Biología celular - Estructura celular.

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U N I V E R S I D A D A U T Ó N O M AD E C H I A P A S , C A M P U S I V , T A P A C H U L A

E S C U E L A D E M E D I C I N A H U M A N A

B I O L O G Í A C E L U L A R .

C AT E D R ÁT I C O : D R A . K A R I N A D E L C A R M E NT R U J I L LO M U R I L LO – I N V E S T I G A C I Ó N .

P E R O X I S O M A SE S T R U C T U R A C E L U L A R .

PEROXISOMAS

• Se autorreplican

• Contiene enzimas oxidativas

• Participan en la degradación de H2O2 y

en la degradación de los ácidos

• Reacción positiva para la enzima

catalasa

• Limitados por una membrana simple

con enzimas oxidativas

• Se han estudiado bien en células del

riñón y del hígado de los mamíferos.

• Se ha demostrado el contenido de enzimas que intervienen en el

metabolismo del peróxido de hidrógeno.

• Contienen más de 40 enzimas oxidativas, en especial oxidasa de

urato, catalasa y oxidasa de ácido D-amino

• Formador de acetilcoenzima A (CoA) y también peróxido de

hidrógeno (H2O2)

• Catalasa destruye el exceso de peróxido de hidrógeno. Esta enzima

convierte peróxido de hidrógeno (H2O2) en agua y oxígeno

• Enzima importante porque el peróxido de hidrógeno formado en los

peroxisomas es un oxidante fuerte y dañará a la célula si no se lo

elimina rápidamente.

2H2O2->catalasa->2H2O+O2

• Papel vital en la desintoxicación

• Una proteína destinada a los peroxisomas debe tener una señal de

orientación peroxisómica unida en su extremo C-terminal.

P R O T E O S O M A S .E S T R U C T U R A C E L U L A R .

PROTEOSOMAS

• Organelos pequeños compuestos de complejos

proteínicos

• A su cargo está la proteólisis de proteínas mal

formadas y marcadas con ubiquitina

• forma de pequeños cilindros sin membrana

circundante

• Cada proteasoma se compone de un cilindro de alrededor de 15 nm

de largo con un canal central (el proteasoma 20S) que consiste en

proteasas con sus sitios proteolíticos orientados hacia la unidad del cilindro.

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Poliubicuitinización

complejo proteasómico26S

M I T O C O N D R I A SE S T R U C T U R A C E L U L A R .

MITOCONDRIAS

• Es frecuente que la anchura sea de 0.5 Om, y la longitud sea de 5

Om.

• Hay 2 000 mitocondrias por célula, pero las células musculares,

tienen un número mayor que las poco activas

• Por presencia del apartado genético mitocondrial se piensa que las

mitocondrias fueron microorganismos de vida libre que invadieron o

fagocitaron células eucariotas anaerobias con el desarrollo de una

relación simbiótica.

abundantes en las células que generan y

consumen gran cantidad de energía

Se replican solas

porque se generan a

partir de mitocondrias

preexistentes

las mitocondrias

generan ATP

• Las mitocondrias están en todas las células, con excepción de los

glóbulos rojos y los queratinocitos terminales

Tiene dos membranas que delinean

compartimentos bien definidos

Membrana mitocondrial

externa

membrana mitocondrial

interna

Matriz

Espacio intermembran

a

• Las mitocondrias contienen el sistema enzimático que genera ATP

por medio del ciclo del ácido cítrico y de la fosforilación oxidativa.

GENOMA MITOCODRIAL

Contiene 37 genes: 13 genes que codifican para RNAs mensajeros y, por lo tanto, para 13 proteínas; 22 genes que codifican para los 22 tRNAs y dos genes que codifican para los dos rRNAs mitocondriales

L A M I N I L L A S A N U L A R E S .E S T R U C T U R A C E L U L A R .

LAMINILLAS ANULARES

• Agregados paralelos de membranas que encierran espacios similares

a cisterna, y que por tanto semejan múltiples copias, por lo general

seis a 10, de envolturas nucleares.

• Orgánulos están relativamente espaciadas en forma uniforme,

separadas alrededor de 80 a 100 nm, y se continúan con las cisternas

del RER.

