Unidad 2: Biolog ía de la Célula 2.2  Estructura y Función Celular Curso Biolog ía para Ingenieros Enrique Blacio G., M.Sc...
Partes de la  célula <ul><li>Núcleo </li></ul><ul><li>Organelos citoplasmáticos: </li></ul><ul><ul><li>Mitocondrias </li><...
El N úcleo de la Célula <ul><li>El NÚCLEO es el elemento más prominente, y se encuentra rodeado de una envoltura nuclear. ...
El N úcleo de la Célula <ul><li>El núcleo se encuentra solamente en las células eucariotas, y es la localización de la may...
El N úcleo de la Célula N úcleo de célula vegetal N úcleo de célula animal
El N úcleo de la Célula N úcleo de célula animal representado en este diagrama, mostrando su membrana con poros.
El N úcleo de la Célula <ul><li>El núcleo presenta  cromosomas si es que está en fase de división: mitosis. </li></ul><ul>...
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La envoltura del n úcleo <ul><li>La envoltura nuclear crea y mantiene una estructura tridimensional que conforma el entorn...
Los Organelos Citoplasm áticos <ul><li>Mitocondrias:   Este nombre proviene del griego mitos = hilo o hebra; chondros = gr...
Mitocondrias <ul><li>Las mitocondrias contienen su propio ADN y se piensa que representan organismos similares a las bacte...
Mitocondrias Esquema de una mitocondria Corte transversal de mitocondria de m úsculo animal
Ret ículo Endoplasmático <ul><li>Es una red de membranas interconectadas que forman cisternas, tubos aplanados y sáculos c...
Ret ículo Endoplasmático <ul><li>Es de dos tipos:  Rugoso y Liso. </li></ul><ul><li>El  retículo endoplasmatico rugoso  se...
Ret ículo Endoplasmático
Funciones del Retículo endoplasmático <ul><li>Síntesis de proteínas:  ocurre en el RER mediante los  ribosomas . Estas pro...
Ribosomas <ul><li>Los ribosomas son organelos sólo visibles al microscopio electrónico debido a su reducido tamaño ( 29 nm...
Ribosomas <ul><li>Los ribosomas son el sitio de la síntesis proteica, en donde el ARN se traduce a proteínas. </li></ul><u...
Ribosomas
Aparato de Golgi <ul><li>El aparato de Golgi (cuerpo de Golgi o complejo de Golgi) es un organelo presente en las células ...
Aparato de Golgi
Aparato de Golgi
Vacuolas <ul><li>Una vacuola es una cavidad rodeada por una membrana que se encuentra en el citoplasma de las células, per...
Vacuolas <ul><li>Contienen enzimas hidrolíticas y sustratos en proceso de digestión. En el primer tipo, los sustratos son ...
Vacuolas <ul><li>Las vacuolas son sacos limitados por membrana, llenos de agua con varios azúcares, sales, proteínas, y ot...
Lisosomas <ul><li>Las lisosomas son vesículas relativamente grandes, formadas por el retículo endoplasmático rugoso y lueg...
Lisosomas <ul><li>Los lisosomas utilizan sus enzimas para reciclar los diferentes organelos de la célula, englobándolos, d...
Lisosomas
Microfilamentos y microt úbulos <ul><li>Microfilamentos  son finas fibras de proteínas de 3 a 7 nm de diámetro y   están f...
Microfilamentos y microt úbulos <ul><li>Microtúbulos  (del latín mikros = pequeño, tubus = caño, conducto) Conducto hueco,...
Microfilamentos y microt úbulos Sección de microtúbulos de pocos dímeros de longitud.
Organelos de c élulas vegetales <ul><li>Plástidos </li></ul><ul><ul><ul><li>Los plástidos son también organelas rodeadas p...
Organelos de c élulas vegetales Cloroplasto de c élula vegetal
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estructura y funcioin celular

  1. 1. Unidad 2: Biolog ía de la Célula 2.2 Estructura y Función Celular Curso Biolog ía para Ingenieros Enrique Blacio G., M.Sc. Junio 2008
  2. 2. Partes de la célula <ul><li>Núcleo </li></ul><ul><li>Organelos citoplasmáticos: </li></ul><ul><ul><li>Mitocondrias </li></ul></ul><ul><ul><li>Retículo endoplasmático </li></ul></ul><ul><ul><li>Ribosomas </li></ul></ul><ul><ul><li>Aparato de Golgi </li></ul></ul><ul><ul><li>Vacuolas </li></ul></ul><ul><ul><li>Lisosomas </li></ul></ul><ul><ul><li>Microfilamentos y microtúbulos </li></ul></ul>
  3. 3. El N úcleo de la Célula <ul><li>El NÚCLEO es el elemento más prominente, y se encuentra rodeado de una envoltura nuclear. </li></ul><ul><li>Es el depósito de la información genética de la célula, localizada en la cromatina (mezcla de ADN y proteínas); la cromatina puede estar dispersa en el núcleo o condensada en cromosomas. </li></ul>
  4. 4. El N úcleo de la Célula <ul><li>El núcleo se encuentra solamente en las células eucariotas, y es la localización de la mayoría de los diferentes tipos de ácidos nucleicos. </li></ul><ul><li>Puede medir unas 5 µm de diámetro (m ás que algunas células procariotas). </li></ul><ul><li>En su interior encontramos toda la información genética de la célula en forma de ADN, que presenta diversas organizaciones a lo largo de la vida celular. </li></ul>
  5. 5. El N úcleo de la Célula N úcleo de célula vegetal N úcleo de célula animal
  6. 6. El N úcleo de la Célula N úcleo de célula animal representado en este diagrama, mostrando su membrana con poros.
