esquemas.CITOLOGIA
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Morfología, estructura y funciones celulares LA TEORÍA CELULAR. TEORÍA CELULAR: descubrimiento de la célula y sus componentesLa célula fue descubierta en 1665 por el científico ingles Hooke, tras observar, con la ayuda de un microscopio rudimentario, tejido de alcornoque (corcho), que, al aparecer como un panal de celdillas (células muertas en las que quedaba su pared celular), les dio el nombre de células. Leeuwenhoek: fabricó unas lentes que permitían visualizar los objetos a mayor tamaño y observó una gran variedad de células vivas y microorganismos. También explicó que la sangre estaba compuesta por diminutos glóbulos. Robert Brown: descubrió el núcleo celular y Schleiden y Schwann enunciaron el postulado básico de la teoría celular. Rudolf Virchow: estableció que todas las células proceden de otras células ya preexistentes, de aquí la famosa frase " omnis cellula e cellula". Postulados de LA TEORIA CELULAR -La teoría celular postula que la celula es la unidad vital en todos los organismos desde aquellos que están compuestos por una sola célula hasta los organismos superiores integrados por miles de células con funciones especializadas. - Todos los organismos vivos están compuestos por células. -La celula es la unidad estructural, fisiológica y genética (o de origen) de los seres vivos, pues las células constituyen las unidades básicas de las estructuras, funcionamiento y reproducción del organismo - La célula es la unidad más pequeña que tiene vida propia. NIVELES DE ORGANIZACION CELULAR: procariota y eucariota, en función de la presencia o no de núcleo y de la sencillez o complejidad de su organización. Todas las células - Presentan una membrana plasmática - Su medio acuoso interno contiene ribosomas, y biomoléculas, enzimas etc para su metabolismo. - contiene la información genética en una macromolécula esencial, el ADN y tienen ARN para realizar su función.. CELULA EUCARIOTA Es estructuralmente más compleja que la procariota y se compone de los siguientes elementos:-Núcleo- contiene los ácidos nucléicos y proteinas (histonas) rodeados de membrana nuclear que los protege y aisla del citosol. -La membrana plasmática rodeada de una pared celular (vegetal) o de un glicocalix (animal). -El citoplasma celular que contiene el citosol, el citoesqueleto y los organulos celulares: reticulo endoplasmatico, el aparato de golgi, las mitocondrias, los cloroplastos, vacuolas, lisosomas, peroxisomas, cilios y flagelos y diversas inclusiones de reserva. Diferencias entre célula animal y vegetal: pared celular, cloroplastos, centriolos, vacuolas. ESTRUCTURA DE LAS BIOMEMBRANAS. ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LA BICAPA LIPÍDICA. 1.Estructura de las biomembranas Además de la membrana plasmática, todos los orgánulos membranosos de la célula están formados por biomembranas semejantes a aquella y que al MET aparecen con estructura trilaminar:dos bandas oscuras separadas por una clara que llamamos unidad de membrana o M. unitaria. La membrana está compuesta, básicamente, por una bicapa lipídica y proteinas Estructura y propiedades de la bicapa lipídica- Ver fosfolípidos-carácter anfipático, fluidez etc. 2- Estructura, composición y propiedades de la membrana plasmática La membrana plasmática:Barrera que limita la célula y la separa de su entorno pero que también la comunica, regulando el transporte de sustancias entre la célula y el exterior. Tiene un espesor de 7,5 nm o 75 Aº y está compuesta por una bicapa lipídica (hidrófilos/hidrófobos) y proteínas. Un 40% son lípidos (fosfolípidos , glucolípidos, esteroles ) y un 60% proteínas (integrales y periféricas ) Funciones de Fosfolípidos- carácter anfipático y aportan fluidez. De Glucolípidos- asimetría (sólo cara externa como todo lo que tiene glúcidos) y esteroles que le dan estabilidad. Las proteínas tienen función estructural, reconocimiento celular, transportadoras…). Pueden desplazarse, tienen movilidad como los lípidos. Según su colocación en la membrana distinguimos: -INTEGRALES: - 1-Transmembranales- Atraviesan la membrana y 2-Parcialmente integradas (en la cara externa están las glucoproteínas (asimetría) y otras en la cara interna. -PERIFÉRICAS: (sin zona hidrófoba, por tanto no penetran en la bicapa) Se unen a la membrana por enlace iónico. Se separan con facilidad. Aparecen, sobre todo, en la cara interna. Propiedades: 1-La membrana es DINÁMICA, tiene mucha fluidez y movilidad (las proteínas también pueden desplazarse lateralmente por ella). 