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Biología Celular
CBI 111
Instituto de Ciencias Naturales
Organización interna de la célula:
organelos y citoplasma
Clase 3
Objetivos
•Reconocer la importancia de la compartimentalización intracelular.
•Relacionar estructura y función de los principales organelos membranosos.
•Comprender la importancia del flujo de membranas intracelular para el
funcionamiento de la célula.
•Desarrollar actitudes que suelen asociarse al trabajo científico tales como la
capacidad crítica y la apertura ante nuevas ideas.
Clase 3: Organización interna de la célula:
organelos y citoplasma
• Citoplasma: estados sol y gel.
• Sistemas de endomembranas.
• Organelos: núcleo, mitocondria, vacuola, retículo endoplasmático, complejo de
Golgi y peroxisomas.
• exosomas
Bibliografía Obligatoria:
“Biología molecular de la célula”. Alberts, Bruce y otros. Omega, Ediciones , 2004.
Bibliografía Complementaria:
“Biología Celular y Molecular” . De Robertis, Eduardo M.F. Ateneo, El.14a Edición. 2001
“Biología Celular y Molecular” Conceptos y Experimentos. Karp, Gerald . McGraw-Hill. Interamericana. 2006
“Cooper’s La célula”. Geoffrey Cooper, Marbán, 2ª Edición. 2004.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
¿Qué tiene la célula dentro? Citosol como
componente acuoso del citoplasma celular
Las células están muy lejos de ser simples bolsas
de agua donde flotan sus componentes.
El interior de una célula esta lleno de una serie de
biomoléculas que dificultan la difusión de elementos
en el interior.
El Citosol está constituido por una fase
dispersante (o solvente) y una Fase dispersa (o
soluto)
El interior de la célula está muy lejos de ser una zona muerta. Posee gran cantidad de solutos disueltos
que pueden organizarse de distintos modos.
Estos cambios en la organización del citosol son muy importantes para el desarrollo de ciertas
Mycoplasma David S. Gossel
reacciones.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
¿Por qué tener membranas internas?
La creación de compartimentos dentro de la célula, ayuda a generar espacios en lo que se llevan a cabo
reacciones específicas que no podrían llevarse a cabo de manera eficiente en el citoplasma.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
El núcleo celular… la gran base de operaciones
cromatina
Poro
nuclear
Envoltura nuclear
Poro nuclear
Envoltura nuclear
Nucleolo
Nucleolo
Cromatina
Envoltura nuclear
Ribosomas
Poro nuclear
El núcleo es el gran reservorio de información. Allí se almacena el material genético, familia de
moléculas encargadas de almacenar y transmitir la información. Esta información se encuentra
celosamente guardada y solo aquellas moléculas con un péptido señal particular podrán pasar a través
del complejo de poro.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
Mitocondria, el motor de la maquinaria celular
Matriz
mitocondrial
Cresta
mitocondrial
Membrana
interna
Membrana
Externa
Las mitocondrias son organelos en cargados de la producción de energía química a través del proceso
de respiración celular. Su estructura de doble membrana, la existencia de un genoma propio y su
mecanismo de división, ha llevado a postular que este organelo proviene de un procarionte
heterótrofo aerobio, el cuál fue incorporado a la célula a través de un proceso de simbiosis. (clase
anterior)
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
Plastos, el hogar de la fotosintesis
Grana
Tilacoide
Los plastos (o plastidios) pueden tener función fotosintética (como los cloroplastos, rodoplastos y
feoplastos) y de almacenamiento (amiloplastos, oleoplastos, proteinoplastos). Poseen una estructura
similar a la de la mitocondria y también poseen un genoma propio. En los cromoplastos, los cromoforos
de cumulan en una estructura llamada tilacoide, lugar donde ocurren los procesos fotosintéticos.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
Reticulos, la gran maquinaria sintética de la célula
Reticulo
endoplasmático
Liso
Ribosomas
Reticulo
endoplasmático
Rugoso
Grana
Envoltura nuclear
Ribosomas
Cisternas
El retículo endoplasmático recibe su nombre
de la forma de red con la que se había descrito
inicialmente. Existen dos tipos, uno llamado
rugoso ya que posee ribosomas asociados en la
superficie, ahí se sintetizan y glicosilan
proteínas. El retículo endoplasmático liso
(conectado con el rugoso) se encarga de la
síntesis de lípidos, desintoxicación de la célula
y almacenamiento de calcio.
Reticulo
endoplasmático
Liso
Reticulo
endoplasmático
Rugoso
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
Aparato de Golgi, una gran refinería de proteínas
Cara trans
Vesículas
secretorias
Vesículas en
transferencia
Cisternas
Cara Cis
Transporte desde
el Reticulo
endoplasmático
Rugoso
Las proteínas que se sintetizan en el Retículo endoplasmático rugoso llegan al Aparato de Golgi, un
aparato formado por una serie de cámaras en donde las proteínas van sufriendo modificaciones que
las preparan para ser liberadas en la ruta secretoria o bien formar parte de otros endosomas como
los peroxisomas.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
El retículo endoplasmático rugoso y el aparato de
Golgi forman parte de la ruta secretoria
Las proteínas que se sintetizan
en el retículo endoplasmático
rugoso pasan al aparato de Golgi
a través de un sistema de
vesículas conocido como ERGIC.
Estas proteínas son procesadas
en el aparato de Golgi, donde
son procesadas para luego ser
secretadas o formar parte de
otros endosomas. Este sistema
formado por el retículo y el
aparato de Golgi se conoce
como ruta secretoria y es vital
para la secreción de proteínas y
la producción de endo y
exosomas.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
Endosomas, exosomas y lisosomas: maquinaria de
comunicación y regulación.
