El núcleo: la librería genética de la célula

Transcripción

1 El núcleo: la librería genética de la célula Las instrucciones genéticas de la célula eucariota se albergan en el núcleo y son llevadas a cabo por los ribosomas El núcleo contiene la mayoría de los genes de la célula eucariota. La envoltura nuclear separa su contenido del citoplasma. Los ribosomas usan la información proveniente del ADN para hacer proteínas.

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3 LE 6-10 Nucleo 1 µm Nucleolo Cromatina Envoltura Nuclear: Membrana interna Membrana externa Nucleo Poro nuclear Complejo De poro Surface of nuclear envelope 0.25 µm Ribosoma RE rugoso 1 µm Detalle del poro nuclear Pore complexes (TEM) Nuclear lamina (TEM)

4 Qué función cumple la envoltura nuclear en el proceso de información celular?

5 Regulación de la entrada y salida de sustancias

6 Ribosomas: la fábrica de proteínas de la célula Los ribosomas son partículas formadas por proteínas y ARN ribosomal Los ribosomas pueden llevar a cabo su función en dos lugares: En el citosol, en ribosomas libres En los ribosomas unidos al retículo endoplasmático o a la envoltura nuclear

7 LE 6-11 Ribosomas ER Cytosol Endoplasmic reticulum (ER) Free ribosomes Bound ribosomes Subunidad mayor 0.5 µm TEM showing ER and ribosomes Diagrama de un ribosoma Subunidad menor

8 El sistema de endomembranas regula el tráfico de proteínas y desempeña funciones metabólicas. Componentes del sistema de endomembranas: Envoltura nuclear Retículo endoplásmico Aparato de Golgi Lisosomas Vacuolas Membrana plasmática Las membranas se relacionan entre sí por continuidad física o a través de vesículas

9 El Reticulo endoplasmático: la fábrica biosintética El retículo endoplasmático representa la mitad de las membranas que posee la célula La membrana del RE se continúa con la de la envoltura nuclear Hay dos tipos de RE: RE liso (sin ribosomas) RE rugoso (con ribosomas adosados a su superficie)

10 LE 6-12 RE liso RE rugoso Envoltura nuclear Luz del RE Cisternas Ribosomas Vesicula de transporte RE liso RE rugoso RE de transición 200 nm

11 Funciones del RE liso Síntesis de lípidos Metabolismo de hidratos de carbono Almacena iones Ca ++ Desintoxicación de fármacos y sustancias venenosas

12 Funciones del RE rugoso Fabrica proteínas y membranas, las cuales son distribuídas por vesículas de transporte Es una fábrica de membranas celulares

13 El aparato de Golgi: centro de recepción y embarque El Golgi consiste en una serie de sacos aplanados denominados cisternas Funciones del Aparato de Golgi: Modifica los productos del RE Produce algunas macromoléculas Clasifica y empaqueta materiales dentro de vesículas de transporte

14 LE 6-13 Aparato de Golgi Cara cis (lado receptor) Vesicles also transport certain proteins back to ER Vesicles move from ER to Golgi Vesicles coalesce to form new cis Golgi cisternae Cisternae 0.1 µm Cisternal maturation: Golgi cisternae move in a cisto-trans direction Vesicles transport specific proteins backward to newer Golgi cisternae Vesicles form and leave Golgi, carrying specific proteins to other locations or to the plasma membrane for secretion Cara trans (lado de embarque) TEM of Golgi apparatus

15 Lisosomas: Compartimentos digestivos Un lisosoma es un saco membranosos compuesto de enzimas hidrolíticas Las enzimas hidrolíticas pueden hidrolizar proteínas, lípidos, polisacaridos y ácidos nucleicos Los lisosomas pueden usar las enzimas para reciclar organelas o macromoléculas (proceso denominado autofagia) Animation: Lysosome Formation

16 LE 6-14a Nucleo 1 µm Lisosoma Lysosome contains active hydrolytic enzymes Food vacuole fuses with lysosome Hydrolytic enzymes digest food particles Plasma membrane Lysosome Digestive enzymes Digestion Food vacuole Fagocitosis: Lisosomas digieren alimento

17 LE 6-14b Lisosoma conteniendo dos organelas dañadas 1 µm Mitochondrion fragment Peroxisome fragment Lysosome fuses with vesicle containing damaged organelle Hydrolytic enzymes digest organelle components Lysosome Digestion Vesicle containing damaged mitochondrion Autofagia: los lisosomas digieren organelas dañadas

18 Vacuolas: compartimentos de mantenimiento Vesículas y vacuolas (vesículas más grandes) son sacos membranosos con varias funciones Las plantas y los hongos poseen vacuolas Funciones: Vacuolas alimentarias Vacuolas contráctiles Vacuolas centrales (tonoplasto)

19 LE 6-15 Central vacuole Cytosol Tonoplast Nucleus Central vacuole Cell wall Chloroplast 5 µm

20 Resumen del sistema de endomembranas El sistema de endomembranas es un componente complejo y dinámico en la organización compartimental de la célula Animation: Endomembrane System

