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La célula procariota y eucariota
 

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Un apunte ilustrado sobre citología (el estudio de la célula). Se incluyen muchas imágenes, fotografías y links a animaciones y vídeos. Al final hay diez preguntas de selección múltiple (lo, ...

Un apunte ilustrado sobre citología (el estudio de la célula). Se incluyen muchas imágenes, fotografías y links a animaciones y vídeos. Al final hay diez preguntas de selección múltiple (lo, siento, están en inglés) y 7 preguntas de respuesta breve. Es apropiado para primer año de enseñanza media, educación chilena. Se aceptan gratamente comentarios, los cuales pueden ser hechos una vez que bajen el material. La información está actualizada. Agradeceré que me comuniquen si hay errores para corregirlos.

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    La célula procariota y eucariota La célula procariota y eucariota Document Transcript

    • Unidad 1,Primero medio "La célula, unidad básica de los seres vivos" El título rodeado por el rectángulo verde tiene la dirección de la animación "the cell roadmap" encriptado. Haga Clich sobre cualquier parte y llegará a la animación, con subtítulos en inglés y español. Al final de este documento incluí el texto completo de la animación. Además, he incluido de manera encriptada varios link a figuras para rotular de manera interactiva: Célula: panorama general, rotular un procariota, rotular célula animal y vegetal, origen de los organelos. Al final hay un test y preguntas de desarrollo. CÉLULA: PANORAMA GENERAL "La célula: estructura y funciones" Los Procariotas : ESTRUCTURA BÁSICA CUATRO ESTRUCTURAS EN TODOS LOS PROCARIOTAS ESTRUCTURAS ADICIONALES MEMBRANA PLASMÁTICA PARED CELULAR Encierra al contenido celular: Protege y le da forma a la célula DNA, ribosomas y citoplasma CÁPSULA CiTOPLASMA Cubierta protectora externa Fluido gelatinoso intracelular PILI RIBOSOMAS Proyección, similar a pelo, que Cuerpos granulares en el ayuda a la célula a fijarse a otras citoplasma, que convierten la superficies y, ciertas veces, juega información genética en un rol en la transferencia de ADN estructura proteica. FLAGELO DNA Proyección similar a látigo que Uno o más bucles circulares que ayuda al movimiento celular contienen información genética. MET 10,000×FIGURA 1-1 CARACTERES ESTRUCTURALES DE UN PROCARIOTA.© 2013 W. H. Freeman and Company, Traducido y modificado por Gustavo Toledo C. 1
    • ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN CÉLULAS EUCARIÓTICAS VS. PROCARIÓTICAS Núcleo Otros organelos MET 6,000× MET 10,000×CARACTERES TÍPICOS DE UNA CÉLULA EUCARIOTA CARACTERES TÍPICOS DE UNA CÉLULA PROCARIOTA• ADN contenido en el Núcleo. • Sin núcleo—el ADN está en el citoplasma.• Más grandes que procariotas—normalmente, al menos, • Estructuras internas, en la mayoría, no está organizado en compartimentos 10 veces más grandes • Bastante más pequeñas que EUCARIOTAS.• El citoplasma contiene estructuras especializadas llamadas organelos FIGURA 1-2 Comparación de células eucariotas y procariotas. LA CÉLULA ANIMAL: ESTRUCTURA BÁSICA LA CÉLULA VEGETAL: ESTRUCTURA BÁSICA ESTRUCTURAS EN AMBAS CÉLULAS Núcleo membrana plasmát. ribosomas mitocondria Retículo endoplasmático rugoso Retículo endoplasmático liso Citoplasma Citoesqueleto Aparato de Golgi Lisosoma ESTRUCTURAS AUSENTES ESTRUCTURAS AUSENTES EN CÉLULAS VEGETALES EN CÉLULAS ANIMALES Centríolo Cloroplasto Pared celular Vacuola (ocasionalmente presente en células animales)FIGURA 1-3 ESTRUCTURAS ENCONTRADAS EN CÉLULA ANIMALES Y VEGETALES2 © 2013 Gustavo Toledo C., SFC
    • Unidad 1• Células ENDOSIMBIOSIS INVAGINACIÓN ANCESTROS DE EUCARIOTAS ANCESTROS DE EUCARIOTAS DNA DNA Memb. plasmática M. plasmática PROCARIOTA ANCESTRAL Competente en la conversión de alimento y oxígeno en energía 1 1 La M. plasmática Eucariota Ancestral se pliega hacia el engulle a procariota interior. Núcleo RER 2 Eucariota Ancestral 2 Se forman así los y procariota se unen compartimentos internos (organelos) Mitocondria Con el tiempo, el Los organelos pueden haberse 3 PROCARIOTA desarrollado por endosimbiosis o engullido, pero no digerido, se convierte invaginación o una combinación de en un organelo, tales ambos. Como una mitocondria o cloroplastoFIGURA 1-4 ¿Cómo las células eucariotas llegaron a ser estructuras complejas? MEMBRANA PLASMÁTICA La M. Plasmáticas se compone de dos capas que están llenas de una variedad de poros, moléculas y canales. M. Plasmática MET 100,000× Funciones • Mantiene el contenido celular en su lugar • Incorpora alimentos y nutrientes • Colabora en la síntesis y expor- tación de moléculas Int. celular1 • Permite la interacción con el ambiente y con células vecinas M. Plasmática es el "guardián" de la célula Inte. celular2FIGURA 1-5 Mucho más que sólo una capa externa.© 2013 W. H. Freeman and Company 3
    • ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN CAPA DE FOSFOLÍPIDOS: ESTRUCTURA CABEZA HIDROFÍLICA (POLAR) • Atrae al agua • Compuesta por un FLUIDO EXTRACELLULAR glicerol enlazada a una Fluido acuoso fuera molécula que contiene de la célula fósforo. FLUIDO INTRACELLULAR Fluido acuoso dentro COLA HIDROFÓBICA de la célula (NO POLAR) • No atrae al agua M. Plasmática • Compuesta de cadenas C-H Cabezas hidrofílicas se extienden hacia los fluidos intra y extracelular y las colas hidrofóbicas están dirigidas alejándose de estos fluidos.FIGURA 1-6 Material de la membrana. MOLÉCULAS EN LA MEMBRANA PLASMÁTICA Fluido Extracelular Región Hidrofílica Región Hidrofóbica Carbohidratos M. Plasmática Proteína transmembrana lípidos Proteínas periféricas Fluido intracelular Fuerzas hidrofóbicas e hidrofílicas determinan la orientaciónn de las proteínas en la membrana plasmáticaFIGURA 1-7 Moléculas de proteína, carbohidratos y de lípidos estan embebidas en la Membrana Plasmática4 © 2013 W. H. Freeman and Company
    • Unidad 1 • Células FUNCIÓN DE LAS MOLÉCULAS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA Fuido extracelular CADENAS DE CARBOHIDRATOS COLESTEROL Ayuda a la membrana Proveen a la célula de una "huella", para que sean a mantener su reconocidas por otras células flexibilidad REACCIONES REACCIONESFluido intracelular RECEPTOR PROTEICO PROTEÍNA DE RECONOCIMIENTO PROTEÍNAS TRANSPORTE PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS Se une a químicos Provee de una“huella” a las Proveen de un pasaje para Aceleran reacciones externos para realizar células para que sean que las moléculas entren o intracelulares y extracelulares procesos celulares. reconocidas por otras células salgan de la célula en la membranaFIGURA 1-8 Función de las proteínas de membrana 5
    • ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN HUELLAS MOLECULARES Y TRANSPLANTE DE ÓRGANOS ÓGGANOSANSPLANTS Receptor de transplante hepático Huella Molecular (en la superficie de membrana) del receptor dador de Hígado Huella Molecular (en la superficie de la membrana) del dador de hígado POSIBLES RESULTADOS Hígado es aceptado después Hígado es de administrar rechazado . fármacos para suprimir al sistema inmune.FIGURA 1-9 Huellas moleculares no coincidentes pueden causar problemas en transplante de órganos.6 © 2013 W. H. Freeman and Company
    • Unidad 1 • Células TRANSMISIÓN DEL VIH Las células en el cuerpo humano y no las de la piel, por ej., tienen marcadores CD4. El VIH infecta al cuerpo mediante la unión a los marcadores CD4 en estas células. HIV Fluido Extracelular Marcadores CD4 Fluido intracelular El VIH no se transmite por contacto casual, tal como abrazos, dar la mano o compartir un vaso.FIGURA 1-10 El HIV requiere marcadores CD4 -no encontrados en las células de la piel- para infectar al cuerpo. DIFUSIÓN 1 Se ponen gotas de un soluto, tal como colorante en un solvente, como el agua. Colorante 2 Las moléculas de colorante se mueven al azar, chocando unas con otras Moléculas de colorante 3 El movimiento al azar de las moléculas de colorante causan que ellas finalmente estén igualmente distribuidasFIGURA 1-11 Difusión: Una forma de transporte pasivo que termina en una distribución homogénea de las moléculas.© 2013 W. H. Freeman and Company 7
    • ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN TRANSPORTE PASIVO El transporte pasivo ocurre cuando las moléculas se mueven a través de la membrana sin gasto de energía. Las moléculas se mueven a favor de su gradiente de concentración. Fluido extracelular Más alta concentración moléculas de moléculas Molécula canal Más alta o transportadora concentración Fluido intracelular de moléculas DIFUSIÓN SIMPLE DIFUSIÓN FACILITADA Las Las moléculas pasan directamente a moléculas se mueven a través través de la membrana plasmática, de la membrana plasmática sin la ayuda de otra molécula. con la ayuda de una molécula canal o transportadora.FIGURA 1-12 Difusión simple y facilitada: no requiere energía. OSMOSIS Osmosis es un tipo de transporte pasivo donde el agua difunde a través de la membrana, para igualar la concentración de agua dentro y fuera de la célula. La dirección de osmosis está determinada por la concentración de solutos a ambos lados de la membrana. Cel. animal Cel. Vegetal (Eritrocito) SOLUCIÓN ISOTÓNICA • Las concentraciones de soluto están balanceadas El movimiento de agua • está balanceado Agua Agua Fluido Extracelular SOLUCIÓN HIPOTÓNICA • La concentración de A diferencia de las células soluto es menor en el vegetales, las células fluido extracelular. animales pueden explotar • El agua difunde al en soluciones hipotónicas, interior de la célula. Agua Agua debido a que no tienen una pared celular para limitar la expansión celular. SOLUTION HIPERTÓNICA • Las concentraciones de soluto son más altas en el fluido extracelular El agua difunde fuera de la célula. Agua Agua El agua siempre se moverá hacia una región que tiene una mayor concentración de solutosFIGURA 1-13 Visión general de la Osmosis8 © 2013 Gustavo Toledo C., SFC
