Anatomía de una célula

Transcripción

1 Anatomía de una célula

2 Introducción (la teoría celular): Según la teoría celular, la célula es la unidad anatómica, funcional y de origen de los seres vivos: Todos los seres vivos estamos formados por una o más células. La célula es la unidad mínima que realiza las funciones vitales. Toda célula procede de otra célula preexistente. El material genético que contiene las características individuales y la comunes de la especie se pasa de la célula madre a las células hijas. Así, un organismo pluricelular es la suma de la acción coordinada de todas sus células.

3 Las células humanas Al igual que cualquier otra célula, está delimitada por una membrana plasmática, posee citoplasma y material genético. Son células eucariotas animales, por tanto, tienen el material genético en el interior de un núcleo, presentan orgánulos internos con membrana y su organización es compleja.

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5 Número, tamaño y forma de las células humanas No se conoce el número exacto, pero se habla de billones de células para formar un ser humano. El tamaño de las células es muy variable aunque su diámetro medio oscila entre los 10 µm y 100 µm.

6 Las forma de las células también está adaptada a las diferentes funciones que desempeñan. Por ejemplo la forma de disco bicóncavo de los eritrocitos aumenta la superficie de su membrana para facilitar el intercambio de gases entre la hemoglobina que está en su interior y el medio exterior. Es decir, las células de un organismo pluricelular se especializan y como consecuencia sufren un proceso de diferenciación.

7 Espermatozoide. Con flagelo Ø cabeza 3 μm Célula muscular. Fusiforme Ø 10 μm Glóbulo rojo. Bicóncavo Ø 8 μm Óvulo. Redondeado Ø μm Leucocito. Esférico Ø μm Célula epitelial. Aplanada Ø 0,2-15 μm Neurona. Estrellada. Hasta varios centímetros Célula conectiva. Redondeada Ø 0,5-20 μm

8 Estudio de la célula El estudio de la célula se puede hacer desde distintas perspectivas: Citoquímico: para conocer sus componentes químicos y el lugar exacto en el que se encuentran. Fisiológico: permite conocer datos sobre su funcionamiento. Morfológico: permite conocer su forma, tamaño, estructura, sus orgánulos. No fue posible hasta el desarrollo de la microscopía.

9 Estudio morfológico El estudio morfológico de la célula se puede realizar: In vivo: observando directamente la célula en su medio natural. Sólo es posible en el caso de protozoos o tejidos finos como la cola de un renacuajo. Permite ver movimiento, pero es difícil debido a que el contraste que presentan las células es muy bajo. Este problema se soluciona utilizando el diafragma del microscopio o colorantes intravitales que dañan poco la célula (como el azul de metileno).

10 In vitro: para ello se cultivan las células fuera de su hábitat. Se toma una muestra, se coloca en un tubo de ensayo, se separan las células con ayuda de una varilla de vidrio, se siembran en una placa de cultivo con un medio nutritivo y se mantienen a una temperatura adecuada para que se dividan. A partir de este cultivo primario se pueden obtener más cultivos secundarios.

11 Post mortem: se trata del estudio de células muertas. En este caso hay que seguir un procedimiento: Fijación: para detener los procesos vitales y mantener la morfología celular lo más parecida posible al estado vivo. Se utilizan fijadores físicos (frío, desecación) o químicos que dependen del tipo de microscopio a utilizar. Inclusión: consiste en dar al material la consistencia adecuada para que se conserve más tiempo y se pueda cortar. Se utilizan líquidos que luego se solidifican. Sección: Cortes muy finos con un instrumento llamado microtomo o ultramicrotomo. Tinción/contraste: permite diferenciar mejor los componentes celulares Montaje.

12 Cuando interesa estudiar un orgánulo concreto se puede utilizar el fraccionamiento celular: consiste en romper las células y separar sus componentes mediante centrifugación diferencial (a diversas velocidades). Los diferentes orgánulos precipitarán dependiendo de su coeficiente de sedimentación. En primer lugar, precipita la fracción nuclear (núcleos); si centrifugamos el sobrenadante, precipita la fracción mitocondrial (mitocondrias, peroxisomas ); al centrifugar otra vez el sobrenadante, precipitan ribosomas, macromoléclas y en el sobrenadante quedan vesículas del retículo endoplásmático.

