Estructura y función de los organelos celulares ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN UBICACIÓN FUNCIÓN QUÍMICA Envoltura celular de Cubre la Determina el grado de Cápsula polisacáridos pared celular de patogenicidad de las de consistencia viscosa. algunas bacterias. bacterias que la presentan. Estructura rígida Se encuentra Brinda rigidez, permite compuesta por recubriendo la el paso del agua, del Pared celular polisacárido estructural membrana celular aire y materiales llamado celulosa en las de las células disueltos. La pared células vegetales; en vegetales, de las celular presenta tanto que en las bacterias, de las aberturas que están en bacterias se encuentra cianobacterias y los contacto con las constituida por hongos. membranas, peptidoglicanos. en la permitiendo el paso de mayoría de los hongos material de una célula a de celulosa y quitina, otra. excepto en los mycoplasmas. Estructura formada por Delimita al Delimita al contenido una doble unidad de citoplasma de todas citoplasmático, da membrana, constituida las células, en protección y permite el Membrana químicamente de relación con su paso de algunas celular fosfolípidos, proteínas y medio externo. sustancias, e impide el carbohidratos de otras, ya que es selectivamente permeable. El paso de sustancias se lleva a cabo por diversos mecanismos de transporte a nivel de membrana como: difusión, ósmosis, difusión facilitada, endocitosis y exocitosis (transporte activo). Son pequeñas Se presentan en las Son utilizados para la vellosidades formadas membranas de los locomoción, para la Cilios por nueve paquetes de protozoarios y en el movilización de microtúbulos externos y epitelio ciliado de materiales en el un par en posición las vías intestino, traquea, central. Están respiratorias bronquios, etc. En constituidos superiores de los protozoarios son químicamente por una mamíferos. empleados para la proteína llamada captura de alimento. ORGANELO Flagelos Pili tubulina Son estructuras largas en forma de látigo, de naturaleza química proteica. Los flagelos procarióticos tienen una estructura de 9+0 y la proteína que los forma es la flagelina. En tanto los flagelos eucarióticos están formados de tubulina con un arreglo estructural de 9+2. Pequeñas vellosidades de naturaleza química proteica, llamada pilina Es un canal formado por un sistema complejo de Retículo membranas, constituido endoplasmico químicamente por una estructura lipoprotéicas similar a la membrana celular. Aparato de Golgi Serie de sacos planos y membranosos de naturaleza química lipoproteíca. Se localizan en la membrana celular de bacterias, protozoarios, algunos hongos, algas y en espermatozoides. Son utilizados como mecanismos de locomoción y para la captura de alimento. Se le localiza en la Se ha encontrado que membrana de en las bacterias algunas bacterias. parásitas, los pilis tienen función de fijación. En las bacterias que presentan procesos de conjugación, los pili mantienen unidas a las bacterias durante este proceso. Se localiza en el Participa en el proceso interior de la célula; de la síntesis de comunicando al proteínas. A través del núcleo con el retículo fluyen exterior. sustancias de desecho o de alimento para la célula hacia el aparato de Golgi. Se localiza en el Almacena sustancias citoplasma, cerca como lípidos y proteínas del núcleo. y secreción de ellas. Ribosomas Lisosomas Plastos Mesosoma Estructuras esféricas formadas por dos subunidades de diferente peso molecular y que se originan del nucleolo. Se les puede localizar libres en el citoplasma o también adheridos a las membranas del R.E.R. Participa activamente en la síntesis de proteínas, bajo la forma de ácido ribonucleico ribosomal (RNAr). Son estructuras esféricas rodeadas de una membrana, son producidas por el aparato de Golgi; en su interior se encuentran enzimas hidrolíticas. Se les encuentra suspendidos en el citoplasma de las células. Están implícitos en la digestión de macromoléculas, como son lípidos, polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos. Estructuras membranosas de composición química