  7. 7. El N úcleo de la Célula <ul><li>El núcleo presenta cromosomas si es que está en fase de división: mitosis. </li></ul><ul><li>Cuando la célula no está en división se encuentra en INTERFASE, y no se observa ninguna estructura al microscopio óptico, sin embargo, el núcleo interfásico está trabajando intensamente, entre las funciones que realiza se encuentran: </li></ul><ul><ul><li>Sitio de control por parte del ADN de las actividades celulares </li></ul></ul><ul><ul><li>Sitio de duplicación del ADN previo a la división celular </li></ul></ul><ul><ul><li>En el nucléolo (que carece de membrana propia) se inicia el ensamblaje de los ribosomas a partir de proteínas específicas y ARN </li></ul></ul>
  8. 8. La envoltura del n úcleo <ul><li>La envoltura nuclear es una doble membrana que rodea al núcleo y posee numerosos poros que permiten el pasaje de ARN y otros productos. </li></ul>
  9. 9. La envoltura del n úcleo <ul><li>La envoltura nuclear crea y mantiene una estructura tridimensional que conforma el entorno donde el ADN se organiza en los cromosomas, se expresa y replica. </li></ul><ul><li>La envoltura nuclear consiste en dos membranas (interna y externa) que periódicamente se unen definiendo poros, los cuales se rodean de las proteínas que conforman el complejo de poro nuclear (NPCs del ingles nuclear pore complexes) y regulan selectivamente la entrada y salida del núcleo. </li></ul><ul><li>El espacio entre la membrana interna y externa es de 200 a 300 angstroms. Este espacio se llena con proteínas recién sintetizadas. </li></ul>
  10. 10. Los Organelos Citoplasm áticos <ul><li>Mitocondrias: Este nombre proviene del griego mitos = hilo o hebra; chondros = grano, terrón, cartílago). </li></ul><ul><li>Son organelas autorreplicantes, que se encuentran en el citoplasma de la célula eucariota rodeadas por membranas. </li></ul><ul><li>Su trabajo es el de completar el proceso de consumo de la glucosa, a su vez generando (por quimiósmosis) la mayor parte del ATP que necesita la célula para sus funciones. </li></ul>
  11. 11. Mitocondrias <ul><li>Las mitocondrias contienen su propio ADN y se piensa que representan organismos similares a las bacterias incorporados a la célula eucariota hace millones de años. </li></ul><ul><li>Funcionan como sitio de liberación de energía (luego de la glicólisis que se realiza en el citoplasma) y formación de ATP por quimiósmosis. </li></ul><ul><li>Se encuentran rodeadas por dos membranas, externa e interna , la cual posee repliegues o crestas mitocondriales , que son superficies donde se genera el ATP. El interior se denomina matriz y el espacio entre las dos membranas es el espacio intermembrana . </li></ul>
  12. 12. Mitocondrias Esquema de una mitocondria Corte transversal de mitocondria de m úsculo animal
  13. 13. Ret ículo Endoplasmático <ul><li>Es una red de membranas interconectadas que forman cisternas, tubos aplanados y sáculos comunicados entre sí, que intervienen en funciones relacionadas con la síntesis protéica, metabolismo de lípidos y algunos esteroides, así como el transporte intracelular. </li></ul><ul><li>Se encuentra en la célula animal y vegetal pero no en la célula procariota. </li></ul>
  14. 14. Ret ículo Endoplasmático <ul><li>Es de dos tipos: Rugoso y Liso. </li></ul><ul><li>El retículo endoplasmatico rugoso se encuentra unido a la membrana nuclear externa. </li></ul><ul><li>El retículo endoplasmatico liso es una prolongación del retículo endoplasmatico rugoso. </li></ul><ul><ul><li>El retículo endoplasmático rugoso tiene esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a su membrana mediante unas proteínas denominadas &quot;riboforinas&quot;. Tiene unos sáculos más redondeados cuyo interior se conoce como &quot;luz del reticulo&quot; o &quot;lumen&quot; donde caen las proteínas sintetizadas en él. Está muy desarrollado en las células que por su función ceben realizar una activa labor de síntesis, como las células hepáticas o las células del páncreas. </li></ul></ul><ul><ul><li>El retículo endoplasmático liso no tiene ribosomas y participa en el metabolismo de lípidos. </li></ul></ul>
  15. 15. Ret ículo Endoplasmático