2-Al tener diferente composición en sus dos caras, se dice que las membranas son ASIMÉTRICAS. 3- Presenta PERMEABILIDAD SELECTIVA y es muy activa. 3- Modelos de membrana: Modelo de Davson y Danielli (modelo de sándwich), según el cual la bicapa lipídica estaría recubierta por proteínas en una estructura rígida, sin movilidad. Modelo de Singer y Nicholson, (modelo del mosaico fluido), según el cual la membrana es una estructura fluida, no rígida, que permite el movimiento de las proteínas. Es la teoría que hoy día se acepta. 4- FUNCIONES de la membrana plasmática. -Intercambio de sustancias / Barrera selectiva- regula el transporte de moléculas (lo que entra y sale) -Comunicación celular.Recibe señales químicas y mensajeros del medio externo y otras células Transporte de moléculas.La membrana es semipermeable pero se dan dos grandes tipos de transporte: Transporte desustancias disueltas y transporte de grandes moléculas. A- TRANSPORTE DE SUSTANCIAS DISUELTAS: (el transporte podría entrar también en temas de funciones de nutrición de la célula) Una propiedad importante de la membrana es la PERMEABILIDAD SELECTIVA, que hace que la membrana tenga la capacidad de controlar * qué sustancias pasan a través de ella * en qué cantidades pasan y *cuándo lo tienen que hacer, función importantísima para la vida armónica de la célula. Esto ocurre gracias a las proteínas de membrana que permiten el paso de lo que se necesita e impiden el paso de lo que no conviene. 1. TRANSPORTE PASIVO. Es el proceso de difusión que va a favor de gradiente y se produce sin gasto de energía: 1.1Difusión simple. Paso directo de pequeñas moléculas (gases), agua (ósmosis) y lípidos (hormonas esteroideas,etc.). 1.2Difusión simple a traves de canales. Pequeñas moléculas polares (Na+, K+, Ca2-,etc) utilizan las proteinas canal. 1.3Transporte pasivo facilitado. Las moléculas polares (glúcidos, aminoácidos,...) necesitan proteinas transmembranales,también llamadas permeasas, las cuales sufren un cambio en su estructura que ayuda al transporte de estas moléculas.Se distingue uniporte cuando se transporta una sola sustancia y cotransporte cuando son dos simultáneamente, pudiendo ser sinporte o antiporte. 2. TRANSPORTE ACTIVO. Es el transporte que se da contra gradiente, con la ayuda de proteínas transportadoras específicas y con gasto de energía (ATP). Podemos ver dos casos: 1- la bomba Na+/K+: Pasan 3Na al exterior y 2K al interior mediante una proteína y con ayuda de ATPasa. Es cotransporte antiporte. Supone 30% del gasto total del ATP. 2- El sinporte Glucosa/Na+: la glucosa entra por difusión, pero cuando dentro hay más, la glucosa pasa con el Na+. El transporte activo es solo para la glucosa. B- TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS Y PARTÍCULAS: ENDOCITOSIS(fagoc./pinoc) y EXOCITOSIS -fagocitosis para sólidos (pseudópodos, vacuolas digestivas) -pinocitosispara líquidos (vacuolas pinocíticas) EXOCITOSIS: secreción o excreción de sustancias por medio de vacuolas, vesículas de exocitosis, que se fusionan con la membrana plasmática abriéndose al exterior. Las vacuolas provienen de los sistemas de membranas o de la endocitosis. La membrana de la vacuola queda incluida en la membrana plasmática, con lo que se compensa la pérdida de membrana de endocitosis. La membrana plasmática está en un continuo proceso de renovación. Ocurren en células sanguíneas como macrófagos y en protozoos como amebas etc. GLICOCÁLIX O MATRIZ EXTRACELULAR es la zona periférica de las membranas plasmáticas de células animales, formada por las partes glucídicas de glucoproteinas y glucolípidos de la membrana, siendo exclusivo de la célula animal. Estas fracciones glucídicas, en algunos casos, se encuentran unidas a proteinas fibrilares como el colágeno y la elastina. Funciones: 1- Mantiene la estructura del tejido, facilita la unión entre células o adhesión celular y protege la superficie de la célula del daño mecánico y químico 2- Reconocimiento - Los oligosacáridos de la superficie celular son los principales marcadores de identidad y actúan en procesos de reconocimiento. Su tamaño varía. En los tejidos epiteliales y de sostén, este glicocálix tiene un mayor