Colegio Ingls San Jos

Colegio Ingls San Jos

Depto Ciencias Integradas

Profesora: Norma Cruz Tapia

Nivel: I medio

BIOLOGIA CELULAR (2 parte)

Clula eucarionte

TeoraEndosimbiticaPara explicar la complejidad de las clulas eucariotas, Lynn Margulis propuso en 1968 la Teora de la ENDOSIMBIOSIS. Segn esta hiptesis, hace unos 2500 millones de aos la atmsfera ya contena suficiente oxgeno como consecuencia de la fotosntesis de las Cianobacterias, ciertas procariotas habran adquirido la capacidad de usar el oxgeno para obtener energa y fueron fagocitados por clulas de mayor tamao, sin que existiera una digestin posterior. As la pequea clula aerbica se transform en la mitocondria y esta asociacin pudo conquistar nuevos ambientes.

De forma anloga, procariotas fotosintticos (cianobacterias? tal vez) fueron ingeridos por clulas no fotosintticas de mayor tamao, y fueron los precursores de los cloroplastos.

Qu evidencia existe para demostrar esta hiptesis?

Las mitocondrias tiene su propio ADN, en una sola molcula continua como las de las procariotas.

Muchas de las enzimas de las membranas celulares de las mitocondrias se encuentran tambin en las membranas de las bacterias.

Las mitocondrias solo se forman por fisin binaria a partir de otras mitocondrias

Varias especies de Cianobacterias viven dentro de otros organismos como plantas y hongos, lo que demuestra que esta asociacin no es difcil de mantener

Todas las clulas eucariotas, independientemente de la funcin que realicen tienen en comn: La presencia de una membrana plasmtica que delimita el contenido celular, del medio que la rodea. Una endomatriz fluida (citosol) compuesta por una solucin de protenas, electrolitos y carbohidratos, en la que est presente un sistema de endomembranas que delimitan: compartimentos (organelos) en los cuales se desarrolla el metabolismo celular y sus productos (inclusiones) y el mayor de los compartimentos, el ncleo que constituye por su contenido en ADN, el centro rector de la actividad metablica celular. La presencia en la matriz citoplasmtica de estructuras proteicas filamentosas (microtbulos, microfilamentos y filamentos intermedios), que constituyen el citoesqueleto.COMPARTIMENTACIN CELULAR. El concepto compartimentacin define el hecho de que existan distintos espacios celulares, limitados por una membrana, que realicen distintas funciones, lo cual crea en la clula una divisin del trabajo: por ejemplo, en las mitocondrias se efecta la respiracin; en los lisosomas, la digestin celular; en el retculo endoplasmtico, la sntesis de diversas sustancias; etc. Es por esto que podemos hablar de organelos membranosos y organelos no membranosos. A partir de la utilizacin del microscopio electrnico (ME), cambi totalmente la imagen estructural que se tena de la clula.

Los organelos membranosos son: Retculo endoplasmtico liso y rugoso, Aparato de Golgi, Mitocondrias, cloroplastos, Lisosomas, Peroxisomas.

Los organelos que no clasificados como membranosos incluyen: Ribosomas, Centrolos, nucleolo.El lmite de la clula est determinado por la membrana plasmtica. Los organelos son: retculo endoplasmtico (liso y rugoso), aparato de Golgi, mitocondrias, ribosomas, lisosomas, peroxisomas y centrolos. Las inclusiones son lpidos, glucgeno, caroteno, melanina y otros.

Clula vegetal Clula animalMembrana plasmtica

La membrana plasmtica o celular es el lmite exterior de la clula. Al ME electrnico ofrece una imagen, comn con la de otras membranas, llamadaunidad de membrana. Es una estructura superficial limitante, que da individualidad a la clula, separndola del medio externo o de otras unidades similares.Estructura: La membrana plasmtica de las clulas animales y vegetales est formada por lpidos (fosfolpidos, que se disponen formando una doble capa) y protenas (integrales y perifricas), adems de una pequea cantidad de carbohidratos. Tanto lpidos como protenas pueden cambiar de lugar, otorgndole un gran dinamismo estructural a la membrana.Funciones:

Participacin en procesos de reconocimiento celular. Determinacin de la forma celular. Recepcin de informacin externa y transmisin al interior celular. Regulacin del movimiento de materiales entre los medios intra y extracelular y mantencin de la concentracin ptima para llevar a cabo los procesos celulares.MATRIZ CITOPLASMTICA

