BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

TEMA 4: COMPONENTES DE LA CÉLULA EUCARIÓTICA: Tema 4.- Componentes de la célula eucariótica: envueltas celulares, citoplasma, orgánulos subcelulares y citoesqueleto; núcleo. 2.- Membranas celulares: composición química y estructura (modelo de mosaico fluido). Funciones de la membrana plasmática: Función de intercambio de sustancias (permeabilidad selectiva), transporte pasivo (difusión simple, mediada o facilitada (permeasas y canales iónicos) y transporte activo (concepto). Función de formación e intercambio de vesículas: Endocitosis (fagocitosis y pinocitosis). Exocitosis. 3.- Revestimientos de la membrana. Glucocáliz: Composición y función. Pared celular: Composición, estructura (pared primaria, lámina media y secundaria) y funciones (impermeabilización, resistencia mecánica o daños físicos, defensa/protección contra invasiones bióticas, fenómenos osmóticos (turgencia y plasmólisis), determinante de la forma de las células, de la rigidez de las células y tejidos (determina el crecimiento) y de soporte (sostén) de la planta. 4.- Hialoplasma o citosol. 5.- Citoesqueleto: Componentes fibrosos (microfilamentos y microtúbulos). Estructura y función. Estructura microfilamentos de actina y función (p.e. microvellosidades). Estructura microtúbulos de tubulina y función (p.e. centríolos, cilios y flagelos) 6.- Ribosomas: Composición, estructura, localización y función. 7.- Sistemas de endomembranas: morfología y función de cada uno de ellos. Retículo endoplásmico: diferencias en estructura y función entre REL y RER. Aparato de Golgi: Dictiosoma. Estructura y función. Lisosomas: Origen, estructura y función: digestión intracelular. Vacuola vegetal: diversidad de funciones. 8.- Peroxisomas: morfología, composición y función. 9.- Mitocondrias: morfología, estructura, identificación al m.e y función. 10.- Cloroplastos: morfología, estructura, identificación al m.e y función. 11.- El núcleo en interfase: morfología, estructura (envoltura nuclear, nucleoplasma, nucleolo, cromatina). Relación entre cromatina, fibras nucleosómicas y cromosoma.

ORIENTACIONES 2011-12

2.- Conocer la composición estructura y función de los componentes de la célula eucariótica. 3.- Reconocer en micrografías obtenidas por microscopía electrónica la estructura de la mitocondria y el cloroplasto.

Eva Palacios Muñoz

1

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

INDICE 1. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA (1º Bach.) 2. LA MEMBRANA PLASMÁTICA CELULAR: COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA. 2.1. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA. PROPIEDADES DE MEMBRANAS 2.2. FUNCIÓN. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE MEMBRANA FUNCIÓN DE FORMACIÓN E INTERCAMBIO DE VESÍCULAS: ENDOCITOSIS (FAGOCITOSIS Y PINOCITOSIS). 3. REVESTIMIENTOS DE LA MEMBRANA: GLICOCÁLIX Y PARED CELULAR VEGETAL 4. CITOPLASMA DE LAS CELULAS EUCARIOTAS MATERIAL DE ALMACENAMIENTO O INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS 5. EL CITOESQUELETO DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS 6. RIBOSOMAS 7. 8. ORGÁNULOS ENERGÉTICOS: PEROXISOMAS 9. MITOCONDRIAS 10. CLOROPLASTOS 11. NUCLEO 1. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA (1º Bach.) (Nivel mínimo) ELEMENTOS ELEMENTOS PRINCIPALES DE SECUNDARIOS LA CÉLULA Membrana de Pared celular vegetal secreción o envueltas Matriz extracelular animal externas Membrana plasmática Citoplasma

-

DESCRIPCIÓN

Envoltura formada por sustancias producidas por las células y depositadas sobre la superficie externa de la membrana plasmática.

Unir y comunicar células adyacentes. Mantener la forma celular y la estructura tisular. Proteger a las células.

Envoltura que rodea al citoplasma de 75 A de espesor

Limitar la célula. Regular el paso de nutrientes. Metabolismo Contiene el citoesqueleto y los orgánulos

Hialoplasma o citosol

Es el medio interno líquido de las células, delimitado por el sistema membranoso celular

Citoesqueleto

Red de filamentos y túbulos proteicos.

Morfoplasma Estructuras Ribosomas (orgánulos)

Eva Palacios Muñoz

FUNCIÓN

Orgánulos globulares de textura porosa que se pueden hallar dispersos por el citoplasma o fijos a la membrana del RER (retículo endoplasmático rugoso).

Estructural (mantener la forma celular) Permitir el movimiento de la célula y el transporte y organización de los orgánulos por el citoplasma (separación de cromosomas en la división celular,..). Síntesis de proteínas

2

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

1. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA (2) (1º Bach.) ELEMENTOS DESCRIPCIÓN Retículo Sistema membranoso que forma una red de canales y cavidades y endoplasmático comunica el interior del núcleo con el exterior de la célula. C I T O P L A S M A

M O R F O P L A S M A

Aparato de Golgi Vacuolas Lisosomas Mitocondrias

(ORGÁNULOS)

Cloroplastos

Membrana nuclear

N Ú C L E O

Agrupación de vesículas y sacos aplanados. Vesículas membranosas de tamaño y forma variable, más frecuentes y mayores en células vegetales. Vesículas membranosas de forma esférica, que contienen enzimas digestivas. Orgánulos alargados compuestos por una doble membrana: la externa lisa y la interna, con una serie de repliegues o crestas mitocondriales. Orgánulos constituidos por una doble membrana que contiene unos sáculos membranosos o tilacoides, en cuya membrana se halla el pigmento verde clorofila. Doble membrana, parecida a la citoplasmática, con poros diminutos.

Nucleoplasma

Medio interno del núcleo (líquido viscoso e incoloro) formado por agua y biomoléculas.

Nucléolo

Estructura asociada a algunos filamentos de ADN, localizada en el nucleoplasma, que desaparece durante la división celular. Suele haber 2-3 / célula Complejo macromolecular formado por ADN y proteínas básicas (histonas). Las fibras de cromatina están constituidas por una sucesión de estructuras redondeadas (nucleosomas). Aparece en interfase. Estructuras en forma de bastón, formadas por condensación de la cromatina (ADN), que aparecen en la división nuclear. Con 2 cromátidas y 1 centrómero. Su nº es constante para cada especie.

Cromatina

Cromosomas

Eva Palacios Muñoz

FUNCIÓN Transporte y almacenamiento de sustancias necesarias para la célula. Síntesis de lípidos en el REL (retículo endoplasmático liso) y “de proteínas” en el RER (retículo endoplasmático rugoso). Síntesis de glúcidos. Preparación y secreción de sustancias. Almacenamiento de distintos tipos de sustancias. Digestión de moléculas grandes incorporadas por las células o de orgánulos viejos. Respiración celular (obtención de energía)

Fotosíntesis, es decir, síntesis de moléculas orgánicas a partir de las inorgánicas. Protege al ADN. Separa el citoplasma del nucleoplasma y los procesos que suceden en ambos. Regula el intercambio de sustancias (poros) Síntesis de varios ARN (transcripción) y del ADN nuclear (replicación o duplicación) Síntesis del ARNr y ensamblaje de los ribosomas

Conserva y transmite información genética. Permite la expresión del mensaje genético (transcripción) durante la interfase. Forma los cromosomas cuando se divide la célula. Contiene genes que determinan caracteres heredit. Facilitan el reparto de información genética del ADN de la c. madre entre las células hijas.