grosor, mientras que en los glóbulos rojos, dada la estructura del tejido sanguíneo, está escasamente desarrollado. La membrana plasmática vegetal no tendría glicocálix en su periferia. PARED CELULAR- En las células vegetales, la membrana plasmática está rodeada por una superficie rígida: la pared celular, una especie de matriz extracelular que segrega la célula, compuesta por fibras de celulosa además de pectinas y hemicelulosa, junto con algunas glucoproteinas. En algunos tejidos, también forman parte de ella otras sustancias: lignina (tejido leñoso), ceras y cutina (haz de hojas), suberina (corcho). Presenta plasmodesmos. Estructura Se compone de varias capas, según la edad de la célula: Lámina media: Capa más externa, y la primera en formarse. Constituida por pectinas y proteínas. Esta capa puede estar compartida entre varias células a modo de sustancia intercelular entre células jóvenes. Pared primaria: Capa fibrilar gruesa, que se encuentra bajo la lámina media. La forman largas fibras de celulosa, conexionadas por hemicelulosa, pectinas y glucoproteinas. Pared secundaria: Capa más interna. Con una o varias capas con una mayor proporción de celulosa que la primaria. Las capas van apareciendo segregándose las nuevas desde el interior de la célula, siendo por eso las más externas las más antiguas. La primera en aparecer es la lámina media, a partir de vesículas del Ap de Golgi (pectina). Después, aparece la pared primaria con armazón de celulosa y en la célula adulta , una pared secundaria que puede sufrir modificaciones: lignificación, suberificación, cutinización... Funciones: -Mantiene la forma celular vegetal, dando rigidez.-Une células, dotando de soporte a la planta.-Posibilita un intercambio de fluidos y la comunicación intercelular, por medio de canales (plasmodesmos).-Permite a la célula encontrarse en un medio hipotónico sin llegar a estallar.-Impermeabiliza la célula evitando pérdidas de agua. CITOPLASMA- Espacio celular comprendido entre la membrana y la envoltura nuclear. Está constituido por el citosol, los orgánulos y el citoesqueleto. Dispersas en el citoplasma se encuentran estructuras granulares sin membrana: ribosomas e inclusiones, que son acúmulos de sustancias como gránulos de glucógeno (hígado) o gotas de grasa. El citosol. Es la parte acuosa del citoplasma (75-85%). Contiene gran cantidad de enzimas, nucleótidos, Aa, monosacáridos, coencimas... Es un medio dinámico en el que se producen muchas reacciones metabólicas. CITOESQUELETO- Estructura, distribución celular y función de los componentes del citoesqueleto. Está formado por complejas redes de filamentos proteínicos, que son los responsables de la forma de las células, de su movimiento y de su organización interna. Tres: -Microfilamentos. Son estructuras filamentosas, constituidas por dos cadenas de proteínas globulares de actina enrolladas entre sí, asociadas a otras moléculas y que forman una red interna. Son los principales componentes de las fibras musculares e intervienen, junto con la miosina, en la contracción muscular. En otras células intervienen en el movimiento ameboide, en procesos de endocitosis y mantienen la forma de la célula. Fforman redes complejas e interconectadas, responsables del mantenimiento de la forma celular. -Microtúbulos. Son filamentos tubulares formados por proteínas, la tubulina. Se originan a partir de los MTOC y se incluyen aquí los filamentos del huso acromático y los que forman los centriolos, flagelos y cilios. -Filamentos intermedios son fibras proteícas resistentes, parecidas a cuerdas. Muy abundantes en células sometidas a tensiones mecánicas, como epitelios, axones y músculo. Tipos: queratina –proporcionan fuerza mecánica a epitelios -Neurofilamentos de células nerviosas. FUNCIONES del citoesqueleto: -Principales generadores del movimiento de cilios y flagelos.-Dirigen el traslado de orgánulos en el citoplasma (se ha visto en mitocondrias)-Constituyen el huso mitótico.