Células Eucariotas PDF

LAS CÉLULAS EUCARIOTAS FORMA DE CÉLULAS EUCARIOTAS TAMAÑO DE LAS CÉLULAS Mª Ángeles Andrés Delgado.  LAS CÉLULAS EUCARIOTAS Son más modernas, complejas y de mayor tamaño que las células procariotas. Tienen núcleo diferenci...

LAS CÉLULAS EUCARIOTAS FORMA DE CÉLULAS EUCARIOTAS TAMAÑO DE LAS CÉLULAS Mª Ángeles Andrés Delgado.  LAS CÉLULAS EUCARIOTAS Son más modernas, complejas y de mayor tamaño que las células procariotas. Tienen núcleo diferenciado. Presentan gran variedad de orgánulos. Reproducción asexual y sexual por mitosis y meiosis. Dan lugar a seres unicelulares: protozoos, algas unicelulares y hongos unicelulares. Aunque mayoritariamente son seres pluricelulares como nosotros y las plantas. La célula eucariota vegetal presenta pared celular, cloroplastos, vacuolas y nutrición autótrofa. La célula eucariota animal presenta centrosomas y nutrición heterótotrofa. Mª Ángeles Andrés Delgado.  LAS CÉLULAS EUCARIOTAS Endosimbiosis o Teoría endosimbiótica Publicada en 1966 por Lynn Margulis, explica el origen de las primeras células nucleadas, las células eucariotas, mediante procesos simbióticos y una posterior fusión (no digestión) entre bacterias con diferentes características metabólicas y fisiológicas dando lugar a una célula más especializada y adaptada a su entorno cambiante. Esta célula es la precursora del tipo célular presente en los animales, vegetales, hongos y protistas, es la célula eucariota. Mª Ángeles Andrés Delgado.  LAS CÉLULAS EUCARIOTAS Las células tienen un tamaño microscópico, es necesario el uso del microscopio para su observación. El microscopio óptico no produce imágenes claras de estructuras inferiores a 1 µm,como los componentes celulares, por lo que la invención de los microscopios electrónicos condujo a una mejor comprensión de la estructura celular. El microscopio electrónico fue inventado en Alemania a comienzos del siglo XX, usándose en la investigación científica a mediados de siglo, permite observar estructuras mil veces más pequeñas que con el óptico. Mª Ángeles Andrés Delgado.  LAS CÉLULAS EUCARIOTAS Se dan dos tipos de células eucariotas: célula animal y vegetal pero ambos poseer: Una membrana plasmática que delimitada a la célula. En su interior aparecen dos zonas diferenciadas: 1. El citoplasma es el medio interno celular comprendido entre la membrana plasmática y la nuclear. Está formado por el citosol o hialoplasma y los orgánulos y citoesqueleto. 2. El Núcleo delimitado por una doble membrana con ADN en su interior asociado a proteínas histonas. Mª Ángeles Andrés Delgado.  MEMBRANA PLASMÁTICA Lámina delgada de 75 Å de grosor, que envuelve la célula y aisla del medio exterior. El modelo más aceptado es el mosaico fluido (propuesto por S.J. Singer y G. Nicholson en 1972), sus componentes tienen movilidad (no es rígida). La membrana está constituida por una bicapa lipídica semipermeable, enclavadas proteínas globulares y glúcidos en la cara externa, sus dos monocapas presentan diferencias en composición y estructura, por ello es asimétrica. La bicapa está formada por fosfolípidos, esfingolípidos y glucolípidos. Son anfipáticas sus cabezas polares al exterior (glicerina y ácido ortofosfórico) y en el interior las cadenas apolares. (acidos grasos) Mª Ángeles Andrés Delgado.  MEMBRANA PLASMÁTICA Asociado a la bicapa de células animales, hay moléculas de colesterol, que influiyen en la fluidez de la membrana. Las proteínas son integrales, atraviesan la bicapa y periféricas si están pegadas a una capa. En la parte externa de la membrana se sitúa el glucocálix (solo célula animal), compuesta de oligosacáridos, glucolípidos y glucoproteínas, cuya función es reconocer señales externas, regular movimiento de fluidos y proteger. Función membrana: Proteger a la célula y limita el espacio celular, transporte de sustancias, dar forma a la célula, recibir señales del exterior. Mª Ángeles Andrés Delgado.  MEMBRANA PLASMÁTICA Función: El transporte de sustancias: A. Transporte a través de la membrana de pequeñas partículas: 1. PASIVO. No requiere gasto de energía. Las moléculas se mueven a favor del gradiente electroquímico (gradiente de concentración y eléctrico.) Las moléculas pequeñas o mayores pero liposolubles (apolares) atraviesan la membrana por difusión.Tipos: Difusión simple: las sustancias se movilizan directamente por la bicapa lipídica, (O2, CO2…). Difusión facilitada: utiliza proteínas (permeasa) para transportar las sustancias (iones…); Ósmosis:(difusión especial) Paso de disolvente desde soluciones medio hipotónico a hipertónico. 