Este documento describe la estructura y función de la célula a través de varias secciones. Describe los componentes de la célula como el agua, iones, proteínas, lípidos y carbohidratos. Explica las estructuras celulares como la membrana, el citoplasma, los orgánulos como el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, los lisosomas y las mitocondrias. También describe los sistemas funcionales de la célula como la endocitosis, la digestión celular y la sí

1. UNIVERSIDAD
CRISTÓBAL COLÓN
Escuela de Medicina
La célula y sus funciones
Sánchez Cardel Alfonso

2. Introducción
• Cada una de los 100 billones dé células de un ser
humano es una estructura viva que puede sobrevivir
durante meses incluso años, siempre que los líquidos
de su entorno contengan los nutrientes apropiados.

3. Organización de la célula
• Sus dos partes mas importantes son:
1. Núcleo
2. Citoplasma
Citoplasma esta separado del líquido circundante por una
membrana celular que también se conoce como membrana
plasmática.
Las sustancias que componen la célula se conocen como
protoplasma
Agua
Electrólitos
Proteínas
Carbohidratos
Lípidos

5. Agua
• Es el principal medio líquido de la célula.
• Se encuentra en una concentración del 70–85 %.
• Muchos de los componentes químicos de la célula están
disueltos en el agua, mientras que otros se encuentran en
suspensión como micropartículas sólidas.

6. Iones
Los mas importantes son
Iones
Productos químicos inorgánicos
de las reacciones celulares
Transmisión de impulsos
electroquímicos
K, Mg, fosfato, sulfato, bicarbonato y
en cantidades pequeñas Na, cloruro y
Ca.
Son
necesarios
para
el
funcionamiento
de
los
mecanismos de control celulares.

7. Proteínas
• Constituyen entre el 10-20 % de la masa celular.
Proteínas
estructurales
Presentes en
forma de
Filamentos largos
Formación de microtúbulos
Formación del
citoesqueleto
Compartimento
extracelular
Fibras de colágeno y elastina
del tejido conjuntivo
Ligamentos,
tendones,
paredes de vasos sanguíneos

8. Proteínas
funcionales
compuestas por combinaciones
de pocas moléculas
Enzimas celulares
Son móviles dentro del
líquido intracelular
Acción catalizadora
Entran en contacto directo con
otras sustancias del líquido
celular

9. Lípidos
• Los
lípidos especialmente importantes son los
fosfolípidos y el colesterol, juntos suponen el 2 % de la
masa total de la célula.
Se usan para
Triglicéridos
Formación
Adipocitos
Almacén energético
Barreras de la membrana celular y
de la membrana intracelular
95 % de la
Masa celular

10. Hidratos de carbono
• Tienen escasas funciones estructurales en la célula, pero gran
aporte energético.
• Las reservas de estos componentes no sobrepasan del 1 %
de la masa total de la célula pero puede alcanzar hasta el 6 %
en los hepatocitos.
Se encuentra en forma
de glucosa disuelta
Líquido extracelular
Ingresa fácilmente
a la célula
Se almacena en
forma de glucógeno
• Hígado
• Músculo esquelético

11. ESTRUCTURA FÍSICA
DE LA CÉLULA
1.
Estructuras membranosas de la célula
2.
Citoplasma y orgánulos
3.
Núcleo
4.
Membrana nuclear
5.
Nucléolos y formación de ribosomas

12. Estructura física de la célula
• La célula no es una simple bolsa de líquido, enzimas y
productos químicos, contiene estructuras físicas muy
organizadas que se denominan orgánulos intracelulares.

