Tipos Celulares: Procariotas y Eucariotas - Biología UNAJ

Iniciamos la cursada de Biología planteando la pregunta “¿Que tenemos de diferente los organismos
vivos de las cosas no vivas?”. Luego de recorrer los contenidos propuestos, llegamos a conocer los
postulados de “La Teoría celular”, que, entre otras cosas, afirma que “todos los seres vivos están
formados por células. En la última parte de la clase comenzamos a estudiar cómo son los dos tipos
celulares: procariotas y eucariotas.
En este material continuamos con la pregunta ¿cómo son las células que forman a los organismos
vivos?
Te proponemos leer fragmentos de dos capítulos de libros de Biología de nivel universitario:
“Introducción a la Biología Celular” (Alberts y otrxs, 2011)1 y “Biología, la vida en la Tierra” (Audesirk y
otrxs, 2013). La lectura te va a permitir extraer información concreta sobre cómo son esos dos tipos
celulares, qué tienen en común y qué los diferencia.
En el material van a encontrar enlaces a distintos videos y herramientas interactivas para acercarse
mejor a los conceptos estudiados. Trabajando con modelos van a poder visualizar e imaginar el “mundo
de las células”, que no puede verse a simple vista.
Al finalizar esta semana y como resultado de estas lecturas y resolución de consignas, esperamos que
reconozcan las principales características de los tipos celulares procariota y eucariota. Es importante que
manejes esta información al momento de asistir a la Clase presencial del Módulo 2, en la que la
usaremos para pensar nuevas situaciones.
1
Alberts y otros. Introducción a la Biología celular. Tercera Edición. Editorial Médica Panamericana (2011). Capítulo 1.
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Biología para Ciencias de la Salud - UNAJ
Módulo 2 - Material de lectura
LOS CONTENIDOS CLAVES QUE VAMOS A TRABAJAR ESTA SEMANA SERÁN:
●​ Todas las células poseen material genético, el cual cumple un papel fundamental en la
determinación de las características de cada célula.
●​ Aunque todos los seres vivos poseemos importantes características en común, se observa una
importante diversidad de formas de vida. Una de las principales manifestaciones de esta
diversidad es aquella que permite separar dos grandes grupos: los organismos con células sin
membranas internas (procariotas) y los organismos con membranas internas (eucariotas).
●​ El tipo celular más simple se denomina procariota. Las células procariotas no tienen membranas
internas, y por lo tanto su material genético está ubicado en el citoplasma.
●​ Los procariotas más estudiados son las bacterias. Desde el punto de vista de su relación con los
humanos, son por un lado causantes de muchas enfermedades, y por el otro resultan organismos
beneficiosos.
●​ La complejidad de las células eucariotas es mayor que la de las células procariotas. Las células
eucariotas son más grandes que las procariotas, y poseen una variedad de organelas con
membranas.
●​ En las células eucariotas el núcleo contiene la información genética. El retículo endoplasmático y
el complejo de Golgi participan en la síntesis de componentes celulares. Las mitocondrias proveen
energía a la célula. El citoesqueleto participa en movimientos internos de materiales en el
citoplasma, mantiene la forma de la célula y participa también en la división celular.
.
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Módulo 2 - Material de lectura
Módulo 2 - Material de lectura domiciliaria
Tipos celulares. Células procariotas y eucariotas
De todos los tipos de células reveladas por el microscopio, las bacterias (que son procariotas
unicelulares) tienen la estructura más simple, debido a que no tienen orgánulos, ni un núcleo que
contenga su material genético o ADN. Esta propiedad –la presencia o ausencia de membranas que
delimitan espacios internos– se utiliza como base de una clasificación
simple de todos los organismos vivos. Los organismos cuyas células
tienen núcleo se denominan eucariontes (del griego eu, que significa
“verdadero”, y karyon, “grano” o “núcleo”) mientras que los que no
tienen un núcleo se denominan procariontes (de pro, que significa
“antes”). Los términos “bacteria” y “procarionte” se utilizan como
sinónimos, aunque se verá más adelante que los procariontes
incluyen otra clase de células, las arqueas, que están tan
remotamente relacionadas con las bacterias que reciben un nombre
distinto. Te proponemos ahora leer el siguiente texto sobre el primer
tipo de células que vamos a estudiar, las células procariotas. Con
algunas adaptaciones, el texto está tomado del libro Biología, la vida
en la Tierra (2013) de Teresa Audesirk y otrxs autores.