3

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

2. MEMBRANAS CELULARES: LA MEMBRANA PLASMÁTICA CELULAR 1. COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA (MODELO DEL MOSAICO FLUIDO) 2. FUNCIONES DE LA MEMBRANA: 1. Función de intercambio de sustancias (permeabilidad selectiva), transporte pasivo (difusión simple, facilitada (permeasas y canales iónicos) y transporte activo (primario y secundario). 2. Función de formación e intercambio de vesículas: endocitosis (fagocitosis y pinocitosis). 2.1. COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA (I) Membrana unitaria o celular (común a todas las membranas biológicas): Membranas celulares y membranas de orgánulos membranosos: estructura trilaminar (dos bandas oscuras separadas por una banda clara) Delgada lámina de 75 angstroms de espesor, que rodea y limita completamente a la célula. Estructura

Espesor Definición Funciones

Composición

1 Lípidos de membrana (40%)

2 Proteínas de membrana (60%)

Eva Palacios Muñoz

Unidad de membrana o membrana unitaria (estructura trilaminar: dos bandas oscuras separadas por una banda clara), común a todas las membranas biológicas. Las membranas son asimétricas: constan de cara interna y cara externa. 75 angstrom Estructura que rodea y limita completamente a la célula Separa el citoplasma y orgánulos citoplasmáticos del medio. Protege a la célula del medio externo. 1. Controla la entrada y salida de sustancias (barrera selectiva). Produce y controla gradientes electroquímicos (cadenas de transporte y proteínas) Intercambia señales con el medio externo. Controla la división celular o citocinesis. Inmunidad celular 2. Endocitosis y la exocitosis. Bicapa lipídica: con zonas hidrófilas (hacia fuera) y zonas hidrófobas (hacia adentro). Proteínas asociadas a la cara interna, externa o transmembranales. Fosfolípidos Cabezas polares (glicerina de fosfoglicéridos) (anfipáticos) Colas apolares (ácidos grasos) Glucolípidos Derivan de esfingolípidos (células animales) y fosfoglicéridos (vegetales y procariotas) (contienen oligosacáridos) Sólo en cara externa de la membrana.. Esteroles Derivan del colesterol. Sólo en eucariotas, sobre todo en células animales. Funciones Estructural De reconocimiento y adhesión Transporte y metabolismo celular. Tipos (dependiendo del enlace con la Integrales (enlaces hidrófobos) Proteínas transmembranales membrana) Proteínas asociadas a la cara interna o externa Glucoproteínas (enlace covalente) en cara ext. Periféricas Proteínas asociadas, principalmente a la cara interna. (enlaces iónicos)

4

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

2.1. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA (II) BIOMOLÉCULAS TIPOS PROPIEDADES PROTEÍNAS Integrales o Unidas Son anfipáticas (52%) intrínsecas fuertemente a (apolares y los lípidos de polares) m. (enlaces covalentes) Periféricas o Unidas Son solubles extrínsecas débilmente a m. (polares) (enlaces iónicos) LÍPIDOS (40%)

Fosfolípidos

Cefalinas (46%) Lecitinas (11%)

Esfingolípidos Colesterol

GLÚCIDOS (8%)

Oligosacáridos

FUNCIONES DE LÍPIDOS Autoensamblaje Autosellado Fluidez Impermeabilidad

(30%)

Glucoproteínas Glucolípidos

Son antipáticos: zonas hidrófilas (fuera) y zonas hidrófobas (dentro)

LOCALIZACIÓN Están englobadas Transmembranales total o Asociadas a caras parcialmente en externa o interna la bicapa Glucoproteínas en cara externa Están adosadas principalmente a la capa interna.

MOVILIDAD/ etc. Ej. Proteínas transmembranosas

Se orientan y se autoensamblan, formando la bicapa

Giran sobre sí mismos Se desplazan lateralmente Pueden cambiar de capa (raro) Estabiliza la bicapa (aumenta su rigidez y resistencia y disminuye su fluidez)

Entre los fosfolípidos

Sólo en la cara externa de la m. Derivan de esfingolípidos o fosfoglicéridos

DEFINICIÓN La formación de bicapas en medios acuosos es espontánea Las bicapas tienden a cerrarse formando vesículas esféricas Se debe a su naturaleza hidrófoba y apolar

PROPIEDADES DE MEMBRANAS Son asimétricas (asimetría lipídica y proteica) Son dinámicas

Se unen a los lípidos de m. y a proteínas integrales

FUNCIÓN Estructural De reconocimiento y adhesión. Transporte Metabolismo Receptores de señales del medio externo Mantener potenciales de membrana (funciones de relación) Estructural Autorreparación de roturas Fusión con otras membranas

Constan de cara interna y cara externa. Sus moléculas pueden desplazarse lateralmente Autorrepararse (autosellado)

EXPLICACIÓN

Es impermeable a iones y moléculas hidrosolubles, sobre todo, grandes Impide que escape de la célula la mayoría de su contenido hidrosoluble

Las glucoproteínas y los glucolípidos sólo están en la cara externa Las proteínas pueden estar en ambas Movimiento de difusión lateral Dentro de cada monocapa, los lípidos pueden intercambiar fácilmente su lugar con moléculas vecinas Paso de una monocapa a otra No ocurre casi nunca Las bicapas tienden a cerrarse formando vesículas esféricas

Tiene permeabilidad selectiva Eva Palacios Muñoz

5

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

2.1. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA: MODELO DEL MOSAICO FLUIDO. Singer y Nicholson (1972) ESTRUCTURA Doble capa de lípidos Moléculas Englobadas en la proteicas bicapa En ambas caras de la superficie de la bicapa

Eva Palacios Muñoz

MOSAICO FLUIDO Se denomina así porque todas las Estructura no rígida, sino que permite al moléculas pueden moverse lateralmente movimiento de proteínas dentro de la bicapa lipídica. Proteínas integrales son también anfipáticas.

(III)

FLUIDEZ La fluidez de la membrana disminuye si: 1. Aumenta el grado de saturación y longitud de cadenas de ácidos grasos, así como la proporción del colesterol. 2. Desciende la temperatura. Sólo se mantendrá la fluidez si la Tª es mayor que el punto de fusión de sus lípidos.

6

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

2.2. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA (I)

1. Función de intercambio de sustancias (permeabilidad selectiva), transporte pasivo (difusión simple, facilitada (permeasas y canales iónicos) y transporte activo (primario y secundario). 2. Función de formación e intercambio de vesículas: endocitosis (fagocitosis y pinocitosis). Estructural Transporte

FUNCIONES Separar y proteger a la célula del medio externo. Intercambio de sustancias

TIPOS/ ETC.

Permeabilidad selectiva

Transporte pasivo

Transporte activo Formación e intercambio de vesículas

Endocitosis

Fagocitosis

Difusión

Difusión simple Difusión facilitada o mediada

Canales iónicos Permeasas

Primario Secundario Endosomas y lisosomas

Pinocitosis Defensa Relación

Reconocimiento y adhesión (inmunidad celular) Receptora de señales del medio externo Adhesión celular

Exocitosis Receptores de superficie

Uniones celulares

Uniones comunicantes Reproducción Metabolismo

Eva Palacios Muñoz

De oclusión o herméticas De anclaje

Bandas de adhesión Desmosomas Hemidesmosomas

Gap Plasmodesmos

Controla la división celular o citocinesis. Produce y controla gradientes electroquímicos (cadenas de transporte y proteínas)

7

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

2.2. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA (II): TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE MEMBRANA TIPOS CARACTERÍSTICAS TIPOS SUBTIPOS CARACTERÍSTICAS GASTO DE DE GRADIENTE ENERGÍA TRANSELECTROQUÍMICO (ATP) PORTE (Diferencia de concentración y gradiente eléctrico) No, difusión A favor del gradiente DIFUSIÓN 1. A través de la membrana. La velocidad -El tamaño SIMPLE espontánea de (entre interior y depende de -La diferencia de P sustancias exterior de la célula). concentración y A -Lo lipófila que sea S la sustancia. I V O DIFUSIÓN 2. A través de proteínas de Los canales de la Voltaje FACILITADA canal o canales iónicos membrana se (variaciones del (mayor velocidad) abren mediante potencial eléctrico de la membrana)

SUSTANCIAS TRANSPORTADAS

Moléculas lipídicas (hormonas esteroideas) Moléculas disueltas de pequeño peso molecular (O2, CO2.). Agua (ÓSMOSIS) - Moléculas polares - Iones (Na+, K+..) o - Solutos de pequeño tamaño.

(Propagación del impulso nervioso en las membranas Ligando neuronales: entra el sodio y (neurotransmisores u se despolariza la m.). hormonas). Mediante proteínas transportadoras (permeasas)

A C T I V O

Sí -También intervienen enzimas de membrana. Ej. la ATPasa (permeasa)

Eva Palacios Muñoz

En contra del BOMBA DE Na+ - K+ o gradiente ATPasa de Na+/K+ antiporte (mantienen diferentes concentraciones intra y extracelulares de diferentes sustancias).

Cambian su configuración (estados ping y pong) La ATPasa hidroliza el ATP para obtener energía para el transporte.

