interior de los lisosomas se vuelve cido ).Podemos distinguir dos clases de lisosomas :1. Lisosomas Primarios : Son los lisosomas recin formados a partir de los dictiosomasdel AG y que slo contienen los enzima hidrolticos.2. Lisosomas Secundarios : Son los lisosomas que ya han actuado y que por lo tantocontienen en su interior los enzimas digestivos ms sustancias que no se handescompuesto ( recordar la heterofagia y la autofagia ).PEROXISOMAS Slo se encuentran en las clulas animales y se forman por gemacin del REL, sonsemejantes a los lisosomas pero no poseen hidrolasas cidas, pero s enzimas oxidativos JOS JUAN CANEL LVAREZ 17. BIOLOGIA-LOYOLA 16siendo el ms importante la Catalasa o Peroxidasa, el cual es un enzima que transformala reaccin 2H2O2 2H2O + O2.En las semillas en germinacin de vegetales existe un tipo especial de peroxisomas quereciben el nombre de Glioxisomas los cuales transforman los cidos grasos de lassemillas en azcares que son necesarios para que se desarrolle el embrin ( losGlioxisomas no existen en clulas animales ).LAS VACUOLASEstn constituidas por una membrana y un contenido interno que suelen ser sustanciasnutritivas o sustancias de reserva. Las clulas animales tienen numerosas vacuolas depequeo tamao, en cambio las clulas vegetales tienen vacuolas de mayor tamaoy son menos numerosas. Las vacuolas se forman por fusin de vesculas procedentes del AG.JOS JUAN CANEL LVAREZ 18. BIOLOGIA-LOYOLA17En cuanto a la funcin de las vacuolas suele ser de almacenamiento de sustancias dereserva, pero tambin pueden almacenar sustancias txicas o tener otras funciones msespecficas:1. Vacuolas Pulstiles : Por ejemplo, el Paramecio es un protozoo que vive en el agua.El citoplasma del paramecio es hipertnico respecto al exterior de manera que estcontinuamente entrando agua dentro de la clula ( acordarse de la presin osmtica ), loque llevara a que ste explotara ; entonces las vacuolas pulstiles lo que hacen esexpulsar el agua que entre dentro del citoplasma del paramecio, ya que cuando estnllenas se fusionan a la membrana plasmtica y sueltan el agua.2. Vacuolas Digestivas : Son los fagolisosomas.FUNCIONES DE LOS SISTEMAS MEMBRANOSOS FUNCIONES DEL RER1. Sntesis de Protenas por los ribosomas adheridos a la membrana del RER por laparte de fuera.Existen varios tipos de protenas :a) Protenas de Secreccin : Son protenas que se van a excretar, es decir que van asalir fuera de la clula despus de ser sintetizadas por lo que no van a formar parte deninguna membrana de la clula.Estas protenas se sintetizan en los ribosomas adheridos al RER y segn se vansintetizando pasan al interior del RER ya que llevan una secuencia de unos 10-30aminocidos que se llama secuencia o pptido seal. Una vez que la protena entra, elpptido seal es destruido por un enzima ( una peptidasa ). JOS JUAN CANEL LVAREZ 19. BIOLOGIA-LOYOLA18b) Protenas que no van a salir fuera de la clula y que van a formar parte demembranas, ya sea de la membrana plasmtica o de las membranas de otrosorgnulos.c) Protenas que va a utilizar la propia clula y que no se van a excretar ni aformar parte de ninguna membrana : No se sintetizan en los ribosomas del RER. Sesintetizan en los ribosomas que hay libres en el hialoplasma.2. Glicosilacin ( = Sntesis de Glucoprotenas ) : Glicosilar significa unirmonosacridos, de manera que glicosilar protenas significa unir monosacridos aprotenas para formar glucoprotenas. De manera que las protenas que se sintetizan enlos ribosomas del RER pueden ser glicosiladas o no en el RER, y una cosa importante ya destacar es que si son glicosiladas siempre se le une el mismo oligosacrido. Esteproceso de glicosilacin se lleva a cabo en el interior del RER y finaliza posteriormenteen el AG. JOS JUAN CANEL LVAREZ 20. BIOLOGIA-LOYOLA 19 FUNCIONES DEL REL1. Sntesis de Fosfolpedos y Colesterol.2. Detoxificacin de sustancias : En el REL hay enzimas