-Determinan la forma y polaridad de la célula. -Disponen el retículo endoplasmático y Golgi en lugares adecuados. CENTROSOMA- Localizado próximo al núcleo, es considerado un centro formador de microtúbulos (MTOC). Contienen un par de centriolos constituidos por nueve tripletes de microtúbulos, que se disponen formando un cilindro, sin membrana exterior ni microtúbulos centrales. Los CENTRIOLOS- Se presentan de dos en dos orientados perpendicularmente entre sí y que reciben el nombre de diplosomas, en el centro de la célula. El diplosoma se encuentra en el interior de un material denso, que se denomina centrosfera dónde se organizan y de dónde parten radialmente unos microtúbulos que se denominan aster.Los centrioles son orgánulos exclusivos de células animales y están relacionados con la organización de los microtúbulos del citoesqueleto, con el transporte citoplasmático y con la disposición de los filamentos del huso durante la mitosis.En las células vegetales hay centrosoma pero no hay centriolos. CILIOS Y FLAGELOS: Son prolongaciones citoplasmáticas dotadas de movimiento. Presentan un eje central rodeado por una membrana que es prolongación de la plasmática. Están formados por un axonema, el corpúsculo basal y una zona de transición. El axonema tiene un par de microtúbulos en la parte central, encerrados en una vaina y rodeados por un conjunto cilíndrico de 9 pares de microtúbulos paralelos que se unen al par central mediante ejes radiales. Al crecer del interior celular, quedan rodeados de la membrana. En el cuerpo basal carecen del par de microtúbulos centrales y de la membrana, siendo semejantes al centriolo. Permite el desplazamiento celular o crea turbulencias como en algunos protozoos para renovar el agua.En las vías respiratorias existen cilios que desplazan al exterior las partículas dañinas. Los flagelos y los cilios únicamente difieren en sus dimensiones. RETÍCULO ENDOPLÁSMICO- Complejo sistema de sáculos y conductos aplanados conectados entre sí, que tienen un espacio interno denominado lumen. Se comunica con el complejo de Golgi y con la membrana nuclear externa. Sus funciones son: Regenerar la membrana plasmática, sintetizando sus componentes: lípidos y proteínas. Dos tipos: Retículo endoplásmico rugoso: Constituido por un sistema de cisternas aplanadas con ribosomas, situado cerca del núcleo. Forma la membrana nuclear. Funciones:SAT- 1- Síntesis, modificación y transporte de proteínas.2Almacenamiento de proteínas. 3- Formar la membrana nuclear Retículo endoplásmico liso: Formado por un sistema de conductos membranosos interconectados entre sí y relacionado con el RER. Funciones: SAT 1-Síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos y derivados. 2Detoxificación.3- Almacenamiento de calcio para la contracción muscular. MITOCONDRIA: Orgánulo membranoso presente en todas las células eucariotas eucariotas (animal y vegetal). Tamaño semejante a procariota. Estructura: - Membrana mitocondrial externa: es una membrana unitaria continua. - Espacio intermembranoso: se localiza entre ambas membranas mitocondriales y está ocupado por un componente semejante al citoplasma. - Membrana mitocondrial interna: posee la estructura trilaminar, pero carece de colesterol. - Matriz mitocondrial: contiene ADN mitocondrial ( ADN circular), y ribosomas 70S. Función: Son orgánulos energéticos. En ellas se da el metabolismo respiratorio aerobio (con O2), su finalidad es producir energía (ATP) para que se den las funciones celulares. Los glúcidos, lípidos y proteinas destinados a producir energía, son transformados en la mitocondria en CO2, H2O... formando ATP. Antes de entrar en la mitocondria, estas biomoléculas deben sufrir cambios porque son demasiado grandes como para entrar. - Los glúcidos se transforman en glucosa y ésta sufre glucólisis formando 2 ácidos pirúvicos (3C), para entrar. - Los ácidos grasos pueden entrar, por la composición lipídica de la membrana de la mitocondria (unidad de membrana) - Los aminoácidos se desaminan, pierden el NH2 y forman pirúvico, si tienen 3C. Si tienen 2C, entran ya en el siguiente paso como AcetilCo-A. En la matriz: - El pirúvico se descarboxila (pierde un C) y forma Acetil-Co-A. - La B-oxidación de ácidos grasos (ruptura de ácidos grasos de 2 en 2 carbonos) formando acetilCoA - Ciclo de Krebs, que oxida el Acetil-Co-A hasta convertirlo en CO2 y H2O, produciendo NADH2 y FADH2. En las crestas mitocondriales: - Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa. Con los hidrógenos obtenidos en el Ciclo de Krebs, se forma FADH2 y NADH2 que forman ATP gracias al O2. La ATPsintasa de membrana cataliza la reacción de fosforilación oxidativa. GÉNESIS DE LAS MITOCONDRIAS: Las mitocondrias se dividen de forma independiente dentro de la célula, porque sintetizan algunas proteínas, dado