lipoproteica, que en su interior pueden contener pigmentos, enzimas y/o iones. Se encuentran en el citoplasma de las células tanto de algas como de plantas. Sirven como almacén (*) de proteínas, lípidos o almidón (leucoplastos) , o bien de pigmentos (cromoplastos). En el caso de los cloroplastos, participan en el proceso anabólico de la fotosíntesis. Funcionan como Interviene en la división zona para inicio de celular, repartiendo de la división celular. manera equitativa el material genético para las dos células hijas. En algunas células bacterianas la membrana celular se pliega en forma de espiral hacia el interior (invaginación), dando origen a estas estructuras su composición química es lipoproteica. Organelo de doble Inmersas en el Dentro de la matriz membrana donde la citoplasma interna forma crestas células. mitocondriales de composición química lipoproteica; en las crestas encontramos los transportadores de electrones y en la matriz mitocondrial una gran cantidad de enzimas. Las mitocondrias contienen su propio ADN, independiente del núcleo. las mitocondrial se realizan las reacciones químicas metabólicas del ciclo de Mitocondria krebs o del ácido cítrico. En tanto que en las crestas mitocondriales tiene lugar la cadena respiratoria; aquí también ocurre la fosforilación oxidativa. La mitocondria también es conocida como la "central energética", ya que en ella se produce la mayor cantidad de energía metabólica bajo la forma de trifosfato de adenosina (ATP). Estructuras Sé sitúan en el Almacenamiento, Vacuola membranosas sencillas citoplasma de las digestiva, de excreción de naturaleza química células animales y y osmorreguladoras lipoproteica, de forma vegetales. (contráctiles). esférica. Son estructuras Se encuentra cerca Durante la división Centriolo tubulares de naturaleza del núcleo. celular el centriolo se química proteica. divide y da origen a los asters, de los cuales se producen las fibras del huso acromático o mitótico. Interconecciones de Se localiza en el Mantiene la forma Citoesqueleto naturaleza química interior del tridimensional de la proteica, de forma citoplasma. célula fija a los filamentosa. organelos y permite un transito interno. ORGANELO ESTRUCTURA Y UBICACIÓN COMPOSICIÓN FUNCIÓN QUÍMICA Núcleo de Estructura de forma esférica y de tamaño variado; en las células eucarióticas se presenta Posición central, una membrana nuclear tendiente hacia la con poros, que encierra región superior. al nucleoplasma, al Coordina los procesos metabólicos, la reproducción y la herencia, por lo cual se Nucleolo nucleolo y a la cromatina (ADN); también se encuentran enzimas y proteínas. En las células procarióticas no hay membrana nuclear Estructura esférica, de Dentro del núcleo. composición química a base de RNA. Nombre 1.- Membrana plasmática Ubicación En el exterior de la célula. 2.- Citoplasma Entre el núcleo celular y la membrana plasmática. Características - Formada por una bicapa lipídica en la que están englobadas ciertas proteínas. - Composición: lípidos (40%), proteínas (50%) y glúcidos (10%). - Ocupa el medio líquido, o citosol, y el morfoplasma (orgánulos celulares). Partes: * Ectoplasma: región externa gelatinosa, esta próxima a la membrana e implicada en el movimiento celular. * Endoplasma: se localizan la mayoría de organelas y es la parte interna más considera el centro de control de la célula A partir de este se sintetiza el RNA ry el RNA t. Funciones Controla el contenido químico de la célula. Conserva en flotación a los orgánulos celulares y ayuda en sus movimientos. 2.1.- Retículo En la Endoplasmático comunicación con la envoltura nuclear y se extiende por todo el citoplasma de la célula. a) R.E.Rugoso Entre la membrana nuclear y el R.E. Liso. b) R.E. Liso En la comunicación del R.E.R. y se limita con la membrana plasmática 2.2.Ribosomas: Ubicadas en el citosol, pero también se pueden ubicar adheridas en el R.E.R. - Se encuentran flotando en el citoplasma de todas las células eucariotas. 