Portada del libro Biología, la vida
Introducción a la célula procariota
La mayoría de las células procariontes o procariotas son pequeñas y
su estructura interna es simple en comparación con las células
eucariotas.
en la Tierra. Está disponible en la
biblioteca de la UNAJ (para
consulta y préstamos
presenciales)
https://biblio.unaj.edu.ar/
Antes dijimos que la membrana plasmática era fluida y móvil. Si las células solo tuvieran esta membrana
serían muy flexibles y débiles. En general, las células procariotas están rodeadas por una pared celular
rígida (por fuera de la membrana plasmática) que las protege y les da una forma propia. Esta forma
puede ser diversa, hay muchos ejemplos como “bastón”, “espiral”, “esfera”, u otras (Figura 2-1). La forma
es particular de cada especie y en algunas ocasiones resulta útil para identificarlas (por ejemplo en el
diagnóstico de algunas infecciones).
Figura 2-1. Formas celulares representativas de diferentes morfologías en procariotas. En la figura se pueden ver
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Módulo 2 - Material de lectura
dibujos y fotografías tomadas con microscopio de distintos organismos procariotas.
Si observamos en el microscopio una muestra de células procariotas, podemos encontrar que algunas
especies tienen hacia fuera de la pared celular uno o más flagelos que les permiten moverse de un lugar
a otro en el medio en que se encuentren, y que otras especies presentan “Pilli” o pilosidades que
sobresalen de la pared celular y permiten también el movimiento de estos organismos compuestos por
una única célula. La Figura 2-2 muestra un esquema de una célula procariota con un flagelo y pilli:
Figura 2-2. Esquema de una célula procariota con flagelo y pili.
Y en esta breve animación se puede ver cómo nos imaginamos
el movimiento de los flagelos que propulsan a la célula
procariota que los posee:Algunos organismos procariotas (como
la bacteria de la Figura 2-2) pueden tener una cápsula
gelatinosa por fuera de la pared. Esta cápsula puede dificultar la
acción de las defensas de nuestro organismo ante los
organismos infecciosos que causan enfermedades humanas. La
cápsula por su carácter gelatinoso también permite a la bacteria
evitar la desecación, y adherirse a otras bacterias.
Si volvemos a situarnos en la membrana plasmática de la célula
y vemos ahora “hacia adentro” en la Figura 2-2 encontramos el
citoplasma.
https://youtu.be/HIkzsGDKIwo
El citoplasma procariota contiene ribosomas, que son las estructuras encargadas de la producción (o
síntesis) de las proteínas, un importante componente de todas las células. Los ribosomas están
representados también en la Figura 2-2, como “bolitas” (amarillas) distribuidas en el citoplasma
(celeste).
SUMANDO VOCABULARIO: En Biología le llamamos “síntesis” al
proceso de construcción o fabricación de alguna sustancia o
estructura. El proceso opuesto suele llamarse “degradación”
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Módulo 2 - Material de lectura
En el citoplasma hay también un conjunto muy grande de sustancias que son demasiado pequeñas para
incluirlas en la Figura 2-2, porque son mucho más chicas que los ribosomas. Por ahora no vamos a entrar
en detalle sobre su identidad química. Pero como una forma de graficarlo, podemos pensar el
citoplasma como una sopa muy cargada de fideos diferentes y de distintos tamaños. En la Figura 2-3 se
representa esta situación mediante un esquema:
Figura 2-3. Imagen de un modelo del citoplasma procariota realizado por computadora.
También en el citoplasma encontramos el material genético, que fue descripto en la Actividad 1-4
(recomendamos volver a leer ese texto en este momento).