que transforman estassustancias txicas que no son solubles en solubles, y de esta forma se eliminan por laorina. Si la sustancia es liposoluble en vez de hidrosoluble, los hepatocitos ( son lasclulas del hgado ) aumentan su REL hasta que la eliminan. Luego el exceso de REL eseliminado por autofagia. FUNCIONES DEL AG1. Transporte y glicosilacin de las protenas procedentes del RER :En el AG las protenas siempre se van a glicosilar y a las protenas se les unen distintosoligosacridos.2. Glicosilacin de Lpidos : Para formar glucolpidos.3. Formacin de Lisosomas: Hay que comentar que los enzimas de los lisosomas( lashidrolasas cidas ) son glicoprotenas ( como ya vimos al estudiar los lisosomas ) que seforman en el RER y en el AG como protenas intrnsecas. Una vez formados loslisosomas ( recordar que se formaban a partir de los dictiosomas del AG ), su pH sevuelve cido y los enzimas se sueltan de las membranas quedando libres en el interior,formando as el lisosoma activo.4. Formacin de la Celulosa que forma la pared celular de las clulas eucariotasvegetales :Hay que tener en cuenta que la pared celular no es un orgnulo, sino que es un productoque se excreta al exterior de la clula y que luego queda por fuera de sta. 5. Formacin de las vacuolas en las clulas vegetales.JOS JUAN CANEL LVAREZ 21. BIOLOGIA-LOYOLA206. FLUJOS DE ENERGA EN LAS CLULASLos dos orgnulos que intervienen en este flujo de energa son dos :1. MITOCONDRIAS. 2. PLASTOS.1. MITOCONDRIAS :Suelen ser de forma elptica aunque tambin pueden tenerforma filamentosa u oval. Su tamao es muy pequeo ( suelen ser ms pequeas que loscloroplastos ) y pueden estar en la clula en un nmero muy elevado en la clula ( hasta2000 ).En cuanto a su estructura, es muy similar para todas las mitocondriasindependientemente de su forma y tamao :a. Poseen una membrana externa muy semejante a la membrana plasmtica.b. Tambin poseen una membrana interna sin colesterol que es casi impermeable yaque posee un fosfolpido ( la cardiolipina ) que la hace muy impermeable, y por lo tantocasi todas las partculas que entran en el interior de la mitocondria lo hacen por mediode transportadores. Adems esta membrana interna se prolonga hacia el interiorformando unos pliegues que se llaman crestas mitocondriales.c. Espacio Intermembranal : Es el espacio que hay entre la membrana externa y lamembrana interna. JOS JUAN CANEL LVAREZ 22. BIOLOGIA-LOYOLA21d. Matriz Mitocondrial : Es el espacio delimitado por la membrana interna. Dentro deesta matriz mitocondrial encontramos protenas, lpidos, ARNr, ADNc, y ribosomas quese llaman mitorribosomas ( son ms pequeos que los que hay adosados al RER y quelos que hay libres en el hialoplasma ). La presencia de ARN y de ADN dentro de lamitocondria es muy importante ya que esto les permite a las mitocondrias sintetizaralguna de sus protenas, de manera que la mitocondria es un orgnulosemiindependiente de la clula.Tambin hay que destacar que las protenas de la membrana interna y de las crestasmitocondriales son muy importantes en los procesos de respiracin celular comoveremos cuando estudiemos el metabolismo celular.Las mitocondrias al igual que los Plastos poseen una estructura muy similar a losorganismos procariotas, y se cree segn La Teora Endosimbitica que las mitocondriaseran organismos procariotas que establecieron simbiosis con las clulas eucariotas a lasque proporcionaron energa a partir de sustancias orgnicas.En cuanto a las funciones de las mitocondrias podemos destacar tres :1. Oxidaciones Respiratorias.2. Produccin de Molculas que sirven como precursores para la sntesis demolculas ms grandes en el hialoplasma.3. Sntesis de protenas mitocondriales.2. LOS PLASTOS :Son orgnulos citoplasmticos que SLO ESTN EN LOSORGANISMO VEGETALES. Existen varios tipos de plastos pero debido a suimportancia nosotros en este curso slo veremos los cloroplastos :Son unos orgnulos