Capítulo 4: Estructura y Funciones de la célula
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- Rafael Cruz Iglesias
- hace 6 años
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1 UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO EN AGUADILLA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Capítulo 4: Estructura y Funciones de la célula CIBI 3001 Thursday, September 14,
2 Objetivos 1. Entender los principios básicos de la teoría celular 2. Entender la estructura y función de la membrana celular 3. Comparar las características generales de las células procarióticas y eucarióticas 4. Describir el núcleo de las células eucarióticas con respecto a su estructura y función 5. Describir los orgánulos asociados con el sistema de citomembranas y entender la función de cada uno de ellos Thursday, September 14,
3 Objetivos 6. Contrastar la estructura y función de la mitocondria y el cloroplasto 7. Describir el citoesqueleto de las células eucarióticas y distinguirlo del sistema de citomembranas 8. Enumerar las estructuras que se encuentran en la superficie de la célula y explicar como estas ayudan a la supervivencia de la célula Thursday, September 14,
4 Historia Varios científicos estudiaron la célula por medio de observación directa: 1665: Robert Hooke descubre la célula 1673: Anton Van Leeuwenhoek describe por primera vez organismos microscópicos : Scheleiden y Schwan proponen la Teoría celular Thursday, September 14,
5 Observación de las células de corcho por Robert Hooke Thursday, September 14,
6 Postulados de la Teoría celular La célula es la unidad básica de la vida. Todos los organismos estas compuestos por una o más células. Las células provienen de células preexistentes. Thursday, September 14,
7 Microscopio Dos tipos principales: Microscopio de Luz Fuente de iluminación: luz Sistema de enfoque: lentes de vidrio Microscopio Electrónico: Fuente de iluminación: haz de electrones Sistema de enfoque: electroimanes Thursday, September 14,
8 Microscopio de luz Puede ser simple (un solo lente) o compuesto (dos o más lentes) Fuente de iluminación Luz visible: Campo claro Luz ultravioleta: Microscopio de fluorescencia Magnificación Máxima: 2000X Resolución: 0.2 µm (1/1000 mm) Thursday, September 14,
9 Microscopio compuesto de luz visible Imagen Aumentada Lente Ocular Lente Objetivo Espécimen Condensador Fuente de Luz
10 Microscopio electrónico de transmisión Produce imagen bidimensional interna del espécimen Muestra debe cortarse muy fina con un microtomo Micrografía electrónica de transmisión mostrando cilios Thursday, September 14,
11 Microscopio electrónico de rastreo Produce una imagen tridimensional de la superficie del espécimen Muestra debe ser cubierta de oro u otros metales conductores Micrografía electrónica de rastreo mostrando cilios Thursday, September 14,
12 Relación entre el tamaño de algunas células y otros niveles de organización biológica Thursday, September 14,
13 Célula Unidad más pequeña con vida; organizada para metabolizar y responder al medio ambiente. Posee información hereditaria (DNA) y el potencial de reproducción. Thursday, September 14,
14 Célula Todas las células contienen: Membrana plasmática o celular: barrera con el medio ambiente Formada por una bicapa de fosfolípidos y proteínas asociadas Mantiene la permeabilidad selectiva de la célula Material genético: DNA organizado en cromosoma(s) Puede estar rodeado o no por una membrana. Si está rodeado, el área se llama núcleo (eucariótica). Si no lo está, el área se llama nucleoide (procariótica) Thursday, September 14,
15 Estructura de la membrana celular Thursday, September 14,
16 Célula Todas las células contienen: Citoplasma: matriz semifluida en el interior de la membrana (ambiente interno) Compuesto por agua, macromoléculas y nutrimentos disueltos Es de consistencia gelatinosa Lugar en donde se llevan a cabo casi todas las actividades metabólicas de la célula Ribosomas: orgánulos responsables de llevar a cabo la síntesis de proteínas Thursday, September 14,
17 Célula Según la complejidad de la células, éstas se pueden clasificar en dos categorías: Célula procariótica Célula eucariótica La eucariótica se clasifican en (entre otras): Célula animal Célula vegetal Thursday, September 14,