2. ACTIVO. Gasto de energía, transporte moléculas en contra de un gradiente electroquímico. Tipos de cotransporte: Simporte mismo sentido (Na+ y glucosa.) y Antiporte,sentido contrario (bomba de Na+/K+) pero no uniporte. Mª Ángeles Andrés Delgado.  MEMBRANA PLASMÁTICA B. Transporte de grandes partículas a través de la membrana Forman vesículas que engloban y contienen a dichas sustancias. Puede ser endocitosis si es hacia el interior y exocitosis si es hacia el exterior. Se distinguen tres tipos de endocitosis: Pinocitosis. La membrana engloba en la vesícula un líquido del exterior de la célula. Fagocitosis. Envuelve la partícula mediante prolongaciones de la membrana llamadas pseudópodos. Endocitosis mediada por receptor. Una molécula se une a un receptor de la membrana, el cual promueve la formación de una vesícula que incorpora la molécula. Mª Ángeles Andrés Delgado.  MEMBRANA PLASMÁTICA B. Transporte de grandes partículas a través de la membrana Mª Ángeles Andrés Delgado.  PARED CELULAR VEGETAL Exclusiva de células vegetales y diferente a la PC bacteriana. Formada por tres capas: La capa más externa es la lámina media, compuesta por pectina, celulosa y proteinas. En las células jóvenes hay una pared primaria, más interna, formada por pectina, celulosa, proteinas y hemicelulosa. En algunos vegetales aparece una capa más interna, la pared secundaria, compuesta por fibras de celulosa, son tres capas con diferente orientación, que otorga mayor grosor y consistencia a la pared celular. Función: dar protección, rigidez, soporte, forma y regula el volumen celular(presión osmótica). Mª Ángeles Andrés Delgado.  PARED CELULAR VEGETAL La pared celular presenta modificaciones: Suberina transforma la pared celular en corcho o Lignina que provoca la lignificación (madera). Punteaduras: zonas delgadas de la pared celular, formadas por la lámina media y la pared primaria. Suelen estar juntas las punteaduras de dos células adyacentes. Plasmodesmos: conductos citoplasmáticos muy finos que comunican con las células vecinas, que atraviesan las paredes celulares. Mª Ángeles Andrés Delgado.  CITOSOL El citosol (hialoplasma): medio acuoso, 80% agua y el resto sales, proteinas, glúcidos, lípidos... Se localizan los orgánulos y el citoesqueleto. Constituye la parte soluble del citoplasma. Las variaciones de la viscosidad del citosol (sol-gel) provoca en su interior corrientes (ciclosis), que facilitan el transporte de sustancias y la formación de pseudópodos. Funciones: - Movimientos intracelulares, y movimiento ameboide. - Formación del huso mitótico en división celular. - Contiene las enzimas responsables de la síntesis de proteínas. - Tiene lugar muchas reacciones bioquímicas. - Procesos metabólicos como glucolisis, gluconeogénesis, biosíntesis de aminoácidos, nucleótidos, etc. - Contiene inclusiones entre las que destacan las de grasa y glucógeno. Mª Ángeles Andrés Delgado.  CITOESQUELETO Es una estructura proteica en forma de red, constituida por: Microfilamentos de actina. Filamentos intermedios de queratina y otras proteínas. Microtúbulos de tubulina. Mª Ángeles Andrés Delgado.  CITOESQUELETO Microfilamentosde actina. : Son los filamentos más delgados de los tres tipos (~7 nm de diámetro). Son polares, con un extremo (+) por donde crece y otro (–) por donde decrece. Funciones: - Junto con otras proteínas (miosina) están implicadas en el movimiento de contracción muscular. - Participan en la división del citoplasma, al formar el anillo que divide el citoplasma en dos (citocinesis). - Movimiento celular al participar en la formación de pseudópodos. Mª Ángeles Andrés Delgado.  CITOESQUELETO Filamentos intermedios de queratina y otras proteínas: Tienen un diámetro de ~10 nm, entre los microtúbulos y los microfilamentos. Son polímeros estables y muy resistentes. Son proteínas fibrosas. Existen 3 tipos: 1. Filamentos de queratina en células epiteliales. 2. Filamentos de vimentina en células del tejido conjuntivo, muscular y nervioso. 