13 Microscopio óptico Microscopio electrónico

14 Ocular Fuente de electrones Lentes Preparación Preparación Electroimanes Fuente de luz Ocular Microscopio óptico Microscopio electrónico

15 Estructura de las células humanas.

16 Centrosomas Citoesqueleto Membrana plasmática Mitocondria Citoplasma (Hialoplasma) Aparato de Golgi Núcleo Retículo endoplasmático Vacuolas Ribosomas Lisosomas

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19 Membrana plasmática Vista al microscopio electrónico Estructura de la membrana plasmática Proteína Lípidos VOLVER

20 La membrana plasmática Las membranas celulares que constituyen las diferentes partes de la célula tienen la misma arquitectura básica: una doble capa fluida de fosfolípidos con proteínas incluidas en la bicapa. Este modelo, denominado mosaico fluido, fue propuesto por J. Singer y G. Nicholson en Al microscopio electrónico, esta membrana de 75 angstroms de diámetro presenta un aspecto trilaminar de banda oscura -clara - oscura que puede hacer pensar que son dos membranas aunque sólo es una. Las proteínas de las membranas juegan un papel fundamental en la vida de la célula y pueden ser integrales, si es que atraviesan la membrana o bien periféricas si se encuentran adheridas a uno de los lados de la bicapa.

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23 Los lípidos y proteínas de la membrana plasmática pueden contener cadenas de azúcares hacia el exterior. Estas cadenas de azúcares constituyen el GLUCOCÁLIX. El otro lípido que se puede encontrar en la membrana es el COLESTEROL que regula su nivel de fluidez. Cuanto más colesterol tenga la membrana de una célula menos fluida es. También pueden tener diferenciaciones como microvellosidades, invaginaciones y estructuras de unión.

24 Las funciones de la membrana plasmática: Se comporta como una membrana semipermeable con múltiples funciones: Delimita y protege a la célula. Barrera selectiva: impermeable a determinadas sustancias. Transporte: que permiten a la células introducir o sacar sustancias y lo mismo en el caso de las membranas de las estructuras internas de la célula. Receptores de señales provenientes del exterior, como hormonas, factores de crecimiento o neurotransmisores. Cuando estás moléculas encuentran el receptor adecuado en la célula que lo tiene se unen a él y provocan cambios en dicha célula. Enzimática. Muchas proteínas, sobre todo periféricas intervienen catalizando reacciones metabólicas. Marcadores antigénicos. Algunas proteínas de las membranas son exclusivas de cada individuo de cada especie.

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31 Citoplasma Solución acuosa Orgánulos Proteínas VOLVER

32 Citoplasma Es el espacio entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Está formado por: Hialoplasma: medio acuoso (agua, sustancias disueltas y sustancias en suspensión). Es el lugar donde se realizan reacciones químicas. En el hialoplasma podemos encontrar inclusiones como gránulos de glucógeno, pigmentos (melanina), gotas de lípidos Orgánulos. VOLVER

33 Citoesqueleto VOLVER

34 Citoesqueleto Es una red de filamentos proteicos que se extiende por el citoplasma y se reorganiza continuamente. Proporcionan sostén a las células e intervienen en el transporte intracelular de diferentes estructuras.

35 Dependiendo de su tamaño y composición, pueden ser de tres tipos: Microfilamentos: son los más delgados y están formados por una proteína llamada actina. Se puede asociar a otras proteínas como la miosina. Filamentos intermedios: hay de diversos tipos dependiendo de su composición (queratina, desmina.) Microtúbulos: Son varillas rígidas, con un hueco en su interior, que se están organizando y desorganizando constantemente en la célula. Se forman gracias a la polimerización de una unidad proteica llamada tubulina. Los microtúbulos desempeñarán un papel fundamental el movimiento de los cromosomas durante la mitosis.

