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Neuronas de hipocampo (rata) Tema 9 LA ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIOTICA

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Neuronas de hipocampo (rata)

Tema 9

LA ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIOTICA

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A.- Las membranas celularesComposición química

Estructura

Funciones

B.- La matriz extracelular y la pared celular vegetal

C.- Citosol y Citoesqueleto.

D.- Estructura y funciones de los orgánulos celularesRetículo endoplásmico y ribosomas

Aparato de Golgi

Orgánulos vesiculares: lisosomas, peroxisomas y glioxisomas

Vesículas y vacuolas

Orgánulos energéticos: mitocondrias y cloroplastos

Orgánulos relacionados con el movimiento celular: centrosoma, cilios y flagelos

E.- El núcleo interfásicoLa estructura de la cromatina y los cromosomas

F.- Comparación entre célula animal y vegetal

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Todas las células eucarióticas tienen una estructura básica común…

Pero la distribución y tipos de orgánulos es muy variable.

La célula eucariótica

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Las células eucarióticas son las que forman todos los organismos pluricelulares…

La célula eucariótica

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Y muchos organismos unicelulares como los protoctistas…

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Las estructuras formadas por membrana son características de todas las células eucarióticas

Y hay muchas membranas diferentes en las células eucarióticas

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PROPORCIONES RELATIVAS DE MEMBRANAS EN HEPATOCITOS DE RATA

Retículo endoplásmicoR.E. RugosoR.E. Liso

30 %14 %

44 %

MitocondriaMembrana InternaMembrana Externa

30 %7 %

37 %

Aparato de Golgi 6 %

Membrana Plasmática 5 %

Vesículas diversas 3 %

Lisosomas 1 %

Peroxisomas 1 %

Membrana nuclear 0,3 %

Resto de membranas 2,5 %

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Composición química (en % peso) de diferentes tipos de membranas

Tipo de Membrana Lípidos Proteínas Glúcidos

Vaina de mielina 79 18 3

M. Plasmática de Eritrocito 43 49 8

Membrana de bastones 49 51

Membrana externa mitocondrial 48 52

M. Plasmática de Ameba 42 54 4

Retículo sarcoplásmico 33 67

Lamelas del cloroplasto 30 70

Bacteria Gram + 25 75

Membrana interna mitocondrial 24 76

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LÍPIDOS DE MEMBRANA

La mayoría son lípidos de naturaleza anfipática como los fosfolípidos (fosfoacilglicéridos y esfingolípidos)

Fosfoacilglicérido

Esfingolípido

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Además de los lípidos anfipáticos, en las células animales hay colesterol

En las membranas de los eritrocitos es un 22% de los lípidos

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Plasmática

M. Externa

mitocondrial

Lisosoma

M. Nuclear

R.E. Rugoso

R.E. Liso

Golgi

M. Interna

mitocondrial

% de lípidos de la membrana

composición lipídica de diferentes tipos de membrana en hepatocitos de rata

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Exterior celular

Interior celular

PROTEÍNAS DE MEMBRANA

Existen varios tipos de proteínas de membrana

ProteínasIntegrales

1 dominio transmembrana

ProteínasIntegrales

5 dominios transmembranaProteínas periféricas

unidas covalentemente a lípidos

Proteínas periféricas

GlucoproteínasGlucolípidos

Colesterol

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ESTRUCTURA

Los fosfolípidos en un medio acuoso se autoorganizan en forma de bicapas

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Se necesitan grandes aumentos para observar la estructura interna de las membranas ya que solo tiene un espesor de 7,4 nm

Así se observan tres capas: una banda clara entre dos bandas oscuras

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En 1972 Singer y Nicholson propusieron El modelo del Mosaico fluido

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La técnica de criofractura permite observar la organización de las proteínas en la membrana

Superficie de la membrana de eritrocito por criofractura

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La fluidez de la membrana depende de la composición en ácidos grasos de los fosfolípidos

◼ La presencia de ácidos grasos saturados produce membranas “rígidas”

◼ En cambio, si los fosfolípidos contienen ácidos grasos insaturados la membrana es más “fluida”

Mezcla de ácidos grasos saturadose insaturados

Ácidos grasos saturados

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La diferente composición en ácidos grasos de los fosfolípidos produce un efecto sobre la fluidez de la membrana

Membrana rígida

Membrana fluida

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El colesterol actúa modulando la fluidez de las membranas

