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Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 1 BLOQUE: BIOLOGÍA CELULAR Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 2 1.-LA CÉLULA y LA TEORIA CELULAR Clasicamente se ha definido la célula como la unidad anatómica y funcional de los seres vivos. Hoy el conocimiento más profundo de la biología molecular nos permite elaborar una definición mucho mas ajustada: es aquella unidad cuyas acciones vienen determinadas por unos genes que expresados a través de proteínas, y la asociación de estas con otras moléculas caracterizan su estructura y sus funciones. El estudio de la célula ha tenido un largo recorrido desde Leeuwenhoek que construyó el primer microscopio e hizo las primeras observaciones, o Robert Hooke que acuñó el término “cell” (célula, en inglés) al observar las celdillas de una lamina de corcho. En 1838 Schleiden y Schawnn concretan la idea de célula y la definen como la “unidad anatómica y funcional de los seres vivos”; por último Virchow completa el marco teórico con la afirmación “una célula procede de otra célula anterior”. Con estas ideas se resume la TEORIA CELULAR: 1.- Todos los seres vivos están formados por células. 2.- La célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos. 3.- Toda célula procede de una célula anterior. 4.- El material hereditario que contiene una célula pasa a sus descendientes. Pregunta.- Relaciona cada enunciado de la TEORIA CELULAR con el científico que la establece: ________________________;______________________; ___________________ Esta teoría fue aceptada una vez que Santiago Ramón y Cajal demostró que las neuronas se comportaban como células individuales, independientes (Neuronismo), y no como una red de células unidas entre sí (Reticulismo) Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 3 2.- Origen y evolución celular.- Previa a la aparición de la célula se supone una evolución química o “prebiótica”, en la que a partir de compuestos como el metano, amoniaco, agua, hidrógeno, y ENERGÍA (solar) se formarían las primeras moléculas sencillas se polimerizarán y darán lugar a moléculas más complejas, macromoléculas, con capacidad de replicarse y dividirse, entre ellas se encontraria el ARN (ribozima); estas macromoléculas se rodearían de una membrana creando un sistema celular primitivo capaz de sintetizar proteínas y replicar nuevos sistemas. Existen otras teorías sobre el orígen de la vida, entre ellas: PANSPERMIA.- Que considera que la materia orgánica que se deposita en el planeta y a partir de la que evolucionará la vida, estaría presente en el polvo interestelar, y llegaría a la Tierra a través del impacto de meteoritos. (Oró, investigador español y uno de los precursores de esta teoría) Mundo PRE-RNA.- Se trataría de una molécula anterior al ARN, el PNA (ácido peptidonucleico), similar al ARN. Modelo de Cairns.- Presupone una vida inorgánica desarrollado sobre “arcillas” que serían catalizadoras en la formación en su superficie de moléculas orgánicas, a partir de las anteriores. LA TEORIA “ENDOSIMBIONTE” Woese denominó PROTOBIONTE al primer organismo antecesor de todos los organismos vivos, y representante de la unidad viviente más primitiva. Este organismo tendría capacidad de transcripción y traducción. A partir de este protobionte surgirían las células PROCARIOTAS (Arqueobacterias y Eubacterias) y las células EUCARIOTAS. Busca información acerca de LUCA (Last Universal Cellular Ancestor). No en Wikipedia. Recopila la información más relevante. Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 4 TEORIA ENDOSIMBIONTE (Margullis-1967) Margullis a través de su teoría ENDOSIMBIONTE propone un modelo según el cual la célula EUCARIOTA procedería de una célula anterior o URCARIOTA que iría englobando/incorporando otros organismos/células “procariotas”. Actividad.- Sobre el dibujo anterior identifica: célula URCARIOTA y organismos/células procariotas. Las células procariotas serían precursoras de orgánulos como “peroxisomas”, “cloroplastos” y “mitocondrias”. Estos últimos contienes su propio ADN, y presentan ribosomas muy similares a los de células procariotas. La incorporación de estos orgánulos fue fundamental en la evolución celular y proporcionó a la célula eucariota la respiración aerobia, y la capacidad fotosintética en células vegetales. Pregunta.- ¿Qué ventaja crees que obtendría la antigua célula procariota simbionte con esta asociación? http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=94t_KaRi7YjASM&tbnid=JkX9lvX2z6bggM:&ved=0CAYQjRw&url=http://payala.mayo.uson.mx/QOnline/Evolucion_celular.htm&ei=uGcnU8LfHqPv0gXmyIHoCg&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNEjQTAfc5ciYDev6d1NCq7uufztOQ&ust=1395177756666648 Biología 2º B 3.- TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR Dos son los modelos fundamentales de organización celular: PROCARIOTA y EUCARIOTA. La diferencia fundamental, o más evidente, entre ambas es que la primera carece de membrana nuclear, es decir, verdadero núcleo. A).- LA CÉLULA PROCARIOTA Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELUL E ORGANIZACIÓN CELULAR Dos son los modelos fundamentales de organización celular: PROCARIOTA y EUCARIOTA. La diferencia fundamental, o más evidente, entre ambas es que la primera carece de membrana nuclear, es decir, verdadero núcleo. PROCARIOTA La célula procariota presenta 3 características fundamentales: 1.- Membrana celular rodeada de una “pared celular” que presenta características específicas de estos organismos. 