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37 Mitocondria Cresta Doble membrana VOLVER

38 Mitocondria Son orgánulos de doble membrana cuya misión es la generación de la mayor parte de la energía (ATP) para la célula, derivada de la oxidación de glúcidos y ácidos grasos. Tienen forma de ovalada. Entre la membrana interna y la externa se encuentra un espacio intermembrana.

39 La membrana mitocondrial interna presenta unos pliegues hacia el interior, las crestas mitcondondriales, cuyo significado biológico es el de aumentar la superficie sin que esto suponga un aumento del volumen del orgánulo. Sobre esta superficie se sitúan cientos de conjuntos de proteínas y enzimas que van a llevar a cabo los procesos de obtención de ATP. Entre ellos se encuentra la ATPsintetasa, un complejo enzimático que se encarga de la síntesis del ATP a partir del ADP y un grupo fosfato. El interior de la mitocondria está relleno de la matriz mitocondrial que contiene ribosomas, algunos enzimas, gránulos de Ca2+ y su propio genoma, muy parecido al de las bacterias pues es circular. VOLVER

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42 Retículo endoplasmático Retículo endoplasmático rugoso Ribosoma s Retículo endoplasmático liso VOLVER

43 Retículo endoplasmático Formado por una red de túbulos y cisternas membranosos que se extiende por todo el citoplasma. Puede representar un 10 % del volumen celular. Se distinguen dos tipos dependiendo de si lleva o no ribosomas adosados a su membrana.

44 Retículo endoplasmático rugoso Conjunto de sáculos aplanados, interconectados entre sí y con ribosomas adosados a su membrana. Generalmente próximos a la membrana nuclear externa y en continuidad con ésta. Función síntesis y distribución de proteínas.

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46 Retículo endoplasmático liso Es un conjunto de tubos membranosos sin ribosomas adheridos en su superficie. Funciones variadas: síntesis, transporte y almacén de lípidos, glucogenolisis, almacén de calcio, destoxificación.

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48 Aparato de Golgi Cisternas Vesículas VOLVER

49 Conjunto de sáculos o cisternas membranosas aplanadas, no interconectadas, junto con una serie de vesículas que llegan o salen de ellas. A cada conjunto de sáculos se le denomina DICTIOSOMA y el conjunto de todos forma el Aparato de Golgi El Aparato de Golgi está polarizado, es decir, tiene dos zonas distintas según una dirección: CIS, es la zona por la cual recibe las vesículas del RE. TRANS, es la zona desde la que se desprenden las vesículas con los productos empaquetados por el Golgi. Las sustancias transitan de sáculo en sáculo desde la cara CIS hasta alcanzar la cara TRANS en su proceso de maduración.

50 Entre sus funciones destaca: Modificación, empaquetamiento, transporte, distribución y secreción de moléculas sintetizadas en el retículo endoplasmático. Regeneración de la membrana plasmática y del retículo. Síntesis de polisacáridos. Formación de lisosomas. VOLVER

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52 Vacuolas (vesículas) Vesículas formadas por membrana procedentes del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi con función de almacenamiento VOLVER

53 Lisosomas Las vesículas con una función digestiva, debido a que poseen enzimas. Los macrofágos, poseen abundantes lisosomas. VOLVER

54 Los lisosomas son orgánulos rodeados de membrana que contienen una serie de enzimas capaces de degradar o digerir todo tipo de macromoléculas biológicas (proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos), ya sean procedentes del exterior como de la célula.

55 El lisosoma se forma como una vesícula del Aparato de Golgi que contiene enzimas fabricados en el retículo endoplasmático rugoso. Se distinguen varios tipos de lisosomas: Primario: es el lisosoma recién formado y con contenido homogéneo. Secundario: Cuando se une a una vesícula con materiales a digerir, su contenido se ve heterogéneo

56 Peroxisomas VOLVER

57 Los peroxisomas son pequeños orgánulos con enzimas que intervienen en distintas rutas metabólicas, la oxidación de sustancias tóxicas para la célula como el H2O2,degradación de ácidos grasos El aspecto de los peroxisomas al microscopio electrónico es bastante característico ya que presentan un llamativo cristal interno. VOLVER