Citosol: Corresponde a la porcin lquida del citoplasma, componente fluido de la matriz. Est formada por: Componentes para las funciones metablicas. Enzimas solubles, que son componentes proteicos que intervienen en la gluclisis anaerbica, en la activacin de los aminocidos para la sntesis proteica y en general, en el metabolismo celular (como catalizadores biolgicos). Protenas estructurales, en su mayora de forma globular y de las cuales dependen la viscosidad celular, los movimientos internos y ameboideos, la formacin de microtbulos y otros. cidos ribonucleicos, que intervienen directamente en la sntesis proteica.

Funciones:

Sntesis de molculas orgnicas, por ej., protenas mediante ribosomas

Transporte, almacenamiento y degradacin de molculas orgnicas, como grasas y glucgeno

Citoesqueleto Es una red de filamentos proteicos que surca el citosol, participando en la determinacin y conservacin de la forma celular, en la distribucin de los organelos en el citosol y en variados tipos de movimientos celulares. Los principales tipos de filamentos citoesquelticos son:

Microfilamentos: cadenas dobles trenzadas, cada una formada por un hilo de subunidades de una protena llamada actinaFunciones: Contraccin muscular; cambios en la forma celular, incluida la divisin citoplasmtica en las clulas animales; movimiento citoplasmtico; movimiento de seudpodos.

Filamentos intermedios: constan de 8 subunidades formadas por cadenas proteicas que parecen cuerdas.

Funciones: Mantenimiento de la forma celular; sujecin a microfilamentos en clulas musculares; soporte de extensiones de clulas nerviosas; unin de clulas.

Microtbulos: tubos formados por subunidades proteicas espirales de dos partes. La protena que forma las subunidades se llama tubulina.Funciones: Movimiento de cromosomas durante la divisin celular coordinado por los centriolos; movimiento de organelos dentro del citoplasma; movimiento de cilios y flagelos.

En general, todas las clulas eucariontes poseen los tres tipos de componentes citoesquelticos. El uso de uno u otro depender de la tarea especfica de la clula. Slo las clulas animales poseen centriolos para coordinar la divisin celular. Las clulas ciliadas pueden ser independientes como muchas especies de organismos unicelulares o formando tejidos, como es el caso de la superficie interna de la trquea o la trompa de Falopio. Los flagelos se pueden encontrar en protozoos y espermatozoides.Retculo Endoplasmtico: Es un organelo constituido por un sistema de tbulos y vesculas interconectados que comunica intermitentemente con las membranas plasmticas y nuclear y que funciona como un sistema de transporte intracelular de materiales. Hay dos tipos de retculo endoplasmtico: Retculo Endoplasmtico Rugoso (RER): posee membranas dispuestas en sacos aplanados que se extienden por todo el citoplasma. Estn cubiertas en su superficie externa por ribosomas. Retculo Endoplasmtico Liso (REL): posee membranas dispuestas como una red tubular, que no suele ser tan extendida como el RER. No posee ribosomas en su superficie.Funciones:

RER: Almacenamiento y transporte de las protenas fabricadas en los ribosomas que posee adosados

REL: Sntesis de lpidos, como esteroides, fosfolpidos y triglicridos. Detoxificacin de materiales nocivos y medicamentos que penetran en las clulas, especialmente en el hgado.Aparato de Golgi:

Presente en todas las clulas eucariontes excepto los glbulos rojos y las clulas epidrmicas. Es un organelo nico del sistema de membranas internas constituido por sacos aplanados o cisternas apiladas y vesculasFunciones:

Procesa, clasifica y capacita las molculas sintetizadas en el RER y REL, para convertirlos en molculas funcionales

Sintetiza molculas que forman parte de paredes (celulosa) o de membranas celulares (glicolpidos y glicoprotenas).

Produce vesculas de secrecin, llenas de materiales originados en el RER y REL Participa en la formacin de lisosomas, as como del acrosoma, estructura del espermio que posibilita su penetracin al vuloLisosomas: Son organelos relativamente grandes, formados por el retculo endoplasmtico rugoso y luego empaquetadas por el aparato de Golgi.Estn provistos de una membrana limitante que encierra gran cantidad de enzimas digestivas, que degradan materiales provenientes del exterior o de la misma clula. Son heterogneos, aunque la mayora se puede definir como redondeado u ovoide. Su membrana es resistente a las enzimas que contiene y protege a la clula de la autodestruccin. Su nmero oscila entre unos pocos y varios cientos por clula.

