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ORGANIZACIÓN DE LA CÉLULA LICDA. ANDREA CIFUENTES Ribosomas Gránulos de ARNr y proteínas ribosómicas. Libres y asociados a determinadas membranas internas. Dos partes principales: Subunidad grande Subunidad pequeña o Función principal: síntesis de proteínas o Contienen enzima necesaria para formar enlaces peptídicos o Ensamblaje de proteínas Retículo Endoplasmático Red de membranas internas que envuelven al núcleo y se extienden por el citoplasma. Conexión entre membrana externa de la envoltura nuclear y membrana del ER, por medio de la luz del ER. Enzimas: reacciones químicas Dos regiones: ER rugoso Ribosomas adheridos Aspecto áspero o rugoso Síntesis y ensamblaje de proteínas Enzimas de la Luz del RE Enzimas carabinas o acompañantes , catalizan plegamiento de las proteínas. Vesículas de transporte: medio de transferencia de proteínas, se desprenden de la membrana del ER. ER Liso Forma tubular No tiene ribosomas unidos. Sitio principal de síntesis de: Fosfolípidos Colesterol Esteroides Ácidos grasos Complejo de Golgi Pilas de sacos membranosos aplanados = cisternas Cada saco posee un espacio interno o luz. Su espacio interno y su membrana no tienen continuidad, como en el ER. Cada pila tiene 3 zonas: caras cis y trans, región medial o intermedia Cara cis: cerca del núcleo Recibe materiales de vesículas de transporte que provienen del ER. Cara trans: cerca de la membrana plasmática Empaca moléculas en vesículas y las transporta hacia fuera. En células vegetales producen polisacáridos extracelulares, son componentes de la pared celular. En células animales, manufactura lisosomas. Función: procesador, clasificador y modificador de proteínas. Lisosomas Pequeños sacos de enzimas digestivas. Desdoblan moléculas complejas: •Lípidos •Proteínas •Carbohidratos •Ácidos nucleicos Degradan bacterias o desechos que han sido ingeridos por células fagocíticas. LISOSOMAS PRIMARIOS: se forman en el complejo de Golgi Mediante la formación de un lisosoma secundario, que degrada los componentes de las moléculas ingeridas. Enzimas lisosómicas: Son liberadas en la célula para procesos normales, degradan organelos para ser reutilizados como fuente de energía (apoptosis). Peroxisomas Organelos membranosos contienen varias enzimas, catalizan reacciones metabólicas donde el hidrógeno debe ser oxidado en distintos compuestos. Subproducto de estas reacciones es peróxido de hidrógeno (tóxico). Contienen catalasa, enzima que descompone el peróxido de hidrógeno. Los peroxisomas son abundantes en células que sintetizan, almacenan o degradan lípidos. Una de sus funciones principales es degradar moléculas de ácidos grasos. Los peroxisomas también sintetizan ciertos fosfolípidos que son componentes de la cubierta aislante de las células nerviosas. Se encuentran en grandes cantidades en células que sintetizan, almacenan o descomponen lípidos. Glioxisomas: peroxisomas especializados, contienen enzimas que convierten en azúcares las grasas almacenadas. •Fuente de energía y componente necesario para síntesis de otras sustancias. Las células de levadura que se desarrollan en un medio rico en alcohol, producen gran cantidad de peroxisomas, que degradan el alcohol. Los peroxisomas de las células hepáticas y renales del ser humano degradan el etanol. Vacuolas Saco membranoso grande, carece de estructura interna. Tonoplasto: membrana vacuolar parte del sistema endomembranoso. En células vegetales, importantes para su crecimiento y desarrollo. Ocupa el 80% del volumen de las células vegetales, contiene: Agua Depósito de alimentos Sales Pigmentos Desechos Almacenamiento de compuestos inorgánicos en células vegetales y proteínas en las semillas. Funciones que llevan a cabo los lisosomas en células animales corresponden a la vacuola en las células vegetales, como: •Eliminación de productos de desecho metabólicos tóxicos. •Reciclaje de desechos •Formación de cristales en su interior •Destrucción de organelos y componentes cuando no son necesarios Almacenamiento de compuestos nocivos para hervívoros, como medio de defensa. También presentes en células animales y protistas unicelulares: Vacuolas alimentarias o digestivas: en protozoos, se fusionan con lisosomas para poder digerir los alimentos. Vacuolas contráctiles: extraen de la célula el agua excesiva. Mitocondrias y Cloroplastos Organelos convertidores de energía Las células obtienen energía del entorno: en forma de energía química (alimentos) o en forma de energía luminosa. Convierten esta energía a energía que las células pueden utilizar. ATP Contienen pequeñas cantidades de ADN. Mitocondria Organelos presentes en células eucariotas: plantas, animales, hongos y protistas. Sitio donde ocurre la respiración celular aerobia Reacciones que convierten la energía química de determinados alimentos en ATP. Necesita oxígeno y libera dióxido de carbono como producto de desecho. Limitada por una doble membrana, que forma dos compartimientos diferentes: 1. Espacio intermembranoso: compartimiento que se forma entre la membrana interna y externa 2. Matriz: Compartimiento