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Características
estructurales y mecanismo
de transporte de la células
C.D.E.E. Sandra Vázquez Coria
Marzo 2014
http://www.uaeh.edu.mx/virtual
LA CÉLULA
por su
ESTRUCTURA
pueden ser
EUCARIÓTICA
PROCARIÓTICA
CÉLULA PROCARIÓTICA
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Son células muy pequeñas, miden entre 0.2 y 10 micras.
Carecen de un núcleo integrado.
Su material nuclear se encuentra disperso en el citoplasma formando el nucleoide.
Constituyen los organismos unicelulares que integran los dominios Bacteria y Archaea.
No poseen membrana nuclear, sus cromosomas se encuentran en el citoplasma.
•
Tienen una membrana citoplasmática constituida por una capa muy fina, flexible y
estructuralmente débil, muchos procariontes poseen una pared celular, que es una capa
adicional mas resistente y relativamente rígida que se sitúa por encima de la membrana
citoplasmática impidiendo que se hinchen y exploten.
•
Muchos organismos procariontes secretan una cápsula, formada por polisacáridos, que se
localiza en la pared celular.
•
Carecen de la mayoría de las estructuras celulares.
•
Su citoplasma casi no presenta movimiento
•
Pueden presentar unas proyecciones llamadas pilus o fimbria, por las que se lleva a cabo
intercambio de ADN y también les sirven para unirse a las superficies.
•
Algunos procariontes poseen flagelos, que son una extensión de la membrana celular, que les
permiten impulsarse en medios líquidos.
CÉLULA EUCARIÓTICA
•
•
•
Proviene de eu, verdadero y karyon, núcleo
Se caracterizan por tener un núcleo verdadero limitado por una membrana.
Este tipo de células compone a todos los seres vivos que se encuentran en los reinos Protista,
Fungi, Plantae y Animalia que integran el dominio Eukarya.
CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS
•
Poseen un verdadero núcleo que contiene cromosomas y uno o más nucleolos.
•
Su proceso de división celular por mitosis en las células somáticas( que forman los
organismos) y por meiosis en las células reproductoras.
•
Su tamaño varía entre 10 a 100 micras.
•
Presencia de organelos, como cloroplastos, mitocondrias, vacuolas, etc.
•
Las células eucarióticas de animales y hongos se caracterizan por ser heterótrofas y tienen
respiración aerobia ( excepto levaduras)
•
Las células eucarióticas de plantas y protistas fotosintéticos (algas) son autótrofas y de
respiración aerobia
•
Las células eucarióticas animales carecen de pared celular.
•
La mayor parte se encuentra formando tejidos.
•
Las células eucariotas presentan un complejo sistema de membranas internas que llega a
ocupar la mitad de la célula. Es el sistema endomembranoso que divide la célula en diversos
compartimentos (ap. Golgi, retículo endoplasmático, vesículas, lisosomas, etc.). En cada uno de
ellos se realiza una función específica, una reacción bioquímica vital para el correcto
funcionamiento de la célula.
•
Muchos de los orgánulos celulares están interrelacionados y complementan su función.
•
Existen dos tipos de compartimentos, además de los del sistema endomembranoso que
muestran una doble membrana y son orgánulos productores de energía: mitocondrias y
cloroplastos.
LA CÉLULA
EUCARIOTICA
por su
ORIGEN
puede ser
VEGETAL
ANIMAL
ORGANIZACIÓN PLURICELULAR
•
Todo ser pluricelular esta formado por células eucariotas.
•
Tienen presencia de tejidos (asociación de células eucariotas con el mismo aspecto, forma y
función biológica).
•
Todos los tejidos se forman a partir del cigoto, mediante sucesivas divisiones da lugar a
diferentes células y se forman los tejidos.
•
Entre los seres pluricelulares los tejidos se asocian entre sí para dar lugar a los órganos, que
realizan un trabajo biológico concreto.
•
Los órganos también se agrupan formando a los aparatos.
