Citología 2 Archivo

Citología II
Prof. Iris Edith Peralta
BOTÁNICA I - CÁTEDRA DE BOTÁNICA
AGRÍCOLA - FCA - UNCU - 2014
Célula Vegetal
Espacio intercelular
Peroxisoma
Tonoplasto
Pared celular
Vacuola
Campo de
punteaduras,
paso de
plasmodesmos
Dictiosoma
Laminilla
media
Cloroplastos
Cordones
citoplasmáticos
Citosol
Plasmalema
Núcleo
Mitocondria
Nucleolo
Ribosoma
Cisternas Retículo
endoplasmático
rugoso
Túbulos
Retículo
endoplasmático
liso
Fotografía ME
PARED CELULAR
Laminilla media
Pared primaria
Pared secundaria
Plasmodesmos
PROTOPLASTO
Protoplasma
Núcleo
Envoltura nuclear (Carioteca)
Nucleoplasma
Cromatina
Nucleolo
Citoplasma
Hialoplasma
Membrana citoplasmática (Plasmalema)
Sistema endomembranoso
Retículo endoplasmático
Dictiosomas
Vesículas
Citoesqueleto
Microtúbulos
Microfilamentos
Organelas rodeadas por dos membranas:
Plastos o plastidios
Mitocondrias
Organelas rodeadas por una membrana:
Microcuerpos
Organelas sin membranas: Ribosomas
Paraplasma
Vacuolas (tonoplasto)
Inclusiones hidrófobas-. Grasas, aceites, ceras
Sustancias ergásticas: cristales, taninos, colorantes,
hidratos de carbono, proteínas
Protoplasma: es el conjunto de los constituyentes vivos de la
célula. Gran similitud entre el protoplasma de las células
animales y vegetales.
El protoplasma activo posee un gran contenido de agua
(+70%), además de otras sustancias como sales minerales,
azúcares, proteínas, ácidos y lípidos. En la mayoría de los
tejidos vegetales el agua supera el 90%, los iones (K+, Na+,
Ca2+) no llegan al 1%, y el resto corresponde a moléculas
orgánicas.
Composición atómica de tres organismos representativos (% en peso fresco)
ELEMENTO
C
H
N
O
P
S
CHNOPS total
Hombre
19,37
9,31
5,14
62,81
0,63
0,64
97,90
Alfalfa
11,34
8,72
0,83
77,90
0,71
0,10
99,60
Bacterias
12,14
9,94
3,04
73,68
0,6
0,32
99,72
El
análisis de un plasmodio de Fuligo varians
(Micomyceta) revela la siguiente composición en peso
fresco:
Agua=82,6%
Otras sustancias=17,4%
Sustancias solubles=40,7% [proteínas=26,5% y
glúcidos=14,2%]
Sustancias insolubles=59,3% [proteínas=42,3%,
lípidos=11,3%,
sales minerales=2,2%,
varios=3,5%]
Cuando se reduce el contenido de agua en los tejidos,
como en la maduración de las semillas donde el tejido de
reserva contiene sólo un 10-12% de agua, el protoplasto
reduce su actividad metabólica y se encuentra en latencia.
CITOPLASMA
• Es la matriz fundamental que rodea al núcleo, traslúcida,
hialina, que posee un sistema de endomembranas
interconectadas, e incluye organelas y otras estructuras
(microtúbulos, microfilamentos) y algunas inclusiones
inertes del paraplasma.
• Componente
fundamental:
Hialoplasma.
Posee
aproximadamente 70% de agua y un 30% de materia
orgánica.
• Desde el punto de vista físico se reconocen dos fases:
líquida acuosa y fase dispersa asimilable a un sistema
coloidal. El hialoplasma es viscoso, no miscible con el
medio acuoso, presenta elasticidad y forma un gel.
Además, por sus características físico-químicas permite
el movimiento o corriente citoplasmática, evidenciada por
el desplazamiento de las organelas y otras partículas.
Este movimiento se denomina ciclosis.
CITOPLASMA
• Es el soporte del metabolismo, numerosas
reacciones son catalizadas por enzimas presentes
en el citoplasma, que intervienen en la síntesis o
desdoblamiento de sustancias.
• El citoplasma esta separado de la pared celular por
la membrana plasmática o plasmalema, y de las
vacuolas por el tonoplasto.
• Posee unos 75-80A° (7,5-8 nm) de espesor y por
ello sólo se observa con el microscopio electrónico.
