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Biología - 6 - La Célula Eucariótica

1 junio 2015, 12:00 por Arturo J. Murias

PARED CELULAR

Funciones
  • Forma.
  • Soporte y cohesión en los tejidos.
  • Hipotonicidad.
  • Protección frente a microorganismos.
  • Impermeabilización:
    • Epidermis: ceras, cutina.
    • Peridermis: suberina.
  • Rigidez: Mantenerse erguida.
    • Tejidos: xilema, colénquima, esclerénquima.
    • Con: ligina, sílice, CaCO3.

GLICOCÁLIX

Dónde
  • En células animales.
Estructura y Composición
  • Polisacáridos, glucolípidos glucoproteínas (s.t. proteoglucanos).
  • Constituye un gel hidratado al que se puede unir el glicocálix de otra célula o las proteínas de la sustancia intercelular.
Funciones
  • Unión entre células de un tejido: cohesión tisular.
  • Intercabio de sustancias entre células adyacentes.
  • Reconocimiento entre células.
  • Desplazamiento de la célula.

SUSTANCIA INTERCELULAR = MATRIZ EXTRACELULAR

Dónde
  • En tejidos animales, sobre todo conectivos.
Estructura y Composición
  • Sustancia fundamental:
    • muy hidrófla;
    • proteoglucanos.
  • Proteínas:
    • Colágeno: dota de consistencia y resistencia a la rotura.
    • Elastina: dota de elasticidad.
    • Fibronectina: dota de adhesividad.
  • Depósitos diversos:
    • CaCO3, Ca3(PO4)2.
Funciones
  • Da consistencia a tejidos y órganos.
  • Da resistencia a la tracción y a la compresión en tejidos y órganos.
  • Rellena tejidos y órganos.
  • Permite la difusión de moléculas hidrosolubles.
  • Influye en la disposición espacial de las células de un tejido.

MEMBRANA CELULAR

Transporte Transmembrana
  • Transporte pasivo: a favor de gradiente => sin consumo de E.
    • Difusión simple:
      • Por la bicapa lipídica: sustancias pequeñas o apolares: O2, hormonas esteroideas...
      • Por proteínas de canal:
        • Apertura por voltaje: iones;
        • Apertura por ligando: hormonas proteicas.
    • Difusión facilitada:
      • Por permeasas específicas: glucosa.
  • Transporte activo: en contra de gradiente => sin consumo de E.
    • Primario: bombas de Na+/K+, Ca2+, H+.
    • Secundario: dependiente del primario.
  • Transporte en masa:
    • Con vesículas de membrana plasmática.
    • Tipos:
      • Exocitosis.
      • Endocitosis:
        • Pinocitosis.
        • Fagocitosis.

CITOSOL

  • Es un coloide.
    • Puede ser sol o gel.
    • Fase dispersante: agua: 85%.
    • Fase dispersa:
      • Sustancias:
        • Enzimas.
        • Otras proteínas.
        • Glúcidos.
        • Lípidos.
        • Sales minerales.
        • Nucleótidos.
        • ...
      • Estructuras:
        • Citoesqueleto: microtúbulo, microfilamentos, filamentos intermedios.
        • Orgánulos no membranosos: ribosomas, carboxisomas.
        • Inclusiones: de gas, proteicas, de polifosfatos, de glucógeno, de lípidos...

CITOESQUELETO

Funciones Generales
  • Forma celular: bicóncava, estrellada...
  • Corrientes celulares: distribución uniforme de nutrientes y desechos.
  • Dirige el movimiento de las vesículas del Golgi.
  • Anclaje de ribosomas.
  • Desplazamiento y división de cromosomas en mitosis y meiosis.
  • Organización de cilios, flagelos y psudópodos -> movimiento celular.
Microtúbulos
  • Formados por tubulina (globular) dispuesta helicoidalmente, formando cilindros huecos.
  • Formados a partir de los Centros Organizadores de Microtúbulos:
    • En células animales es el centrosoma: con 1x2 centriolos: cada uno con 9x3 microtúbulos unidos por nexina.
  • Funciones:
    • Forma celular;
    • Corrientes intracelulares;
    • Movimiento de vesículas y orgánulos;
    • Forman el huso mitótico -> mitosis y meiosis;
    • Cilios y flagelos (undulipodios) -> movimiento celular.
Filamentos intermedios
  • Son haces de proteínas filamentosas diversas.
  • Funciones estructurales:
    • Mantenimiento de forma de neuronas: dendritas y axones.
    • Colaboración en el ensamblaje de los filamentos finos y gruesos en los sarcómeros.
Microfilamentos de actina
  • Formados por 2 cadenas de monómeros de actina (globular).
  • Funciones:
    • Forma celular;
    • Corrientes intracelulares:
    • Ciclosis: para la circulación de orgánulos y vesículas;
    • Formación de pseudópodos, filopodios, lamelipodios...
    • Sirven de raíles para el movimiento de vesículas y orgánulos;
    • Contracción muscular;
    • Formación de microvellosidades intestinales;
    • Formación del anillo contráctil en la citocinesis animal.