Moléculas polares grandes (azúcares, aminoácidos, nucleótidos)

Bombea 3 Na+ al exterior y 2 K+ hacia el interior de las neuronas (crea un potencial de membrana)

8

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

2.2. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA. (III) FUNCIÓN DE FORMACIÓN E INTERCAMBIO DE VESÍCULAS: ENDOCITOSIS (FAGOCITOSIS Y PINOCITOSIS). Sucede mediante vesículas revestidas (rodeadas por una red de filamentos proteicos de clatrina (proteína de la cara interna de la membrana)) (NIVEL MÍNIMO) MECANISMOS CONCEPTO TIPOS EJEMPLO ENDOCITOSIS Captación de partículas del medio PINOCITOSIS Endocitosis de líquidos Ingestión de agua y partículas en disolución externo mediante invaginación de FAGOCITOSIS Endocitosis de sólidos Ingestión de microorganismos y restos celulares mediante la membrana fagosomas (grandes vesículas revestidas), que acaban uniéndose a lisosomas para formar una vacuola digestiva. ENDOCITOSIS Sólo se introduce la sustancia si hay Ingestión de la hormona insulina MEDIADA POR su correspondiente receptor en la RECEPTOR membrana EXOCITOSIS Expulsión de macromoléculas, Formación de pared celular vegetal transportadas por vesículas, al medio externo

Eva Palacios Muñoz

9

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

2.2. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA. (IV)

TIPO E N D O C I T O S I S

E X O C I T O S I S

PROCESOS DE FORMACIÓN DE VESÍCULAS Y FUSIÓN CON LA MEMBRANA QUE GASTAN ENERGÍA DEFINICIÓN TIPOS CARACTERÍSTICAS VESÍCULAS Introducción de Según naturaleza y PINOCITOSIS Partículas pequeñas y líquidos Invisibles al M.O. partículas del tamaño de partículas medio, por FAGOCITOSIS Partículas grandes, organismos vivos Fagosomas o vesículas de invaginación de o restos celulares, sólidos fagocitosis visibles al M.O. la membrana plasmática y formación de Según haya o no ENDOCITOSIS Sin reconocimiento específico De endocitosis vesículas receptor de membrana SIMPLE ENDOCITOSIS Con receptor específico de la De endocitosis revestida, que MEDIADA POR macromolécula luego pierde el revestimiento RECEPTOR de clatrina

(NIVEL ALTO) EJEMPLO Todas las células.

Secreción de FUNCIONES macromoléculas ESTRUCTURALES o partículas O DE RELACIÓN (secreción de sustancias sintetizadas en interior de célula)

Renovación de membrana o glicocáliz

FUNCIÓN DE EXCRECIÓN

Eva Palacios Muñoz

Secreción constitutiva

Secreción regulada

SECRECIÓN DE PRODUCTOS DE DESECHO

De sustancias con función estructural

Continuamente Fusión en toda Vesículas la membrana procedentes del REGolgi. De sustancias con Dependiendo Fusión Vesículas función de relación de estímulos localizada en revestidas de externos determinados CLATRINA lugares de la membrana. Sustancias procedentes de digestión A veces, fusión en lugares de partículas fagocitadas especializados de la membrana

Células del sistema inmunitario (macrófagos y neutrófilos) Organismos fagótrofos (amebas que emiten pseudópodos) Captura e ingestión del alimento Absorción del colesterol (que va a la membrana o a servir para sintetizar hormonas). Ingestión de la hormona insulina.

Hormonas (glándul. endocrinas) Enzimas digestivas (g. exocrinas) Neurotransmisores (neuronas). Protistas y macrófagos.

10

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

3.

REVESTIMIENTOS DE LA MEMBRANA: MEMBRANAS DE SECRECIÓN DE CÉLULAS EUCARIOTAS

3.1. GLUCOCÁLIZ: COMPOSICIÓN Y FUNCIÓN 3.2. PARED CELULAR: COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA (PARED PRIMARIA, LÁMINA MEDIA Y SECUNDARIA) Y FUNCIONES:  IMPERMEABILIZACIÓN,  RESISTENCIA MECÁNICA A DAÑOS FÍSICOS,  DEFENSA/PROTECCIÓN CONTRA INVASIONES BIÓTICAS,  FENÓMENOS OSMÓTICOS (TURGENCIA Y PLASMÓLISIS), DETERMINANTE DE: 

LA FORMA DE LAS CÉLULAS,



LA RIGIDEZ DE CELULAS Y TEJIDOS (DETERMINA EL CRECIMIENTO) Y



DE SOPORTE (SOSTÉN) DE LA PLANTA.

MEMBRANAS DE SECRECIÓN DE CÉLULAS EUCARIOTAS Son capas formadas por sustancias producidas por las células que se depositan sobre la superficie externa de la membrana plasmática. 3.1. GLUCOCÁLIZ O MATRIZ EXTRACELULAR (GLICOCÁLIZ): Conjunto de cadenas de oligosacáridos pertenecientes a los glucolípidos y glucoproteínas de la membrana celular de muchas células animales. COMPOSICIÓN Fracción glucídica.

LOCALIZACIÓN Rodeando a la célula (exterior de la membrana)

FUNCIÓN Protege la superficie celular de daños físicos y químicos.

EJEMPLOS

Filtra las sustancias que llegan a la célula Comunicación intercelular: Reconocimiento e interacción entre las células de los tejidos (receptores de superficie).

Eva Palacios Muñoz

-Uniones entre células del mismo tejido - Fecundación de gametos (unión óvulo- espermatozoide) - Respuestas inmunitarias: Infecciones por virus y bacterias Antígenos específicos de cada individuo (rechazo de transplantes)

11

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

3.1. MEMBRANAS DE SECRECIÓN DE CÉLULAS EUCARIOTAS: COMPARACIÓN ENTRE PARED CELULAR Y MATRIZ EXTRACEL. (Más desarrollada) Son capas formadas por sustancias producidas por las células que se depositan sobre la superficie externa de la membrana plasmática. TIPOS CA RAC TE RES ES TRUC TURA C O M P O S I C I Ó N

PARED CELULAR VEGETAL

MATRIZ EXTRACELULAR DE C. ANIMALES 

Es una envoltura gruesa y rígida, muy organizada. Componentes: cristalino (celulosa) y amorfo (matriz de pectinas, etc.)



1. Lámina media (pectina,…) 2. Pared primaria (pectina,…) 3. Pared secundaria (celulosa) Dos componentes: Red de fibras de celulosa y

Matriz de agua, sales, pectinas, etc.

Aparece entre las células de los tejidos animales como nexo de unión. (Desarrollo variable según tejidos). Es una envoltura glucoproteica unida covalentemente a glucoproteínas y glucolípidos de m.

Molécula esencial plumosa.

1. Pectatos, proteínas y celulosa 2. Pectina, celulosa, hemicelulosa y proteína 3. Celulosa

Red de fibras de proteínas en

Colágeno Elastina Fibronectina

Lignina Suberina y cutina

Gel de glucoproteínas hidratadas (glucosaminoglucanos o GAG o mucopolisacáridos) (sustancia fundamental amorfa).

Acido hialurónico +

Carbonato cálcico y sílice

Rigidez Impermeabilidad

Rigidez

Proteoglucanos o mucoproteínas

Resistencia Elasticidad Adhesión

Proteína filamentosa central +

Muchos filamentos de GAG (glucosaminoglucanos)

F U N C I Ó N

    

Unir y comunicar células adyacentes. Mantener forma celular y estructura tisular. Intercambiar fluidos. Resistencia mecánica o daños físicos  Formar tejidos conectivos u óseo. Forma el tejido de sostén que perdura tras la muerte  Reconocimiento y adhesión celulares (marcador de membrana y receptor de moléculas). Defensa invasiones bióticas (proteger de agentes patógenos.)  Proteger de enzimas proteolíticas. Protección contra fenómenos osmóticos (turgencia y plasmólisis: Impedir la muerte por turgencia  Metabolismo (enzimas). (alta presión osmótica del citoplasma). Impermeabilización (impedir la pérdida de agua).