Este link lleva a una página en la que, al clickear sobre una estructura de la célula procariota, te informa
su función:
http://objetos.unam.mx/biologia/celulaProcariota/?fbclid=IwAR2YAtnRE-S-9VDiN2H7pvqmesOY36pYvbe
dmkUoLSwrUeOWX5n0tGoUfE
Sugerencia para tus apuntes
Completar el siguiente cuadro, referido a los
componentes de la célula procariota
Organela
Descripción de la forma o estructura
y localización en la célula
Función
Membrana Plasmática
ej: lámina que rodea la célula
ej: mantiene la composición del
medio interno de la célula
Pared Celular
Procariota
Citoplasma
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Material Genético
ej: formado en general por un único
cromosoma, se ubica en el
citoplasma (nucleoide)
ej: es el material hereditario. También
influye en las características de la
célula según el ambiente
Ribosomas
Pili
Flagelo
Cápsula
Sugerencia para tus apuntes
A lo largo del material ya habrás notado que van apareciendo muchas
palabras que pueden resultar nuevas o que tienen un uso particular en la
materia, como por ejemplo “cápsula” en la tabla anterior.
Una forma de facilitar su incorporación y despejar dudas cuando surjan
es contar con un Glosario.
Un glosario sería como un índice de palabras, cada una con su definición
o comentario. Te sugerimos ir armando uno para Biología, puede ser en
papel o en alguna aplicación para celulares.
Un glosario de Biología para Ciencias de la Salud tiene ventajas respecto
de googlear. Una es que, al construirlo, ya vamos recordando los
términos. Por otro lado, la definición que usemos en nuestro glosario
será la que se ajuste al uso que le damos a cada palabra en la materia.
La célula eucariota
Trabajamos hasta aquí con la célula procariota. Ahora vamos a avanzar con la lectura de un texto sobre la
célula eucariota, tomado de otro libro: Introducción a la Biología Celular (Alberts y otros, 2011). Este
libro también está disponible en la biblioteca de la universidad.
Te recomendamos que para comenzar, hagas una primera lectura y si hay palabras de las que no
conozcas su significado, vayas tomando nota para agregarlas al glosario.
Aclaración: a los organismos que están formados
por células eucariotas les llamamos “eucariontes” y
a los formados por células procariotas le llamamos
“procariontes”.
Introducción a las células
LA CÉLULA EUCARIONTE
Por lo general, las células eucariontes son más grandes y más complejas que las procariontes. Algunas
tienen una vida independiente como organismos unicelulares, como las amebas y las levaduras; otras
forman agrupaciones pluricelulares más complejas, como las plantas, los animales y los hongos. Por
definición, todas las células eucariontes tienen un núcleo. Pero la presencia de otros orgánulos
rodeados de membrana (estructuras intracelulares que cumplen funciones especializadas) es
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Módulo 2 - Material de lectura
característica en este tipo de células. A continuación, se analizarán desde el punto de vista de sus
funciones los orgánulos que se encuentran y son propios de las células eucariontes. Usaremos como
sinónimos las palabras orgánulo y organela.
Las imágenes en Biología
En los textos científicos el uso de imágenes es tan importante como los textos que
se presentan. Las imágenes tienen mucha información no sólo ilustran sino que
también aclaran, amplían y brindan mayores detalles que enriquecen los textos. Por
todo esto es importante que SIEMPRE mires las imágenes, leas los textos aclaratorios
que se encuentran debajo, y relaciones todo esto con la información que se encuentra
en los textos. Hay distintos tipos de imágenes: dibujos, fotografías, esquemas
diversos… es importante identificar en cada una qué es lo que se quiere mostrar y
qué nueva información nos aporta.
Las mitocondrias generan energía utilizable para la célula a partir del alimento
Las mitocondrias están presentes en casi todas las células eucariotas y son orgánulos que tienen una
estructura con forma externa de salchicha o de gusano, miden unos pocos micrómetros y se hallan
formadas por dos membranas separadas. La membrana interna presenta pliegues que se proyectan
hacia el interior (Fig. 2-4).
La función de las mitocondrias se descubrió mediante experimentos que revelaron que estas organelas
obtienen energía química de las moléculas de nutrientes, como los azúcares, y la trasladan a la
molécula de ATP, el combustible químico básico para la célula. Como la mitocondria consume oxígeno
y libera dióxido de carbono durante esta actividad, el proceso completo se denomina respiración
celular. La membrana interna de la mitocondria es la que contiene la mayoría de las proteínas
responsables de la respiración celular y está sumamente plegada proporcionando una gran superficie
para esta actividad.
Es interesante notar que las mitocondrias son las únicas organelas en células animales que contienen
en su interior un material genético propio.