ORGANIZACIÓN PLURICELULAR
CÉLULA EUCARIÓTICA VEGETAL
•
Este tipo de célula posee membrana celular, dentro del citoplasma los siguientes organelos:
ribosomas, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, mitocondrias (fabrican ATP),
vacuolas (depósito de almacenamiento), núcleo con ADN en su interior (el núcleo dirige a las
células), pared celular alrededor de la membrana biológica y cloroplastos.
CÉLULA EUCARIÓTICA ANIMAL
•
Este tipo de célula posee membrana celular, dentro del citoplasma los siguientes organelos:
ribosomas, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, mitocondrias (fabrican ATP),
vacuolas (depósito de almacenamiento), núcleo con ADN en su interior (el núcleo dirige a las
células), centriolos y lisosomas.
VEGETAL
ANIMAL
ORGÁNULOS DE LA CÉLULA
CÉLULA ANIMAL
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1 Membrana plasmática
2 Retículo endoplasmático granular
3 Retículo endoplasmático liso
4 Aparato de Golgi
5 Mitocondria
6 Núcleo
7 Ribosomas
8 Centrosoma (Centriolos)
9 Lisosomas
10 Microtúbulos (citoesqueleto)
CÉLULA VEGETAL
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•
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•
•
•
1 Membrana plasmática
2 Retículo endoplasmático granular
3 Retículo endoplasmático liso
4 Aparato de Golgi
5 Mitocondria
6 Núcleo
7 Ribosomas
8 Cloroplasto
9 Pared celulósica
10 Vacuola
MEMBRANA PLASMÁTICA O CELULAR
•
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•
Rodea a toda la célula y mantiene su integridad.
Está compuesta por dos sustancias orgánicas: proteínas
y lípidos, específicamente
fosfolípidos.
Los fosfolípidos están dispuestos formando una doble capa, donde se encuentran sumergidas
las proteínas.
Es una estructura dinámica.
Es una membrana semipermeable o selectiva, esto indica que sólo pasan algunas sustancias
(moléculas) a través de ella.
Tiene la capacidad de modificarse y en este proceso forma poros y canales.
•
Los fosfolípidos forman una estructura fluida, que permite el desplazamiento o movimiento dentro
de ésta. Estos movimientos son importantes en los procesos de transporte a través de la
membrana.
•
Glúcidos: se asocian a los lípidos formando glucolípidos o a las proteínas formando
glucoproteína. Están situados en la cara de la membrana que da al medio extracelular y forma el
llamado glucocálix.
•
Esta disposición de los glúcidos y las proteínas y el hecho de que los lípidos de las dos
monocapas sean distintos, da a la membrana plasmática un claro carácter asimétrico.
•
En las membranas de células eucariontes, el colesterol se encuentra en proporción elevada.
Su disposición es intercalada entre los fosfolípidos. Es de estructura más rígida, lo que hace
que limite la movilidad de los fosfolípidos, proporcionando estabilidad mecánica a la membrana, y
reduzca su permeabilidad.
FUNCIONES GENERALES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
•
En general se encarga de relacionar a la célula con su medio externo o a unas células con otras.
No es tan sólo una estructura que sirva para mantener encerrada a la célula e impedir que se
escape el contenido de su citoplasma. También está dotada de una gran actividad y desempeña
numerosas funciones, como por ejemplo:
•
Recibir y transmitir señales, es decir, controlar el flujo de información entre las células y su
entorno. Esto es posible gracias a que la membrana contiene receptores específicos para los
estímulos externos. A su vez, algunas membranas generan señales, que pueden ser químicas o
eléctricas (p.ej. las neuronas).
•
Reconocer células por medio de receptores de forma que sólo pueden interactuar células o
virus que reconocen esos receptores de la membrana (p.ej.: en la fecundación, los
espermatocitos reconocen los gametos femeninos de la propia especie; muchos virus y bacterias
reconocen células que infectarán cuando se unen previamente a sus receptores; las células
similares se reconocen y se adhieren entre sí para formar tejidos).
•
Delimitar compartimentos intracelulares.
