Jeimy Quilca Tema 4 Examen de Biología La estructura de la célula 1.Teoría celular Postulados: La célula es una unidad estructural, funcional y genética. Además, toda célula se origina a partir de otra preexistente. 2.Estudio de las células Las células son estructuras diminutas. Esta circunstancia hizo que las células no pudieran ser descubiertas por la ciencia hasta que apareció el instrumento que permitió verlas: el microscopio. Microscópicos modernos: - - Ópticos: luz visible con 0.2 de resolución. o Permiten ver muestras vivas (estructuras celulares grandes, movimientos celulares) empleando técnicas de tinción o con fluorescencia. Se emplean en la investigación en citología, histología y microbiología (cáncer). Electrónicos: más aumento y más resolución (400000 veces más que el óptico). o No se pueden ver cosas vivas, ya que solo se pueden observar muestras deshidratadas o ultracongeladas. Permite estudiar en detalle las diminutas estructuras de la célula, a veces, las grandes biomoléculas. 3. La organización celular La célula es la unidad estructural funcional y genética de los seres vivos todas las células presentan una estructura general común con 3 partes: La membrana plasmática Es una doble capa de naturaleza lipídica y proteica (doble capa de fosfolípidos) que separa el interior de la célula del exterior. Permite el intercambio de sustancias. El citoplasma Es el material líquido viscoso (lugar que posee citosol) en el interior celular, en el que se encuentran las estructuras internas de la célula (orgánulos, grandes biomoléculas). 1/10 Jeimy Quilca El material genético 2 Bach-A Una o más moléculas de ADN que codifican las características de la célula y dirigen sus actividades. A pesar de estas importantes semejanzas se pueden distinguir dos tipos celulares células procariotas y células eucariotas. 3.1 Células procariotas No tiene núcleo, es caracteristica de las bacterias. No existen membranas internas que compartimentan su citoplasma y protejan su ADN en forma de núcleo. La cápsula: solo está presente en algunas bacterias. Es una capa externa y viscosa, rica en polisacáridos y moléculas proteicas que se encarga de proteger a la célula de la desecación del medio. Cohesiona las células cuando se forman las colonias bacterianas y, en las bacterias patógenas, sirve para fijarse al huésped y defender frente a anticuerpos y fagocitos . La pared bacteriana: presente en la mayoría de las bacterias. Rodea la membrana y se encarga de mantener la forma de la célula proteger frente a los cambios de presión osmótica del medio. su componente químico principal es un polisacárido llamado peptidoglucano. La membrana plasmática: no tiene esteroles. Limita la célula y regula el paso de agua y sustancias nutritivas, se encarga de anclar el material genético y dirigir su duplicación durante la división celular. En ella están las enzimas necesarias para la respiración celular, fotosíntesis, quimiosíntesis y en el interior para aumentar la superficie. Citoplasma: se encuentra el material genético de la bacteria los ribosomas y algunas inclusiones. Los ribosomas: pequeño tamaño, menor que la 70s célula eucariota. El ADN: constituye un único cromosoma circular. Contiene información genética de la célula, no está protegida por ninguna membrana y se localiza en una región denominada nucleoide. También existe una o varias moléculas circulares de ADN más pequeñas (plásmidos). Confieren resistencia a antibióticos. /10 Jeimy Quilca 2 Bach-A Flagelos: movimiento. Pili: función es el intercambio de material genético con bacterias Fimbrias: están relacionadas con la fijación. 3.2 Células eucariotas Son las células que tienen los organismos del dominio Eucarya que incluyen los protoctistas (algas y protozoos), los hongos, las plantas y los animales. - Las células eucariotas tienen membranas internas que protegen el ADN formando el núcleo y que delimitan diversos orgánulos celulares especializados en realizar determinadas funciones. 1. Células eucariotas de tipo animal o heterótrofas: animales(protozoos); hongos (con una pared celular de quitina). 2. Células eucariotas de tipo vegetal o autótrofas: son las que se encuentran en las plantas y las algas. Eucariotas de tipo animal Gran diversidad de formas, la más común es la redondeada; núcleo: central; algunos orgánulos exclusivos: centrosoma. Eucariotas de tipo vegetal Forma poligonal y núcleo lateral. Orgánulos específicos: cloroplastos, tienen pared celular y grandes vacuolas. COMPONENTES: o La membrana plasmática: doble capa de lípidos o el citoplasma orgánulos celulares y un citoesqueleto de naturaleza proteica o El núcleo: envoltura nuclear en su interior hay un medio acuoso llamado nucleoplasma y varias moléculas de ADN asociado con unas proteínas llamadas histonas Orgánulos no membranosos o Ribosomas: síntesis de proteínas retículo endoplasmático Orgánulos membranosos o El retículo endoplasmático Retículo endoplasmático rugoso tiene ribosomas adheridos y se encarga de recoger y modificar las proteínas sintetizadas por ellos o retículo endoplasmático liso carece de ribosomas y sintetiza y transporta lípidos o Aparato de Golgi: recogen y