58 Centrosomas Fibras Microtúbulos VOLVER

59 Centrosoma Formado por una pareja de centriolos dispuestos en forma de T y rodeados de un material amorfo. Los centriolos son estructuras cilíndricas formadas por nueve tripletes de microtúbulos. Su función es organizar los microtúbulos, formar el huso acromático durante la división celular,

60 Cilios y flagelos Son prolongaciones móviles de la membrana plasmática con microtúbulos. Los cilios son prolongaciones cortas y numerosas mientras que los flagelos son largas y la célula posee uno o dos. Se ocupan del desplazamiento de las células o bien del de sustancias que fluyen por su superficie. Esencialmente constan de un centriolo modificado en su base, que se denomina cuerpo basal y de un conjunto de nueve parejas de microtúbulos que se proyectan hacia el exterior y con una pareja de ellos en el centro de la estructura. VOLVER

61 Ribosomas Subunidades VOLVER

62 Los ribosomas Son partículas sin membrana formadas por dos subunidades compuestas por ARNr, proteínas y agua. Su función es sintetizar proteínas. Si no están sintetizando, las dos subunidades se encuentran separadas. Podemos encontrar ribosomas en el citoplasma, unidos al retículo endoplasmático o la membrana nuclear externa y en las mitocondrias (aunque en ellas el tipo de ribosomas es diferente) VOLVER

63 Núcleo al microscopio electrónico Núcleo Membrana nuclear Poros Cromosomas al microscopio electrónico Cromatin a Proteína ADN VOLVER

64 El núcleo es la principal característica que diferencia las células eucariotas de las procariotas. Es el orgánulo más voluminoso de la célula y se encarga de almacenar la información genética y de controlar tanto la replicación del ADN como el flujo de la información hacia el citoplasma gracias al ARNm. Se aprecia durante la interfase ya que desaparece durante la mitosis y la meiosis. En general, las células humanas poseen un solo núcleo aunque hay casos en los que puede haber más o como en el caso de los eritrocitos, ninguno. Su posición también es variable dependiendo del tipo celular. En algunos casos se sitúa en el centro, en otros, en posición basal, como en la células secretoras, y también en la periferia como sucede en los adipocitos.

65 LA ENVUELTA NUCLEAR La membrana que separa el material nuclear del citoplasma en doble: La membrana nuclear externa se continua con la del retículo endoplasmático rugoso y también está tapizada por ribosomas. Entre ésta y la membrana nuclear interna existe un espacio intermembranoso que desaparece en lugares en los que las dos membranas se funden y junto con las proteínas forman los poros nucleares. Estos poros están constituidos por un complejo proteico con un orificio interno que regula el paso de moléculas entre el núcleo y citoplasma: La mayor parte de las proteínas que se transportan los hacen en dirección citoplasma-núcleo. Los ARNs se fabrican en el núcleo y su sentido de transporte es hacia el citoplasma.

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67 LA CROMATINA Es una fibra formada por el ADN (que porta la información genética) unido a las histonas (proteínas que contribuyen al empaquetamiento) Al microscopio electrónico se distinguen dos tipos de cromatina: Eucromatina: se encuentra poco empaquetada e indica que el ADN está activo, es decir, transcribe genes Heterocromatina: es la cromatina muy empaquetada e inactiva.

68 Cuando la célula se vaya a dividir, la cromatina formará los cromosomas. El número de cromosomas es específico de cada especie. En nuestro caso, cada célula somática tiene 46 cromosomas (23 proceden de nuestro padre y 23 de nuestra madre). 46 cromosomas = 22 parejas de autosomas y 2 cromosomas sexuales.

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71 EL NUCLÉOLO Es una región del núcleo que se presenta más oscura y que no está separada del resto por membrana. Tiene aspecto esponjoso formado por un componente granular y otro fibrilar. Contiene ADN a partir del cual se va a transcribir el ARNr, proteínas y la combinación de estos dos últimos que formarán partículas ribosómicas. Por lo tanto, la función del nucléolo es la de construir ribosomas.

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