muy variables en cuanto a su forma y tamao, ya que por ejemploalgunas clulas tienen slo uno o dos cloroplastos, en cambio otras clulas poseen ungran nmero de ellos.Si los observamos al microscopio ptico slo veremos unos crculos brillantes de colorclaro llamados pirenoides que son acumulaciones de almidn. En cambio si los JOS JUAN CANEL LVAREZ 23. BIOLOGIA-LOYOLA22observamos al microscopio electrnico se ve claramente que los cloroplastos son unosorgnulos formados por una doble membrana : La membrana externa y la membranainterna, estando las dos membranas separadas como en la mitocondria por un espaciointermembranal. La membrana interna de los cloroplastos a diferencia de la de lamitocondrias no tiene crestas y encierra un espacio central llamado estroma.En el estroma aparecen unos sculos que tienen pigmentos fotosintticos y que sellaman tilacoides. Existen dos clases de tilacoides :1. Tilacoides del estroma o lamelas : Son de gran tamao y sostienen a los tilacoides delos grana.2. Tilacoides de los grana : Son ms pequeos y estn apilados.NOTA : Se llama grana al conjunto de unos tilacoides granales apilados.El componente mayoritario de las membranas de los tilacoides son los Glucosil-Diacialglicridos (Galactolpidos, donde el monosacrido es la Galactosa ).El estroma es semejante a la matriz de la mitocondria aunque su contenido es distinto yaque por ejemplo en el estroma del cloroplasto estn los enzimas responsables de la faseoscura de la fotosntesis, as como acumulaciones de almidn ( pirenoides ), y gotas degrasa ( plastoglbulos ), copias de ADNc y ribosomas que en este caso se llamanplastorribosomas que al igual que los de la mitocondria son ms pequeos que losribosomas que estn adheridos al RER y los ribosomas que hay libres en el hialoplasmay los cuales al igual que en las mitocondrias sintetizan una parte de las protenas delcloroplasto.En cuanto a las funciones del cloroplasto al igual que en las mitocondrias, al tener ADNdoble y circular y ARN son capaces de sintetizar protenas pero sin duda alguna sufuncin ms importante es la de la fotosntesis, realizndose la fase luminosa en lasmembranas de los tilacoides, y la fase oscura en el estroma.Al igual que las mitocondrias, los plastos tienen una estructura similar a los organismosprocariotas, y segn la Teora Endosimbitica seran organismos procariotas queestablecieron una simbiosis con las clulas eucariotas a las que proporcionaron energa apartir de la luz solar. JOS JUAN CANEL LVAREZ 24. BIOLOGIA-LOYOLA 237. FLUJOS DE INFORMACIN DE LA CLULAAparte del ncleo que veremos ms adelante, existen unas estructuras celulares queintervienen en este flujo y que son los ribosomas.Los ribosomas no se ven al microscopio ptico y al electrnico son poco visibles, nopudiendo casi ni adivinar su estructura. Estn en gran nmero en el citoplasma ypueden estar de tres maneras :1. Libres en el citoplasma.2. Adheridos al membrana del RER.3. Dentro de las mitocondrias y de los cloroplastos.Nota : Recordar que los que estn adheridos a las membranas del RER intervienen en lasntesis de protenas de secrecin o de protenas que van a formar parte de lasmembranas, en cambio los que estn libres intervienen en la sntesis de protenas que va autilizar la clula para otras funciones.Los ribosomas estn formados por dos subunidades que sedimentan con velocidaddistinta, la cual se mide en unidades Svedberg ( S ), lo que indica que el ribosoma poseeuna subunidad mayor y otra subunidad menor, y estas subunidades son mayor en lasclulas eucariotas que en las procariotas y que los de las mitocondrias y los de loscloroplastos.JOS JUAN CANEL LVAREZ 25. BIOLOGIA-LOYOLA 24Adems se sabe que los ribosomas tienen la siguiente composicin : 1. Agua. 2. ARNr. 3. Protenas.Por lo que parece su estructura es sencilla ya que consta de ARNr asociado a protenas,de manera que las protenas estn hacia el interior y el ARNr se