Eva Palacios Muñoz

12

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

4. CITOPLASMA DE LAS CELULAS EUCARIOTAS: Conjunto formado por el citosol y todos los demás orgánulos (salvo el núcleo). 4.1. CITOSOL O HIALOPLASMA: Es el medio interno líquido de las células, delimitado por el sistema membranoso celular COMPOSICIÓN Agua (85%)

Metabolismo

Sustancias disueltas formando una dispersión coloidal (sol-----gel)

Contiene el citoesqueleto

Eva Palacios Muñoz

FUNCIÓN Glucólisis Fermentación Hidrólisis de grasas Síntesis de proteínas Red de filamentos y túbulos proteicos

13

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

4.2. INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS O MATERIAL DE ALMACENAMIENTO: (NIVEL ALTO) Sustancias inertes hidrófobas que pueden existir en el citoplasma celular de todos los eucariotas. ORIGEN LOCALIZACIÓN INTRACELULAR REINO TEJIDO Productos sintetizados por la Dentro de grandes Vegetales Células parenquimáticas de reserva propia célula, resultantes del vacuolas o dentro Células de semillas de oleaginosas metabolismo o productos de del citoplasma desecho Animales C. hepáticas y musculares C. adiposas TIPOS INCLUSIONES

Cristalinas

Hidrófobas

COMPOSICIÓN INTRACELULAR Depósitos de proteínas En cualquier mayoritariamente compartimento celular, incluido el núcleo.

Productos sintetizados Dentro de grandes por la propia célula, vacuolas o dentro resultantes del del citoplasma metabolismo o productos de desecho

LOCALIZACIÓN REINO Vegetales

Animales

Vegetales

Animales

Granos de almidón

FUNCIÓN Fuente de energía

Gotas de grasa Glucógeno Lípidos (TAG)

Fuente de energía/ contracción muscular Fuente de energía

EJEMPLO

FUNCIÓN

TEJIDO

Células de Sartoli de tubos seminíferos de mamíferos Células de Leydig o intersticiales, sitas entre tubos seminíferos. Células parenquimáticas de reserva Células de semillas de oleaginosas Células del pericarpio de frutos cítricos Hevea brasiliensis (árbol del caucho) C. hepáticas y musculares

C. adiposas C. piel (melanocitos)

Eva Palacios Muñoz

EJEMPLO

Drusas y ráfides

Proceden de sales cristalizadas como oxalato cálcico

Granos de almidón

Fuente de energía

Gotas de grasa Aceites esenciales Látex Glucógeno

Lípidos (TAG) Pigmentos Melanina

Fuente de energía/ contracción muscular Fuente de energía Protección de piel

14

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

5. EL CITOESQUELETO DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS: Componentes fibrosos (microfilamentos y microtúbulos). Estructura y función. 1. Estructura microfilamentos de actina y función (microvellosidades). 2. Estructura microtúbulos de tubulina y función (centríolos, cilios y flagelos) COMPONENTES

ESTRUCTURA

FUNCIÓN

Sección transversal: 13 protofilamentos formados por dímeros de α y β tubulina, alrededor de un núcleo central hueco.

   

MICROFILAMENTOS Actina (70 angstrom)

Monómeros que forman filamentos constituidos por dos hebras enrolladas helicoidalmente.

  

FILAMENTOS INTERMEDIOS (neurofilamentos, tonofilamentos, etc.) (100 angstroms)

Muy estable.

MICROTÚBULOS (240 angstroms)

Eva Palacios Muñoz

COMPOSI CIÓN Tubulina + MAPS

(nivel mínimo)

Proteínas (queratina, desmina, etc.)

Mantenimiento de la forma celular. Transporte intracelular de orgánulos y partículas. Constituyen el huso mitótico y los centríolos. Forman el esqueleto interno de cilios y flagelos.

Contracción muscular. Movimiento de ciclosis Soporte estructural (pseudópodos, microvellosidades y desmosomas)  Formación del anillo contráctil en la citocinesis de las células animales. Estructural. (en zonas sometidas a esfuerzos mecánicos)

15

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

5. CITOESQUELETO: (II) (MÁS COMPLETO) Red de filamentos proteicos situados en el citosol que contribuyen a la morfología, organización interna y movimiento celular COMPONENTES

COMPOSICIÓN

Tubulina MICROTÚBULOS (son los más importantes)

GROSOR CARACTERES 250 A Se originan desde la centrosfera (animales) o un centro organizador de microtúbulos (veg.). Están dispersos en el citoplasma o formando cilios, flagelos y centríolos.

F Microfilamentos I L A M E Filamentos N intermedios T O S

Eva Palacios Muñoz

Actina (normalmente)

Proteínas (queratina, desmina,.)

70 A

150 A Son neurofilamentos, (grosor tonofilamentos o intermedio) filamentos de queratina (epitelios y desmosomas), etc.

ESTRUCTURA Son 13 formaciones protofilamentos cilíndricas. formados por dímeros de y Sección tubulina, transversal de alrededor de un un microtúbulo: núcleo central hueco.

FUNCIÓN 1. Mantenimiento de la forma celular (axones). 1. Formar el citoesqueleto, huso mitótico, pseudópodos y centríolos y derivados (cilios y flagelos). 2. Movimiento de la célula (pseudópodos, cilios y flagelos). 3. Organización del citoesqueleto 4. Transporte intracelular de orgánulos y partículas. 5. Separación de cromosomas.

Monómeros que forman filamentos (constituidos por dos cadenas de actinas enrolladas helicoidalmente).

1. 2.

Muy estable.

6.

3.

Mantienen la forma de la célula (córtex o red densa) Soporte estructural de prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos y microvellosidades) Contracción muscular (actina + miosina). Estructural: mantener la forma celular. (en células sometidas a esfuerzos mecánicos)

16

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

5. CITOESQUELETO (III) 2. ESTRUCTURAS CITOPLASMÁTICAS (CARENTES DE MEMBRANA): ESTRUCTURAS MICROTUBULARES: CENTRÍOLOS, CILIOS Y FLAGELOS 1. CENTROSOMA: Es exclusivo de células animales, está próximo al núcleo y es un centro organizador de los microtúbulos 2. UNDULIPODIOS: Son prolongaciones citoplasmáticas formadas por microtúbulos y encargadas del movimiento celular TIPOS DE ESTRUCTURAS

COMPOSICIÓN 1. DIPLOSOMA

Dos CENTRÍOLOS perpendiculares entre sí

2. CENTROSFERA 3. ASTER

Esfera de material denso. Microtúbulos radiales

1. TALLO

1.1. Membrana

CENTROSOMA (CITOCENTRO O

ESTRUCTURA

DETALLES ESTRUCTURA

9 x 3 +0

9 tripletes de microtúbulos que forman un cilindro hueco

9 x 2 +2

9 dobletes de microtúbulos periféricos y un par de microtúbulos centrales.

CENTRO CELULAR)

U N D U L I P O D I O S

CILIOS Y FLAGELOS

Eva Palacios Muñoz

1.2. Matriz o medio interno 1.3. Axonema

Dineína y nexina. Fibras radiales

2. Zona de transición 3. CORPÚSCULO BASAL o cinetosoma

Placa basal Equivalente a un centríolo

4. Raíces ciliares

Conjunto de microfilamentos

9 x 3 +0

Carece de membrana 9 tripletes de microtúbulos, sin doblete central

FUNCIÓN Da lugar a todas las estructuras constituidas por microtúbulos:  Cilios y flagelos  Huso acromático  Citoesqueleto Centro organizador de microtúbulos (áster)

Dineína

Permite y origina el movimiento de microtúbulos

Nexina

Mantiene la forma cilíndrica

Organiza los microtúbulos del axonema

Contráctil

17

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

6. EL CITOPLASMA DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS: RIBOSOMAS Composición, estructura, localización y función 3. ESTRUCTURAS DEL CITOPLASMA DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS 1. RIBOSOMAS : Estructuras globulares carentes de membrana, observables sólo con microscopio electrónico. ESTRUCTURA Subunidad mayor 65 S Subunidad menor 40 S

COMPOSICIÓN Agua 80% Libres en el Proteínas 10% citoplasma ARNr 10% Adheridos a

LOCALIZACIÓN Aislados Unidos formando polisomas o polirribosomas R. E. R.

FUNCIÓN Síntesis de proteínas o traducción del mensaje genético, uniendo los aminoácidos en un orden predeterminado. Una vez terminada la biosíntesis, las dos subunidades se separan

Membrana nuclear externa Libres en la matriz de

Mitocondrias (mitorribosomas) Cloroplastos (plastirribosomas)

Eva Palacios Muñoz

18

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

7.

SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS ORGÁNULOS CELULARES CON MEMBRANA SENCILLA O SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS TIPOS MORFOLOGÍA FUNCIÓN

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

APARATO DE GOLGI

Conjunto de membranas y cavidades cerradas de forma variable (cisternas, túbulos...). Sistema membranoso intracelular que se extiende entre la membrana plasmática y la nuclear. Conjunto de Cara cis dictiosomas + Vesículas de secreción.

Pila de cisternas o sáculos del dictiosoma Cara trans

LISOSOMAS

Primarios

Pequeñas vesículas con enzimas hidrolíticos

Secundarios

E. y restos no digeridos Orgánulo donde se acumula agua y otras sustancias: inclusiones lipídicas, resinas,.. enzimas lisosómicas. Vesículas esféricas con enzimas oxidativos (peroxidasa y catalasa)

VACUOLA VEGETAL

PEROXISOMAS

Eva Palacios Muñoz

Sólo enzimas

Síntesis y transporte de proteínas y lípidos de membrana o de secreción, en colaboración con el Aparato de Golgi.

Recoge vesículas de transición del R. E. Procesa moléculas por adición de glúcidos Forma vesículas intercisternas Forma vesículas de secreción o lisosomas Digestión celular

RER

Síntesis, almacén y transporte de prótidos

REL

Síntesis, almacén y transporte de lípidos Control del Ca2+ en músculos Detoxificación

IDENTIFICACIÓN AL M. ELECTRÓNICO Contorno Con ribosomas rugoso asociados Contorno liso

Sin ribosomas

Transporte de lípidos.

Cerca del R. E. R. y de la membrana nuclear, con dictiosomas de aspecto Modificación de proteínas (modifica oligosacáridos de concéntrico glucoproteínas). Distribución de biomoléculas por la célula: selecciona las proteínas que se deben transportar. Secreción de proteínas (exocitosis) Formación de pared celular vegetal y glucocáliz. Génesis de lisosomas. Intracelular Autofagia De orgánulos o (se unen a células vacuolas) Heterofagia Por fagocitosis o pinocitosis Extracelular Vierten sus enzimas al exterior

Almacén de sustancias de reserva (mucha agua, sales y azúcares, manteniendo la presión de turgencia celular) Aumentar la superficie de células

Proceden del Golgi

Puede ocupar el 90% del volumen de la célula vegetal

Permitir la vida de los seres anaerobios en una atmósfera rica en O2. Vesículas esféricas parecidas a Retraso en el envejecimiento celular lisosomas con matriz densa Reacciones de oxidación de compuestos orgánicos similares a las realizadas por las mitocondrias; pero sin obtención de ATP (originan agua oxigenada). Detoxificación (peróxido de hidrógeno, etanol, ión superóxido)

19

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

ORGÁNULOS CELULARES CON MEMBRANA SENCILLA U ORGÁNULOS MEMBRANOSOS O SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS (1) ORGÁNULO MORFOLOGÍA TIPOS FUNCIÓN EJEMPLO DE FUNCIÓN RETÍCULO -Conjunto de membranas y cavidades RER Con 1. Síntesis y/o modificación de Glucosilación ENDOPLAScerradas de forma variable (cisternas, ribosomas proteínas. MÁTICO túbulos..) adheridos 2. Introducción en el lumen. - Sistema membranoso intracelular que se mediante 3. Almacén de proteínas. extiende entre la membrana plasmática y riboforinas 4. Transporte de proteínas en vesículas. la nuclear. REL Sin 1. Síntesis, almacenamiento y Fosfolípidos, colesterol, etc. - Divide el contenido líquido del ribosomas transporte de lípidos y derivados citoplasma en 2 compartimentos: lumen y 2. Detoxificación (alcohol). citosol 3. Contracción muscular Retículo sarcoplásmico - Su membrana es parecida a la plasmática; pero más delgada y fluida (con menor proporción de lípidos). COMPLEJO Conjunto de dictiosomas Cara cis o Recibe 1. Transporte, maduración, Modificación de proteínas DE GOLGI + de formación o vesículas de acumulación y secreción de Selecciona las proteínas que se vesículas de secreción. proximal transición proteínas (procedentes del RE) deben transportar. Exocitosis (cerca del RER) Presenta polaridad estructural (caras cis y 2. Glucosilación de lípidos y proteínas Modifica oligosacáridos de trans) y fisiológica (vesículas de dando lugar a glucolípidos o glucoproteínas. transición, intercisternas y de secreción) glucoproteínas de membrana o de secreción. 3. Distribución de biomoléculas por la célula

Transporte de lípidos.

4. Formación de pared celular vegetal y Síntesis de proteoglucanos glucocáliz. (mucopolisacáridos) de la matriz extracelular y de glúcidos de pared celular (peptina, hemicelulosa y celulosa) 5. Génesis de lisosomas.

Eva Palacios Muñoz

20

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

ORGÁNULOS MEMBRANOSOS (2) (Ampliación) ORGÁNULO LISOSOMAS

MORFOLOGÍA/ ETC. Pequeñas vesículas rodeadas por una membrana unitaria con contenido enzimático (hidrolasas ácidas: carboxipeptidasas, fosfatasa ácida, lipasa, neuraminidasa...) Estas enzimas digestivas - se forman en el RER - pasan al Golgi y - se acumulan en el interior de lisosomas.

VACUOLAS

Eva Palacios Muñoz

Orgánulos rodeados por una membrana plasmática donde se acumula agua y otras sustancias (inclusiones: lipídicas, resinas, látex). Vacuoma: conjunto de vacuolas de una célula vegetal.

TIPOS FUNCIÓNES PRIMARIO . Digestión celular. (Sólo contiene enzimas hidrolíticas) SECUNDARIOS Vacuola digestiva o Digestión Heterofagia Captura de (contienen intracelular sustancias del heterofágica sustratos en vías (Fagolisosoma o exterior por de digestión y Heterolisosoma) endocitosis, procede de la cuerpo residual unión con expulsado por vacuolas) exocitosis Autofagia Eliminación de Vacuola autofágica (Autofagolisosoma) restos de orgánulos dañados (metamorfosis, tejidos sostén) Cuerpo residual ( telolisoma) Ej. Granos de aleurona

Almacén de proteínas en estado cristalino dentro de semillas.

Vegetales

Tonoplasto: membrana de la vacuola

Animales (vesículas)

Vacuolas pulsátiles o contráctiles de protozoos V. fagocíticas V. pinocíticas

Almacén de sustancias de reserva (acumular mucha agua manteniendo turgencia celular) Aumentar la superficie de células Contener enzimas lisosómicas. Regular la presión Expulsar gran osmótica cantidad de agua que entra por ósmosis. Nutrición

ORIGEN/ RELACIÓN A. de Golgi

Unión de lisosoma primario y vacuola fagocítica (fagosoma).

Unión de lisosoma primario y vacuola autofagocítica (autofagosoma).

Lisosoma secundario con restos no expulsados al exterior.

Fusión de vesículas del RE y del Golgi o invaginación de la membrana./ lisosomas

21

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

8. ORGÁNULOS ENERGÉTICOS: PEROXISOMAS: Morfología, composición y función. (I)

(NIVEL MÍNIMO)

Son vesículas esféricas, parecidas a lisosomas con matriz densa y con membrana sencilla; pero que contienen enzimas oxidasas MORFOLOGÍA Vesículas esféricas con enzimas oxidativos (peroxidasa y catalasa)

FUNCIÓN Reacciones de oxidación de compuestos orgánicos similares a las realizadas por las mitocondrias; pero sin obtención de ATP (originan agua oxigenada). Detoxificación (peróxido de hidrógeno, etanol, ión superóxido)

PEROXISOMAS: Vesículas esféricas parecidas a lisosomas; pero que contienen enzimas oxidasas. (nivel mayor) ORGÁNULO MORFOLOGÍA COMPOSICIÓN FUNCIÓN 1.Membrana única (procede Enzimas Reacciones de oxidación de compuestos 1. Originan agua oxigenada. PEROXISOMAS del RE) oxidativas orgánicos, parecidas a las realizadas por 2. Produce O2 + agua 2.Matriz densa 1. Peroxidasa mitocondrias Pero no sintetizan ATP Con 26 tipos de enzimas 2. Catalasa Detoxificación de... - Peróxido de hidrógeno oxidativas: 3. Otras - Etanol de bebidas alcohólicas - Ión superóxido Eliminar exceso de A. grasos. aa, .. GLIOXISOMAS Tipo especial de peroxisoma que sólo se halla en vegetales.

