Prof. Cristian Vásquez Aedo

Debes recordar…

La célula

Célula procarionte

Célula eucarionte

Teoría celular

presenta una

se clasifica en sus postulados son

• La célula es la unidad estructural, funcional y de origen de todos los seres vivos. • No posee

núcleo. • No presenta

organelos membranosos.

• Presenta ribosomas.

sus características son

• Posee núcleo. • Presenta

organelos membranosos.

• Presenta ribosomas.

Aprenderemos hoy. • Describir los principales organelos

citoplasmáticos, presentes en una célula animal y vegetal.

• Establecer la relación entre la estructura y función de los diferentes organelos presentes en una célula eucarionte.

• Diferenciar las características propias de células vegetales y animales.

Introducción.

En esta clase veremos que las células eucariontes se pueden dividir en dos grandes clases: vegetales y animales.

Estos dos tipos celulares comparten el plan de organización general de las células eucariontes. Sin embargo, también presentan diferencias que están directamente relacionadas con los roles que cumplen en la naturaleza.

Por ejemplo, las células vegetales son autótrofas, capaces de fabricar su propia materia orgánica (alimento), mientras que las células animales son heterótrofas, incapaces de fabricar su propio alimento.

Célula Vegetal

Mitocondria

Aparato de Golgi

Cloroplasto

Retículos endoplasmáticos Núcleo

Célula Animal

Núcleo Aparato de Golgi

Mitocondria

Centríolos Retículos endoplasmáticos

Comparativa. Criterio de

comparación Célula animal Célula vegetal

Presencia de vacuola central

NO SÍ

Presencia de pared celular

NO SÍ

Presencia de plastidios (cloroplastos)

NO SÍ

Presencia de centríolos

SÍ NO

Presencia de lisosomas

SÍ NO

Componentes de la célula eucarionte. En los eucariontes, las membranas dividen al citoplasma en

compartimentos, que los biólogos denominan organelos. Muchas de las actividades bioquímicas de las células (metabolismo celular), tienen lugar en estas estructuras.

Estos espacios son importantes como sitios donde se mantienen condiciones químicas específicas, que incluso varían de organelo en organelo.

Los procesos metabólicos que requieren condiciones diferentes, pueden tener lugar simultáneamente en una única célula porque se desarrollan en organelos separados.

Importancia de las membranas Un beneficio de las membranas internas es que aumentan el

área total membranosa de una célula eucariótica.

Una célula eucariótica típica, con un diámetro diez veces mayor que una célula procariótica, tiene un volumen citoplasmático mil veces mayor, pero el área de la membrana plasmática es sólo cien veces mayor que la de la célula procariótica.

Además, la célula posee otras estructuras no membranosas, que también cumplen importantes y variadas funciones.

Citoplasma Si se excluyen los compartimientos rodeados por membranas

del citoplasma, lo que queda se denomina citosol. En general el citosol en las células eucarióticas ocupa el espacio mayor y en las bacterias es lo único que se observa porque estas no poseen un sistema de endomembranas.

El citosol es un coloide que se comporta como un gel acuoso por la gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas que se encuentran en él, principalmente proteínas.

Debido a la composición del citosol, en él tienen lugar la mayoría de las reacciones químicas del metabolismo, como la glucólisis, la gluconeogénesis, así como la biosíntesis de numerosas moléculas. En el citosol se encuentran los ribosomas, las inclusiones y estácruzado por filamentos proteicos que forman el citoesqueleto.

Citoesqueleto El citoesqueleto forma una red de fibras proteicas dentro

del citoplasma.

Está formado por microtúbulos, filamentos intermedios y microfilamentos.

Funciones importantes del citoesqueleto:

Mantiene y da forma a la célula.

Proporciona el movimiento celular.

Proporciona el movimiento de los organelos, incluyendo la vesículas formadas durante la endocitosis y exocitosis.

Facilita la división celular en los movimientos de los cromosomas y la citocinesis.