UNDULIPODIOS

  • Son los cilios (más numerosos) y flagelos (más largos) eucarióticos.
  • Partes:
    • Corpúsculo basal: similar a los centriolos: 9x3 microtúbulos unidos por nexina.
    • Axonema: 9x2 + 2 microtúbulos conectados por dineína y nexina; rodeado de una prolongación de la membrana plasmática.
  • Funciones:
    • Movimiento celular: algas, protozoos, espermatozoides...
    • Generación de corrientes de arrastre: oviductos, bronquios...

RESPUESTAS CELULARES

  • Quimio/Foto - Taxia/Tropismo - Positivo/Negativo.
  • Ejemplos: - Espermatozoide -> óvulo; - Chlamydomonas -> luz.

INCLUSIONES

  • De reserva: almidón en células vegetales; glucógeno en células musculares y hepáticas.
  • De pigmentos: melanina en melanocitos de la piel.
  • Proteicas: -RuBisCO en carboxisomas de bacterias autótrofas.

RIBOSOMAS

  • Únicos orgánulos comunes a todas las células.
  • Carecen de membrana.
  • Función: Traducción (2ª fase de la expresión del mensaje genético): Traducen el ARNm, producido como copia de un gen, a un polipéptido.
  • Estructura: 2 subunidades, que se asocian sólo durante la traducción.
  • Ubicaciones: libres en el citoplasma; asociados a la cara externa de la membrana nuclear; asociados al REr.
  • Tipos:
    • Eucariontes: 80 S;
    • Procariontes: 70 S.

REr

  • Red de cisternas aplanadas de membrana plasmática y vesículas anejas.
  • Conectado a la membrana nuclear; se encuentra entre ésta y el REl.
  • Con ribosomas adheridos a su cara externa.
  • Incorporan, almacenan, modifican (glicosilación, plegamiento, adición de protómeros) y transportan proteínas a otros orgánulos (N- Golgi).

REl

  • Red de túbulos de membrana plasmática y vesículas anejas.
  • Conectado al REl.
  • Funciones:
    • Síntesis de todos los lípidos celulares (salvo los ácidos grasos): fosfolípidos, colesterol, hormonas esteroideas... y transporte a otros lugares de la célula.
    • Almacén y movilización de polisacáridos (glucógeno; glucógenolisis).
    • Almacén de Ca++ en las células musculares; su liberación al citoplasma tras la llegada de un impulso nervioso, permite la interacción de los filamentos finos y gruesos de los sarcóneros..
    • Eliminación de residuos liposolubles (en el hígado en animales).

Aparato de Golgi

  • Organización:
    • En dictiosomas:
      • Pilas de 5-7 sáculos de membrana con polaridad
        • cara cis: hacia el RE;
        • cara trans: hacia la m.c.
      • Con vesículas:
        • Procedentes del RE;
        • De transición entre sáculos;
        • De secreción o reparto a otras partes de la célula.
  • Funciones:
    • Maduración (glicosilación, proteólisis, fosforilación), transporte y secreción de proteínas.
    • Maduración, transporte y secreción de lípidos.
    • Biosíntesis, transporte y secreción de glúcidos.
    • Tránsito de la bilis (en células hepáticas).
    • Producción de lisosomas.
    • Producción de peroxisomas.
    • Fabricación de la membrana celular.
    • Fabricación de la pared celular y el glicocálix.

Lisosomas

  • Exclusivos de células animales.
  • Vesículas membranosas.
  • Con enzimas hidrolíticas digestivas de pH óptimo ácido: fostatasa ácida, lipasas, glicosidasas, carboxipeptidasas, kinasas.
  • Las bombas de H+ (ATPasas) de membrana mantienen ácido el medio interno.
  • Su membrana está protegida de las hidrolasas por proteínas ancladas a su cara interna.
  • Tipos:
    • Primarios: vesículas producidas por el Golgi; pueden quedarse en la célula o sufrir exocitosis (hongos, líquenes).
    • Secundarios: resultado de la fusión de los primarios con una vacuola fagocítica (para la alimentación heterótrofa) o con una vacuola autofagocítica (para la autofagia -> eliminación de orgánulos o células enteras envejecidas y dañadas).

Vacuolas vegetales

  • Exclusivas de células vegetales.
  • Una (o pocas) grande.
  • Desplaza al núcleo y resto de orgánulos a la periferia celular.
  • Funciones:
    • Digestivas (como los lisosomas).
    • Turgencia -> + Superficie celular -> + Intercambios con el medio externo.
    • Almacén: de residuos, de toxinas para potenciales depredadores.