modifica sustancias y las empaquetan en vesículas para su transporte o Vesículas: lisosomas y los peroxisomas (digestión y la oxidación) o Las mitocondrias: estructuras ovaladas, doble membrana. /10 Jeimy Quilca 2 Bach-A 4.La membrana plasmática Membrana plasmática o celular es la envoltura que separa a la célula del medio extracelular y permite el mantenimiento de su contenido interno. Las células eucariotas además de la membrana plasmática han desarrollado un sistema de membranas de composición y estructura similares (núcleo y orgánulos) 4.1 Composición de la membrana Lípidos o Fosfolípidos: son los principales componentes de las membranas biológicas moléculas antipáticas una parte o cabeza polar e hidrófila colas apolares e hidrofóbica esta característica les confiere la capacidad de formar bicapas en las que las cabezas hidrofílicas se disponen hacia las caras externa e interna de la membrana mientras que las colas hidrofóbicas quedan en el interior de la membrana. Mediante un microscopio electrónico se aprecian en ellas dos bandas oscuras finas. Debido a las cabezas polares de los fosfolípidos y entre ellas una zona clara más amplia (colas apolares). Cuando estas membranas se rompen tienden a cerrarse de nuevo por sí mismas esto permite la división celular la endocitosis la exocitosis o la fusión de vesículas. o Colesterol: aporta estabilidad a las bicapas a través del control de su fluidez las membranas de orgánulos como el retículo endoplasmático tienen poco colesterol y tienden a ser muy fluidas A más colesterol, más rigidez y menos fluidez en la membrana. Poco colesterol, más fluidez y membrana fluida. Proteínas Las proteínas constituyen multitud de funciones según su estructura y localización: o Proteínas integrales: integradas en él grosor de la membrana penetran profundamente en la bicapa se comportan como moléculas antipáticas. su interacción con la membrana es muy fuerte y para extraerlas se debe romper la bicapa lipídica o proteínas periféricas son hidrosolubles se unen débilmente a la superficie de la membrana celular pueden separarse de ella y mediante tratamientos suaves Según la función: o Proteínas transportadoras regulan el paso de sustancias o receptores celulares proteínas periféricas que detectan sustancias (hormonas o nutrientes) o proteínas de reconocimiento celular /10 Jeimy Quilca 2 Bach-A o proteínas de anclaje Glúcidos Son oligosacáridos unidos covalentemente las partes polares de lípidos o de proteínas de la cara exterior de la membrana formando glucosa lípidos o glicoproteínas Constituyen una especie de envoltura glucídica que se denomina glucocálix. 4.2 Estructura 1. Es unitaria que es una sola estructura igual en todas las células 2. la membrana es similar a un mosaico a. es una bicapa de fosfolípidos en la que se inserta en las proteínas aspecto de un mosaico 3. la membrana es asimétrica por la presencia del glucocálix ya que presentan diferencias en sus caras a. los fosfolípidos son diferentes la cara interna fosfolípidos carga negativa cara externa cadenas saturadas b. Glucocálix solo en la cara externa c. Las proteínas en una u otra cara de acuerdo con la función anticuerpos (fuera), anclaje al citoesqueleto (dentro). 4. La membrana es fluida a. la composición química de los fosfolípidos b. la proporción del colesterol 4.3 Funciones de la membrana plasmática No es una simple envoltura pasiva que separa la célula del exterior. Funciones celulares: o Regula el intercambio de sustancias o Comunicación con el medio extracelular o Reconocimiento celular 4.4 diferenciaciones de la membrana Son modificaciones para realizar ciertas funciones celulares son los repliegues que aumentan la superficie activa. Diferenciaciones: 1. Microvellosidades 2. Uniones intercelulares Pueden ser de diferentes tipos: /10 Jeimy Quilca 2 Bach-A o Impermeables entre células epiteliales adyacentes no dejan espacio entre las células Comunicantes o gap la comunicación directa entre las células o Adherentes de anclaje se dan en tejidos sometidos a esfuerzos mecánicos interviene el citoesqueleto. Imágenes sobre las uniones celulares 5. El transporte a través de la membrana Una de la función de la membrana plasmática es controlar el intercambio de sustancias con el medio extracelular mediante el transporte selectivo las moléculas atraviesan la membrana mediante diferentes mecanismos: difusión endocitosis y exocitosis. 