14. Estructuras membranosas de la célula
Organelas de
la célula
Se encuentran
cubiertas
Proporcionan una barrera
que impide el movimiento
•
•
•
•
Agua
y
sustancias
hidrosolubles desde un
compartimiento a otro
Vías especializadas
Membranas
compuestas
lípidos y proteínas
Poros
por
Membrana celular
Membrana nuclear
Membrana del retículo endoplásmico
Membranas de la
mitocondria, lisosomas y aparato de
Golgi
Otorgan un paso selectivo a las
moléculas o sustancias

16. Membrana celular
• Estructura elástica, fina y flexible
Esta compuesta
55 % proteínas
25 % lípidos
13 % colesterol
4 % otros lípidos
3 % carbohidratos
Grosor de 7.5-10 nanómetros

18. La barrera lipídica de la membrana celular
impide la penetración del agua
Estructura básica
consiste
Bicapa lipídica
Fosfolípidos
Un extremo es soluble al agua: hidrofílico
Un extremo es soluble en grasas: hidrofóbico
Película fina de doble
capa de lípidos
Cada una contiene una sola
molécula de grosor y rodea de
forma continua toda la superficie
celular
Extremo fosfato
Porción del ácido graso

19. Proteínas de la membrana celular
Proteínas de
membrana
Glucoproteínas
Proteínas periféricas
Proteínas integrales
Hacen protrusión por
toda la membrana
Se unen solo a la superficie de
la membrana, no la penetran en
todo su espesor
Componen canales estructurales (Poros)
Permite el paso de moléculas de agua,
sustancias hidrosolubles e iones.

20. Proteínas
integrales
Actúan como
receptores
Productos químicos
Hormonas peptídicas
Interaccionan con
Provoca cambios
conformacionales de la
proteína del receptor
Activación enzimática
intracelular
Ligandos
Inducción
Interacciones entre el receptor y
proteínas del citoplasma
Segundos mensajeros

21. Hidratos de carbono de la membrana:
“Glucocáliz” celular
Los carbohidratos
se presentan
combinados con
Se encuentran en
protrusión hacia el
exterior de la célula
Proteoglicanos
Porciones gluco
Carbohidratos unidos a núcleos
de proteínas pequeñas
Se unen laxamente a la
superficie de la pared celular
Proteínas o lípidos
Glucoproteínas
Glucolípidos

22. Citoplasma y sus orgánulos
Porción del líquido en
el que se dispersan las
partículas





Retículo endoplásmico
Aparato de Golgi
Mitocondrias
Lisosomas
peroxisomas
Citosol
Contiene:
Proteínas
Electrólitos
Glucosa
Orgánulos
o Grasa neutra
o Gránulos de
glucógeno
o Ribosomas
o Vesículas secretoras

23. Retículo endoplásmico
Estructuras
vesiculares
tubulares y planas del
citoplasma.
Túbulos y vesículas
Sus membranas están
formadas por una
bicapa lipídica
Espacio entre estos
dos se denomina
Matriz endoplásmica
Contiene
grandes
cantidades de proteínas

24. Ribosomas y retículo endoplásmico rugoso
Ribosomas
Partículas granulares
diminutas
Cuando están presentes el
retículo se denomina
Se encuentran en la
superficie
exterior
del
retículo endoplásmico
Retículo endoplásmico rugoso
Formados por
Sintesis de nuevas moléculas
proteicas en la célula
ARN y proteínas

25. Retículo endoplásmico agranular
• Una
porción del retículo endoplásmico no posee
ribosomas, es lo que se conoce como retículo
endoplásmico agranular o liso
Actúan en la síntesis de
sustancias lipídicas

26. Aparato de Golgi
Íntimamente relacionado
con el RE
Esta formado por 4 o mas capas apiladas
de vesículas cerradas, finas y planas
Es un aparato prominente en
células secretoras
Vesículas de
transporte
Continuamente salen del
RE después se fusionan
con el aparato de Golgi
Las sustancias atrapadas en
las vesículas del RE
Se transportan del RE al AG
Son procesadas forman:
• Lisosomas
• vesículas secretoras y
otros componentes

28. Lisosomas
Orgánulos
vesiculares
Se forman por la rotura
del aparato de Golgi
Constituyen el aparato
digestivo intracelular
Se dispersan por todo el citoplasma
1. Estructuras celulares dañadas
2. Partículas de alimento
3. Sustancias no deseadas como bacterias
Contiene 40 proteínas tipo hidrolasa
Diámetro de
250-750 nm.
Rodeado por una
Membrana bicapa
lipídica
Posee grandes cantidades
de gránulos pequeños