Funciones:

Digestin de material extracelular mediante la exocitosis de enzimas; as ocurre la digestin de los alimentos en el tubo digestivo, la remodelacin del hueso formado y la penetracin del espermio en la fecundacin. Digestin de restos de membranas celulares mediante autofagia. Esto permite la renovacin y el recambio de organelos en clulas daadas o que envejecen. Digestin de alimentos y otros materiales incorporados a la clula; esto permite alimentarse de grmenes a ciertas clulas de funciones defensivas.Mediante el rompimiento de la membrana lisosomal en forma programada, la clula puede determinar su autodestruccin, fenmeno que es crucial en varias etapas de la vida y se denomina apoptosisPeroxisomas: Se parecen a los lisosomas en que tambin son organelos redondeados, que poseen una serie de enzimas en su interior. La concentracin de enzimas que poseen en su interior es tal, que tienden a formar cristales, los que se aprecian como manchas oscuras en su interior. Dos de sus enzimas ms importantes son la catalasa y la urato oxidadasa.

Funciones:

Sus enzimas utilizan O2 para eliminar tomos de hidrgeno a varios tipos de molculas orgnicas, a travs de una reaccin qumica que produce perxido de hidrgeno (H2O2). A su vez, toma el H2O2, junto a diversas sustancias que pueden resultar txicas (por ej. el alcohol), y transformarlas en agua. Participa en ciertas etapas de degradacin de las grasas.Ribosomas: Realmente no son organelos, ya que no poseen membrana. Bsicamente son grnulos pequeos, consistentes en ARN y protenas. Algunos son libres y se encuentran suspendidos en el citosol, mientras que otros estn asociados a membranas internas de la clula.

Cada ribosoma est constituido por dos subunidades: una mayor y otra menor. Cada una de ellas, posee un tipo de ARN llamado ARN ribosomal y protenas ribosomales.

Pueden asociarse varios ribosomas entre si, formando unas estructuras con forma de collar de perlas, llamadas polirribosomas.Funciones:

Exclusivamente, sntesis de protenasMitocondrias: Son organelos de forma esfrica, tubular u ovoide, dotados de una doble membrana, que limita un compartimiento en el que se encuentran diversas enzimas que controlan el proceso de la respiracin celular.

Cada mitocondria consta de una membrana externa bastante permeable y otra interna y plegada, muy impermeable. El plegamiento de la membrana interna forma las crestas mitocondriales, cuyo fin es disponer de una mayor superficie para realizar reacciones qumicas

Funciones:

Sntesis de molculas de ATP, mediante la degradacin de carbohidratos, proceso conocido como respiracin celular. Las molculas de ATP son indispensables en la ejecucin de tareas que requieren energa, por ejemplo, la sntesis de protenas.Ncleo: El ncleo es una estructura que se presenta en todo tipo de clula, excepto en las bacterias y cianobacterias. Comnmente existe un ncleo por clula, si bien algunas clulas carecen de ste (como el glbulo rojo) y otras son bi o plurinucleadas (como las clulas del msculo esqueltico). La forma nuclear es variable dependiendo en gran parte de la forma celular, en tanto su tamao guarda relacin con el volumen citoplasmtico. Cuando la clula no se est dividiendo, el ncleo est constituido por una envoltura nuclear o carioteca, el material gentico o cromatina y uno o ms nuclolos. Tanto la cromatina como el nuclolo estn incluidos en un medio semilquido llamado jugo nuclear o carioplasma. Durante la divisin celular se pierde esta organizacin, ya que desaparece la carioteca y el nuclolo, en tanto la cromatina se condensa y forma a los cromosomas.Funciones:

Separa el material gentico del citosol.

Controla la sntesis de protenas.

Ensambla los ribosomas en el nuclolo.Clula vegetal

Todas las estructuras y componentes antes descritos estn presentes en la inmensa mayora de las clulas eucariontes. No obstante, existen algunas estructuras especiales que son exclusivas de las clulas vegetales y que, por tanto, las clulas animales no las poseen.

