B-0106 Sesión 02 Capítulo 4
Contenido
• ¿Qué es la teoría celular?
• ¿Cuáles son las características
básicas de las células?
• ¿Cuáles son las características
principales de las células
procarióticas?
• ¿Cuáles son las características
principales de las células eucarióticas?
¿Qué es la teoría celular?
• Los principios de la teoría celular moderna:
– Todo organismo vivo se compone de una o más células.
– Los organismos vivos más pequeños son células individuales y las células son las unidades funcionales de los organismos multicelulares.
– Todas las células nacen de células preexistentes.
¿Cuáles son las características
básicas de las células?
– Las funciones de las células limitan su tamaño.
– Todas las células tienen características comunes.
– Hay dos tipos básicos de células: procarióticas y eucarióticas.
Las funciones de las células limitan
su tamaño
• Casi todas las células son
pequeñas, y miden entre 1 y 100
micras de diámetro.
• El micrómetro, micrón o micra,
equivale a una milésima parte de un
milímetro. Su símbolo científico es un
Tamaños relativos.
Las dimensiones que suelen encontrarse en biología van desde unos 100 metros (altura de las secuoyas más altas) hasta unas cuantas micras
(diámetro de la mayoría de las células) y unos cuantos nanómetros (diámetro de muchas moléculas
grandes). Observe que en el sistema métrico
(empleado casi
exclusivamente en la ciencia en muchas
regiones del mundo) se dan nombres distintos a las dimensiones que difieren en factores de 10, 100 y 1000.
• Las células necesitan intercambiar
nutrimentos y desechos con su
ambiente exterior.
• Ninguna parte de la célula puede
estar alejada de su ambiente
Todas las células tienen
características comunes
• La membrana plasmática
encierra a la célula y regula el flujo
de material.
La membrana plasmática
• El citoplasma es el espacio interior
donde ocurren las reacciones
metabólicas de la célula.
– Contiene organelos.
– La porción fluida (citosol) contiene agua, sales y una variedad de moléculas
orgánicas.
Todas las células tienen
características comunes
• Todas las células usan el ADN (ácido
desoxirribonucleico), como plano de la
herencia.
• Todas las células usan el ARN (ácido
ribonucleico ), para copiar y ejecutar la
construcción de las proteínas.
Todas las células tienen características
comunes
• Todas las células obtienen energía y
nutrimentos del ambiente.
• Todas las células utilizan bloques de
construcción para construir las
moléculas de la vida.
Todas las células tienen
características comunes
Hay dos tipos básicos de células
• Las células pueden ser:
– Procarióticas: antes del núcleo.
– Eucarióticas: núcleo verdadero.
¿Cuáles son las características
principales de las células procarióticas? – Las células procarióticas son pequeñas y
tienen características especializadas en su superficie.
– Casi todas las células procarióticas
(bacterias) miden < 5 micras de largo. – Las células procarióticas tienen menos
estructuras especializadas en su citoplasma.
• Por lo general, está presente una
pared celular rígida.
Células procarióticas Cromosoma (región nucleoide) Pared celular Membrana plasmática ribosomas cápsula
• Algunas bacterias pueden moverse, impulsadas por flagelos.
• Las bacterias infecciosas tienen
cápsulas revestidas con polisacáridos y capas legamosas (capas S: protéica o lipoprotéica) en su superficie.
• Los pelos son proteínas que se
proyectan hacia fuera de la pared de la célula de algunas bacterias para
aumentar su adhesión.
• Pueden tomar forma de bastoncillos
(bacilos), esferas (cocos) o hélices
(espirilos).
Células
• Tienen un solo cromosoma circular que consiste en una hebra larga de ADN.
– Este cromosoma está enroscado y se
encuentra en la región central de la célula, llamada región nucleoide.
• Pequeños anillos de ADN (plásmidos) ubicados en el citoplasma.
• Carecen de núcleo y de otros organelos encerrados en membranas.
• Algunas bacterias fotosintéticas tienen membranas internas en las cuales se
localizan las proteínas que captan la luz. • El citoplasma puede contener gránulos
de alimento.
Membranas fotosínteticas
Células
¿Cuáles son las características principales
de las
células eucarióticas?
– Las paredes celulares sirven de sostén a algunas células eucarióticas.
– El citoesqueleto brinda forma, soporte y movimiento.
– Los cilios y flagelos mueven a la célula o a los líquidos para que éstos pasen por la célula.
– El núcleo es el centro de control de la célula eucariótica.
– El citoplasma eucariótico incluye un complejo sistema de membranas. – Las vacuolas desempeñan muchas
funciones.
– Las mitocondrias extraen energía de las moléculas de alimento.
– Los cloroplastos captan la energía solar y la transforman en energía química.
– Las plantas utilizan plástidos para almacenamiento.
¿Cuáles son las características
principales de las células eucarióticas?
Características principales
• Las células eucarióticas suelen medir
más de 10 micras de diámetro.
• Una diversidad de organelos
encerradas dentro de membranas
realizan funciones específicas.
• El citoesqueleto da forma y
organización.
• Las células animales y vegetales
difieren en cuanto a paredes celulares,
cloroplastos, plástidios, vacuolas
centrales, y centriolos.
Célula animal representativa
Célula vegetal representativa
Paredes celulares
• Las superficies exteriores de las plantas, hongos y algunos protistas tienen
recubrimientos relativamente rígidos y sin vida que se llaman paredes celulares.
• Las paredes celulares están hechas de polisacáridos como la celulosa o la
quitina.
– Las paredes celulares soportan y protegen a las células que de otra manera serían frágiles y por lo general son porosas.
• Las paredes celulares están
hechas de polisacáridos como la
celulosa o la quitina.
• Las paredes celulares de las plantas pueden tener varias capas:
– Las paredes celulares primarias de las plantas son exteriores.
– Las paredes celulares secundarias son interiores.
– Las paredes celulares primarias de las
células contiguas se unen por medio de la laminilla intermedia.
El citoesqueleto
• El citoesqueleto forma una red de
fibras proteicas dentro del
citoplasma.
– Está formado por microtúbulos,
filamentos intermedios y
• Funciones importantes del citoesqueleto:
– Mantiene y da forma a la célula. – Proporciona el movimiento celular.
– Proporciona el movimiento de los organelos, incluyendo la vesículas formadas durante la endocitosis y exocitosis.
– Facilita la división celular en los
movimientos de los cromosomas y la citocinesis.
Cilios y flagelos
• Los cilios y flagelos son delgadas
extensiones de la membrana
Cilios y flagelos
Célula animal representativa
• Largos pares de microtúbulos se deslizan juntos (usando ATP), provocando el
movimiento de los cilios y flagelos. • Funciones:
– Los cilios o flagelos se pueden usar para mover a la célula.
– Los cilios se pueden usar para crear corrientes de liquido que se mueve en su ambiente.
• El núcleo es un organelo que consta de tres partes principales:
– Envoltura nuclear – Cromatina
– Nucleolo
El núcleo
• La envoltura nuclear separa a los cromosomas del citoplasma.
– La envoltura consta de una doble membrana con poros nucleares para el transporte de moléculas (agua, iones, proteínas,
fragmentos de ribosomas y ARN). – La membrana nuclear exterior tiene
• El núcleo contiene ADN en varias configuraciones.
– Cromosomas condensados (durante la división celular).
– Cromatina difusa (el DNA dirige las
reacciones por medio de un RNA mensajero para realizar la síntesis de proteínas
celulares).
• Región dentro del núcleo que se tiñe
de color oscuro llamada nucleolo.
– Son los sitios donde se realiza la síntesis de los ribosomas.
– Los ribosomas sintetizan las proteínas.
Sistema de membranas
• El sistema de membranas incluye la
membrana plasmática y las membranas de algunos organelos (núcleo, retículo
endoplásmico, aparato de Golgi, lisosomas, vesículas y vacuolas).
• La membrana plasmática aísla a la
célula y permite la regulación del
transporte.
– Las plantas, los hongos, y además algunos protistas, tienen una pared
celular fuera de la membrana plasmática.
• Los sacos membranosos llamados
vesículas transportan las membranas y el contenido especializado entre las regiones separadas del sistema de membranas.
• El retículo endoplásmico (RE), forma
canales encerrados por membrana dentro del citoplasma.
• Existen dos formas de RE: – RE liso
– RE rugoso
ribosomas
vesículas
• El RE liso no tiene ribosomas.
Contiene enzimas que eliminan la toxicidad de las drogas (en las células del hígado), sintetizan lípidos y almacena iones de
calcio.
Retículo endoplásmico
vesículas
• El RE rugoso tiene ribosomas
incrustados en el exterior.
Fabrica las proteínas como las enzimas digestivas y hormonas como la insulina que algunas células excretoras exportan a su ambiente y en sus membranas
tienen enzimas que sintetizan varios lípidos.
• El aparato de Golgi es una pila de
bolsas aplanadas e interconectadas.