    • Unidad 1 • Células OSMOSIS EN ACCIÓN APIO DESHIDRATADO Agua moléculas disueltas El Apio deshidratado contiene muchas moléculas disueltas (solutos) en relación con las moléculas de agua. CUANDO SE COLOCA CUANDO SE PONE EN AGUA DESTILADA EN AGUA SALADA agua agua El Agua destilada posee El agua salada contiene más menos moléculas disueltas moléculas disualtas que las que las células del apio. células del apio. Las moléculas de agua difunden al interior del apio, igualando la Las moléculas de agua concentración de agua dentro y difunden hacia afuera del apio. fuera de las células. El apio se vuelve El apio queda más marchito. quebradizo.FIGURA 1-14 Osmosis en la cocina. TRANSPORTE ACTIVO El transporte activo se produce cuando el movimiento de las moléculas hacia adentro y afuera de una célula requiere de un aporte de energía. Por ejemplo, en respuesta a comer, las células que recubren el estómago utilizan ATP para bombear grandes cantidades de iones H + hacia el estómago. Dentro de una Baja concentra- célula del Iones H+ ción de estómago moléculas ATP ATP dentro d Alta concentración de solutos. El transporte activo en el estómago, aumenta tu capacidad de digerir alimentoFIGURA 1-15 Con un aporte de energía, las moléclulas se pueden mover contra el gradiente de concentración.© 2013 W. H. Freeman and Company 9
    • ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN FAGOCITOSIS La fagocitosis es un tipo de endocitosis por medio de la cual las células engullen grandes partículas MET 4,700× Fluido Extracelular Fluido Intracelular Partícula grande membrana plasmática 1 La membrana plasmática forma una vesícula tipo bolsillo alrededor de la Vesícula partícula grande. La patícula es 2 transportada al interior de una célula en una vesícula .FIGURA 1-16 A través de la fagocitosis, las amebas y otros protistas unicelulares, así como también los leucocitos,consumen a otros organismos para alimento o para tu defensa.10 © 2013 Gustavo Toledo C. SFC
    • Unidad 1 • Células ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR La endocitosis mediada por receptor es un tipo de endocitosis por medio de la cual las células engullen partículas específicas. las células hepáticas utilizan PARTÍCULA LDL CÉLULA HEPÁTICA endocitosis mediada por receptor para ingerir lipoproteínas de baja densidad, o LDL. Colesterol M. plasmática Proteína fluido extracelular fluido intracelular 1 Receptor LDL Receptor proteico LDL En la m. plasm. de células hepáticas hay receptores Vesícula que específicamente reconocen y se unen al LDL 2 La membrana plasmát. forma una vesícula y engulle al LDL. 3 LDL se descompone y es usado para sintetizar moléculas Estrógeno útiles, como estrógeno y testosterona. TestosteronaFIGURA 1-17 Proteínas receptoras ayudan en la endocitosis. EXOCITOSIS La exocitosis es el método por el cual las células exportan productos para su uso en otra parte. Fluido extracelular Fluido intracelular membrana plasmática Vesícula de transporte 1 Las moléculas son empacadas en una vesícula dentro de la célula. moléculas para exportar 2 Las vesículas se fusionan a la membrana plasmática de la célula 3 El contenido de las vesículas es liberado para ser usado en otras partes del cuerpo.FIGURA 1-18 La Exocitosis mueve moléculas fuera de la célula© 2013 W. H. Freeman and Company 11
    • ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN TRES CONEXIONES PRIMARIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES UNIONES ESTRECHAS DESMOSOMAS UNIONES EN HENDIDURA Forma un sello hermético entre las Actúa como Velcro y Actúan como pasajes secretos y células, como el calafateo alrededor mantienen juntas a las células permiten que pasen materiales de una bañera entre las células Célula1 Agua Célula 2 MET 38,000× MET 70,000×FIGURA 1-20 Conexiones celulares: uniones estrechas, desmosomas y uniones en hendidura Núcleo Funciones • Actúa como centro de control genético de la célula • Almacena información hereditaria NUCLEOLO Área del Núcleo, donde se ensamblan las subunidades ribosómicas CROMATINA/ CROMOSOMAS: Fibras gruesas de DNA, que poseen información hereditaria La membrana nuclear es una Poro bicapa , con muchos poros, que rodea al Núcleo MET 43,000×FIGURA 1-21 El Núcleo: El centro de control genético celular.12 © 2013 W. H. Freeman and Company
