Biología: Morfología y Estructura Celular, Cloroplastos y Núcleo

BIOLOGÍA BLOQUE 2. MORFOLOGIA Y ESTRUCTURA CELULAR

Págs.

La célula

2

Morfología celular

• Membrana plasmática

3

• Función en intercambios celulares
• Permebailidad selectiva
• Endocitosis y exocitosis
• La pared celular vegetal

9

• Citoplasma: Citosol

10

• Matriz extracelular

11

Orgánulos

• No membranosos
  • Citoesqueleto

  12

  • Centrosoma

  14

  • Cilios y flagelos

  15

  • Ribosomas

  16

  • Inclusiones.

  17

  • Proteosomas

  17

• Membranosos
  • RE

  18

  • AG

  19

  • Lisosoma

  20

  • Peroxisomas.

  21

  • Vacuolas

  21

  • Mitocondrias

  22

  • Cloroplastos

  24

  • Núcleo
    • Partes del núcleo

    26

    • Cromosomas

    .29

Organización acelular: LOS VIRUS

34

Tipos celulares

• Células procariotas y eucariotas

34

• Célula animal

37

Célula vegetal

38

• 2.6 Evolución celular

39

• 2.7 Funciones vitales

40

BIOLOGIA BLOQUE 2

La CÉLULA

CÉLULA: célula es la unidad morfológica y fisiológica de todos los seres vivos. Está constituida por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma y material genético. Además posee la capacidad de realizar tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

La célula posee gran variabilidad de formas. Algunas poseen una pared rígida fija y otras no, lo que les permite deformar la membrana y emitir prolongaciones citoplasmática (pseudópodos) para desplazarse o conseguir alimentos. Hay células que no tienen esas estructuras pero poseen cilios y flagelos que derivan de los centriolos y dotan a las células de movimiento.

Relación entre la forma y la función de la célula: las contráctiles suelen ser alargadas, el tejido nervioso son irregulares y con prolongaciones para transmitir el impulso nervioso, el epitelio intestinal posee pliegues o microvellosidades en una de sus caras y las epiteliales suelen ser cúbicas o prismáticas. El tamaño es muy variable.

TEORÍA CELULAR

Robert Hooke publicó sus estudios en observaciones a tejidos vegetales. Solo pudo observar células muertas, no las estructuras del interior. Microscopio de 50 aumentos. Los tejidos eran unidades que se repetían a modo de celdillas de un panal.

Graaf (1672) observación microscópica de estructuras vivas. Investigó la secreción pancreatica y folículos ováricos.

Van Leeuwenhoek construyó el microscopio 200 aumentos. Visualizó pequeños organismos vivos del agua. Observación por primera vez de protozoos, levaduras, espermatozoides, glóbulos rojos etc.

Brown (1831) descubre el núcleo de las células.

Schwann (zoólogo) y Schleiden (botánico) postulan que: las células son las unidades elementales en la formación de todas las plantas y animales y que son la unidad estructural del proceso vital.

Virchow postula que todas las células provienen de otras células anteriores completando la conocida teoría celular.

Ramón y Cajal (1889) generalizó esta teoría al demostrar que el tejido nervioso también está formado por células.

Con las aportaciones de numerosos científicos se fija el cuarto postulado la célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos. En ella está la información que se transmite a la siguiente generación y las instrucciones de cómo hacerlo

PRINCIPIOS DE LA TEORÍA CELULAR

• La célula es la unidad morfológica y fisiológica de todos los seres vivos.
• Las células solo pueden existir a partir de células preexistentes.
• La célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos.
• La reacciones químicas que constituyen el metabolismo de un ser vivo tiene lugar en las células.

MORFOLOGÍA CELULAR

MEMBRANA PLASMÁTICA

Delgada lámina de 75 A que envuelve a la célula y la separa del medio externo. Puede variar su forma permitiendo movimientos y desplazamientos.

Componentes químicos: posee una composición química del 52% de proteínas, 40% de lípidos y 8 % de azúcares.

Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicolson, 1972)

Su estructura es igual en todas las células y en todos los orgánulos citoplasmáticos, por lo que se llama membrana unitaria.

Es una bicapa lipídica (con tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol), asociada con moléculas de proteínas (integrales y periféricas) responsables del comportamiento específico de cada biomembrana, formando la estructura de mosaico fluido.

CARACTERÍSTICAS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Estructura antipática de las moléculas que componen la bicapa le confieren las siguientes propiedades:

1. Autoensanblaje: en los medios acuosos la formación de bicapas es espontánea, con las porciones hidrófobas en el interior y las hidrófilas en el exterior.
2. Autosellado: en medios acuosos tienden a cerrarse sobre sí misma sin bordes libres (micelas o vesículas lipídicas).
3. Fluidez: propiedad fundamental para el funcionamiento de las biomembranas. Dentro de cada monocapa, las moléculas de fosfolípidos se mueven lateralmente, rotan y se flexiona con facilidad. Pero el intercambio entre la membranas (flip-flop) es muy raro por lo que cada capa tiene una composición lipídica distinta (asimetría lipídica). La misión del colesterol es aumentar la rigidez y resistencia de estas membranas intercalándose entre las colas hidrofóbicas. La fluidez de la bicapa de las membranas celulares es esencial para su funcionamiento.

El aumento de viscosidad, que se produce por ejemplo con un descenso de la temperatura, puede detener procesos enzimáticos y de transporte.

Por eso, las células pueden modificar la composición lipídica de su membrana aumentando la síntesis de ácidos grasos insaturados y de cadenas más cortas que favorecen la fluidez a bajas temperaturas.

1. Impermeabilidad: la parte hidrófoba actúa como barrera que impide la pérdida de sustancias hidrosolubles.

PROTEÍNAS ASOCIADAS

Las funciones específicas de cada membrana se deben a las proteínas que pueden actuar como receptores, encargarse del transporte selectivo de solutos o electrones, reacciones enzimáticas etc ..

Según se asociación con los lípidos de la membrana se distinguen:

1. Proteínas integrales:
   1. Unidas fuertemente a los lípidos.
   2. Se atraviesan la bicapa una (de paso único) o varias veces (multipaso) se denominan proteínas transmembrana.
   3. También pueden estar fuera de la bicapa pero fuertemente unidas covalentemente a un lípido.
2. Proteínas periféricas:
   1. Están ambos lados de la bicapa.
   2. Se unen débilmente, por enlaces no covalente es, a las cabezas polares o a proteínas integrales.
   3. Ambas proteínas pueden desplazarse lateralmente, con los lípidos, a lo largo de la monocapa pero no existe Flip-flop (asimetría proteica entre capas).
   4. Muchas de las proteínas anteriores presentan oligosacáridos unidos formando el glucocalix (receptor de señales).

P. INTEGRALES UNIDAS COVALENCEMENTE A LÍPIDOS

3

6

NH2

00

P

S

MATRIZ EXTRACELULAR

BiCAPA LIPÍDICA

2

CITOSOL

3

6

2

PROTE TRANSMEMBRANA MULTIPASO

PROTES PERIFÉRICAS

PROTEÍNA TRANSMEMBRANA PASO ÚNICO

COOH

FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1. Mantener estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, moléculas y elementos
2. Mantener la diferencia de potencial iónico, haciendo que el medio interno esté cargado negativamente
3. Realizar los procesos de endocitosis y exocitosis

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS

Este proceso se conoce como permeabilidad selectiva y permite a la célula controlar y mantener su composición interna.

1. TRANSPORTE DE MOLÉCULAS PEQUEÑAS
   1. TRANSPORTE PASIVO O DIFUSIÓN: a favor de gradientes de concentración y SIN gasto de ATP
      1. SIMPLE: moléculas no polares pequeñas, gases y algunas hormonas que pueden cruzar entre los fosfolípidos.
      2. FACILITADA: moléculas polares grandes y los iones.

A

Proteína transportadora

Cambio conformacional

A) PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS O PERMEASAS: las proteínas se unen específicamente a la molécula a transportar (azúcares, aa, etc.); esta unión produce un cambio en la conformación de la proteína y esto hace que se libere la molécula al otro lado, tras lo que la proteína recupera su conformación inicial.

