Biología Celular CBI 111 Instituto de Ciencias Naturales. Organización interna de la célula: organelos y citoplasma Clase 3

Transcripción

1 Biología Celular CBI 111 Instituto de Ciencias Naturales Organización interna de la célula: organelos y citoplasma Clase 3

2 Objetivos Reconocer la importancia de la compartimentalización intracelular. Relacionar estructura y función de los principales organelos membranosos. Comprender la importancia del flujo de membranas intracelular para el funcionamiento de la célula. Desarrollar actitudes que suelen asociarse al trabajo científico tales como la capacidad crítica y la apertura ante nuevas ideas.

3 Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma Citoplasma: estados sol y gel. Sistemas de endomembranas. Organelos: núcleo, mitocondria, vacuola, retículo endoplasmático, complejo de Golgi y peroxisomas. exosomas Bibliografía Obligatoria: Biología molecular de la célula. Alberts, Bruce y otros. Omega, Ediciones, Bibliografía Complementaria: Biología Celular y Molecular. De Robertis, Eduardo M.F. Ateneo, El.14a Edición Biología Celular y Molecular Conceptos y Experimentos. Karp, Gerald. McGraw-Hill. Interamericana Cooper s La célula. Geoffrey Cooper, Marbán, 2ª Edición

4 Qué tiene la célula dentro? Citosol como componente acuoso del citoplasma celular Las células están muy lejos de ser simples bolsas de agua donde flotan sus componentes. El interior de una célula esta lleno de una serie de biomoléculas que dificultan la difusión de elementos en el interior. El Citosol está constituido por una fase dispersante (o solvente) y una Fase dispersa (o soluto) El interior de la célula está muy lejos de ser una zona muerta. Posee gran cantidad de solutos disueltos que pueden organizarse de distintos modos. Estos cambios en la organización del citosol son muy importantes para el desarrollo de ciertas reacciones. Mycoplasma David S. Gossel

5 Por qué tener membranas internas? La creación de compartimentos dentro de la célula, ayuda a generar espacios en lo que se llevan a cabo reacciones específicas que no podrían llevarse a cabo de manera eficiente en el citoplasma.

6 El núcleo celular la gran base de operaciones cromatina Poro nuclear Envoltura nuclear Poro nuclear Envoltura nuclear Nucleolo Nucleolo Cromatina Envoltura nuclear Ribosomas Poro nuclear El núcleo es el gran reservorio de información. Allí se almacena el material genético, familia de moléculas encargadas de almacenar y transmitir la información. Esta información se encuentra celosamente guardada y solo aquellas moléculas con un péptido señal particular podrán pasar a través del complejo de poro.

7 Mitocondria, el motor de la maquinaria celular Matriz mitocondrial Cresta mitocondrial Membrana interna Membrana Externa Las mitocondrias son organelos en cargados de la producción de energía química a través del proceso de respiración celular. Su estructura de doble membrana, la existencia de un genoma propio y su mecanismo de división, ha llevado a postular que este organelo proviene de un procarionte heterótrofo aerobio, el cuál fue incorporado a la célula a través de un proceso de simbiosis. (clase anterior)

8 Plastos, el hogar de la fotosintesis Grana Tilacoide Los plastos (o plastidios) pueden tener función fotosintética (como los cloroplastos, rodoplastos y feoplastos) y de almacenamiento (amiloplastos, oleoplastos, proteinoplastos). Poseen una estructura similar a la de la mitocondria y también poseen un genoma propio. En los cromoplastos, los cromoforos de cumulan en una estructura llamada tilacoide, lugar donde ocurren los procesos fotosintéticos.

9 Reticulos, la gran maquinaria sintética de la célula Reticulo endoplasmático Liso Grana Ribosomas Reticulo endoplasmático Rugoso Envoltura nuclear Ribosomas Cisternas El retículo endoplasmático recibe su nombre de la forma de red con la que se había descrito inicialmente. Existen dos tipos, uno llamado rugoso ya que posee ribosomas asociados en la superficie, ahí se sintetizan y glicosilan proteínas. El retículo endoplasmático liso (conectado con el rugoso) se encarga de la síntesis de lípidos, desintoxicación de la célula y almacenamiento de calcio. Reticulo endoplasmático Liso Reticulo endoplasmático Rugoso

10 Aparato de Golgi, una gran refinería de proteínas Cara trans Vesículas secretorias Vesículas en transferencia Cisternas Cara Cis Transporte desde el Reticulo endoplasmático Rugoso Las proteínas que se sintetizan en el Retículo endoplasmático rugoso llegan al Aparato de Golgi, un aparato formado por una serie de cámaras en donde las proteínas van sufriendo modificaciones que las preparan para ser liberadas en la ruta secretoria o bien formar parte de otros endosomas como los peroxisomas.

11 El retículo endoplasmático rugoso y el aparato de Golgi forman parte de la ruta secretoria Las proteínas que se sintetizan en el retículo endoplasmático rugoso pasan al aparato de Golgi a través de un sistema de vesículas conocido como ERGIC. Estas proteínas son procesadas en el aparato de Golgi, donde son procesadas para luego ser secretadas o formar parte de otros endosomas. Este sistema formado por el retículo y el aparato de Golgi se conoce como ruta secretoria y es vital para la secreción de proteínas y la producción de endo y exosomas.