Sólo se encuentran en células que tienen índices mitóticos altos

Constituidas por pares de membranas paralelas que cierran una cavidad cisternalde 30 a 50 nm de ancho

• Las laminillas anulares se observan con mayor frecuencia en las

células sexuales, pero también se ha demostrado su presencia en

muchos tipos de células somáticas

C E N T R O S O M A -C E N T R I O LO .E S T R U C T U R A C E L U L A R .

CENTROSOMA-CENTRIOLO

• Los centriolos son estructuras cilíndricas y pequeñas compuestas de nueve

tripletes de microtúbulos; constituyen el núcleo del centro de organización del

microtúbulo, o centrosoma

• Se localizan centralmente, en una región diferenciada del citoplasma

yuxtanuclear, que se denomina centrosoma o centro celular

• Los centriolos participan en la formación de cilios. Los centríolos suelen

aparecer en grupos de a dos, denominados en conjunto diplosoma.

I N C L U S I O N E S C I T O P L A S M ÁT I C A .E S T R U C T U R A C E L U L A R .

INCLUSIONES CITOPLASMÁTICA

• Definición:

• Componentes no vivos de la célula que carecen

de actividad metabólica y no están limitados por

membranas. Las inclusiones más comunes son

glucógeno, gotitas de lípidos, pigmentos pigmentos y cristales.

• No indispensables.

• pueden ser sintetizados por la célula o captados

del medio.

• Transitorios, y se clasifican en depósitos de

nutrientes y pigmentos

• Forma de depósito más común de la glucosa en animales y abunda en

especial en células musculares y hepáticas.

• El glucógeno s un polímero muy ramificado que se utiliza como forma de

almacenamiento de la glucosa

Glucógeno

• Los hepatocitos y las células musculares estriadas, que suelen contener grandes cantidades de glucógeno, pueden mostrar regiones vacías donde se localiza el glucógeno.

• Diámetro de 25 nm a 30 nm o como aglomeraciones de estos gránulos que con frecuencia ocupan porciones importantes del citoplasma.

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.

Hepática

Miopática

De causa diversa

• Enfermedad de von Gierke.

• Tipo: Hepático.

• Enzima deficiente: Glucosa-6-fosfatasa.

• Cambios en los tejidos: Acumulación intracelular de

glucógeno en hepatocitos y túbulos corticales de los

• Signos clínicos: Hígado y riñones crecidos; hipoglucemia con

convulsiones subsecuentes; gota, hemorragia; 50% de

mortalidad.

• Síndrome de McArdle.

• Tipo: Miopático.

• Enzima deficiente: Fosforilasa muscular.

• Cambios en los tejidos: Acumulación de glucógeno en células de músculo esquelético.

• Signos clínicos: Calambres después de ejercicio enérgico; inicio en adultos.

• Enfermedad de Pompe.

• Tipo: Diversos.

• Enzima deficiente: Maltasa ácida lisosómica.

• Cambios en los tejidos: Acumulación de glucógeno. Lisosomas crecidos

hepatocitos.

• Signos clínicos: Corazón con crecimiento masivo; insuficiencia cardiaca y respiratoria en el transcurso de dos años tras el inicio; los adultos tienen la forma

más leve que sólo afecta músculo esquelético.

Lípidos

• Se localizan como gotitas individuales en diversos tipos de células, especialmente los hepatocitos.

• Los lípidos son formas muy eficientes de reservas de energía; de 1g de grasa se libera hasta el doble de ATP que de 1g de glucógeno.

PIGMENTOS• El pigmento más común

en el cuerpo, además de la hemoglobina, es la

melanina• En células de vida

prolongada, como las neuronas del sistema nervioso central y las células del músculo cardiaco, se demostró un pigmento amarillo a pardo, la lipofuscina.

Pigmentos

Exógenos

carotenos

polvo de carbón

Endógenos

hemoglobina

melanina

lipofucsina

bilirrubina

hemosiderina

CRISTALES

• No es común que se encuentren cristales en las células, con excepción de las de Sertoli(Cristales de Charcot-Böttcher), células intersticiales (Cristales de Reinke) o los testículos y en ocasiones en macrófagos. Se presupone que estas estructuras son formas cristalinas de ciertas proteínas.