    • Unidad 1 • Células Citoesqueleto Funciones Red estructural de • Actúa como andamiaje filamentos intermedios interno de la célula • Provee forma y soporte • Controla el flujo del tráfico celular • Permite el movimiento celular, como el ameboide 3,500× TRES TIPOS DE FIBRAS EN EL CITOESQUELETO MICROTÚBULOS IFILAMENTOS INTERMEDIOS MICROFILAMENTOS • Tubos gruesos huecos • Red proteica que contacta con el núcleo • Parte del citoesqueleto localizado • Las pistas que usan las moléculas y se extiende hasta la periferia celular. cerca de la membrana plasmática. y orgánulos para unirse a ellas y ser • Permiten a las células soportar tensiones • Colaboran con la contracción y la movidas dentro de la célula. mecánicas cuando son estiradas división celularFIGURA 1-22 El Citoesqueleto: ANDAMIAJE INTERNO DE LA CÉLULA. MITOCONDRIA Funciones MET 73,000× • Actúa como un convertidor de energía "para todo uso" • Transforma energía para ser usada en funciones celulares DNA Matriz membrana externa membrana interna espacio inter membrana Células, como las hepáticas, que usan mucha energía, pueden tener ¡más de 2.500 mitocondrias!FIGURA 1-23 mitocondria: El convertidor energético todo propósito de la célula.© 2013 W. H. Freeman and Company 13
    • ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN NÚMERO DE MITOCONDRIAS EN VARIAS CÉLULAS ~2,500 ~1,200 ~700 ~200 ~100 0 Number of mitocondria per cell FIGUFiFIGURA: 1-24 ¿Cómo varía el Nº de mitocondrias en diferentes células? lisosomas FUNCIÓN • Actúa como triturador flotante de basura para las células; digiere y recicla residuos celulares y material consumido membrana enzimas digestivas y ácido organoide en proceso de digestión MET 59,500×FIGURA 1-25 lisosomas: Digestión y reciclaje de productos de desechos celulares.14 © 2013 W. H. Freeman and Company
    • Unidad 1 • células DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS Funciones • Produce y modifica moléculas para ser exportadas hacia otras partes del organismo • Transforma químicos tóxicos y productos de desechos celulares Retículo endoplasmático rugoso Retículo endoplasmático liso Aparato de GolgiFIGURA 1-26 El sistema de endomembranas: Retículo endoplasmático rugoso, Retículo endoplasmático liso y Aparatode Golgi. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO RUGOSO FUNCIÓN • Modifica proteínas que serán enviadas a otros lugares del sistema de endomembranas, a la superficie celular o hacia afuera de la célula. ribosomas RERugoso está cubierto por ribosomas que son máquinas fabricadoras de proteínas. MET 56,500×FIGURA 1-27 El Retículo endoplasmático rugoso está cubierto por ribosomas.© 2013 W. H. Freeman and Company 15
    • ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO Funciones MET 36,000× • Sintetiza lípidos tales como ácidos grasos, fosfolípidos y esteroides • Detoxifica moléculas tales como alcohol, drogas, y algunos productos de desecho metabólico RELiso es llamado “liso” debido a que no tiene ribosomas en su superficie Las células hepáticas tienen enormes cantidades de RELiso debido a que el hígado es el sitio principal para desintoxicar moléculas dañinas.FIGURA 1-28 En el retículo endoplasmático liso, se sintetiza lípidos; mientras que son destoxificados el alcohol,los antibióticos y otras drogas, por lo tanto, cuide su hígado Aparato de Golgi FUNCIÓN • Procesa y empaca proteínas, lípidos y otras moléculas para exportar a otras localidades dentro o fuera de la célula Vesículas de transporte MET 62,500×FIGURA 1-29 Aparato de Golgi: procesamiento de moléculas sintetizadas en la célula y empaque de estas moléculasdestinadas para ser usadas en cualquier parte del cuerpo.16 © 2013 W. H. Freeman and Company
