membrana

Iván Ferrer Rodríguez, Ph.D.
Catedrático
De gira por la célula
Capítulo 6
Reece, Urry, Cain, Wasserman,
Minorsky, Jackson, 2009
Campbell Biology 9th Edition
Microscopio de florescencia
2
Introducción
 Matthias Schleiden (1838) y Theodor Schwann (1839) fueron los primeros en
proponer que las plantas y los animales se componen de células.
 Más tarde, RudolphVirchow (1855) propuso que las células se dividían y daban
origen a nuevas células.
 Esto dio origen a la teoría celular:
 La célula es la unidad básica de la vida.
 Todos los organismos vivos están compuestos por células.
 Las células provienen de otras células.
3
10 m
Human height
Length of some
nerve and
muscle cells
0.1 m
Chicken egg
1 cm
Unaided eye
1m
Frog egg
Most plant and
animal cells
10 µm
Nucleus
Most bacteria
1 µm
100 nm
10 nm
Mitochondrion
Smallest bacteria
Viruses
Ribosomes
Proteins
Lipids
1 nm
Small molecules
4
0.1 nm
Atoms
Electron microscope
100 µm
Light microscope
1 mm
Introducción
5
Comparación
Procariota
Eucariota
Ejemplos
Bacterias
Animales, plantas,
hongos, protozoarios
Núcleo
No tiene núcleo,
área nuclear o nucleoide
Tiene núcleo
Tamaño
1-10 mm
10-100 mm
Organelos rodeados
por membrana
Ausentes
Presentes
Introducción
6
Comparación
Procariota
Ejemplos
Bacterias
Núcleo
No tiene núcleo,
área nuclear o nucleoide
Tamaño
1-10 mm
Organelos rodeados
por membrana
Ausentes
Introducción
7
Comparación
Procariota
Eucariota
Ejemplos
Bacterias
Animales, plantas,
hongos, protozoarios
Núcleo
No tiene núcleo
área nuclear o nucleoide
Tiene núcleo
Tamaño
1- 10 mm
10-100 mm
Organelos rodeados
por membrana
Ausentes
Presentes
Introducción
 Todas las células tienen una serie de
estructuras internas llamadas
organelos y están rodeadas por una
membrana externa que la rodea y la
delimita.
 Esta membrana se conoce como la
membrana plasmática, citoplásmica
o celular.
Plasma
membrane
8
Introducción
 Membrana citoplásmica.
 Núcleo, nucleoplasma - es el
material dentro del núcleo.
 Citoplasma - porción que queda
fuera del núcleo, incluye los
organelos.
 Citosol - es el componente líquido
del citoplasma, sin incluir los
organelos.
9
Introducción
 El núcleo es un organelo es esférico u
ovalado en el centro de la célula.
Nuclear
envelope
Nucleolus
NUCLEUS
Chromatin
 Es el centro de control de la célula
eucariota.
 Mide aproximadamente 5 mm.
 Tiene membrana con doble
membrana (envoltura nuclear o
membrana nuclear).
 Tiene poros en la membrana nuclear
por donde pasa materiales desde el
núcleo al citoplasma y del citoplasma al
núcleo.
 Contiene el DNA o ADN (ácido
desoxirribonucleico).
10
Plasma
membrane
Introducción
 Función: la información contenida
en el DNA sirve de base para
formar el RNA y éste para formar
las proteínas.
Nuclear
envelope
Nucleolus
NUCLEUS
Chromatin
Plasma
membrane
 Contiene los nucleolos:
 Es un cuerpo granular en el núcleo
que consiste de RNA y proteínas.
 Función: Aquí se sintetiza el RNA
ribosomal y ocuure el ensamblaje
del las sub-unidades del ribosoma.
11
Introducción
Núcleo
 Contiene los cromosomas.
 Consisten de un complejo de DNA
y proteínas que tienen un arreglo
filamentoso; cuando el complejo
está disperso en el núcleo se llama
cromatina.
 Función - los cromosomas
contienen los genes que controlan
las actividades en la célula,
mediante el dogma central.
12
Cromosomas
Introducción
Dogma central
 DNA  RNA  Proteínas
Transcripción/traducción
 Ej. Hemoglobina
13
Cariotipo
Introducción
Dogma central
 DNA  RNA  Proteínas
Transcripción/traducción
14
Hemoglobina
Organelos citoplásmicos
Ribosomas
 Son organelos pequeños
compuestos por dos partes:
 Sub-unidad grande
 Sub-unidad pequeña
 Están presentes en células
procariotas y eucariotas.