• Las conexiones citoplasmáticas entre células
vecinas ocurren a traves de finos conductos los
plasmodesmos, que permiten el transporte
intercelular de macromoléculas
Las conexiones citoplasmáticas
entre células vecinas ocurren a
traves de finos conductos los
PLASMODESMOS, que permiten
el transporte intercelular de
macromoléculas (azúcares
solubles, aminoácidos, nucleótidos
libre, partículas virales)
Si la célula vegetal fuera sometida a
soluciones
hipertónicas
(sacarosa
concentrada o cloruro de sodio al 6%), se
produciría
una
plasmólisis
y
en
consecuencia la vacuola se reduciría
arrastrando al citoplasma.
Célula normal con vacuolas turgentes (hidratadas)
Plasmólisis
Fotografía ME
Vacuola
Finus
tractus
Citoplasma
Citoplasma
Vacuola
CITOPLASMA
• Durante la plasmólisis, plasmalema se separa de
la pared y su presencia se evidencia a través los
“finos tractus”, que se ubican en la zona de
conecciones
citoplasmáticas
entre
células
adyacentes. La plasmólisis es definitiva cuando
se separa totalmente el plasmalema, esto lleva a
la muerte celular y al marchitamiento permanente
de la planta (fenómeno irreversible).
• El plasmalema deja pasar ciertos solutos y otros
no, es decir que es selectivamente permeable o
semipermeable. Esta propiedad es común a todas
las membranas celulares.
Constitución físico-química de las
membranas
Las membranas son estructuras móviles y dinámicas
que cambian continuamente su forma y superficie. El
sistema de endomembranas es un ejemplo de la
movilidad de las membranas celulares. Las
membranas
citoplasmáticas
internas
(excepto
plastidios y mitocondrias) forman un continuo con el
retículo endoplasmático como fuente inicial de las
membranas.
El
modelo
de
estructura
de
membranas
más
ampliamente
aceptado es el modelo del mosaico
fluido (Singer y Nicholson, 1972). Las
biomembranas
son
estructuras
lipoproteínicas, constituida por una
doble capa lipídica con proteínas
globulares incluídas.
Estructura de las Biomembranas
Modelo del Mosaico Fluido
Proteínas
integrales
Cadena de
carbohidratos
Glucoproteínas
Glucolípidos
Proteínas
Proteínas periféricas
integrales
Superficie
externa (hacia
la pared)
Proteínas
integrales
Región
hidrofílica
polar
Bicapa de
lípidos
75-80A°
Bicapa de lípidos
Superficie
interna
Región
hidrofóbica
nopolar
Bicapa de fosfolípidos: estructura fluída e impermeable, 40-50%
Proteínas: funciones de la membrana (transducción de la energía), 60-50%
Estas proteínas, denominadas integrales (o
también transmembrana o en tunel),
se
extienden a través de la doble capa y
sobresalen a cada lado. La porción de la
proteína incluída en la bicapa es hidrófoba,
mientras que los dominios de la proteína
expuestos al exterior son hidrófilos, se interpreta
que también existen conductos hidrófilos que
atraviesan algunas proteínas integrales. Otras
proteínas, las periféricas, se ubican sólo sobre
la superficie de la capa bilipídica y están unidas
a las partículas polares de los lípidos de la
membrana mediante uniones electroestáticas y
no entran en contacto con las cadenas apolares
de hidrocarburos de los lípidos. Por lo tanto
pueden desprenderse con facilidad de las
biomembranas.
Permeabilidad
selectiva de las
membranas
celulares
A. Difusión simple: moléculas
no polares y bajo peso
molecular
B. Difusión facilitada: canales
iónicos en proteínas de
transporte (agua, iones)
C. Difusión a través de
proteínas transportadoras
con gasto de energía
A
B
Transporte pasivo
C
Transporte activo
Retículo endoplasmático
• El RE junto con el aparato de Golgi forman parte
del
complejo
sistema
tridimensional
de
endomembranas celulares.
• En sección en ME posee dos unidades de
membrana separadas por un espacio estrecho y
transparente, tienen forma de sacos aplanados o
cisternas. La forma y desarrollo del RE varía de
acuerdo al tipo de célula, su actividad metabólica y
su estado de diferenciación.
• Cuando contiene ribosomas ensamblados en
grupos (5-100) de polisomas, se lo denomina RE
rugoso y allí ocurre la síntesis de proteínas.
• El RE sin ribosomas se denomina liso y
típicamente tiene forma tubular (túbulos). Ambos
tipos pueden estar presentes en la célula.
Retículo endoplasmático
• El RE funciona como un sistema de
comunicaciones dentro de la célula, y existe
continuidad con la parte externa de la membrana
nuclear o carioteca.
• El RE constituye un sistema de conductos que
transportan materiales, proteínas, lípidos a otras
partes. También interviene en la comunicación
entre células vecinas a través de los cordones
de citoplasma (plasmodesmos).
