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CENTROSOMAS:
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La célula eucariota se caracteriza por tener su material genético encerrado en
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Los "poros nucleares" son grandes complejos de proteínas que atraviesan la
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La estructura interna de cilios y flagelos es muy similar. Tanto unos como otros...
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del citoplasma; la cavidad interna de dicha envoltura se continúa con la luz del...
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La membrana plasmática, membrana celular, membrana citoplasmática o
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ARN en Proteína (en el citoplasma). La envoltura nuclear aparece atravesada
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Los "poros nucleares" son grandes complejos de proteínas que at...
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El retículo endoplasmático es un complejo sistema de membranas dispuestas
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El citoplasma es la parte del protoplasma que, en una célula eucario...
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Los lisosomas son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo
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Un pilus sexual interconecta dos bacterias de la misma especie o de especie
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modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de
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Proteínas que se encuentran en las membranas celulares e intracelulares. Están f...
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CITOPLASMA:
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  1. 1. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 1
  2. 2. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 2 La historia de la biología celular (disciplina académica que se encarga del estudio de las células en cuanto a lo que respecta a las propiedades, estructura, funciones, orgánulos que contienen, su interacción con el ambiente y su ciclo vital.) ha estado ligada al desarrollo tecnológico que pudiera sustentar su estudio. De este modo, el primer acercamiento a su morfología se inicia con la popularización del microscopio rudimentario de lentes compuestas en el siglo XVII, se suplementa con diversas técnicas histológicas para microscopía óptica en los siglos XIX y XX y alcanza un mayor nivel resolutivo mediante los estudios de microscopía electrónica, de fluorescencia y con focal, entre otros, ya en el siglo XX. El desarrollo de herramientas moleculares, basadas en el manejo de ácidos nucleicos y enzimas permitió un análisis más exhaustivo a lo largo del siglo XX. La primera referencia al concepto de célula, cuando el inglés Robert Hooke utilizó este término, célula (por su parecido con las habitaciones de los sacerdotes llamadas celdas), para referirse a los pequeños huecos poliédricos que constituían la estructura de ciertos tejidos vegetales como el corcho. No obstante, hasta el siglo XIX no se desarrolla este concepto considerando su estructura interior. Es en este siglo cuando se desarrolla la teoría celular, que reconoce la célula como la unidad básica de estructura y función de todos los seres vivos, idea que constituye desde entonces uno de los pilares de la biología moderna. Fue esta teoría la que desplazó en buena medida las investigaciones biológicas al terreno microscópico, pues las células no son visibles a simple vista. La unidad de medida utilizada es el micrómetro o micra (μm), existiendo células de entre 2 y 20 μm. La investigación microscópica pronto daría lugar al descubrimiento de la estructura celular interna incluyendo el núcleo, los cromosomas, el aparato de Golgi, las mitocondrias y otros orgánulos celulares, así como la identificación de la relación existente entre la estructura y la función de los orgánulos celulares. Ya en siglo XX, la introducción del microscopio electrónico reveló
  3. 3. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 3 detalles de la mega estructura celular, y apareció la histoquímica y la cito química. También se descubrió la base material de la herencia, con los cromosomas y el ADN, y nació la citogenética. Atendiendo a su organización celular, los seres vivos se clasificarían en a celulares (virus, viroides) y celulares, siendo estos últimos a su vez clasificados en eucariotas y procariotas. AÑO PERSONAJE ACONTECIMIENTO IMAGEN 1665 Robert Hooke Publicó los resultados de sus observaciones sobre tejidos vegetales, como el corcho, realizadas con un microscopio de 50 aumentos construido por él mismo. Este investigador fue el primero que, al ver en esos tejidos unidades que se repetían a modo de celdillas de un panal, las bautizó como elementos de repetición, «células» (del latín cellulae, celdillas). Pero Hooke sólo pudo observar células muertas por lo que no pudo describir las estructuras de su interior 1670 Anton van Leeuwenhoek Observó diversas células eucariotas (como protozoos y espermatozoides) y procariotas (bacterias).
  4. 4. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 4 1745 John Needham Describió la presencia de «animálculos» o «infusorios»; se trataba de organismos unicelulares. 1830 Theodor Schwann Estudió la célula animal; junto con Matthias Schleiden postularon que las células son las unidades elementales en la formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del proceso vital. 1831 Robert Brown Describió unas 1.200 especies nuevas para la ciencia provenientes de Australia occidental. Fue también el descubridor del núcleo celular en los organismos eucariotas 1839 Purkinje Observó el citoplasma celular.
  5. 5. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 5 1857 Rudolph Albert von Kölliker Identificó las mitocondrias. 1858 Rudolf Virchow Postuló que todas las células provienen de otras células. 1860 Pasteur Realizó multitud de estudios sobre el metabolismo de levaduras y sobre la asepsia. 1880 August Weismann Descubrió que las células actuales comparten similitud estructural y molecular con células de tiempos remotos. 1931 Ernst Ruska Construyó el primer microscopio electrónico de transmisión en la Universidad de Berlín. Cuatro años más tarde, obtuvo una resolución óptica doble a la del microscopio óptico.
  6. 6. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 6 1981 Lynn Margulis Publica su hipótesis sobre la endosimbiosis serial, que explica el origen de la célula eucariota.12 Los conceptos de materia viva y célula están estrechamente ligados. La materia viva se distingue de la no viva por su capacidad para metabolizar y auto perpetuarse, además de contar con las estructuras que hacen posible la ocurrencia de estas dos funciones; si la materia metaboliza y se auto perpetua por sí misma, se dice que está viva. Varios científicos postularon numerosos principios para darle una estructura adecuada: Robert Hooke, observó una muestra de corcho bajo el microscopio, Hooke no vio células tal y como las conocemos actualmente, él observó que el corcho estaba formado por una serie de celdillas de color transparente, ordenadas de manera semejante a las celdas de una colmena; para referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la palabra célula. Anton Van Leeuwenhoek, usando unos microscopios simples, realizó observaciones sentando las bases de la morfología microscópica. Fue el primero en realizar importantes descubrimientos con microscopios fabricados por sí mismo. Desde 1674 hasta su muerte realizó numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la fabricación de microscopios y fue el precursor de la biología experimental, la biología celular y la microbiología. A finales del siglo XVIII, Xavier Bichat, da la primera definición de tejido (un conjunto de células con forma y función semejantes). Más adelante, en 1819, Meyer le dará el nombre de Histología a un libro de Bichat titulado Anatomía general aplicada a la Fisiología y a la Medicina.
  7. 7. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 7 Dos científicos alemanes, Theodor Schwann, histólogo y fisiólogo, y Jakob Schleiden, botánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de centros o núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1831). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (1839). Asentaron el primer y segundo principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células" y "La célula es la unidad básica de organización de la vida". Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad) explicó lo que debemos considerar el tercer principio: "Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de esta". Ahora estamos en condiciones de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria. El principio lo popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François Vincent Raspail, «omnis cellula e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por August Weismann de la existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica. La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva. Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes. Pudo
  8. 8. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 8 demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en 1906. El concepto de célula como unidad anatómica y funcional de los organismos surgió entre los años 1830 y 1880, aunque fue en el siglo XVII cuando Robert Hooke describió por vez primera la existencia de las mismas, al observar en una preparación vegetal la presencia de una estructura organizada que derivaba de la arquitectura de las paredes celulares vegetales. En 1830 se disponía ya de microscopios con una óptica más avanzada, lo que permitió a investigadores como Theodor Schwann y Matthias Schleiden definir los postulados de la teoría celular, la cual afirma, entre otras cosas: Que la célula es una unidad morfológica de todo ser vivo: es decir, que en los seres vivos todo está formado por células o por sus productos de secreción. Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la afirmación Omnis cellula ex cellula, la cual indica que toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis). En otras palabras, este postulado constituye la refutación de la teoría de generación espontánea o ex novo, que hipotetizaba la posibilidad de que se generara vida a partir de elementos inanimados. Un tercer postulado de la teoría celular indica que las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera que basta una sola de ellas para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida. Finalmente, el cuarto postulado de la teoría celular expresa que cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.
  9. 9. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 9 Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una bicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas)9 que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana. Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares. Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes, que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese.17 Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo. Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son: Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo. Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.
  10. 10. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 10 Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia. Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina quimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales. Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular. Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del desarrollo de un organismo: evidentemente, el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos.18 Un aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. En metazoos, la genética subyacente a la determinación del destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de transcripción mediante ingeniería genética en
  11. 11. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 11 células somáticas basta para inducir la mencionada pluripotencialidad, luego este es uno de sus fundamentos moleculares. Las células varían notablemente en cuanto a su forma, que de manera general, puede reducirse a la siguiente: variables y regular. a) CELULAS DE FORMA VARIBLE O IRREGULAR: Son células que constantemente cambian de forma según como se cumplan sus diversos estados fisiológicos. Por ejemplo los leucocitos en la sangre, son esféricos y en los tejidos toman diversa formas; las amebas que constantemente cambian de forma en las aguas estancadas. Estos constantes cambios que se producen se deben a la emisión de seudópodos, que no son sino prolongaciones transitorias del citoplasma. b) CELULAS DE FORMA ESTABLE, REGULAR O TIPICA: La forma estable que toman las células en los organismos pluricelulares se debe a la forma como se han adaptado para cumplir ciertas funciones en determinados tejidos u órganos. Son de las siguientes clases: 1.- ISODIAMÉTRICAS: Son las que tienen sus tres dimensiones iguales o casi iguales. Pueden ser: ESFÉRICAS: como los óvulos y los cocos (bacterias). OVOIDEOS: Como las levaduras. CÚBICAS: Folículo tiroideo.
