biologia celular

1. BIOLOGIA CELULAR
Semana 5
•Biología celular: Estructura de la célula procariótica y eucariótica.
•Membrana plasmática. Composición química. Transporte pasivo y activo.
Semana 6
•Citoplasma. Citoesqueleto. Microtúbulos y microfilamentos.
•Organoides citoplasmáticos. Ribosomas. Tipos, estructura y función.
Semana 7
•Retículo endoplasmático. Aparato de golgi. Lisosomas.
•Mitocondrias. Estructura. Membrana y matriz mitocondrial.
Semana 8
•Cloroplastos. Estructura y función.
.Nucleo. Envoltura nuclear, cromatina y nucleolo.

2. Robert Hooke (1665), al ver en tejidos
vegetales unidades que se repetían a
modo de celdillas de un panal, las bautizó
de “células”.
Anton van Leeuwenhoek (1670), inventor
del microscopio, observó diversas células
eucariotas (como protozoos y
espermatozoides) y procariotas
(bacterias).
Theodor Schwann y Matthias Schleiden
(Década de 1830), 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 (Teoria celular).
Lynn Margulis (1981), publica su hipótesis
sobre la endosimbiosis serial, que explica
el origen de la célula eucariota.

3. Una célula es la unidad morfológica,
fisiológica y genética de todo ser vivo.
Es el elemento de menor tamaño que
puede considerarse vivo.
Los organismos vivos pueden
clasificarse según el número de
células:
Unicelulares (cuando tienen una
célula), como protozoarios o bacterias.
Pluricelulares (si poseen más). El
número varia: de pocos cientos, como
en algunos nemátodos, a cientos de
billones (1014), como en el ser
humano.
Las células suelen poseer un tamaño
de 10 μm y una masa de 1 ng, si bien
existen células mucho mayores.

4. Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las
células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en
animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que
también tienen células con propiedades características).

5. Membrana plasmática
La membrana plasmática es una estructura laminar formada por fósfolípidos (con cabeza
hidrofílica y cola hidrofóbica) y proteínas, define sus límites y contribuye a mantener el
equilibrio entre el interior y el exterior de éstas. Se asemeja además, a las membranas que
delimitan los orgánulos de células eucariotas.
La principal característica 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). En
las células procariotas y en las eucariotas osmótrofas como plantas y hongos, se presenta
otra capa, denominada pared celular.

6. Lípidos de la membrana plasmática

7. Distribución de biomoléculas en las membranas plasmáticas

8. Funciones de las membranas plasmáticas

9. Semipermeabilidad de las membranas Procesos de transporte
Uniporte
Simporte
Antiporte

10. Transporte pasivo Transporte activo

11. La bomba Na:K es un sistema de transporte de íons Sodio (Na) para fuera de la
célula, y de íons Potasio ( K) para dentro de la misma.
El Sodio está en mayor cantidad fuera de la célula (142 mEq/l) y en menor dentro de
la célula (10 mEq/l). Es por eso que la mayoría del Sodio sale de la célula por un
sistema llamado" transporte activo " donde la presencia del Potasio y el uso de
energía, son esenciales. Las etapas del proceso son:
La Bomba de Sodio y Potasio
Despolarización: Apertura de los canales de Sodio y Entrada de sodio
Repolarización: Se cierran los canales de Sodio y se abren los de Potasio así se
produce una salida de potasio al exterior de la membrana
Hiperpolarización: salida masiva de potasio
Reposo: hay poco potasio fuera. La membrana se estabiliza El cambio de potencial se
produce debido a la entrada de sodio al interior de la membrana, así como
de la salida de potasio.

12. Bomba de sodio y potasio
Funciones:
- Mantenimiento de la osmolaridad y del volumen celular - Transporte de nutrientes
- Potencial eléctrico de membrana - Mantenimiento de los gradientes de sodio y potasio
- Impulsos nerviosos - Transducción de señales
- Farmacología

13. El citoplasma
El citoplasma es la parte del
protoplasma que, en una célula
eucariotica, se encuentra entre el
núcleo celular y la membrana
plasmática .
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 los mismos. El citosol es la sede
de muchos de los procesos
metabólicos que se dan en las
células.
1) Nucléolo (2) Núcleo celular (3) Ribosoma
(4) Vesículas de secreción (5) Retículo
endoplasmático rugoso (6) Aparato de Golgi
(7) Citoesqueleto (8) Retículo endoplasmático
liso (9) Mitocondria (10) Vacuola (11)
Citoplasma (12) Lisosoma (13) Centríolo.

