El documento proporciona información sobre la estructura y función de las células procariotas y eucariotas. Describe los principales componentes celulares como el núcleo, membrana plasmática, citoplasma y orgánulos. También compara las características de las células procariotas y eucariotas, e incluye diagramas ilustrativos de las uniones celulares y métodos de fraccionamiento celular.

1. Núcleo (eucariotas) o nucleoides (bacterias) Contiene el material genético, ADN y proteínas asociadas. El núcleo está rodeado de membranas. Membrana plasmática Resistente y flexible bicapa de lípidos. Selectivamente permeable a sustancias polares. Integra proteínas de membrana cuyas funciones son el transporte, recepción de señales o enzimáticas Citoplasma Contenido acuoso de la célula, partículas suspendidas y orgánulos Sobrenadante: citosol Solución concentrada de enzimas, ARN, subunidades monoméricas, metabolitos, iones inorgánicos. centrifuga a 150.000 g Precipitado: partículas y orgánulos Ribosomas, gránulos de almacenamiento, mitocondrias, cloroplastos, lisosomas, retículo endoplásmico.

2. 0.5 µm (a)

3. (b) 50 µm

4. 0,6 µm

5. 4 µm

6. 0,25 µm

8. 0 Diversificación de los eucariotas pluricelulares (plantas, hongos, animales) 500 Algas rojas y verdes Endosimbiontes (mitocondrias, 1000 1500 Protistas, primeros eucariotas 2000 Millones de años atrás 2500 Desarrollo de una atmósfera rica en oxígeno Bacterias aeróbicas 3000 Cianobacterias producen el oxígeno fotosintético Bacterias sulfurosas y metanógenas 3500 4000 Formación de los océanos y continentes 4500 Formación de la Tierra

9. Ribosomas. Ribosomas bacterianos más pequeños que los ribosomas eucarioticos, realizan la misma función -la síntesis de proteínas a partir de ARN mensajero- Nucleoide. Contiene una sola cadena circular de ADN Pared Celular. Estructura variable según el tipo de bacteria. Pili. Punto de adhesión a la superficie de otra célula Membrana externa Capa de Peptidoglicanos Capa de Peptidoglicanos Membrana interna Membrana interna Bacteria Gram-negativa. Pared externa y capa de Peptidoglicanos Bacteria Gram-positiva. Gruesa capa de peptidoglicano; ausencia de membrana externa. Cianobacteria. Tipo de bacteria Gram- con una rígida capa de peptidoglicano y extensos apilamientos de la membrana interna que contienen pigmentos fotosintéticos Archeobacteria. Capa de pseudopeptidoglicano; ausencia de membrana externa. Flagelos. Propulsan a la célula en su medio

10. Ribosomas. Ribosomas bacterianos más pequeños que los ribosomas eucarioticos, realizan la misma Función -la síntesis de proteínas a partir de ARN mensajero- Nucleoide. Contiene una sola cadena circular de ADN Pili. Punto de adhesión a la superficie de otra célula Pared Celular. Estructura variable Según el tipo de bacteria. Flagelos. Propulsan a la célula en su medio

11. Eucariotas ancestrales Descendientes actuales Cianobacterias (fotosintéticas) Synecoccus Bacterias púrpura (aeróbicas) Eubacterias Paracoccus Eucariotas aeróbicos Procariota ancestral Plantas Protistas Archeobacterias Animales Primeros eucariotas (anaeróbicos) Hongos Thermoplasma Tiempo

12. Tabla 2-1 Comparación entre células Procariotas y Eucariotas Características Procariotas Eucariotas Tamaño Normalmente pequeñas (1-10µm) Normalmente grandes (5-100 µm) Genoma ADN con proteínas no histónicas; ADN complejo con proteínas histónicas y genoma en nucleoide, no rodeado no histónicas en cromosomas, dentro de de membrana un núcleo con envuelta de membranas. División celular Bipartición o esporas; sin mitosis Mitósis con huso mitótico; centriolos en algunos casos. Orgánulos membranosos Ausentes Mitocondrias, Cloroplastos (en plantas y algunas algas), RE, Complejo de Golgi, Lisosomas (en animales), etc. Nutrición Absorción; algunos fotosintéticos Absorción, ingestión; fotosíntesis en algunas especies Metabolismo energético Sin mitocondrias; enzimas oxidativos Enzimas oxidativos empaquetados en unidos a la membrana plasmática; mitocondrias; patrón similar de gran variedad de patrones metabólicos. metabolismo oxidativo. Citoesqueleto Ausente Complejo, con microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina. Movimientos intracelulares Ausente Corrientes citoplasmáticas, endocitosis, fagocitosis, mitosis, vesículas de transporte Fuente: modificado de Hickman, C.P., Roberts, L.S. & Hickman, F.M. (1990). Biology of Animals, 5 th edn, p. 30. Mosby-Yearbook, Inc., St Louis, MO.