  16. 16. Funciones del Retículo endoplasmático <ul><li>Síntesis de proteínas: ocurre en el RER mediante los ribosomas . Estas proteínas serán transportadas al Aparato de Golgi mediante vesículas de transición donde dichas proteínas sufrirán un proceso de maduración para luego formar parte de los lisosomas o de vesículas secretoras. </li></ul><ul><li>Metabolismo de lípidos: El REL, al no tener ribosomas no sintetiza proteínas pero sí lípidos de la membrana plasmática, colesterol y derivados de éste como las ácidos biliares o las hormonas esteroideas. </li></ul><ul><li>Detoxificación: principalmente en las células del hígado y es la inactivación de productos tóxicos como drogas, medicamentos o los propios productos del metabolismo celular, por ser liposolubles (hepatocitos). </li></ul><ul><li>Glucoxilación: Son reacciones de transferencia de un oligosacárido a las proteínas sintetizadas. Se realiza en la membrana del RE. </li></ul>
  17. 17. Ribosomas <ul><li>Los ribosomas son organelos sólo visibles al microscopio electrónico debido a su reducido tamaño ( 29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). </li></ul><ul><li>Están en todas las células vivas (excepto en los espermatozoides). </li></ul><ul><li>Su función es ensamblar proteínas a partir de la información genética que le llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm). </li></ul><ul><li>El ribosoma eucariota se puede encontrar unido al retículo endoplasmático rugoso (RER), que es la forma habitual en la célula eucariota, o encontrarlo en el citoplasma, donde recibe el nombre de polisoma o polirribosoma (forma habitual en la célula procariota). Este polisoma se encarga de sintetizar proteínas de localización celular, mientras que los ribosomas del RER se encargan de sintetizar proteínas de exportación, aquellas que se trasnportar án desde la célula hacia otro lugar donde se necesite. </li></ul><ul><li>Los ribosomas no tiene membranas y se separan en dos subunidades cuando no están sintetizando proteínas. </li></ul>
  18. 18. Ribosomas <ul><li>Los ribosomas son el sitio de la síntesis proteica, en donde el ARN se traduce a proteínas. </li></ul><ul><li>La síntesis proteica es extremadamente importante para la célula, y por lo tanto se encuentra en la célula un gran numero de ellos (llegando a menudo a cientos o miles). </li></ul><ul><li>Los ribosomas se pueden encontrar libres en el citoplasma o bien adheridos al Retículo endoplásmico. </li></ul><ul><li>El retículo endoplásmico que contiene ribosomas adheridos se denomina retículo endoplásmico rugoso porque los ribosomas se ven como puntos negros sobre el retículo endoplásmico cuando se observa en fotos al microscopio electrónico, dando al retículo endoplásmico una textura rugosa. </li></ul>
  19. 19. Ribosomas
  20. 20. Aparato de Golgi <ul><li>El aparato de Golgi (cuerpo de Golgi o complejo de Golgi) es un organelo presente en las células eucariotas y pertenece al sistema de endomembranas del citoplasma celular. </li></ul><ul><li>Está formado por unos 4-8 dictiosomas, que son sáculos aplanados rodeados de membrana y apilados unos encima de otros. </li></ul><ul><li>Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. </li></ul><ul><li>Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas; la selección, destinación, glicosilación de lípidos, y la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. </li></ul>
  21. 21. Aparato de Golgi
  22. 22. Aparato de Golgi
  23. 23. Vacuolas <ul><li>Una vacuola es una cavidad rodeada por una membrana que se encuentra en el citoplasma de las células, pero ú nicamente de las vegetales. </li></ul><ul><li>Se forman por fusión de las vesículas procedentes del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi. En general, sirven para almacenar sustancias de desecho o de reserva (agua con varios azúcares, sales, proteínas y otros nutrientes disueltos en ella). </li></ul><ul><li>En las células vegetales, las vacuolas ocupan gran parte del volumen celular y en ocasiones pueden llegar hasta casi la totalidad (Entre el 30% y el 90%). También, aumentan el tamaño de la célula por acumulación de agua. </li></ul>
  24. 24. Vacuolas <ul><li>Contienen enzimas hidrolíticas y sustratos en proceso de digestión. En el primer tipo, los sustratos son de origen externo y son capturados por endocitosis; una vez producida la digestión, ciertos productos pueden ser reutilizados y los no digeribles (llamados cuerpos residuales) son vertidos al exterior por exocitosis. En el caso de las vacuolas autofágicas, lo que se digiere son constituyentes de la célula. </li></ul>
  25. 25. Vacuolas <ul><li>Las vacuolas son sacos limitados por membrana, llenos de agua con varios azúcares, sales, proteínas, y otros nutrientes disueltos en ella. Cada célula vegetal contiene una sola vacuola de gran tamaño que usualmente ocupa la mayor parte del espacio interior de la célula. </li></ul>