dispone en la periferia.Tambin se sabe que para que las dos subunidades estn juntas tiene que existir una altaconcentracin de Magnesio en la clula, ya que sino las dos subunidades estnseparadas.Por otra parte la sntesis de ARNr tiene lugar en el nucleolo, donde se origina unamolcula grande de ARN que tras su ruptura origina las dos molculas de ARN queforman las dos subunidades, para luego unirse con las protenas que penetran en elncleo a travs de los poros nucleares ya que estas protenas en un principio estn en elhialoplasma y luego entran en el ncleo para unirse como ya dijimos al ARNr.Por ltimo decir que como ya sabis la funcin de los ribosomas es la sntesis deprotenas y pueden existir multitud de ribosomas asociados a un ARNm en lasntesis de protenas, y a este conjunto de ribosomas recibe el nombre de Polisomao Polirribosomas.8. EL HIALOPLASMAEl Hialoplasma se define como el citoplasma sin orgnulos. Est constituido poragua, sales minerales, iones y molculas orgnicas de las que destacaremos lasprotenas. Entre las protenas que existen en el hialoplasma podemos distinguir dos tipos :JOS JUAN CANEL LVAREZ 26. BIOLOGIA-LOYOLA 251. Enzimas implicados en el metabolismo celular.2. Protenas estructurales, las cuales forman el citoesqueleto.Una cosa a destacar en el hialoplasma es que al poseer grandes molculas va a sufrirtransformaciones del estado de sol a gel provocando por ejemplo el movimientoameboide y los fenmenos de ciclosis ( es un movimiento continuo de determinadosorgnulos celulares, sobre todo de vacuolas, alrededor del ncleo celular ).EL CITOESQUELETOEs el armazn interno de la clula ya que se une a las protenas de la cara internade la membrana plasmtica y es el responsable de la forma de la clula y delmovimiento celular ( tanto del movimiento intracelular como del movimientoextracelular ). Dentro del citoesqueleto podemos hablar de Microfilamentos,Tonofilamentos y Microtbulos, y sern stos ltimos de los nos ocuparemos este curso:JOS JUAN CANEL LVAREZ 27. BIOLOGIA-LOYOLA26Los Microtbulos son pequeos cilindros huecos, y se originan todos ellos a partir de un Centro Organizador de Microtbulos que es el Centrosoma o Citocentro(C.O.M.).Los Microtbulos estn formados por una protena globular llamada Tubulina, en lascuales varias unidades de Tubulina se asocian entre s para formar un Protofilamento, y13 Protofilamentos forman un Microtbulo.Por otra parte las funciones ms importantes , y como ya dijimos, del citoesqueleto son :1. Movimientos Intracelulares de los Orgnulos : Constituyen un soporte por el quelos orgnulos como por ejemplo las mitocondrias, los plastos, las vacuolas, etc.., puedendesplazarse por el interior del citoplasma, ya que como los microtbulos puedenalargarse o acortarse los orgnulos asociados a ellos pueden desplazarse.2. Movimientos Extracelulares : Los cilios y los flagelos son prolongacionescitoplasmticas que hacen que la clula se pueda mover o provocar corrientes de losfluidos que estn alrededor de sta. Ambos poseen la misma estructura, siendo los ciliosms cortos y ms numerosos que los flagelos. En cuanto a la estructura de un cilio y unflagelos diremos que no tienen membrana y que estn formados por 9 pares demicrotbulos asociados entre s por puentes entre las protenas de los microtbulos.Adems en el centro se encuentran otros dos microtbulos de manera que adoptan laconfiguracin tpica de 9 + 2. Adems en la base de cada cilio o flagelo hay unaestructura llamada corpsculo basal que tienen la misma estructura que los centrolos (9 + 0 ). JOS JUAN CANEL LVAREZ 28. BIOLOGIA-LOYOLA 27EL CITOCENTRO O CENTROSOMA ( EL C.O.M )Se encuentra localizado cerca del ncleo y a veces est situado en una depresin de laenvoltura nuclear. Est constituido por las siguientes partes :1. Una parte central : Los Centrolos o Diplosoma ( dos centrolos = un Diplosoma ).2. Una parte brillante alrededor : La Centroesfera.3. Una