3. Neurofilamentos en las neuronas. Función: Repartir la tensión mecánica célular, formar la envuelta nuclear y la organización tridimensional de la célula. Mª Ángeles Andrés Delgado.  CITOESQUELETO Microtúbulos: Estructuras cilíndricas huecas, de ~25 nm de diámetro, formadas por tubulina. Cada tubulina formada por 2 subunidades globulares (alfa y beta tubulina) unidas entre sí. Cada microtúbulo está formado por 13 protofilamentos, formados por subunidades alternas de alfa y beta tubulinas, paralelos en un cilindro. Se polimerizan y despolimerizan según las necesidades. Existen 2 tipos: - Lábiles: Fomar huso mitótico en división celular. (Movimiento de cromosomas) - Estables: Formar cilios y flagelos. (Movimiento celular.) Función: Mantener la forma de la célula. Participar en las uniones intercelulares. Movilidad. Desplazamiento de vesículas de secreción, de los orgánulos. Participar en la división celular (mitosis y meiosis). Formación de cilios y flagelos Mª Ángeles Andrés Delgado.  CITOESQUELETO Cilios y flagelos (microtúbulos estables) Son delgadas prolongaciones celulares móviles que presentan la misma estructura, pero difieren en que los cilios son cortos y numerosos y los flagelos son pocos y largos. Función: desplazar las células libres o movilizar fluidos sobre la superficie de células fijas. Su estructura consta de tres partes: - Axonema (Tallo). - Zona de transición. - Corpúsculo basal. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS Cada orgánulo de la célula cumple una función determinada. Todos están coordinados mediante complejas reacciones químicas para el buen funcionamiento de la célula. Tpos: Orgánulos no membranosos: Ribosomas y centrosoma. Orgánulos membranosos: RE, AG, lisosomas, vacuolas y peroxisomas. Orgánulos con membrana doble: mitocondrias y cloroplastos. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS No delimitados por estructuras de membrana. A Centrosoma Es exclusivo de células animales. Compuesto por 2 centriolos, cilindros huecos formados por 9 tripletes de microtúbulos (A, B y C) y perpendiculares entre sí, formando el diplosoma. Rodeado de una masa densa, centrosfera, del que salen microtúbulos, aster. El centrosoma organiza los microtúbulos de la célula y se encuentra implicado en el movimiento (formando cilios y flagelos) y formando el huso acromático que va a dirigir el movimiento de los cromosomas en la reproducción celular. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS Al comenzar la división celular, el centrosoma se duplica. La mitosis vegetal se denomina anastral. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS B Ribosomas Complejos supramoleculares no membranoso compuestos por ARN y proteínas ribosomales. Localizados en el citoplasma, asociados al retículo endoplásmico, a la membrana nuclear o formando polirribosomas( unidos). Los ribosomas eucariótas poseen un coeficiente de sedimentaciónde 80s (60S+40S), son mayores que procariotas 70S (50S+30S). Las mitocondrias y cloroplastos también poseen ribosomas de 70s. Están formados por dos subunidades, una grande (49 proteínas y 3ARNr 5S, 5,8S, 28S) y otra pequeña ( 18 proteínas y 1 ARNr 18S) Función: Intervienen en la síntesis de proteínas. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS MEMBRANOSOS A. Retículo endoplasmático RE Conjunto de sáculos aplanados y conductos tubulares de comunicación, llamadas cisternas, que forman un laberinto, se interconectan con la envuelta nuclear y en algunas células con la membrana plasmática. Hay dos tipos: RE Rugoso unido a ribosomas. Función: almacenamiento y transporte de proteínas. RE Liso sin ribosoma. Función síntesis de lípidos, transporte y almacenamiento de sustancias. Crecen y forman vacuolas hacia el AG. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS MEMBRANOSOS B. Aparato de Golgi AG: Conjunto de sacos cerrados, aplanados y apilados. Dictiosoma En los bordes aparecen vesículas redondeadas que se han escindido de los sacos., forman el AG Función: Almacenar sustancias. Trasporte de proteínas. Glicosilación de moléculas. Formación de membranas, lisosomas y acrosoma. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS MEMBRANOSOS C. Mitocondrias. Orgánulos con doble membrana, la interna replegada (crestas), con enzimas que participan en la respiración celular. En su interior, la matriz mitocondrial, medio acuoso, compuesta por 60% agua, 22% proteinas, 11% lípidos, 1% ácidos nucleicos, posee un ADN bicatenario circular de origen materno y ribosomas 70s (como procariotas), respalda la Teoría Endosimbiótica. Se realiza la respiración celular, produciendo energía y liberando CO2. Las células activas poseen gran número de mitocondrias, como los espermatozoides. Función: Generar energía (ciclo de Krebs, la oxidación de ácidos grasos y aminoácidos), en forma de ATP. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS MEMBRANOSOS D. Vacuolas: Son orgánulos esféricos membranosos que almacenan sustancias de desecho para ser expulsadas o sustancias nutritivas para ser digeridas o almacenadas. Son de gran tamaña en vegetales y de pequeño en animales (vesículas). E. Lisosomas Son orgánulos esféricos membranosos, poseen en su interior enzimas digestivas, hidrolasas ácidas (proteasas, lipasas..), actúan a pH 5, ácido, degrada sustancias: alimento, bacterias,estructuras dañadas. Su función es la digestión intracelular, descomponer los elementos celulares que es necesario destruir. Los macrófagos poseen gran número de lisosomas. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS MEMBRANOSOS Los lisosomas se originan del AG. El lisosoma recién formado (lisosoma primario), cuando entra en contacto (se fusiona) con vesículas de distinta procedencia, pasan a ser lisosoma secundario, hay dos tipos: Autofagosomas: se producen debido a la unión de un lisosoma primario con una vacuola autofágica, restos celula. Heterofagosomas: unión entre un lisosoma primario con una vacuola fagocítica, su contenido presenta nutrientes procedentes del espacio extracelular para su digestión. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS MEMBRANOSOS F. Los plastos Exclusivos de células vegetales. Hay 3 tipo: leucoplastos, cromoplastos y cloroplastos. Los leucoplastos son incoloros, elaboran los granos de almidón que almacenan en su interior. Los cromoplastos presentan coloraciones por pigmentos (xantofila y caroteno); se encuentran en las células de las flores, frutos, raíces). Los cloroplastos poseen clorofila, de color verde. Realiza la fotosíntesis, síntesis de materia orgánica a partir de CO2, agua y energía solar. Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS MEMBRANOSOS Cloroplastos Poseen doble membrana, la más interna con repliegues, sacos apilados tilacoides, que se apilan formandos granas. Los tilacoides se interconectan entre sí por medio de las lamelas. En la membrana del tilacoide hay pigmentos fotosintéticos (clorofila, principalmente), proteínas transportadoras de electrones NAD, NADP, y ATP sintasa, para realizar la fase lumínica de la fotosíntesis. En el interior, llamado estroma, se realiza la fase oscura de la fotosíntesis, proceso de fijación CO2 para la obtención de glúcidos simples, como glucosa. Como en las mitocondrias, posee ADN circular y ribosomas 70s, que apoya la Teoría Endosimbiótica Los cloroplastos se encuentran en plantas y algas. Función: Realizar la fotosínteis, transforma materia inorgánica en orgánica gracias a la energía lumónica y O2 Mª Ángeles Andrés Delgado.  ORGÁNULOS MEMBRANOSOS G Peroxisomas Orgánulo esférico oxidativo, posee enzimas, como catalasa y peroxidasa, que ayudan metabolizar los ácidos grasos y el peróxido de hidrógeno(H2O2), la peroxidasa oxida el O2 para formar peróxido de hidrógeno y la catalasa oxida otras sustancias y eliminar el peróxido, proceso muy importante en hígado y riñones, encargados de destoxificar las toxinas de la sangre. Se originan en el REL, reciben enzimas en el citosol, donde son sintetizadas. Función: Participan en el metabolismo de lípidos (degradación de ácidos grasos), la conversión de radicales libres del oxígeno, en la síntesis de plasminógenos ( fosfolípido de mielina) y de los ácidos biliares ( emulsión de lípidos). Mª Ángeles Andrés Delgado.  