    • Unidad 1 • Células EL SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS FUNCIONANDO RELiso RERugoso 1 Yemas de vesículas de transporte desde el REL o RER 2 Las vesículas de transporte se fusionan con el aparato de Golgi, con material en su interior. vesícula de 3 El aparato de Golgi modifica las 1 transporte Moléculas a medida que avanzan Vesícula de a través de sus sucesivas cámaras. transporte 2 4 Las Moléculas modificadas liberan yemas desde  el aparato de Golgi Aparato como vesículas de transporte. de Golgi 3 La vesícula de transporte puede 5 unirse con la membrana plasmática, Vesícula descargando su contenido hacia de transporte Membrana afuera de la célula para la entrega a plasmática otras partes del organismo. 4 5FIGURA 1-30 El sistema de endomembranas: producción, empaque y transporte de moléculas PARED CELULAR DE PLANTAS Funciones • Dota a la célula con resistencia estructural. • Aumenta la resistencia al agua de la célula. • Provee algo de protección contra insectos y cotros animales que puedan comer a la planta. Los plasmodesma Célula 1 Célula 2 permiten que el agua y otras moléculas pasen entre las células adyacentes. Célula 3 Pared celular P- celular Plasmodesma M. primaria Secundaria plasmática MET 440× FIGURA 1-31 LA PARED CELULAR DE LA PLANTA © 2013 W. H. Freeman and Company 17
    • ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN VACUOLA Funciones • Almacena nutrientess • Retiene y degrada productos de desechos • Acumula materiales venenosos • Contiene pigmentos, lo que capacita a las plantas a atraer aves e insectos que ayudan a la reproducción de la planta • Provee soporte físico Vacuola MET 5,000×FIGURA 1-32 La Vacuola: Almacenaje multipropósito. Cloroplasto FUNCIÓN •Sitio de la fotosíntesis - la conversión de energía lumínica en energía química. La luz es absorbida para realizar la Fotosintesis en las membranas de los tilacoides, dentro de los cloroplastos. DNA Tilacoide estroma MET 16,000×FIGURA 1-33 El Cloroplasto: lugar de la fotosíntesis.18 © 2013 W. H. Freeman and Company
    • Unidad 1 • Células TRUCTUR ANIMAL PLANT FUNCI N Núcleo Citoesqueleto "Cosecha" energía para funciones celulares Mitocondria Digiere y recicla productos de desecho y material consumido. Lisosoma Modifica proteínas que serán embarcadas a cualquier parte del RERugoso organismo. Sintetiza lípidos y detoxifica moléculas. RELiso Procesa y empaca proteínas, lípidos y otras moléculas Aparato de Golgi Provee soporte estructural, protección, e incrementa resistencia Pared celular a la pérdida de agua Almacena nutrientes, degrada productos de algunas veces desecho, provee pigmentos Vacuola y da soporte estructural. Aquí se realiza la fotosíntesis. CloroplastoFIGURA 1-34 Revisión de las principales estructuras celulares y sus funciones.© 2013 W. H. Freeman and Company 19
    • Un Mapa de Rutas CelularLos organismos eucariotas incluyen a todos los organismos visibles a simple vista y a algunos que no lo son. Todos los organismoseucariotas comparten un antepasado eucariota y, por tanto, tienen mucho en común.Sección 1: El NúcleoLas células eucariotas contienen una variedad de estructuras especializadas llamadas orgánulos. El orgánulo más grande y destacadosuele ser el núcleo. El núcleo también es la característica principal que distingue a las células eucariotas de las procariotas – las célulasprocariotas no tienen núcleo.El núcleo tiene dos funciones principales, una de las cuales es almacenar ADN. El ADN contiene la información hereditaria enforma de código químico. Segunda, el núcleo usa el código de su ADN para funcionar como centro de control genético de la célula,dirigiendo la mayoría de las actividades celulares, controlando qué moléculas se producen y en qué cantidad. La razón por la que losgemelos se parecen tanto entre sí es que comparten el mismo código genético, y el mismo ADN coordina el desarrollo de todo elorganismo.El núcleo está lleno de cromatina, que consiste en una masa de largas y delgadas fibras de ADN y proteínas. La mayor parte deltiempo, la cromatina se parece a un plato de espaguetis. En cambio, a la hora de la división celular, la cromatina se enrolla paraformar cromosomas cortos y gruesos, que son más fáciles de mover por la célula.El núcleo está rodeado por la membrana nuclear, llamada a veces envoltura nuclear, que consiste en dos bicapas de fosfolípidos queseparan al núcleo del citoplasma. La envoltura está cubierta de pequeños poros hechos de proteínas múltiples embebidas en lasmembranas de fosfolípidos que atraviesan ambas bicapas. Estos poros permiten a ciertas moléculas y complejos, tales como lassubunidades ribosomales, entrar y salir del núcleo.Una estructura destacada del núcleo es el nucléolo, estructura no membranosa compuesta de proteínas y ácidos nucleicos. Lassubunidades ribosomales se ensamblan en el nucléolo, y estas subunidades salen del núcleo a través de los poros nucleares. En elcitoplasma, las subunidades se empalman con una hebra del código genético llamada ARN mensajero. Los ribosomas, el ARNmensajero y otros componentes funcionan conjuntamente para producir nuevas moléculas de proteína.Entre la membrana plasmática y el núcleo de las células eucariotas se encuentra el citoplasma, fluido gelatinoso