14. El retículo endoplasmático, Ribosomas y Aparato de Golgi
El retículo endoplasmático es una
red interconectada de tubos
aplanados y sáculos comunicados
entre sí, que intervienen en funciones
relacionadas con la síntesis proteica,
metabolismo de lípidos y algunos
esteroides, así como el transporte
intracelular.
Se encuentra en la célula animal y
vegetal pero no en la célula
procariota.
R.E. Rugoso, presenta ribosomas.
Participa en lasíntesis de proteinas.
R.E. liso, no tiene ribosomas.
Participa en la síntesis de lípidos.
1) Núcleo. (2) Poro nuclear. (3) Retículo
endoplasmático rugoso (RER). (4) Retículo
endoplasmático liso (REL). (5) Ribosoma en el RE
rugoso. (6) Proteínas siendo transportadas. (7)
Vesícula (transporte). (8) Aparato de Golgi. (9) Lado
cis del aparato de Golgi. (10) Lado trans del aparato
de Golgi. (11) Cisternas del aparato de Golgi.

15. Los ribosomas son orgánulos encargados de sintetizar proteínas a partir de la
información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero
(ARNm). Están en todas las células (excepto en los espermatozoides).
En células eucariotas, los
ribosomas se elaboran en el núcleo
pero desempeñan su función de
síntesis en el citosol. Están
formados por ARN ribosómico
(ARNr) y por proteínas.
Estructuralmente, tienen dos
subunidades
Los Ribosomas
Tanto los ARNr como las subunidades
de los ribosomas se suelen nombrar
por su coeficiente de sedimentación
en unidades Svedberg. En eucariotas,
los ribosomas del citoplasma se
denominan 80 S. En mitocondrias y
plastos de eucariotas, así como en
procariotas, son 70 S.

16. El Complejo de Golgi
El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas
excepto los glóbulos rojos y las células epidérmicas. 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, cuya función es completar la fabricación de algunas proteínas.
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 y la síntesis de
polisacáridos de la matriz
extracelular.

17. Los Lisosomas
Los lisosomas son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo
endoplasmático rugoso (RER) y luego empaquetadas por el complejo de Golgi,
que contienen enzimas hidrolíticas 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.
Las enzimas más importantes del lisosoma son:
Lipasas, que digiere lípidos,
Glucosidasas, que digiere carbohidratos,
Proteasas, que digiere proteínas,
Nucleasas, que digiere ácidos nucleicos.
Sólo están presentes en células animales.

18. El Centrosoma
El centrosoma es un orgánulo celular que no
está rodeado por una membrana; consiste de
dos centriolos apareados, embebidos en un
conjunto de agregados proteicos que los
rodean.
Alrededor de los centrosomas se dispone
radialmente un conjunto de microtúbulos
formando un áster.
Durante la interfase del ciclo celular, los
microtúbulos determinan la forma celular, la
polaridad y la motilidad, mientras que durante
la mitosis, forman el huso mitótico, necesario
para la segregación de los cromosomas entre
las dos células hijas.

19. La Vacuola
Una vacuola es un orgánulo celular
presente en plantas y en algunas células
protistas eucariotas. Las vacuolas son
compartimentos cerrados o limitados por
membrana plasmática que contienen
diferentes fluidos, como agua o enzimas,
aunque en algunos casos puede contener
sólidos.
Las vacuolas que se encuentran en las
células vegetales son regiones rodeadas
de una membrana vacuolar (tonoplasto) y
llenas de un líquido llamado jugo celular.
La célula vegetal inmadura contiene una
gran cantidad de vacuolas pequeñas que
aumentan de tamaño y se van fusionando
en una sola y grande, a medida en que la
célula va creciendo.
En la célula madura, el 90 % de su
volumen puede estar ocupado por una
vacuola, con el citoplasma reducido a
una capa muy estrecha apretada
contra la pared celular.

20. La Mitocondria
Las mitocondrias son orgánulos provistos de doble membrana. Se encuentran
en la mayoría de las células eucariotas. Se describen como "generadoras de
energía" de las células, debido a que producen la mayor parte del suministro
de adenosín trifosfato (ATP).
La energía química potencial almacenada en
las uniones covalentes de ciertas moléculas
como la glucosa o ácidos grasos es
transformada en energía química que se
almacena en las uniones covalentes entre
fosfatos del ATP.

21. Metabolismo de Carbohidratos

22. Procesos de degración de la glucosa
1. Glucólisis: Conversión de la molécula de glucosa (6 C) en dos moléculas de ácido
pirúvico (3 C). Ocurre en el citoplasma y es un proceso anaeróbico.
2. Reacciones internas: Conversión del Ácido Pirúvico en Acetil Coenzima A. El
ácido pirúvico ingresa a la matriz mitocondrial, donde ocurre el proceso. Funciona
como compuesto intermediario para que las grasas y proteínas también entren al
ciclo de Krebs.
3. Ciclode Krebs: Ciclo metabólico de gran importancia en todas las células que
utilizan oxígeno. Ocurre en la matriz mitocondrial. La Acetil CoA se combina con
el ácido oxalacético formando un compuesto de 6 carbonos (el ácido cítrico).
Participa en procesos catabólicos como anabólicos. Se produce CO2, H2O y
moléculas cargadas de energia química (GTP, NADH, FADH).
4. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa: Etapa final de la respiración,
donde los electrones almacenados en las moléculas químicas (NADH, FADH), son
transportados en las crestas mitocondriales originando elevada carga protónica que
originará la fosforilación del ADP a ATP.
C6H1206 + 6O2 6CO2 + 6H20

