Explorando el nucleo y citoplasma: organelos y division celular

26/08/24

19 Agosto 2024 Núcleo y citoplasma Dra. Christian Lizette Frías Soria

Célula eucarionte

Mitocondria Filamento intermedio Membrana plasmática Ribosomas Vacuola Retículo endoplásmico rugoso Núcleo Peroxisoma- Nucleolo Centrosoma y centriolos Lisosoma Cromatina Retículo endoplásmico liso Microfilamento Aparato de Golgi Vesícula secretora Vesícula de Golgi Dra. Christian Lizette Frías Microtúbulo Citoplasma

Organelos celulares

• Membranosos: La membrana plasmática separa el ambiente interno del organulo del citoplasma. Sus membranas adoptan formas vesiculares, tubulares y otros patrones de enrollamiento del citoplasma.
• No membranosos: Carecen de membrana plasmática. Dra. Christian Lizette Frías

Organelos membranosos

• Membrana plasmática
• Retículo endomplasmico rugoso
• Retículo endoplásmico liso
• Aparato de Golgi
• Endosomas
• Lisosomas
• Vesículas de transporte
• Mitocondrias
• Peroxisomas Mitocondria Filamento intermedio Membrana plasmática Ribosomas Vacuola Retículo endoplasmico rugoso - Núcleo Peroxisoma- Nucleolo Centrosoma y centriolos Lisosoma- Cromatina Retículo endoplásmico liso Microfilamento Aparato de Golgi Vesícula secretora Vesícula de Golgi Dra. Christian Lizette Frías Microtúbulo Citoplasma

Organelos no membranosos

• Citoesqueleto (Filamentos, microtúbulos, centriolos)
• Ribosomas
• Proteasoma Filamento intermediário Microtúbulo Filamento de actina Membrana celular Dra. Christian Lizette Frías

Membrana celular

• Estructura de la célula de forma laminar y consistencia blanda, compuesta por proteínas y una doble capa de formada por fosfolípidos, colesterol y proteínas embebidas o unidas.
• Mide 8 a 10 nm de grosor, por lo que no es visible al microscopio de luz, el cual solo nos permite observar el límite entre célula y célula. Cell Lipid bilayer obe Adobe Stock ra S Phospholipid molecule Hydrophilic (polar) head Stod Hydrophobic (nonpolar) fatty acid tail Adob/

Funciones de la membrana

• Conservar la integridad de la célula.
• Separar compartimentos: la membrana celular envuelve toda la célula y marca la separación entre el espacio intracelular y el extracelular.
• Barrera con permeabilidad selectiva
• Transporte de solutos
• Posee sitios de reconocimiento que se unen a moléculas específicas
• Reconocimiento de células extrañas al organismo
• Interacción celular Dra. Christian Lizette Frías

Proteínas de la membrana celular

• Bombas
• Canales
• Proteínas receptoras CAM of another cell
• Proteínas ligadoras
• Enzimas
• Proteínas estructurales (a) Receptor (b) Enzyme (c) Channel A receptor that binds to chemical messengers such as hormones sent by other cells An enzyme that breaks down a chemical messenger and terminates its effect A channel protein that is constantly open and allows solutes to pass into and out of the cell (d) Gated channel A gate that opens and closes to allow solutes through only at certain times (e) Cell-identity marker A glycoprotein acting as a cell- identity marker distinguishing the body's own cells from foreign cells (f) Cell-adhesion molecule (CAM) A cell-adhesion molecule (CAM) that binds one cell to another FIGURE 3.7 Some Functions of Membrane Proteins. Dra. Christian Lizette Frías Chemical messenger Breakdown products lons

Tipos de proteínas de la membrana celular

• Proteínas transmembrana: Atraviesan la membrana hacia el expacio extracelular y el citoplasma.
• Periféricas: No se encuentran en el interior de la membrana, sino que se unen a su superficie citoplásmica o extracelular. Espacio extracelular Glucoproteína Glucolípidos Hojuela externa Colesterol Hojuela interna Colas de ácidos grasos Canal Proteína periférica Proteína integral Cabeza polar Citoplasma Dra. Christian Lizette Frías

Núcleo celular

• Organulo celular de mayor tamaño
• Esférico, se localiza "en el centro de la célula" Su posición puede variar de acuerdo con la fase del ciclo celular
• Contiene el ADN
• Contiene "la maquinaria" responsable de la síntesis de ADN y ARN
• Compatimentos principales:
• Envoltura nuclear
• La cromatina
• Nucleolo
• Complejos intranucleares no membranosos (nucleoplasma) Dra. Christian Lizette Frías

Nucleus Cytoplasm Nuclear membrane Nucleopore Translation Ribosomes Transcription Messenger RNA (mRNA) Ribosome mRNA Nucleopore Outside cell Dra. Christian Lizette Frías

Envoltura nuclear

• Formada por las membranas nucleares internas y externas.
• Cisterna perinuclear (10 a 30 nm de grosor).
• Presenta poros nucleares a través de los cuales se intercambian sustancias entre el núcleo y el citoplasma. Nuclear pore Outer membrane Inner membrane Inner membrane Perinuclear cistern Nuclear lamina Endoplasmic reticulum Lámina nuclear NUCLEAR ENVELOPE Nucleus Cell Dra. Christian Lizette Frías

Membrana nuclear interna

• Grosor de aprox. 6 nm
• Está en contacto con la lámina nuclear y se localiza en la periferia del núcleo.
• Las láminas intervienen en el ensamblaje de la envoltura nuclear tras la división celular.
• Las proteínas transmembrana de la membrana nuclear interna, actúan como sitios de contacto para moléculas de ARN y cromosomas nucleares. Outer membrane Nuclear pore Inner membrane Inner membrane Perinuclear cistern Nuclear lamina Endoplasmic reticulum Lámina nuclear NUCLEAR ENVELOPE Nucleus Cell

Membrana nuclear externa

• 6 nm de grosor
• A ella se adosan ribosomas.
• Se continúa con el retículo endoplasmico rugoso.
• Su superficie citoplásmica está rodeada por una malla de vimentina. Nuclear pore Outer membrane Inner membrane Inner membrane Perinuclear cistern Nuclear lamina Endoplasmic reticulum Lámina nuclear NUCLEAR ENVELOPE Nucleus Cell Dra. Christian Lizette Frías Dra. Christian Lizette Frías

Poros nucleares

• Regulan el transporte de macromoléculas en el núcleo y el citoplasma, proteínas, RNA y ribonucleoproteínas, que tienen que pasar a través de la membrana nuclear.
• Las membranas interna y externa se fusionan para permitir la comunicación del núcleo con el citoplasma.
• Los poros nucleares están construidos por 30 nucleoporinas. Dra. Christian Lizette Frías Filamentos citoplásmicos Anillo luminal Anillo citoplásmico Membrana nuclear externa Andamiaje Membrana nuclear interna Anillo nuclear Canastilla nuclear Anillo distal

Cromatina

• El material genético de la célula se encuentra en el núcleo y forma parte de los cromosomas.
• Cromosomas compactados a lo largo de la mitosis, pero durante las restantes etapas del ciclo celular se desenrollan hasta convertirse en hebras laxas de cromatina.
• Heterocromatina: Se localiza en la periferia nuclear, está parcialmente condensada, representa áreas inactivas.
• Eucromatina: Cromatina activa, descondensada, se enrolla a los nucleosomas, la transcripción de esa hebra de ADN dara lugar a ARN. Dra. Christian Lizette Frías

Heterocromatina Eucromatina

Organización de la cromatina

Nucleosomes Histones Chromosome Deoxyribonucleic acid (DNA) Dra. Christian Lizette Frías

Bases nitrogenadas

BASES NITROGENADAS ATCG AUCG Citosina Citosina NH2 NH2 N N ZI Guanina Guanina NH NH N 11 NH2 11 NH2 N ZI Adenina Adenina H2N HON EN N N N ZI ZI Timina Uracilo O 0 NH NH ZI O ZI ADN ÁCIDO DEOXIRIBONUCLEICO ARN ÁCIDO RIBONUCLEICO Reemplaza a la timina en el ARN Dra. Christian Lizette Frías

Organización de la cromatina y ADN

Metaphase chromosome 1400 nM 700 nM 300 nM 30 nM 11 nM' 2 nM Histones Dra. Christian Lizette Frías Chromatin fiber Nucleosomes DNA ADN y ARN N Pares de Bases N N Columna de fosfato y azúcar BASES NITROGENADAS

Nucleosoma

• Complejo octamérico formado por proteínas llamadas histonas alrededor del cual se enrollan dos vueltas de la cadena del ADN, que equivalen a unos 150 pares de nucleótidos.
• La cromatina se enrolla helicoidalmente para formar una fibra de 30 nm que contiene seis nucleosomas por vuelta de hélice y se estabilizan por la interacción con la histona. Chromatin Looping Nucleosome DNA double- helix Chromatin Histone octamer Dra. Christian Lizette Frías Chromosome

El ADN está arrollado 1,65 veces alrededor del eje de octámeros de histona H1, una histona de unión, está unida al ADN arrollado alrededor del eje de octámeros de histonas Fibra de cromatina formada por una organización lineal de nucleosomas El eje de octámeros de histonas está constituido por dos moléculas de cada una de las histonas H2A, H2B, H3 y H4 Un nucleosoma (10 nm de diámetro) es la unidad estructural básica de la cromatina Dra. Christiall

Cromosoma

• Las fibras de cromatina se condensan antes del comienzo de la mitosis o la meiosis para formar los cromosomas, que alcanzan el máximo grado de empaquetamiento durante la metafase.
• Cada especie posee un número específico de cromosomas
• El genoma humano consta de 46 cromosomas
• 23 pares de cromosomas homólogos, cada uno del par de cada progenitor.
• La especie humana posee 22 pares de cromosomas somáticos (autosomas) y un único par de cromosomas sexuales. Dra. Christian Lizette Frías

Figura 1-53. Nomenclatura para los cromosomas humanos: cariotipo normal y anómalo Satélite Brazo corto (p por petite) Tallo Acrocéntrico Submetacéntrico Brazo largo (q) 46,XX Mujer normal (46 cromosomas, incluidos el par de cromosomas XX) 46,XY Varón normal (46 cromosomas, incluidos el par de cromosomas XY) Metacéntrico Constricción primaria o región centromérica & 47,XX,+21 47,XXY 47,XY,+17p+ Mujer con un cromosoma 21 adicional Varón con un cromosoma X extra Varón con un cromosoma 17 extra y un incremento de la longitud de su brazo corto (síndrome de Down) (síndrome de Klinefelter) Dra. Christian Lizette Frías

Nucleolo

El nucléolo es una estructura nuclear esférica constituida por tres elementos estructurales esenciales: 1. Un centro fibrilar. 2. Un componente fibrilar denso (en el cual existe ARNm naciente y que se somete a parte de su procesamiento). 3. Un componente granular (en el cual se completa el ensamblaje de las unidades de los ribosomas). No presenta membrana, la presencia, el tamaño y la forma del nucléolo están determinados por la transcripción y el ensamblado de los ribosomas. Dra. Christian Lizette Frías

Ciclo celular

IV V VI · Células EUCARIOTAS · Ciclo celular: Intervalo entre dos divisiones mitóticas sucesivas que culminan en la producción de dos células hijas. · Las células hijas son genéticamente idénticas (contienen mismo número de cromosomas) 0 Mitosis Go División G2 G Interfase S Dra. Christian Lizette Frías