que rellena el interiorde la célula. Dentro del citoplasma se encuentra una variedad de orgánulos, así como unos andamios de proteína llamadoscitoesqueleto.Sección 2: El CitoesqueletoEl citoesqueleto tiene tres funciones primarias. Al igual que los edificios tienen vigas y pilares como soporte y estructura, en unacélula el citoesqueleto aporta forma y soporte.El citoesqueleto también controla el flujo del tráfico intracelular, sirviendo como una serie de carriles por los que una variedad deorgánulos y moléculas son guiados por el interior de la célula. En esta micrografía, la red de proteínas del citoesqueleto aparece comofilamentos delgados. En este video, las mitocondrias aparecen fluorescentes, y algunas se mueven por los carriles del citoesqueleto.El citoesqueleto es dinámico y puede generar fuerza, de modo que da a todas las células cierta capacidad para controlar susmovimientos. En este video, las células se deslizan por una superficie. El núcleo se ve como una zona oscura dentro de cada célula.En el extremo prominente de la célula, el citoesqueleto se extiende y crece, lo que permite a la célula moverse a través de la superficie.Dentro del citoplasma se encuentra una variedad de orgánulos, que incluyen a un grupo llamado sistema de endomembranas,compuesto por los retículos endoplasmáticos (RE) rugoso y liso, y por el aparato de Golgi.Sección 3: El Retículo Endoplasmático RugosoEl RE rugoso es una larga serie de sáculos aplanados e interconectados que están directamente conectados a la envoltura nuclear. Sellama "rugoso” porque su superficie está salpicada de pequeños bultos, que son ribosomas. La función principal del RE rugoso es lade plegar y empaquetar las proteínas fabricadas por los ribosomas. La información genética en forma de ARN mensajero se desliza através del ribosoma y se traduce en moléculas de proteínas que entran en el RE rugoso. Muchas de estas nuevas proteínas producidasen el RE rugoso serán exportadas de la célula para ser usadas en algún otro lado del organismo. Las proteínas que se utilizan dentromismo de la célula se producen generalmente en ribosomas que se encuentran flotando libremente en el citoplasma.Muchas de estas nuevas proteínas producidas en el RE rugoso serán exportadas de la célula para ser usadas en algún otro lado delorganismo.
    • Sección 4: El Retículo Endoplasmático LisoEl retículo endoplasmático liso, que carece de ribosomas, está conectado con el RE rugoso y, a veces, aparece como una colecciónde tubos ramificados. El RE liso sintetiza lípidos tales como los ácidos grasos, fosfolípidos y esteroides. También detoxificamoléculas tales como alcohol, drogas y productos de desecho metabólico. En las células del hígado, la detoxificación es unafunción especialmente importante, pues ayuda a protegernos de las numerosas moléculas peligrosas que entran en nuestroscuerpos.Sección 5: El Aparato de GolgiEl aparato de Golgi, que no está conectado con el retículo endoplasmático, es una pila de compartimentos aplanados que no estánconectados entre sí. El aparato de Golgi procesa y empaqueta proteínas, lípidos y otras moléculas para exportar a otras partes delorganismo. En el aparato de Golgi también se sintetizan hidratos de carbono, incluyendo los polisacáridos complejos que seencuentran unidos a proteínas y lípidos en muchas membranas plasmáticas.Los componentes del sistema de endomembranas funcionan en sintonía. Los productos fabricados en el RE rugoso o liso seexportan en vesículas de transporte que se mueven a través del citoplasma hasta que alcanzan el aparato de Golgi. Las vesículas detransporte se fusionan con el Golgi y depositan su contenido en el primer sáculo. Las moléculas van pasando de un sáculo alsiguiente en el aparato de Golgi, adquiriendo por el camino diferentes modificaciones. Las vesículas de transporte que contienenlas moléculas esporulan y entran en el citoplasma. Si su contenido debe llegar a otro lado del cuerpo, las vesículas de transporte sefusionan con la membrana plasmática y vierten las moléculas fuera de la célula, desde donde pueden pasar al flujo sanguíneo.Sección 6: MitocondriasOtros orgánulos de las células eucariotas son las mitocondrias, que actúan como las centrales de energía de la célula, produciendola energía utilizada por las funciones celulares.Las mitocondrias ayudan a las plantas y a los animales a convertir la energía almacenada en las moléculas de comida – en losenlaces químicos de los hidratos de carbono, grasas y proteínas – en dióxido de carbono, agua y la molécula almacenadora deenergía (por períodos muy cortos), el ATP. Muchas de las reacciones químicas ocurren en la enorme