18 Thursday, September 14,
19 Comparación de tamaño entre células procarióticas y eucarióticas típicas Thursday, September 14,
20 Célula procariótica Más pequeña y simple que la célula eucariótica No posee núcleo definido Su DNA se encuentra en región especifica del citoplasma llamada nucleoide No posee orgánulos rodeados de membrana Incluye organismos de los dominios Archaea y Bacteria (arqueobacterias, bacterias y cianobacterias) Thursday, September 14,
21 Partes de una célula procariótica
22 Ejemplo de un organismo procariótico: Escherichia coli
23 Partes de una célula procariótica Cápsula Estructura externa compuesta usualmente por polisacáridos Permite a la célula adherirse a superficies Puede otorgarle a la célula virulencia y resistencia a fagocitosis Pared celular Compuesta por peptidoglucano, no es igual a la célula vegetal Su estructura varía dependiendo del tipo de organismo. Permite clasificarlas en Gram +, Gram o Gram variables Rodea la membrana; protege y mantiene la forma de la célula por ser rígida Thursday, September 14,
24 Partes de una célula procariótica Fimbrias y pili: Apéndices finos que se proyectan de la pared celular Son de naturaleza proteica Ayudan a la célula a adherirse a superficies Algunos tipos especializados, como los pilis sexuales, intervienen en la conjugación bacteriana Flagelos: Estructuras de locomoción, actúan como hélices Compuestos principalmente de flagelina (proteína) Estructura distinta a los flagelos eucarióticos Thursday, September 14,
25 Fimbrias de una célula procariótica Thursday, September 14,
26 Flagelos de células procarióticas
27 Partes de una célula procariótica Ribosomas: Son orgánulos donde ocurre la síntesis de proteínas que están presentes en todas las células. Pueden estar adheridos a membrana o libres en el citoplasmas. Están compuestos de proteínas y RNA ribosomal (r- RNA) Aunque están presentes en todas las células, se pueden distinguir según su coeficiente de sedimentación (S): 80S ribosomas eucarióticos 70S ribosomas procarióticos Thursday, September 14,
28 Partes de una célula procariótica Ribosoma Las subunidades se clasifican de en: Eucariótico Procariótico Grande 60S 50S Pequeña 40S 30S Thursday, September 14,
29 Partes de una célula procariótica Región nucleoide No está delimitada por membrana Contiene el cromosoma procariótico Está formado por una molécula de hebra doble de DNA circular y súper enrollado La célula procariótica puede contener material genético fuera del cromosoma Se le conoce como plásmido o plasmidio DNA extracromosomal Thursday, September 14,
30 Célula eucariótica Posee orgánulos membranosos internos Posee un sistema de membranas internas que forman compartimientos, y permiten la separación y especialización de funciones celulares específicas Posee núcleo definido: orgánulo rodeado por doble membrana célular, contiene DNA, y ejerce control genético sobre la célula Thursday, September 14,
31 Organización de una célula animal
32 Amoeba proteus Paramecium sp. Thursday, September 14,
33 Célula humana: interior de la mejilla Núcleo Thursday, September 14,
34 Organización de una célula vegetal Núcleo Retículo endoplásmico rugoso o arrugado Ribosomas Retículo endoplásmico liso Aparato de Golgi Microtúbulo Sólo en células vegetales Vacuola Central Cloroplasto Pared celular Filamento intermedio Microfilamento Citoesqueleto Mitocondria Peroxisoma Membrana plasmática Thursday, September 14,
35 Células de Elodea sp. Cloroplastos Pared celular Thursday, September 14,
36 Micrografía electrónica de una célula vegetal Thursday, September 14,
37 Diferencias entre la célula animal y vegetal Célula animal Presencia de centriolos Presencia de flagelos (sólo algunas células reproductivas vegetales poseen flagelos) Presencia de lisosomas Célula vegetal Posee pared celular (celulosa) Posee cloroplastos (en células fotosintéticas) Thursday, September 14,
38 Núcleo Es el centro de control genético de la célula eucariótica. Posee un ambiente acuoso llamado nucleoplasma El DNA se encuentra en su interior en forma de cromatina, el cual está compuesto de: DNA Proteínas Envoltura nuclear: estructura que rodea el núcleo Es una membrana doble perforada por poros nucleares que regulan el flujo de materiales hacia y desde el núcleo Nucleolo: masa de fibras y gránulos que consiste de DNA, RNA y proteínas Produce el r-rna para la formación de ribosomas Thursday, September 14,