2.3.Mitocondrias: 2.4.Lisosomas: Dispersos en el citoplasma. fluida. - Tiene un único espacio interno denominado lumen. - Formado por cisterna, vesículas y túbulos torcidos. Síntesis de proteínas,metabolismo delípidos y algunosesteroides ytransporte intracelular. - Tiene ribosomas anclados a la membrana. - Se comunica con la membrana nuclear y con el retículo endoplásmático liso. - Carece de ribosomas. - Formado por una red de túbulos unidos al RER, que se extiende por todo el citoplasma. - Composición: dos complejos grande de ARN y proteína. Sintetiza las proteínas que forman parte de la membrana plasmática, aparato de Golgi, lisosomas y del propio retículo. - Fuente de energía de las células, esta energía es recogida de las biomoléculas (azúcares y grasas). - Rodeadas con una membrana doble a igual que el núcleo. - Vesículas que provienen del aparato de Golgi. - Rodeada por una - Convierte nuestra comida en energía y nos la da en forma de ATP. - Sintetiza todos los lípidos constituyentes de las membranas: colesterol, fosfolípidos, glucolípidos, etc. - Elabora proteínas de la información leída del ARN en el proceso de traslación. Digiere las sustancias que lleguen a su interior. 2.4.- Aparato de Golgi: Entre la membrana celular y la membrana externa del retículo endoplasmático rugoso. 2.5.Centriolos: En la base de los cilios y flagelos (prolongaciones celulares adaptadas para el movimiento). 2.6.- Vacuolas a) De C. Vegetal: Entre la pared externa del retículo endoplasmático y entre la membrana celular. b) De C. Animal: Dispersas en el citoplasma. 3.- Núcleo: Tiende a estar ubicado en una posición central en el citoplasma. membrana, es de forma esférica. - Formado por uno o varios dictiosomas ( agrupación paralela de cuatro a ocho cisternas membranosas). Transporte, maduración, acumulación y secreción de proteínas procedentes del R.E. - Formado por nueve pares de filamentos periféricos y dos centrales. - Al comenzar la división celular, cada centriolo se rodea de fibras dispuestas radialmente (aster). - Solo hay una en la c. vegetal. - Es variable de tamaño. - Esta rodeada por una membrana, repleta de agua y nutrientes (proteínas, azúcares, sales, etc.) - Vesículas de diámetros variados y limitan con una unidad de membranas. - No tienen un gran tamaño. Realiza la organización del huso mitótico, que va permitir la repartición del material genético (cromosomas) a cada célula hija. - Organización más característica de las células eucariotas. - Esta rodeada de - Controla las actividades celulares. - Protege al material genético y permite que las funciones de transcripción y traducción se - Acumulación de reservas y productos tóxicos. - Crecimiento de las células por presión de turgencia - Su función es de encargarse de eliminar el exceso de agua. 3.1.- Envoltura Nuclear: 3.2.- Núcleo plasma: 3.3.- Cromatina: 3.4.- Nucléolo: Se encuentra cubriendo el núcleo Entre la envoltura nuclear y el nucléolo. Están rodeando al nucleolo. Ubicado dentro del núcleo. una cubierta propia, que es la envoltura nuclear. - Doble membrana llena de poros produzcan libremente en el espacio y tiempo Es una sustancia semilíquida. Mantiene suspendidos los cromosomas y el nucléolo. - Forma que toma el material hereditario durante la interfase del ciclo celular - Consiste en ADN asociado a proteínas. - Cuerpo esférico. - Puede existir varios nucleolos en un mismo núcleo depende del tipo de célula Regula en intercambio de sustancias con el citoplasma Almacenador de A.R.N. Célula: Unidad fundamental de vida. Es un cuerpo con volumen que transforma energía y es capaz de transferir información. Este concepto surge en este siglo ( en el s. XVIII se estudiaba ) pero se revoluciona con el descubrimiento del microscopio electrónico, que tiene una gran resolución ( puede separar 2 puntos muy cercanos y así ver con mayor profundidad ). La rama que se ocupa de la célula es la Citología, muy nueva y avanzada. En los 30 se dudaba de lo que tenía la célula, pero hacen los postulados de la teoría celular, con Schaum y Swan, que dice que la célula es la unidad anatómica, o la unidad morfológica, o la unidad de origen ( porque si se divide una célula, ninguna parte podrá sobrevivir por si sola ). En 1952 se