  26. 26. Lisosomas <ul><li>Las lisosomas son vesículas relativamente grandes, formadas por el retículo endoplasmático rugoso y luego empaquetadas por el complejo de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo o interno que llegan a ellos. </li></ul><ul><li>S olamente se las encuentra en las células animales. </li></ul><ul><li>El pH en el interior de los lisosomas es de 4,8 (bastante menor que el del citosol, que es neutro) debido a que las enzimas proteolíticas funcionan mejor con un pH ácido . La membrana del lisosoma estabiliza el pH bajo bombeando protones (H+) desde el citosol, y asimismo, protege al citosol y al resto de la célula de las enzimas degradantes que hay en el interior del lisosoma. </li></ul><ul><li>Las enzimas lisosomales son capaces de digerir bacterias y otras sustancias que entran en la célula por fagocitosis, u otros procesos de endocitosis. Llamados &quot;bolsas suicidas&quot; porque si se rompiera su membrana, las enzimas encerradas en su interior , terminarían por destruir a toda la célula. </li></ul>
  27. 27. Lisosomas <ul><li>Los lisosomas utilizan sus enzimas para reciclar los diferentes organelos de la célula, englobándolos, digiriéndoles y liberando sus componentes en el citosol. De esta forma los orgánulos de la célula se están continuamente reponiendo. El proceso de digestión de los orgánulos se llama autofagia. Por ejemplo, las células hepáticas se reconstituyen por completo una vez cada dos semanas. </li></ul><ul><li>Las enzimas más importantes en el lisosoma: </li></ul><ul><ul><li>Lipasa, que digiere lípidos, </li></ul></ul><ul><ul><li>Glucosilasas, que digiere carbohidratos (azúcares), </li></ul></ul><ul><ul><li>Proteasas, que digiere proteínas, </li></ul></ul><ul><ul><li>Nucleasas, que digiere ácidos nucleicos. </li></ul></ul>
  28. 28. Lisosomas
  29. 29. Microfilamentos y microt úbulos <ul><li>Microfilamentos son finas fibras de proteínas de 3 a 7 nm de diámetro y están formados por subunidades de la proteína contr áctil llamada actina. </li></ul><ul><li>Tienen aproximadamente un tercio del diámetro del microtúbulo y, a menudo, son usados por la célula tanto para cambiar su estructura como para mantenerla. </li></ul><ul><li>Se sitúan en la periferia de la célula y son los responsables de la forma y del desplazamiento celular. También pueden variar de longitud e intervenir en los procesos de división y motilidad. </li></ul><ul><li>Tienen una misión esquelética. Son responsables de los movimientos del citosol. Son los responsables de la contracción de las células musculares. </li></ul>
  30. 30. Microfilamentos y microt úbulos <ul><li>Microtúbulos (del latín mikros = pequeño, tubus = caño, conducto) Conducto hueco, estrecho y alargado de unos 25 nm de diámetro. Se compone de dos subunidades de proteínas que se alternan a lo largo del mismo. </li></ul><ul><li>Los microtúbulos intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis) y que, junto con los microfilamentos y los filamentos intermedios, forman el citoesqueleto. Además, constituyen la estructura interna de los cilios y los flagelos y mueven a los cromosomas en la división celular. </li></ul>
  31. 31. Microfilamentos y microt úbulos Sección de microtúbulos de pocos dímeros de longitud.
  32. 32. Organelos de c élulas vegetales <ul><li>Plástidos </li></ul><ul><ul><ul><li>Los plástidos son también organelas rodeadas por membranas que se encuentran en los eucariotas. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Los cloroplastos son el sitio de la fotosíntesis en los eucariotas. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Contienen clorofila, el pigmento verde necesario para que ocurra la fotosíntesis y los pigmentos accesorios asociados (carotenoides) al fotosistema encerrados en sacos membranosos: los tilacoides (una pila de tilacoides se denomina grana) que flotan en un fluido llamado estroma. Los cloroplastos contienen diferentes tipos de pigmento accesorios, dependiendo del grupo taxonómico del organismo que se estudia. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Los leucoplastos guardan reservas de almidón, a veces proteínas o aceite. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Los cromoplastos guardan pigmentos relacionados con los colores brillantes de las flores y/o frutos. </li></ul></ul></ul>
  33. 33. Organelos de c élulas vegetales Cloroplasto de c élula vegetal

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