 Están compuestos de RNA
ribosomal y proteínas.
 Carecen de membrana.
15
Diagrama
Organelos citoplásmicos
Ribosomas
Retículo endoplásmico
 Función: síntesis de proteínas.
 Pueden estar atados al retículo
 Pueden estar libres en el citosol -
sintetizan proteínas que actúan en
el citosol.
endoplásmico - sintetizan proteínas
que se van a desplazarse a otros
lugares:
 Insertar en la membrana
citoplásmica.
 Ej. enzimas que catalizan el
rompimiento de azúcar.
 Localización dentro de otros
organelos (ej. lisosoma).
 Exportación hacia fuera de la célula
(secreción de proteínas).
16
Organelos citoplásmicos
Sistema de endomembranas
 Se refiere a los organelos eucariotas que contienen membrana.
 Esto incluye:
1) Membrana nuclear
2) Retículo endoplásmico
3) Aparato de Golgi
4) Lisosomas
5) Varios tipos de vacuolas
6) Membrana plasmática
17
Organelos citoplásmicos
Retículo endoplásmico
1) Membrana nuclear - discutida
anteriormente como parte núcleo.
2) Retículo significa (en latín) red
pequeña, endoplásmico significa
dentro del citoplasma.
 Retículo endoplásmico (RE) - es
como un laberinto.
 Parece como un paquete de pan
pita.
18
Organelos citoplásmicos
Retículo endoplásmico
1) Membrana nuclear - discutida
anteriormente como parte núcleo.
2) Retículo significa (en latín) red
pequeña, endoplásmico significa
dentro del citoplasma.
 Retículo endoplásmico (RE) - es
como un laberinto.
 Parece como un paquete de pan
pita.
19
Organelos citoplásmicos
Retículo endoplásmico
 Consiste de una red de túbulos
membranosos y sacos llamados
cisternas (reservorios para líquidos)
que se extienden en el citosol.
 El espacio interno del retículo
(delimitado por la membrana) se
llama espacio cisternal.
20
Organelos citoplásmicos
Retículo endoplásmico
Función
Hay dos tipos:
 Liso - activo en la síntesis de
 Rugoso - tiene ribosomas pegado
en la superficie.
lípidos, metabolismos de
carbohidratos y detoxificación de
drogas.
 Rugoso – involucrado en la síntesis
 Liso - carece de ribosomas.
de proteínas que van destinadas a la
membrana citoplásmica o van a ser
secretadas.
 La secreción ocurre en vesículas
21
transportadoras (como una
burbuja) que se forman en el RE.
Organelos citoplásmicos
Retículo endoplásmico
Función
Hay dos tipos:
 Liso - activo en la síntesis de
 Rugoso - tiene ribosomas pegado
en la superficie.
lípidos, metabolismos de
carbohidratos y detoxificación de
drogas.
 Rugoso – involucrado en la síntesis
 Liso - carece de ribosomas.
de proteínas que van destinadas a la
membrana citoplásmica o van a ser
secretadas.
 La secreción ocurre en vesículas
22
transportadoras (como una
burbuja) que se forman en el RE.
Organelos citoplásmicos
Aparato de Golgi (AG)
 También parece como un paquete
de pan pita (igual que RE).
 Consiste de una pila de sacos
membranosos aplanados, uno al
lado del otro, pero no conectadas
como ocurre en el RE.
 El espacio interno de cada cisterna
(delimitado por la membrana) está
separado del citosol por la
membrana.
23
Organelos citoplásmicos
Aparato de Golgi (AG)
Función Golgi:
 Muchas vesículas transportadoras
viajan utilizando Golgi.
 Centro de manufactura,
almacenamiento, sorteo y
distribución de proteínas.
 Productos del RE son modificados,
almacenados y enviados a sus
destinos.
24
Organelos citoplásmicos
Lisosomas
 Es como una bolsita, como una
bolita.
 Son sacos hechos de membranas.
 Están llenos de enzimas hidrolíticas
o digestivas que se forman en RE.
 Permiten digestión de
25
macromoléculas, sin daño a la
célula.
Organelos citoplásmicos
Lisosomas
 Se forman por gemación en el
aparato de Golgi.
 Están presentes en células de
animales.