Vesícula recubierta
Proteína unida
a la membrana
Mincheva,2010
Early endosomes: Endosomas tempranos.
Cytoplasmatic proteins: Proteinas citoplasmaticas.
MVB: Multi Vesicular Body, Cuerpos Multivesiculares.
RER: Reticulo Endoplasmático Rugoso.
GC: Complejo de Golgi.
Lysosomes: Lisosoma.
El procesamiento e inclusión de las señales
externas es un proceso que ha tenido un
fuerte desarrollo durante los últimos años por
su importancia en inmunología y la fisiología
de enfermedades como el Parkinson,
Alzheimer y la encefalopatía espongiforme.
En estos procesos las señales son recogidas
del extracelular a través de invaginaciones de
la membrana, las que forman los endosomas
tempranos. Estos maduran al incorporar
proteínas del extracelular y unirse con
vesiculas del golgi, formando los cuerpos
multivesiculares. Según el tipo de señal o las
condiciones, estos endosomas pueden formar
lisosomas o bien exosomas. Los primeros
tienen que ver con la incorporación de
distintos elementos a la célula, Estos últimos
pueden cargar señales como ARN, proteínas o
lípidos entre células y suelen encontrarse en
fluidos como la orina y la sangre. Estos
exosomas actualmente se encuentran en
estudio como posibles herramientas
diagnosticas para una serie de enfermedades.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
Lisosomas: Digestión Celular y Autofagia
Los lisosomas son organelos muy importante, ya que
permiten la digestión celular. Este proceso implica la
activación de una serie de proteínas, llamadas enzimas,
que funcionan en medio acido y que son capaces de
romper y degradar otras macromoléculas.
El proceso de digestión celular no solo incluye a otras
células, si no que puede incluir a organelos de la misma
célula gatillando la renovación de estos o bien como
inicio de un proceso de muerte celular programada
(apoptosis*).
* Estudiaremos la apoptosis con mucho mas detalle
durante las próximas clases.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
Peroxisomas: Regulación metabólica y control de
los radicales libres
El peroxisoma es un organelo membranoso presente en casi
todas las células eucariontes. Uno de los procesos metabólicos
más importantes que se lleva a cabo en los peroxisomas es la
B-oxidación de los ácidos grasos de cadena largas. El
peroxisoma también está implicado en la síntesis de bilis,
colesterol , metabolismo de aminoácidos, y el metabolismo de
purinas. Fallas en la producción y metabolismo de peroxisomas
se ha asociado con varios desórdenes genéticos, ya que estos
además son capaces de regular la producción de radicales
libres, los que pueden producir daños oxidativos en el ADN.
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
Resumen
El interior de la célula está muy lejos de ser una zona muerta. Posee gran cantidad de solutos disueltos que pueden
organizarse de distintos modos.
La creación de compartimentos ayuda a generar espacios en lo que se llevan a cabo reacciones específicas.
El núcleo es el gran reservorio de información. Allí se almacena el material genético.
Las mitocondrias son organelos en cargados de la producción de energía química a través del proceso de respiración
celular.
Las mitocondrias son organelos en cargados de la producción de energía química a través del proceso de respiración
celular.
Su estructura de doble membrana, la existencia de un genoma propio y su mecanismo de división, ha
llevado a postular que tanto la mitocondria como los plastidios son producto de un proceso de simbiosis
Existen dos tipos de retículos, uno llamado rugoso que posee ribosomas asociados, ahí se sintetizan y glicosilan
proteínas.
El retículo endoplasmático liso se encarga de la síntesis de lípidos, desintoxicación de la célula y almacenamiento
de calcio.
El Aparato de Golgi esta formado por una serie de cámaras en donde las proteínas van sufriendo modificaciones
Los exosomas pueden cargar señales entre células y suelen encontrarse en fluidos como la orina y la sangre, estos se
encuentran en estudio como posibles herramientas diagnosticas.
El peroxisoma es un organelo membranoso presente en casi todas las células eucariontes asociado con la B-oxidación
de los ácidos grasos de cadena largas y otros procesos fisiologicos
Clase 3: Organización interna de la célula: organelos y citoplasma.
Óptico
según la
La célula
estudiada por el
Microscopio
Barrido
como
el
Electrónico
Teoría
celular
puede
ser
es la
unidad
Genética
Fisiológica
Membrana
plasmática
Morfológica
Procariota
Haz de
electrones
Núcleo
puede ser
permite visualizar
estructuras
Muertas
Vivas
Ultraestructura
Matriz
extracelular
Vegetal
Fotones de
luz visible
permite
permite visualizar
conocer la estructuras
Pared
celular
Eucariota
Animal
Citoplasma
puede
presentar
istingue dos tipos de organización
utiliza
utiliza
constituida por
Transmisión
permite
visualizar
constituido
presente en
Citosol
por
Orgánulos
celulares
Citoesqueleto
es
ausente en
los clasificamos en
No
membranosos
presentes en
Membranosos
pueden
ser
Energéticos
constituyen el
son
son
Ribosomas
Inclusiones
Sistema de
citomembranas
Peroxisomas
Cloroplastos
formado por
Retículo
endoplasmático
exclusivos de
Aparato de
Golgi
Vacuolas
Lisosomas
Mitocondrias
MATERIAL ACADÉMICO PROPIEDAD DE UDLA ELABORADO
POR EQUIPO DE BIOLOGIA
LIDER ACADÉMICO CBI111: Germán Fernández