29. Peroxisomas
Son similares físicamente a
los lisosomas
Se forman por autorreplicación
Contienen enzimas oxidasas
Peróxido de hidrogeno
Oxidan componentes que
serian tóxicos para la célula
Combinan O2 con H

30. Mitocondrias
Se encuentran en
todas las zonas de la
célula
Forma y tamaño
variable
Miden algunos nm.
Formas tubular o
alargada
Se concentran en porciones
que son responsables
Mayor metabolismo
energético

31. Estructura
Dos membranas de bicapa
lipídica-proteínas
Membranas
Interna
Plegamientos múltiples
forman compartimientos
Unión de enzimas
oxidativas
Cavidad interna de
a mitocondria
Externa
Matriz
Contiene enzimas
oxidativas
Asociadas a:
•Oxidación de los nutrientes
•Formación de CO2 y H2O
•Liberación de ATP

32. Núcleo
Centro de control
de la célula
Contiene grandes
cantidades de ADN
Determinan:
•Características de las proteínas
•Regulan
y
promueven
la
reproducción de la célula
Se reproducen primero
Se obtienen dos juegos
idénticos de genes
Después se divide la célula
Dos células hijas
Genes
Mitosis
Cada una con un
juego de genes

33. Membrana nuclear
Consiste en
Dos membranas bicapa lipídica
separadas una dentro de la otra
Membrana externa
Es continuación del RE
Permiten el paso de moléculas
de hasta 44.000 kDa
Varios
miles
de
poros
nucleares
atraviesan
la
membrana nuclear
En el borde de los poros
existen adheridos complejos
de moléculas proteicas

34. Nucléolos y formación de ribosomas
Nucléolo
No
tienen
una
membrana limitante
Aumenta
de
tamaño durante
la síntesis de
proteínas
Acumulaciones de grandes
cantidades de ARN y proteínas
Formación inicia en el núcleo
Genes específicos de ADN
de los cromosomas
Una parte se almacena en los nucléolos
Otra porción va al citoplasma para la
formación de ribosomas maduros
Dan lugar a la
síntesis de ARN

36. SISTEMAS FUNCIONALES
DE LA CÉLULA
•Ingestión por la célula: endocitosis
•Digestión
de sustancias extrañas introducidas por
pinocitosis y fagocitosis dentro de la célula: función de los
lisosomas
•Síntesis y formación de estructuras celulares en el retículo
endoplásmico y el aparato de Golgi
•Extracción de energía de los nutrientes: función de la
mitocondria

37. Ingestión por la célula: endocitosis
Si una célula va a
vivir, crecer y
reproducirse
Debe obtener nutrientes y otras
sustancias de líquidos circundantes
Estas sustancias atraviesan
la membrana celular por
•Difusión
•Transporte activo

38. Difusión
Difusión
Implica
Movimiento simple a través de la membrana
Provoca un movimiento aleatorio
Sustancias se desplazan a través de
los poros de a membrana celular
Sustancias liposolubles
A través de la matriz lipídica
de la membrana
De las moléculas
de la sustancia

39. Transporte activo
Implica el transporte
real de una sustancia
A través
membrana
Mediante una estructura física
Carácter proteico
Permita penetrar en todo el
espesor de la membrana

40. Partículas de mayor tamaño
entran a la célula mediante
Pinocitosis
Ingestión
de
partículas diminutas
Forman vesículas en el
líquido extracelular y
partículas dentro del
citoplasma celular
Endocitosis
Fagocitosis
Ingestión
de
partículas grandes
•Bacterias
•Células enteras
•Porciones de tejido degenerado