– Recibe proteínas del RE (a través de las vesículas) y las clasifica.
– Modifica algunas moléculas (por
ejemplo, las proteínas a glucoproteínas). – Empaca el material en vesículas para
exportarlo.
El aparato de Golgi es una pila de bolsas membranosas aplanadas que se derivan del retículo endoplásmico. Las vesículas se fusionan, de manera continua, y se separan del aparato de Golgi y del RE, transportando material del RE al aparato de Golgi y de regreso. La flecha larga indica la dirección del movimiento de los materiales dentro del aparato de Golgi conforme son
modificados y separados. Las vesículas brotan del aparato de Golgi por una cara opuesta al RE; algunas producen lisosomas, y otras transportan
El aparato de Golgi
aparato de Golgi
El aparato de Golgi
Las vesículas que llevan proteínas del RE se fusionan con el
aparato de Golgi
Las vesículas que llevan proteínas modificadas
dejan el aparato de Golgi
• Destino de tres sustancias producidas por el sistema de membranas:
1. Las proteínas secretadas en el RER, viajan a través de Golgi, y luego son exportadas por la membrana plasmática.
– La figura siguiente ilustra el proceso de los
anticuerpos, proteínas producidas por los glóbulos blancos que se adhieren a los organismos
invasores y ayudan a destruirlos.
Fabricación y exportación de una proteína
2. Las proteínas digestivas producidas
en el RER, viajan a través del
aparato de Golgi, y se empacan
como lisosomas para usarse en la
célula.
• Los lisosomas se funden con las
vacuolas alimentarias y digieren el alimento en nutrimentos básicos.
Formación y función de lisosomas y vacuolas
3. Las proteínas y lípidos de la
membrana producidos en el RE
fluyen a través del aparato de Golgi,
y reabastecen o agrandan las
membranas plásmáticas y de los
organelos.
Las vacuolas desempeñan
muchas funciones
Vacuolas: bolsas de membrana
celular llenas de fluido.
• Funciones de las vacuolas
– Las vacuolas contráctiles de
organismos de agua dulce recolectan y drenan el agua.
• Funciones de las vacuolas (continuación): – Las vacuolas centrales vegetales tienen
varias funciones.
• Participan en el equilibrio hídrico de la célula. • Almacenan desechos, nutrimentos o
pigmentos tóxicos.
• Proporcionan presión de turgencia en el citoplasma para mantener la rigidez de la célula.
Las vacuolas desempeñan
muchas funciones
• Las mitocondrias son organelos redondos, ovalados o tubulares que tienen un par de membranas.
– La membrana interior forma pliegues profundos llamados crestas.
– El compartimiento intermembranas está
ubicado entre la membrana externa e interna. – La matriz se encuentra entre los pliegues de la
membrana interior.
Las mitocondrias extraen
energía del alimento
Una mitocondria Membrana exterior Membrana interior Compartimiento intermembranas matriz crestas 0.2 micras
• Las mitocondrias podrían ser restos de bacterias procarióticas (hipótesis
endosimbiótica).
Las mitocondrias extraen
energía del alimento
• Funcionan como las “centrales
eléctricas de la célula”.
– Las mitocondrias extraen energía de las moléculas de alimento.
– La energía extraída es almacenada en enlaces de alta energía del ATP.
– El proceso de extracción de energía implica reacciones anaeróbicas y aeróbicas.
Las mitocondrias extraen
energía del alimento
Cloroplastos
• Los cloroplastos son organelos
especializados rodeados por una doble
membrana:
– Membrana exterior.
– Membrana interior; en la cual se encierra un fluido llamado estroma.
• La pila de bolsas membranosas, huecas e interconectadas (grana) dentro del
Membrana exterior Membrana interior estroma tilacoide Canal que interconecta tilacoides Granum (pila de tilacoides) Un cloroplasto 1 micra
• Las membranas de los tilacoides
contienen clorofila y otros pigmentos
que capturan la luz del sol y
sintetizan azúcar, a partir del CO
2y
agua (fotosíntesis).
Un cloroplasto Membrana exterior Membrana interior estroma tilacoide Canal que interconecta tilacoides Granum (pila de tilacoides)
Las plantas utilizan plástidos
para almacenamiento
• Los plástidos se encuentran sólo en las plantas y en los protistas fotosintéticos. • Están rodeados por una doble
membrana. • Funciones:
– Almacenan el almidón, que se forma a partir de los azúcares producidos durante la
fotosíntesis.
– Almacenan las moléculas de los pigmentos que imparten el color a las frutas maduras.