 Figura 7.14 explica la formación y
función de los lisosomas.
 Fagocitosis y autofagia.
26
Funciones
Organelos citoplásmicos
Vacuolas
 Son espacios, huecos, sacos grandes
rodeados por membranas que
tienen diferentes funciones.
A) Vacuola digestiva - vesícula que se
forma al ingerir alimentos
mediante fagocitosis, presente en
algunos protistas.
27
Organelos citoplásmicos
Vacuolas
Función
B) Vacuola contráctil - bombea agua
hacia fuera de la célula, presente
en algunos protistas.
 Almacenamiento de alimentos.
C) Vacuola central - está rodeada por
una membrana llamada tonoplasto,
ocupa la mayoría del espacio en
células de plantas.
28
 Disposición de desperdicios.
 Protección contra animales
depredadores (acumulan veneno o
dan mal sabor).
Relación entre organelos
29
Relación entre organelos
30
Relación entre organelos
31
Organelos citoplásmicos
Membrana plasmática
 Membrana plasmática, citoplásmica
o celular es una estructura que:
 Delimita la célula
 Establece el límite de la célula
 Rodea la célula
 Físicamente no es parte del sistema
endomembranas, pero relacionado
al mismo.
32
Organelos citoplásmicos
Membrana plasmática
Funciones
 Está presente en células procariotas
 Regula el movimiento de sustancias
y eucariotas.
hacia dentro y hacia fuera de la
célula.
 Las membranas de diferentes
grupos de organismos tienen
características únicas.
 Ayuda a conservar la forma de la
célula.
 Sirve como vehículo de
comunicación con otras células.
33
Otros organelos citoplásmicos
Mitocondria
 Presente en casi todas las células
eucariotas.
 Es como un saco constituido por
una doble membrana.
 La membrana interna se despliega y
forma crestas.
 Tiene dos compartimentos:
espacio intermembranal y matriz.
34
Otros organelos citoplásmicos
Mitocondria
 Puede haber uno, cientos o miles
por célula.
 Mide aproximadamente 1-10 mm.
 Contiene ribosomas y DNA y
hacen sus propias proteínas.
 Es la casa energética de la célula.
35
 Aquí ocurre la mayoría de la
respiración celular.
 Proceso mediante el cual la célula
genera energía en forma de ATP
mediante el rompimiento de
azúcares en presencia de oxígeno.
Otros organelos citoplásmicos
Cloroplasto
 Forma parte de una familia de
organelos especializados llamados
plástidos.
 Presente en células eucariotas de
plantas y algas.
 Contienen un pigmento verde
llamado clorofila que participa en
fotosíntesis.
36
Otros organelos citoplásmicos
Cloroplasto
 Es un organelo que posee doble
membrana y espacio
intermembranal.
 Dentro de membrana interna hay
un fluido llamado estroma.
 Tilacoides - son otro sistema de
membranas dentro del cloroplasto.
 Grana - son paquetes o grupos de
tilacoides.
37
Otros organelos citoplásmicos
Cloroplasto
Características
 Mide aproximadamente 1-10 mm.
 Contiene ribosomas y DNA y
hacen sus propias proteínas.
 Aquí ocurre fotosíntesis - es un
38
proceso en el que se convierte
energía solar a energía química
usando luz solar promoviendo la
formación de compuestos
orgánicos a partir de bióxido de
carbono y agua.
Otros organelos citoplásmicos
Otros plastidios
 Amiloplastidios - son plastidios sin
color que almacenan almidón en las
raíces de los tubérculos.
 Foto
39
 Cromoplastos - son plastidios que
le confieren los colores naranja y
amarillo a las flores y frutas.
Otros organelos citoplásmicos
Peroxisomas
 Son organelos esféricos en forma
de saco, rodeado por membrana
sencilla.
 Son compartimientos metabólicos
especializados.
 Contiene diversas tipos de enzimas.
 Ocurren diferentes reacciones
metabólicas.
40
Otros organelos citoplásmicos
Peroxisomas
 Cooperan con los mitocondrios y
cloroplastos en ciertas reacciones
metabólicas.
 Diferente a los lisosomas, se
forman en el citosol mediante
incorporación de proteínas y luego
se dividen al llegar a cierto tamaño.
41
Otros organelos citoplásmicos
Citoesqueleto
 Es como una red densa de fibras
que se extienden a través del
citoplasma.