13. Ribosomas Peroxisomas Citoesqueleto (a) Lisosomas Vesícula de transporte Aparato de Golgi Retículo Endoplásmico rugoso Núcleo Envuelta Nuclear Citoesqueleto Ribosomas Nucleolo Retículo Endoplásmico rugoso Mitocondria Membrana Plasmática Aparato de Golgi Cloroplasto Gránulo de almidón Tilacoide Pared Celular Pared Celular de la célula vecina Vacuola (b) Plasmodesmo

14. Transportador Receptor enzimático Canal iónico Iones, nutrientes Iones Ligandos Sustrato Iones Iones, nutrientes Productos (Señales Intracelulares)

15. Núcleo Retículo Endoplásmico Rugoso Proteínas sintetizadas para la exportación 0,4 µm Vesícula de transporte Retículo Endoplásmico Liso Lisosoma cara Cis 0,4 µm Aparato de Golgi cara Trans Fagosoma endocítico 0,4 µm Exocitosis de productos de secreción, proteínas, polisacáridos, etc. Endocitosis o fagocitosis de bacterias, desechos, etc.

16. Pared Celular Mitocondria Vacuola H2O Citosol Turgencia Tonoplasto (membrana vacuolar) Cloroplasto

17. Nucleolo, transcripción del ARN ribosómico Poro Nuclear, transporte específico de ARN y proteínas Cromatina, complejo de ADN y proteínas histónicas Envuelta nuclear de doble membrana 0.2 µm Retículo Endoplásmico Rugoso Ribosomas 0.5 µm

18. Nucleolo, transcripción del ARN ribosómico Poro Nuclear, transporte específico de ARN y proteínas Cromatina, complejo de ADN y proteínas histónicas Envuelta nuclear de doble membrana Retículo Endoplásmico Rugoso Ribosomas

19. 0.2 µm (a)

20. 0.5 µm (b)

21. Cromosoma mitótico Cromátida (~ 600 nm Ø) Histonas Nucleosomas (10 nm Ø) ADN (23 Å de Ø) Cromatina (30 nm Ø)

22. ADNm 0.5 µm Cresta Matriz Ribosomas Membrana Interna Membrana Externa

23. Membrana Externa Membrana Interna ADN Tilacoides Ribosomas 1 µm

24. El sistema simbiótico puede llevar a cabo ahora el catabolismo aeróbico. Algunos genes bacterianos se trasladan al núcleo y la bacteria endosimbionte se convierte en ‘Mitocondria’ El metabolismo anaeróbico es poco eficiente porque el combustible no es oxidado completamente. La bacteria es engullida por un eucariota ancestral y se multiplica dentro de él. Eucariota no fotosintético Núcleo Mitocondria Eucariota ancestral anaeróbico Eucariota aeróbico Genoma de cianobacteria Genoma bacteriano Cloroplasto Cianobacteria fotosintética Eucariota fotosintético Bacteria aeróbica La cianobacteria engullida se hace endosimbionte y se multiplica; la nueva célula puede crear ATP empleando la energía de la luz solar El metabolismo aeróbico es eficiente porque el combustible es oxidado hasta CO2. La energía lumínica se emplea para sintetizar biomoleculas a partir del CO2. Con el tiempo, algunos genes de la cianobacteria se trasladan al núcleo y se convierte de endosimbionte en Plastidios (cloroplastos).

25. (c) Filamentos intermedios (a) Fibras de estrés de Actina (b) Microtúbulos

26. (a) Fibras de estrés de Actina

27. (b) Microtúbulos

28. (c) Filamentos intermedios

29. Fodrina ATP Subunidades de Actina Filamina Filamentos (delgados) de Actina 6 -7 nm

30. Filamento de Actina Miosina Orgánulo o vesícula ATP ADP + 3- PO 4 Filamentos de Actina Corriente citoplasmática con orgánulos y vesículas Vacuola Cloroplastos en el citoplasma estacionario

31. Orgánulo citoplasmático o vesícula ATP ATP Kinesina 3- 3- ADP +PO +PO ADP 4 4 Dineina 22 nm Microtúbulo α α, β- Dímero de Tubulina β

32. Centrifugación diferencial (b) Centrifugación isopícnica Homogeneización del tejido Centrifugado a baja velocidad (1.000 g. 10 min) centrifugación muestra Sobrenadante sometido a centrifugación media (20.000 g. 20 min) Sobrenadante sometido a alta centrifugación (80.000 g. 1 h) Tejido homogeneizado componente de baja densidad gradiente de sacarosa Sobrenadante sometido a ultracentrifugación (150.000 g. 3 h) Precipitado que contiene células enteras, núcleos, citoesqueletos, membranas plasmáticas componente más denso Fraccionado Precipitado que contiene mitocondrias, lisosomas, peroxisomas Sobrenadante que contiene proteínas 1 2 3 4 5 6 7 8 Precipitado que contiene microsomas (fragmentos de RE), pequeñas vesículas Precipitado que contiene ribosomas, y grandes macromoléculas

33. 0.5 µm (a)

34. (b)

35. 0.1 µm (c)

36. 2.5 µm (d)

37. 7.5 µm (e)

38. 0.75 µm (f)

39. Célula1 Célula2 Membrana Plasmática (a) Unión Estrecha (tightjunction) Citoplasma Filamentos del citoesqueleto Filamentos de glicoproteínas (b) Desmosoma (c) Uniones de comunicación (gap junction) Espacio extracelular Pared celular Retículo endoplásmico Citosol (d)Plasmodesmos Membrana plasmática de Las dos células adyacentes

40. (c) (b) (a) 50 nm 100 nm (e) (f) (d)

41. 50 nm (a)

42. 100 nm (b)

43. (c)

44. (d)

45. (e)

46. (f)