rodeado por la membrana interna. Enzimas que degradan moléculas alimentarias y convierten su energía en otras formas de energía química. Membrana mitocondrial externa: Superficie lisa Permite paso de muchas moléculas pequeñas Membrana mitocondrial interna: No es lisa sino que se pliega repetidas veces Regula estrictamente los tipos de moléculas que pueden atravesarla Crestas (pliegues): Se extienden en el interior de la matriz Superficie para reacciones químicas que transforman la energía química de las moléculas alimenticias en energía química almacenada en ATP. (CICLO DE KREBS) Serie de enzimas y proteínas necesarias para estas reacciones. Cloroplastos Presentes únicamente en células vegetales (plantas) y algas (protistas). Realizan un conjunto de reacciones de conversión de energía denominada fotosíntesis. Contienen clorofila: un pigmento verde, capta energía luminosa necesaria para la fotosíntesis. Otros pigmentos fotoabsorbentes amarillos y anaranjados, llamados carotenoides. Algas tienen un solo cloroplasto grande generalmente, mientras que las células vegetales tienen de 20 a 100. Estructuras discoides, con un elaborado sistema de membranas plegadas. Dos membranas (interna y externa), con un espacio intermedio, que separan al cloroplasto del citosol. Membrana interna encierra un espacio lleno de líquido llamado estroma. Estroma: Contiene enzimas, que catalizan la producción de carbohidratos a partir de dióxido de carbono y agua, mediante el uso de energía solar. La membrana interna se pliega para formar un tercer sistema de membranas internas: conjunto de sacos discoides aplanados interconectados se llaman tilacoides. Apilamientos de tilacoides se llaman grana Espacio tilacoidal: Compartimiento formado por las membranas tilacoidales. Ricas en clorofila Participan en la formación de ATP. Clorofila capta la energía de la luz solar, la cual sirve para formar: Moléculas de ATP Otros compuestos de transferencia de energía Carbohidratos a partir de dióxido de carbono y agua en el estroma. Plastidios Grupo de organelos que producen y almacenan materiales alimenticios en células de plantas y algas. Se encuentran los cloroplastos Se derivan de organelos precursores llamados proplastidios o proplastos, maduran y se convierten dependiendo de la función de la célula en una variedad de plastidios especializados Tipos de plastidios 1. Cloroplastos 2. Cromoplastos Se forman cuando los protoplastidios son estimulados por exposición a la luz. Contienen pigmentos que confieren colores característicos a flores y frutos. Atraen animales polinizadores y dispersores de semillas. 3. Leucoplastos Plastidios no pigmentados Amiloplastos: Almacenan almidón en las células de semillas, raíces y tubérculos. Citoesqueleto Las células pueden cambiar de forma e incluso moverse. • Densa red de fibras proteínicas Funciones: Resistencia mecánica Capacidad para moverse Proporciona su forma Transporte de materiales dentro de la célula División celular Estructura Constituida por tres tipos de filamentos: • Microtúbulos • Microfilamentos (filamentos de actina) • Filamentos intermedios Microtúbulos Filamentos más gruesos del citoesqueleto Participan en el desplazamiento de los cromosomas durante la división celular Componentes estructurales de cilios y flagelos 1. 2. Constan de dos proteínas similares: Tubulina alfa Tubulina beta Se unen para formar un dímero (molécula compuesta por dos unidades más sencillas: monómeros) Los microtúbulos se alargan por adición de dímeros de tubulina Tienen dos extremos, uno llamado “más” y el otro “menos”. Extremo “+” crece más rápido Proteínas asociadas a microtúbulos (MAP): MAP fibrosas o estructurales: ayudan a regular el ensamblaje de microtubulos y entrelazan los microtubulos con otros polimeros del citoesqueleto. Motores: utilizan energía de ATP para producir movimiento de organelos y materiales en el interior de la célula. Los microtúbulos sirven como vías de transporte a lo largo de las cuales se desplazan los organelos a diferentes lugares de la célula. Cinesina: proteína motora, desplaza organelos hacia el extremo “más” de un microtúbulo. Dineína: proteína motora, transporta organelos hacia el extremo “menos” de un microtúbulo. Este movimiento de la Dineína se conoce como transporte retrogrado, para el cual también es necesario un complejo proteínico llamado dinactina = une la Dineína al micro túbulo y al organelo Centro organizador de microtúbulos Para que los microtubulos actuen como soporte estructural o participen en el movimiento celular, deben anclarse a otras partes de la célula. El extremo menos de los microtúbulos está anclado a regiones llamadas centros organizadores de microtúbulos (MTOC). • El principal centro organizador de microtúbulos (MTOC) es el centrosoma. • Estructura importante para la división celular • Contiene dos centriolos, compuestos de 9 conjuntos de tres microtúbulos que forman un cilindro hueco. Se duplican antes de la división celular. HUSO MITÓTICO Subunidades de tubulina se reensamblan en una estructura llamada huso mitótico. Sirve como soporte para la distribución