que tienen ADN y ribosomas (Teoría endosimbiótica). Se pueden dividir por bipartición, gemación o estrangulación.Sin embargo, dependen de la célula, de la cual reciben proteinas. una característica peculiar de las mitocondrias es que son de origen maternoo , ya que sólo el óvulo aporta las mitocondrias al cigoto, y cómo la mitocondria posee adn , podemos decir que esta información va pasando a las generaciones exclusivamente a través de las mujeres. CLOROPLASTOS: Forman parte de un conjunto de orgánulos característicos de las células eucariotas vegetales que se denominan plastos. Hay de 3 tipos: cloroplastos, cromoplastos (pigmentos) y leucoplastos -amiloplastos con almidón.. En los cloroplastos se da la fotosíntesis oxigénica, proceso por el cual la célula obtiene energía a partir de la luz para transformarla en energía química (ATP) y NADPH para transformar el H2O y CO2 en materia orgánica, liberando oxígeno. La fotosíntesis se da en 2 etapas: - Fase luminosa: Se da en el tilacoide, donde la clorofila capta la energía lumínica, con la que realiza la fotolisis del agua, produce ATP y NADPH, liberando oxígeno. -Fase oscura: Se da en el estroma y no necesita luz. Aquí se da el Ciclo de Calvin, en el que se empieza con la ribulosa (5C), que coge un CO2 en cada vuelta del ciclo, formando una molécula de 6C, que rápidamente se parte en dos de 3 carbonos. Se necesitan 3 vueltas para formar un gliceraldehído y 6CO2 para formar glucosa. 6CO2 + 6H2O + E -------> C6H12O6 + 6O2 LISOSOMAS: Son pequeñas vesículas, con membrana, que contienen una gran variedad de enzimas hidrolíticas implicadas en los procesos de digestión celular. Las enzimas lisosomicas son hidrolasas, por lo que la membrana necesita una protección especial para no ser digerida. Hay dos tipos de lisosomas: -Lisosomas primarios- de reciente formación. -Lisosomas secundarios-se forman tras la fusión de varios lisosomas primarios a una vasícula de endocitosis. Dentro de ellos distinguimos: -Fagolisosomas: orgánulos formados a partir de la unión de lisosomas primarios con una vacuola fagocítica .-Autofagolisosoma: los lisosomas se fusionan con vacuolas autofagocíticas para eliminar restos celulares. -Cuerpos residuales: son sustancias que no pueden ser aprovechados por la célula ni excretados al exterior, por lo que permanecen en la células. VACUOLAS: Orgánulos exclusivos de células vegetales, rodeados de menbrana, con mucha agua y sustancias: Vacuola vegetal: las células vegetales tienen una membrana que se denomina tonoplasto. Funciones: - Contribuyen al mantenimento de la turgencia. - Sirve de almacen de reserva para glúcidos, aminoácidos, proteinas, pigmentos, asi como productos tóxicos y de desecho. Vacuola contráctil: se trata de un organulo membranoso presente en diversos protistas cuya función es eliminar el exceso de agua, para la regulacion osmotica APARATO DE GOLGI Fue descubierto por Camilo Golgi y está presente en todas las células eucariotas excepto en los eritrocitos de mamíferos. Su desarrollo depende de la función celular; en general está muy desarrollado en las células secretoras. Estructura- Es un conjunto de sáculos o cisternas aplanados que se derivan del retículo endoplasmático y que se disponen en grupos llamados dictiosomas que están rodeados de vesículas. El aparato de Golgi tiene dos caras: -La cara cis o de formación tiene forma convexa, esta relacionada con el RE y con la membrana nuclear externa. Está rodeada de pequeñas vesículas de transporte que se forman por gemación del RE, estas vesículas se denominan vesículas de transición; estas vesículas se fusionan con las cisternas de Golgi en esta cara. -La cara trans o de maduración tiene forma cóncava y es la cara más cercana a la membrana plasmática. Está rodeada de vesículas más grandes, llamadas vesículas de secreción, que se forman por gemación a partir de las cisternas situadas en esta cara del dictiosoma. Función: -Interviene en el transporte y distribución celular de moléculas sintetizadas en el RE (proteínas lípidos, etc). Estas moléculas son transferidas desde el RE a las cisternas del dictiosoma situadas en la cara cis, mediante las vesículas de transición. Se desplazan a través de las cisternas en dirección cis-trans. Finalmente se liberan en la cara trans mediante las vesículas de secreción. Estas vesículas pueden quedarse en el citoplasma (lisosomas) o