39 Organización del núcleo
40 Pared celular Estructura presente en células vegetales, hongos y protistas. Es una rígida y gruesa que provee protección y permiten que la célula tenga su forma definida. Está principalmente compuesta de polisacáridos: Células vegetales: celulosa Células de hongos: quitina Células de protistos: sílica, celulosa, entre otros Thursday, September 14,
41 Sistema interno de membranas Conjunto de orgánulos que trabajan en la síntesis, almacenaje y transporte de moléculas biológicas Se compone de: Retículo endoplásmico rugoso o arrugado Retículo endoplásmico liso Aparato de Golgi Lisosomas Thursday, September 14,
42 Retículo endoplásmico rugoso o arrugado Conjunto de sacos membranosos planos interconectados Nombrado por su apariencia en micrografías electrónicas La apariencia áspera es resultado de ribosomas adheridos a sus paredes Dos funciones principales: Síntesis de membrana celular Síntesis de proteínas a ser secretadas por la célula Thursday, September 14,
43 Modificación de proteínas por el retículo endoplásmico rugoso o arrugado Polipéptidos son sintetizados por ribosomas asociados al retículo endoplásmico rugoso o arrugado Cadenas cortas de azúcares son enlazadas al polipéptido formando glicoproteínas Las glicoproteínas son empacadas en vesículas de transporte para ser exportadas Las vesículas de transporte se desprenden del retículo endoplásmico y viajan al aparato de Golgi para ser convertidas a su forma final Thursday, September 14,
44 Retículo endoplásmico liso Es continuo con el retículo endoplásmico rugoso o arrugado Forma una red de canales interconectados que carecen de ribosomas Funciones: Síntesis de lípidos (ácidos grasos, esteroides, fosfolípidos) Regula la cantidad de azúcar liberada por células hepáticas Detoxificación de drogas y otras toxinas Almacenaje de iones de calcio Thursday, September 14,
45 Retículos endoplásmicos
46 Ribosomas Son orgánulos donde ocurre la síntesis de proteínas Están compuestos de proteínas y RNA ribosomal (r-rna) Aunque están presentes en todas las células, se pueden distinguir según su coeficiente de sedimentación (S): 80S ribosomas eucarióticos 70S ribosomas procarióticos Thursday, September 14,
47 Ribosomas Se organizan en dos sub-unidades ribosomales de distinto tamaño: Eucariótico Procariótico Grande 60S 50S Pequeña 40S 30S Thursday, September 14,
48 Estructura de un ribosoma
49 Aparato (Cuerpo) de Golgi Complejo de membranas aplanadas Posee espacio interno llamado lumen Almacenaje y transporte de moléculas de importancia biológica Proteínas sintetizadas en RE son transportadas en vesículas al aparato de Golgi Clasifica, modifica y distribuye las proteínas Thursday, September 14,
50 Aparato de Golgi
51 Lisosomas Vesículas rodeadas de membrana especializadas en la digestión celular Contienen enzimas hidrolíticas o digestivas Producidos por el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi Presentes en solamente en células animales Thursday, September 14,
52 Vacuolas Compartimientos rodeados de membrana biológica llamada tonoplasto Son de mayor tamaño que los lisosomas Toman parte en la digestión y almacenaje de sustancias en la célula (H 2 0, nutrimentos, desperdicios y otros) Presentes en células vegetales, prostistas y animales Thursday, September 14,
53 Tipos de vacuolas Vacuolas alimentarias: asociadas al proceso de fagocitosis y pinocitosis Vacuolas centrales: sirven como almacén de agua, compuestos o desechos en la célula vegetal. También pueden ayudar a la célula vegetal a aumentar de tamaño Vacuolas contráctiles: presentes en protistos. Mecanismo de expulsión de agua en los protistos de agua dulce Thursday, September 14,
54 Vacuolas
55 Vacuolas contráctiles Thursday, September 14,
56 Orgánulos transformadores de energía Cloroplastos Orgánulo de membrana doble donde se lleva a a cabo la fotosíntesis. Están presentes en células vegetales, algas y algunos protistas. Mitocondria Orgánulo de membrana doble donde se lleva a cabo la respiración celular. Está presente en todas las células eucarióticas Thursday, September 14,