DEPÓSITOS DE NUTRIENTES• En las células animales, sólo los hidratos de carbono y los lípidos se

almacenan como inclusiones

• No obstante, en caso de necesidad, a partir depósito vital se

pueden movilizar aminoácidos por degradación de proteínas

C I T O E S Q U E L ET OE S T R U C T U R A C E L U L A R .

ASPECTOS GENERALES DEL CITOESQUELETO.

• El citoesqueleto tiene tres componentes principales:

– Filamentos delgados.

– Filamentos intermedios.

– Microtúbulos.

ASPECTOS GENERALES DEL CITOESQUELETO.

• Elementos fibrosos intracelulares;

• 1) filamentos (5 a 15 nm de diámetro);

• 2) fibrillas (haces de filamentos de aproximadamente 0.2 µm

de diámetro); y

• 3) fibras.

LAS FIBRILLAS.

• Las fibrillas se denominan de acuerdo al tipo celular

en el cual fueron descritas. Ej.

– Miofibrillas.

– Neurofibrillas.

– Tonofibrillas.

MÉTODOS DE ESTUDIO PARA EL CITOESQUELETO.

• Microscopia electrónica.

• Inmunofluorescencia.

FILAMENTOS DELGADOS (MICROFILAMENTOS).

• Estos microfilamentos tienen un diámetro

de 5 a 7 nm. Están formados de un solo

polipéptido, llamado actina.

• En el músculo esquelético, la actina es el

principal constituyente de los llamados

filamentos finos presentes en los

sarcómeros.

FILAMENTOS GRUESOS.

• Están formados por miosina, descrita también

inicialmente en el músculo esquelético, en donde,

junto con la actina, constituye los sarcómeros.

• La miosina ha variado considerablemente en la

evolución, a diferencia de tubulina y actina que

son proteínas con una secuencia de aminoácidos

muy conservada. Actualmente, se conocen 2 tipos

de miosinas, la I y la II.

FILAMENTOS INTERMEDIOS.

• Los filamentos intermedios y sus proteínas relacionadas contribuyen a establecer y conservar la estructura tridimensional de la célula.

• Filamentos con diámetro de 8 a 10 nm, que es un tamaño intermedio entre los microtúbulos y los microfilamentos; de ahí que se les denominara filamentos

intermedios o filamentos de 10 nm.

FILAMENTOS INTERMEDIOS.

• Los filamentos intermedios son los

componentes más estables del

citoesqueleto y también los más insolubles.

• Los filamentos intermedios se ensamblan

formando dímeros superhelicoidales.

FILAMENTOS INTERMEDIOS.

• Tipos de filamentos intermedios.

• Existen tres tipos de filamentos

intermedios citoplasmáticos

(queratinas, vimentinas y

neurofilamentos) y uno nuclear (láminas).

MICROTÚBULOS.

• Los microtúbulos están formados por una proteína

dimérica llamada tubulina.

• Los microtúbulos no son organelos estables, ya que

pueden ensamblarse y disgregarse rápidamente

dependiendo de factores tanto físicos como

químicos tales como temperatura, presión,

concentración de iones de calcio, pH y alcaloides.

MICROTÚBULOS.

• Es difícil hacer una generalización acerca de una

función particular de los microtúbulos además de su

participación en la mitosis, por lo que se consideran

como organelos versátiles que intervienen en

diversos procesos celulares.

N U C L E O C E L U L A R .E S T R U C T U R A C E L U L A R .

NÚCLEO CELULAR.

• El núcleo es el organelo más grande de la

célula. Contiene casi todo el ácido

desoxirribonucleico que posee la célula y también los mecanismos para la síntesis del

ácido ribonucleico ); su nucléolo permanente es el sitio para el ensamble de subunidades

ribosómicas.

NÚCLEO CELULAR.

• El núcleo, limitado por dos membranas lipídicas,

incluye tres componentes mayores.

– Cromatina, que es el material genético de la célula.

– El nucléolo, el centro para la síntesis de RNA

(rRNA).

– Nucleoplasma, que contiene macromoléculas y

partículas que participan en la conservación de la

célula.

NUCLEO (INTERFASE.

• En la interfase el núcleo tiene los siguientes

componentes:

– Envoltura nuclear.

– Nucleoplasma o carioplasma.

– Cromatina.

– Nucleolo.

M O R F O LO G Í A G E N E R A L D E L N Ú C L E O .E S T R U C T U R A C E L U L A R .