dirigirse a la membrana y fusionarse con ella, liberando su contenido al exterior mediante exocitosis. Durante este proceso sufren algunas modificaciones como son: - Se completa la síntesis de glucoproteinas y iniciada en el RE y de glicolípidos. - Interviene en la regeneración de la membrana plasmática, al fusionarse las vesículas con ella. -Sintetiza y segrega los componentes de la pared celular (celulosa, pectina, hemicelulosa). - Forma el acrosoma de los espermatozoides Las vesículas se clasifican, según su contenido, en vesículas de exocitosis o secreción; vesículas digestivas o lisosomas, repletas de enzimas digestivas y peroxisomas o vesículas de oxidación. PEROXISOMAS Son vesículas similares a los lisosomas, están rodeadas por una membrana simple y contienen en su interior enzimas oxidativas, que catalizan diversas reacciones de oxidación que se producen en su interior. Están presentes en todas las células eucariotas. Entre los distintos tipos de enzimas oxidativos destacan dos: las oxidasas y las catalasas. Las oxidasas catalizan la oxidación de distintos sustratos orgánicos (aminoácidos, ac.grasos, ac.láctico etc) utilizando como aceptor de hidrógenos el oxígeno molecular, que se reduce a agua oxigenada H2O2. El agua oxigenada es una sustancia muy oxidante que resulta tóxica para la célula por ello es necesario eliminarla rápidamente. La catalasa cataliza reacciones en las que se utiliza el agua oxigenada, obtenida en las oxidaciones anteriores, para oxidar otros sustratos (etanol, metanol, etc) y de esa forma el agua oxigenada se reduce a agua. X-H2 + H2O2 --------- X + 2H2O Las oxidaciones que se producen en los perosixomas son similares a las que ocurren en las mitocondrias, la diferencia está en que en los peroxisomas la energía que se desprende no forma ATP, sino que se disipa en forma de calor. Funciones: -Reacciones oxidativas de grran variedad de compuestos orgánicos; durante este proceso se transfieren e-. -Detoxificación: Colaboran con la limpieza celular. Los glioxisomas son un tipo de peroxisomas que se encuentran en las semillas, y algunos hongos. Se han especializado en convertir los lípidos (aceites de reserva de las semillas) en carbohidratos durante la germinación. La plántula utiliza estos azúcares sintetizados hasta que es lo bastante madura para producirlos por fotosíntesis. En los glioxisomas, los ácidos grasos se hidrolizan a acetil-CoA por β-oxidación y luego siguen la ruta anabólica para formar glúcidos. PROCARIOTAS son todas las BACTERIAS (REINO MONERA): FUERON LOS PRIMEROS ORGANISMOS VERDADERAMENTE VIVOS QUE SURGIERON EN LA TIERRA. Unos procariotas dieron origen a los eucariotas, por evolución endosimbiótica y estos a todos los demás reinos: protista, fungi, animales y vegetales. Estructura: 1-El material genético o NUCLEOIDE está en contacto directo con el citoplasma. Diferencia fundamental con eucariotas: no está rodeado de membrana, no es un orgánulo. Es una doble hélice de ADN circular,asociada a proteínas no histonas. 2-PARED CELULAR rígida y resistente, sin colesterol, que hay en todas las bacterias, adosada a la m. plasmática. Le da forma y protección pues les puede tocar vivir en medios muy hipotónicos y deben de soportar fuertes presiones osmóticas. Es distinta de la pared vegetal pues contiene unPEPTIDOGLUCANOllamadoMUREINA(polisacárido que contiene Nacetilglucosamina).Algunos antibióticos como la penicilina inhiben la síntesis del péptidoglicano y las bacterias no se pueden dividir. Su función también es distinta. Hay dos tipos de pared celular según su capacidad de teñirse con colorante cristal violeta ( tinción GRAM):Gram positivo (con gruesa capa de mureina) y Gram negativo (con fina capa de mureina)unida a la membrana porlipoproteínas. 3-Algunas bacterias tienen sobre su pared, una cápsula que las hace más virulentas. 4-No hay orgánulos rodeados de membrana 5-Tiene ribosomas 70s 6-El flagelo es distinto, no tiene corpúsculo basal y se mueve de distinta manera. 