2.- Ausencia de orgánulos membranosos, incluido un material genétic protegido por una membrana nuclear. 3.- Muy pequeño tamaño. Se mide en micrometros: long( 2 10)/diámetro(0.5 El término bacteria se utiliza indistintamente, por ello decimos que estas presentan varias formas y agrupaciones: FORMAS: Cocos, Bacilos, Espiroqueta, etc… AGRUPACIONES Estreptococo, Diplobacilo, etc… LAR 5 Dos son los modelos fundamentales de organización celular: PROCARIOTA y EUCARIOTA. La diferencia fundamental, o más evidente, entre ambas es que la primera carece de membrana nuclear, es decir, verdadero núcleo. La célula procariota presenta 3 características fundamentales: Membrana celular rodeada de una “pared celular” que presenta características específicas de estos Ausencia de orgánulos membranosos, incluido un material genético que no está protegido por una membrana Muy pequeño tamaño. Se mide en micrometros: long( 2- 10)/diámetro(0.5-1) El término procariota y se utiliza indistintamente, por ello decimos que estas presentan varias formas y agrupaciones: : Cocos, Bacilos, Espiroqueta, etc… AGRUPACIONES: Diplococo, Estreptococo, Diplobacilo, http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=ixH-qyoJ70Ox8M&tbnid=zHRTSYjLqm68mM:&ved=0CAYQjRw&url=http://mediateca.cl/500/imagenes celulas/pagina celulas/celula procariota indiiferenciada.htm&ei=xWsnU6-ADISa1AW-sIAI&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNGBryLbbQT79MbRB7kTPiNRLLOnCQ&ust=1395178774129379 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=y95B7rwrneiq8M&tbnid=tuGRpv4NdBysVM:&ved=0CAYQjRw&url=http://www.picstopin.com/480/siete-de-agosto-allegory-of-a-farce-by-romulo-galicano-/http:||i*ytimg*com|vi|7z92d3NZ-So|0*jpg/&ei=5m0nU5a6CKnB0gXhtoD4CA&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNGHMp7WZuRHN5zssLbHE7NKEIrREA&ust=1395179275752322 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 6 La célula procariota presenta similitudes y diferencias con respecto a la célula eucariota. Así, comparte la estructura y función de la membrana plasmática, la existencia de ribosomas; incluso entre el grupo procariotas existen elementos comunes comola pared celular, nucleoide y ribosomas 70s, y otros exclusivos de ciertos procariotas como la cápsula, capas mucosas, inclusiones o apéndices externo. Veamos cada uno de esos elementos: 1.- MEMBRANA PLASMÁTICA. Se trata de la envoltura externa de la célula, delimita el medio interno y externo, además de facilitar el intercambio de sustancias entre ambos de manera “selectiva”. Se le supone la siguiente proporción bioquímica: 40% lípidos, y 60% de proteínas. Estructura y composición: .- Estructura con 3 láminas que presenta una BICAPA LIPÍDICA (fosfolípidos), con partes hidrófilas (zona polar) hacia el interior y exterior de la célula, que presenta abundante agua, y una parte hidrófoba (zona apolar-ácidos grasos) enfrentando las dos capas, hacía el interior. Los lípidos de la membrana son: Fosfolipidos (los mas abundantes, y tienen carácter “antipático”), Glucolípidos (son lípidos que tienen asociados http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=ipWSjllCPKV8_M&tbnid=PJr3tT2s3GMr4M:&ved=0CAYQjRw&url=http://www.biologiasur.org/apuntes/base-fisico-quimica/organizacion-y-fisiologia-celular/celula-eucariotica/membranas.html&ei=HcIoU8HULaXG0QXth4HoBw&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNHNlXaBPLADiKTErTUuGPrZQB4NeA&ust=1395265306908607 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 7 oligosacáridos; en las células procariotas son derivados de los fosfoglicéridos) y Esteroles (son muy raros en las células bacterianas y sólo en aquellas que no tienen pared celular). .- Presenta 2 tipos de proteínas. Proteínas “integrales” , incluyen proteínas que atraviesan la membrana desde su zona interna hasta la zona externa (transmembranares) , o bien proteínas asociadas a la cara interna o a la cara externa. Algunas llevan asociadas “glúcidos”, y en ese caso se situarían en la cara externa de la membrana. Estas proteínas sólo se pueden separar de la membrana si esta es destruida. Las proteínas “periféricas” son proteínas unidas a la membrana por enlace iónico, por tanto fácilmente separables de la membrana. Suelen aparecer en la cara interna. Las proteínas en esta estructura pueden tener distintos papeles: estructural, de reconocimiento y adhesión (identidad celular- ej: glucoproteínas), transporte o metabolismo celular. Modelos de MEMBRANA.- El primer modelo propuesto por Davison y Danielli (1932) se denominó “sándwich”, con las proteínas asociadas a la bicapa, recubriéndola interna y externamente. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=ipWSjllCPKV8_M&tbnid=PJr3tT2s3GMr4M:&ved=0CAYQjRw&url=http://www.biologiasur.org/apuntes/base-fisico-quimica/organizacion-y-fisiologia-celular/celula-eucariotica/membranas.html&ei=8sMoU-u7H-S60wWQoYHwAw&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNHNlXaBPLADiKTErTUuGPrZQB4NeA&ust=1395265306908607 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=msayhXcMZjY4eM&tbnid=oUwqXULw6NAgMM:&ved=0CAYQjRw&url=http://aurorapedreros.wordpress.com/membrana-plasmatica-y-sus-funciones/&ei=UMgoU5mEBOOc0QWEkoCADQ&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNGst-ZE0ZMfgKFlChaA7k_7UI-xsA&ust=1395268029665460 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 8 Singer y Nicholson (1972) proponen un modelo de membrana que se aleja de la rigidez tradicional y expresan la idea de una membrana “fluida”, es decir, las proteínas presentes en la membrana se moverían dentro de la bicapa. Esta fluídez o movimiento de las proteínas integrales (naturaleza anfipática) dependería de: .