ordenada de los cromosomas durante la división celular. Cilios y flagelos Proyecciones diminutas de la superficie de la célula que permiten el movimiento celular. Constituidos por microtúbulos Flagelos: proyecciones relativamente largas, la célula posee uno o pocos apéndices. Cilios: apéndices cortos, los posee en grandes cantidades. Frecuentes en organismos unicelulares y en multicelulares pequeños. En animales y algunas plantas, los flagelos sirven como cola de los espermatozoides, los cilios se encuentran en células animales que revisten conductos internos del cuerpo. Función: Desplazamiento celular en ambientes líquidos Desplazamiento de líquidos y partículas a lo largo de la superficie celular Estructura Consisten en: Tallo cilíndrico, cubierto por una extensión de la membrana plasmática. Centro del tallo: contiene grupo de microtúbulos, compuestos por 9 pares unidos en la circunferencia y dos no pareados en el centro. Cuerpo basal: estructura por medio de la cual están anclados los cilios o flagelos a la célula. Los microtúbulos se mueven deslizándose en pares uno respecto al otro, la fuerza se genera en las proteínas de dineína asociadas + la energía del ATP. Cilios: se mueven como remos, alternando movimientos de empuje y recuperación y ejerciendo una fuerza paralela a la superficie celular. Flagelos: se mueven como un látigo, ejerciendo una fuerza perpendicular a la superficie celular. Microfilamentos También filamentos de actina Fibras sólidas y flexibles Cada microfilamento consta de dos moléculas de actina entrelazadas, forman haces de fibras. Soporte mecánico a estructuras celulares Red de microfilamentos adyacentes a la membrana plasmática = CORTEZA CELULAR Ayudan a determinar la forma de la célula y son importantes para su movimiento. Los microfilamentos en si no pueden contraerse, pero pueden generar movimiento ensamblándose y desensamblándose rápidamente. Células musculares: actina se asocia con la proteína miosina, forman fibras que generan la fuerza para la contracción muscular. • El ATP unido a la miosina proporciona energía para la contracción muscular. • Cuando el ATP se hidroliza a ADP, la miosina se une a la actina y hace que los microfilamentos se deslicen. • Las células musculares se acortan. Células no musculares: actina se asocia con miosina, forma estructuras contráctiles que intervienen en movimientos celulares. Generan el movimiento mediante su ensamble y desemsamble rápido. En la división de células animales, la contracción de un anillo de actina asociada con miosina constriñe a la célula, formándose dos células hijas Microvellosidades: Prolongaciones de la membrana plasmática Incrementan el área superficial para el transporte a través de la membrana. Contienen microfilamentos que se extienden y contraen. Filamentos intermedios Fibras resistentes y flexibles Compuestas de polipéptidos Función: Fortalecen el citoesqueleto al estabilizar la forma celular Proporcionan resistencia mecánica Desorganización y reorganización del núcleo durante la división celular. Forman una lámina nuclear, adyacente al lado interno de la envoltura nuclear. Estos filamentos abundan en regiones de la célula que pueden estar sometidas a tensión mecánica aplicada desde el exterior de la célula. Evitan el excesivo estiramiento de la célula en respuesta a fuerzas externas Matriz extracelular Células eucariotas están rodeadas por un glucocáliz o cubierta celular Formada por cadenas de polisacáridos de proteínas y lípidos que son parte de la membrana plasmática Función: Permiten a las células reconocerse entre sí Establecer contacto entre células y formar asociaciones Resistencia mecánica de tejidos multicelulares Matriz extracelular (ECM) Células animales Forma un gel de carbohidratos y proteínas fibrosas Principal proteína estructural: colágeno Fibronectinas: glucoproteínas de la ECM Receptores de membrana: integrinas, fijan la ECM externa a los microfilamentos y filamentos intermedios del citoesqueleto interno Unión de proteínas a integrinas importante para el movimiento celular y organización del citoesqueleto. Estas proteínas activan muchas rutas de señalización celular que transmiten información desde la ECM y controlan las señales dentro de la célula que regulan la diferenciación y supervivencia de la célula. Pared celular Bacterias, arqueas, hongos y células vegetales • Rodeadas por gruesas paredes celulares que contienen varias capas del polisacárido: celulosa • Proporcionan apoyo estructural • Protegen a las células vegetales de organismos patógenos • Ayudan a evitar un acumulo excesivo de agua en las células para que no estallen. Células en crecimiento secretan una pared primaria: delgada y flexible que se expande con el crecimiento. Entre las paredes primarias de células adyadentes se encuentra una capa de polisácaridos: pectinas, hace que las células se adhieran con fuerza entre sí. Después de que se detiene el crecimiento de la célula, secreción de nuevo material de la pared que la engruesa y solidifica. Entre la pared primaria y la membrana plasmática Madera consiste en paredes celulares secundarias