•
Mantener una permeabilidad selectiva mediante el control del paso de sustancias entre el
exterior y el interior de la célula. Es el denominado transporte celular a través de la membrana.
TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
•
Para vivir, la célula necesita intercambiar sustancias con el medio externo. La bicapa lipídica
sólo permite el paso de moléculas lipófilas, pero las proteínas de la membrana van a regular el
paso selectivo de moléculas polares.
•
El transporte de las sustancias puede realizarse de dos maneras:
Pasivo y activo.
TRANSPORTE PASIVO
•
Difusión de sustancias siempre a favor de su gradiente. El gradiente puede ser de
concentración o eléctrico. El gradiente electroquímico es originado por la suma de ambos. Este
transporte puede darse por:
•
Difusión simple: las moléculas pasan a favor de su gradiente electroquímico. Puede producirse
a través de la bicapa lipídica, aprovechando los pequeños huecos entre fosfolípidos, o a través de
canales proteicos que actúan como poros de la membrana.
•
Difusión facilitada: transporte de moléculas mediante proteínas transmembranosas específicas
o permeasas. Permite el paso de sustancias más grandes (aminoácidos, glucosa, sacarosa).
•
No requiere de energía en forma de ATP
DIFUSIÓN SIMPLE
•
Es usado por moléculas pequeñas y sin carga eléctrica, como el oxígeno (O2), el nitrógeno (N2),
el dióxido de carbono (CO2), el alcohol y el agua, que pueden difundir rápidamente, a través de
la bicapa lipídica, a favor de su gradiente de concentración.
DIFUSIÓN FACILITADA
•
Este transporte es usado por las moléculas que no pueden cruzar la membrana porque tienen
carga (como los iones y aminoácidos, entre otros) o porque son de mayor tamaño molecular e
hidrofílicas. Entonces, utilizan las proteínas transmembrana, que son las puertas que le permiten
el acceso al interior de la célula.
TRANSPORTE ACTIVO
•
El transporte de las sustancias se realiza en contra de su gradiente electroquímico, por lo que
siempre se requiere un gasto de energía, en forma de ATP Las proteínas transportadoras se
denominan bombas.
•
La bomba de Na+ y K+ es un ejemplo de transporte activo.
MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
BIOLÓGICA
1.
2.
3.
4.
Difusión a través de la bicapa lipídica
Difusión a través de un canal proteico
Transporte pasivo facilitado
Transporte activo
OSMOSIS
•
Es un transporte que consiste solamente en el movimiento de moléculas de agua, desde una
zona de mayor concentración de agua a otra de menor concentración a través de una
membrana.
•
Este mecanismo de transporte se comporta según el tipo de solución en que se encuentre la
célula. Cuando hablamos de tipos de soluciones nos referimos a la concentración de solutos
que hay en una solución, en la que el agua es el solvente y la concentración de dicha solución
es comparada con la concentración de solutos de una célula.
TIPOS DE SOLUCIONES
•
Soluciones isotónicas: Son soluciones que presentan la misma concentración de agua y de
soluto a ambos lados de la membrana celular. Se adquiere lo que se conoce como un equilibrio
dinámico, es decir, entra tanta agua como sale y entran tantos solutos como salen.
•
En las células animales, este ingreso de agua produce la ruptura celular, llamada hidrolisis, y
en las células vegetales, que tienen por fuera de su membrana celular una pared celular rígida,
sólo se produce un aumento de presión interna, llamada turgencia.
turgencia
SOLUCIONES HIPOTÓNICAS
•
Son soluciones en las que se presenta una menor concentración de solutos y una mayor
concentración de agua. En este caso la célula intenta establecer un equilibrio con su medio, por
lo tanto, los solutos salen de la célula a la solución y el agua de la solución entra a la célula. Esto
produce que la célula se empiece a hinchar, es decir, que se sobrehidrate, como un globo de
agua; mientras más intenta establecer un equilibrio con su medio ambiente, más agua entra.