7-Hay dos estructuras de material genético 8- La membrana plasmática es semejante a eucariotas y está cubierta por pared celular, como en las plantas, pero con algunas diferencias. LA PARED CELULAR BACTERIANA La pared de lasGRAM +es gruesa y el peptidoglicano mureina está asociado a otras moléculas: proteínas, polisacáridos y ácidos teicoicos, que le hacen más susceptible al ataque de ciertas sustancias. En las BACTERIAS GRAM- la pared es más estrecha, biestratificada, es decir, tiene doble membrana plasmática con una capa de mureina y sobre ella, otra que está formada sobre todo por lipopolisacáridos. Son más resistentes a los antibióticos. La función de la pared bacteriana: 1-Da forma a la célula e impide el estallido de la célula por la entrada masiva de agua (ósmosis). Otro mecanismo deactuación de los antibióticosaprovecha este fenómeno pues estos crean poros en las paredes bacterianas, provocando la turgencia en la bacteria hasta que estalla. 2- Esta pared tienecapacidad antigénica (por los ácidos teicóicos).Quiere decir que es responsable de la virulencia o capacidad de producir enfermedades de muchas bacterias 3- Muchas bacterias tienen unaCÁPSULA EXTERIOR compuesta por polisacáridos. Su funciónes darle protección a la bacteria y evitar la desecación. Las bacterias tienen capacidad de vivir en condiciones extremas de frío y calor, sequedad, salinidad etc., debido a estas envueltas. Evolución de célula procariota a eucariota: Teoria endosimbiotica Esta hipótesis fue propuesta por Lynn Margulis en 1967 y explica el origen de la mitocondria y de los cloroplastos, postulando que ambos surgieron de procariotas semejantes a las becterias, en un pasado remoto. Lo que le llevó a esta teoría es el gran parecido entre el cromosoma bacteriano y el genoma de los cloroplastos y las mitocondrias. Hace unos 1500 millones de años, un procariota aerobio pequeño entró por endocitosis dentro de un procariota grande, anaerobio. Quedó rodeado por la membrana y, en lugar de ser digerido, ambos entraron en un tipo de simbiosis beneficiosa para ambos. La pequeña célula recibía nutrientes y protección, por parte de la grande. A cambio, se especializó en producir energía mediante reacciones de oxidación de glucosa. Surgió así la mitocondria, orgánulo con doble membrana, ribosomas y ADN circular. En cuanto al origen del cloroplasto, se explica por un proceso semejante, a partir de una una procariota autótrofa, semejante a una cianobacteria, introducida de la misma manera. El resultado fue una célula eucariota fotosintética. Con la proliferación de estos organismos, se requirieron sólo 3000 años aproximadamente para reemplazar totalmente la atmósfera primitiva reductora en una con abundante oxígeno. Sin embargo, actualmente siguen existiendo los dos tipos celulares: anaerobios y aerobios. ARGUMENTOS A FAVOR DE ESTA TEORÍA La evidencia de que las mitocondrias y los plastos surgieron a través del proceso de endosimbiosis son las siguientes: El tamaño de las mitocondrias es similar al tamaño de algunas bacterias. Las mitocondria y los cloroplastos contienen ADN bicatenario circular cerrado - al igual que los procariotasmientras que el núcleo eucariota posee varios cromosomas bicatenarios lineales. Están rodeados por una doble membrana, lo que concuerda con la idea de la fagocitosis: la membrana interna sería la membrana plasmática originaria de la bacteria, mientras que la membrana externa correspondería a aquella porción que la habría englobado en una vesícula. Las mitocondrias y los cloroplastos se dividen por fisión binaria al igual que los procariotas (los eucariotas lo hacen por mitosis). En mitocondrias y cloroplastos los centros de obtención de energía se sitúan en las membranas, al igual que ocurre en las bacterias. Por otro lado, los tilacoides que encontramos en cloroplastos son similares a unos sistemas elaborados de endomembranas presentes en cianobacterias. En mitocondrias y cloroplastos encontramos ribosomas 70s, característicos de procariotas, mientras que en el resto de la célula eucariota los ribosomas son 80s. En general, la síntesis proteica en mitocondrias y cloroplastos es autónoma. Algunas proteínas codificadas en el núcleo se transportan al orgánulo, y las mitocondrias y cloroplastos tienen genomas pequeños en comparación con los de las bacterias. La mayoría de los genes en los genomas de los orgánulos se han perdido o se han movido al núcleo. Es por ello que transcurridos tantos años, hospedador y huésped no podrían vivir por separado. Estos procariotas cada vez dependían más del eucariota anfitrión. SEMEJANZAS Y DIFERENCIAS ENTRE MITOCONDRIAS Y CLOROPLASTOS Semejanzas Ambos son orgánulos energéticos de las células eucariotas. Poseen una característica que los diferencia de los