MORFOLOGÍA GENERAL DEL NÚCLEO.

• El tamaño del núcleo varía de un tipo celular a

otro. Por lo general es de mayor tamaño en

Ias células más grandes que en Ias más

pequeñas; en la mayoría de las céIulas de

mamíferos mide entre 5 y 10 hm.

MORFOLOGÍA GENERAL DEL NÚCLEO.

• Envoltura nuclear.

• La envoltura nuclear está compuesta de dos

membranas paralelas que se fusionan entre sí

en ciertas regiones para formar perforaciones

que se conocen como poros nucleares.

MORFOLOGÍA GENERAL DEL NÚCLEO.

• Membrana nuclear interna.

• La membrana nuclear interna tiene

alrededor de 6 nm de grosor y mira hacia el

contenido nuclear. Está en contacto estrecho

con la lámina nuclear, una red

entremezclada de filamentos intermedios de

80 a 100 nm de grosor compuestos por

láminas A, B, y C situadas en la periferia del nucleoplasma.

MORFOLOGÍA GENERAL DEL NÚCLEO.

• Membrana nuclear externa.

• La membrana nuclear externa también

tiene alrededor de 6 nm de grosor, está

orientada hacia el citoplasma y se

con el retículo endoplásmico rugoso (RER);

algunos autores la consideran una región

especializada del RER. S

MORFOLOGÍA GENERAL DEL NÚCLEO.

• Poros nucleares.

• Los poros nucleares son interrupciones

en la envoltura nuclear en las que se

fusionan las membranas nucleares

y externa entre sí, estableciendo sitios en

los que pueden comunicarse el núcleo y

citoplasma.

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ORGANELOS NUCLEARES.

• Nucleolema:

• En los cortes estudiados con microscopio óptico el

núcleo está nítidamente delimitado por una línea

oscura, la membrana nuclear (además de la

cromatina periférica sobre la cara interna) que

aparece como una única membrana delgada.

ORGANELOS NUCLEARES.

• Cromatina:

• Cromatina es la denominación dada al

material nuclear que contiene DNA. Así,

la cromatina es el asiento de las

características genéticas, dado que el

DNA constituye el material genético.

ORGANELOS NUCLEARES.

• Nucléolo:

• Los nucleolos son corpúsculos en general

esféricos, generalmente visibles en las

células vivas, examinados bajo el

microscopio sin ningún colorante. Los

nucleolos contienen gran cantidad de

ácido ribonucleico (ARN) y proteínas

básicas, junto con una pequeña cantidad

de ADN.

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NUCLEOLEMA.

• Nucleolema:

• Estructura filiforme presente en nucleólo, constituida

fundamentelmente por RNA.

• La superficie citoplasmática de la membrana externa

está densamente cubierta por ribosomas y a menudo

membrana se continúa con el retículo endoplasmático.

NUCLEOLEMA.

• Hacia el final de la mitosis, cuando el núcleo se

divide, se vuelve a formar el nucleolema a partir de

los segmentos del retículo endoplasmático rugoso.

• Además, el espacio perinuclear de las células que

sintetizan proteínas puede contener proteína ya

sintetizada; en consecuencia, el espacio perinuclear a

menudo se denomina cisterna perinuclear.

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CROMATINA.

• La cromatina es un componente nuclear fácilmente observable en las preparaciones

comunes de microscopia óptica y electrónica. Esto se debe a su gran concentración

espacial.

• Los genes situados en la cromatina compacta no se expresan en la célula.

• Los genes situados en la eucromatina son potencialmente expresables.

• Existen dos tipos de cromatina compacta, la facultativa y la constitutiva.

C R O M O S O M A S .E S T R U C T U R A C E L U L A R .

CROMOSOMAS.

• Adquieren forma de bastoncillos que se visualizan

cuando la cromatina se condensa.

• En las células humanas existen dos tipos de

cromosomas: los autosomas, que transmiten las

características, y los heterocromosomas o

cromosomas sexuales, que forman el par 23 y

determinan el sexo.

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NUCLEOPLASMA.

• El nucleoplasma se integra con gránulos de

intercromatina y pericromatina, RNP y matriz

nuclear.

• El nucleoplasma es el material encerrado por

la envoltura nuclear con excepción de la

cromatina y el nucléolo.