añde el postulado de que la célula es la unidad patológica. Todo ser vivo está formado al menos por una célula. La forma depende de su envoltura externa ( membrana fundamental), que esta en todas las células. Si la membrana fundamental es gruesa, la célula tiene una forma definitiva y si no, no. Por ello hay 2 tipos. Amorfa: ( la forma cambia ) ej: glóbulos blancos y amibas. Es mas delgada y elástica. Forma definida: tiene todo tipo de formas, como de forma estrelladaà neuronas. Es mas gruesa y menos elástica. El tamaño promedio en una célula es el tamaño microscópico pero tambien hay más grandes. Desde 20 micros hasta 1500 micros. ESTRUCTURA DE LA CELULA. 1. La envoltura externa que contiene a todo. Es estructura viva con actividad metabólica fundamental. A veces hay adicionales. 2. Membrana Fundamental 3. Citoplasma: cuerpo de la célula Protoplasma: materia viva que contiene a los organelos. Retículo endoplásmico Mitocondrías Ribosomas Lisozomas Aparato de golgi Centriolos Plastos Cloroplastos Vacuolas Núcleo: cuerpo de la célula o o o o o o o o o o o Membrana Carioteca Contenido o Jugo nuclear Cromatina Nucleolos MEMBRANA FUNDAMENTAL. Es una estructura viva que se pensaba que no todas las células las tenían por su delgadez, pero existe en todas las células de diferente grosor. Tiene diversos grados de elasticidad, consecuencia de la forma. Sus funciones son contener, dar forma, proteger y reaccionar a la célula con el medio. Al descubrirse sus funciones se descubrió que al retirarla de la célula, esta muere, por lo que sus funciones son vitales. Cuando la estructura se vio en microscopio fotónico se encontró como una línea continua y algunas interrupciones ( poros ), pero cuando se vio por microscopio electrónic9o se encontraron 2 modelos básicos de estructura ( la ultraestructosa ) por el acomodo molecular. Estos dos modelos son: 1. 2. P-L-P 3. Daniels: dice que no hay tal orden sin que se encuentra un gel donde están las partículas proteícas hacia fuera y las elásticas hacia adentrol, mientras que los lípidos están en todo el modelo. A fin de cuentas se cree que hay células de capa gruesa que corresponden as PLP y las mas elásticas al de Daniels. Fisiología de la membrana. Si la membrana es la puerta de entrada y salida de todo en la célula. Y el proceso de relación es intervenido por la fisiología especial a través de mecanismos de la membrana. Hay 2: Pasivos. La membrana permite el paso de todo aquello que las leyes naturales permitan, sin gasto energético de ATP ( Adenosin Trifosfato, la única forma de energía que usan los seres vivos. Un ejemplo es la entrada de partículas por osmosis pasan por la membrana solo aquellas que tienen el tamaño de los poros. Tiende a entrar lo mas concentrado afuera y a salir lo que esta menos concentrado dentro ( gradiente de concentración ). Activos. Con gasto de ATP, por lo que son temporales y no se pueden mantener. A veces intenta cerrar los poros o mandar fuera a sus enzimas para digerir alguna partícula demasiado grande. También puede cambiar los iones de la membrana para cerrar y evitar la entrada de algún gas venenoso. A estos iones (generalmente NaOK) se le llama bomba de NaOK. CITOPLASMA. Todo el contenido celular: Protoplasma: forma la materia de la célula. Núcleo El protoplasma se puede dividir en protoplasma en si y en organelos. (Cuerpos individualizados con funciones específicas). El protoplasma esta estructurado de 2 maneras: abióticos ( partes del protoplasma no vivas ) y bióticos ( materia viva ). PROTOPLASMA. Los abióticos podrían ser el agua ( entre 70 a 97% ), azúcares, lípidos y proteínas complejas ( enzimas y RNA ). Hay en conjunto sales minerales: Fósforo, Potasio, Calcio, Sodio, etc. Los bióticos están constituidos por proteínas específicas, codificadas por el DNA. Estos constituyen a los organelos. La constitución antes dicha es cuando no están en los organelos. Características del Protoplasma. 1. Esta en estado coloidal. 2. Tiene irritabilidad ( respuesta a los estímulos ). 