57 Cloroplastos Consisten de: Membrana externa, membrana interna y espacio intermebranoso Estroma: espacio interno lleno de solución semilíquida de naturaleza proteica. Alberga DNA, ribosomas 70S y enzimas Tilacoides: estructuras membranosas internas en forma de discos que contienen la clorofila Granas: conjunto de tilacoides agrupados unos encima de otros, como si fueran monedas Parte de las reacciones fotosintéticas ocurren tanto en las granas, así como en el estroma Thursday, September 14,
58 Estructura básica de un cloroplasto
59 Detalle de un cloroplasto
60 Mitocondrios Orgánulos rodeados de doble membrana formados por dos compartimientos: Espacio intermembranoso: espacio entre membrana interna y externa Crestas: dobleces de la membrana interna. Lugar donde ocurre la síntesis de ATP Matriz: ambiente semilíquido que alberga el DNA, ribosomas 70S y enzimas Parte de las reacciones químicas que involucran la respiración celular ocurren tanto en las crestas, así como en la matriz Thursday, September 14,
61 Estructura de un mitocondrio
62 Respiración celular y fotosíntesis Respiración aeróbica Mitocondria Fotosíntesis Cloroplastos Luz visible Glucosa CO 2 CO 2 O 2 ATP ATP O 2 H 2 O H 2 O Glucosa Thursday, September 14,
63 Comparación entre mitocondio y cloroplasto Presente Presencia de membrana externa, interna y espacio intermembranoso Presencia de DNA y ribosomas MITOCONDRIO Eucariótica: animal y vegetal Sí CLOROPLASTO Eucariótica: vegetal Ambiente acuoso interno Matriz Estroma Dobleces de la membrana interna Reacción de transformación energética Sí Capacidad de auto replicación Sí Sí Sí Crestas Tilacoides -> grana Respiración celular Fotosíntesis Sí Thursday, September 14,
64 Citoesqueleto Microfilamentos Estructuras helicoidales sólidas Hechas de una proteína globular llamada actina Involucrados en movimiento, soporte y división celular Filamentos Intermedios Estructura similar a una soga Compuestas de proteínas fibrosas Involucrados en el anclaje de ciertos orgánulos Microtúbulos Tubos rectos y huecos Hechos de una proteína globular llamada tubulina Involucrada en el anclaje de orgánulos y sirven de vía para el movimiento de orgánulos en el citoplasma Thursday, September 14,
65 Citoesqueleto Tubulina Actina Proteínas Fibrosas 7 nm 10 nm 25 nm Microfilamentos Filamentos intermedios Microtúbulos Thursday, September 14,
66 Cilios y flagelos Estructuras compuestas por microtúbulos, cubiertas por la membrana celular Funciones: locomoción, movimiento de fluidos y receptores (olfato) Constan de dos partes Cuerpo basal: arreglo 9 x 3, idéntico a un centriolo Flagelo: arreglo Difieren en su longitud Cilios: son cortos y actúan como remos Flagelos: son largos y usualmente ondulan Thursday, September 14,
67 Corte transversal de un cilio
68 Estructura de un flagelo
69 Centriolos Sólo se encuentran en la célula animal Pequeños cilindros arreglados en ángulo de 90º Estructura: nueve tripletes de microtúbulos (9 x 3) Función: relacionados al proceso de división celular
70 Uniones intercelulares Plasmodesmos Canales sólo entre células vegetales adyacentes Sistema circulatorio y de canales entre células Uniones comunicantes o Gap Junctions Permiten flujo de iones entre células adyacentes Uniones estrechas o Tight Junctions Barreras a la difusión: a prueba de filtración Desmosomas o Desmosomes Sirven de estructura de anclaje entre células Análogas a los plasmodesmos Thursday, September 14,
71 Conexiones celulares Thursday, September 14,
72 Conceptos aprendidos 1. Principios básicos de la teoría celular 2. Estructura y función de la membrana celular 3. Características generales de las células procarióticas y eucarióticas 4. Descripción del núcleo de las células eucarióticas con respecto a la estructura y función 5. Descripción de los orgánulos asociados con el sistema de citomembrana y entender la función de cada uno de ellos Thursday, September 14,
73 Conceptos aprendidos 6. Estructura y función de la mitocondria y el cloroplasto. 7. Descripción del citoesqueleto de las células eucarióticas y distinción del sistema de citomembranas. 8. Estructuras que se encuentran en la superficie de la célula y como estas ayudan a la supervivencia de la célula. Thursday, September 14,
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