EL NÚCLEO El núcleo dirige todas las actividades de la célula. Contiene la información (cadenas de ADN) que la célula necesita para reproducirse, crecer y desarrollar sus funciones. El núcleo está constituido por: A. Envuelta nuclear: Separa el citoplasma del núcleo. Envuelta de doble membrana discontinua, composición análoga a la membrana plasmática con poros nucleares (8 ribonucleoproteinas) regulan el paso de sustancias. Entre las dos envueltas exite el espacio perinuclear, de igual composición que el interior del retículo ( lumen), estan interconectados. B. Nucleoplasma:El medio acuoso del interior del núcleo., similar al hialoplasma del citoplasma (agua, sales, nucleótidos, ARN, proteínas, lípidos y glúcidos), pero con ADN (cromatina) y nucleolos. Mª Ángeles Andrés Delgado.  EL NÚCLEO El núcleo está constituido por: C. Nucleolos: orgánulo nuclear esféricp. Existe 1 o 2 por célula. Constituido por ARNn mayoritariamente y proteínas, lípidos, glúcidos. El ARNn se disocia para formar ARNr, que se desplaza al citoplasma para la síntesis de ribosomas, D. Cromatina: Nucleoproteína formada por ADN e histonas. Se observa cuando la célula esta en reposo (interfase) y presenta dos niveles de compactación, la heterocromatina ( muy compacta y permite la duplicación del ADN) y la eucromatina (menos compacta y permite la expresión genética). Mª Ángeles Andrés Delgado.  EL NÚCLEO E. Cromosomas: Cuando la célula entra en división las hebras de ADN se replican, se enrollan de forma muy compacta formando los cromosomas. Presentan un estrangulamiento centrómero, que divide al cromosoma en dos partes o brazos. A cada una de las dos unidades longitudinales del cromosoma se la denomina cromátida. Cada cromátida está unida a su cromátida hermana por el centrómero. Unido al centrómero se encuentra el cinetocoro, habiendo uno por cromátida, es un disco proteico que sirve de anclaje a los microtúbulos durante la división celular. Al conjunto de los cromosomas que tiene una célula se le llama cariotipo. Mª Ángeles Andrés Delgado. E. Cromosomas: EL NÚCLEO En los extremos de los cromosomas aparecen regiones de ADN no codificante, altamente repetitivas llamadas telómeros; su función es dar estabilidad estructural a los cromosomas. Algunas teorías del envejecimiento y estudios de cancer se basan en que los telómeros, ya que en cada división celular se van acortando los telómeros hasta que la célula muere. Las células madre embrionarias y los óvulos y espermatozoides, poseen muy activa una enzima, la telomerasa, que agrega la secuencia perdida en los extremos de los cromosomas tras el proceso de replicación, evitando el acortamiento telomérico. Las células somáticas diferenciadas no presentan actividad de esta enzima, por lo que los telómeros se van acortando tras cada proceso de división. La longitud de los telómeros se considera un marcador importante del envejecimiento celular. Mª Ángeles Andrés Delgado. E. Cromosomas: EL NÚCLEO Las células de cada especie tienen un número fijo y constante de cromosomas, la especie humana posee46; al realizar la reproducción sexual el número de cromosomas es par (padre y madre), son cromosomas homólogos, y las células somáticas o no reproductoras son diploides (tienen 2n cromosomas) Las células sexuales (óvulos y espermatozoides) son haploide (n cromosomas). Siendo n=23 en la especie humana. Mª Ángeles Andrés Delgado. E. Cromosomas: EL NÚCLEO Según la posición del centrosoma entre las cromátidas pueden existir diferentes tipos de cromosomas: 1. Metacéntrico: El centrómero se encuentra en la mitad del cromosoma, los brazos de igual longitud. (Cromosomas 1, 3, 19 y 20 de humanos) 2. Submetacéntricos: El centrómero se ubica más cerca de un brazo. (Cromosomas 2, 4, 5 y otros) 1. Acrocéntrico: El centrómero se encuentra mucho más cerca a uno de los telómeros (Cromosomas 13, 14 y 15) 2. Telocéntrico: El centrómero se encuentra en el telómeros (No hay casos en el cariotipo humano). Los cromosomas se generan por duplicación (copia exacta) de otro ya existente en la división celular (mitosis), la formación de gametos es por meiosis. Mª Ángeles Andrés Delgado.  DIFERENCIAS ENTRE LA CÉLULA ANIMAL Y VEGETAL No todas las células eucariotas contienen todos los orgánulos, observándose las siguientes diferencias: CÉLULA ANIMAL CÉLULA VEGETAL Sin pared celular Con pared celular Sin cloroplastos Con cloroplastos Varias vacuolas pequeñas Una vacuola grande Muchos lisosomas Pocos lisosomas Con centrosoma Sin centrosoma Mª Ángeles Andrés Delgado. DIFERENCIAS ENTRE LA CÉLULA ANIMAL Y VEGETAL Mª Ángeles Andrés Delgado. DIFERENCIAS ENTRE PROCARIOTA Y EUCARIOTA Mª Ángeles Andrés Delgado.