Figura 2-4. Las mitocondrias tienen una estructura característica. (A) Microfotografía electrónica de un corte
transversal de una mitocondria que revela el gran plegamiento de la membrana mitocondrial. (B) Esta
representación tridimensional de la organización de las membranas mitocondriales muestra la membrana externa
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lisa y la membrana interna notablemente plegada. La membrana interna contiene la mayoría de las proteínas
responsables de la respiración celular y por su disposición proporciona una gran superficie para esta actividad. (C)
En este esquema de la célula, el espacio interior de la mitocondria está coloreado. (A, imagen cortesía de Daniel
S. Friend).
Sugerencia para tus apuntes
Anota en tus apuntes, de manera resumida, la función de las mitocondrias
Si observas las imágenes anteriores ¿podés identificar las 2 membranas?
(puede ser más directo en la Figura B). Hacé en tus apuntes un esquema
propio en el que destaques la gran cantidad de membrana interna de la
mitocondria en comparación con la cantidad de membrana externa.
El lenguaje en Biología
En el texto anterior se dice que las mitocondrias tienen “forma de salchicha o gusano”. Esta es
una expresión que usan lxs autorxs para describir de una manera simple y entendible la
mitocondria. Decir “forma de salchicha” puede servirnos mientras estudiamos para imaginarnos
la forma de una mitocondria… al menos la primera vez que nos la encontramos. Pero no sería una
expresión adecuada para utilizar en un parcial o en cualquier instancia formal que tenga lugar
cuando ya se supone que hemos visto muchas veces la mitocondria y podemos usar un
vocabulario más preciso para describirla.
Figura 2-5
La Figura 2-5 muestra una posible forma de visualizar cómo los pliegues de la membrana interna de la
mitocondria permiten ubicar mucha más membrana en un mismo volumen. Al comparar la longitud de
la línea azul (membrana externa) con la línea negra (membrana interna). Este es un ejemplo de la
relación entre la estructura y la función en Biología. Antes mencionamos que el proceso de obtención
de energía de los nutrientes ocurre en la membrana interna, de manera que tener una mayor cantidad
de membrana interna (estructura) le permitirá a la mitocondria realizar de manera más completa su
función.
Las membranas internas dentro de la célula crean compartimentos intracelulares con
diferentes funciones
Mencionamos hasta ahora el núcleo (en la Actividad 1-4) y las mitocondrias (en plural, porque hay
muchas mitocondrias por cada célula). Veremos en el texto que sigue que el citoplasma contiene
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muchos orgánulos –la mayoría rodeados por una sola membrana– que cumplen funciones distintas
pero relacionadas:
El retículo endoplasmático (RE) –puede describirse como un laberinto irregular de espacios
interconectados, rodeados por una membrana (Fig. 2-6)– El RE es el lugar de la célula en donde se
fabrican la mayoría de los componentes de la membrana celular, así como las sustancias que serán
exportadas hacia el exterior de la célula.
Distinguimos dos zonas del retículo endoplasmático según su aspecto al microscopio óptico. El retículo
endoplasmático liso, cuya función principal es la fabricación de los lípidos que forman parte de las
membranas de distintas organelas de la célula y de la membrana plasmática.
Por otra parte, el retículo endoplasmático rugoso recibe este nombre porque tiene una gran número de
ribosomas asociados. Estos ribosomas participan en la síntesis de proteínas que serán enviadas al
exterior de la célula o a otras localizaciones,
como veremos más adelante.
Figura 2-6. Muchos componentes celulares son
producidos en el retículo endoplasmático. (A)
Esquema de una célula animal que muestra el
retículo endoplasmático en verde. (B) Microfotografía
electrónica de un corte fino de una célula en la que
se observa una pequeña parte del retículo
endoplasmático (RE). Obsérvese que el RE se
continúa con la membrana de la envoltura nuclear.
Las partículas negras que se observan en la región
del RE mostrada aquí son ribosomas, los complejos
moleculares que efectúan la síntesis proteica. Debido
a este aspecto, el RE revestido de ribosomas a
menudo se denomina “RE rugoso”.
El complejo (o aparato) de Golgi (Fig. 2-7),
compuesto por pilas de sacos aplanados envueltos por membranas, recibe y con frecuencia modifica
químicamente las moléculas producidas en el retículo endoplasmático y, después, las envía al exterior
de la célula o a diversas localizaciones internas.
