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Estructura y funciones de la célula
Semana 3, Capítulo 4
Wednesday, February 9, 2011
4.1 La teoría celular
La teoría celular es uno de los pilares de la biología moderna. Establece que las células son las unidades fundamentales de la vida.
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Tamaño y medida de las células
Un micrómetro (μm) equivale a una milésima de un milímetro. Hay 250,000 μm en una pulgada.
Bacterias en la punta de un lápiz.
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Animáculos (animalcules)
El naturalista holandés Antonie van Leeuwenhoek fue la primera persona que observó microorganismos a través de un microscopio y los llamó animáculos.
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Células
El biólogo inglés Robert Hooke fue el primer científico que dibujó células.
Les dio ese nombre porque se le parecieron a las celdas o cuartos de los monges en los conventos.
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Emerge la teoría celular En el 1839 Mathias Schleiden y
Theodor Schwann propusieron la teoría celular moderna:• Todos los organismos se
componen de una o más células.
• La célula es la unidad más pequeña que exhibe las propiedades de la vida.
• Las células se originan mediante la división de otras células.
• Las células pasan su material hereditario a las células hijas.
Schleiden
Schwann
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4.2 ¿Qué es una célula?
La célula es la unidad más pequeña que exhibe todas las características de la vida.
Bacterias
Glóbulo blanco y glóbulos rojos
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Todas las células comparten tres cosas
Membrana celular• Controla la entrada y
salida de materiales Región que contiene ADN
• Núcleo en las células eucariotas
• Nucleoide en las células procariotas
Citoplasma• Mezcla semilíquida que
contiene todas las estructuras celulares. Célula epitelial de nuestra boca
membrananúcleo citoplasma
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Hay dos tipos de células
Célula eucariota• Interior divido en
compartimientos definidos por membranas, tienen núcleo.
Célula procariota• Interior sin
compartimientos definidos por membranas, no tienen núcleo.
Paramecio
Bacterias (cocos, bacilos y espiroquetas)
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Por qué las células son pequeñas La relación entre el área de superficie de la membrana
celular y el volumen de la célula limita el tamaño de las células activas porque reduce la eficiencia de la difusión como mecanismo para transportar nutrientes y desperdicios. Mientras más grande es la célula, más se aleja su interior de la membrana.
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La membrana celular
Bicapa de lípidos• Una capa doble de
fosfolípidos organizada con las cabezas hidrofílicas hacia afuera y los rabos hidrofóbicos hacia adentro.
• Proteínas insertadas o pegadas a la membrana llevan a cabo diversas funciones.
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Estructura de la membrana celular
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4.4 Introducción a las células procariotas
Las bacterias y las arqueas son procariotas (antes del núcleo). Son los organismos más pequeños y metabólicamente más diversos.
Ambos grupos se parecen superficialmente pero difieren en estructura y metabolismo.
Bacterias
Arqueas
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Plan de la célula procariota
Una pared celular rodea por fuera a la membrana celular. La pared está hecha de peptoglicano en las bacterias y de proteína en las arqueas, en ambos casos está cubierta por una cápsula pegajosa.
Filamentos de proteína (pili) les ayudan a moverse por las superficies. Un pili especial ayuda en la reproducción sexual.
Algunas bacterias tienen flagelos para nadar.
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Ejemplos de arqueas
Las arqueas son organismos extremófilos porque viven en ambientes extremos de temperatura, acidez y salinidad.
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Ejemplos de bacterias
Salmonella typhimurium Nostoc
Las bacterias viven en una gran diversidad de hábitats. Algunas son patógenos, otras son de vida libre.
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4.5 Comunidades de microbios
Aunque los procariotas son unicelulares, pocos viven solos.
Biopelículas• Organismos unicelulares
que comparten una capa secretada de polisacáridos y proteínas.
• Pueden incluir bacterias, arqueas, algas, hongos y protozoos.
Biocapa de Bacillus subtilis
Estromatolitos
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4.6 Introducción a las células eucariotas
Las células eucariotas (con verdadero núcleo)llevan a cabo la mayor parte de sus reacciones metabólicas en organelos rodeados por membranas.
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4.7 Resumen visual de la célula eucariota- célula vegetal
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Resumen visual de la célula eucariota- célula animal
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4.8 El núcleo
El núcleo contiene el material genético de la célula (ADN). Es por lo tanto el centro de control del metabolismo celular y el lugar donde se archiva la información genética.
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La membrana nuclear
La membrana nuclear es doble, la membrana exterior es continua con el retículo endoplásmico.
Los poros controlan el acceso al material genético.
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Acercamiento de la membrana nuclear
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En nucleoplasma y el nucleolo
Nucleoplasma• Fluido viscoso en el
interior del núcleo, parecido al citoplasma
Nucleolo• Región densa donde
se producen los ribosomas a partir de proteínas y ARN.
nucleoplasma
nucleolo
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Los cromosomas
Cromatina• El ADN y las proteínas
asociadas presentes en el núcleo.