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NUCLEOLO.

• El núcleo es la estructura sin membrana limitante que se tiñe intensamente, situada adentro del núcleo, que participa en la síntesis de rRNA y en el ensamble de subunidades ribosomales pequeñas y grandes.

• El nucléolo es el sitio donde se produce la síntesis del ARN ribosómico (ARNr) y el armado inicial de los ribosomas.

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CICLO CELULAR.

• El ciclo celular representa una secuencia autorregulada de fenómenos que controla

el crecimiento y la división celular.

• La interfase está compuesta por la fase G1 (crecimiento celular), seguida de la fase S

(síntesis de ADN), seguida de la fase G2 (crecimiento celular). Al final de

la interfase viene la fase mitótica, que se compone de mitosis y citocinesis, y conduce

a la formación de dos células hijas.

CICLO CELULAR.

CICLO CELULAR.

• La catástrofe mitótica es causada por el mal funcionamiento de los puntos de control

del ciclo celular que puede conducir a la muerte celular y al desarrollo de células

tumorales.

CICLO CELULAR.

• Mitosis (4 fases):

– Profase.

– Metafase.

– Anafase.

– Telofase.

CICLO CELULAR.

• Meiosis (Las fases en el proceso de meiosis son similares a las fases de la mitosis):

– Profase I.

– Metafase I.

– Anafase I.

– Telofase I.

– Profase II.

– Metafase II.

– Anafase II.

– Telofase II.

CICLO CELULAR.

• Muerte celular.

• En los seres humanos, como en todos los organismos multicelulares, los ritmos de

proliferación y muerte celular determinan la producción celular neta.

• La muerte celular puede ocurrir como resultado de una lesión celular aguda o de un

programa de suicidio codificado internamente.

CICLO CELULAR.

• Muerte celular.

• En los seres humanos, como en todos los organismos multicelulares, los ritmos de proliferación y muerte celular determinan la producción celular neta.

• La muerte celular puede ocurrir como resultado de una lesión celular aguda o de un programa de suicidio codificado internamente.

• La necrosis comienza con la pérdida de la capacidad de las células para mantener la homeostasis.

CICLO CELULAR.

• Apoptosis.

• La apoptosis es regulada

por estímulos externos e

internos.

CICLO CELULAR.

• Otras formas de muerte celular programada.

– La autofagia .

– La catástrofe mitótica.

– La paraptosis.

– La piroptosis.

– La necroptosis.

– La entosis.

H I S T O G É N E S I S .E S T R U C T U R A C E L U L A R .

HISTOGÉNESIS.

• Las tres capas germinales comprenden el ectodermo, el mesodermo y el

endodermo, los cuales dan origen a todos los tejidos y los órganos.

– Derivdados del ectodermo

– Derivados del mesodermo.

– Dervados del endodermo.

HISTOGÉNESIS.

D I F E R E N C I A C I Ó N C E L U L A R .E S T R U C T U R A C E L U L A R .

DIFERENCIACIÓN CELULAR.

• Se puede definir a la diferenciación celular como el proceso por el cual se generan

diferencias entre las células de un individuo. La diferenciación celular tiene lugar

durante toda la vida del organismo, pero es más notoria en el período embrionario.

G R A C I A S P O R L A AT E N C I Ó N P R E S TA D A .

B I O L O G Í A C E L U L A R – D R A . K A R I N A D E L C A R M E NT R U J I L L O M U R I L L O – I N V E S T I G A C I Ó N .

TRABAJO REALIZADO POR:

• PINTO ESQUIPULA CRISTIAN ANDRÉS MATRÍCULA: AG171044.

• ESCOBAR GARCÍA TANIA PAOLA. MATRÍTULA: AG171020.

• RAMIREZ CASTELLANOS MOISES ALEJANDRO. MATRÍCULA: AG171046.

• SALAS LÓPEZ KEYLA JACQUELINE. MATRÍCULA: AG171055.

• MARRIQUÍN SANDOVAL EDSON MANUEL. MATRICULA: AG171036.

• SANTOS ESPINOSA ANIHEL JASIEL. MATRÍCULA: AG171059.

TAPACHULA DE CÓRDOVA Y ORDÓNEZ, CHIAPAS, MÉXICO, MAYO DE 2017.