Figura 2-7. El complejo de Golgi se
asemeja a una pila de discos aplanados.
Este orgánulo,participa en la síntesis y
empaquetamiento de las moléculas que
van a ser secretadas por la célula, así
como en el envío de las nuevas proteínas
sintetizadas hacia el compartimiento
celular adecuado. (A) Esquema de una
célula animal con el complejo de Golgi
coloreado en rojo. (B) Ilustración del
complejo de Golgi reconstruido a partir de
imágenes obtenidas con el microscopio
electrónico. El orgánulo está constituido
por sacos aplanados de membranas
apiladas en capas. En la proximidad, se
observan muchas vesículas pequeñas;
algunas de ellas se han desprendido del
complejo de Golgi, mientras que otras
están destinadas a fusionarse con éste.
Aquí se muestra sólo una pila, pero una
célula puede contener varias. (C)
Microfotografía electrónica del complejo de
Golgi de una célula animal típica. (C,
cortesía de Brij J. Gupta).
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Módulo 2 - Material de lectura
Sugerencia para tus apuntes
¿Cómo describe el texto la disposición de la
membrana del retículo endoplasmático (RE) y
del aparato de Golgi?
Los lisosomas son orgánulos pequeños de forma irregular, en los que tiene lugar la digestión
intracelular. Los lisosomas contienen un conjunto de sustancias, las enzimas degradadoras, que tienen
la característica de degradar casi cualquier material biológico.
Estas enzimas están separadas del resto de los componentes celulares por la membrana del lisosoma,
que no pueden atravesar. Si la membrana del orgánulo se rompe, el contenido se libera en el
citoplasma y podría ser muy tóxico para la propia célula. Según el tipo de célula de que se trate, los
lisosomas pueden participar mediante esta degradación de sustancias de la alimentación de la célula
(en un organismo unicelular que se alimente por esta vía), o de la destrucción de microorganismos
patógenos (en células de nuestro sistema inmune, por ejemplo). Los lisosomas también están
involucrados en la degradación de moléculas no deseadas para su reciclado o excreción
Figura 2-8. Los
orgánulos rodeados de
membrana se
distribuyen por todo el
citoplasma. (A) Existe
una variedad de
compartimientos
rodeados de membrana
dentro de las células
eucariontes, cada uno
especializado en una
función diferente. (B) El
resto de la célula,
excluidos todos estos
orgánulos, se denomina
citosol (coloreado en
azul).
Sugerencia para tus apuntes
La Figura 2-8 A es un buen resumen visual de lo que venimos
estudiando. Te proponemos que vayas haciéndote una versión
propia de esta figura, y a medida que incluyas los componentes
vayas repasando su función. Para esto puede ser útil volver
sobre las preguntas incluidas en las anteriores actividades.
El citosol o citoplasma es un gel acuoso concentrado de moléculas grandes y pequeñas. Si se quitara la
membrana plasmática de una célula eucarionte y, después, se eliminarán todos los orgánulos rodeados
de membranas, quedaría el citosol (Fig. 2-8 B). El citosol contiene una innumerable cantidad de
moléculas grandes y pequeñas y es el sitio de muchas reacciones químicas que son fundamentales para
la existencia de la célula. Por ejemplo, en el citosol se produce la fabricación o síntesis de proteínas.
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Módulo 2 - Material de lectura
Los ribosomas son diminutas “máquinas” que fabrican proteínas. Pueden estar libres en el citosol o
bien unidas a la superficie del retículo endoplasmático (Fig. 2-6). Los ribosomas unidos a RE
presentan un aspecto áspero o rugoso y por este motivo se lo llama Retículo Endoplasmático Rugoso (se
abrevia como RER) mientras que el Retículo Endoplasmático que carece de ribosomas se lo denomina
liso (se abrevia como REL).
Sugerencia para tus apuntes
Según el texto los ribosomas pueden estar libres en
el citoplasma o bien asociados al RE. Agregá a tu
esquema de la célula algunos ribosomas “libres” y
otros asociados al RE.