superficie de la membranainterna, plegada sobre sí misma. Fíjate que las células vegetales también contienen mitocondrias, que se utilizan de la mismamanera que en las células animales – para convertir moléculas energéticamente ricas en ATP.Sección 7: Lisosomas¿Qué pasa con todos los orgánulos desgastados, las proteínas de más y otros materiales celulares de desecho que ya no necesita lacélula? Unas pequeñas vesículas, llamadas lisosomas, actúan como bolsas de basura flotantes, digiriendo y reciclando los productosde desecho celulares y el material consumido.Por ejemplo, las mitocondrias se desgastan después de unos 10 días de intensa actividad. La célula envuelve entonces a lamitocondria en una vesícula, que se fusiona a su vez con un lisosoma. Los lisosomas contienen unos 50 enzimas digestivasdiferentes y un fluido súper ácido que puede romper la mitocondria y muchas otras estructuras y moléculas que requierenreciclarse. La mayoría de las moléculas así digeridas, tales como aminoácidos y lípidos, son devueltos al citoplasma, donde puedenvolver a ser reutilizados por la célula como materiales básicos para construir nuevas moléculas y estructuras.Sección 8: Cloroplastos de PlantasAunque hemos estado recorriendo la célula animal, es importante saber que todos los orgánulos que hemos visto en las célulasanimales también están presentes en las células vegetales. No obstante, bajo el microscopio nunca podríamos confundir una célulavegetal con una animal. ¿En qué se diferencian las células vegetales de las animales? Las células vegetales contienen estructuras queno tienen las células animales, como por ejemplo los cloroplastos. En los cloroplastos se lleva a cabo la fotosíntesis, o conversión deenergía luminosa en energía química de las moléculas de la comida, produciendo oxígeno como producto secundario. Como lafotosíntesis de todas las plantas y algas se lleva a cabo en los cloroplastos, estos orgánulos son directa o indirectamenteresponsables de todo lo que comemos y del oxígeno que respiramos. El cloroplasto está rodeado de dos capas distintas demembranas y contiene sáculos membranosos aplanados denominados tilacoides. Es en los tilacoides donde se recolecta la luznecesaria para la fotosíntesis.
    • Sección 9: La Pared Celular VegetalA diferencia de las células animales, las células vegetales poseen una pared celular, que es una estructura que rodea la membranaplasmática. La pared celular contiene moléculas de celulosa trenzadas para formar fibras resistentes, y es casi 100 veces másgruesa que la membrana plasmática. Para los humanos, la celulosa es la parte no digerible de las plantas, y constituye la fibra tanimportante en nuestra dieta. La enorme fuerza estructural que confiere la celulosa a las células vegetales permite a algunasplantas alcanzar varios metros de altura. Las paredes celulares también ayudan a que las plantas sean resistentes al agua, ytambién confieren cierta protección contra insectos y otros animales que podrían comerlas.Sección 10: La Vacuola VegetalA diferencia de las células animales, en una célula vegetal la gran vacuola central normalmente destaca más que cualquier otroorgánulo. Rodeada de una membrana, rellena de fluido y, ocupando entre el 50% y el 90% del espacio interior de la célulavegetal, la vacuola puede jugar un importante papel en cinco áreas diferentes de la vida de la planta.La vacuola almacena nutrientes – cientos de sustancias disueltas, como aminoácidos, azúcares e iones.La vacuola retiene y degrada productos de desecho usando enzimas digestivas, igual que el lisosoma. Al igual que éste, la vacuoladegrada los orgánulos desgastados, tal como cloroplastos y mitocondrias, eliminándolos de la célula y reciclando sus nutrientes.La vacuola acumula materiales venenosos y otros productos que disuaden a los animales que, si no, podrían comerse la planta.Por ejemplo, un producto almacenado en las vacuolas de los ajíes produce una sensación de quemazón cuando son ingeridos porlos mamíferos.La vacuola puede contener pigmentos que permiten a las plantas atraer pájaros e insectos que le ayudan a reproducirse.La vacuola provee soporte físico ya que contiene altas concentraciones de sustancias disueltas, lo que hace que el agua fluya a lascélulas mediante el proceso de ósmosis. La mayor presión del fluido dentro de la vacuola puede hacer que la célula se agrande unpoco y empuje contra la pared celular. Este proceso es el responsable de la presión (llamada de turgencia) que permite a lostallos, flores y otras partes de la planta mantenerse erguidos. La pérdida de la presión de turgencia produce marchitamiento. GUSTAVO TOLEDO C.