12 Early endosomes: Endosomas tempranos. Cytoplasmatic proteins: Proteinas citoplasmaticas. MVB: Multi Vesicular Body, Cuerpos Multivesiculares. RER: Reticulo Endoplasmático Rugoso. GC: Complejo de Golgi. Lysosomes: Lisosoma. Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma. Endosomas, exosomas y lisosomas: maquinaria de comunicación y regulación. Vesícula recubierta Proteína unida a la membrana Mincheva,2010 El procesamiento e inclusión de las señales externas es un proceso que ha tenido un fuerte desarrollo durante los últimos años por su importancia en inmunología y la fisiología de enfermedades como el Parkinson, Alzheimer y la encefalopatía espongiforme. En estos procesos las señales son recogidas del extracelular a través de invaginaciones de la membrana, las que forman los endosomas tempranos. Estos maduran al incorporar proteínas del extracelular y unirse con vesiculas del golgi, formando los cuerpos multivesiculares. Según el tipo de señal o las condiciones, estos endosomas pueden formar lisosomas o bien exosomas. Los primeros tienen que ver con la incorporación de distintos elementos a la célula, Estos últimos pueden cargar señales como ARN, proteínas o lípidos entre células y suelen encontrarse en fluidos como la orina y la sangre. Estos exosomas actualmente se encuentran en estudio como posibles herramientas diagnosticas para una serie de enfermedades.

13 Lisosomas: Digestión Celular y Autofagia Los lisosomas son organelos muy importante, ya que permiten la digestión celular. Este proceso implica la activación de una serie de proteínas, llamadas enzimas, que funcionan en medio acido y que son capaces de romper y degradar otras macromoléculas. El proceso de digestión celular no solo incluye a otras células, si no que puede incluir a organelos de la misma célula gatillando la renovación de estos o bien como inicio de un proceso de muerte celular programada (apoptosis*). * Estudiaremos la apoptosis con mucho mas detalle durante las próximas clases.

14 Peroxisomas: Regulación metabólica y control de los radicales libres El peroxisoma es un organelo membranoso presente en casi todas las células eucariontes. Uno de los procesos metabólicos más importantes que se lleva a cabo en los peroxisomas es la B-oxidación de los ácidos grasos de cadena largas. El peroxisoma también está implicado en la síntesis de bilis, colesterol, metabolismo de aminoácidos, y el metabolismo de purinas. Fallas en la producción y metabolismo de peroxisomas se ha asociado con varios desórdenes genéticos, ya que estos además son capaces de regular la producción de radicales libres, los que pueden producir daños oxidativos en el ADN.

15 Resumen El interior de la célula está muy lejos de ser una zona muerta. Posee gran cantidad de solutos disueltos que pueden organizarse de distintos modos. La creación de compartimentos ayuda a generar espacios en lo que se llevan a cabo reacciones específicas. El núcleo es el gran reservorio de información. Allí se almacena el material genético. Las mitocondrias son organelos en cargados de la producción de energía química a través del proceso de respiración celular. Las mitocondrias son organelos en cargados de la producción de energía química a través del proceso de respiración celular. Su estructura de doble membrana, la existencia de un genoma propio y su mecanismo de división, ha llevado a postular que tanto la mitocondria como los plastidios son producto de un proceso de simbiosis Existen dos tipos de retículos, uno llamado rugoso que posee ribosomas asociados, ahí se sintetizan y glicosilan proteínas. El retículo endoplasmático liso se encarga de la síntesis de lípidos, desintoxicación de la célula y almacenamiento de calcio. El Aparato de Golgi esta formado por una serie de cámaras en donde las proteínas van sufriendo modificaciones Los exosomas pueden cargar señales entre células y suelen encontrarse en fluidos como la orina y la sangre, estos se encuentran en estudio como posibles herramientas diagnosticas. El peroxisoma es un organelo membranoso presente en casi todas las células eucariontes asociado con la B-oxidación de los ácidos grasos de cadena largas y otros procesos fisiologicos

16 Genética Fisiológica Morfológica Procariota Animal Teoría celular es la unidad stingue dos tipos de organización Eucariota puede ser Vegetal presente en según la Pared celular Matriz extracelular Membrana plasmática puede presentar La célula constituida por constituido estudiada por el Citoplasma por Microscopio Núcleo como el Óptico Electrónico utiliza Haz de electrones permite permite visualizar conocer la estructuras Ultraestructura permite visualizar puede ser utiliza Fotones de luz visible permite visualizar estructuras Muertas Barrido Transmisión Vivas Citosol ausente en Citoesqueleto es los clasificamos en Orgánulos celulares presentes en No membranosos son Membranosos constituyen el pueden ser Energéticos son Ribosomas Inclusiones Sistema de citomembranas Peroxisomas Cloroplastos Mitocondrias formado por exclusivos de Retículo endoplasmático Aparato de Golgi Vacuolas Lisosomas

17 MATERIAL ACADÉMICO PROPIEDAD DE UDLA ELABORADO POR EQUIPO DE BIOLOGIA LIDER ACADÉMICO CBI111: Germán Fernández