SOLUCIONES HIPERTÓNICAS
•
Soluciones hipertónicas: Son soluciones en las que la concentración de soluto es mayor y
una menor concentración de agua. En este caso, la célula intenta establecer un equilibrio con su
medio, por lo tanto, los solutos entran de la solución a la célula y el agua de la célula sale a la
solución. Esto produce que la célula empiece a perder agua, o sea, se deshidrate.
•
En las células animales, produce que se arruguen y pierdan su agua, proceso
llamado crenación.
•
En las células vegetales que tienen por fuera de su membrana celular una pared celular rígida,
produce la pérdida de presión interna llamada plasmólisis, lo que provoca que las hojas de una
planta que hemos olvidado regar, caigan. Esta plasmólisis puede ser parcial, es decir, la planta
recuperará la turgencia, si nos acordamos dentro de la semana de regar. Pero también puede
ser total, vale decir, que si pasamos de la semana sin regar la planta, está muera por
deshidratación.
TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS
•
Los mecanismos antes mencionados no permiten el paso de moléculas demasiado grandes como
polisacáridos, proteínas y otras células. En estas situaciones, se utilizan los sistemas de
transporte de exocitosis y endocitosis. Ambos mecanismos utilizan vesículas, pliegues de la
membrana plasmática alrededor de la partícula a ingresar o sacar, que finalmente la envuelven y
encierran para su transporte, con el propósito de entrar o salir de la célula.
ENDOCITOSIS
•
La endocitosis es un sistema de transporte de sustancias relativamente grandes que
contribuyen a la alimentación de la célula.
•
Existen dos modalidades de endocitosis:
•
Fagocitosis
•
Pinocitosis
FAGOCITOSIS
•
Cuando lo que se incorpora al interior celular son partículas sólidas relativamente grandes. En el
caso de los organismos unicelulares, tiene una función sobre todo alimenticia; seres como las
amebas que pueden deformar su cuerpo, cuando tienen a su alcance una partícula alimenticia,
emiten unas prolongaciones citoplasmáticas llamadas pseudópodos, con los que la rodean
formando una vacuola digestiva, donde queda englobada la partícula de alimento y en donde es
digerida. En los seres pluricelulares la fagocitosis, más que un proceso de nutrición celular,
representa un mecanismo defensivo realizado por células especializadas llamadas fagocitos.
PINOCITOSIS
•
Es la ingestión de líquidos mediante la formación de invaginaciones que engloban los líquidos y
se estrangulan formando vacuolas digestivas. A veces es un mecanismo destinado a introducir
sustancias de reserva en las células.
EXOCITOSIS
•
Es un mecanismo contrario a la endocitosis, consiste en la liberación al exterior de la célula de
productos elaborados por ella, es por tanto un fenómeno de excreción. La exocitosis está
precedida de una fase de migración de los gránulos que contienen las sustancias que se van a
liberar; se van aproximando a la membrana plasmática hasta adherirse a su cara interna. La
exocitosis propiamente dicha consistiría en la rotura de la membrana del gránulo, con lo que se
abre al exterior y libera el contenido.
http://www.stanford.edu/group/Urchin/GIFS/exocyt.gif.
REFERENCIAS
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Biología para todos, biologia-para-todos-rig.blogspot.com/2007/11/... Consultado el 20 de julio
2009
Célula procariota
http://www.territorioscuola.com/wikipedia/es.wikipedia.php?title=C%C3%A9lula_procariota
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Estructuras celulares: Las envolturas,
http://es.geocities.com/batxillerat_biologia/celembolcalls.htm, Consultado el 21 de julio 2009
Gama Ángeles, Biología I un enfoque constructivista, Pearson Perentice Hall, México 2007
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REFERENCIAS
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Membrana plasmática, http://morfoudec.blogspot.com/2008/07/membrana-plasmtica.html,
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Niveles de organización, http://chinchay.blogspot.com/2007_05_01_archive.html Consultado el
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Vázquez C, Rosalino, Biología, Grupo Patria Cultural, México D.F. 2006