    • Cells: A Cell Roadmap1. What feature differentiates prokaryotic cells from eukaryotic cells?a) Only eukaryotic cells have a plasma membrane.b) Only eukaryotic cells have hereditary material in the form of DNA.c) Only prokaryotic cells have ribosomes.d) Only eukaryotic cells have a nucleus.2. What is the primary function of the nucleus?a) to make proteins and carbohydratesb) to control the genetic activities of the cellc) to repair the ribosomal subunitsd) to harvest energy from food molecules3. What is assembled in the nucleolus?a) proteinsb) carbohydratesc) ribosomal subunitsd) DNA4. Without the cytoskeleton, a cell would not be able to accomplish which of the following?a) synthesize ribosomesb) move materials around the cytoplasmc) copy the hereditary materiald) package proteins5. How can you tell the rough endoplasmic reticulum and the smooth endoplasmic reticulum apart?a) The rough ER has ribosomes on its surface.b) The smooth ER is located within the nucleus.c) The rough ER is located within the nucleolus.d) The smooth ER has ribosomes on its surface.6. How does the smooth endoplasmic reticulum protect our cells?a) It breaks down toxic substances.b) It packages hormones and exports them outside of the cell.c) It synthesizes carbohydrates.d) It dilutes toxic substances by taking in water.7. What would happen in a cell if the Golgi apparatus didn t function?a) Food molecules would not be made.b) Food molecules would not be broken down.c) Lipids and proteins would not be packaged.d) Lipids and proteins would not be broken down.8. What it the function of the lysosome?a) to package proteins and lipids for exportb) to synthesize proteins used by the rough endoplasmic reticulumc) to break down toxins, such as alcohold) to digest and recycle cellular waste products9. Without plants, algae, and other photosynthetic organisms, which of the following would we lack?a) water and oxygenb) oxygen and foodc) carbon dioxide and foodd) water and carbon dioxide10. What benefit does turgor pressure in plant cells provide to the plant?a) Turgor pressure provides dissolved substances necessary for photosynthesis.b) Turgor pressure provides physical support and allows the plant to stand upright.c) Turgor pressure allows the plant to break down and recycle plant organelles.d) Turgor pressure provides a defense mechanism against animals that want to eat the plant.
    • PREGUNTAS DE DESARROLLO, AUNQUE BREVES.1. Como ser humano, estás compuesto por cerca de 60 trillones de células. Sin embargo, llevas cerca de diezveces ese número de bacterias dentro y sobre tu cuerpo. Basado en lo que sabes acerca de la estructura celular,¿cómo es posible que lleves a tantas células procariotas en tu cuerpo?2. estás observando un tipo de célula desconocido. Es muy pequeña, pero podemos ser capaces de velas sinun microscopio. ¿Qué tipo de célula es? Justifica tu respuesta.3. Estás viendo una foto de una célula tomada con un microscopio muy potente. La imagen muestracitoplasma, ribosomas y una membrana celular. Sobre la base esta información por sí sola, ¿puedes determinarqué tipo de célula estás observando? Explica tu respuesta.4. Una persona que ha recibido un trasplante de órgano normalmente tendrá que tomar inmuno-supresores por el resto de su vida. Esto es para evitar que el sistema inmunitario del receptor ataque a las célulasdel órgano nuevo. Sin estos fármacos, el sistema inmune del receptor reconocerá como extrañas a ciertasestructuras en las membranas de las células donantes. ¿Cuáles son las estructuras de membrana específicas queserán reconocidas por el sistema inmune?5. Al asar frutas al horno, es bastante común preparar la fruta cortándolas y añadirle azúcar. Esto tiene elefecto que favorece la extracción de los jugos de la fruta. Sobre la base de lo que sabes de ósmosis, ¿cómo se puedeexplicar esto?6. Las neuronas (células del sistema nervioso) contienen una alta concentración de iones de potasio encomparación con su entorno. Sobre la base de lo que sabes transporte de membrana, ¿cómo podría una neuronamover hacia el medio interno aún más iones de potasio?7. La pancreatitis es una enfermedad donde las células del páncreas se destruyen. Este trastorno estárelacionado con la ruptura de un tipo específico de orgánulo. Teniendo en cuenta lo que sabes acerca de lafunción de estas estructuras membranosas, ¿cuál orgánulo podría estar implicado en la pancreatitis?8. En una fiesta de fin de semana, tu compañero de cuarto tenía algunas "bebidas para adultos." Un amigoen común hace el siguiente comentario: "Mis amigos no podrán beber como ultimo semestre; con seguridad ellosnecesitarán más debido a que han desarrollado una tolerancia al alcohol." A nivel celular, ¿qué ha causado eldesarrollo de esta tolerancia?“La tolerancia es cuando la persona va necesitando cada vez mayor cantidad de droga, porque su cuerpo se vaacostumbrando a las dosis utilizadas, minimizando sus efectos”.