TEMA 1 LA CLULA Unidad morfolgica y funcional

TEMA 1: LA CÉLULA Unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. Es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.

Índice 1 - Generalidades 2 - Estructura de la célula eucariota 3 - Membrana citoplasmática 4 - Citoesqueleto 5 - Ribosomas 6 - Retículo endoplasmático 7 - Aparato de Golgi 8 - Lisosomas 9 - Mitocondrias 10 - Núcleo celular 11 - Mitosis

1 - GENERALIDADES -Todos los seres vivos están formados por células. A su vez, los seres vivos pueden ser organismos unicelulares (bacterias) o pluricelulares (plantas, ser humano). -El tamaño medio de una célula es de unas 10 micras, y el peso de 1 ng. -Funciones básicas de la célula: • nutrición: las células toman sustancias del medio, las transforman, liberan energía y eliminan productos de desecho • crecimiento y multiplicación: las células son capaces de dirigir su propia síntesis • relación: las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior -Las células contienen información sobre su funcionamiento y se encuentra codificada en el ADN. El ADN se transfiere de una célula a otra cuando ésta se divide, en un proceso llamado mitosis.

- Las células pueden ser procariotas o eucariotas: Las células procariotas carecen de núcleo, teniendo su material genético disperso en el citoplasma. Bacterias, cianobacterias y cianofitas son procariotas Las células eucariotas presentan un núcleo bien definido. Son las que forman a los animales y a los vegetales, y por supuesto, al ser humano. También algas y hongos.

2 -ESTRUCTURA DE UNA CÉLULA EUCARIOTA Membrana celular o citoplasmática: envoltura de naturaleza lipídica que cubre a la célula Citoplasma: medio interno líquido o citosol que contiene a los orgánulos de la célula (ribosomas, aparato de Golgi, mitocondrias, retículos…) Núcleo: inmerso en el citoplasma y contiene en su interior el material genético Citoplasma Núcleo

3 -MEMBRANA CITOPLASMÁTICA • Es una doble capa lipídica asociada a proteínas. • Recubre externamente la célula, pero también a muchos orgánulos (retículos endoplasmáticos, mitocondrias, aparato de Golgi) • Composición química: – lípidos 42 -45%, de los cuales: 55% fosfolípidos, 25% colesterol. 20% esfingolípidos y ácidos grasos – Proteínas 44 -54%, y pueden ser: periféricas o transmembrana – Glúcidos 3 -8%, que forman el glicocáix Proteína de superficie Colesterol Fosfolípidos Proteína transmembrana

Membrana plasmática: función – Lípidos: • Es la barrera de paso de sustancias lipófilas • Son el soporte mecánico de las proteínas • Tienen propiedades metabólicas • Le dan a la célula solubilidad bipolar (los fosfolípidos y el colesterol son moléculas anfipáticas) • El colesterol confiere estabilidad mecánica en superficie a la membrana y aumenta la fluidez de ésta

• Proteínas: - Tienen diversas funciones: • Enzimática (activando a otras enzimas de la célula) • Canales iónicos (permitiendo el paso de iones a un lado y otro de la membrana) • Receptores específicos (uniéndose a moléculas de dentro y fuera de la célula) • Bombas de intercambio • Adhesividad intercelular: las proteínas de membrana pueden unirse covalentemente con las de otra célula y así existir una unión firme entre ambas. De esta manera se organizan los epitelios de revestimiento. • Glúcidos: son oligosacáridos que se encuentran en la superficie de la célula, en la cara externa generalmente. Adquieren una conformación tridimensional. - Están unidos a lípidos (glicolípidos) o a las proteínas de membrana (glicoproteínas). -Su función principal es la del reconocimiento intercelular y de la célula con Glicocalix moléculas (proteínas) externas.

Regulación de paso de sustancias Para sustancias de gran tamaño : • Procesos de introducción: endocitosis: – Pinocitosis para líquidos y sustancias pequeñas disueltas – Fagocitosis para partículas de gran tamaño • Procesos de expulsión: exocitosis

Para el paso de moléculas pequeñas: • Permeabilidad selectiva. Permite el paso de moléculas pequeñas lipófilas y regula el paso de las no lipófilas. 2 modalidades en el paso a través de la mb: 1. Transporte pasivo a favor de gradiente electroquímico. 2. Transporte activo contra gradiente electroquímico

4 - CITOESQUELETO - El citoesqueleto es un entramado tridimensional de proteínas que provee el soporte interno para las células, ancla las estructuras internas de la misma e interviene en los fenómenos de movimiento celular y en su división. - El citoesqueleto está formado por multitud de pequeñas proteínas esféricas asociadas las unas a las otras formando cadenas, de forma que adquiere una conformación alargada. - Según cómo se asocien dichas proteínas esféricas, la proteína resultante será de un grosor y una longitud variable, y se distinguen tres tipos: - Microfilamentos (las más finas) - Filamentos intermedios - Microtúbulos (las más gruesas y voluminosas)

Orgánulos celulares Son estructuras diferenciadas que se encuentran suspendidas en el citoplasma de la célula y que tienen una forma y unas funciones especializadas, básicas para el funcionamiento de la célula y de todo el organismo. Se clasifican en dos grupos: - Orgánulos membranosos: presentan su propia envoltura de membrana lipídica. Son la mayoría (mitocondrias, retículo endoplasmático rugoso y liso, aparato de Golgi, lisosomas…) - Orgánulos no membranosos: carecen de envoltura lipídica (ribosomas)