ORGÁNULOS ENERGÉTICOS: PEROXISOMAS (II) ORIGEN MORFOLOGÍA

Transformar ácidos grasos almacenados en glúcidos, durante la germinación de semillas oleaginosas.

Ciclo del ácido glicoxílico

(MÁS AMPLIADO)

Metabolismo Su membrana Vesículas esféricas con una matriz Reacciones de oxidación de compuestos procede del R. E. densa, parecidas a los lisosomas, orgánicos similares a las realizadas por pero con 26 tipos de enzimas las mitocondrias; pero sin obtención de oxidasas (peroxidasa y catalasa, ATP (originan agua oxigenada). D- aminooxidasa y uratooxidasa) 1º. Peroxidasa Oxida varios compuestos orgánicos y desprende H2O2 (agua oxigenada o peróxido de H, muy tóxico) 2º. Catalasa Descompone el H2O2 en agua y oxígeno

Eva Palacios Muñoz

ORIGEN Endosimbiosis anterior a la de las mitocondrias. Permitían la vida en una atmósfera cada vez más rica en oxígeno.

FUNCIÓN Al principio de la vida Permitir la vida de los seres anaerobios en una atmósfera cada vez más rica en O2.

Actualmente Retraso en el envejecimiento celular

Eliminar el exceso de ácidos grasos, aminoácidos, etc. Detoxificación (eliminación de sustancias tóxicas oxidándolas: peróxido de hidrógeno, etanol, ión superóxido)

22

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

9. MITOCONDRIAS: Orgánulos encargados de la obtención de energía mediante respiración celular. (I) MORFOLOGÍA Forma y tamaño variable. Respiración celular 1. Doble membrana

M. mitocondrial externa

FUNCIÓN Obtener energía para la célula

Con muchas porinas

Espacio intermembranoso o perimitocondrial.

2. Matriz mitocondrial

M. mitocondrial interna

Parecida a la de bacterias, con Creación de gradientes electroquímicos. ATPasas y CTE en crestas Fosforilación oxidativa mitocondriales

ADN mitocondrial circular

Parecidos a bacterias

Ribosomas 70S o mitorribosomas

Síntesis de ATP

Codifica sus propias proteínas y ARN. Util en estudios de Genética evolutiva. 1. Síntesis de proteína mitocondriales

ARN Enzimas y transportadores de electrones.

Eva Palacios Muñoz

2. 3. 4.

Ciclo de Krebs: génesis de intermediarios metabólicos  –oxidación de ácidos grasos Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico.

23

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

9. ORGÁNULOS ENERGÉTICOS: MITOCONDRIAS: MORFOLOGÍA, ESTRUCTURA, IDENTIFICACIÓN AL M.E. Y FUNCIÓN (II) (VACÍO) ORG.

MORFOLOGÍA Forma y tamaño …………….

M I T O C O N D R I A S

FUNCIÓN ……………… celular (obtener energía para la célula).

M. mitocondrial …………… (con muchas porinas) 1. ………………..doble ………………… perimitocondrial. M. m. …………….. (parecida a la de bacterias), con ATPasas y CTE en Crestas mitocondriales. 2………… mitocondrial ……………… mitocondrial circular ……………….. 70S

Creación de ………………. electroquímicos. ……………………… oxidativa (Síntesis de ATP). Codifica sus propias proteínas y ARN. Util en estudios de Genética evolutiva. Sintesis de proteína mitocondriales

ARN Enzimas y transportadores de electrones.

  

Eva Palacios Muñoz

Ciclo de …………: génesis de intermediarios metabólicos. Beta –………………de ácidos grasos. Descarboxilación oxidativa del ácido ……………..

24

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

9.MITOCONDRIAS (III) (VERSIÓN ANTERIOR SOLUCIONADA, AMPLIADA Y COLOREADA ) MORFOLOGÍA FUNCIÓN Forma y tamaño variable. RESPIRACIÓN CELULAR (obtener energía para la célula).

ORIGEN Endosimbiosis

M. mitocondrial externa (con muchas porinas) 1. Membrana doble

2. Matriz mitocondrial

Procede de la vesícula de endosimbiosis.

Espacio intermembranoso o perimitocondrial. * M.m. interna (parecida a la de bacterias), con ATPasas y CTE en Crestas mitocondriales.

Creación de gradientes electroquímicos. Fosforilación oxidativa

* ADN mitocondrial circular

Codifica sus propias proteínas y ARN. Util en estudios de Genética evolutiva. Sintesis de proteína mitocondriales

Parecidos a bacterias

* Ribosomas 70S o mitorribosomas ARN Enzimas y transportadores de electrones.

Eva Palacios Muñoz

Síntesis de ATP Procede de la bacteria ancestral o procariota endosimbionte. Reproducción independiente por bipartición, estrangulación o escisión.

CICLO DE KREBS: génesis de intermediarios metabólicos. Beta – oxidación de ácidos grasos. Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico.

25

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

10. PLASTOS O PLASTIDIOS: (II) Orgánulos característicos de vegetales, con doble membrana, que sintetizan y almacenan sustancias CLOROPLASTOS: MORFOLOGÍA, ESTRUCTURA, IDENTIFICACIÓN AL M.E. Y FUNCIÓN (I) (VERSIÓN IMPRIMIBLE MÁS ESTRUCTURADA) ORGÁNULO PLASTOS

1.CLOROPLASTOS

MORFOLOGÍA ESTRUCTURA Membrana doble

Forma y tamaño variable (oval, estrellada, acintada, en copa, helicoidal). Tamaño mayor que las mitocondrias. 1. Membrana doble

FUNCIÓN COMPONENTES Almacén de sustancias en vegetales.

Pigmentos, sustancias de reserva, etc.

FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA CON LUZ

Obtener energía para la célula

FASE LUMINOSA DE LA FOTOSÍNTESIS

1.FOTOFOSFORILACIÓN Y 2. GENERACIÓN DE PODER REDUCTOR.

1.M. plastidial externa Muy permeable Espacio periplástico o intermembranoso.

2.Tilacoides y grana

3. Estroma

2. M. plastidial interna Parecida a la de bacterias, con proteínas específicas transportadoras Conjunto de sacos 1.Membrana tilacoidal Fotosistemas o centros membranosos de reacción. paralelos al eje Pigmentos antena. mayor del ATPasas cloroplasto, CTE parecidos a 2. Espacio tilacoidal crestas mitocondriales Enzimas Ribulosa 1,5- difosfatocarboxilasa

ADN plastídico Ribosomas 70S Inclusiones

Eva Palacios Muñoz

FASE OSCURA DE LA FOTOSÍNTESIS Ciclo de Calvin (fijación del CO2 en moléculas orgánicas) Circular de doble hélice. Codifica sus propias proteínas y ARN. Sintesis de proteínas plastidiales

ANABOLISMO: Fijación de CO2 Almacenamiento de almidón. Biosíntesis de ácidos grasos Asimilación de nitratos y sulfatos.

Gránulos de almidón, lípidos

26

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

10. ORGÁNULOS ENERGÉTICOS: PLASTOS O PLASTIDIOS: (II) (VERSIÓN COMPLETA COLOREADA) Orgánulos característicos de vegetales, con doble membrana, que sintetizan y almacenan sustancias TIPOS DE PLASTOS Cloroplasto Cromoplasto Leucoplasto Protoplasto ORGÁNULO PLASTOS O PLASTIDIOS (cromoplasto, leucoplasto, cloroplasto) CLOROPLASTOS

CONTENIDO Pigmentos fotosintéticos y sustancias de reserva Pigmentos Sustancias de reserva

EJEMPLOS Clorofila caroteno, licopeno  Almidón. Forma intermedia en la diferenciación del cloroplasto Precursores de cloroplastos

MORFOLOGÍA Membrana doble

Forma y tamaño variable (oval, estrellada, acintada, en copa, helicoidal). Tamaño mayor que las mitocondrias.

FUNCIÓN Almacén de sustancias (pigmentos, sustancias de reserva, etc.) en vegetales.

ORIGEN (NO) A partir de proplastos, dependiendo del tejido y su función.

Fotosíntesis oxigénica con luz (obtener energía para la célula).

Endosimbiosis

M. plastidial externa (muy permeable)

Procede de la vesícula de endosimbiosis.

1. Membrana doble Espacio periplástico o intermembranoso. * M.p. interna (parecida a la de bacterias), con proteínas específicas transportadoras.