Pared celular: No reemplaza a la membrana plasmtica

La pared celular de las plantas est compuesta de celulosa y otros polisacridos y es producida por la misma clula que rodea.Funciones:

Soporte mecnico de las plantas y hongos, frente a la gravedad y el viento.

Soporte mecnico frente a los desajustes del ingreso o salida de agua desde las clulas.

Presenta permeabilidad frente a sustancias nutritivas y desechos, pero no es una membrana selectiva.

CloroplastosSon organelos ovoides o fusiformes que poseen dos membranas. La membrana interna encierra un fluido llamado estroma, el cual contiene pilas interconectadas de bolsas membranosas huecas. Las bolsas individuales se llaman tilacoides y sus superficies poseen el pigmento clorofila, molcula clave en la fotosntesis. La membrana externa est en contacto con el citosol. Poseen ADN y ribosomas en su estroma.Funciones:

El cloroplasto absorbe luz solar para transformarla en energa qumica y posee los componentes necesarios para retener tal energa en molculas de azcar

VACUOLA CENTRAL

Las vacuolas son organelos presentes en la mayora de las clulas eucariontes, incluyendo las animales. La vacuola central es un tipo especial de vacuola, presente en algunos protistas y plantas

Bsicamente es un organelo ovoide, cuya forma depender de la forma de la pared celular y de la cantidad de agua que contenga. Como la mayora de los organelos citoplasmticos, est rodeado de una sola membrana. Ocupa cerca del 90% del volumen celular.

Funciones:

Almacenamiento de agua y otros nutrientes Soporte mecnico de los tejidos (turgencia) Regulacin del ingreso y salida de agua de la clula Digestin intracelular, similar a la de los lisosomas

ACTIVIDADES DE REFORZAMIENTO

1. El espermio es una clula que desplazndose activamente, es decir, con gasto de energa, puede llegar hasta el ovocito y luego de romper enzimticamente sus envolturas, fusionarse con el para completar el proceso de la fecundacin. En relacin a lo planteado, seala tres organelos que le permiten al espermio cumplir con su funcin fecundante. 2. Deduce que tipo de organelo debe alcanzar un gran desarrollo o ser ms abundante en:

Leucocitos que destruyen enzimticamente los grmenes ingeridos mediante fagocitosis.

Clulas intersticiales del testculo que sintetizan la hormona sexual testosterona (lpido esteroide) Clulas plasmticas derivadas de los linfocitos B que sintetizan grandes cantidades de protenas que actan como anticuerpos defendiendo al organismo.

Clulas secretoras del pncreas que exportan diversas enzimas que controlan la digestin en el intestino delgado.

Clulas del epitelio renal que incorporan activamente, es decir, con gasto de energa, glucosa y aminocidos desde el liquido que constituir la orina. Clulas hepticas que descomponen compuestos txicos como el perxido de hidrgeno en otras sustancias no dainas para el organismo.3. EI continuo funcionamiento celular exige de una renovacin y recambio permanente de los constituyentes celulares, lo cual implica la destruccin de sistemas membranosos y organelos deteriorados y su reemplazo por otros nuevos. AI respecto, y tomando en cuenta la composicin qumica de la membrana, infiere que tipos de organelos estarn involucrados en este recambio y renovacin.4. En una clula vegetal donde encontramos ncleo, cloroplastos y grandes vacuolas. En este tipo de

clula:

qu rol(es) Ie(s) corresponde(n) a la vacuola? cul es la importancia del cloroplasto? a qu corresponde y cul es la funcin de la pared celular? que podra ocurrir en esta clula si por algn medio se quitara la estructura la pared celular?5. Cloroplastos y mitocondrias son organelos encargados de la obtencin y transformacin de energa en las clulas que los poseen. Ambos organelos tienen en comn el poseer su propio ADN y un sistema de ribosomas. AI respecto seala:

El proceso energtico controlado respectivamente por cada uno de estos organelos La consecuencia derivada de la presencia de ADN y ribosomas en el interior de estos organelos

6. Complete los siguientes esquemas

A partir del siguiente esquema explica en forma completa qu relacin existe entre el RE , el Complejo de Golgi y la formacin de un lisosoma :

Completa las siguientes tablas con la informacin correspondiente.

CriterioClula procariotaClula eucariota

Tamao

Membrana Celular

Pared Celular

Ncleo

Ubicacin del material gentico

Citoplasma

Organelos membranosos