Tema 10: Orgánulos celulares, la célula como unidad fundamental de la vida

La Célula

La célula es la unidad estructural, funcional y reproductora de todos los seres vivos. Todos los seres vivos están constituidos por células, ya sea por una en el caso de los seres vivos unicelulares, o agregadas y organizadas con diferentes estructuras y funciones en el caso de los seres vivos pluricelulares.

Tipos de organización celular

Existen dos tipos de organización celular:

Células procariotas

• No tienen núcleo.
• No tienen orgánulos especializados, a excepción de los ribosomas.
• Siempre constituyen seres vivos unicelulares.
• Son las bacterias y las arqueas.

Plásmido, Pili · Cápsula · Pared celular ADN. Membrana celular Ribosoma, Fimbrias -- Flagelo Citoplasma

Células eucariotas

• Tienen núcleo.
• Tienen varios orgánulos especializados. Pueden ser seres vivos unicelulares o formar parte de seres vivos pluricelulares.
• Se encuentran en protistas (protozoos y algas), plantas, hongos y animales.
• Dos tipos principales: animal y vegetal.

La célula eucariota animal

Núcleo Mitocondria Membrana plasmática Citoplasma Centriolos Lisosomas Vesículas -- --- -- Retículo endoplasmático Aparato de Golgi Citoesqueleto Ribosomas

La célula eucariota vegetal

Núcleo Membrana plasmática Retículo endoplasmático Citoplasma Ribosomas Cloroplasto Aparato de Golgi Mitocondria Vesículas ------------- Vacuola ------ Pared celular Citoesqueleto

Microscopios

Las células son estructuras microscópicas, y por lo tanto para su observación y estudio es necesario el uso de microscopios, aparatos que permiten hacer visible el mundo microscópico. Los microscopios consiguen esto al magnificar y aumentar la resolución de la imagen obtenida de la muestra. La magnificación es el incremento en el tamaño total de la imagen. La resolución es la distancia más pequeña a la que dos puntos se pueden ver por separado; por debajo de dicha distancia, los dos puntos se ven como un único punto.

Tipos de microscopios

Existen diferentes tipos de microscopios:

Microscopio óptico

• Utiliza un haz de luz visible que atraviesa la muestra y se concentra al pasar a través de lentes ópticas.
• Magnificación: 1500x
• Resolución: 200 nm.
• Permite la observación de células vivas.
• Utilizando técnicas de tinción o marcaje con fluorescencia, permite la observación de estructuras celulares grandes como el núcleo o los cromosomas.

Microscopio electrónico de transmisión (MET)

• Utiliza un haz de electrones que atraviesa cortes celulares superfinos.
• Magnificación: 1.000.000x
• Resolución: 0,2-1 nm.
• No permite la observación de células vivas.
• Permite observar estructuras internas de orgánulos y biomoléculas de gran tamaño.

Microscopio electrónico de barrido (MEB)

• Utiliza un haz de electrones que rebota sobre la superficie de la muestra, que debe estar ultracongelada.
• Magnificación: 200.000x
• Resolución: 1-10 nm.
• No permite la observación de células vivas.
• Permite observar superficies celulares con gran detalle.

VÍTESCAN بيبسيمن 5 pm

Orgánulos Celulares

Componentes comunes en todas las células

Existen cuatro componentes comunes que se encuentran en todas las células:

Membrana celular o membrana plasmática

• Tipo celular: Procariota y eucariotas
• Estructura:
  • Bicapa de fosfolípidos con proteínas y otras biomoléculas incrustadas o adheridas a ella.
• Funciones:
  • Separa la célula del medio.
  • Regula el intercambio de sustancias con el medio.
  • Detecta cambios extracelulares y permite la comunicación entre células al captar señales.
  • En procariotas, es la estructura en la que tienen lugar procesos metabólicos esenciales.