  12. 12. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 12 2.- APLANADAS: Si sus dimensiones son mayores que el grosor. Generalmente forman tejidos de revestimiento, como las células epiteliales. 3.- ALARGADAS: En la cual un eje es mayor que los otros dos. Estas células forman parte de ciertas mucosas que tapizan el tubo digestivo; otros ejemplos lo tenemos en las fibras musculares. 4.- ESTRELLADAS: como las neuronas, dotadas de varios apéndices o prolongaciones que le dan un aspecto estrellado. TIPOS DE CELULAS 1. Acariotes: Llamadas también Acelulares, son organismos muy rudimentarios, por consiguientes no son células sino agregados complejos de macromoléculas, así por ejemplo los virus. 2. Células Procarióticas: comprende numerosos organismos semejantes a células pero carecen de verdadero núcleo ejemplo: bacterias, algas azul verdosas. 3. Células Eucarióticas: son las que poseen núcleo y son pluricelulares ejemplo: Protozoos, células de plantas y animales. Las células son, generalmente de tamaño variable; por tal motivo la podemos dividir en tres grupos: Macroscópicas, microscópicas, y ultramicroscópicas. a) Células macroscópicas: Son las células observadas a simple vista. Eso obedece a lo voluminoso de alimentos de reserva que lo contienen como por ejemplo: La yema del huevo de las aves y reptiles y las fibras musculares estriadas, que alcanzan varios centímetros de longitud. b) Células microscópicas: Se observan únicamente con el microscopio por escapar del límite de visibilidad luminosa, y cuyo tamaño se expresa en micras
  13. 13. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 13 (milésima parte del milímetro). Ejemplo: Los glóbulos rojos o hematíes, que no pasan de 7 micras, los cocos, las amebas, etc. c) Células ultramicroscópicas: Son sumamente pequeñas y únicamente observables con el microscopio electrónico. Su unidad de medida es el milimicrón que es la millonésima parte del milímetro o la milésima parte de una micra, y el angstrom que es la décima parte del milimicrón o la diez millonésima parte del milímetro. Ejemplo: los virus de la poliomielitis de la viruela, del sarampión, hepatitis, etc. MEDIDAS: El tamaño de las células varía ampliamente de unas a otras; en general es microscópico aunque hay excepciones, es decir hay células que se pueden ver a simple vista como por ejemplo algunas fibras vegetales, huevo de aves etc. Debido al tamaño microscópico que tienen para medirlas se utilizan unidades especiales tales como: Micra (m) o micrómetro (mm). Es la milésima parte del milímetro. 1mm = 10-3mm = 10-6 m nanómetro (nm). Es la milésima parte del micrómetro. 1 nm = 10-3 mm = 10-6 mm = 10-9 m angstrom (A). Es la décima parte del nanómetro. 1A = 10-1 nm = 10-4 mm = 10-7 mm = 10-10 m DURACION DE LAS CÉLULAS. Algunas células, como las de la piel, viven días, los glóbulos rojos viven meses, las células nerviosas (neuronas) viven toda la vida, no se reproducen; son las mismas desde el nacimiento hasta su muerte.
  14. 14. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 14
  15. 15. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 15 Son todas las células que tienen un núcleo celular delimitado dentro de una doble capa lipídica: la envoltura nuclear, la cual es porosa y contiene su material hereditario, fundamentalmente su información genética. Las células eucariotas son las que tienen núcleo definido (poseen núcleo verdadero) gracias a una membrana nuclear, al contrario de las procariotas que carecen de dicha membrana nuclear, por lo que el material genético se encuentra disperso en ellas (en su citoplasma), por lo cual es perceptible solo al microscopio electrónico. A los organismos formados por células eucariotas se les denomina eucariontes. La alternativa a la organización Eucarióticas de la célula la ofrece la llamada célula procariota. En estas células el material hereditario se encuentra en una región específica denominada nucleoide, no aislada por membranas, en el seno del citoplasma. Las células eucariotas no cuentan con un compartimento alrededor de la membrana plasmática (periplasma), como el que tienen las células procariotas. El paso de procariotas a eucariotas significó el gran salto en complejidad de la vida y uno de los más importantes de su evolución. Sin este paso, sin la complejidad que adquirieron las células eucariotas no habrían sido posibles ulteriores pasos como la aparición de los seres pluricelulares. La vida, probablemente, se habría limitado a constituirse en un conglomerado de bacterias. De hecho, los cinco reinos restantes proceden de ese salto cualitativo. El éxito de estas células eucariotas posibilitó las posteriores radiaciones adaptativas de la vida que han desembocado en la gran variedad de especies que existe en la actualidad.
  16. 16. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 16 Las células eucariotas presentan un citoplasma organizado en compartimentos, con orgánulos (semimembranosos) separados o interconectados, limitados por membranas biológicas que tienen la misma naturaleza que la membrana plasmática. El núcleo es el más notable y característico de los compartimentos en que se divide el protoplasma, es decir, la parte activa de la célula. En el núcleo se encuentra el material genético en forma de cromosomas. Desde este se da toda la información necesaria para que se lleve a cabo todos los procesos tanto intracelulares como fuera de la célula, es decir, en el organismo en sí. En el protoplasma distinguimos tres componentes principales, a saber la membrana plasmática, el núcleo y el citoplasma, constituido por todo lo demás. Las células eucariotas están dotadas en su citoplasma de un citoesqueleto complejo, muy estructurado y dinámico, formado por microtúbulos y diversos filamentos proteicos. Además puede haber pared celular, que es lo típico de plantas, hongos y protistas pluricelulares, o algún otro tipo de recubrimiento externo al protoplasma. Las células eucariotas contienen en principio mitocondrias, orgánulos que habrían adquirido por endosimbiosis de ciertas bacterias primitivas, lo que les dota de la capacidad de desarrollar un metabolismo aerobio. Sin embargo, en algunas eucariotas del reino protistas las mitocondrias han desaparecido secundariamente en el curso de la evolución, en general derivando a otros orgánulos, como los hidrogeno somas. Algunos eucariontes realizan la fotosíntesis, gracias a la presencia en su citoplasma de orgánulos llamados plastos, los cuales derivan por endosimbiosis de bacterias del grupo denominado cianobacterias (algas azules). Aunque demuestran una diversidad increíble en su forma, comparten las características fundamentales de su organización celular, arriba resumidas, y una gran homogeneidad en lo relativo a su bioquímica (composición), y metabolismo, que contrasta con la inmensa heterogeneidad que en este terreno presentan los procariontes (bacteria en sentido amplio).
  17. 17. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 17 El origen de los eucariontes es un complejo proceso que tiene un origen procariota. Si bien hay varias teorías que explican este proceso, según la mayoría de estudios se produjo por endosimbiosis entre varios organismos procariotas, en donde el ancestro principal protoeucariota es de tipo arqueano y las mitocondrias y cloroplastos son de origen bacteriano. Es discutible la incorporación de otros organismos procariotas. La teoría más difundida al respecto es la Endosimbiosis seriada. Los organismos eucariontes forman el dominio Eukarya que incluye a los organismos más conocidos, repartidos en cuatro reinos: Animalia (animales), Plantae (plantas), Fungi (Hongos) y Protista (que no pueden clasificarse dentro de los tres primeros reinos). Incluyen a la gran mayoría de los organismos extintos morfológicamente reconocibles que estudian los paleontólogos. Los ejemplos de la disparidad Eucarióticas van desde un dinoflagelado (un protista unicelular fotosintetizador), un árbol como la sequoia, un calamar, o un racimo de setas (órganos reproductivos de hongos), cada uno con células distintas y, en el caso de los pluricelulares, a menudo muy variadas.
  18. 18. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 18
  19. 19. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 19 En 1665, Robert Hooke, descubrió en un corte fino de corcho, una estructura muy parecida a la de un panal de abejas. La observó con un microscopio de 50 aumentos que él mismo inventó, y llamó células a las celdillas que se formaban (del latín cellulae=celdillas). La célula, sinónimo de vida, es la unidad anatómica fundamental de todos los seres vivos. Es decir, todos los organismos están formados por células. Algunos organismos, como las bacterias, constan solo de una sola célula, son organismos unicelulares. Otros, como los humanos, animales y plantas, están hechos de una cantidad incontable de células que trabajan juntas para gestionar al ser vivo. Estas estructuras a las que Hooke denominó células cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano, que está formado por miles de millones de células. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen. Son las encargadas de formar los diferentes tipos de tejidos. Se diferencia de una célula vegetal porque: No tiene pared celular (membrana celulósica) Presentan diversas formas de acuerdo con su función. No tiene plastos Puede tener vacuolas pero no son muy grandes. Presenta centriolos que son agregados de microtúbulos cilíndricos que forman los cilios y los flagelos y facilitan la división celular. MEMBRANA CELULAR:
  20. 20. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 20 Es el límite externo de las células Eucarióticas. Es una estructura dinámica formada por 2 capas de fosfolípidos en las que se embeben moléculas de colesterol y proteínas. Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrófila y dos colas hidrófobas. Las dos capas de fosfolípidos se sitúan con las cabezas hacia fuera y las colas, enfrentadas, hacia dentro. Es decir, los grupos hidrófilos se dirigen hacia la fase acuosa, los de la capa exterior de la membrana hacia el líquido extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma. Su función es delimitar la célula y controlar lo que sale e ingresa de la célula. MITOCONDRIA: Las mitocondrias son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular (respiración celular). Actúan, por lo tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). La mitocondria presenta una membrana exterior permeable a iones, metabolitos y muchos polipéptidos. Eso es debido a que contiene proteínas que forman poros llamados porinas o VDAC (canal aniónico dependiente de voltaje), que permiten el paso de moléculas de hasta 10 kDa de masa y un diámetro aproximado de 2 nm.
  21. 21. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 21 CENTROSOMAS: Un orgánulo exclusivo de la célula eucariota animal es el centrosoma, formado por dos centriolos. Participa en el proceso de división celular, permitiendo que se forme el huso acromático, gracias al cual se desplazan los cromosomas a los polos de la célula. También interviene en el movimiento celular. CENTRIOLO: Cada una de las dos estructuras de forma cilíndrica que se encuentran en el centro de un orgánulo de las células eucarióticas denominado centrosoma. Al par de centriolos se conoce con el nombre de diplosoma; éstos se disponen perpendicularmente entre sí.