El citoesqueleto es responsable de dirigir los movimientos celulares
Con el microscopio electrónico se puede observar que en las células eucariontes el citosol está
entrecruzado por filamentos proteicos largos y delgados que forman el citoesqueleto (que significa
“esqueleto de la célula”). Este sistema presenta filamentos finos de actina y otros más gruesos,
conocidos como microtúbulos. Durante la división celular se reorganizan y contribuye a dividir al
material genético en direcciones opuestas. Con un grosor intermedio entre los filamentos de actina y
los microtúbulos, se encuentran los filamentos intermedios, que otorgan resistencia mecánica a la
célula. Estos tres tipos de filamentos, junto con otras proteínas unidas a ellos, forman un sistema de
vigas, sogas y motores que guía sus movimientos y contribuyen a su forma y estructura interna celular
(Fig 2-9).
Figura 2-9. El citoesqueleto es una red de filamentos que se entrecruzan en el citoplasma de la célula eucarionte.
Los filamentos compuestos por proteínas proporcionan a todas las células eucariontes una red interna que
contribuye a organizar las actividades internas de la célula y es la base de sus movimientos y cambios de forma.
El empleo de distintas tinciones fluorescentes permite detectar diferentes tipos de filamentos. Aquí se muestran (A)
filamentos de actina, (B) microtúbulos y (C) filamentos intermedios. (A, cortesía de Simon Barry y Chris D´Lacey;
B, cortesía de Nancy Kedersha; C, cortesía de Clive Lloyd).
Como puede verse en la Figura 2-9, el citoesqueleto “cruza” por todas partes el citoplasma. A pesar de
eso, no estaba incluido en los esquemas de las figuras anteriores. Lo mencionamos porque es un
ejemplo de cómo los esquemas se van construyendo con un fin determinado. Por ejemplo, en la Figura
2-7A se quiere mostrar la ubicación relativa del complejo de Golgi en la célula. Incluir el citoesqueleto en
esa figura la volvería más confusa sin agregar mucha información respecto de la ubicación del complejo
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Módulo 2 - Material de lectura
de Golgi. De la misma manera veremos otros ejemplos en que distintas organelas se omiten de los
esquemas para enfatizar determinadas estructuras o procesos que se quieren representar.
El interior de la célula está en constante movimiento. El citoesqueleto es una jungla dinámica de
cordeles y varillas que se unen y separan continuamente: sus filamentos se pueden reunir y luego
desaparecer en cuestión de minutos. A lo largo de estos carriles, los orgánulos, las vesículas, las
moléculas se movilizan de un sitio a otro, y atraviesan con rapidez el ancho de la célula en solo
segundos, pueden llegar a cada rincón de la célula en poco tiempo.
Podés verlo en el siguiente
video realizado con
imágenes tomadas por
microscopía (en el video en
“cámara rápida” se muestran
3 minutos en solo 7
segundos)
https://www.youtube.com/watch?v=FpIo6wRbkA
M&ab_channel=rikenchannel
Hasta ahora hemos usado el término “organela” sin darle una definición precisa. El término surgió al
reconocer que las células eucariotas tienen en su interior estas estructuras especializadas en distintas
funciones. El nombre organela hace referencia a “órganos pequeños” y fue asignado por analogía con los
órganos del cuerpo, cada uno con su función o funciones.
Sugerencia para tus apuntes
Completar el cuadro que sigue te va a servir como resumen de las características de
las organelas, y pone en evidencia los aspectos que nos interesa destacar al estudiar
la célula eucariota.
Si te resulta útil usa este link interactivo en el que si clickeas cada estructura te
informa su función dentro de la célula eucariota:
http://objetos.unam.mx/biologia/celulaEucariota/?fbclid=IwAR2pRuT9c7eLc0kB6Ixw
Hw8HbJDtUYF8UlzMvZyOdO48_y4RWFlSsOuAGK8.
Es posible que en este momento el cuadro resulte un resumen “muy apretado”. Pero a
lo largo de esta materia iremos ampliando y encontrando nuevos sentidos a estas
funciones.
Organela
Descripción de la forma o
estructura y localización en la
célula
Función
Membrana Celular
Citoplasma
Núcleo
Membrana Nuclear
RER
REL
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Módulo 2 - Material de lectura
Aparato de Golgi
Vesículas
Mitocondrias
Lisosomas
Citoesqueleto
Ribosomas
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