3. Tienen transformaciones de energía. ORGANELOS. Cuerpos individualizados del resto del protoplasma con funciones específicas. Los organelos son a la célula como los órganos al cuerpo. Originarias de la membrana. Tienen compuestos bióticos y actividad metabólica. a. RETICULO ENDOPLASMICO. Se formó a partir de la membrana fundamental por lo que su ultraestructura será PLP ó en gel. Esta por todo el interior celular, como una red, pero no toca el núcleo. Dentro del retículo hay líquidos intersticiales ( de lo que hay afuera ), por lo que tiene mucha mas superficie de selección la membrana comunica el exterior con el núcleo ( es contiguo ). La membrana enrollada y por dentro. Sostiene todo el interior, protegiendo. Puede ser de 2 tipos: Liso ( el apenas descrito ). Granular ( cuando el retículo esta muy cerca de unos corpusculosà ribosomas ). a. En conjunto forman el condrioma,pero en unidad de mitocondrias. Hay 2 teorías sobre su origen: la primera, dice que provienen de la membrana fundamental, cuando un brazo del retículo se rompió y se volvió un organo a parte. La otra dice que en el proceso de formación de la célula, una de ellas tomó una bacteria, la esclavizo hasta hacerla parte de ella ( origen bacteriano) y se cree porque las mitocondrias tienen su propio ADN. La otra teoría se cree porque la membrana de las mitocondrias tiene la misma estructura que la de la membrana fundamental. La estructura en el microscopio fotónico se ve como pequeñas salchichas y la ultraestructura se ve igual pero formada por una membrana lisa externa y una interna, plegada para tener mayor superficie de contacto. Las dos estan en PLP o en gel. Su contenido tiene el enigma de sufunción. Su contenido se llama matriz mitocondrial con enzimas oxidativas y DNA específico. Tiene gran cantidad de ATP, por lo que se descubrió que realizan el ciclo de Krebs: oxidasn, diferentes compuestos para obtener energía. Su función mas importante es llevar a cabo el proceso de respiración. Son capaces de codificarse a sí mismas. b. MITOCONDRIAS. Partículas de forma redondeadas presentes en la mayoría de las células y que siempre están muy cercanas al retículo endoplásmico. La estructura y ultraestructura coinciden por que se ven casi igual en los 2 microscopios. Tienen una membrana PLP o gel ( se originan de la membrana ). Su función depende del contenido: azúcares, ATP y RNA. Se supone que su función es por el RNA y esta es la síntesis proteíca. Síntesis proteíca: en los ribosomas, que tienen muchas cadena de RNA y están detenidos en el retículo. Hay muchos aminoácidos. El protoplasma necesita alguna proteína, por lo que una de sus enzimas comunica al núcleo la falta de la proteína X. El núcleo abre el mensaje del DNA para formar la secuencia de aminoácidos que formaran la proteína ( mas de 50 aminoácidos ). El mensaje negativo descifrado por el RNA se va al protoplasma, y este se descifra por un RNA ( traducción positiva ). c. RIBOSOMAS Organelos redondeados ( de 1/3 del tamaño de los ribosomas ) en casi todas las células. Son originarios de la membrana y su estructura y ultraestructura coinciden. No teniendo estructura específicas, dependen de su contenido: enzimas capaces de romper estructuras químicas ( lisas ). Defienden a la célula destruyen partículas extrañas y la ayudan a realizar procesos digestivos. d. LIZOSOMAS Es una formación descubierta por Golgi en los 60. Se determinó como una estructura siempre presente, pero no del mismo tamaño o con la misma posición. Algunas células tienen muy poco y otras mucho. Es originario de la membrana. Por microscopio fotónico se ve como una mancha cerca del núcleo. Esta mancha por miscrocopio electrónico se ve como una vesícula y una cisterna ( son lo mismo pero la vesícula es hacia arriba y la cisterna es hacia abajo ). Contiene secresiones especiales de los tejidos glandulares. Cuando una glándula es no secretada, la presencia del aparato de Golgi, es casí nula (y al revés). Se relaciona con la defensa. e. APARATO DE GOLGI El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas excepto los glóbulos rojos y las células epidérmicas. Pertenece al sistema de endomembranas del citoplasma celular. Está formado por unos 80 dictiosomas (dependiendo del tipo de célula), y estos dictiosomas están compuestos por 4 o 6 cisternas (sáculos) aplanadas rodeados de membrana que se encuentran apilados unos encima de otros, y cuya función es completar la fabricación de algunasproteínas. Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias cisternas del Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas y la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a Camillo Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto aSantiago Ramón y Cajal. f. CENTRIOLO Una estructura grande ( 1/5 del núcleo ) que solo existe en células animales ( estructura específica ). Esta posicionada en cualquier punto alrededor del núcleo ( se regula por el ) y a veces hay mas de 1 ( generalmente dos ). La estructura por el fotónico es como una bolita muy resaltada cerca del núcleo. La ultraestructura se ve como una membrana limitante ( origne de membrana) y contiene grupos de fibras que la reconocen y de 3 en 3. En sentido ecuatorial tiene 2 triadas. Su función es la formación de los asteres en o durante la dilusión celular. Esto es muy importante porque en los asteres se emtern los hilos del uso acromático. Los centriolos, para formar los asteres, comienzan a girar las microfibrillas ecuatoriales para adelgazarse y así romperse. En los vegetales hay ya un huso acromático. g) PLASTOS En el interior, las células pueden tener algunas partículas de color. No son organelos, solamente son partículas que dan color ( la mielina, por ejemplo ). Pero hay unos que son estructuras vivas llamadas cloroplastos y que se encuentran en células vegetales. Realizan la fotosíntesis, tienen un origen de membrana. Su forma y tamaño son variables a veces son redondeadas o cilíndricos. Separados del contenido celular y su tamaño varía pero son grandes y evidentes. Son muy refrigentes ( la luz pasa diferente ) y su color verde propio es el que da color a la plante. La ultraestructura nos habla de una estructuración interna constituída por una apilación de estructuras similares a monedas. A estas se les llama grana y a cada una se le llama granum. Funcionan como celdas fotoeléctricas ( acumulan energía solar ) para realizar la fotosíntesis. Su eficiencia depende la estructura química de los granum que se forma de clofofila ( ). VACUOLAS Espacios dentro de la célula. En los tejidos vegetales duran toda la vida de la célula y son almacenes de esencias, colores, azúcares, aceites,etc. En los animales ( salvo en algunos protozoarios ) no persisten. Son disgestivas, cuando en una célula joven animal se ven vacuolas que no digestionan, puede estar enferma, degenerado poco vital. El conjunto de vacuolas vegetales se llama vacuoma ( no puede existir en la animal ). NUCLEO. Estructura muy importante de la célula. Suelen ser 1/3 del tamañao de la célula. Dirigen las funciones celulares. Muchas veces la división de la célula es por la pérdida de relación y tamaño ente el núcleo y el resto de la célula. Hay varias formas ( todas las imaginables ). Estrelladas, esfericas, ovoides,etc. Ninguna célula sobrevive sin núcleo, a excepción las células de la córnea de algunos mamíferos y la floema ( vasos conductore de las traqueofitas ). Generalmente es céntrico ( en el centro de la célula ), pero también hay en otros puntos. Sus funciones son vitales por ser el controlador celular, por lo que hay una relación directa entre sus funciones y su estructura. Por microscopio fotónico se ve un contenido no homogeneo limitado por una membran PLP o gel (carioteca) y donde hay partes densas y claras. Puede haber varios núcleos, llamados nucleolos. Las partes analizadas en electrónico ( ultraestructura ) han dado que: Carioteca: puede ser PLP o gel ( el modelo que corresponda ). Jugo nuclear: una sustancia, mezcla de compuestos donde hay azúcares, proteínas enzimáticas, lípidos y ATP. Cromatina: esta formado por cromosomas (estructuras individualizadas), que son los que dirigen el funcionamiento celular. Nucleolos: constituidos por fibras. Forman el huso acromático. Tienen RNA y ATP. Lo mas importantes descubierto son los cromosomas.