estructura filamentosa que parte de la centroesfera : El ster.JOS JUAN CANEL LVAREZ 29. BIOLOGIA-LOYOLA 28Los Centrolos o Diplosoma no poseen membrana y tienen forma de barril. Son dosestructura cilndricas situadas perpendicularmente una a la otra, y estn constituidas por9 tripletes de microtbulos asociados entre ellos. Adems, como ya veremos, loscentrolos en la divisin celular originan cada uno de ellos un centrolo nuevo, demanera que as se obtienen dos centrolos nuevos para la clula hija.Las fibras del ster y la centroesfera durante la divisin celular dan origen a losmicrotbulos del huso acromtico, por lo tanto el huso acromtico aparece inclusocuando no existen centrolos ( por ejemplo, las clulas vegetales no tienen centrolospero poseen huso acromtico ).JOS JUAN CANEL LVAREZ 30. BIOLOGIA-LOYOLA299. EL NCLEOEs el orgnulo celular que controla y gobierna todas las funciones de la clula y dondese encierra la mayor parte del material hereditario ( del ADN ). Fue descubierto porRobert Brown en 1831 y SLO EXISTE EN LAS CLULAS EUCARIOTAS y sepuede presentar con dos aspectos muy distintos :a. Ncleo en Interfase.b. Ncleo en divisin.En este tema vamos a estudiar el ncleo en interfase ( la interfase es el perodo que hayentre dos divisiones celulares seguidas ), y tambin se le llama ncleo en reposo, lo queno quiere decir que no posea actividad, sino al contrario, ya que la interfase es una etapade gran actividad, pero se llama as porque no se est dividiendo. Aspecto : Suele tener forma de esfera y suele estar separado del citoplasma por una envoltura nuclear ( recordar que esta envoltura nuclear se continuaba con el RER ). El contenido del ncleo se va ms o menos homogneo salvo por la presencia de unas pequeas estructuras esfricas llamadas nucleolos. Nmero : Generalmente las clulas suelen presentar un solo ncleo, pero podemos poner el ejemplo del paramecio, el cual posee dos ncleos, uno mayor llamado macroncleo, y otro menor llamado microncleo. Otro ejemplo pueden se los Osteoclastos ( son clulas seas ), las cuales poseen numerosos ncleos.OSTEOCLASTO CON TRES NCLEOSJOS JUAN CANEL LVAREZ 31. BIOLOGIA-LOYOLA30 Forma : Puede ser esfrico, elptico, irregular, etc. Por ejemplo los glbulos blancostienen un ncleo lobulado muy irregular. Tamao : Es bastante constante en una estirpe celular, Es muy voluminosos en las clulas que todava no estn diferenciadas o en las que estn muy activas. Si el ncleo sufre aumento de volumen es un indicio de que la clula est a punto de entrara en divisin. Ultraestructura : Al microscopio electrnico podemos distinguir los siguientes elementos : 1. Envoltura nuclear : Est constituida por dos membranas : La Membrana externa y la Membrana Interna, quedando entre ellas un espacio llamado espacio perinuclear. La envoltura nuclear no es continua sino que tiene un gran nmero de poros.Estos complejos de poros estn formados por 8 grnulos proteicos, de tal manera queestos complejos permiten el paso de grandes molculas e impiden que se produzcandiferencias osmticas entre el ncleo y el citoplasma.En el interior del ncleo y adosada a la membrana interna se encuentra una estructuraproteica que recibe el nombre de Lmina Densa las cuales estn asociadas al ADN,siendo su funcin principal la de formar el ncleo, de manera que en las mitosis estaslminas densas se fosforilan y se separan por lo que el ncleo se desorganiza. Una vezconcluida la mitosis, estas lminas se desfosforilan y se vuelven a unir, por lo que elncleo se vuelve a organizar.2. Nucleoplasma : Es el jugo nuclear, y en cuanto a su composicin es semejante alhialoplasma, pero no posee microtbulos, ni microfilamentos. Est formado por agua,protenas, ARN e iones. En el nucleoplasma se produce la sntesis del ARN (transcripcin ), adems inmersos en el nucleolo encontramos el nucleolo y la cromatina.3. Cromatina : Recibe este nombre ya que se tie con colorantes bsicos. Estconstituida bsicamente por ADN, protenas y algo de ARN.Estas fibras de cromatina como ya sabemos tienen distintos niveles de organizacin(nucleosoma, collar de perlas... , cromosoma ) de los cuales ya hemos hablado en eltema de cidos Nucleicos, y que permiten empaquetar grandes cantidades de ADN enun espacio muy reducido como es el ncleo celular.Las fibras de cromatina constituyen los cromosomas interfsicos, los cuales seencuentran tan extendidos y enmaraados que resulta imposible distinguirlos. Lugo,durante la fase S, como ya veremos en el tema de mitosis, el ADN se duplica y cadacromosoma origina una copia idntica de s mismo, por lo que a partir de este momentocada cromosoma consta de dos subunidades idnticas llamadas cromtidas. JOS JUAN CANEL LVAREZ 32. BIOLOGIA-LOYOLA31En el ncleo existen dos clases de cromatina :1. Eucromatina : Son partes de la cromatina que estn poco condensadas y por lo tantoen estas zonas se puede realizar la transcripcin. Por lo tanto la eucromatina junto conlos nucleolos son zonas donde se transcriben los genes.2. Heterocromatina : Es la parte de la cromatina que est muy empaquetada, de maneraque esta parte de ADN no se transcribe. De esta heterocromatina existen dos clases :2.1. Heterocromatina Constitutiva : El ADN est siempre condensado y los genes nuncase transcriben. Se desconoce su funcin, aunque se cree que est relacionada con lameiosis en el apareamiento de los cromosomas homlogos.2.2. Heterocromatina Facultativa : Son zonas de la cromatina que en una clase de clulaspuede estar inactivada y otra clase de clulas no.4. Nucleolo : Es una estructura esfrica, que se destaca del resto del contenido nuclearpor ser ms brillante. Aparece con frecuencia asociado a zonas de cromatina que son losorganizadores nucleolares. El nucleolo no es constante en nmero y depende del estadofuncional de la clula, ya que por ejemplo cuando la clula se va a dividir desaparece.En cuanto a su estructura no presenta membrana de separacin con el ncleo, y estbsicamente constituido por ARN, ya que, como ya sabemos, es el nucleolo donde se vaa dar la sntesis de los ARN ribosomales. JOS JUAN CANEL LVAREZ 33. BIOLOGIA-LOYOLA 32 10. DIFERENCIAS ENTRE UNA CLULA ANIMAL Y UNACLULA VEGETAL CLULA ANIMAL CLULA VEGETALTAMAO MEDIO MENOR MAYORPARED CELULARNOS, FORMADA PORCELULOSA PLASTOSNO SCENTROLOSS NO, SALVO EXCEPCIONES MUY RARASVACUOLAS MS PEQUEAS Y MS EN MENOR NMERO Y MS NUMEROSASGRANDESCILIOS Y FLAGELOSFRECUENTESNO SALVO EXCEPCIONES RESERVA GLUCGENOALMIDN.HIDROCARBONADA POSICIN DEL NCLEO CENTRAL EXCNTRICO INCLUSIONES GLUCGENO, LPIDOSLTEX, LPIDOS...NUTRICINHETERTROFA AUTTROFAFOTOSINTTICA, SALVOEXCEPCIONES ( RAZ ... ) MOVIMIENTO POR CILIOS, FLAGELOS, NO SALVO EXCEPCIONESPSEUDPODOS MITOSIS ASTRAL. LOS ANASTRAL. LOS MICROTBULOS DEL HUSO MICROTBULOS DEL HUSOSE ORGANIZAN A PARTIR DE SE ORGANIZAN A PARTIR DE LOS CENTROLOS UNA ZONA NO DIFERENCIADA DEL CITOPLASMA LLAMADAESTRUCTURA DIFUSADIVISIN DEL CITOPLASMA POR ESTRANGULAMIENTOPOR CRECIMIENTO DE UN (=CITOCINESIS ) TABIQUE LLAMADOFRAGMOPLASTOGLIOXISOMASNO EN SEMILLAS EN GERMINACINENLACE A PGINA DE MICROSCOPA ELECTRNICAJOS JUAN CANEL LVAREZ 34. BIOLOGIA-LOYOLA 33 Observa, lee el dibujo y pon el nombre a los orgnulos y/o estructuras numerados.Relaciones funcionalesentre los diferentessistemas c!e membranas.- Las protenas sintetizadas en elhialoplasma pasan al REG.- En el REG se les aaden losoligosacridos.- De aqu pasan. por medio de lasvesculas de .la cara de formacin.al aparato de Golgi (AG).- En el AG los Oligosacridossufren modificaciones segn sudestino (exportacin. lisosomas.etc.).- En el AG son empaquetadas envesculas que se desprenden dela cara de maduracin.- Estas vesculas. segn sucontenido. formarn:- vacuolas- Lisosomas- Peroxis.omas- Algunas se fusionarn con lamembrana plasmtica.- Algunas se fusionarn con lamembrana plasmtica. JOS JUAN CANEL LVAREZ