Cromosoma• Una molécula de ADN con sus
proteínas asociadas.• Durante la división celular los
cromosomas se duplican, se condensan y se tornan visibles.
• Todas nuestras células tienen 46 cromosomas.
cromosomas del sexo
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Condensación de los cromosomas
Los cromosomas se duplican y se condensan poco antes de la división celular.
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4.9 El sistema de endomembranas
Grupo de organelos ubicados entre el núcleo y la membrana celular.
Producen lípidos, enzimas y proteínas para secreción o inserción en la membrana celular.
Llevan a cabo otras funciones especializadas.
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El retículo endoplásmico
Extensión de la membrana nuclear que forma un compartimiento doblado continuo.
Dos tipos:• Rugoso- tiene
ribosomas, dobla polipéptidos para darles la estructura terciaria
• Liso- sin ribosomas, produce lípidos, rompe lípidos y carbohidratos, detoxifica venenos.
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Vesículas, peroxisomas y vacuolas
Vesículas (a)- saquitos de membrana que transportan sustancias
Peroxisomas (b)- vesículas que contienen enzimas que degradan peróxido, alcohol y otras toxinas
Vacuolas (c)- vesículas para almacenar materiales
a
b
c
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Cuerpos de Golgi y lisosomas
Cuerpo de Golgi- grupo de membranas dobladas que empacan productos y los llevan a la membrana celular o a los lisosomas.
Lisosomas- vesículas que contienen enzimas, se unen con vacuolas y digieren desperdicios.
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4.10 Problemas con el funcionamiento de los lisosomas
Cuando los lisosomas no funcionan correctamente algunos materiales no son reciclados y las consecuencencias pueden ser mortales.
Una de las enzimas presentes en los lisosomas destruye gangliósidos, un tipo de lípido.
Enfermedad de Tay-SachsGeneralmente causa la
muerte antes de los 5 años
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4.11 Otros organelos- mitocondrios
Los mitocondrios producen ATP a partir de energía almacenada en la molécula de glucosa.
Contienen dos membranas que forman compartimientos externos e internos.
Tienen su propio ADN y sus propios ribosomas.
Parecen bacterias y se cree que evolucionaron por endosimbiosis.
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Plástidos y cloroplastos
Plástidos- organelos que llevan a cabo fotosíntesis (cloroplastos) o que sirven para almacenaje (cromoplastos, amiloplastos)
Parecen bacterias y se cree que evolucionaron por endosimbiosis.
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Resumen gráfico de la teoría de endosimbiosis
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La vacuola central Este organelo ocupa del 50
al 90 por ciento del interior de la célula vegetal.
Almacena aminoácidos, azúcares, iones, desperdicios y toxinas.
Su presión interna mantiene la firmeza o turgencia de los tejidos vegetales. La presión de turgor es importante para mantener la rigidez de las plántulas y otros tejidos jóvenes.
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4.13 El citoesqueleto dinámico
Las células eucariotas poseen una extensa y dinámica red interna, llamada citoesqueleto, que se compone de filamentos de proteína interconectados. Una parte del citoesqueleto es permanente y otra parte es temporera.
El citoesqueleto refuerza, organiza y mueve estructuras.
En la foto superior el citoesqueleto aparece en verde, en la inferior aparece en amarillo.
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Componentes del citoesqueleto
Microtúbulos- cilíndros largos y huecos hechos de tubulina.
Microfilamentos- compuestos mayormente de la proteína actina, forman una corteza o malla debajo de la membrana celular.
Filamentos intermedios- ayudan a mantener la estructura de la célula.
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Proteínas motoras
Proteínas que mueven moléculas a lo largo de vías hechas de microtúbulos y microfilamentos.
El movimiento es energizado por ATP. Ejemplo: kinesinas.
En esta ilustración, una molécula de kinesina “camina” sobre un microtúbulo para transportar una proteína.
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Cilios, flagelos y pseudópodos Los cilios y los flagelos son estructuras en forma de látigo
formadas por microtúbulos con un arreglo de 9 pares periféricos y un par central. Crecen a partir de un centriolo forma un cuerpo basal.
Los pseudópodos son usados por algunos glóbulos blancos y por las amebas para moverse y para atrapar a sus presas.
Ameba
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Estructura de cilios y flagelos
Cuerpo basal
Arreglo 9+1 de microtúbulos
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Movimiento de cilios y flagelos
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Biodiversidad- Magnolia portoricensis
La jagüilla es una de dos dos especies de magnolias endémicas (exclusivas) de Puerto Rico. Vive en la Cordillera Central desde Maricao hasta Cayey.
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