Cloroplastos

  • Origen y Clasificación:
    • Proplastos (en células meristemáticas) -> Plastos (en células diferenciadas):
      • Cromoplastos: acumulan pigmentos carotenoides (xantofila, caroteno, licopeno: limón, zanahoria, tomate).
      • Leucoplastos: incoloros: acumulan almidón (amiloplastos), aceites (oleoplastos)...
      • Cloroplastos: verdes: con clorofilas a y b: fotosíntesis oxigénica: CO2 + H2O + Luz -> C6H12O6 + O2
  • Características:
    • Forma elipsoidal.
  • Estructura:
    • Membrana plastidial externa (unitaria).
    • Espacio intermembranoso.
    • Membrana plastidial interna (unitaria).
      • Con esteroles diferentes del colesterol (= a bacterias).
    • Estroma:
      • Con la maquinaria metabólica necesaria para la fase oscura de la FS (RuBisCO y demás enzimas) y el anabolismo de lípidos, proteínas y polisacáridos.
      • Con ADN bicatenario, ARN, ribosomas 70S -> Síntesis de proteínas plastidiales.
      • Con gránulos (de almidón, de lípidos, de proteínas).
    • Tilacoides
      • Son sáculos de membrana unitaria.
      • Espacio intratilacoidal.
      • Tipos: lamelas y grana (en pilas).
      • Con la maquinaria metabólica que permite la fase lumínica de la FS: pigmentos fotosintéticos captadores de luz, enzimas de la c.t.e. y ATPsintasas para la fotofosforilación.
  • Función: FS oxigénica de algas y plantas (anabolismo).
    • Fase lumínica (en los tilacoides):
      • La luz rompe una molécula de H20.
      • Sus electrones son recogidos por moléculas de clorofila y avanzan por una c.t.e. a lo largo de la que se produce ATP y poder reductor.
      • Los electrones son finalmente recogidos por el O2.
    • Fase oscura = Ciclo de Calvin (en el estroma):
      • La RuBisCO captura CO2 y lo añade a una molécula orgánica de 5 C.
      • El proceso consume el ATP y el poder reductor generado antes.
      • El proceso acaba generando glucosa.
    • La glucosa producida se utiliza posteriormente para:
      • Polimerización en celulosa -> PC.
      • Polimerización en almidón -> Reserva.
      • Consumo en la respiración celular en las mitocondrias -> ATP.
      • Síntesis de sacarosa y distribución por el floema a las células no verdes y a las micorrizas.
      • Combinación con minerales de la savia bruta y síntesis de las restantes clases de biomoléculas orgánicas (aminoácidos, ácidos grasos, nucleótidos, hormonas, factores de crecimiento...).
  • Origen:
    • Evolutivamente: de cianobacterias que fueron fagocitadas y no digeridas.
    • En la planta: de proplastos de células meristemáticas, que se diferenciaron a cloroplastos en presencia de luz.
    • En la célula: de otros cloroplastos, por fisión binaria estimulada por la presencia de luz.

Mitocondrias

  • Características:
    • Forma elipsoidal.
    • Abundancia en función de las necesidades energéticas de la célula (más en musculares, espermatozoides, pelos radicales) y del ambiente (ausentes en protistas anaerobios como Giardia).
  • Estructura:
    • Membrana mitocondrial externa (unitaria): muy permeable a iones y moléculas de bajo PM.
    • Espacio intermembranoso.
    • Membrana mitocondrial interna (unitaria).
      • Con esteroles diferentes del colesterol (= a bacterias).
      • Con invaginaciones: crestas mitocondriales.
      • Rica en proteínas: citocromos, ATPsintasas...
      • Con la maquinaria metabólica que permite la c.t.e. (citocromos) y la fosforilación oxidativa (ATPsintasas).
    • Matriz mitocondrial:
      • Con ADN bicatenario, ARN, ribosomas 70S -> Síntesis de proteínas mitocondriales.
      • Con la maquinaria metabólica necesaria para la descarboxilación oxidativa, la Hélice de Lynen, y el Ciclo de Krebs.
  • Función: Respiración aerobia (más eficiente que la respiración anaerobia y que la fermentación).
    • En la matriz: se produce poder reductor:
      • Descarboxilación oxidativa del Piruvato a Acetil-Coenzima A.
      • Hélice de Lynen.
      • Ciclo de Krebs.
    • En la membrana mitocondrial interna: se utiliza el poder reductor generado para producir ATP.
      • Cadena transportadora de electrones.
      • Fosforilación oxidativa.
    • El ATP producido se utiliza posteriormente para realizar todo tipo de trabajo celular:
      • Contracción muscular;
      • Movimiento de cilios y flagelos;
      • Absorción de sales minerales en las raíces...
  • Origen:
    • Evolutivamente: de bacterias heterótrofas aerobias, que fueron fagocitadas y no digeridas.
    • En cada individuo: sólo de las mitocondrias del óvulo materno (salvo excepciones). Por ello su ADN no sufre recombinación (sólo mutación), está muy conservado, y se utiliza como reloj molecular en estudios de genética evolutiva (determinación de la "Eva genética"; determinación del grado de parentesco entre especies).
    • En la célula: de otras mitocondrias, por fisión binaria o por gemación.

Peroxisomas

  • Son vesículas membranosas esferoidales similares a los lisosomas.
  • Producidos a partir del Aparato de Golgi.
  • Con enzimas oxidativas: permiten:
    • La oxidación de los ácidos grasos muy largos;
    • La transformación del colesterol en sales biliares en el hígado;
    • La degradación del etanol; etc.
  • Con catalasa: descompone el H2O2 (tóxico) generado por los procesos anteriores, en H2O y O2.