23. Procesos de
Degradación de
Aminoácidos,
Ácidos grasos y
glucosa
Citoplasma
Mitocondria
Matriz
Mitocondrial
Membrana
interna

24. Fases y reacciones de la Glucólisis
Continua

25. 2 moléculas de 3 carbonos c/u continuan la reacción por separado
Continuación

26. . El ATP es la fuente de energía universal de la célula.
. NADH y H+ otorgan la capacidad de reducir otros compuestos pertenecientes a otras
vías metabólicas, o bien para sintetizar ATP.
. El piruvato es la molécula que ingresará a la mitocondria y seguirá oxidándose en el
ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica, donde dará origen a más
moléculas de NADH, que podrán pasar a sintetizar ATP en la mitocondria.
Balance general de la glucólisis
Glucosa
Piruvato
2

27. Reacciones internas
La descarboxilación oxidativa del piruvato para formar Acetil CoA, que se produce
en la matriz mitocondrial, es el eslabón entre la glucólisis y el ciclo de Krebs.
+ NAD+
+ CO2 + NADH
Piruvato Coenzima A
Acetil CoA
Conversión del Piruvato en Acetil CoA

28. Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O → CoA-SH + 3 (NADH + H+) + FADH2 + GTP + 2 CO2
Ciclo de
Krebs
Balance general:

29. - Se debe tener em cuenta dos fases: Una la transferencia de electrones y otra la
fosforilación oxidativa.
- El movimiento de electrones en las cadenas de transporte electrónico implica una
oxidación (compuesto que pierde electrones) y una reducción simultanea
(compuesto que acepta electrones): reacción “redox”.
- Para que los electrones sean transferidos desde el reductor al oxidante, el oxidante
debe tener mayor afinidad por los electrones que el reductor .
- El potencial de reducción estándar (Eº’) es una medida de la afinidad de una
molécula por los electrones, en condiciones estándar. Especies con mayor Eº’
tienden a aceptar electrones de moléculas con un Eº’ mas negativo.
- El transporte de electrones a través de la cadena está dirigido por una diferencia de
potencial entre el NADH y el O2.
Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa
Consideraciones generales:

30. Flujo de electrones y protones a través de los 4 complejos de la cadena respiratoria
Los electrones se transfieren del NADH al O2 a través de los complejos I (NADH-Q reductasa), III (Citocromo
reductasa) y IV (Citocromo oxidasa). El flujo de electrones entre estos complejos permite el bombeo de protones a
través de la membrana interna mitocondrial.
Los grupos transportadores de electrones de estas enzimas son flavinas, complejos de hierro-azufre, grupos hemo y
iones cobre. Los electrones son transportados desde el compleo I, mediante la forma reducida de la Ubiquinona (Q),
hidrofóbica, que difunde con gran rapidez en el interior de la membrana interna.
La Ubiquinona también transporta electrones del FADH2 al complejo III. Una pequeña molécula, el Citocromo c,
transporta electrones desde el complejo III al complejo IV de donde se transfieren al O2 para reducir luego al agua.
El complejo II (Succinato-Q reductasa), a diferencia de los demás complejos, no bombea protones.

31. Fosforilación oxidativa
Hipótesis quimiosmótica
El ATP es sintetizado por un complejo enzimático formado por un conducto de
protones (F0) y una unidad catalítica (F1)
Según este
modelo la
transferencia de
electrones a
través de la
cadena
respiratoria
produce un
bombeo de
protones desde
la matriz
mitocondrial
hacia el lado
intermembranas
originando
aumento de los
H+ .
Se genera
también um
potencial
electrico que
en este lado de
la membrana
resulta
positivo. La
síntesis de ATP
por medio del
complejo
ATPasa estaria
dirigida por
esta fuerza
motriz.

32. Balance general de la oxidación total de la glucosa

33. Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes
fotosintetizadores se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por dos
membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se
encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la
energía luminosa en energía química, como la clorofila, mediante la fotosíntesis.
Los cloroplastos
Estructura de un Cloroplasto:
1. Membrana externa
2. Espacio intermembrana
3. Membrana interna
4. Estroma (fluido acuoso)
5. Lumen tilacoidal (interior del
tilacoide)
6. Membrana tilacoidal
7. Grana (tilacoides apilados)
8. Tilacoide (Lamela)
9. Almidón
10. Ribosoma
11. Plastoma (DNA de plasto)
12. Plastoglóbulo (gotas de lipidos)
6CO2 + 6H20 C6H1206 + 602

34. El núcleo celular es un orgánulo membranoso que se encuentra en 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.
Las principales estructuras que constituyen el núcleo son la envoltura nuclear,
(doble membrana) y el nucléolo, que está implicado en la síntesis de los
ribosomas. Tras ser producidos en el nucléolo, éstos se exportan al
citoplasma, donde traducen el ARN.
El Nucleo