• Es el principal sitio donde se producen la síntesis
de membranas, y aparentemente interviene en la
formación del tonoplasto (membrana de la
vacuola), de microcuerpos y de las cisternas de
los dictiosomas.
Polisomas
Fotografías ME
Retículo Endoplasmático
Fotografía ME
Vesículas
Retículo Endoplasmático rugoso
Retículo endoplasmático
Aparato de Golgi
• Se denomina al conjunto de dictiosomas o cuerpos
de Golgi, que son las unidades funcionales. Los
dictiosomas consisten en un grupos de 5-7 sacos
aplanados en forma de discos o cisternas a menudo
ramificados en sus márgenes en una compleja serie
de túmulos.
• Los dictiosomas tienen dos superficies o caras: la de
construcción, o formación o polo de regeneración
(Cara Cis) que se asemeja estructuralmente al RE
(orientada hacia el retículo), y el polo opuesto o cara
de maduración o secreción (Cara Trans) se parece
más a la membrana citoplasmática (orientada hacia el
plasmalema).
Aparato de Golgi
Plasmalema
Cara de maduración
TRANS
RE
Cara de formación
CIS
Fotografía ME
Aparato de Golgi
D=Dictiosoma, Dt cara trans o de maduración, Dc cara Cis o de formación
Fotografía ME
Aparato de Golgi
• Los dictiosomas intervienen en la secreción
de sustancias relacionadas con la síntesis
la pared (hidratos de carbono, celulosa). Las
sustancias son transportadas por vesículas
que se desprenden de la cara de secreción
(trans) y se fusionan con el plasmalema,
liberando los polisacáridos que formarán la
pared (fenómeno de exocitosis).
• También transportan glucoproteínas, la
parte proteíca la sintetiza el RE rugoso y la
porción del hidrato de carbono lo hace el
dictiosoma.
Citoesqueleto
Microtúbulos, sistema de estructuras
no membranosas largas, delgadas y
cilíndricas de aproximadamente 24 nm
de diámetro y longitud variable. Son
subunidades de la proteína tubulina
ensambladas en hélice y formando
13 filamentos verticales alrededor de
un hueco central.
Microtúbulos
Tubulina
(proteína)
Fotografías
ME
Los microtúbulos son estructuras dinámicas, se
fragmentan o ensamblan de acuerdo al ciclo
celular.
Se forman en los centros de
organización de los microtúbulos. Están
implicados en el crecimiento ordenado de la
pared celular, y alineamiento de las
microfibrillas de celulosa (la expansión
celular es gobernada por el alineamiento de las
microfibrillas). También dirigen las vesículas
de los dictiosomas a la pared en formación, y
dirigen las fibras del huso que se forman en
las células en división, e intervienen en la
formación de la placa celular. Los
microtúbulos forman parte de flagelos y cilias,
e intervienen en el movimiento.
Citoesqueleto
• Los microfilamentos están constituídos por
proteínas contráctiles, actinas, en forma de
largos filamentos de 5-7 nm de diámetro, que
se disponen en haces y participan en el flujo
citoplasmático (movimiento de estructuras y
organelas en el citoplasma).
• Enrejado microtrabecular tridimensional de
finas hebras (3-6 nm) que divide a la célula en
una fase rica en proteínas (hebras) y otra fluída
rica en agua entre los espacios del enrejado,
tomando una consistencia de gel. Se cree que
esta estructura da puntos de fijación a las
organelas y favorece la comunicación y
transporte celular.
Núcleo
Citoesqueleto puesto de manifiesto por inmunofluorescencia
Microtúbulos
Pared celular
Citoesqueleto
Microtúbulos
Fotografías ME
Microcuerpos
• Organelas esféricas rodeadas por una sola
membrana, de 0,5-1,5µm, con un interior
granuloso y a veces con un cuerpo cristalino de
proteínas (son enzimas entre ellas la catalasa),
no poseen ADN pero se multiplican por fisión.
Generalmente asociados al RE.
• Los peroxisomas participan en asociación con
los cloroplastos y mitocondrias en el proceso de
fotorespiración. Participa en la oxidación del
ácido glicólico a glioxalato que produce agua
oxigenada o peroxido de hidrógeno H2O2, que
es destruido por la enzima catalasa.
Microcuerpos
Cloroplastos
Fotografía ME
Microcuerpos
• Otros
microcuerpos
denominados
glioxisomas,
posee
las
enzima
necesarias para la conversión de ácidos
grasos en hidratos de carbono, durante el
proceso de germinación de semillas
oleaginosas.
• Los lisosomas, intervienen en la lisis o
degradación celular y poseen enzimas
que catalizan estas reacciones.