Ch3_CelulasYSubestructura (1)

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07/09/2022
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La Célula
Unidad Fundamental de la Vida
Origen, tipos y componentes
Fundamentos de Biología Celular Y Molecular – MBIO2104
Célula
• Célula (latin cellula, ‘cuarto pequeño’ o 
‘celda’
• Se define como la unidad estructural y 
funcional de todas las formas de vida
• Cada célula esta definida (limitada) por 
una membrana que la rodea, la 
membrana plasmática
Célula
• El conceto de célula permite clasificar los 
organismos en
• Unicelulares: Una única célula
• Multicelulares (Pluricelulares): Múltiples células 
con funciones especializadas
Célula
Robert Hooke (Londres, 1635-1703)
• 1665 – Libro Micrographía – 50 observaciones
• Se usa por primera vez la palabra célula
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Ayudas Importantes
• El microscopio → Inventado por Zacharias Janssen (1590)
• La teoría celular →Matthias Jakob Schleiden and Theodor Schwann (1839)
• Todos los organismos están compuestos por una o más células
• Las células son la unidad fundamental de la estructura y función de los organismos vivos
• Todas las células provienen de células pre-existentes
Diámetros (1 – 100 µm)
¿Cómo se logran observar las células?
Microscopios de luz
• Poder de resolución de 0.2 μm
• Permite ver estructuras
• Se necesita de coloración
Microscopios electrónicos
• Magnetos para enfocar rayos electrónicos
• Una película los hace visibles
• Resolución de 0.2 nm
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X
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00
X
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Procariotas
No tienen núcleo
Tampoco tienen 
compartimentos 
intramembranosos. 
Eucariotas
Tienen núcleo 
rodeado por una 
membrana.
Tienen otros 
compartimentos 
(organelos)
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Procariotas
• Microorganismos (1-10 µm), unicelulares
• Habitan un rango más amplio de ambientes 
que las eucariotas, sobretodo las Archaea –
Extremófilas
• Miembros importantes de la microbiota y 
muchos otros nichos ecológicos
• Hacen trasferencia horizontal
• Algunas realizan fotosíntesis (cianobacterias)
• Pueden organizarse en biopelículas. 
Procariotas
• No tienen membrana nuclear, ni ningún otro sistema 
endomembranoso
• Nucleoide y citosol
• Tienen pared celular 
• Rodea la membrana plasmática, provee forma y resistencia
• Gram-negativas → membrana adicional que rodea la pared celular
• Micoplasmas → no tienen pared
• Algunas tienen cápsula
• Capa externa de polisacáridos que sirve protección
• Pueden tener estructuras externas
• Pilis, flagelos
Procariotas
• Gram-positivas vs Gram-negativas
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• Flagelos → Adhesión y locomoción. Uno o varios a un extremo
• Pili → Adhesión y trasferencia horizontal
Procariotas
Procariota
• Genoma
• Un único cromosoma
• Circular
• Elementos episomales autónomos
• Plásmidos
Procariota
• Transferencia horizontal
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Eucariotas
• 10X mas grandes que las procariotas (1-10 µm)
• Organelas
• Compartimentalización por membranas internas
• Roles funcionales específicos
• Citoesqueleto
• Más organizado y complejo que en las bacterias
• Red de transporte interno y locomoción
Eucariotas
• Dos tipos: Animales y Vegetales (cloroplastos y pared celular)
Subestructura Celular Eucariótica
Núcleo
Sistemas Endomembranosos 
(RER, REL, Golgi)
Mitocondrias y Cloroplastos
Ribosomas
Citoesqueleto
Otras organelas
• Membrana nuclear
• Complejo del poro nuclear
• Contiene el ADN
• Cromatina: AND + proteína
• Cromatina relajada en Interfase
• Cromosomas en Metafase
• Eucromatina
• Heterocromatina
• Regiones cromosómicas
• Matriz nuclear
• Soporte mecánico parecido al citoesqueleto
Núcleo
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• Complejo del Poro Nuclear
• Paso de moléculas
• ARNm hacia afuera
• Factores de transcripción hacia adentro
• Usualmente es organelo más grande
• Contiene la mayoría del ADN de la célula
• Allí sucede la replicación del ADN
• Y la transcripción 
• Nucléolo: Dentro del núcleo donde se 
ensamblan los ribosomas
• No siempre se detecta al microscopio de luz
Núcleo
• Usualmente es un único núcleo, pero…
• Glóbulos rojos de mamíferos = 0
• Osteoclastos = Muchos
• Genomas
• Cromosomas segmentados
• La mayoría son diploides
• No se conocen elementos episomales
• Aloja las siguientes funciones
• Replicación del ADN
• Transcripción (pre ARN)
• Maduración del ARN
• Controles epigenéticos
Núcleo
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Sistema Endomembranoso
• Incluye
• Retículo Endoplásmico Rugoso
• Retículo Endoplásmico Liso
• Aparato de Golgi
• Funciones que siguen un orden y son 
complementarias
Retículo Endoplásmico
• Red de membranas interconectadas
• Ubicado en citoplasma
• Es una continuación de la membrana nuclear
• Formas cisternas que tienen un lumen aislado del 
citoplasma
• Gran superficie cuya función es exportar y modificar proteínas
• Existen 2: Rugoso y Liso
Retículo Endoplásmico
• Rugoso
• Muchos ribosomas adheridos
• Síntesis de proteínas en ribosomas unidos a membrana
• Segrega y reparte proteínas
• Modifica proteínas (función y localización especifica)
• Liso
• Modificación de moléculas pequeñas (toxinas)
• Degradación de glicógeno
• Síntesis de lípidos y esteroides
• Almacén de iones de calcio
• Modificación química de proteínas
Aparato de Golgi
• Conjunto de sacos membranosos o cisternas
• Dos secciones que cumplen funciones diferentes:
• Cis: recibe proteínas del RE
• Trans: Las manda a otros lugares
• El transporte sucede en vesículas
• Cis: Recibe proteínas del REL que necesitan más modificaciones
• Trans: Concentra, empaca y distribuye proteínas para que vayan a 
su destino final 
• Sintetiza polisacáridos y realiza la glicosilación de proteínas
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Recordemos la teoría del Endosimbionte
Mitocondria
• Organela separada
• Tiene dos membranas, interna y externa
• La interna es densamente plegada - Crestas
• En las crestas sucede la respiración celular
• Respiración celular
• Producción de energía en forma de ATP
• A partir de Glucosa (u otros sustratos molécula) y oxigeno 
• Se dividen por fisión binaria y de manera 
independiente a la división celular
Mitocondria
• Tiene su propio ADN (ADNmt)
• Codifica la maquinaria para la respiración celular
• Se hereda por línea materna
• Muchas copias por mitocondria (2-10)
• Muchas mitocondrias por célula
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Plastidios
• Organelos propios de las células eucarióticas vegetales
• Funciones
• Producción y almacenamiento de compuestos químicos usados por la célula
• Fotosíntesis, síntesis de lípidos y aminoácidos, proveer color (frutas y flores)
• Ejemplos
• Cloroplastos→ Verdes, fotosíntesis
• Cromoplastos → Coloreados, síntesis y almacenamiento de pigmentos
• Amiloplastos → Almacenamiento de almidón y geotropismo
• Elaioplastos → Almacenamiento de grasas
Lisosomas
• Vesículas originadas en el aparato de Golgi
• Contienen enzimas digestivas y otros mecanismos que 
hidrolizan(degradan) macromoléculas hasta sus 
monómeros
• Funciones:
• Digieren macromoléculas y material extraño de microorganismos 
que ingresan a las células
• Digieren componentes celulares dañados o senescentes
Otras organelas
• Peroxisomas 
• Lo tienen casi todas las células eucarióticas
• Generan peróxido de hidrógeno y son importantes en el catabolismo de ácidos grasos.
• Glioxisoma
• Peroxisomas especializados, hallados solo en plantas
• Lípidos almacenados son convertidos en carbohidratos
• Vacuolas
• En células de plantas, hongos y protistas
• Almacenamiento de toxinas
• Mantiene la estructura celular (rigidez en plantas)
• Contiene pigmentos (antocianinas)… atracción animales para polinizacion
• Digestión de proteínas en monómeros
Ribosomas
• Complejos macromoleculares: ARN + 
Proteínas
• No son organelas dado que no tienen una 
membrana
• Tienen la función de sintetizar las 
proteínas
• Peptidil transferasa ARN 23S y 28S – Ribozima
• Están presentes en:
• Bacterias, 60S
• Eucariotas, 80S
• Mitocondrias y cloroplastos, 60S
• Unidos a membrana o libres 
• Esto define el destino final de la proteína que 
estén sintetizando37 38
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Citoesqueleto
• Filamentos proteicos intracelulares
• Organización y tráfico celular
• Posiciona los organelos dentro de la célula
• “Autopista” para proteínas motoras
• Interacción con la matriz extracelular
• Movimiento ameboideo
• Existen tres componentes principales del 
cito esqueleto:
• Microfilamentos
• Filamentos intermedios
• Microtúbulos
Citoesqueleto
• Microfilamentos
• Son los más delgados en diámetro
• Polímeros de actina
• Formación de Pseudopodos (falsos pies)
Citoesqueleto
• Filamentos intermedios
• > 50 tipos diferentes
• Proteínas fibrosas en forma de soga
• Estabilizan estructura celular
• Resistir la tensión entre dos células
• Mantienen la posición del núcleo y otros 
organelos dentro de célula.