Eva Palacios Muñoz

Procede de la bacteria ancestral o procariota endosimbionte.

2. Tilacoides y grana (¡parecidos a crestas mitocondriales!)

Conjunto de sacos membranosos paralelos al eje mayor del cloroplasto. - Membrana tilacoidal - Espacio tilacoidal

3. Estroma

* ADN plastídico circular de doble hélice.

Fotosistemas o centros de reacción. Pigmentos antena. ATPasas CTE Fotofosforilación y generación de poder reductor. Codifica sus propias proteínas y ARN.

* Ribosomas 70S

Sintesis de proteínas plastidiales

Inclusiones (gránulos de almidón, lípidos) Enzimas (ribulosa 1,5- difosfatocarboxilasa).

Ciclo de Calvin: Fijación del CO2 en moléculas orgánicas

Invaginación Fragmentación de la membrana del endosimbionte.

Reproducción independiente por escisión binaria (= mitocondrias) de otros preexixtentes dependiente de luz. Desde protoplastos. Leucoplastos: forma intermedia en la diferenciación del cloroplasto.

27

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

10. ORGÁNULOS ENERGÉTICOS: COMPARACIÓN DE MORFOLOGÍA Y FUNCIÓN DE MITOCONDRIAS Y CLOROPLASTOS (III) SEMEJANZAS MITOCONDRIAS CLOROPLASTOS MORFOLOGÍA FUNCIÓN MORFOLOGÍA FUNCIÓN 1.Morfología Alargada RESPIRACIÓN CEL. Ovoide FOTOSINTESIS 2.Membrana doble MEMBRANA EXTERNA Membrana mitocondrial Con muchas porinas Membrana plastidial Muy permeable (procede de la vesícula de externa externa endosimbiosis) ESPACIO Espacio intermembranoso o Espacio periplástico INTERMEMBRANOSO perimitocondrial. MEMBRANA INTERNA Membrana mitocondrial Membrana plastidial (procede de la bacteria interna interna ancestral o procariota endosimbionte). Función de En crestas mitocondriales FOSFORILACIÓN Tilacoides y grana FOTOFOSFORILACIÓN membranas: OXIDATIVA (En Membrana tilacoidal Y GENERACIÓN DE FOSFORILACIÓN y Espacio tilacoidal) PODER REDUCTOR. (Síntesis de ATP mediante ATPasas y CTE) 3. Contenido MATRIZ MITOCONDRIAL CATABOLISMO: ESTROMA ANABOLISMO: - CICLO DE KREBS -CICLO DE CALVIN - Beta – oxidación de (Fijación de CO2) ácidos grasos. -Almacenamiento de - Descarboxilación almidón. oxidativa del ácido -Biosíntesis de ácidos pirúvico. grasos -Asimilación de nitratos y sulfatos. * ADN Codifica sus * ADN mitocondrial * ADN plastídico circular propias proteínas bicatenario y ARN * Ribosomas 70S * Mitorribosomas Plastirribosomas

Eva Palacios Muñoz

28

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

EL NÚCLEO EN INTERFASE: Morfología, estructura (envoltura nuclear (poros nucleares) y carioplasma/ nucleoplasma (nucléolo y cromatina), identificación al M.E. de cada uno de sus componentes, relacionándolos con su función. 1. EL NÚCLEO EN INTERFASE: MORFOLOGÍA, ESTRUCTURA, FUNCIÓN E IDENTIFICACIÓN AL M. E. DE CADA COMPONENTE. El aspecto del núcleo varía en función del momento del ciclo celular: 1. NÚCLEO INTERFÁSICO (en reposo aparente) 2. NÚCLEO MITÓTICO (en él se diferencian los cromosomas) EL NÚCLEO EN INTERFASE MORFOLOGÍA Forma Muy variable Tamaño Constante/ tipo de célula Número Anucleadas Uninucleadas Binucleadas Plurinucleadas

Posición

Central Lateral Basal

EJEMPLO Esférico, ovalado, polilobulado, discoidal (vegetales) 10 % del volumen celular Glóbulos rojos Adipocitos Paramecios Macronúcleo y micronúcleo Sincitio Célula obtenida por fusión de C. musculares estriadas esqueléticas varias células Plasmodio Célula obtenida por división de un núcleo sin división celular posterior C. animales C. embrionarias C. vegetales y algunas animales Adipocitos C. secretoras

FUNCIÓN NÚCLEO Contiene la información genética (ADN) Replicación del ADN Síntesis de todos los ARN

Eva Palacios Muñoz

NUCLÉOLO

Síntesis de ARN ribosómico (ribosomas)

29

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

2. NÚCLEO: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN COMPONENTES MEMBRANA NUCLEAR

DEFINICIÓN COMPOSICIÓN/ TINCIÓN FUNCIÓN Compleja organización que limita al núcleo Separar el nucleoplasma del citosol

NUCLEOPLASMA O CARIOPLASMA O MATRIZ NUCLEAR

Matriz semifluida sita en el interior del núcleo que contiene

Cromatina

ADN y proteínas Proteínas

Material no cromatínico Muy refringente Basófilo

N U C L É O L O

Estructura carente de membrana situada dentro del núcleo interfásico, próximo a la envoltura nuclear.

CRO MA TI NA

Estructura empaquetada y compacta formada por el ADN asociado a proteínas. Genoma de las células eucarióticas.

Se tiñe con colorantes básicos

CRO MO SO MAS

Estructuras con forma de bastoncillo que aparecen durante la división del núcleo (cariocinesis).

Se colorean con colorantes básicos.

Eva Palacios Muñoz

Síntesis de los ARN (ARN m, ARN t y ARN n) Replicación del ADN Fijación del nucléolo y los sectores de las fibras de cromatina

Síntesis del ARN r

Desaparece y reaparece durante la mitosis. Suele haber 1/ núcleo; pero también puede haber 2 ó más. Contener información genética para transcripción de los ARN Conservar y transmitir la información genética contenida en el ADN Facilitar el reparto del material genético (ADN) de la célula madre entre las dos células hijas

30

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

3. NÚCLEO INTERFÁSICO MORFOLOGÍA ( al M. O.) ENVOLTURA 1. Doble NUCLEAR membrana

ULTRAESTRUCTURA IDENTIFICACIÓN AL M. E. DE CADA COMPONENTE Membrana nuclear externa  Ultraestructura trilaminar  Con ribosomas adosados  Unida a la m. del RER Espacio perinuclear o intermembranoso Membrana nuclear interna 2. Lámina fibrosa o nuclear 3 Proteínas fibrilares o láminas (Semejantes a filamentos intermedios del citoesqueleto)

3. Poros nucleares

NUCLEOPLASMA

Complejo de poro

Red de proteínas fibrilares (semejantes al citoesqueleto)

NUCLÉOLO

Nucleolar

Zona fibrilar

Nuclear

Zona granular Cromatina asociada

Componente

FUNCIÓN Separar el núcleo del citoplasma

Fijar las fibras de cromatina Formación de cromosomas Formación de poros

Cilindro formado por un octógono de proteínas Diafragma Material denso Gránulo central Ribosomas recién formados (a veces) Gránulos de enzimas, ribonucleoproteína y ARNr

Regular el paso de sustancias

Estructuras plumosas de ARN n de 45 S asociado a proteínas Subunidades ribosomales en maduración Regiones organizadoras nucleolares (NOR)

Fabricar ARNr

Anillo

Disminuir la luz del poro

Síntesis de los ARN Replicación o síntesis del ADN

Síntesis de ribosomas Codificar el nucléolo (el ADN de esta zona es portador de genes para sintetizar ARN n o nucleolar)

CROMATINA

Eva Palacios Muñoz

31

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

3’. NÚCLEO INTERFÁSICO MORFOLOGÍA ULTRAESTRUCTURA ( al M. O.) IDENTIFICACIÓN AL M. E. DE CADA COMPONENTE ENVOLTURA 1. Doble membrana con Membrana nuclear  Ultraestructura trilaminar NUCLEAR un espacio externa  Con ribosomas adosados intermembranoso  Unida a la m. del RER Espacio perinuclear Continuación del espacio reticular o intermembranoso Membrana nuclear Proteínas integrales de la membrana interna 2. Lámina fibrosa o lámina nuclear 3 Proteínas fibrilares o Semejantes a filamentos láminas intermedios del citoesqueleto