  22. 22. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 22 VACUOLAS: Una vacuola es un orgánulo celular presente en todas las células de plantas y hongos. También aparece en algunas células protistas y de otras eucariotas. Las vacuolas son compartimentos cerrados o limitados por la membrana plasmática ya que contienen diferentes fluidos, como agua o enzimas, aunque en algunos casos puede contener sólidos. La mayoría de las vacuolas se forman por la fusión de múltiples vesículas membranosas. El orgánulo no posee una forma definida, su estructura varía según las necesidades de la célula en particular. RETICULO ENDOPLASMÁTICO LISO: El RE liso desempeña varias funciones. Interviene en la síntesis de casi todos los lípidos que forman la membrana celular y las otras membranas que rodean las demás estructuras celulares, como las mitocondrias. Las células especializadas en el metabolismo de lípidos, como las hepáticas, suelen tener más RE liso. El RE liso también interviene en la absorción y liberación de calcio para mediar en algunos tipos de actividad celular. En las células del músculo esquelético,
  23. 23. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 23 por ejemplo, la liberación de calcio por parte del RE activa la contracción muscular. RETÍCULO ENDOPLASMATICO RUGOSO: La superficie externa del RE rugoso está cubierta de diminutas estructuras llamadas ribosomas, donde se produce la síntesis de proteínas. Transporta las proteínas producidas en los ribosomas hacia las regiones celulares en que sean necesarias o hacia el aparato de Golgi, desde donde se pueden exportar al exterior. LISOSOMA: Los lisosomas (del griego lysis = destrucción) son orgánulos de membrana sencilla que albergan en su interior enzimas hidrolíticos. Se trata de vesículas esféricas rodeadas de membrana con un diámetro aproximado de 1 µm. Se originan a partir del aparato de Golgi: algunas de las vesículas emitidas por la cara trans de este orgánulo, tras un proceso de maduración, se transforman en lisosomas.
  24. 24. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 24 El contenido de los lisosomas es abundante en enzimas hidrolíticos. Estos enzimas catalizan reacciones de hidrólisis, es decir, reacciones en las que, mediante la intervención del agua, se rompen determinados enlaces covalentes, en particular, aquellos que mantienen unidos a los diferentes sillares estructurales que forman parte de las macromoléculas (enlaces éster, peptídicos, glucosídicos, etc.). Los enzimas hidrolíticos tienen un pH óptimo próximo a 5, más ácido que el del hialoplasma (alrededor de 7), por ello, en la membrana de los lisosomas existe una proteína transportadora que, consumiendo energía procedente de la hidrólisis del ATP, bombea iones hidrógeno desde el hialoplasma con el objeto de que en el interior del lisosoma se alcance dicho pH óptimo CROMATIDA: Complejo macromolecular formado por la asociación de ácido desoxirribonucleico o ADN y proteínas básicas, las histonas, que se encuentra en el núcleo de las células eucarióticas. NUCLEO:
  25. 25. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 25 La célula eucariota se caracteriza por tener su material genético encerrado en una estructura de aspecto globular que recibe el nombre de núcleo. La presencia constante de esta estructura en las células de tejidos animales y vegetales fue establecida ya desde los primeros tiempos de la teoría celular. Cada célula tiene normalmente un sólo núcleo, pero algunas pueden tener dos o más. El núcleo suele ser un cuerpo esférico, sin embargo en ocasiones su forma guarda relación con la de la célula. Así, cuando la célula es alargada (como muchas células vegetales) el núcleo también se alarga orientándose según el eje mayor de la misma. También existen en algunas células núcleos de formas muy sofisticadas (lobulados, estrellados, etc.). El tamaño del núcleo es variable, pero guarda relación con el tamaño celular. Cuando el cociente entre el volumen nuclear y el volumen del citoplasma (relación núcleo-citoplasmática) caen por debajo de un determinado umbral, se desencadena el mecanismo de la división celular. El núcleo y el citoplasma se encuentran separados por la envoltura nuclear. Esta envoltura consiste en una doble membrana que, como hemos visto anteriormente, no es más que una porción especializada de las membranas del retículo endoplasmático; la cavidad interior definida por estas dos membranas, denominada espacio perinuclear, se continúa con la luz del retículo (ver Figura 11.29). Durante el proceso de división celular la envoltura nuclear se desgaja y sus membranas se "diluyen" entre las del retículo endoplasmático; cuando finaliza la división, una zona determinada de este retículo rodea a los núcleos hijos para formar las nuevas envolturas nucleares. Las dos membranas que forman la envoltura entran en mutuo contacto en algunos puntos dando lugar a unas aberturas denominadas poros nucleares que comunican el núcleo con el citoplasma (Figura 11.21). Los poros se hallan rodeados de una estructura formada por ocho gránulos proteicos, el complejo del poro, encargada de regular el tráfico de macromoléculas entre el núcleo y el citoplasma.
  26. 26. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 26 NUCLEOLO: El nucléolo es un corpúsculo esférico, denso y de aspecto granular, con alto contenido en RNA y proteínas. En él se sintetiza el RNA ribosómico que se ensambla a continuación con las proteínas ribosómicas sintetizadas en el citoplasma para dar lugar a las subunidades mayor y menor de los ribosomas. Estas subunidades son exportadas al citoplasma donde a su vez se ensamblan para constituir los ribosomas. MEMBRANA CELULAR DEL NUCLEO: La envoltura nuclear, membrana nuclear o carioteca, es una capa porosa (con doble unidad de membrana lipídica) que delimita al núcleo, la estructura característica de las células eucariotas. PORO NUCLEAR:
  27. 27. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 27 Los "poros nucleares" son grandes complejos de proteínas que atraviesan la envoltura nuclear, la cual es una doble membrana que rodea al núcleo celular, presente en la mayoría de los eucariontes. Hay cerca de 2000 Complejos de Poro Nuclear (ingl: NPC) en la envoltura nuclear de la célula de un vertebrado, pero su número varía dependiendo del número de transcripciones de la célula. Las proteínas que forman los complejos de poro nucleares son conocidas como nucleoporinas. Cerca de la mitad de las nucleoporinas contienen comúnmente una estructura terciaria alfa solenoide o beta hélice, o en algunos casos ambas como dominios proteicos separados. La otra mitad muestra características estructurales típicas de proteínas "nativamente no dobladas", por ejemplo son proteínas altamente flexibles que carecen de estructura secundaria ordenada. ADN: Inicialmente el ADN se encuentra en el núcleo, siempre y cuando las células sean eucariontes. CROMOSOMAS: Durante los períodos de división celular las fibras de cromatina se condensan, empaquetándose más y más sobre sí mismas, para dar lugar a unas estructuras individualizadas que se denominan cromosomas. Así pues,
  28. 28. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 28 cromatina y cromosomas, aún presentando aspectos diferentes cuando se les observa al microscopio óptico, tienen idéntica composición, y sólo difieren en su mayor o menor grado de empaquetamiento. Conviene resaltar que los cromosomas existen como tales entidades individuales aún cuando se encuentran en forma de cromatina, pero en tal estado aparecen tan extendidas y enredadas que resultan indistinguibles. VESICULE/VACUOLA DIGESTIVA: La vacuola digestiva es una bolsa que se encuentra presente en las células vegetales y en algunas células de bacterias procariontes. Su función no es solo almacenar agua sino que se encarga de regular el agua entre la célula y el medio asegurándose de que la célula tenga siempre los niveles de agua adecuados para su actividad. El origen de la vacuola es por unión de vesículas. Células inmaduras poseen varias vesículas pequeñas, que luego se fusionan para formar vacuolas. CITOPLASMA:
  29. 29. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 29 El citoplasma es la parte del protoplasma que, en una célula eucariota, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática.1 2 Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y en una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones. Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de estos. El citosol es la sede de muchos de los procesos metabólicos que se dan en las células. El citoplasma se divide en ocasiones en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos.3 El citoplasma se encuentra en las células procariotas así como en las eucariotas y en él se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática, llegando de esta forma a los orgánulos de la célula. RIBOSOMAS: Corpúsculo celular que utiliza las instrucciones genéticas contenidas en el ácido ribonucleico (ARN) para enlazar secuencias específicas de aminoácidos y formar así proteínas. Los ribosomas se encuentran en todas las células y también dentro de dos estructuras celulares llamadas mitocondrias y cloroplastos. Casi todos flotan libremente en el citoplasma (el contenido celular situado fuera del núcleo), pero muchos están enlazados a redes de túbulos envueltos en membranas que ocupan toda la masa celular y constituyen el llamado retículo endoplasmático.
  30. 30. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 30 POLISOMAS: Un polisoma (o polirribosoma) es un conjunto de ribosomas asociados a una molécula de RNAm para realizar la traducción simultánea de una misma proteína. RIBOSOMAS LIBRES: Los ribosomas son estructuras que generalmente se encuentran asociadas al retículo endoplasmático rugoso, pero también se hallan libres en el citoplasma (ribosomas libres). Tanto en células eucariontes (vegetal y animal) como procariontes representan un sitio de síntesis de proteínas celulares. Los denominados ribosomas libres no están unidos a ninguna de las estructuras citoplasmáticas (organelas). La función principal de los ribosomas libres es la síntesis de las proteínas que se utilizan en el interior de la célula. Es importante diferenciar esto, que los ribosomas libres sintetizan proteínas para el uso interno de la célula mientras que los ribosomas unidos al retículo endoplasmático sintetizan proteínas para la exportación y/o anclaje en la membrana de la célula.
  31. 31. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 31 Los ribosomas libres y unidos son idénticos y pueden alternar entre ambas localizaciones. MICROVELLOSIDAD: Son prolongaciones de la membrana plasmática con forma de dedo, que sirven para aumentar el contacto de la membrana plasmática con una superficie interna. Si el epitelio es de absorción, las microvellosidades tienen en el eje central filamentos de actina, si no fuera de absorción este eje no aparecería. Recubriendo la superficie hay una cubierta de glicocálix. Las microvellosidades son muy abundantes en epitelios de absorción, como el epitelio intestinal y el de la córnea. PEROXISOMAS: Peroxisomas son orgánulos citoplasmáticos muy comunes en forma de vesículas que contienen oxidasas y catalasas. Estas enzimas cumplen funciones de detoxificación celular. Como la mayoría de los orgánulos, los peroxisomas solo se encuentran en células eucariotas. Fueron descubiertos en 1965 por Christian de Duve y sus colaboradores. Inicialmente recibieron el nombre de microcuerpos y están presentes en todas las células eucariotas.
  32. 32. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 32 COMPLEJO DE GOLGI: El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas. Pertenece al sistema de endomembranas. Está formado por unos 80 dictiosomas (dependiendo del tipo de célula), y estos dictiosomas están compuestos por 40 o 60 cisternas (sáculos) aplanadas rodeados de membrana que se encuentran apilados unos encima de otros, y cuya función es completar la fabricación de algunas proteínas. Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias cisternas del aparato de Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas, al igual que los peroxisomas, que son vesículas de secreción de sustancias. La síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a Camillo Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago Ramón y Cajal. VESICULA DE GOLGI SECRETORA:
  33. 33. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 33 La vesícula en biología celular es también llamada vesícula pinocítica, es un orgánulo que forma un compartimento pequeño y cerrado, separado del citoplasma por una bicapa lipídica igual que la membrana celular Esquema de una célula animal típica, mostrando el citoplasma con sus componentes (u orgánulos). Orgánulos: (1) nucléolo (2) núcleo (3) ribosomas (4) vesícula (5) retículo endoplasmático rugoso (REr) (6) aparato de Golgi (7) citoesqueleto (8) retículo endoplasmático liso (REl) (9) mitocondrias (10) vacuola (11) citoplasma (12) lisosoma (13) centriolos. Muchas vesículas se crean en el aparato de Golgi, pero también en el retículo endoplasmático rugoso (RER), o se forman a partir de partes de la membrana plasmática. Las vesículas de SECRECIÓN se denominan GERL, que significa una porción del retículo endoplásmico cerca del aparato de Golgi y carente de ribosomas, estas vesículas se originan por secreción celular de las cisternas membranosas del complejo de Golgi, presentes únicamente en las células eucariotas y que se diferencian en LISOSOMAS (animales) y VACUOLAS funcionales (en vegetales). Las vesículas con alto contenido enzimático (fosfatasa ácida y otros complejos enzimáticos hidrosolubles) se encuentran empaquetados dentro de los lisosomas en sus 4 tipos (Gránulo de Reserva, Heterofagosoma o Vacuola digestiva, Cuerpos residuales y el Autofagosoma, citolisosoma o Vacuola Autofágica), las enzimas lisosómicas son sintetizadas por los ribosomas y empaquetadas y modificadas por las Cisternas membranosas del Complejo de Golgi. FLAGELO:
  34. 34. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 34 Un flagelo es un apéndice movible con forma de látigo presente en muchos organismos unicelulares y en algunas células de organismos pluricelulares.1 2 Un ejemplo es el flagelo que tienen los espermatozoides.3 Usualmente los flagelos son usados para el movimiento, aunque algunos organismos pueden utilizarlos para otras funciones. Por ejemplo, los coanocitos de las esponjas poseen flagelos que producen corrientes de agua que estos organismos filtran para obtener el alimento. CITOESQUELETO: El citoesqueleto es un orgánulo y también es un entramado tridimensional de proteínas que provee soporte interno en las células, organiza las estructuras internas e interviene en los fenómenos de transporte, tráfico y división celular.1 En las células eucariotas, consta de filamentos de actina, filamentos intermedios, microtúbulos y septinas, mientras que en las procariotas está constituido principalmente por las proteínas estructurales FtsZ y MreB. Las septinas se consideran el cuarto componente del citoesqueleto.2 El citoesqueleto es una estructura dinámica que mantiene la forma de la célula, facilita la movilidad celular (usando estructuras como los cilios y los flagelos), y desempeña un importante papel tanto en el tráfico intracelular (por ejemplo, los movimientos de vesículas y orgánulos) y en la división celular. Luego del descubrimiento del citoesqueleto a principios de los años 80 por el biólogo Keith Porter, el Dr. McDonald Ingerir consideró que, desde un punto de vista mecánico, la célula se comportaba de manera similar a estructuras arquitectónicas denominadas estructuras de tensegridad.
  35. 35. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 35 MICROFILAMENTOS: Los microfilamentos son finas fibras de proteínas globulares de 3 a 7 nm de diámetro que le dan soporte a la celula. Los microfilamentos forman parte del citoesqueleto y están compuestos predominantemente de una proteína contráctil llamada actina. Estos se sitúan en la periferia de la célula y se sintetizan desde puntos específicos de la membrana celular. Su función principal es la de darle estabilidad a la célula y en conjunción con los microtúbulos le dan la estructura y el movimiento. Solo están presentes en células bacteriófagos de organismos supra celulares. La asociación de los microfilamentos con la proteína miosina es la responsable por la contracción muscular. Los microfilamentos también pueden llevar a cabo movimientos celulares, incluyendo desplazamiento, contracción y citocinesis. FILAMENTOS INTERMEDIOS:
  36. 36. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 36 Los filamentos intermedios son componentes del citoesqueleto, formados por agrupaciones de proteínas fibrosas. Su nombre deriva de su diámetro, de 10 nm, menor que el de los microtúbulos, de 24 nm, pero mayor que el de los microfilamentos, de 7 nm. Son ubicuos en las células animales. MICROTÚBULOS: Los microtúbulos son estructuras tubulares de las células, de 25 nm de diámetro exterior y unos 12 nm de diámetro interior, con longitudes que varían entre unos pocos nanómetros a micrómetros, que se originan en los centros organizadores de microtúbulos y que se extienden a lo largo de todo el citoplasma. Se hallan en las células eucariotas y están formadas por la polimerización de un dímero de dos proteínas globulares, la alfa y la beta tubulina. Los microtúbulos intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis) y que, junto con los microfilamentos y los filamentos intermedios, forman el citoesqueleto. Además, constituyen la estructura interna de los cilios y los flagelos. Los microtúbulos se nuclean y organizan en los centros organizadores de microtúbulos (COMTs), como pueden ser el centrosoma o los cuerpos basales de los cilios y flagelos. Estos COMTs pueden poseer centriolos o no. Además de colaborar en el citoesqueleto, los microtúbulos intervienen en el tránsito de vesículas (véase la dineína o la cinesina), en la formación del huso
  37. 37. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 37 mitótico mediante el cual las células eucariotas segregan sus cromátidas durante la división celular, y en el movimiento de cilios y flagelos. CITOSOL: El Citosol, hialoplasma o matriz citoplásmica es la parte líquida del citoplasma de la célula, está delimitado por la membrana celular y la membrana nuclear. Dentro de él se encuentran inmersos la mayoría de los organelos celulares. CLOROPLASTO: Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes foto sintetizadores se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía lumínica en energía química, como la clorofila.
  38. 38. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 38 El término cloroplastos sirve alternativamente para designar a cualquier plasto dedicado a la fotosíntesis, o específicamente a los plastos verdes propios de las algas verdes y las plantas. PARED CELULAR: La pared celular es una capa rígida que se localiza en el exterior de la membrana plasmática en las células de plantas, hongos, algas, bacterias y arqueas. La pared celular protege el contenido de la célula, y da rigidez a ésta, funciona como mediadora en todas las relaciones de la célula con el entorno y actúa como compartimiento celular. Además, en el caso de hongos y plantas, define la estructura y otorga soporte a los tejidos y muchas más partes de la célula. La pared celular se construye a partir de diversos materiales, dependiendo de la clase de organismo. En las plantas, la pared celular se compone, sobre todo, de un polímero de carbohidrato denominado celulosa, un polisacárido, y puede actuar también como almacén de carbohidratos para la célula. En las bacterias, la pared celular se compone de peptidoglicano. Entre las archaea se presentan paredes celulares con distintas composiciones químicas, incluyendo capas S de glicoproteínas, pseudopeptidoglicano o polisacáridos. Los hongos presentan paredes celulares de quitina, y las algas tienen típicamente paredes construidas a partir de glicoproteínas y polisacáridos. No obstante, algunas especies de algas pueden presentar una pared celular compuesta por dióxido de silicio. A menudo, se presentan otras moléculas accesorias integradas en la pared celular.
  39. 39. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 39 CUERPO BASAL: Un cuerpo basal o cinetosoma es una estructura que se presenta en la base de los undilopodios eucariotas (cilios o flagelos) y que sirve como punto de nucleación para el crecimiento de los microtúbulos del axonema. Los cuerpos basales se derivan de los centriolos a través de un proceso en gran parte desconocido. Son estructuralmente iguales, cada uno de ellos contiene una configuración helicoidal en 9+0 tripletes de microtúbulos (9 exteriores y 0 interiores) formando un cilindro hueco. Los centriolos, a partir de los cuales se forma el cuerpo basal, actúan como puntos de anclaje para las proteínas, que a su vez anclan los microtúbulos en los centrosomas, un tipo de centro organizativo de microtúbulos. Estos microtúbulos proporcionan la estructura y facilitan el movimiento de las vesículas y orgánulos dentro de muchas células eucarióticas. Los cuerpos basales, sin embargo, son específicamente bases para los cilios y flagelos que se extienden fuera de la célula. GLUCÓGENO:
  40. 40. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 40 El glucógeno (o glicógeno) es un polisacárido de reserva energética formado por cadenas ramificadas de glucosa; es insoluble en agua, en la que forma dispersiones coloidales. Abunda en el hígado y en menor cantidad en los músculos, así como también en varios tejidos. CRESTA MITOCONDRIAL: Las crestas mitocondriales son puentes o tabiques incompletos provenientes de la invaginación de la membrana interna de las mitocondrias, la función de la cadena oxidativa es transportas protones y electrones por una serie de coenzimas. CILIOS: Algunas células tienen prolongaciones móviles localizadas en su superficie que les permiten desplazarse en el entorno acuoso en que viven. Estas prolongaciones se denominan cilios si existen en gran número y son de pequeño tamaño, o flagelos si tienen una longitud similar o superior a la de la propia célula, apareciendo en este caso sólo uno o a lo sumo algunos de ellos.
  41. 41. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 41 La estructura interna de cilios y flagelos es muy similar. Tanto unos como otros presentan dos zonas diferenciadas: el corpúsculo basal y el tallo o axonema. El corpúsculo basal, que se localiza bajo la superficie celular constituyendo la "raíz" del cilio o flagelo, tiene una estructura idéntica a la de los centriolos, es decir, se trata de un cilindro hueco cuyas paredes están formadas por nueve tripletes de microtúbulos (9×3). El axonema, que se proyecta fuera de la célula, está rodeado de membrana e interiormente presenta nueve pares de microtúbulos periféricos y un par de microtúbulos centrales [(9×2)+2]. La Figura 11.14 contiene un esquema del corte transversal del corpúsculo basal y del axonema de un cilio. La similitud existente entre la estructura de los centriolos y la del corpúsculo basal de cilios y flagelos no es casual. De hecho, se ha podido comprobar que dichos corpúsculos basales se forman a partir de los centriolos por duplicación de éstos, e incluso, que centriolos y corpúsculos basales pueden intercambiar sus posiciones a lo largo de la vida de la célula. De todo ello se puede obtener la impresión de que los centriolos, cilios y flagelos, junto con la red de microtúbulos del citoesqueleto forman en realidad parte de una misma unidad funcional. FIBRAS INTERMEDIAS: Las fibras intermedias tienen un tamaño que está entre el de los microtúbulos y el de los microfilamentos. Poseen un diámetro de 7 nm a 10 nm. Están formadas por proteínas fibrosas de estructura muy estable, la cuál es muy parecida a la del colágeno, y son muy abundantes en las células sometidas a esfuerzos mecánicos, como parte de las que forman el tejido conjuntivo.
  42. 42. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 42 NUCLEOPLASMA: El núcleo de las células eucarióticas es una estructura discreta que contiene los cromosomas, recipientes de la dotación genética de la célula. Está separado del resto de la célula por una membrana nuclear de doble capa y contiene un material llamado nucleoplasma. La membrana nuclear está perforada por poros que permiten el intercambio de material celular entre nucleoplasma y citoplasma. RETICULO ENDOPLASMÁTICO: La expresión más patente del sistema membranoso interno que caracteriza a la célula eucariota es el retículo endoplasmático. Se trata de una red tridimensional de cavidades limitadas por membranas que se extiende por todo el citoplasma (Figura 11.16). Estas cavidades presentan formas muy variadas (cisternas aplanadas, vesículas globulares y túbulos sinuosos) y están todas ellas interconectadas dando lugar a un compartimento subcelular único, la luz del retículo endoplasmático, separado del hialoplasma por la membrana del retículo endoplasmático. Una porción especializada de este sistema membranoso constituye la envoltura nuclear, que limita al núcleo y lo separa
  43. 43. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 43 del citoplasma; la cavidad interna de dicha envoltura se continúa con la luz del retículo endoplasmático. Se distinguen dos tipos, o mejor dos zonas del retículo endoplasmático: el retículo endoplasmático rugoso, que posee ribosomas adheridos a la cara externa de sus membranas, y el retículo endoplasmático rugoso, que carece de ellos. El retículo endoplasmático desempeña una gran variedad de funciones celulares. Las proteínas sintetizadas en los ribosomas del retículo endoplasmático rugoso pasan a continuación a la cavidad interior del mismo, o bien quedan ancladas en sus membranas, para ser distribuidas seguidamente a distintos lugares de la célula o al medio extracelular dentro de pequeñas vesículas membranosas. La unión de estas proteínas a oligosacáridos (glicosilación) para formar glucoproteínas también comienza en el retículo endoplasmático rugoso para finalizar más tarde en el aparato de Golgi. En el retículo endoplasmático liso se sintetizan los fosfolípidos y el colesterol, que luego se incorporarán a las membranas de diferentes orgánulos o a la membrana plasmática; también en él se eliminan sustancias que puedan resultar tóxicas para la célula. GOTITA LIPÍDICA Una bicapa lipídica es una membrana delgada formada por dos capas de moléculas de lípidos. Estas membranas son láminas planas que forman una barrera continua y delimitan las células. La membrana celular de todos los organismos vivos y muchos virus está compuesta de una bicapa lipídica, y
  44. 44. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 44 también las membranas que rodean el núcleo de la célula y otras estructuras subcelulares. La bicapa lipídica es la barrera que mantiene a iones, proteínas y otras moléculas compartimentadas e impide su libre difusión. Las bicapas lipídicas son ideales para este papel porque, aunque tienen sólo unos pocos nm de espesor, son impermeables a la mayoría de las moléculas solubles en agua (moléculas hidrófilas). Las bicapas son especialmente impermeables a los iones, lo que permite a las células regular las concentraciones de electrolitos y pH mediante el bombeo de iones a través de sus membranas mediante el uso de proteínas llamadas canales iónicos. Las bicapas naturales están compuestas principalmente por fosfolípidos, que tienen una cabeza hidrófila y dos colas hidrófobas. Cuando los fosfolípidos entran en contacto con el agua se organizan en dos capas de moléculas (una bicapa) con todas las colas orientadas hacia el interior de la bicapa. El centro de esta bicapa casi no contiene agua y también excluye moléculas como los azúcares o las sales que se disuelven en el agua pero no en disolventes apolares. Esta reorganización es similar a la coalescencia de gotas de aceite en el agua y se rige por la misma fuerza, llamada efecto hidrófobo. Debido a que las bicapas lipídicas son muy frágiles y tan delgadas que son invisibles en un microscopio óptico tradicional, son difíciles de estudiar. Los experimentos con bicapas a menudo requieren técnicas avanzadas, como la microscopía electrónica y la microscopía de fuerza atómica.
  45. 45. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 45
  46. 46. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 46 Una célula vegetal es un tipo de célula eucariota de la que se componen muchos tejidos en las animales. A menudo, es descrita con los rasgos de una célula del parénquima asimilador de una planta vascular. Pero sus características no pueden generalizarse al resto de las células de una planta, meristemáticas o adultas, y menos aún a las de los muy diversos organismos imprecisamente llamados vegetales. Las células adultas de las plantas terrestres presentan rasgos comunes, convergentes con las de otros organismos sésiles, fijos al sustrato, o pasivos, propios del plancton, de alimentación osmótrofa, por absorción, como es el caso de los hongos, pseudohongos y de muchas algas. Esos rasgos comunes se han desarrollado independientemente a partir de protistas unicelulares fagótrofos desnudos (sin pared celular). Todos los eucariontes osmótrofos tienden a basar su solidez, sobre todo cuando alcanzan la pluricelularidad, en la turgencia, que logran gracias al desarrollo de paredes celulares resistentes a la tensión, en combinación con la presión osmótica del protoplasma, la célula viva. Así, las paredes celulares son comunes a los hongos y protistas de modo de vida equivalente, que se alimentan por absorción osmótica de sustancias orgánicas, y a las plantas y algas, que toman disueltas de las medias sales minerales y realizan la fotosíntesis. Y también cabe agregar que no tienen centriolos en su interior, ya que estos solo se presentan en las células animales. MEMBRANA PLASMÁTICA:
  47. 47. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 47 La membrana plasmática, membrana celular, membrana citoplasmática o plasmalema, es una bicapa lipídica que delimita todas las células. Es una estructura laminada formada por fosfolípidos, glicolípidos y proteínas que rodea, limita, da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células. Regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Es similar a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas. Está compuesta por dos láminas que sirven de "contenedor" para el citosol y los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas). La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, iones y metabolitos, a la vez que mantiene el potencial electroquímico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente). La membrana plasmática es capaz de recibir señales que permiten el ingreso de partículas a su interior. Cuando una molécula de gran tamaño atraviesa o es expulsada de la célula y se invagina parte de la membrana plasmática para recubrirlas cuando están en el interior ocurren respectivamente los procesos de endocitosis y exocitosis. Tiene un grosor aproximado de 7,5 nm y no es visible al microscopio óptico pero sí al microscopio electrónico, donde se pueden observar dos capas oscuras bilaterales y una central más clara. En las células procariotas y en las eucariotas osmótrofas como plantas y hongos, se sitúa bajo otra capa exterior, denominada pared celular. La celula vegetal posee una membrana celular interna y externa.
  48. 48. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 48 MEMBRANA PLASMATICA INTERNA: MEMBRANA CELULAR EXTERNA: COMPLEJO DE GOLGI: El aparato de Golgi, es también llamado complejo o cuerpo de Golgi, se encarga de la distribución y el envío de los productos químicos de la célula.
  49. 49. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 49 Modifica proteínas y lípidos (grasas) que han sido construidos en el retículo endoplasmático y los prepara para expulsarlos fuera de la célula. VESICULA DE GOLGI: Con frecuencia se observan estas vesículas revestidas surgiendo por gemación de las cisternas golgianas. Muchas especializadas que elaboran grandes cantidades de algún producto de secreción tienen, además de las pequeñas vesículas de Golgi, un número elevado de grandes vesículas secretoras, denominadas también gránulos o vacuolas secretas. Estas vesículas mucho mayores están localizadas en el lado del aparato de Golgi más cercano a la membrana plasmática, y contienen, concentrado, el producto que segrega la célula. RIBOSOMAS:
  50. 50. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 50 Los ribosomas son complejos macromoleculares de proteínas y ácido ribonucleico (ARN) que se encuentran en el citoplasma, en las mitocondrias, en el retículo endoplasmático y en los cloroplastos. Son un complejo molecular encargado de sintetizar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm). Sólo son visibles al microscopio electrónico, debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa que son los responsables de la basofilia que presentan algunas células. Están en todas las células (excepto en los espermatozoides). Los ribosomas están considerados en muchos textos como orgánulos no membranosos, ya que no existen endomembranas en su estructura, aunque otros biólogos no los consideran orgánulos propiamente por esta misma razón. MITOCONDRIA: Las mitocondrias son organelos celulares en los cuales ocurre un proceso indispensable para las células eucariontes: la respiración celular. Durante este proceso ocurre la combustión de los carbohidratos, que permite liberar la energía contenida en su estructura. Los carbohidratos que se utilizan en las mitocondrias provienen principalmente de la fotosíntesis (en las plantas y algunos otros organismos que fotosintetizan) o de la ingestión (en las formas de vida heterótrofas).
  51. 51. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 51 CLOROPLASTOS: Los cloroplastos se podría decir que son las principales organelas de las plantas verdes. Dentro de ellos se encuentra la clorofila que cumple la función de la fotosíntesis, por medio de la cual, las plantas obtienen su energía partiendo de los rayos del sol y de la absorción de Co2 del ambiente para finalmente constituir el oxígeno; en resumen, los cloroplastos son las organelas responsables de la obtención de energía por medio de la fotosíntesis en las plantas verdes. MEMBRANA TILACOIDES: Los tilacoides son sacos aplanados que forman parte de la estructura de la membrana interna del cloroplasto, sitio de las reacciones captadoras de luz de la fotosíntesis y de la fotofosforilación; las pilas de tilacoides forman colectivamente las granas. (Plural neutro de granum).
  52. 52. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 52 El medio que rodea a los tilacoides se denomina estroma del cloroplasto. Los tilacoides son rodeados por una membrana que delimita el espacio intratilacoidal, o lumen. En los tilacoides se produce la fase luminosa, fotoquímica, o dependiente de la luz del Sol; su función es absorber los fotones de la luz solar. Las membranas de los tilacoides contienen sustancias como los pigmentos fotosintéticos (clorofila, carotenoides, xantófilas) y distintos lípidos ; proteínas de la cadena de transporte de electrones fotosintética y enzimas, como la ATP- sintetasa. Metabolismo: Organelas compuestas de estromas donde se encuentran los cloroplastos, donde se lleva a cabo la fotosíntesis. Permiten la formación de un gradiente electroquímico de H+, ya que mediante la energía lumínica se bombean dichos electrones desde el estroma hasta el lumen tilacoidal GRÁNULOS DE ALMIDÓN: Los granos de almidón (insolubles en agua). La planta es capaz de cambiar almidón en ciertos azúcares solubles en el hialoplasma. La forma de los granos de almidón almacenados, es diferente para las especies vegetales, lo cual es un elemento para determinar la especie de las plantas.
  53. 53. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 53 RIBOSOMAS LIBRES: La función de los ribosomas es la síntesis de proteínas. Este es el proceso mediante el cual el mensaje contenido en el ADN nuclear, que ha sido previamente transcrito en un ARN mensajero, es traducido en el citoplasma, juntamente con los ribosomas y los ARN de transferencia que transportan a los aminoácidos, para formar las proteínas celulares y de secreción. PARED CELULAR: La pared celular se construye a partir de diversos materiales, dependiendo de la clase de organismo. En las plantas, la pared celular se compone, sobre todo, de un polímero de carbohidrato denominado celulosa, un polisacárido, y puede actuar también como almacén de carbohidratos para la célula. En las bacterias, la pared celular se compone de peptidoglicano. Entre las archaea se presentan paredes celulares con distintas composiciones químicas, incluyendo capas S de glicoproteínas, pseudopeptidoglicano o polisacáridos. Los hongos presentan
  54. 54. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 54 paredes celulares de quitina, y las algas tienen típicamente paredes construidas a partir de glicoproteínas y polisacáridos. No obstante, algunas especies de algas pueden presentar una pared celular compuesta por dióxido de silicio. A menudo, se presentan otras moléculas accesorias integradas en la pared celular. VACUOLA: Una vacuola es una cavidad rodeada por una membrana que se encuentra en el citoplasma de las células, principalmente de las vegetales. Una vacuola es una cavidad rodeada y constituida por una membrana que se encuentra en el citoplasma de las células, principalmente de las vegetales y algunos organismos unicelulares, tales como las amebas. Se forman por fusión de las vesículas procedentes del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi. CITOSOL:
  55. 55. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 55 El Citosol, hialoplasma o matriz citoplásmica es la parte líquida del citoplasma de la célula, está delimitado por la membrana celular y la membrana nuclear. Dentro de él se encuentran inmersos la mayoría de los organelos celulares. PLASMODESMO: Se llama plasmodesmo a cada una de las unidades continuas de citoplasma que pueden atravesar las paredes celulares, manteniendo interconectadas las células continuas en organismos pluricelulares en los que existe pared celular, como las plantas o los hongos. Permiten la circulación directa de las sustancias del citoplasma entre célula y célula comunicándolas, atravesando las dos paredes adyacentes a través de perforaciones acopladas, que se denominan punteaduras cuando sólo hay pared primaria. Cada plasmodesmo es recorrido a lo largo de su eje por un desmotúbulo, una estructura cilíndrica especializada del retículo endoplasmático. Al hallarse unidos entre sí los protoplastos de las células vivas por medio de plasmodesmos, constituyen un simplasto único. El movimiento de sustancias a través de los plasmodesmos se denomina transporte simplástico. Las paredes celulares, los lúmenes de las células muertas y los espacios intercelulares que rodean al simplasto formando también un continuo, se contraponen bajo el nombre de apoplasto; el movimiento de sustancias en él se conoce como transporte apoplástico.
  56. 56. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 56 MICROCUERPO: Un microcuerpo es un orgánulo citoplasmático que no puede diferenciarse morfológicamente. Son orgánulos especializados que actúan como contenedores de actividades metabólicas. Incluyen peroxisomas, glioxisomas, glicosomas y cuerpos de Woronin.  Los peroxisomas contienen enzimas de beta oxidación (rompe los lípidos y produce Acetil-CoA), además de enzimas para numerosas rutas metabólicas importantes tales como el metabolismo de compuestos dañinos en el hígado (por ejemplo, alcohol).  Los glioxisomas se encuentran en las semillas de las plantas, además de en los hongos filamentosos. Los glioxisomas son peroxisomas con una función adicional, el ciclo del glioxilato.  Los glicosomas, además de enzimas peroxisomiales, contienen enzimas para la glicolisis y se encuentran entre los Kinetoplastea tales como Trypanosoma.  Los cuerpos de Woronin son orgánulos especiales que se encuentran solo en los hongos filamentosos. Una de sus funciones es taponar los poros septales para minimizar la pérdida de citoplasma cuando se producen daños en las hifas.
  57. 57. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 57 AERÉNQUIMA El aerénquima es un tejido vegetal parenquimático con grandes espacios intercelulares llenos de aire, presentando sus células constituyentes por finas membranas no suberificadas; en unos casos es un tejido primario y en otros, producto del felógeno o de un meristema parecido. Es propio de plantas acuáticas sumergidas o de las palustres que se desarrollan en medios pobres en oxígeno. Se distinguen dos tipos: Aerénquima esponjoso: formado por una serie más o menos grande de estratos unicelulares, concéntricos, enlazados entre sí por las prolongaciones de células que van de estrato a estrato, entre los cuales se almacena el aire; es muy blando y blanquecino, propio de raíces y partes inferiores de tallos de plantas palustres; Aerénquima lameloso: formado por células dispuestas irregularmente, pero dejando grandes espacios entre ellas, limitados por una única capa de células, siendo propio de plantas acuáticas. CAPA INTERCELULAR O LAMINILLA MEDIA:
  58. 58. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 58 La laminilla media está formada por sustancias pépticas y es difícil de observar con microscopio óptico. La pared primaria se encuentra en células jóvenes y áreas en activo crecimiento, por ser relativamente fina y flexible, en parte por presencia de sustancias pépticas y por la disposición desordenada de las microfibrillas de celulosa. Las células que poseen este tipo de pared tienen la capacidad de volver a dividirse por mitosis: desdiferenciación. Ciertas zonas de la pared son más delgadas formando campos primarios de puntuaciones donde plasmodesmos comunican dos células contiguas. La pared secundaria aparece sobre las paredes primarias, hacia el interior de la célula, se forma cuando la célula ha detenido su crecimiento y elongación. Se la encuentra en células asociadas al sostén y conducción, donde el protoplasma muere a la madurez. Donde hay un campo primario de puntuación no hay depósito de pared secundaria formándose una puntuación que comunica las dos células vecinas. Las puntuaciones pueden ser simples o areoladas. PERIXISOMA: Los peroxisomas tienen un papel esencial en el metabolismo lipídico, en especial en el acortamiento de los ácidos grasos de cadena muy larga, para su completa oxidación en las mitocondrias, y en la oxidación de la cadena lateral del colesterol, necesaria para la síntesis de ácidos biliares; también interviene en la síntesis de ésteres lipídicos del glicerol (fosfolípidos y triglicéridos) e isoprenoides; también contienen enzimas que oxidan aminoácidos, ácido úrico y otros sustratos utilizando oxígeno molecular con formación de agua oxigenada:
  59. 59. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 59 CITOESQUELETO: El citoesqueleto es un orgánulo y también es un entramado tridimensional de proteínas que provee soporte interno en las células, organiza las estructuras internas e interviene en los fenómenos de transporte, tráfico y división celular.1 En las células eucariotas, consta de filamentos de actina, filamentos intermedios, microtúbulos y septinas, mientras que en las procariotas está constituido principalmente por las proteínas estructurales FtsZ y MreB. Las septinas se consideran el cuarto componente del citoesqueleto.2 El citoesqueleto es una estructura dinámica que mantiene la forma de la célula, facilita la movilidad celular (usando estructuras como los cilios y los flagelos), y desempeña un importante papel tanto en el tráfico intracelular (por ejemplo, los movimientos de vesículas y orgánulos) y en la división celular. MICROFILAMENTOS:
  60. 60. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 60 Los microfilamentos son parte del citoesqueleto. Su función es la de dar estabilidad a la estructura y la forma de la celula. No son contráctiles, pero pueden generar movimiento ensamblándose y desensamblándose rápidamente como en los pseudópodos de algunas amebas, y neutrofilos. Constan de una doble hélice de cadenas proteicas de actina con giro dextrógiro, y con diámetro aproximado de 7 nanómetros. En la citocinesis de casi todas las células que entran en división, forman un anillo contráctil en asociación con otra proteína llamada miosina para separar por completo la membrana de la celula madre, y formar dos células hijas. Debajo de la membrana celular forman una estructura llamada corteza celular que es poco más viscosa que el interior del citoplasma, y donde están muchas proteínas periféricas. FILAMETOS INTERMEDIARIOS: Los filamentos intermedios son componentes del citoesqueleto, formados por agrupaciones de proteínas fibrosas. Su nombre deriva de su diámetro, de 10 nm, menor que el de los microtúbulos, de 24 nm, pero mayor que el de los microfilamentos, de 7 nm. Son ubicuos en las células animales. Su función principal es darle rigidez a la célula. La función depende de la composición y la localización de los filamentos. Las láminas nucleares además de darle rigidez al núcleo participan en la regulación de transcripción. Otros miembros, las queratinas, participan en algunas uniones celulares (desmosomas y hemidesmosomas).
  61. 61. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 61 MICROTUBULOS: Los microtúbulos son estructuras tubulares de las células, de 25 nm de diámetro exterior y unos 12 nm de diámetro interior, con longitudes que varían entre unos pocos nanómetros a micrómetros, que se originan en los centros organizadores de microtúbulos y que se extienden a lo largo de todo el citoplasma. Se hallan en las células eucariotas y están formadas por la polimerización de un dímero de dos proteínas globulares, la alfa y la beta tubulina. Los microtúbulos intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis) y que, junto con los microfilamentos y los filamentos intermedios, forman el citoesqueleto. Además, constituyen la estructura interna de los cilios y los flagelos. Los microtúbulos se nuclean y organizan en los centros organizadores de microtúbulos (COMTs), como pueden ser el centrosoma o los cuerpos basales de los cilios y flagelos. Estos COMTs pueden poseer centriolos o no. Además de colaborar en el citoesqueleto, los microtúbulos intervienen en el tránsito de vesículas (véase la dineína o la cinesina), en la formación del huso mitótico mediante el cual las células eucariotas segregan sus cromáticas durante la división celular, y en el movimiento de cilios y flagelos.
  62. 62. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 62 VESICULA DE SECRECIÓN: Las vesículas citoplásmicas son pequeños sacos de membrana de forma más o menos esférica que aparecen en el citoplasma. Son realmente muy pequeñas, de aproximadamente 50 nm de diámetro. NÚCLEO: El núcleo celular es un orgánulo membranoso que se encuentra en el centro de las células eucariotas. Contiene la mayor parte del material genético celular, organizado en múltiples moléculas lineales de ADN de gran longitud formando complejos con una gran variedad de proteínas como las histonas para formar los cromosomas. El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear. La función del núcleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las actividades celulares regulando la expresión génica. Por ello se dice que el núcleo es el centro de control de la célula.
  63. 63. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 63 La principal estructura que constituye el núcleo es la envoltura nuclear, una doble membrana que rodea completamente al orgánulo y separa ese contenido del citoplasma, además de contar con poros nucleares que permiten el paso a través de la membrana para la expresión genética y el mantenimiento cromosómico. Aunque el interior del núcleo no contiene ningún subcompartimento membranoso, su contenido no es uniforme, existiendo una cierta cantidad de cuerpos subnucleares compuestos por tipos exclusivos de proteínas, moléculas de ARN y segmentos particulares de los cromosomas. El mejor conocido de todos ellos es el nucléolo, que principalmente está implicado en la síntesis de los ribosomas. Tras ser producidos en el nucléolo, éstos se exportan al citoplasma, donde traducen el ARNm. NUCLEOLO: El nucléolo es una región del núcleo que se considera una estructura supra- macromolecular, que no posee membrana que lo limite. La función principal del nucléolo es la transcripción del ARN ribosomal por la polimerasa I, y el posterior procesamiento y ensamblaje de los pre-componentes que formarán los ribosomas. La biogénesis del ribosoma es un proceso nucleolar muy dinámico, que involucra: la síntesis y maduración de ARNr, sus interacciones transitorias con proteínas no-ribosomales y RNP y también el ensamblaje con proteínas ribosomales.
  64. 64. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 64 Además, el nucléolo tiene roles en otras funciones celulares tales como la regulación del ciclo celular, las respuestas de estrés celular, la actividad de la telomerasa y el envejecimiento. Estos hechos muestran la naturaleza multifuncional del nucléolo, que se refleja en la complejidad de su composición de proteína y de ARN, y se refleja también en los cambios dinámicos que su composición molecular presenta en respuesta a las condiciones celulares variables. CROMATINA: La cromatina es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se encuentran en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el genoma de dichas células. Las unidades básicas de la cromatina son los nucleosomas. Estos se encuentran formados por aproximadamente 146 pares de bases de longitud (el número depende del organismo), asociados a un complejo específico de 8 histonas nucleosómicas (octámero de histonas). Cada partícula tiene una forma de disco, con un diámetro de 11 nm y contiene dos copias de cada una de las 4 histonas H3, H4, H2A y H2B. Este octámero forma un núcleo proteico, alrededor del cual se enrolla la hélice de ADN (de aproximadamente 1,8 vueltas). Entre cada una de las asociaciones de ADN e histonas existe un ADN libre llamado ADN espaciador, de longitud variable entre 0 y 80 pares de nucleótidos que garantiza flexibilidad a la fibra de cromatina.
  65. 65. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 65 ADN: En la célula hay mecanismos que coordinan las actividades que se realizan en su interior mediante instrucciones que se encuentran en los fragmentos de ADN, la molécula de la herencia contenida en el núcleo. El ADN de la célula vegetal se encuentra en el núcleo. El ADN constituye el material hereditario de un individuo. En él están escritas las instrucciones que deben seguir las células para construir un organismo y mantenerlo vivo. Todas las células que forman un individuo contienen una copia idéntica de ADN. Cada una de ellas, sin embargo, lee una parte de estas instrucciones y por eso hay células con diferentes formas y funciones. ENVOLTURA NUCLEAR: Principalmente delimita dos compartimentos funcionales dentro de la célula misma, el de transcripción ADN en ARN (dentro del núcleo) y el de traducción
  66. 66. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 66 ARN en Proteína (en el citoplasma). La envoltura nuclear aparece atravesada de manera regular por perforaciones, los poros nucleares. Estos poros no son simples orificios, sino estructuras complejas acompañadas de una armazón de proteínas (por ejemplo: nucleoporinas), que facilitan a la vez que regulan los intercambios entre el núcleo y el citoplasma. Se llama complejo del poro nuclear (NPC) a cada una de esas puertas de comunicación. Por estos salen las moléculas de ARN producidas por la transcripción, que deben ser leídas en los ribosomas del citoplasma. Por ahí salen también los complejos de ARN y proteínas a partir de los cuales se ensamblan los ribosomas en el citoplasma. Por los poros entran al núcleo las proteínas, fabricadas en el citoplasma por los ribosomas, que cumplen su papel dentro del núcleo de la célula. CROMOSOMAS: En biología, se denomina cromosoma a cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares (mitosis y meiosis). En las células eucariotas y en las arqueas (a diferencia que en las bacterias), el ADN siempre se encontrará en forma de cromatina, es decir asociado fuertemente a unas proteínas denominadas histonas. Este material se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y se visualiza como una maraña de hilos delgados. Cuando el núcleo celular comienza el proceso de división (cariocinesis), esa maraña de hilos inicia un fenómeno de condensación progresivo que finaliza en la formación de entidades discretas e independientes: los cromosomas. Por lo tanto, cromatina y cromosoma son dos aspectos morfológicamente distintos de una misma entidad celular.
  67. 67. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 67 PORO DEL NÚCLEO: Los "poros nucleares" son grandes complejos de proteínas que atraviesan la envoltura nuclear, la cual es una doble membrana que rodea al núcleo celular, presente en la mayoría de los eucariontes. Hay cerca de 2000 Complejos de Poro Nuclear (ingl: NPC) en la envoltura nuclear de la célula de un vertebrado, pero su número varía dependiendo del número de transcripciones de la célula. Las proteínas que forman los complejos de poro nucleares son conocidas como nucleoporinas. Cerca de la mitad de las nucleoporinas contienen comúnmente una estructura terciaria alfa solenoide o beta hélice, o en algunos casos ambas como dominios proteicos separados. La otra mitad muestra características estructurales típicas de proteínas "nativamente no dobladas", por ejemplo son proteínas altamente flexibles que carecen de estructura secundaria ordenada. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
  68. 68. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 68 El retículo endoplasmático es un complejo sistema de membranas dispuestas en forma de sacos aplanados y túbulos que están interconectados entre sí compartiendo el mismo espacio interno. Sus membranas se continúan con las de la envuelta nuclear y se pueden extender hasta las proximidades de la membrana plasmática, llegando a representar más de la mitad de las membranas de una célula. Debido a que los ácidos grasos que las componen suelen ser más cortos, son más delgadas que las demás. El retículo organiza sus membranas en regiones o dominios que realizan diferentes funciones. Los dos dominios más fáciles de distinguir son el retículo endoplasmático rugoso, con sus membranas formando túbulos más o menos rectos, a veces cisternas aplanadas, y con numerosos ribosomas asociados, y el retículo endoplasmático liso, sin ribosomas asociados y con membranas organizadas formando túbulos muy curvados e irregulares. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO El retículo endoplasmático liso (REL) es un orgánulo celular que consiste en un entramado de túbulos membranosos interconectados entre sí y que se continúan con las cisternas del retículo endoplasmático rugoso.1 A diferencia de éste, no tiene ribosomas asociados a sus membranas (de ahí el nombre de liso) y, en consecuencia, la mayoría de las proteínas que contiene son sintetizadas en el retículo endoplasmático rugoso.1 Es abundante en aquellas células implicadas en el metabolismo de lípidos, la detoxificación, y el almacenamiento de calcio.1
  69. 69. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 69 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO: El retículo endoplasmático rugoso tiene esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a su membrana mediante unas proteínas denominadas "riboforinas". Tiene unos sáculos más redondeados cuyo interior se conoce como "luz del retículo" o "lumen" donde caen las proteínas sintetizadas en él. Está muy desarrollado en las células que por su función deben realizar una activa labor de síntesis, como las células hepáticas o las células del páncreas. También se le conoce como R.E.R. DICTIOSOMA: El aparato de Golgi es un orgánulo presente en las células eucariotas y pertenece al sistema de endomembranas del citoplasma celular. Está formado por unos 4-8 dictiosomas, que son sáculos aplanados rodeados de membrana y apilados unos encima de otros. Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de
  70. 70. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 70 las membranas se forma en varias cisternas del Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos y la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a Camillo Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago Ramón y Cajal. TONOPLASTO: El tonoplasto es la membrana que delimita la vacuola central en las células vegetales. Es selectivamente permeable y permite incorporar ciertos iones al interior de la vacuola. Es responsable de la turgencia celular y permite a las células de las plantas incorporar y almacenar agua con muy poco gasto de energía. TILACOIDES:
  71. 71. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 71 CITOPLASMA: El citoplasma es la parte del protoplasma que, en una célula eucariota, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática. Contiene pared celular. Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y en una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones. El citoplasma se divide en ocasiones en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos.3 El citoplasma se encuentra en las células procariotas así como en las eucariotas y en él se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática, llegando de esta forma a los orgánulos de la célula. LISOSOMA:
  72. 72. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 72 Los lisosomas son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo endoplasmático rugoso y luego empaquetadas por el complejo de Golgi, que contienen enzimas hidrolíticos y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, se encargan de la digestión celular. Son estructuras esféricas rodeadas de membrana simple. Son bolsas de enzimas que si se liberasen, destruirían toda la célula. Esto implica que la membrana lisosómicas debe estar protegida de estas enzimas. El tamaño de un lisosoma varía entre 0.1–1.2 μm. VESICULA MEMBRANOSA: Las vesículas almacenan, transportan o digieren productos y residuos celulares. Son una herramienta fundamental de la célula para la organización del metabolismo. Muchas vesículas se crean en el aparato de Golgi, pero también en el retículo endoplasmático rugoso (RER), o se forman a partir de partes de la membrana plasmática. Las vesículas de SECRECIÓN se denominan GERL, que significa una porción del retículo endoplásmico cerca del aparato de Golgi y carente de ribosomas, estas vesículas se originan por secreción celular de las cisternas membranosas del complejo de Golgi, presentes únicamente en las células eucariotas y que se diferencian en LISOSOMAS (animales) y VACUOLAS funcionales (en vegetales).