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Citoesqueleto
• Microtúbulos
• Son los de mayor diámetro
• Polímeros cilíndricos, huecos y largos de 
subunidades protéicas de tubulina
• Esqueleto rígido intracelular
• Red para que se muevan las proteínas motoras 
en la célula
• Distribuyen cromosomas en la división celular
• Si se dañan los microtúbulos se detiene la división 
celular
Citoesqueleto
• Movimiento de contenido celular
• Dineina, kinesina (a lo largo de microtúbulos)
• Miosina (a lo largo de microfilamentos)
¿Citoesqueleto en Procariotes?
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Cilios y Flagelos
• Movimiento celular
• Los cilios y flagelos están hechos de 
microtúbulos y se mueven con proteínas 
motoras (Dineina y Kinesina)
• Arreglos de 9+2, rodeados de membrana
Cilios y Flagelos
Pared Celular – Vegetales 
• Brinda soporte y rigidez
• Sirve como barrera de protección contra 
patógenos
• Compuesta principalmente por celulosa, 
hemicelulosa y lignina
• Los citoplasmas de las células vegetales 
están conectados entre si por unas 
estructuras llamadas plasmodesmatas
Matrix Extracelular en Animales
• Red 3D de macromoléculas y minerales extracelulares
• Colágeno, enzimas, glicoproteínas e hidroxiapatita
• Brindan soporte estructural (estroma) y bioquímico a las células circundantes
• Su composición varía entre las estructuras multicelulares
• Facilitan la adhesión celular, la comunicación de célula a célula y la diferenciación 
• En tejidos animales incluye la matriz intersticial y la membrana basal
• Matriz intersticial: espacios intercelulares llenos de estructuras gelatinosas (polisacáridos y proteínas 
fibrosas) que actúan como un amortiguador de compresión 
• Membranas basales: depósitos de matriz en forma de lámina sobre los que se apoyan varias células 
epiteliales
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Matrix Extracelular en Animales
• Compuesto principalmente por colágeno 
(proteína fibrosa), fibronectina y proteoglicano
• Funciones
• Mantiene las células juntas en los tejidos
• Contribuye a las propiedades físicas de los tejidos 
conectivos y de soporte (cartílagos)
• Cada tipo de tejido conectivo tiene su propia 
matriz extracelular
• Tejido óseo → Fibras de colágeno y minerales óseos
• Sangre → Plasma
Matrix Extracelular en Animales ¿Matrices extracelulares en otros 
organismos?
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MEC – Estructura 
• Los componentes son producidos intracelularmente y secretados vía exocitosis
• Una vez secretados se agregan a la matriz existente
• La MEC es un entramado de proteínas fibrosas y glicosaminoglicanos (GAGs)
• Peptidoglicanos
• No peptidoglicanos
• Proteínas
• Y otros componentes
Proteoglicanos
• Los GAGs polisacáridos lineales 
que contienen una unidad de 
disacárido que se repite
• Los GAGs se unen a las proteínas 
de la MEC y forman 
proteoglicanos
• Carga neta negativa
• Atrae iones positivos (Na+)
• Se atrae agua, vía ósmosis
• Favorece la hidratación, acción y de 
absorción de golpes
Ácido Hialurónico
• Es un polisacárido, no proteoglicano
• Residuos alternantes de Ácido D-glucurónico y 
N-acetilglucosamina
• Le provee a los tejidos 
• Resistencia a la compresión
• Turgencia por absorción de agua
Colágeno
• Es la proteína más abundante en la MEC y en 
el cuerpo humano
• 90% de la matriz de los huesos
• 25-35% de la toda la proteína corporal
• Consiste en hélices triples de aminoácidos 
que forman las fibras
• Secretado como pro-colágeno
• Debe ser clivado por proteasas para que se 
ensamble a la MEC
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Colágeno
• Existen más de 28 tipos de 
colágeno identificados
• Se clasifican de acuerdo al 
sitio donde predominan
Elastina
• Es otra de las proteínas de la MEC
• Fibra elástica que se encuentra como elastina 
amorfa o fibrosa
• Al revés del colágeno, provee elasticidad a los 
tejidos
• Resistencia a la extensión
• Recuperación de la forma original del tejido
• Muy útil en vasos sanguíneos, pulmones y piel
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