Exterior de la célula Cadenas de carbohidratos Proteinas Membrana celular Canal de proteina Bicapa lipida Interior celular

Citoplasma

• Tipo celular: Procariota y eucariotas
• Estructura:
  • Disolución acuosa denominada citosol, en la que se encuentran los orgánulos y numerosas biomoléculas disueltas.
• Funciones:
  • Medio interno celular, en el que tienen lugar procesos metabólicos y otros procesos celulares.

Material genético (ADN)

• Tipo celular: Procariota y eucariotas
• Estructura:
  • En procariotas, forma un único cromosoma de ADN bicatenario y circular en una región del citoplasma conocida como nucleoide. Los plasmidos son moléculas circulares de ADN que contienen información genética complementaria.
  • En eucariotas, suelen existir varios cromosomas de ADN bicatenario, lineal, y asociado a histonas dentro del núcleo. La cromatina es la forma menos condensada en la que se encuentran los cromosomas cuando la célula no está en división.
• Funciones:
  • Contiene la información genética que determina las características y las funciones del organismo. Esta información se transmite de generación en generación.

Ribosomas

• Tipo celular: Procariota y eucariotas
• Estructura:
  • Orgánulos citoplasmáticos no membranosos, formados por ARNr asociado a proteínas.
  • Están formados por dos subunidades.
  • En eucariotas son ligeramente más grandes (80S) que en procariotas (70S).
• Funciones:
  • En ellos tiene lugar la síntesis de proteínas a partir de la información del ARNm y los aminoácidos aportados por los ARNt.

RIBOSOMA PROCARIOTA RIBOSOMA EUCARIOTA 50S 60S 30S 40S 705 8OS

Orgánulos y componentes celulares específicos

El resto de los orgánulos y componentes celulares se encuentran exclusivamente en ciertos tipos celulares:

Pared celular bacteriana

• Tipo celular: Procariota
• Estructura:
  • Presenta en la mayoría de las procariotas.
  • Capa rígida de peptidoglucano que recubre la membrana plasmática.
• Funciones:
  • Mantiene la forma de la célula.
  • Protege la célula.

Cápsula

• Tipo celular: Procariota
• Estructura:
  • Presente en algunas procariotas, especialmente en las patógenas.
  • Capa rígida e impermeable que rodea a la pared celular.
  • Compuesta por glucoproteínas.
• Funciones:
  • Otorga adherencia a otras células y superficies.
  • Dificulta la fagocitosis por parte de células inmunitarias.
  • Protege la célula.
  • Permite retener agua en condiciones de desecación.

Fimbrias

• Tipo celular: Procariota
• Estructura:
  • Filamentos cortos, no cubiertos por la membrana plasmática.
• Funciones:
  • Aumentan adherencia a otras la células y superficies.

Pili

• Tipo celular: Procariota
• Estructura:
  • Filamentos algo más largos que las fimbrias, no cubiertos por la membrana plasmática.
• Funciones:
  • Intercambio de material genético con otras bacterias.

Flagelo bacteriano

• Tipo celular: Procariota
• Estructura:
  • Filamento muy largo no cubierto por la membrana plasmática.
• Funciones:
  • Al moverse, permite el desplazamiento de la célula procariota a través de un fluido.

Núcleo

• Tipo celular: Eucariotas
• Estructura:
  • Generalmente esférico y localizado en el centro o cerca del centro de la célula.
  • Tiene una doble membrana conocida como envoltura nuclear, que tiene ribosomas adheridos a su membrana externa y poros nucleares que permiten el intercambio de moléculas como ARN y proteínas entre el núcleo y el citoplasma.
  • En su interior se encuentra el nucleoplasma, que es el medio acuoso en el que se encuentran la cromatina y una estructura esférica denominada nucleolo.
• Funciones:
  • Contiene el material genético.
  • El nucléolo está encargado de la síntesis de los ribosomas.