demás orgánulos celulares: la gran cantidad de membrana interna que contienen. En esta membrana se llevan a cabo los procesos de transporte de electrones necesarios para la obtención de energía en forma de ATP. Estos procesos son similares en ambos orgánulos. Ambos orgánulos son semiautónomos, contienen los componentes necesarios (ADN, ribosomas) para sintetizar algunas de sus proteínas. Además, se dividen por división binaria. Según la teoría endosimbiótica, ambos han evolucionado a partir de células procarióticas. Diferencias Los cloroplastos son mucho mayores que las mitocondrias. Los cloroplastos tienen tres membranas diferentes y por tanto tres compartimentos internos separados, mientras que las mitocondrias sólo tienen dos membranas y dos compartimentos. En las mitocondrias se realiza la respiración celular, en los cloroplastos la fotosíntesis. Las mitocondrias se encuentran tanto en células animales como en vegetales, mientras que los cloroplastos sólo en vegetales. Las mitocondrias proceden de primitivas bacterias aeróbicas y los cloroplastos de primitivas cianobacterias. NÚCLEO CELULAR: Es un orgánulo membranoso característico de las células eucariotas que permite hacer un compartimento para el material genético, así como para las síntesis y el procesamiento del ARN. El ADN está asociado a histonas en el núcleo eucariota y además, el núcleo interviene en el desarrollo y división de la célula.Las células presentan por lo general un único núcleo, aunque hay excepciones (sincitio o plasmodio). Predominan las formas esféricaspero su morfología es muy variada. Núcleo interfásico: COMPONENTES DEL NÚCLEO INTERFÁSICO; ENVOLTURA NUCLEAR, NUCLEOPLASMA, NUCLÉOLO, CROMATINA: EUCROMATINA, HETEROCROMATINA. Se distinguen los siguientes componentes: Envoltura nuclear: constituida por una doble membrana separada por un espacio perinuclear -poros nucleares. Cromatina: compuesta por ADN asociado a histonas ( nucleosoma ) sufre una compactación hasta llegar a formar las cromátidas de los cromosomas. Dos tipos de cromatina: la eucromatina( zonas de cromatina activas) y la heterocromatina (zona de cromatina inactiva). Nucléolo: función de síntesis y ensamblaje de las subunidades ribosómicas y está constituido por proteínas y ácidos nucléicos(ARNr). Nucleoplasma: es el medio acuoso donde se encuentran inmersos los demas componentes celulares. Aquí se produce la síntesis de ácidos ribonucleicos y la replicación del ADN nuclear. Núcleo mitótico: Las características más destacadas son las formación de los cromosomas, en los que la cromatina aumenta su grado de condensación. El tamaño de los cromosomas es variable y depende de cada especie. En los organismos haploides hay un cromosoma de cada tipo (una serie cromosómica) mientras que en los organismos diploides hay dos. Estos cromosomas están constituidos por dos cromátidas unidas por el centrómero. Los centrómeros incluyen los cinetocoros, placas proteicas a las que están conectados los microtúbulos cromosomicos. Los cromosomas se clasifican en metacéntricos, submetacéntricos , telocéntricos y acrocéntricos En los extremos se encuentran los telómeros cuya función es evitar la perdida de información genética. Los satélites son zonas de forma aproximadamente esférica separadas del cromosoma por constricciones secundarias. El cariotipo es el conjunto de rasgos característicos de cada especie. La representación gráfica de éste se denomina idiograma. (repaso) Empaquetamiento del ADN en el núcleo interfásico -Estructura de la cromatina: nucleosoma y collar de perlas, fibra cromatínica de 30 nm ó 300Å. Nucleosoma: El ADN enrollado al octamero de histonas seguido de la histona H1 y del ADN espaciados forma las unidades fundamentales de la cromatina de las células eucariotas, llamadas nucleosomas. Collar de perlas: Los nucleosomas, con unos 10nm de diámetro adoptan la forma de un collar de perlas, llamado tambien fibra de 100A o primer nivel de empaquetamiento. Fibra cromatínica de 30nm (300A): Este segundo nivel se da porque los nucleosomas se compactan, enrollandose de manera helicoidal, formando los solenoides. Tercer nivel de empaquetamiento(bucle): se forman dominios estructurales en forma de bucle.a. ADN, b. collar de perlas, c. solenoide, e.bucle, f. cromatina. Nota: En todos los orgánulos celulares aparece esta estructura de membrana con los componentes estudiados:
