La célula 16

La teoría celular

Esquema de microscopio electrónico de barrido

Célula procariota ( bacterias, cianobacterias y micoplasmas)

A-B: Membranas plasmáticas y membranas citoplásmicas que muestran la estructura trilaminar de ambas. Flechas grandes: hemimembranas externas de la membrana plasmática. Flechas pequeñas: hemimembranas internas de la membrana plasmática. Estrella: espacio intercelular. En el citoplasma (C) de ambas células se observan algunas membranas citoplásmicas de retículo endoplasmático liso (cabezas de flecha) y de mitocondrias (flechas abiertas). A: X125 000. B: X200 000.

Se considera que la aparición de la membrana fue un paso crucial en el origen de las primeras formas de vida

LÍPIDOS DE MEMBRANA

Representación tridimensional del modelo del mosaico fluido de membrana.La membrana se ha separado parcialmente en dos hemimembranas, como quedatras el tratamiento de criofractura-réplica.

Modelo de membrana plasmática basado en el modelo del mosaico fluido propuesto por Singer y Nicolson. Las proteínas integrales aparecen embebidas en la bicapa lipídica formando hélices de uno o varios pasos. La mayoría de ellas atraviesan totalmente la membrana (proteínas transmembranosas); otras sólo ocupan una hemimembrana. Las proteínas periféricas están adosadas a una hemimembrana, uniéndose a una proteína integral, a un lípido o a un oligosacárido que, a su vez, está unido a un lípido. Los oligosacáridos quedan sobre la hemimembrana externa y forman el glicocálix; pueden estar unidos a una proteína integral o a un lípido

Protege a la superficie celular del daño mecánico o químicoReconocimiento celular:

Procesos infecciososReconocimiento de células en un tejidoFecundaciónRechazo de injertos e implantes

GLUCOCALIX

Membrana celular por microscopía de fuerza atómica se observan algunas proteínas integrales de superficie

Fotografía en falso color de microscopio electrónico de barrido de virus H5N1 sobre la membrana celular.

La temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura.La naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez.

La fluidez es una de las características más importantes de las membranas.

La presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.

Las membrana plasmáticas es muy impermeables a los iones y a la mayor parte de las moléculas polares.Las moléculas que atraviesan la bicapa son:

•Moléculas no polares que se disuelven fácilmente en la bicapa.

•Moléculas polares de tamaño muy reducido, como por ejemplo el agua.

PERMEBILIDAD DE LA MEMBRANA

INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS ENTRE LA CÉLULA Y EL MEDIO

Representación del paso de sustancias a través de la membrana plasmática. A: La membrana plasmática deja pasar con facilidad y a favor del gradiente de concentración, por difusión simple, pequeñas moléculas no polares y pequeñas moléculas polares sin carga; en cambio, es poco permeable a las grandes moléculas polares sin carga y a todas las moléculas cargadas. B: Para aumentar la velocidad de penetración a través de la membrana (permeabilidad), muchas moléculas polares, como iones, aminoácidos, azúcares y nucleótidos, utilizan sistemas de transporte. En el esquema se representan algunos mecanismos de transporte pasivo que favorecen la difusión simple y permiten la difusión facilitada.

Dos sistemas de canales que aumentan la permeabilidad en la difusión simple. A: Proteína de canal regulada por ligando. La unión de éste a la proteína determina la apertura del canal. B: Proteína de canal regulada por cambios en la polaridad eléctrica de la membrana.

Proteínas de canal reguladas por ligando

Bomba de Na+ - K+

INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS ENTRE LA CÉLULA Y EL MEDIO

En este animación una ameba introduce una partícula de comida por fagocitosis.

Endocitosis El proceso se inicia por medio de un control de la membrana que induce la formación de un sistema reticular de clatrina en un determinado sector de la membrana

Picnocitosis y exocitosis

Endocitosis

Lo contrario al la endocitosis es la exocitosis. Moléculas grandes que son fabricadas dentro la célula son sacadas a través de la membrana de la célula

Uniones que no dejan espacio intercelular y, por tanto no permiten el paso de sustancias

Desmososmas . La unión se produce mediante proteínas transmembrana que se anclan, en la cara interna de las membranas, en una placa (placa desmosómica) que tiene forma de disco.

Complejo de unión entre dos células del epitelio intestinal. ZO: zonula occludens. ZA: zonula adherens o desmosomaen banda. D: desmosoma puntual. MV: microvellosidades. X50 000.

Unión tipo Gap . Son estructuras formadas por proteínas transmembrana que se reúnen en grupos de seis y originan conexiones de tipo hexagonal que dejan un canal acuoso en el centro y que alineados con los de la célula adyacente forman canales abiertos entre los citoplasmas

Unión de tipo hendidura observada con contraste negativo. Se observa el canal central de cada conexón. X150 000.

PARED CELULAR DE LAS CÉLULAS VEGETALES

Parte de dos células meristemáticas de raíz de Lepidum sativum separadas por la pared celular primaria (PP) y lámina media (LM). Las membranas plasmáticas (MP) quedan bordeadas por microtúbulos (flechas pequeñas).

De Scuellar - Own work, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=873330

Plasmodesmos (flechas) en la raíz de la col.

Plasmodesmos

CITOSOL O HIALOPLASMA

Glucogenogénesis,GlucogenolísisBiosínteisis de aminoácidos y su activación Modificaciones proteicas LipogénesisFermentación lácticaReacciones en las que intervienen el ATP y el ARNt.

• Asociados al retículo endoplasmático• Libres en el citoplasma• En las mitocondrias • En los cloroplastos

Modelo molecular de un ribosoma

Origen de los ribosomas

Esquema de un polisoma sintetizando una proteína

(C: Microscopía de barrido de la luz del oviducto de rata que muestra los cilios que baten en la superficie apical de las célulasepiteliales. X4000. D: Detalle de la parte apical del epitelio traqueal de rata que muestra cilios seccionados transversalmente(flechas) y microvellosidades (cabeza de flecha). X75 000.

A-B: Epidermis de Syndesmis (turbelario) que muestra cilios seccionados longitudinalmente (flechas). R: raícesciliares.

Estructura de cilios y flagelos(Undulipodio)

Detalle de una sección transversal de un cilio a nivel del tallo.

EL CENTROSOMA

Centrosoma con centriolos Exclusivo de células animales

Material pericentrolar

COM, es el orgánulo que origina los microtúbulos

(Diplosoma)

https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Kelvinsong

Pareja de centríolos en una célula de Sertoli. Uno de los centríolos aparece seccionado longitudinalmente (flecha grande) y el otro, transversalmente (flecha pequeña). X17 000.

Detalle de la seccióntransversal de un centríolo en la que se observan nueve tripletes de microtúbulos embebidos en un material de aspecto amorfo. X120 000.

Centriolos

Estructura del centriolo

Célula fibroblástica de la cápsula de la glandular suprarrenal del perro que muestra abundante retículo endoplasmático rugoso en forma de cisternas dilatadas con un contenido de baja densidad electrónica (estrella). X7500

Unión del ribosoma al retículo endoplasmático rugoso y almacenamiento de la proteína sintetizada en el interior de éste

Glicosilación de proteínas. Incorporación de glúcidos a las proteínas

R.E.liso. Carece de ribosomas

Síntesis de fosfolípidos y colesterol para nuevas membranas celulares

Procesos de desintoxicación

En las células musculares constituye el reticulo sarcoplásmico. Interviene en la contracción muscular. Bombea iones calcio (Ca2+) al lumen que al llegar un impulso nervioso salen al citosol, posibilitando la contracción muscular

Dibujo de una célula caliciforme que muestra la distribución del complejo de Golgi

• Secreción y reciclaje de la membrana plasmática

• Glicosidación

• Formación de lisosomas

• Formación de vacuolas en células vegetales

• Síntesis de celulosa y otros polisacáridos de la pared celular

Las vesículas de transición procedentes de la envoltura nuclear y del RE se unen a la car cis deldictiosoma

El contenido molecular se incorpora al dictiosoma

Las vesículas intercisterna pasan el contenido molecular de cisterna en cisterna

La vesículas de secreción se dirigen a la membrana plasmática se fusionan con ella y vieren el contenido al medio externo

La función de los lisosomas es intervenir en la digestión intracelular de macromoléculas. La enzima digestiva más importante es la fosfatasa ácida capaz de romper enlaces fosfoestéricos y liberar grupos fosfato

Digestión de sustancias del exterior de la célula números (4 y 5) heterofagia; digestión de estructuras del interior de la célula (número 3), autofagia

Peroxisoma (P) que participa en el ciclo del ácido glicólico producido por los cloroplastos. La membrana (flechas) encierra una inclusión cristalina (C). Los cloroplastos adyacentes muestran grana (G), laminillas libres (L), y ribosomas (R). M: mitocondria. Hoja de tabaco. X60 000.

Son orgánulos membranosos que contienen enzimas oxidativos.Están especializados en llevar a cabo reacciones que utilizan el oxígeno generando H2O2 que, por ser un agente oxidante muy tóxico, es destruído a continuación por la catalasa.Poseen dos tipos de enzimas oxidativos: las llamadas oxidasas que generan el H2O2 y la catalasa que lo elimina.Tienen funciones de desintoxicación. Son abundantes en células del hígado y del riñón.Degradan los ácidos grasos en moléculas más pequeñas.

• Almacenan sustancias • Almacenan pigmentos

Sección histológica de raíz de Lilium que muestra células parenquimáticas vacuoladas que contienen inclusiones proteicas (flecha). X250. B: Micrografía electrónica de una célula del meristemo apical del tallo de avena que muestra varias vacuolas, una de ellas de gran tamaño (V). N: núcleo. P: proplastos. C: cutícula. X4350.

• El aumento de tamaño de las células vegetales se debe, en gran parte, a la acumulación de agua en sus vacuolas

A. Mitocondria con pocas crestas transversales y matriz clara en el hígado de rata.Se aprecia la continuidad de la membrana interna con una cresta mitocondrial (flecha). X60 00B: Mitocondria con muchas crestas y matriz densa en el músculo esquelético. X50 000.

Micrografía electrónica de un cloroplasto en hojade Hypochaeris radicata. A: gránulo de almidón. E: envoltura del cloroplasto. L: laminillas libres. P: plastoglóbulos. T: laminillasapiladas formando tilacoides. X9000. Detalle de la sección de un

cloroplasto por el plano transversal (indicado comoC-C en la figura B

Origen evolutivo

Células de un ganglio linfático, en las que se aprecian el núcleo y diversos orgánulos citoplásmicos. E: eucromatina. H: heterocromatina. HN: heterocromatina asociada al nucléolo. Nu: nucléolo. RER: retículo endoplasmático rugoso.G: complejo de Golgi. C: centríolo. M: mitocondrias. X5000.

o Lámina nuclear

Heterocromatina. No se descondensa completamente durante la interfase.

Eucromatina. Se descondensa completamente durante la interfase

En el nucléolo se concentran los genes ribosomales, es decir aquellos que codifican el RNA ribosomal. El DNA correspondiente a estos genes contiene una región denominada organizador nucleolar (nor) , que permite la reunión de todos los genes ribosomales aunque estén dispersos en varios cromosomas

La zona granular corresponde a subunidades ribosómicas en proceso de formación

La zona fibrilar corresponde a moléculas de ARNr asociadas a proteínas

NUCLÉOLO

En el nucléolo se encuentra además del DNA, en forma de cromatina, que codifica al RNA riibosomal, las proteínas ribosomales que se unen con RNA ribosomal dando lugar a las partículas precursoras de los ribosomas que salen al citoplasma por los poros del núcleo y tras su maduración se transforman en ribosomas.

Niveles de empaquetamiento del ADN

NucleosomasFibra de 10 nm

Fibra 25 nm

Cromosoma metafásico observado entero (sin cortes) con el microscopio electrónico. Se observan fibras de 25 nm densamente empaquetas que forman asas en la periferia (flecha). X8500.

Esquema de la estructura de un cromosoma

Cromosomas metafásicos metacéntrico (izquierda), submetacéntrico (centro) y telocéntrico (derecha) del cariotipo humano, observados con el microscopio óptico y teñidos con la técnica de listado cromosómico para las bandas G. Las flechas señalan el centrómero. X2200.

Cariotipo humano de varón x 2500:. El coloreado se obtiene por hibridación con diferentes DNA, cada uno específico de un cromosoma diferente unido a un colorante distinto. Las diferentes imágenes se digitalizan y superponen