21 LE Nucleus Rough ER Smooth ER Nuclear envelope

22 LE Nucleus Rough ER Smooth ER Nuclear envelope cis Golgi Transport vesicle trans Golgi

23 LE Nucleus Rough ER Smooth ER Nuclear envelope cis Golgi Transport vesicle trans Golgi Plasma membrane

24 Las mitocondrias y los cloroplastos transforman una energía en otra Las mitocondrias son los organelas donde ocurre la respiración celular En los cloroplastos, presentes unicamente en plantas y algas, ocurre la fotosíntesis Las mitocondrias y cloroplastos no son parte del sistema de endomembranas Los peroxisomas son organelas oxidativas

25 Mitocondria: transformación de la energía química Las mitocondrias están en casi todas las células eucariotas Poseen una doble membrana, una externa y otra interna que posee pliegues denominados crestas mitocondriales La membrana interna crea dos compartimentos, un espacio intermembranoso y la matriz La matriz mitocondrial posee distintos tipos de enzimas, las cuales llevan a cabo la oxidación de moléculas provenientes de la degradación primaria de la glucosa en el citoplasma.

26 LE 6-17 Mitocondrias Espacio intermembranoso Membrana externa Ribosomas libres en la matrix mitocondrial Membrana interna Crestas Matriz DNA mitocondrial 100 nm

27 Curiosidades Por qué se utiliza el ADN mitocondrial en la identificación de la filiación de personas? Por ejemplo, en la identificación de los hijos de desaparecidos en la última dictadura militar.

28 Cloroplastos: captación de la energía luminosa Chloroplast Chloroplast DNA Ribosomes Stroma Inner and outer membranes Granum Thylakoid 1 µm

29 Peroxisomas: Oxidación Los peroxisomas son compartimentos metabólicos especializados Peroxisomas producen peróxido de hidrógeno y lo convierten en agua Reacción global: RH 2 + O2 R + H2O2 producto altamente tóxico Siendo RH 2 el substrato oxidable (aminoácidos, ácido úrico, ácidos grasos, etc.). catalasa 2H2O2 2H2O + O2 peroxidasa 2H2O2 + R H2 2H2O + R

30 El citoesqueleto es una red de fibras que organiza las estructuras El citoesqueleto es una red de fibras que se extienden a través del citoplasma Organiza las estructuras y actividades de la célula, aclando varias organelas Está compuesta por tres tipos de estructuras moleculares: Microtubulos Microfilamentos Filamentos intermedios

31 CITOESQUELETO

32 Qué posición ocupan en la célula estos filamentos?

33 Funciones del citoesqueleto: sostén, motilidad y regulación El citoesqueleto ayuda en el sostén mecánico de la célula y mantiene su forma Interactua con proteínas motoras, produciendo motilidad celular Dentro de la célula, las vesículas pueden viajar a lo largo de la célula a través de rieles provistos por el citoesqueleto Hay evidencias recientes que sugieren que el citoesqueleto puede ayudar a regular actividades bioquímicas

34 Ejemplos Microtúbulos: permiten el movimiento de las organelas y forman parte de los cilios y flagelos Microfilamentos: están involucrados en la contracción muscular Filamentos intermedios: mantienen la forma de la célula, por ejemplo los neurofilamentos

35 Cilios y Flagelos Tanto cilios como flagelos son proyecciones móviles de las células. Se trata de estructuras diseñadas para permitir el desplazamiento de la propia célula (ej. los espermatozoides) o para movilizar sustancias alrededor de la misma (ej. moco, partículas de polvo, etc.). La diferencia más evidente es la longitud. Los cilios son más cortos y se encuentran en gran cantidad en la célula. Los flagelos son más largos y escasos.

36 Cilios Desplazamiento en organismos unicelulares y movimiento de materiales en superficies epiteliales protozoo Micrografía de una célula epitelial en la tráquea

37 Flagelos Locomoción de espermatozoides y algunos organismos unicelulares

38 Pared celular de las plantas La pared celular es una estructura extracelular que distingue las células de las plantas de las células animales La pared celular protege a la célula, mantiene la forma, e impide la excesiva captación de agua La pared celular está compuesta por fibras de celulosa embebidas en otros polisacáridos y proteínas

39 LE 6-28 Vacuola central de la célula Membrana plasmática Pared celular secundaria Pared celular primaria Central vacuole of cell Lamina media Central vacuole Cytosol 1 µm Plasma membrane Plant cell walls Plasmodesmata

40 Matriz extracelular en células animales Las células animales no poseen pared celular pero poseen una elaborada matriz extracelular La matriz extracelular está compuesta por glucoproteínas (ej: colágeno) y otras macromoléculas Funciones de la matriz: Soporte mecánico Adhesión Regulación del movimiento

41 LE 6-29a Fibra de colágeno EXTRACELLULAR FLUID Proteoglucano Fibronectina Plasma membrane Integrina CYTOPLASM Microfilaments