5.1 La difusión/ pasivo Es el mecanismo mediante el cual se transporta en pequeñas moléculas desde lugares más concentrados hasta los menos concentrados otra vez la membrana plasmática a favor de su gradiente de concentración y sin gasto energético Desde el lado de la membrana donde su concentración es mayor hasta el lado donde su concentración es menor tiene lugar hasta que las concentraciones se igualan a ambos lados de la membrana existen dos tipos de difusión /10 Jeimy Quilca 2 Bach-A La difusión simple: a favor del gradiente Se transportan moléculas de pequeño tamaño se encarga eléctrica y con carácter hidrofóbico estas sustancias pueden atravesar directamente la bicapa lipídica los gases: CO2 y oxígeno. La difusión facilitada: a favor del gradiente Más complejo y selectivo transporte en moléculas grandes con carga negativa no pueden atravesar la membrana por difusión simple Requiere proteínas integrales de la membrana prótesis membrana pueden ser de 2 tipos: o las proteínas canal: sus radicales polares se orientan formando un pequeño canal del carácter hidrófobo, no pueden transportarse pequeñas moléculas polares o con carga eléctrica (los iones y el agua). Estos canales no se encuentran abiertos permanentemente, sino que se abren como consecuencia de un estímulo, es una molécula específica que se une a la proteína canal. o proteínas transportadoras: la molécula que se va a transportar se une a la proteína transportadora de forma específica induciendo en ella un cambio conformacional como resultado de este cambio la molécula es liberada al otro lado de la membrana plasmática (monosacáridos y aminoácidos). /10 Jeimy Quilca 2 Bach-A 5.2 El transporte activo Características: o En contra del gradiente requiere o Aporte energético que procede de la hidrólisis del ATP o Proteínas: bombas Desde el lado de la membrana donde su concentración es menor hasta donde su concentración es mayor es llevado a cabo por proteínas transmembrana denominadas bombas o El Aporte de energía procede de la hidrólisis de la ATP. Esta bomba permite el equilibrio del mantenimiento osmótico y por tanto el volumen celular impidiendo que la célula estalle en un medio hipotónico. También permite la contracción muscular y la transmisión del impulso nervioso. o Por ejemplo, la bomba de Na+/K+ que juega un papel fundamental en el mantenimiento del equilibrio osmótico de la célula utiliza 2K+ al mismo tiempo que libera 3 Na+ en contra del gradiente. Mediante la endocitosis y la exocitosis pueden entrar y salir de las células sustancias de gran tamaño como macromoléculas partículas e incluso otras células estos mecanismos implican la participación de vesículas. La endocitosis: entran sustancias a la célula Es un mecanismo de entrada a la célula mediante la formación de una vesícula cuando la membrana rodea y encierra el material que se introducirá en el citoplasma se llama pinocitosis si el material que la célula incorpora es un líquido o fagocitosis si lo que la célula capta mediante grandes vesículas son partículas residuos celulares o en e incluso células enteras. o Endocitosis mediada por receptor la célula reconoce una sustancia mediante receptores específicos situados en unas depresiones de la membrana revestidas en su cara interior interna por proteínas como la clatrina. Así se absorbe el colesterol: virus, toxinas, etc. La exocitosis: salen sustancias de la célula. La exocitosis es el mecanismo por el que las vesículas llenas de sustancias que están en el citoplasma llegan a la membrana se fusionan con ella y vierten su contenido al exterior. Así es como las células se agregan al medio extracelular las macromoléculas que se sintetizan en el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi y qué son englobadas en vesículas generadas a partir de la membrana de estos orgánulos dichas vesículas migran a la membrana plasmática y se fusionan con ella liberando su contenido al exterior celular. 6. La pared celular /10 Jeimy Quilca 2 Bach-A Es una envoltura resistente situada al exterior de la membrana plasmática existe en las células eucariotas de plantas algas y hongos y en las células procariotas como las bacterias. en la pared celular vegetal el componente principal es la celulosa en los hongos la quitina y en las bacterias, la mureína o péptido glucano. COMPOSICIÓN Su principal componente es la celulosa formada por cadenas rectilíneas de b-D glucosa Unidas por enlaces b (1-4). estas cadenas se unen entre sí mediante puentes de hidrógeno formando microfibrillas. ESTRUCTURA Tiene 3 capas: o lámina media: es de pectina y la primera que se forma o pared primaria: se forma después de haberse formado la lámina media. Está compuesta de fibras de celulosa que se disponen de forma reticular. Permite el crecimiento celular al no ser rígida. Las células que se dividen continuamente solo tienen pared primaria. o pared secundaria: se forma después de haberse formado la primaria y se situa entre esta y la membrana. Es rígida y difícilmente deformable, por lo que impide el crecimiento celular. Las fibrillas de celulosa se disponen paralelamente Todas estas capas producidas por secreción de la célula por lo que la más cercana a la membrana ha sido la última en formarse de pared secundaria. DIFERENCIACIONES La pared secundaria es impermeable lo que imposibilitaría el intercambio de sustancias de la célula con el medio el paso de esta sustancia se realiza gracias a las puntiagudas que son adelgazamiento de la pared que permiten la existencia de finos conductos que conectan el citoplasma de unas células con otra (plasmodesmos). FUNCIONES 1. 2. 3. 4. Constituye un exoesqueleto que protege y le da forma a la célula Permite a las células vivir en un medio hipotónico evitando que estallen Es una barrera para agentes patógenos al conferirles impermeabilidad y resistencia. Permite el porte erecto de las plantas al estar reforzada por la lignina en los tejidos de sostén. /10