Retículo ---- endoplasmático rugoso Nucléolo ... Cromatina --- Nucleoplasma - Envoltura nuclear Poros nucleares

Citoesqueleto

• Tipo celular: Eucariotas
• Estructura:
  • Red de filamentos proteicos de diferente grosor.
  • Estos filamentos se denominan (de menor a mayor grosor): filamentos microfilamentos, intermedios y microtúbulos.
• Funciones:
  • Mantiene la forma de la célula.
  • Organiza la disposición de los orgánulos celulares.
  • Los microfilamentos forman el anillo contráctil que divide la célula durante la citocinesis.
  • Permite el transporte de vesículas, ya que los microtúbulos sirven como lugar de anclaje para proteínas motoras como la quinesina.
  • Permite el movimiento de la célula.

retículo endoplasmico membrana plasmática ribosoma microtúbulo filamentos intermedios microfilamentos

Cilios

• Tipo celular: Eucariotas
• Estructura:
  • Filamentos formados por el citoesqueleto y rodeados de la membrana plasmática.
  • Son cortos, y suelen ser numerosos.
• Funciones:
  • Permiten el movimiento de partículas alrededor de la célula.
  • Los cilios de las células epiteliales del tracto respiratorio desplazan el moco y las partículas hacia fuera.

Flagelos

• Tipo celular: Eucariotas
• Estructura:
  • Filamentos formados por el citoesqueleto y rodeados de la membrana plasmática.
  • Son largos, y suelen ser escasos.
• Funciones:
  • Permiten desplazamiento célula. el de la Los espermatozoides son capaces de desplazarse gracias a su flagelo.

Cabeza Pieza intermedia Cola (flagelo) Núcleo Mitocondrias Acrosoma

Retículo endoplasmático rugoso

• Tipo celular: Eucariotas
• Estructura:
  • Sistema de membranas en forma de sacos aplanados, que tienen ribosomas adheridos a su cara externa.
  • Constituye una prolongación de la membrana externa de la envoltura nuclear.
• Funciones:
  • Se encarga de la síntesis de proteínas.

Retículo endoplasmático liso

• Tipo celular: Eucariotas
• Estructura:
  • Sistema de membranas en forma de red tubular que se extiende desde el retículo endoplasmático rugoso.
• Funciones:
  • Se encarga de la síntesis de lípidos.
  • También elimina sustancias tóxicas.
  • En células musculares se denomina retículo su sarcoplásmico, y función es almacenar o liberar calcio para regular la contracción muscular.

Núcleo Nucleolo Ribosomas 0 Retículo endoplasmático rugoso Retículo endoplasmático liso

Aparato de Golgi

• Tipo celular: Eucariotas
• Estructura:
  • Formado por el dictiosoma, que es un conjunto de sáculos membranosos aplanados dispuestos en paralelo llamados cisternas, y por vesículas que llegan o parten de él.
  • El dictiosoma tiene dos caras: el lado orientado hacia el interior de la célula se denomina cara cis, mientras que el lado orientado hacia la membrana plasmática se denomina cara trans.
• Funciones:
  • La cara cis recibe vesículas provenientes de los retículos endoplasmáticos que contienen las proteínas o lípidos sintetizados en ellos.
  • En el lumen (interior) de las cisternas se modifican las proteínas y los lípidos para que puedan llevar a cabo sus funciones biológicas en el organismo.
  • De la cara trans emergen vesículas que contienen las proteínas y los lípidos ya modificados. Estas vesículas pueden dirigirse hacia otros orgánulos, constituir lisosomas, o dirigirse hacia la membrana plasmática, de manera que las biomoléculas que contiene quedan incluidas en la membrana plasmática o son liberadas al exterior.
  • En células vegetales, da lugar al fragmoplasto, que es la estructura que permite la formación de nueva pared celular tras la división celular.

Golgi apparatus incoming transport vesicle cis face lumen cisternae trans face newly forming vesicle secretory vesicle

Vesículas

• Tipo celular: Eucariotas
• Estructura:
  • Pequeños compartimentos membranosos.
• Funciones:
  • Almacenan sustancias, permitiendo su transporte en el interior de la célula.

Peroxisomas

• Tipo celular: Eucariotas
• Estructura:
  • Vesículas que contienen enzimas oxidativas.
• Funciones:
  • Se encargan de la oxidación de sustancias tóxicas, eliminándolas.