- Grado de saturación de los ácidos grasos en los lípidos de membrana. A mayor saturación menor fluidez. Mayor rigidez de la bicapa. .- Longitud de las cadenas de ácidos grasos. A mayor longitud menor fluidez. .- Temperatura. A menor temperatura menor fluidez; esta fluidez se mantiene si la temperatura está por encima del punto de fusión de sus lípidos. .- Proporción de colesterol. El colesterol es un lípido que estabiliza la estructura de membrana, las hace menos flexibles y fluidas. Preguntas.- .- “El punto de fusión de los lípidos de membrana depende de la longitud de la cadena, del grado de saturación de los ácidos grasos que componen sus fosfolípidos y de la proporción de colesterol”. Explica esta frase basándote en tus conocimientos sobre los LÍPIDOS. .- ¿Qué son las GLUCOPROTEÍNAS? ¿En qué parte de la célula se localizan? ¿Cuál es su papel biológico? .- ¿En qué componente de la membrana se diferencia la célula procariota de la eucariota<’ .- Señala si son VERDADERAS o FALSAS, y explica: La membrana plasmática está compuesta por lípidos-fosfolípidos, y proteínas. El “colesterol” es exclusivo de células procariotas. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=msayhXcMZjY4eM&tbnid=oUwqXULw6NAgMM:&ved=0CAYQjRw&url=http://eportfoliosusana.webnode.pt/products/obten%C3%A7%C3%A3o de materia pelos seres heterotroficos/&ei=osgoU7K_CYWk0QWvo4CgBw&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNGst-ZE0ZMfgKFlChaA7k_7UI-xsA&ust=1395268029665460 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 9 Las proteínas de membrana atraviesan completamente la “bicapa lipídica”. .- Indica las funciones de la membrana plasmática. .- Sería correcto utilizar el nombre de “mosaico fluido” para explicar el modelo de membrana de Singer y Nicholson. Compáralo con el de Davison y Danielli. Funciones de la membrana celular: Si bien su función principal es delimitar el medio interno celular, la membrana semipermeable ejerce un papel “selectivo” en el intercambio de sustancias, y además …… .- Intercambia señales con el medio externo. .- Está implicada en la división celular: citocinesis. .-Inmunidad celular. En ella se localizan sustancias “antigénicas” relacionadas con la identidad celular, y por tanto con cuestiones como el “rechazo” de órganos/tejidos. .- Formación de vesículas membranosas. Endocitosis y Exocitosis. a).- Transporte de moléculas a través de membranas: La membrana permite el paso de determinadas sustâncias e impide el paso de otras. Moléculas “no polares” de pequeño tamaño como el oxígeno o nitrógeno, moléculas “polares” sin carga como el agua o el dióxido de carbono, o sustancias solubles en lípidos, atraviesan “libremente” la membrana. Moléculas con carga como algunos aminoácidos, o bien iones cargados de sodio, potasio, etc…, precisan proteínas de transporte para atravesar la membrana. En estos casos, y según la necesidad de energía requerida, se diferencian: TRANSPORTE ACTIVO y TRANSPORTE PASIVO. Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 10 TRANSPORTE PASIVO En este tipo de transporte no se requiere ENERGÍA. Las sustancias pasan de un lado a otro de la membrana “a favor de gradiente”, de concentración o de carga. Existen 2 modalidades: DIFUSIÓN SIMPLE (las moléculas atraviesan directamente la membrana o lo hacen a través de proteínas de canal presentes en ella- a mayor velocidad que en el primer caso); DIFUSIÓN FACILITADA (a través de proteínas transportadoras que facilitan el paso de moléculas polares- azúcares, aminoácidos, etc…; iones), se trata de proteínas específicas para cada compuesto químico, y suelen llevarlo a cabo proteínas transmembranares. TRANSPORTE ACTIVO Se trata de un transporte “contra gradiente” electroquímico, por tanto se requiere ENERGÍA. Las proteínas transportadoras introducen la molécula en el interior de la célula. En los procariotas se produce la “translocación de grupo”, se fosforilan moléculas como glucosa, manosa y fructosa durante el transporte al interior. OTROS TRANSPORTES Grandes moléculas y partículas se transportan por ENDOCITOSIS y FAGOCITOSIS. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=8zTGsiPuY7901M&tbnid=sBVanukjNxs1sM:&ved=0CAYQjRw&url=http://www.wikillerato.org/La_membrana_plasm%C3%A1tica.html&ei=J88oU9bCEoam0AW1zYDwAw&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNFsF8FBBxfmLnm__mkNOyxXQdP4BA&ust=1395269791087926Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 11 La membrana celular procariota presenta unas invaginaciones características o “mesosomas”, y no serían permanentes sino que aparecerían en zonas de la membrana en los procesos de división celular. 2.- PARED CELULAR.- Es una estructura rígida que rodea externamente la membrana, presente en todas las bacterias excepto los micoplasmas (parásitos intracelulares) Esta pared tiene como componente fundamental la MUREÍNA, en eubacterias, un péptidoglicanao (polisacáridos unidos a proteínas); las arqueobacterias pueden presentar otros tipos de paredes, con otra composición. Este péptidoglicano está formado por: .- Cadena polisacárida del glúcido N-acetil-glucosamina (NAG). Dibujo: G .- Cadena polisacárida del glúcido N-acetil-murámico (NAM). Dibujo: M Entre cadenas hay enlaces peptídicos. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=hgOqN-8jEuvQ_M&tbnid=aRhHAdZ12MEhrM:&ved=0CAYQjRw&url=http://curiosidadesdelamicrobiologia.blogspot.com/2010_05_01_archive.html&ei=wtcoU-mTE-vs0gWpzIC4Ag&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNGMbO_gmdMDg7jOmOrq01mMUpWzoA&ust=1395271844531688 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=eUYqkPJujDAsiM&tbnid=tWYyXpAxPqMoqM:&ved=0CAYQjRw&url=http://pathmicro.med.sc.edu/portuguese/chapter_4_bp.htm&ei=S9koU7PrJ4-U0QWvy4GgBA&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNGMbO_gmdMDg7jOmOrq01mMUpWzoA&ust=1395271844531688 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 12 Ejercicio: .- Representa la unión de dos unidades de los componentes del peptidoglicano, unión de NAM y NAG por enlace ß (1― 4). SOLUCIÓN: Los enlaces peptídicos son “intracatenarios”. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=1WuL6GbldBVNcM&tbnid=QGJhR0mngIvpCM:&ved=0CAUQjRw&url=http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2bch/b1_bioquimica/t11_biomoleculas/ejercicios.htm&ei=BFUzU6CjNOup0AW76oD4Ag&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNFE5VJ_7-FY2i-ljzKjyoFlLIumpA&ust=1395959381637975 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=l1pC7Wldp-oaAM&tbnid=INHTzOvMnmuHuM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.pearsonhighered.com/mathews/ch09/nacmura.htm&ei=2VUzU8vGFNSM0wXv2oDwCQ&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNEkUMwqFj7Qlp_R8w9Vm6RjWXh7Ow&ust=1395959525700973 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=fUvCRPM2vPDxyM&tbnid=u2P2gMfvzRxGEM:&ved=0CAUQjRw&url=http://bifi.es/~jsancho/estructuramacromoleculas/15polisacaridos/15polisac.htm&ei=eVczU4iTGMi10wX_14Bg&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNHYRIhLiDiiQ91eIrpqnQLDJpH1tg&ust=1395959870425478 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 13 En función del tipo de paredes bacterianas se distinguen dos tipos de bacterias: Gran positivo y Gram negativo (el nombre deriva del positivo o negativo frente a un tipo de tinción) .- G (+): Gruesa capa de mureína asociada a ácidos teicoicos o liptoteicoicos (polialcohol, o polialcohol unido a lípidos) .- G(-): presentan una estructura compleja: Membrana externa, con bicapa lipídica, proteínas asociadas y polisacáridos. Periplamas, gel rico en proteínas, entre membrana externa de la pared y la membrana plasmática celular. Rico en proteínas (enzimáticas y receptoras) Fina capa de mureina unida a la membrana externa por lipoproteínas. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=wSLwEnCNjl7O4M&tbnid=ms0RAqLe3Gz0fM:&ved=0CAUQjRw&url=http://biologia.ucoz.es/index/bacterias/0-14&ei=FFozU9b_B7KX0QWamYHYCw&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNHYRIhLiDiiQ91eIrpqnQLDJpH1tg&ust=1395959870425478 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=wSLwEnCNjl7O4M&tbnid=ms0RAqLe3Gz0fM:&ved=0CAUQjRw&url=http://curiosidadesdelamicrobiologia.blogspot.com/2011_05_01_archive.html&ei=c1szU7q_FvDZ0QWQ5oBw&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNHYRIhLiDiiQ91eIrpqnQLDJpH1tg&ust=1395959870425478 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 14 Funciones de la pared bacteriana: .- Mantiene la forma de la célula. .- Previene de la “lisis” osmótica. .- Presenta componentes antigénicos. .- Regula procesos de intercambio con el medio externo. .- Proporciona carga (-) a la membrana externa. Preguntas: 1.- Las “penicilinas” inhiben la síntesis de peptidoglican, provocando la lisis en células bacterianas en división. ¿Por qué? ¿Por qué solo es efectiva en bacterias? ¿Actuaría sobre formas inactivas? 2.- Identifica los dos tipos de paredes y que tipo son: G(+) o G(-). Señala el espacio “periplásmico”. 3.- Identifica los distintos componentes que se señalan. ¿Qué estructura es? ¿Qué modelo representa? http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=wSLwEnCNjl7O4M&tbnid=ms0RAqLe3Gz0fM:&ved=0CAUQjRw&url=http://bacteriasactuaciencia.blogspot.com/2011/05/cuando-e-coli-se-pasa-al-lado-oscuro.html&ei=8lszU7vnD6X60gWfsoGwDA&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNHYRIhLiDiiQ91eIrpqnQLDJpH1tg&ust=1395959870425478 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=edhM5yWghUuU1M&tbnid=OMsuOvJrXW249M:&ved=0CAUQjRw&url=http://biologia7alonso.wordpress.com/2011/12/&ei=5V0zU7fWGeGN0AWT14DADw&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNFvZImaf4SXLAhnenm-7VjfEvjPEQ&ust=1395961655456649 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 15 3.- ENVUELTAS EXTERNAS.- Se trata de cubiertas externas a la pared de naturaleza glucídica, y que presentan ocasionalmente proteínas. Pueden ser: .- Cápsulas: gruesas y muy adherentes a las superficies celulares. .- Capas mucosas: finas, más laxas. Estas cubiertas proporcionan protección, lo cuál aumenta la virulencia, evitan la desecación y facilitan la fijación al huésped. Pregunta: .- Observando el dibujo anterior, ¿qué tipo de bacteria es, G(+) o G (-)? Razónalo. 4.- CITOPLASMA.- Está formado por una matriz gelatinosa o “protoplasma”, con un alto contenido en agua. Aspecto granuloso, abundancia de proteínas , enzimas y ribosomas 70 s, además de otras inclusiones como: .- Gránulos de glucógeno: contiene polisacáridos. Son reserva de carbono. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=z6G-QsXxnWcodM&tbnid=03wnoMj_lQOoIM:&ved=0CAUQjRw&url=http://lacienciaysusdemonios.com/2010/11/19/plagas-del-siglo-xxi-el-%E2%80%9Cneumococo%E2%80%9D/&ei=HmEzU76EGq3s0gWi4IHYBw&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNGGTl66cA07VA79QroL4dOYoNxRDA&ust=1395962446190884 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 16 .- Gránulos de polifosfato: contiene polímeros de ortofosfato. Reserva de fosfato. .- Gránulos de azufre: contiene azufre. Reserva de azufre. .- Carboxisomas: presentan enzimas implicados en el “Ciclo de Calvin”. .- Etc… 5.- NUCLEOIDE.- En el nucleoide se localiza el material genético. Su aspecto es fibrilar y central. Dos componentes se consideran material genético: Cromosoma bacteriano. Se trata de ADN circular y enrrollado. No presenta ni histonas ni nucleosomas. Plásmido. ADN extracromosómico, con replicación independiente del cromosómico. 6.- APÉNDICES EXTERNOS.- a).- Flagelos: Se trata de órganos de locomoción, cuyo número y disposición se utilizan como criterio de clasificación: .- Por número: monotrica (1 sólo flagelo); politrica (varios flagelos) .- Por su localización: polar (en uno o ambos polos de la célula); subpolar (ligeramente desplazados respecto a los polos); peritrica (por toda la superficie de la célula) Pregunta: .- Observando el dibujo, ¿cómo se clasificaría la bacteria? http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=yHly9F3Y7TULYM&tbnid=1P1Vdk8osjh9mM:&ved=0CAUQjRw&url=http://my.opera.com/tutoriabiologiaUBAXXI/archive/monthly/?month=200803&startidx=2&ei=kWUzU6vxOsKJ0AW_9YDwBQ&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNHhw8l4Amm-TPGfOuQygAdEfGQxfA&ust=1395963282524753Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 17 Estructura del flagelo: .- Un filamento formado de una proteína globular y de estructura helicoidal llamada “flagelina”. .- Un “codo” o “gancho” que une filamento a superficie de la célula. .- Estructura basal de “anillos”. Responsables del movimiento. El movimiento se produce por rotación de un anillo llamado “M” o motor. b).- Fimbrias y pelos (Pili): .- Las FIMBRIAS son prolongaciones externas con función adhesiva. .- Los PELOS o PILIS, son menos numerosos que los anteriores y de menor longitud. Intervienen en procesos de “conjugación bacteriana”, que se producen entre dos células. Al igual que los flagelos, las fimbrias y pelos están formados por proteínas “globulares” con disposición helicoidal. Pregunta: Si filamentos flagelares, fimbrias y pelos tienen una estructura semejante. ¿Por qué solo los primeros tienen capacidad de locomoción? http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=v3suD2zIA6z_EM&tbnid=1IM7cd6nIUwRGM:&ved=0CAUQjRw&url=http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/micro/ampliaflagelo.htm&ei=_mczU6_LFqnT0QWNuICQAw&bvm=bv.63738703,d.d2k&psig=AFQjCNHgZjnJ02UNlwxQofN73Loj1CRFGQ&ust=1395964216094764 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 18 FISIOLOGÍA CELULAR La Fisiología es la parte de la Biología que explica el funcionamiento de un ser vivo. Cualquier ser vivo realiza 3 funciones vitales: NUTRICIÓN, RELACIÓN y REPRODUCCIÓN. A.- NUTRICIÓN Se trata de una función esencial que incorpora materia y energía del medio, y la transforma en materia y energía propia, necesaria para mantener sus estructuras y funciones. La mayor parte de las biomoléculas son cadenas carbonadas, de ahí la necesidad de incorporar compuestos que contengan carbono. ¿Cómo se obtiene el “carbono”? .- Los autótrofos obtienen el carbono a partir de CO2. .- Los heterótrofos lo obtienen a partir de otras moléculas orgánicas como: glucosa, fructosa, péptidos, etc… Sin embargo la energía para fabricar su energía propia, ATP, la pueden obtener a partir de: .- Los fotótrofos obtienen el ATP utilizando como fuente de energía la energía lumínica. .- Los quimiótrofos obtienen el ATP a partir de la energía química que se libera de reacciones químicas, oxido-reducción, al romper enlaces. Pregunta: .- Teniendo en cuenta las definiciones anteriores, define los siguientes tipos de nutrición: FOTOAUTÓTROFA, QUIMIOAUTÓTROFA, FOTOHETERÓTROFA y QUIMIOHETERÓTROFA. Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 19 TIPOS NUTRICIONALES SEGÚN FUENTES DE “CARBONO” Y DE “ENERGÍA” TIPOS NUTRICIONALES Definición Donador de electrones Tipos de organismos FOTOAUTÓTROFOS Fuente de carbono: CO2 Fuente de energía: lumínica Agua Compuestos orgán.reducidos Plantas, bacterias fotosínteticas, algunos protistas QUIMIOAUTÓTROFOS Fuente de carbono: CO2 Fuente de energía: reacciones oxidativas inorgánicas Compuestos orgánicos Bacterias quimiolitotrofras FOTOHETERÓTROFOS Fuente de carbono: moléculas orgánicas. Fuente de energía: lumínica Compuestos inorgán. reducidos Algunas bacterias QUIMIOHETERÓTROFOS Fuente de carbono: moléculas orgánicas. Fuente de energía: reacciones químicas oxidativas. Compuestos orgánicos Animales, hongos, muchas bacterias y protistas Otra forma de clasificar las bacterias distingue entre dos términos: AEROBIAS y ANAEROBIAS. Se trata de procesos respiratorios en los que se degrada la materia orgánica y se obtiene energía. En uno se requiere oxígeno, y en el otro no. Los organismos AEROBIOS son aquellos organismos que en sus procesos de degradación de la materia orgánica, en los que se fabrica energía, se utiliza como aceptor de electrones al “oxígeno” y finalmente se obtiene CO2 y H2O. Se trata de un proceso que se divide en 4 fases: rotura de grandes macromoléculas, liberándose sus monómeros: glucosa, aa´s o ácidos grasos.; formación de acetil-CoA; Ciclo de Krebs; y cadena de transporte de electrones o respiratoria. Los organismos ANAEROBIOS son aquellos que degradan la materia orgánica para obtener energía pero, el último aceptor de electrones no es el oxígeno sino otra substancia inorgánica, azufre o hierro. El balance energético es idéntico al aerobio, 36 moléculas de ATP. Este proceso es exclusivo de BACTERIAS. Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 20 .-Pregunta: ¿Qué tipos nutricionales de bacterias serían los organismos “anaerobios” y “aerobios”? Según los diferentes tipos nutricionales las bacterias/procariotas pueden obtener su energía a partir de energía lumínica (FOTOSÍNTESIS) o a partir de reacciones químicas oxidativas (QUIMIOSÍNTESIS) .- Fotosíntesis bacteriana: En las bacterias/procariotas no existen apenas orgánulos, por tanto carecen de cloroplastos (orgánulos encargados de la fotosíntesis). En este contexto los pigmentos y transportardores de electrones necesarios para fabricar la energía química se localizan en la membrana celular bacteriana. En este proceso el donador de electrones no es el agua, como ocurre en plantas, sino un compuesto orgánico reducido. Existe una excepción, las cianobacterias, que si utilizan el agua. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=LdoKmq8RX9rWiM&tbnid=xRTmNgfG-1PetM:&ved=0CAUQjRw&url=http://pedagogiadidac.blogspot.com/2012/08/comparacion-entre-la-respiracion.html&ei=Jxk4U86WCYqZtQaHhYGAAg&bvm=bv.63808443,d.ZG4&psig=AFQjCNEM3gm8SDZO-SAy4tKM-HQ-qZGN9g&ust=1396271726920623 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 21 Explicación del proceso: .- La luz (fotones) incide sobre el fotosistema P870 (contiene la clorofila) y se excitan 2 electrones que recorren un circuito de moléculas de la cadena transportadora (feotina-Ph, quinonas-Q y citocromos-b1 y c), hasta volver nuevamente al fotosistema. La clorofila (compuesto orgánico) es la donadora y aceptora de electrones. .- Los electrones en su recorrido van perdiendo energía y esta es utilizada para bombear electrones desde el exterior de la célula al interior. Se genera un gradiente de protones que se utiliza para fabricar energía en forma de ATP. El paso se realiza a través de un complejo proteico que tiene asociados enzimas. .- Quimiosíntesis bacteriana: La QUIMIOSÍNTESIS como hemos visto es exclusivo de células bacterianas- procariotas. A estas bacterias se las conoce como “quimiolitótrofas”. Se produce la obtención de energía a partir de compuestos inorgánicos. Se distinguen: Bacterias nitrificantes. Oxidan compuestos reducidos como: ión amonio o amoniaco, ión nitrito. Viven en medios de pH bajo=acidófilas. Importantes en el ciclo del nitrógeno. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=veFVMbH13x-HOM&tbnid=iOuF172gGgurlM:&ved=0CAUQjRw&url=http://web.usal.es/~jmcsil/biblioteca/biofisica/unizar/FOTO.htm&ei=hwE4U546w4y1BuLRgOAP&bvm=bv.63808443,d.ZG4&psig=AFQjCNGaXgQhSnbqgzyNdM6dmE3Pj-fLBQ&ust=1396265696687269 Biología 2º B Bacterias sulfooxidantes. sulfuros. Se localizan en minas de pirita Bacterias ferrooxidantes. Oxidan hierro ferroso a férrico. zonas de pH bajo. Bacterias oxidantes del H2O. Aquellas bacterias que utilizan como fuente de energía compuestos orgánicos se denominan “quimioorganó orgánicos. Para fabricar sus BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS los realizan el llamado CICLO DE CALVÍN. Se trata de obtener los compuestos orgánicos necesarios a partir d Al tratarse de un proceso de síntesis de biomoléculas, de incorporación de CO2, se consume energía. La principal enzima implicada: RUBISCO (compelejo enzimático más abundante en los seres vivos)Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELUL Bacterias sulfooxidantes. Oxidan azufre reducido, como tiosulfato o Se localizan en minas de piritas y otros sulfuros. Bacterias ferrooxidantes. Oxidan hierro ferroso a férrico. zonas de pH bajo. Bacterias oxidantes del hidrógeno molecular. Oxidan el H Aquellas bacterias que utilizan como fuente de energía compuestos orgánicos quimioorganótrofas”. Son procesos oxidativos de compuestos Para fabricar sus BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS los procariotas autótrofos realizan el llamado CICLO DE CALVÍN. Se trata de obtener los compuestos orgánicos necesarios a partir de CO2. Al tratarse de un proceso de síntesis de biomoléculas, de incorporación de , se consume energía. La principal enzima implicada: RUBISCO (compelejo enzimático más abundante en los seres vivos) LAR 22 xidan azufre reducido, como tiosulfato o . Bacterias ferrooxidantes. Oxidan hierro ferroso a férrico. Viven en hidrógeno molecular. Oxidan el H2 y forman Aquellas bacterias que utilizan como fuente de energía compuestos orgánicos ”. Son procesos oxidativos de compuestos procariotas autótrofos realizan el llamado CICLO DE CALVÍN. Se trata de obtener los compuestos Al tratarse de un proceso de síntesis de biomoléculas, de incorporación de , se consume energía. La principal enzima implicada: RUBISCO (compelejo http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Calvin-cycle4_(es).svg Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 23 Explicación: 1.- Se fija y reduce el átomo de C procedente del CO2, incorporándose a la ribulosa 1,5-difosfato por acción de la “rubisco” (la enzima más abundante en la materia viva), y se forman dos moléculas de 3-fosfoglicerato (gliceraldehido-3-fosfato). Se producen 2 reacciones: fosforilación y reducción posterior (coenzimas) 2.- El gliceraldehido-3-fosfato, puede destinarse a la síntesis de otras biomoléculas como hexosas, ácidos grasos , compuestos nitrogenados (aa´s), se trata de VIAS METABÓLICAS CENTRALES, o bien regenerar la ribulosa -1,5- difosfato. 3.- Recuperar la ribulosa es fundamental para que continúe fijándose el CO2 y funcionando el Ciclo de Calvin. Se realiza esta regeneración pasando el gliceraldehido (x2) a ribosa-5 fosfato y finalmente a ribulosa. ACTIVIDADES: 1.- En los procariotas se distinguen todos los tipos de nutrición. ¿En qué se diferencian los organismos autótrofos de los heterótrofos? ¿Y la distinción entre fotótrofos y quimiotrofos? 2.-Los resultados de una investigación, publicada en la revista “Cell Biology”, sugieren que la exposición de los neutrófilos a la nicotina mientras se están formando en la médula ósea puede alterar su capacidad para hacer frente a las bacterias cuando penetran en el torrente sanguíneo. .-¿ A qué tipo de organización celular pertenecen las bacterias? .- Identifica los elementos numerados. .- ¿Qué son los “plásmidos”? http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=nl5dqKvRMOJZxM&tbnid=QSYlvRR-b10euM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.lourdes-luengo.org/actividades/5-2procariota.htm&ei=fiA4U66fHcfqswa68ICoAQ&bvm=bv.63808443,d.ZGU&psig=AFQjCNEzpWHFNVtQl0OwYfa7T8lEUvcG0A&ust=1396273642495351 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 24 B.- REPRODUCCIÓN BACTERIANA El mecanismo de reproducción habitual en células procariotas es la “bipartición” o fisión binaria. Un mecanismo asexual a partir del cual una célula da lugar a dos células hijas con contenido idénticos en su material genético, ADN circular, y contenido similar a nivel citoplasmático. Se trataría de células clónicas, idénticas, a partir de una progenitora; sin embargo, este tipo de células sufren un alto grado de mutaciones. Mecanismo.- La célula bacteriana crece y duplica su ADN. El ADN se une a un mesosoma, el cual separa el citoplasma en dos, y deja a cada lado una copia del ADN cromosómico. El mesosoma acaba uniéndose al resto de la membrana plasmática y se originan 2 células hijas idénticas. Mecanismos PARASEXUALES: En ocasiones las células bacterianas intercambian material genético por distintos mecanismos. No hay formación de gametos, por tanto no es reproducción sexual. Estos mecanismos son: TRANSFORMACIÓN, TRANSDUCCIÓN y CONJUGACIÓN. .- Transformación: Fragmentos de ADN que pertenecían a células lisadas (rotas) se introducen en células normales. El ADN fragmentado recombina con el ADN de la célula receptora, provocando cambios en la información genética de ésta. Dan lugar a gran variabilidad genética. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=wmeI4Mw3HteZZM&tbnid=f8RyMff3ACL7IM:&ved=0CAUQjRw&url=http://lacienciaysusdemonios.com/2013/06/26/reproduccion-sexual-en-evolucion-no-hay-soluciones-perfectas/&ei=UCM4U_LKGpSGswaZ4ICICQ&bvm=bv.63808443,d.ZGU&psig=AFQjCNHmSHWOhLRe3UBhi48KLcXQNzBc_w&ust=1396274350539048 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 25 .- Transducción: Cuando una célula es atacada por un virus bacteriófago, la bacteria genera nuevas copias del ADN vírico. En la fase de ensamblaje se pueden introducir fragmentos de ADN bacteriano en la cápsida del virus. Los nuevos virus ensamblados infectarán nuevas células. Mediante este mecanismo, una célula podrá recibir ADN de otra bacteria e incorporar nueva información. .- Conjugación. Este proceso se lleva a cabo si la célula presenta el plásmido F, que contiene la información genética para formar pili, puentes que sirven de unión citoplásmica entre dos bacterias. La célula que presenta el plásmido se denomina F+; la célula que no lo contiene se llama F-. La bacteria F+ (donadora de información) se une a una bacteria F- (receptora) mediante uno de sus pili. A través de él introduce una hebra del plásmido F, de forma que la bacteria F- se convierte en bacteria F+.En ocasiones el plásmido se introduce en el anillo del ADN bacteriano. Entonces, la bacteria donadora se denomina Hfr (High frequency of recombination). De esta forma la bacteria Hfr puede donar a otras células cualquier gen de su ADN. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=4ZHTIslwNjXM9M&tbnid=YBUNkMVIHoW3SM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.iespando.com/web/departamentos/biogeo/web/departamento/2BCH/B5_MICRO_INM/T51_MICROBIOLOGIA/EJERCICiOS.htm&ei=0SY4U6WvMs6EtQbArIGABg&psig=AFQjCNEUPERy3Od0GrbL3AJlsMlKnu9VaA&ust=1396275158206960 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=4ZHTIslwNjXM9M&tbnid=YBUNkMVIHoW3SM:&ved=0CAUQjRw&url=http://pathmicro.med.sc.edu/mayer/genetic ex.htm&ei=oyY4U6TrAs-QswbCzICwDA&psig=AFQjCNEUPERy3Od0GrbL3AJlsMlKnu9VaA&ust=1396275158206960 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 26 Actividades-resumen: 1.-Completa la tabla para BACTERIAS-PROCARIOTAS con los conceptos que faltan, y escribe las definiciones: FUENTE DE CARBONO ENERGÍA UTILIZADA Autótrofas: Quimiolitotrofas: Fotoorganotrofas: 2.-Identifica y nombra los tres mecanismos. ¿Cómo se llaman este tipo de mecanismos? ________________ Explica en que consiste cada uno, utilizando la terminología apropiada. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=4ZHTIslwNjXM9M&tbnid=YBUNkMVIHoW3SM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.imagui.com/a/marcos-para-diapositivas-ceKaxg4XM&ei=TCk4U4SeE5KT0QXp54H4Dg&psig=AFQjCNEUPERy3Od0GrbL3AJlsMlKnu9VaA&ust=1396275158206960 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 27 C.