41. Pinocitosis
Se produce mayormente en
las membranas celulares
Medio por el cuál se
ingieren macromoléculas
principalmente proteínas
Vesículas de la pinocitosis
Se unen a receptores
proteicos especializados
Son específicos a
al tipo de proteína
Tamaño de 100200 nm. De
diámetro
Se
concentran
en
orificios pequeños de
la superficie externa de
la membrana celular
Hendiduras
revestidas

42. Red de proteína fibrilar
Interior de la membrana
bajo las hendiduras
Moléculas proteicas se unen a
los receptores
Clatrina
Actina
Miosina
Cambio conformacional
en la membrana
Proteínas fibrilares cierran sus
bordes sobre las proteínas unidas
a los receptores
Inmediatamente después la
p0orción invaginada se rompe
y separa de la superficie de la
célula
Hendiduras de invaginan
Formación de vesículas de pinocitosis

44. Fagocitosis
Implica la participación de grandes partículas en lugar de
moléculas.
Se inicia con una partícula grande como una bacteria, una
célula muerta o tejido dañado y su unión con los
receptores de la superficie.

45. Etapas de la fagocitosis
1. Receptores de la membrana celular se unen a los ligandos de
superficie de la partícula.
2. Zona de membrana alrededor se invagina hacia afuera y rodea toda la
partícula. Vesícula fagocítica.
3. La actina y otras fibrillas contráctiles rodean la vesícula fagocítica y se
contraen empujando la vesícula hacia el interior.
4. Las proteínas contráctiles contraen el eje de la vesícula, esta se separa
de la membrana celular, dejando la vesícula en el interior de la célula.

47. Digestión de las sustancias extrañas introducidas por pinocitosis y
fagocitosis dentro de la célula: función de los lisosomas
Vesícula de pinocitosis
o fagocitosis
Aminoácidos
Glucosa
Fosfatos
Unión de lisosomas
Productos de la
digestión
Cuerpo residual
Vacían sus
hidrolasas ácidas
Formación de una
vesícula digestiva
Hidrolisis de:
proteínas
Carbohidratos
Lípidos

49. Regresión de los tejidos y autólisis de las células
Lisosomas
Participan en la eliminación
de las células dañadas por
Calor
Frio
Traumatismo
Productos químicos
Hidrolasas
Sustancias
bactericidas
Lisozima
Lisoferrina
Medio ácido, pH entorno a 5
Digieren los tejidos
circundantes que estén
dañados
Si el daño es
grande se digiere
toda la célula :
proceso
de
denomina autólisis

50. Formación de proteínas por el RER
Porción granular del
retículo endoplásmico
Abundancia de
ribosomas
Se extruyen hacia el
citoplasma
Matriz endoplásmica
Función de síntesis
proteica
Proteínas
Moléculas a través de la pared
del RE hacia el interior de las
vesículas
y
túbulos
endoplásmicos

51. Sintesis de lípidos por el REL
Sintesis de lípidos
Especialmente:
Fosfolípidos
Colesterol
Se incorporan a la bicapa
lipídica del propio RE
Provoca su crecimiento
Para evitar un crecimiento excesivo
Vesículas RE o vesículas de
transporte
Se separan continuamente del
Retículo liso, la mayoría migra
hacia el Aparato de Golgi

53. Otras funciones del retículo endoplásmico
• Proporción de enzimas que controlan la escisión del
glucógeno.
• Proporciona
enzimas capaces de detoxificar
sustancias que podrían dañar la célula, fármacos.
las

54. Funciones específicas del aparato de Golgi
Tiene la capacidad de
sintetizar
Ciertos carbohidratos
Aquellos que no pueden
ser sintetizados en el RE
Formación de polímeros
de sacáridos
Ácido hialurónico
Condroitín sulfato
Funciones
• Componentes de proteoglucanos
segregados en el moco
• Componentes de la sustancia
fundamental
• Componentes principales de la
matriz orgánica de hueso y
cartílago

55. Procesamiento de las secreciones endoplásmicas
en el aparato de Golgi: formación de vesículas
Formación de
sustancias
Especialmente
proteínas
Se transportan a través de los túbulos
hacia porciones del REL
Vesículas de transporte
Síntesis
de
proteínas y otros
productos del RE
Vesículas
grandes
y
pequeñas trasportan las
sustancias compactadas
Se van escindiendo y difundiendo
hasta la capa más profunda del
aparato de Golgi
Compactación de las secreciones
del RE en estructuras muy
concentradas.