  73. 73. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 73 Se llama procariota a las células sin núcleo celular definido, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide.1 Por el contrario, las células que sí tienen un núcleo diferenciado del citoplasma, se llaman eucariotas, es decir aquellas cuyo ADN se encuentra dentro de un compartimiento separado del resto de la célula. Además, el término procariota hace referencia a los organismos pertenecientes al imperio Prokaryota, cuyo concepto coincide con el reino Mónera de las clasificaciones de Herbert Copeland o Robert Whittaker que, aunque anteriores, continúan siendo aún populares. Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares (organismos consistentes en una sola célula). Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma unicelular procariota (LUCA). Existe una teoría, la endosimbiosis seriada, que considera que a lo largo de un lento proceso evolutivo, hace unos 1500 millones de años, los procariontes derivaron en seres más complejos por asociación simbiótica: los eucariontes. Los procariontes u organismos procariotas son aquellos microorganismos que están constituidos por células procariotas, es decir, células que presentan un ADN libre en el citoplasma, ya que no hay núcleo celular. Han recibido diversas denominaciones tales como bacterias, móneras y esquizofitas, dependiendo de los autores y los sistemas de clasificación. Otros términos usados fueron Mychota, Protophyta y Procaryotae. Actualmente la mayoría considera que en realidad se trata de 2 dominios diferentes: Bacteria y Archaea, y minoritariamente se considera que forma un imperio denominado Prokaryota.
  74. 74. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 74 Los procariontes son unicelulares, salvo algunos casos como las mixobacterias, algunas de las cuales tienen etapas multicelulares en su ciclo de vida. Los procariontes se diferencian de los eucariontes, además de la ausencia de organelos, en que los ribosomas procariotas son más pequeños. Pero la diferencia más importante radica en el origen mismo de los eucariontes, el cual estaría demostrado que fue el resultado de una asociación simbiótica entre diferentes organismos procariotas. Mitocondrias y cloroplastos sintetizan sus propios ribosomas y éstos son además del mismo tamaño que el de los procariontes.3 Esto probaría el origen procariota de estos orgánulos por endosimbiosis seriada. Así pues, mientras los procariontes se originaron hace unos 3.500 millones de años,4 los eucariontes aparecen mucho después, hace unos 900 a 1.800 millones de años y como descendientes de organismos procariotas.5 Bajo este punto de vista, podemos considerar a Prokaryota como un grupo parafilético. Las células procariotas estructuralmente son las más simples y pequeñas. Como toda célula, están delimitadas por una membrana plasmática que contiene pliegues hacia el interior (invaginaciones) algunos de los cuales son denominados laminillas y otro es denominado mesosoma y está relacionado con la división de la célula. La célula procariota por fuera de la membrana está rodeada por una pared celular que le brinda protección. El interior de la célula se denomina citoplasma. En el centro es posible hallar una región más densa, llamada nucleoide, donde se encuentra el material genético o ADN. Es decir que el ADN no está separado del resto del citoplasma y está asociado al mesosoma. En el citoplasma también hay ribosomas, que son estructuras que tienen la función de fabricar proteínas. Pueden estar libres o formando conjuntos denominados poli ribosomas. Las células procariotas pueden tener distintas estructuras que le permiten la locomoción, como por ejemplo las cilias (que parecen pelitos) o flagelos (filamentos más largos que las cilias).
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  76. 76. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 76 CILIOS: Los cilios son unos orgánulos exclusivos de las células eucariotas, que se caracterizan por presentarse como apéndices con aspecto de pelo que contienen una estructura central altamente ordenada, constituida generalmente por más de 600 tipos de proteínas, envuelta por el citosol y la membrana plasmática. Aunque ya era ampliamente empleado en la literatura científica rusa de principios de siglo, Lynn Margulis propuso en 1985 el término undilopodios para referirse conjuntamente a los orgánulos que poseen estas características, los cilios y flagelos. La distinción entre éstos últimos se basa principalmente en su tamaño (unos 10-15 μm), número por célula (suelen ser muchos, con excepción de los cilios primarios y nodales, mientras que los flagelos uno o dos) y en su caso, por el patrón de movimiento (los cilios baten como un remo, son inmóviles o crean un vórtice, mientras que los flagelos ondulan). PILI:
  77. 77. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 77 Un pilus sexual interconecta dos bacterias de la misma especie o de especie diferente construyendo un puente entre ambos citoplasmas. Esto permite la transferencia de plásmidos entre las bacterias. El intercambio de plásmidos puede añadir nuevas características a la bacteria, por ejemplo, resistencia a los antibióticos. Hasta diez de estas estructuras pueden existir en una bacteria. Algunos bacteriófagos se unen a los receptores de la Pili sexuales al comienzo de su ciclo reproductivo. Un pilus suele tener unos 6 a 7 nm de diámetro. Durante la conjugación bacteriana, un pilus sale de la bacteria donante y se une a la bacteria receptora, desencadenando la formación de un puente de apareamiento que interconecta los citoplasmas de las dos bacterias a través de un poro controlado. Este poro permite la transferencia de ADN bacteriano. A través de este mecanismo de transformación genética, nuevas características ventajosas para la supervivencia pueden transferirse entre bacterias, incluso pertenecientes a especies diferentes. Sin embargo, no todas las bacterias tienen la capacidad de crear Pili. DICTIOSOMA: El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas. Pertenece al sistema de endomembranas. Está formado por unos 80 dictiosomas (dependiendo del tipo de célula), y estos dictiosomas están compuestos por 40 o 60 cisternas (sáculos) aplanadas rodeados de membrana que se encuentran apilados unos encima de otros, y cuya función es completar la fabricación de algunas proteínas. Funciona como una planta empaquetadora,
  78. 78. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 78 modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias cisternas del aparato de Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas, al igual que los peroxisomas, que son vesículas de secreción de sustancias. La síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a Camillo Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago Ramón y Cajal. LIPOPROTEINA: Las lipoproteínas son complejos macromoleculares compuestos por proteínas y lípidos que transportan masivamente las grasas por todo el organismo. Son esféricas, hidrosolubles, formadas por un núcleo de lípidos apolares (colesterol esterificado y triglicéridos) cubiertos con una capa externa polar de 2 nm formada a su vez por apoproteínas, fosfolípidos y colesterol libre. Muchas enzimas, antígenos y toxinas son lipoproteínas. PROTEINA DE SUPERFICIE:
  79. 79. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 79 Proteínas que se encuentran en las membranas celulares e intracelulares. Están formadas por dos tipos, las proteínas periféricas y las integrales. Incluyen la mayoría de las enzimas asociadas con la membrana, proteínas antigénicas, proteínas transportadoras, y receptores de drogas, hormonas y lectinas. FLAGELO: El flagelo bacteriano es una estructura filamentosa que sirve para impulsar la célula bacteriana. Tiene una estructura única, completamente diferente de los demás sistemas presentes en otros organismos, como los cilios y flagelos eucariotas, y los flagelos de las arqueas. Presenta una similitud notable con los sistemas mecánicos artificiales, pues es una compleja estructura compuesta de varios elementos (piezas) y que rota como una hélice. PUNTA DEL FLAGELO:
  80. 80. José Luis Gomezcoello Quichimbo Página 80 CITOPLASMA: Está limitado por la membrana citoplasmática, y en él se encuentran las inclusiones celulares. En un principio considerado una "solución" homogénea de proteínas, los métodos de fraccionamiento acoplados a los estudios bioquímicos y de microscopía electrónica mostraron la complejidad del sistema. En realidad está atravesado por numerosas membranas que lo compartimentalizan, si bien esta compartimentalización no es tan desarrollada como en eucariotas. Si se homogeneízan células bacterianas y luego se las centrifuga a 100.000 g se separa en el fondo del tubo de centrifuga una fracción "particulada" que contiene los ribosomas y las membranas con los ácidos nucleicos, y una fracción "soluble" que contiene proteínas, y los ácidos ribonucleicos solubles ( ARNt y ARNm). CROMOSOMA:

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