Formación de centriolos.

Micro filamentos

Filamentos intermedios

Microtúbulos

Centrosoma

Micro vellosidades

Cilios y flagelos Los cilios y flagelos son delgadas extensiones

del citoesqueleto.

Largos pares de microtúbulos se deslizan juntos (usando ATP), provocando el movimiento de los cilios y flagelos.

Funciones:

Los cilios o flagelos se pueden usar para mover a la célula.

Los cilios se pueden usar para crear corrientes de liquido que se mueve en su ambiente.

Cada cilio y flagelo presenta un anillo de nueve pares fusionados de microtúbulos, con un par no fusionado en el centro, en una ordenación de “9+2”.

Cilios Características • Corta longitud. • Numerosos. • Rodean completamente la membrana

celular.

Función Limpieza o barrido de superficies

celulares.

Flagelos Características • Generalmente únicos. • Largos

Función Movimiento celular.

Centrosoma (centro organizador de microtúbulos) Características

Están presentes sólo en células animales.

Constan de nueve tripletes de microtúbulos periféricos que conforman anillos cortos huecos, con forma de barril (en una ordenación “9+0”).

Función

Dar origen a cilios y flagelos.

Ribosoma Características

Estructura no membranosa, formada por proteínas y ARN de tipo ribosomal.

Están compuestos por dos subunidades que se forman en el nucléolo.

Función

Lugar físico donde se sintetizan las proteínas.

Nucléolo Los nucléolos están formados por proteínas y ADN ribosomal (ADNr). El ADNr es un componente fundamental ya que es utilizado como molde para la transcripción del ARN ribosómico(ARNr), para incorporarlo a nuevos ribosomas. La mayor parte de las células tanto animales como vegetales, tienen uno o más nucléolos, aunque existen ciertos tipos celulares que no los tienen. En el nucléolo además tiene lugar la producción y maduración de los ribosomas, y gran parte de los ribosomas se encuentran dentro de él.

Núcleo Características Organelo de gran tamaño formado

por: • La membrana nuclear o carioteca. • Cromatina (ADN e histonas). • Matriz nuclear

(ribonucleoproteínas y proteínas no histónicas).

• La carioteca, de doble membrana, tiene poros que permiten el paso de moléculas entre el núcleo y el citoplasma

Función Es el centro de control celular, ya que

contiene toda la información genética almacenada en el ADN.

Sistema de membranas El sistema de membranas incluye la membrana plasmática y las

membranas de algunos organelos (núcleo, retículo endoplásmico, aparato de Golgi, lisosomas, peroxisomas vesículas y vacuolas).

La membrana plasmática aísla a la célula y permite la regulación del transporte.

Las plantas, los hongos, y además algunos protistas, tienen una pared celular fuera de la membrana plasmática.

Los sacos membranosos llamados vesículas transportan las membranas y el contenido especializado entre las regiones separadas del sistema de membranas.

Retículo endoplasmático

Retículo endoplasmático. Retículo endoplasmático rugoso (RER)

Su función es la síntesis de proteínas de exportación . Se ubica próximo al núcleo y está asociado a ribosomas

Retículo endoplasmático liso (REL)

Su función es la síntesis de lípidos y la detoxificación celular . Se ubica más alejado del núcleo y no esta asociado a ribosomas.

Aparato de Golgi Características

Estructura membranosa formada por cisternas que se ubica cerca de la membrana celular.

Aparato de Golgi

Función • Procesamiento y maduración de los productos del

RER. • Formación de vesículas de exportación. • Es el precursor del acrosoma de los espermatozoides. • Origina los lisosomas primarios. • Participa en la división celular (citodiéresis) de células

vegetales, formando el fragmoplasto. Actividad celular Secretora

Las proteínas digestivas producidas en el RER, viajan a través del aparato de Golgi, y se empacan como lisosomas para usarse en la célula.