5 - RIBOSOMAS Son los orgánulos citoplasmáticos más abundantes de la célula. Carecen de membrana Se encargan de la síntesis de proteínas Tienen forma ovoidea y su número es variable (hasta varios millones en células muy activas) • También es variable su disposición: • • - En roseta: Grupos de ribosomas dispuestos en espiral en el citoplasma - Ligados a las membranas (Retículo endoplasmático rugoso o granular) - En el interior de mitocondrias y cloroplastos

Ribosomas • Los ribosomas son complejos ribonucleoprotéicos (RNA ribosomal + proteínas) organizados en dos subunidades (mayor y menor)

Ribosomas/Retículo endoplasmático rugoso Rer pr Rer: retículo endoplasmático rugoso/ pr: polirribosomas

6 -RETÍCULO ENDOPLÁSMATICO • Es el sistema de membranas más extenso que existe en la célula eucariota. • Se distinguen dos tipos según presenten o no ribosomas adheridos en su superficie. Tienen diferente función y distribución: - Retículo endoplasmático rugoso (RER) o granular - Retículo endoplasmático liso (REL) • La misión fundamental del RER es el almacenamiento de las proteínas sintetizadas por sus ribosomas para su glucosilación (que se inicia en el RER pero se completa en el Aparato de Golgi) y empaquetamiento para ser transferidas a otro orgánulo membranoso o al exterior celular. Las enzimas de la membrana del REL intervienen en numerosos procesos: síntesis de lípidos, de derivados lipídicos y detoxificación

7 -APARATO DE GOLGI • Su función está muy ligada a la del retículo endoplasmático. • Se encarga de completar la fabricación de las proteínas, las cuales provienen del RE. • Otra de sus funciones es la de sintetizar polisacáridos o modificar lípidos • Está formado por 4 -8 cisternas llamadas dictiosomas, que están rodeados de membrana y apilados unos encima de otros

APARATO DE GOLGI

8 - LISOSOMAS • Son sacos membranosos que encierran en su interior enzimas hidrolíticas. • Existen en todas las células animales (no en las vegetales) • Tienen dos funciones principales: - Degradación de material extracelular o endocitosis. - Degradación controlada de material intracelular orgánulos celulares

Lisosomas • Su forma es heterogénea a consecuencia de los diferentes sustratos de degradación • Su composición química es muy variable debido a que actúan como vacuolas digestivas. • Todos contienen hidrolasas ácidas • Existen numerosas enfermedades causadas por el mal funcionamiento o ausencia lisosomas. Esto da lugar al acúmulo de la sustancia que debía degradarse. Ej: Glucosidosis

9 -Mitocondria • • Es el orgánulo membranoso más abundante en la célula eucariota. Su principal función es la “respiración celular”, con la que a partir del oxígeno se obtiene la energía necesaria para llevar a cabo el metabolismo celular. Posee DNA propio Tiene una doble membrana plasmática; la interna hace unas invaginaciones denominadas “crestas mitocondriales”

10 -EL NÚCLEO CELULAR En el núcleo se distinguen 3 estructuras: envoltura nuclear, cromatina y nucleolo. Envoltura: doble membrana lipídica que delimita al núcleo (membrana nuclear interna y m. n. externa) El interior del núcleo se conecta con el citoplasma mediante los poros. Cromatina: forma que tiene el ADN de almacenarse de forma compacta en el núcleo. El ADN se organiza en torno a unas proteínas (histonas) y así se definen los cromosomas Nucleolo: región esférica del núcleo que aparece más intensamente teñida. Es una zona donde está habiendo una síntesis intensa de material genético. Cromatina/cromosomas mn interna mn externa poros núcleo citoplasma Nucleolo

Mitocondria (con sus crestas) Envoltura nuclear, con su doble membrana Cromatina

11 -Mitosis La mitosis es el fenómeno biológico por el cual una célula “madre” se divide en dos células “hijas” que son exactamente iguales entre ellas y a la que les ha dado lugar. Para que dicho proceso se produzca es básica una premisa: la duplicación del material genético ( del ADN) de la célula madre previo a la división. Fases de la mitosis: -Profase: es la fase más larga de la mitosis. En ella se produce la condensación de la cromatina. También se produce la migración de los centriolos y la organización del huso mitótico (ambas estructuras son citoesqueleto). Al final de la profase se rompe el núcleo y cada centriolo migra a un polo de la célula. -Metafase: la cromatina ha alcanzado su máximo grado de condensación. Los cromosomas se encuentran apareados cada uno con su homólogo en el plano ecuatorial de la célula. -Anafase: comienza la migración de los centriolos, uno a cada polo celular -Telofase: es el tramo final de la mitosis. Se produce la división del citoplasma de la célula madre al mismo tiempo que la síntesis de las dos nuevas envolturas nucleares.

Membrana plasmática Metafase Envoltura nuclear (intacta) cromosoma Husos mitóticos centriolos

Desintegración del núcleo Anafase

División del citoplasma Telofase