56. Tipos de vesículas formadas por el aparato
de Golgi: vesículas secretoras y lisosomas
Célula muy
secretora
Las vesículas
formadas por el AG
Difunden primero hacia
la membrana celular
Se fusionan con ella
Vacían su sustancias
Exocitosis
Ion Ca principal
estimulante
Vesículas secretoras
Contienen proteínas que se
deben secretar a través de la
membrana celular

57. Extracción de energía de los nutrientes:
función de la mitocondria
Las sustancias a partir de las
cuales se extrae energía
Se convierten en
glucosa
Hígado
A. Digestivo
alimentos
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Reaccionan químicamente
con el Oxígeno
Se convierten en
aminoácidos
La mayoría de las reacciones oxidativas se
producen dentro de la mitocondria
Formación de ATP

59. Características del ATP
Nucleótido
Compuesto de
Los dos últimos radicales
fosfato
están
conectados
mediante enlaces de fosfato
de alta energía
1. Base nitrogenada adenina
2. Azúcar pentosa ribosa
3. Radicales fosfato (3)
Puede dividirse a demanda
siempre que se requiera energía
ATP
Contiene aproximadamente
12.000 calorías de energía
por mol de ATP
ADP

60. Procesos químicos de la formación del ATP:
función de la mitocondria
Glucosa
Es metabolizada con
enzimas citoplasmáticas
Glucólisis
Matriz de la
mitocondria
Convirtiéndose en ácido pirúvico
Deriva además de:
• Ácidos grasos
• Aminoácidos
Se convierte finalmente en
Acetil CoA
Se disuelve mediante enzimas de la matriz a
través del Ciclo del Ácido Cítrico

61. Ciclo del Ácido
Cítrico
Acetil CoA
Se divide
Átomos de Hidrógeno
Se combinan con
el Oxígeno
Liberación de energía
para convertir ADP en
ATP
Dióxido de carbono
Difunde fuera de la mitocondria,
y fuera de la célula
Se excreta a través
de los pulmones
Se requieren enzimas de los
espacios
membranosos
mitocondriales

62. Inicio
Eliminación de un electrón desde el
átomo de hidrógeno
Se convierte en un ion H
H + O2
Proteínas
globulares
ATP Sintetasa
Usa la energía de los
iones hidrógeno
Grandes liberaciones
de energía
Conversión de
ADP a ATP
Mecanismo quimiosmótico
de la formación del ATP
Se transporta hacia el
citoplasma celular
Es utilizado en las
funciones celulares
H2O

63. LOCOMOCIÓN DE LAS
CÉLULAS
• Movimiento amebiano, mecanismo, tipos de células que
adoptan este movimiento.
• Quimiotaxis

64. Movimiento amebiano
Comienza como
una protrusión
Pseudópodo
Se proyecta a
distancia, lejos de la
célula
Anclaje
mediante
proteínas del receptor
Aparece en el extremo de la célula
Se asegura a una
nueva zona
Tira del resto de la
célula hacia el

65. Control del movimiento amebiano: quimiotaxis
Iniciador mas importante
del movimiento amebiano
Quimiotaxis
Células se desplazan
hacia el origen de la
sustancia quimiotáctica
Se produce tras a aparición de
diversas sustancias en el tejido
De una zona de menor
concentración a una de
concentración mas alta
Quimiotaxis positiva
Quimiotaxis negativa

66. Bibliografía
• Guyton & Hall, Tratado de Fisiología Médica, Editorial
Elsevier Saunders, 11 Edición, 2003, páginas 11 – 26.

67. Gracias por su atención