B) PROTEÍNAS DE CANAL O CANALES IÓNICOS: Forman poros acuosos específicos para Na+ Ca2+ Cl -... los canales permanecen cerrados hasta que llega una señal que puede ser química (canales y iónicos dependientes de ligando) o eléctrica (canales y iónicos dependientes de voltaje)

Difusión facilitada

Difusión simple

Molécula transportada

Moléculas Molécula transportada

Moléculas hidrófobas polares pequeñas

H2O, CO2 ...

O2, N2 ...

Proteínas canal

Proteínas transportadoras

Citosol

Difusión simple y facilitada.

B

Canal cerrado

Poro

Canal abierto

Señal extracelular

Compuerta

1. 1. TRANSPORTE ACTIVO: con gasto de ATP y en contra de gradiente de concentración
      1. BOMBAS: la más importante la bomba de Na+/K+, en la cual se extraen 3 iones de Na+ y se introducen do2s de K+ para controlar la presión osmótica y el potencial de membrana.

TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS Y PARTÍCULAS

2. TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS Y PARTÍCULAS: incluye la incorporación y la expulsión de sustancias.

1. 1. ENDOCITOSIS: la sustancias son englobadas en invaginaciones que acaban cerrándose y formando vesículas intracelulares.
      1. FAGOCITOSIS: . Cuando se ingieren partículas muy grandes como bacterias. bacteria receptores fagosoma fagolisosomas lisosoma 8 o · exocitosis · Proceso controlado por proteínas de membrana denominado receptores de endocitosis. Es un proceso utilizado para: O destruir microorganismos invasores. O Eliminar células viejas o dañadas.
      2. ENDOCITOSIS DEPENDIENTE DE CLATRINA · Sirve para introducir macromoléculas. · Se inicia en zonas especiales de la membrana denominadas fosas cubiertas (existen en todas las células y son pequeñas depresiones de la membrana que presentan, en su cara citosçolica, una cubierta de la proteína clatrina). . Cuando se invaginan da lugar a las denominadas vesículas recubiertas más pequeñas que las de la fagocitosis. · Se unen a los lisosomas y forman endosomas. · Controlado por receptores de endocitosis. · Proceso utilizado en la captación del colesterol.
      3. PINOCITOSIS: los materiales se introducen en la célula en una disolución.
   2. EXOCITOSIS: es el proceso contrario a la endocitosis. O Las células secretan los materiales necesarios para renovar la membrana plasmática y los componentes de la matriz extracelular. o Las células secretoras especializadas vierten al exterior hormonas, neurotransmisores, enzimas digestivas etc .. o El proceso: " Los materiales que se van a secretar se sintetizan en el RE y de ahí pasan a AG. · Aquí se reúnen y salen en vesículas secretoras hacia la membrana plasmatica. · Se funcionan con la MP y liberan su contenido al medio y creando una nueva membrana celular.

Formación de las cadenas glucídicas

Membrana plasmática

Aminoácidos

Ribosomas

Glicoprotel

Lisosoma

nas, Glicol

Membrana plasmática nueva

idos

Vesícula de secreción

a. Retículo endoplásmico rugoso (síntesis de proteínas)

b. Retículo endoplasmico de transición (transporte de las proteínas y lípidos sintetizados)

c. Complejo de Golgi (preparación química y empaquetamiento; formación de glicoproteínas, glicolípidos y lipoproteínas)

Receptor

Clatrina

1

2

"fosita recubierta"

Membrana plasmática

Vesícula recubierta

Vesícula de 3 clasificación

Vesícula no cubierta

8

5

Endosoma

6

6

Lisosoma

Reciclaje de receptores

7

8

Degradación de la LDL

· La célula extiende unas prolongaciones de membrana llamadas pseudopodos que van rodeandola hasta formar una vesícula de gran tamaño denominado fagosoma.

. Estas vesículas se fusionan con un lisosoma formando un fagolisosoma donde la partícula será digerida.

Partícula de LDL

4

7

Núcleo 400

Proteínas y Lipido