Estructura y Función Celular Lic. Mariela Gallardo Historia del Desarrollo Celular Siglo XVII, Robert Hook observó en un trozo de corcho las paredes de células muertas. Teoría celular: • Lorenz Oken 1805 (naturalista alemán) • Mathias Schleiden 1838 (Botánico alemán) • Theodor Schwan 1839 (naturalista, fisiólogo y anatomista) • Rudolf virchow 1855 (médico alemán) • August Weismann 1880 (biólogo aleman) Teoría Celular • Todos los organismos vivos están formados por una o más células. • Todas las células nuevas se originan de una preexistente. • La célula es la unidad funcional y estructural de todos los seres vivos. • Todas las células tienen un antepasado en común. Concepto de Célula • Unidad básica, estructural, y funcional más pequeña de todos los seres vivos. • Lleva a cabo las funciones vitales para el mantenimiento de la vida. • Tiene un alto nivel de organización. Características Básicas De Las Células • Todas las Células poseen una Membrana Plasmática que encierra a la célula y media las interacciones entre la célula y su ambiente. • Todas las células contienen Citoplasma formado por agua, sales minerales y una variedad de moléculas orgánicas. • Todas las células usan el ADN como plano de la herencia y el ARN para copiar y ejecutar la instrucción. • Todas las células obtienen energía y nutrimentos de su ambiente. Para mantener su increíble complejidad, todas las células deben obtener y gastar energía en forma continua. Tipos de células: Células Procarióticas y Eucarióticas Células Procarióticas • Carecen de núcleo. • ADN circular. • De menor tamaño que las eucariotas. • Los organismos procariotas tienen una sola célula. • Presentes en bacterias, cianobacterias y arqueas. Células Eucarióticas • Mas evolucionada. • Más complejas y de mayor tamaño. • Presencia de Núcleo y otros organelos membranosos (mitocondrias, peroxisomas, cloroplastos). • Su ADN es lineal. • Existen dos tipos de celulas eucariotas: Cél. Vegetales y animales. Células Vegetales y Animales Tipo de célula Organelo En ambas células Membrana celular Retículo endoplasmico liso y rugoso Aparato de golgi Dictiosoma Peroxisomas Núcleo (nucleolo) Ribosoma Mitocondria vacuolas pequeñas Inclusiones En células vegetales Pared celular Vacuolas grandes Plásmidos o plastidios (cloroplastos, cromoplastos, amiloplastos) En células animales Centríolos (centrosoma) Lisosomas Célula Vegetal y Animal Estructuras Celulares: 1. PARED CELULAR. Es la capa más externa de la célula, presente en algas, bacterias hongos y plantas. Composición química: principalmente de Celulosa y proteínas estructurales. Celulosa. Es un polisacaridos integrado por 10,000 a 20,000 moléculas de glucosa. Características y Funciones de la Pared Celular Características: • Es secretada por la misma célula • Es rígida, fuerte y bastante porosa (permeable) • La célula produce en la mayoría de los casos varias paredes Funciones: • Da soporte, resistencia, protección y forma a la célula. • Actúa como límite de la membrana plasmática evitando su exagerada distensión y su ruptura. 2. Membrana Plasmática o Celular o Especializada en el transporte y comunicación de sts químicas e información. o Composición Química. Lípidos, proteínas (extrínsecas e intrínsecas) carbohidratos, glucolípidos y glucoproteínas o Estructura : Mosaico fluido, o Características: flexible, asimétrica, fluida, permeable o semipermeable. o Funciones: separa, aísla, controla entrada y salida de sustancias, protege. 3 Citoplasma Llamado también Hialoplasma o Citosol • Se encuentra localizado fuera del núcleo y en el interior de la membrana plasmática • Lugar donde se realiza la mayor actividad de la célula. • Esta formado por tres elementos: ü Hialoplasma o Citosol: líquido semitransparente ü Orgánulo u organelos ü Inclusiones: melanina, lípidos, glucógeno, nutrientes y cristales 4 Organelos Retículo Endoplasmático: Es como un mini sistema circulatorio de membranas (cisternas) formado por: Laminas aplanadas, grupos de túbulos y vesículas de transporte. Existen dos tipos: Liso y Rugoso. • Liso.