Si la membrana es de tipo cristalino (rígida) el colesterol las fluidifica

Membrana rígida con muchas interacciones hidrofóbicas

CO

LESTERO

L

CO

LESTERO

L

CO

LESTERO

L

CO

LESTERO

L

Membrana fluida con menos interacciones hidrofóbicas

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En cambio, si la membrana es demasiado fluida el colesterol la hace más cristalina

CO

LESTERO

LCO

LESTERO

L

CO

LESTERO

L CO

LESTERO

L

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Matriz extracelular

Interior celular

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El Glicocálix está formado por la superficie exterior de la célula de naturaleza glicoproteíca y glicolipídica

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Glicoproteínas

Glicolípidos

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Las células vegetales producen una estructura de secreción muy importante: la pared vegetal

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La pared está formada principalmente por celulosa

Una microfibrilla de celulosa tiene, aproximadamente, 750.000 fibras elementales

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Lámina mediaPared primaria

Pared secundaria

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Estructura de la pared celular vegetal

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La pared primaria se produce por el depósito de fibrillas de celulosa formando un entramado

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Lamina media

Pared primaria

Membrana

celular

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Imagen al microscopio electrónico de la estructura de la pared celular vegetal

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Además de celulosa aparecen sustancias que dotan a la pared de otras propiedades, como…

Pectina: es un polímero del ácido metil galacturónico

Extensina: glucoproteína

Hemicelulosa: polisacárido de Xilosa β 1-4 y cadenas laterales de arabinosa y otros monosacáridos

PectinaHemicelulosa

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Lignina: polímero de alcoholes aromáticos

Suberina: formada por ácidos grasos hidroxiladosunidos mediante enlaces éster

Lignina

Suberina

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Conexiones celulares

◼ Uniones estancasImpermeable: células epiteliales

◼ DesmosomaPermeable pero reforzado:células epiteliales

◼ Uniones en hendiduraPermeable permiten el flujo de iones y moléculas de hasta 1000 D

◼ PlasmodesmosMuy permeables: células vegetales

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Red de filamentos del citoesqueleto al ME Proteínas del citoesqueleto de un fibroblasto

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Los microfilamentos tienen un diámetro de7nm, los microtúbulos de 24 nm y los filamentos intermedios alrededor de 10 nm

Filamentos intermedios

Microtúbulos

Microfilamentos de actina

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Actina y tubulina con tinciones fluorescentes

El núcleo carece de citoesqueleto

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Hay un gran número de proteínas del citoesqueleto. Las más importantes son:

◼ Microfilamentos de Actina

Microscopio electrónico

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La actina G es una proteína globular de unos 42000 Da

Cuando polimeriza se convierte en la actina F que constituye los microfilamentos

◼ polimerización de la actina

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En las fibras musculares los filamentos de actina se encuentran ordenados e interaccionan con otra proteína: la miosina

Microfilamentos de actina

Miosina

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Microtúbulos

Están formados por dos monómeros proteicos: la α y la β tubulina que se unen formando los llamados protofilamentos

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MICROTÚBULOS AL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO

ESTRUCTURA DE LOS MICROTÚBULOS

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MICROTÚBULOS AL MICROSCOPIO

ELECTRÓNICO

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HUSO ACROMÁTICO

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Filamentos intermedios

Existen varias proteínas que se agrupan bajo esta denominación: queratinas ácidas y básicas, nestinas, desmina….

Y todas ellas tienen en común el tener un diámetro de 10 nm

Son mucho más estables que la actina y la tubulina

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Otras: clatrina

Vesículas cubiertas de clatrina

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Proteínas motoras como la dineína y la kinesina

Son proteínas que actúan en los procesos de transporte asociados a los microtúbulos

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Orgánulos celulares: retículo endoplásmico y ribosomas

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Retículo endoplásmico y ribosomas

Lumen del retículo endoplásmico

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Ribosomas

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Ribosomas

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Aparato de Golgi

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Aparato de Golgi

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Aparato de GolgiLa célula eucariótica

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RELACIONES ENTRE EL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO Y EL APARATO DE GOLGI

Aparato de Golgi

◼La célula eucariótica

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DIFERENTE ASPECTO DE LOS LISOSOMAS

Orgánulos celulares: orgánulos vesiculares

◼La célula eucariótica

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AUTOFAGIA Y HETEROFAGIA

◼La célula eucariótica

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APOPTOSIS

◼La célula eucariótica