3. Poros nucleares

NUCLEOPLASMA

NUCLÉOLO

Red de proteínas fibrilares (semejantes al citoesqueleto)

Complejo de poro

Anillo

Cilindro formado por un octógono de proteínas

Gránulos de

Diafragma Gránulo central (a veces) Intercromatina

Material denso Ribosomas recién formados Enzimas, ribonucleoproteína ARNr

Pericromatina Partículas de ribonucleoproteína Zona fibrilar Estructuras plumosas

1. Componente Estrictament e nucleolar Zona granular 2. Nuclear

Cromatina asociada

Subunidades ribosomales en maduración Perinucleolar Intranucleolar

ARN n de 45 S asociado a proteínas ARN r de 28 S, 18S, 5´8 S y 5 S asociados a proteínas Regiones organizadoras nucleolares (NOR)

FUNCIÓN Separar el núcleo del citoplasma

- Fijar las fibras de cromatina - Se relacionan con la formación de poros Regular el paso de sustancias

Formación de cromosomas

Subunidades ribosómicas o proteínas pequeñas Disminuir la luz del poro

Síntesis de los ARN Replicación o síntesis del ADN

Fabricar ARNr Síntesis de ribosomas Codificar el nucléolo (el ADN de esta zona es portador de genes para sintetizar ARN n o nucleolar)

CROMATINA

Eva Palacios Muñoz

32

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

4. RELACIÓN ENTRE CROMATINA, FIBRAS NUCLEOSÓMICAS Y CROMOSOMAS CONCEPTOS DEFINICIÓN FIBRAS O FILAMENTOS Término usado por los citólogos para referirse al NUCLEOSÓMICOS filamento cromosómico fundamental, que debía permanecer a lo largo (antiguamente cromonema) de todo el ciclo celular, alcanzando su máxima extensión en el núcleo interfásico y su máxima condensación en el cromosoma CROMATINA Estructura empaquetada y compacta formada por el ADN asociado a proteínas. Procede de los cromosomas que se descondensan al final de la división del núcleo.

CROMOSOMAS

COMPOSICIÓN MOLECULAR DE LA CROMATINA BIOMOLÉCULAS TIPOS CARACTERES Proteínas Histonas Proteínas muy básicas No histonas Muy abundantes

Eva Palacios Muñoz

Filamentos de ADN en diferentes estados de condensación

Fibra de 100 A “Collar de perlas”

Laxa o condensada

Fibra de 300 A “Solenoide” Estructuras con forma de bastoncillo que aparecen durante la división Fibra de ADN de unos 300 A de diámetro como mínimo, que del núcleo (cariocinesis). se halla muy replegada

A) NÚCLEO INTERFÁSICO: CROMATINA MORFOLOGÍA (Al M. O.) TIPOS DE CROMATINA según su SUBTIPOS condensación y tinción Heterocromatina Cromatina Constitutiva del organismo condensada Facultativa (300 A) Eucromatina Cromatina difusa o laxa (100 A)

ADN

ULTRAESTRUCTURA (M. E.) Fibra de cromatina de 100 A de diámetro “Collar de cuentas o perlas”

LOCALIZACIÓN

FUNCIÓN

Está así en todas las células del organismo Está condensada sólo en determinadas células del mismo individuo

COMPOSICIÓN Gran % de aminoácidos básicos (arginina y lisina) con carga +

Inactiva

No hay transcripción

Activa

Sí se puede hacer transcripción de genes

EJEMPLOS H1, H2A, H2B, H3 y H4 La mayoría son enzimas

Las cadenas de ADN están desespiralizadas, es decir, como largos filamentos con estructura secundaria de doble hélice

33

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

4 . RELACIÓN ENTRE CROMATINA, FIBRAS NUCLEOSÓMICAS Y CROMOSOMAS NÚCLEO INTERFÁSICO: CROMATINA MORFOLOGÍA (Al M. O.) TIPOS DE CROMATINA DEFINICIÓN Heterocromatina Heterocromatina constitutiva del Está condensada en todas las células del (Cromatina organismo organismo condensada) Heterocromatina facultativa Está condensada sólo en determinadas células del mismo individuo Eucromatina Laxa (Cromatina difusa) COMPOSICIÓN MOLECULAR DE LA CROMATINA ADN Proteínas Histonas Proteínas Gran % de arginina y lisina con carga + muy básicas No histonas

Eva Palacios Muñoz

FUNCIÓN Inactiva Inactiva Activa (transcripción de genes)

H1, H2A, H2B, H3 y H4 Muy abundantes La mayoría son enzimas

34

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

5. ULTRAESTRUCTURA DE LA CROMATINA (al M. E.): “MODELO DEL SOLENOIDE” NIVELES DE SUBTIPOS COMPOSICIÓN EMPAQUETAMIENTO DE L ADN EN LA CROMATINA Y/ O CROMOSOMAS FIBRA 100 A “Collar de perlas” Forma laxa Cromatina sin histona H1: Doble hélice de ADN o fibra de 20 A DE o Nucleosomas (200 pares de bases) Filamento (100 A) C nucleosómico R Octámero de histonas O (antiguamente M cromonema) Forma Cromatina con H1: A condensada Nucleosomas + Histona T H1 I Hay 6 nucleosomas por vuelta y la histona H1 formando el eje central 300 A “Solenoide” N A

Se enrolla sobre el octámero Se une a los dos nucleosomas colindantes (ADN espaciador) 2 de H2A y 2 de H2B 2 de H3 y 2 de H4

DE CROMOSOMAS (7000 A) NIVELES DE EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN LA CROMATINA

EN EL CROMOSOMA

Eva Palacios Muñoz

Doble hélice de ADN desnudo Primer nivel “Collar de Forma laxa: Cromatina sin histona H1 perlas” Forma condensada: Cromatina con H1 2º nivel

“Solenoide”

Tercer nivel 4º nivel 5º nivel

“Bucles” “Rodillo” formado por 30 rosetas ( 6 bucles/ roseta) Cromosoma = Sucesión de rodillos

Hay 6 nucleosomas /vuelta y la histona H1 formando el eje central

DIÁMETRO DE LA FIBRA Angstroms

nm

20 100

2 10

300

30

600

60

7000

700

ACLARACIONES

La mayor parte de la eucromatina del núcleo interfásico está en forma de fibras de 100 A En los cromosomas el nivel más bajo de empaquetamiento es la fibra de 300 A

35

BIOLOGIA 2º BACHILLERATO. CEA “GARCIA ALIX”

5’. ULTRAESTRUCTURA DE LA CROMATINA (al M. E.) NIVELES DE DEFINICIÓN EMPAQUETAMIENTO DE L ADN EN LA CROMATINA Y/ O CROMOSOMAS

FIBRA 100 A DE C R O M A T I N A

300 A (30 nm)

“Collar de Cada fibra cuentas o cromatínica aislada perlas” o Filamento nucleosómico o núcleofilamento Cromonema (antiguamente) “Solenoide”

Fibras adosadas entre sí en forma espiral

SUBTIPOS

Forma laxa Nucleosoma (100 A o 10 nm)

COMPOSICIÓN

Filamento de ADN

Doble hélice de ADN o fibra de 20 A (200 pares de bases)

Núcleo o platisoma

Octámero de histonas

Se enrolla sobre el octámero Se une a los dos nucleosomas colindantes (ADN espaciador) 2 de H2A y 2 de H2B 2 de H3 y 2 de H4

Forma Nucleosoma + condensada Histona H1 6 nucleosomas / vuelta. Interviene la histona H1

de CROMOSOMAS (700 nm) NIVELES DE EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN LA CROMATINA

EN EL CROMOSOMA

Eva Palacios Muñoz

Doble hélice de ADN desnudo Primer nivel “Collar de Cromatina sin histona H1 perlas” Cromatina con H1 2º nivel

“Solenoide”

Tercer nivel 4º nivel 5º nivel

“Bucles” “Rodillo” formado por 30 rosetas ( 6 bucles/ roseta) Cromosoma = Sucesión de rodillos

Hay 6 nucleosomas /vuelta y la histona H1 formando el eje central

DIÁMETRO DE LA FIBRA Angstroms

nm

20 100 100

2 10 10

300

30

600

60

ACLARACIONES

La mayor parte de la eucromatina del núcleo interfásico está en forma de fibras de 100 A En los cromosomas el nivel más bajo de empaquetamiento es la fibra de 300 A

36