(REL):metabolismo de los lípidos (colesterol, síntesis y rotura de grasas) y desintoxicación de medicinas y pesticidas. • Rugoso.(RER) posee ribosomas. Actúan en el transporte de Aparato de Golgi • Presenta tres elementos membranosos: Pilas de sacos o cisternas discoidales, Grupos de vesículas secretoras, Grandes vacuolas. Funciones: • Modifica , empaqueta y secreta proteínas y lípidos, sintetiza carbohidratos. • Participa en la formación de la Pared Celular y La Membrana Céll. • Secreción de colágeno, Enzimas, hormonas, mucus y pigmentos • Circulación intracelular • Formación de Lisosoma. Lisosomas (bolsas suicidas): Del griego Lisis: ruptura y soma: cuerpo. Función: • Intervienen en la digestión intracelular • Participan en la defensa del cuerpo (combatiendo microorganismos como bacterias) • Producción de energía. Microcuerpos Son organelos cilíndricos u ovoides que poseen membrana, puede ser de dos tipos: Peroxisomas Contienen enzimas especializadas para romper lípidos. Utilizan oxígeno molecular para desintoxicar numerosas sustancias dañinas o venenosas como el alcohol y formaldehido. Glioxisomas. Organelos que contienen enzimas oxidantes (LípidosAzucares) Vacuolas Posee una membrana llamada Tonoplasto Almacenamiento y transporte de sustancias. (agua, sales, etc) Ayudan a la defensa de la Céll. Elimina exceso de agua por vacuolas contráctiles Mitocondrias (Central energética de la Célula) Se pueden atoduplicar porque tienen ADN. Formada por 2 membranas: La Externa y La Interna que forma las crestas mitocondriales (oxisomas) Transforman la Energía química de alimentos E. biológicamente útil (ATP) En ellas se llevan a cabo las Reacciones aeróbicas de la respiración celular Presentes en tejidos de actividad metabólica. Plastidios o plastos: Presentes en algunos procariotas (bacterias), plantas y algas, se clasifican en: • Leucoplatos. En raíz, tubérculos y semillas. Se clasifican en: Amiloplastos – Almidón, Oleplastos – Lípidos Proteoplastos – Proteínas. • Cromoplastos. Participan en la coloración de flores y frutos. Producen diferentes pigmentos: o Carotenoides: anaranjado o Licopeno: rojo o Xantofilas: amarillo Cloroplastos: Participan en la fotosíntesis. Contienen las Clorofilas: existen diferentes tipos (a,b,c,d y e). Dan el color verde a las plantas. En algas: Ficobilinas: color rojo, ficocianina: azul, ficoeritrina: rojo. Amiloplastos Cromoplastos Cloroplastos Ribosomas Organelos elípticos, sin membrana limitante. Formados por 2 sub unidades: Menor y Mayor Su función es la de Sintetizar proteínas. Se encuentran unidos a una cadena de ARN mensajero (polirribosoma) Estan asociados con el R.E.R Inclusiones • Cristales, eliminan el exceso de calcio del oxalato de calcio • Cistolito, eliminan el exceso de calcio del carbonato de calcio • Silicilito, eliminan el exceso de sílice • Desechos, de las actividades metabólicas • Gotas de Lípidos, cuando hay exceso de lípidos se forman gotas. • Pigmentos (melanina). Citoesqueleto Red compleja de microfilamentos proteínicos del citoplasma. Funciones: Forma celular, Movimiento celular, Movimiento organelar, Sostén organelar, División celular. Red microtrabecular: microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos. Microtúbulos, Filamentos cilíndricos, huecos y rectos formados por tubulina Funciones: Apoyo mecánico Circulación y transporte de organelos. Centrosoma : Formados por dos centriolos. 