Los lisosomas se funden con las vacuolas alimentarias y digieren el alimento en nutrimentos básicos.

En ellas hay enzimas digestivas encargándose de la digestión celular.

Lisosoma Características

Son vesículas delimitadas por una membrana. Contienen una multitud de enzimas digestivas que sólo son activas a pH ácido (en torno a 5).

Están presentes sólo en células animales.

Lisosomas Función

• Llevan a cabo la digestión intracelular (actuando como el sistema digestivo de la célula).

• Realizan la autofagia celular digiriendo las membranas celulares excedentes y aquellos organelos viejos o defectuosos, generando la renovación celular.

• En los anfibios, realizan la autofagia del citoplasma de las células de la cola del renacuajo, para que este se transforme en un adulto.

Mitocondria Características Organelo con doble membrana. Todas las células eucariontes presentan mitocondrias.

Función Realizan el proceso de respiración celular para la obtención de

ATP. Las mitocondrias podrían ser restos de bacterias procarióticas

(hipótesis endosimbiótica).

Membrana

exterior

Membrana interior

Compartimiento intermembranas

matriz

crestas

Peroxisomas Características

Organelos presentes en todas las células eucariontes.

Están delimitados por una membrana y en su interior contienen enzimas oxidativas.

Función

Proteger a la célula de la acción de agentes oxidantes. Principalmente evitan la acumulación de peróxido de hidrógeno (H2O2).

Vacuolas y sus variadas funciones Vacuolas: bolsas de membrana celular llenas de fluido.

Funciones de las vacuolas

Las vacuolas contráctiles de organismos de agua dulce recolectan y drenan el agua.

Las vacuolas centrales vegetales tienen varias funciones.

Participan en el equilibrio hídrico de la célula.

Almacenan desechos, nutrimentos o pigmentos tóxicos.

Proporcionan presión de turgencia en el citoplasma para mantener la rigidez de la célula.

Estructuras exclusivas de las células vegetales

Vacuola

Pared celular

Cloroplasto

Cloroplastos Características

Organelo con doble membrana (al igual que la mitocondria).

Presenta los pigmentos fotosintéticos: clorofila, principalmente, y carotenoides.

Función

Lugar donde se realiza la fotosíntesis.

Pared Celular Características Estructura rígida y fuerte que se ubica en la parte externa de la

membrana plasmática. Está compuesta por tres polisacáridos, de los cuales el más importante

es la celulosa. Es permeable al paso de sustancias.

Función Protección; da forma y evita la ruptura de la célula vegetal por excesiva

entrada de agua.

Vacuola central Características

Vesícula grande y llena de líquido que ocupa la mayor parte del volumen celular.

La membrana que la delimita recibe el nombre de tonoplasto y es selectivamente permeable.

Función

Mantiene la presión de turgencia.

Otras estructuras citoplasmáticas de las células vegetales

Plastidios sin color (leucoplastos) Características Vacuolas limitadas por dos membranas. Función Almacenamiento de sustancias de reserva (almidón, aceites, proteínas).

Glioxisomas Características Pequeñas vesículas limitadas por una sola membrana (peroxisomas especializados). Función Convierten los lípidos en carbohidratos durante la germinación de las semillas (ciclo del glioxilato).

Organelo Función

• Núcleo Síntesis de DNA; síntesis de RNA; ensamblado de subunidades ribosomales.

• Ribosomas Síntesis de proteínas.

• RE rugoso Síntesis de proteínas de membrana, proteínas de secreción y enzima hidrolíticas; formación de vesículas transportadoras.

•RE liso Síntesis de lípidos; metabolismo de carbohidratos en las células del hígado; Detoxificación celular; almacenamiento de calcio

• Aparato de Golgi Modificación, almacenamiento temporal y transporte de macromoléculas; formación de lisosomas y de vesículas de transporte.

Función general: Degradación

Organelo Función

•Lisosomas Digestión de nutrientes, bacterias y organelos dañados, destrucción de células durante el desarrollo embrionario.