 Hay tres tipos de fibras:
 Microtúbulos
 Microfilamentos
 Filamentos intermedios
42
Otros organelos citoplásmicos
Citoesqueleto
 Hay tres tipos de fibras:
 Los microtúbulos y
microfilamentos interactúan con
unas moléculas motoras que se
desplazan a través de éstos.
 Los microtúbulos son tubos gruesos
huecos, compuestos por proteína
tubulina, empacados en forma de
cuentas (que se pueden ensamblar y
desensamblar con rapidez).
43
Otros organelos citoplásmicos
Citoesqueleto
 Hay tres tipos de fibras:
 Hay tres tipos de fibras:
 Los microfilamentos son
 Los filamentos intermedios son
estructuras finas, sólidas en forma
de bastón, compuestos por proteína
actina, empacados en forma de
cuentas.
44
fibras resistentes formadas por
polipéptidos, son más estables (no
ensamblan y desensamblan
fácilmente).
Otros organelos citoplásmicos
Citoesqueleto
Función
 Función del citoesqueleto (Tabla
 Dan apoyo estructural y ayuda a
6.1 para ver funciones en detalle).
mantener la forma de la célula.
 Dan apoyo mecánico a la célula.
 Ayudan en el movimiento celular y
movimiento de organelos.
 Participan en la división celular.
 Componentes de cilios flagelos,
centriolos y cuerpos basales.
45
Estructura y función del citoesqueleto
46
Otros organelos citoplásmicos
Centrosomas y centriolos
 Son cilindros huecos en el centro
de la célula desde donde se forman
los microtúbulos.
 Los microtúbulos funcionan como
un vigas que resisten compresión
en la célula.
 Dentro del centrosoma de la célula
animal hay un par de centriolos.
47
Otros organelos citoplásmicos
Centrosomas y centriolos
 Los centriolos están compuestos
por 9 tripletes de microtúbulos.
 Participan en el proceso de
reproducción celular (mitosis).
48
Otros organelos citoplásmicos
Cilio y flagelos
 Son organelos de locomoción
compuestos por microtúbulos.
 El movimiento de los cilios y los
flagelos ocurre como resultado del
arreglo de los microtúbulos.
 Cilios - proyecciones relativamente
cortas, funcionan en movimiento
de organismos unicelulares.
49
Otros organelos citoplásmicos
Cilio y flagelos
 Flagelos - proyecciones
relativamente largas, funcionan en
movimiento de organismos
unicelulares y espermatozoides.
50
Otros organelos citoplásmicos
Pared celular
 El límite de la célula lo establece la
membrana celular.
 La mayoría de la células sintetizan y
secretan algún tipo de cubierta.
 Las células de plantas tiene pared
celular (Figura 6.28).
51
Otros organelos citoplásmicos
Pared celular
Función
 Proteger, mantener la forma,
previene ingestión excesiva de
agua.
 La pared de las plantas es rica en el
polisacárido (azúcar) celulosa y la
de las bacterias en péptidoglucano.
 La mayoría de las células
52
bacterianas, hongos y protistas
también están rodeadas por una
pared celular (Figura 6.28).
Otros organelos citoplásmicos
Matriz extracelular
 Muchas células animales están
rodeadas por una matriz
extracelular (ECM).
 La composición celular de la ECM
varía, pero en términos generales
está compuesta por glucoproteínas
(mezcla de azúcares y proteínas):
53
1) Fibras de colágeno - constituye la
mitad de las proteínas en el cuerpo
humano.
Otros organelos citoplásmicos
Matriz extracelular
2) Las fibras de colágeno están
metidas en una red de
proteoglycans (otras
glucoproteínas).
3) Fibronectinas - otras glucoproteínas
en la pared de células de animales.
 Estas reaccionan con un receptor en
la membrana celular llamado
integrinas.
54
Interacciones celulares
Plasmodesmata
 En los organismos multicelulares,
las células forman tejidos, órganos
y sistemas.
 Las células cercanas interactúan.
 En las plantas, las células están
perforadas con canales llamados
plasmodesmata; las células están
conectadas.
55
Interacciones celulares
 En animales hay tres tipos de
conexión intercelular (entre
células):
 Uniones herméticas - membranas de
células vecinas están fusionadas.
 Desmosomas - se refiere a canales
citoplásmicos que conectan células
animales adyacentes.
 Uniones abiertas - unión tipo
56
remache que une fuertemente las
células.
Resumen
57