9 grupos de microtúbulos, autoduplicable, presentes en protistas y animales, originan los microtubulos. Movimiento celular (cilios y flagelos) División celular. Flagelos y Cilios Estructuras móviles, prolongaciones celulares. Presentes en protozoos, célls vegetales y animales. Funciones: Movimiento celular Protección Flagelos son pocos o uno solo (euglena, chlamidomona espermatozoides) Cilios, prolongaciones cortas y numerosas (paramecio ) Núcleo Celular Localizado generalmente en el centro de la célula. Considerado el cerebro de la Céll, dirige todas las actividades metabólicas. Puede ser cúbico, elíptico, esférico o irregular. Está formado por: o Envoltura nuclear, formada por 2 membranas o Nucleoplasma, solución coloidal (cromatina – cromosomas) o Nucleolo, formado por ARN y proteínas. Excepciones a la Teoría Celular Virus, formados por Ac. Ribonucleico (ARN) envueltos por una capa proteica (cápcide). Se reproducen dentro de cells de organismos vivos (bacterias). Fluido Extracelular (FEC) • El término fluido extracelular suele hacer referencia a un fluido corporal fuera de las células. El resto se denomina fluido intracelular. • En algunos animales, incluidos los mamíferos, el fluido extracelular puede dividirse en dos mayores subcompartimentos: • fluido intersticial: o líquido tisular es el líquido contenido en el intersticio, o espacio entre las células. En promedio una persona adulta tiene cerca de 11 litros de líquido intersticial proveyendo a las células del cuerpo de nutrientes y eliminando sus desechos (contiene aminoácidos, azúcares, ácidos grasos, coenzimas, hormonas, neurotransmisores, sales minerales y productos de desecho de las células). • Plasma sanguíneo. es la fracción líquida y acelular de la sangre, (sin glóbulos rojos y los glóbulos blancos). Está compuesto por un 90 % de agua, un 7 % de proteínas, y el 3 % restante por grasa, glucosa, vitaminas, hormonas, oxígeno, gas carbónico y nitrógeno, además de productos de desecho del metabolismo Intercambio de Materiales en la Célula En la célula hay materiales que deben ser transportados al interior como al exterior de la misma, a través de la membrana celular. Gradiente de Concentración. Variación de concentración de moléculas en un fluido entre dos regiones diferentes. Las vías de transporte a través de la membrana celular para las moléculas de pequeño tamaño son: Transporte Pasivo Transporte Activo Transporte Pasivo • Movimiento de sustancias de un área de mayor a una de menor [ ], por tanto no requiere energía • La Difusión simple: es un tipo de T.P, donde una sustancia se mueve a favor del gradiente de [ ], es decir de un lugar de + [ ] a otro de - [ ] dentro de la misma sustancia. Ósmosis Es la difusión del agua a través de membranas semipermeables, pasando de un medio hipotónico a un medio hipertónico Difusión Facilitada Las moléculas grandes usan proteínas transportadoras para poder pasar a través de la membrana celular. No requiere energía. Transporte Activo Las moléculas son transportadas en contra del gradiente de [ ], (- [ ] a + [ ]), por lo tanto la célula requiere ATP Proteínas transportadoras (bombas) para mover iones y moléculas a través de la membrana, Ejm. Bomba de sodio-potasio que mantiene un gradiente importante para la contracción muscular, transmisión de impulsos nerviosos y la absorción de nutrientes Endocitosis y Exocitosis Tipos de Transporte en Masa por medio de los cuales las moléculas grandes como proteínas, agua y otras sts son empacadas en vesículas para cruzar así la M.C Endocitosis. Cuando las vesículas son llevadas al interior de la célula y puede ser de dos tipos: Fagocitosis (sólido) ejm. Los leucocitos; y Pinocitosis (liquido) Exocitosis. Cuando las stc son llevadas hacia afuera de la célula Bibliografía • • • • • • • • • • • E. Romero, J. Amador y Col.1999. Principios de Biología. Tegucigalpa. 371p http://www.bionova.org.es/biocast/p2i3.htm http://www.uc.cl/sw_educ/biologia/bio100/html/portadaMIval2.4.4.html http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2bachillerato/ La_celula/index.htm http://www.iqb.es/cbasicas/fisio/cap3/cap3_1.htm http://sabanet.unisabana.edu.co/crear/paginas/fisiology/organelos.html http://www.youtube.com/watch?v=rHSIqThex6Y http://www.agustinosvalencia.net/Intranet/Laboratorio/MORF. %20CELULAR/INDEX_MORFCEL.html http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/La%20Vacuola.htm#Cristales http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/ Seccion%201/1%20-%20Capitulo%205.htm http://macroymicrofotografia.blogspot.com/2010/08/microfotografiaparamecio_24.html