• Peroxisomas

Diversos procesos metabólicos, incluyendo la degradación del H2O2.

• Glioxisomas

Ciclo del glioxilato.

• Vacuolas

Digestión; almacenamiento de sustancias químicas; alargamiento celular; equilibrio del agua.

Función general: Procesamiento de la energía

Organelo Función

• Cloroplastos Transformación de la energía lumínica en energía química contenida en los carbohidratos.

• Mitocondrias

Transformación de la energía química de los alimentos en energía química contenida en el ATP.

Función general: Sostén, movimiento y comunicación entre células

Organelo Función

•Citoesqueleto (incluidos cilios, flagelos y centríolos en las células animales).

Mantenimiento de la forma celular; anclaje de los organelos; movimientos de organelos dentro de la célula; movimiento celular; transmisión mecánica de señales desde el exterior al interior celular.

• Paredes celulares (en plantas, hongos y algunos protistas).

Mantenimiento de la forma celular y sostén esquelético; protección superficial, unión de células en tejidos.

Preguntas tipo PSU En eucariontes, las subunidades que forman a los ribosomas son

producidas en

A) el nucléolo.

B) la carioteca.

C) los lisosomas.

D) el aparato de Golgi.

E) el retículo endoplasmático rugoso.

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2011

ALTERNATIVA CORRECTA

A

Por la estructura de las células vegetales, ¿Qué función no pueden realizar estas células? A) Fagocitosis. B) Citodiéresis. C) Respiración celular. D) Mitosis. E) Meiosis.

Las células vegetales contienen pared celular, que tiene un carácter rígido, por lo tanto no puede realizar fagocitosis, que involucra movimiento de membrana.

ALTERNATIVA CORRECTA

A

Se quiere determinar un organelo en particular, que se encuentra en un cultivo celular; utilizando técnicas apropiadas de laboratorio, se pudo determinar lo siguiente:

1. Es endomembranoso.

2. Tiene relación directa con los retículos endoplasmáticos.

3. Libera hacia el medio extracelular una secreción.

De dicha información es correcto inferir que corresponde a:

A) peroxisomas.

B) lisosomas.

C) núcleo.

D) aparato de Golgi.

E) ribosomas.

Una de las características de Golgi es la secreción de sustancias hacia el medio extracelular, así como también la digestión y modificación de moléculas; además se clasifica como un organelo endomembranoso y tiene relación directa con los retículos endoplasmaticos.

ALTERNATIVA CORRECTA

D

El material genético de las células eucariontes, se encuentra dentro de un compartimento membranoso llamado núcleo, pero existen otros compartimentos que también presentan su propio material genético; siendo el caso de I. mitocondrias. II. cloroplastos. III. aparato de Golgi. ¿Cuales de éstos, que presentan la característica anterior, no corresponden a organelos exclusivos para las células eucariontes vegetales? A) Sólo I. B) Sólo II. C) Sólo I y II. D) Sólo I y III. E) Sólo II y III.

Compartimentos que presentan material genético propio son las mitocondrias y cloroplastos y la pregunta se esta refiriendo a que de estos, cuales no son organelos exclusivos de células vegetales, por lo cual la respuesta es mitocondrias.

ALTERNATIVA CORRECTA

A

Síntesis de la clase

se clasifican en…

Célula

Procariontes

Eucariontes

Célula animal

Célula vegetal Ribosomas

Retículo endoplasmático rugoso

Sistema de Golgi

Mitocondrias

Citoesqueleto

Centríolos

Son estructuras exclusivas

Peroxisomas

Vacuola central Tonoplasto

Pared celular

Cloroplastos

Son organelos exclusivos

Pre

sen

tan

lo

s si

gu

ien

tes

org

anel

os

Cilios y flagelos

Lisosomas

Glioxisomas

Retículo endoplasmático liso

Núcleo