- FUNCIÓN DE RELACIÓN Muchas bacterias presentan movimiento, ya sea por flagelos, reptación o contracción, acercándose (+) o alejándose (-) de los estímulos del medio. Este tipo de respuestas se denominan “tactismos” o “tropismos”, provocados por factores/estímulos ambientales: químicos, lumínicos ogaseosos. En cada caso hablaremos de quimiotactismo/quimiotropismo, fototropismo/fototactismo o aerotactismo (estímulo ambiental=oxígeno). Si el ambiente en el que se encuentra la bacteria es desfavorable es capaz de generar formas de resistencia, endoesporas. La bacteria se rodea de una gruesa membrana, que mantiene latente a la bacteria hasta que se dan las condiciones favorables en el medio, germinando y originando una forma activa. Las bacterias con esta capacidad de crear formas de resitencia son más virulentas. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=MEkPJ-21_LIvaM&tbnid=kJ3lM1ksfgpTiM:&ved=0CAUQjRw&url=http://elvagoveterinario.galeon.com/&ei=7TA4U8rqDKLP0QWFxICABg&bvm=bv.63808443,d.d2k&psig=AFQjCNGZ4uRARDLz0qVf6dQ8affDP3xvWw&ust=1396277749349730 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 28 ACTIVIDADES-RESUMEN: 1.- Identifica y clasifica según el tipo de flagelos 2.- Identifica elementos, espacios, tipo de bacteria (Gram) 3.- Explica que está ocurriendo en el dibujo de la izquierda. ¿A qué función hace referencia? ¿Para qué le sirve a las bacterias? ¿Tendrá relación con su virulencia? http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=GFXU2BOeIbf_pM&tbnid=X2adMq-UazIH8M:&ved=0CAUQjRw&url=http://richy-apuntesmedicinacoteja.blogspot.com/&ei=RjE4U4KaEKe30QWLsoCoDA&bvm=bv.63808443,d.d2k&psig=AFQjCNGZ4uRARDLz0qVf6dQ8affDP3xvWw&ust=1396277749349730 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=zcvTH3o9jczoJM&tbnid=0geYPVQ3z77QsM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/2b/Biologia/Microbiologia/estructuras_bacterias.htm&ei=xzE4U_qEOoqU0QXV0IHwBA&bvm=bv.63808443,d.d2k&psig=AFQjCNGZ4uRARDLz0qVf6dQ8affDP3xvWw&ust=1396277749349730 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=6KH2RE8F7L28XM&tbnid=hbjnHOi9wyhIMM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.monografias.com/trabajos61/bacterias/bacterias2.shtml&ei=ZTI4U5ztL-ia0AXR7oCgAQ&bvm=bv.63808443,d.d2k&psig=AFQjCNGZ4uRARDLz0qVf6dQ8affDP3xvWw&ust=1396277749349730 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 29 B).- LA CÉLULA EUCARIOTA Grupo de células que alcanza un grado complejidad mayor que la célula procariota, de hecho dependiendo de su función/especialización desarrolla distintas formas (morfologías) y componentes celulares. Suelen presentar envueltas externas que rodean a la membrana celular, por ej: la pared celular en células eucariotas vegetales. Su citoplasma/hialoplasma o citosol, presenta un 70% de agua y proteínas, y en él están inmersos orgánulos e inclusiones. Aquí también ocurren procesos del metabolismo celular vitales para la célula. ESTRUCTURA CELULAR 1.- MEMBRANA PLASMÁTICA-CITOPLASMÁTICA Ver explicación modelo MOSAICO FLUIDO en células procariotas. Varían los porcentajes: 52% proteínas, 40% lípidos y 8% __________ (busca información) Modelo de Singer y Nicholson Funciones de la membrana: .- Transporte de pequeñas moléculas: PASIVO (a favor de gradiente, sin gasto de energía. Difusión simple y difusión facilitada) Ver procariota-repasar. ACTIVO (en contra de gradiente, con gasto de energía: Bomba Na+/K+) http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=ipWSjllCPKV8_M&tbnid=PJr3tT2s3GMr4M:&ved=0CAYQjRw&url=http://www.biologiasur.org/apuntes/base-fisico-quimica/organizacion-y-fisiologia-celular/celula-eucariotica/membranas.html&ei=HcIoU8HULaXG0QXth4HoBw&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNHNlXaBPLADiKTErTUuGPrZQB4NeA&ust=1395265306908607 Biología 2º B Explicación: Va ligado a gasto de ATP. 1.- La sustancia transportada se une a la en el interior sin ser modificada químicamente (excepción bacterias translocación) Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELUL Va ligado a gasto de ATP. La sustancia transportada se une a la proteína transportadora, y se libera en el interior sin ser modificada químicamente (excepción bacterias LAR 30 proteína transportadora, y se libera en el interior sin ser modificada químicamente (excepción bacterias- http://2.bp.blogspot.com/-NqFh1E7s8DM/TsLNjaxmUHI/AAAAAAAAAAU/G1XnHc3l1cg/s1600/Transp1.jpg http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=WhMGJk0EL24_XM&tbnid=6lrqOVnGXQwFqM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.biorom.uma.es/contenido/UCM/ciclo-alimentacion-ayuno/postabsortivo/absorcion-trpte-destino-glucosa/pagina-abs-tpte-destino-glucosa.htm&ei=ll9EU6vDDeSg0QWSmYCQBw&bvm=bv.64367178,d.d2k&psig=AFQjCNEbgPEYH2EDCNxnmVWwz3dRH4GQEw&ust=1397076117351776 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 31 2.- Se requieren distintas concentraciones de Na+ y K+ entre el interior y el exterior celular. El 1º se concentra más en el exterior y menos en el interior , y el 2º más en el interior y menos en el exterior. 3.- A la vez que entra la molécula, en este caso glucosa, se introduce sodio (simporte), y al mismo tiempo sale potasio (antiporte) .- Transporte de grandes moléculas/macromoléculas/masivo, se realiza mediante ENDOCITOSIS (fagocitosis y picnocitosis) y EXOCITOSIS: ENDOCITOSIS.- Proceso a través del cual la membrana se “invagina” y forma una vesícula englobando la partícula del medio. Una vez que la vesícula está dentro de la célula, puede seguir 2 caminos: a.- Digestión: la vesícula de endocitosis se une a lisosomas y se produce la digestión a través de enzimas hidrolíticas, fuente de materia y energía para la célula. b.- Tránsito intracelular: las vesículas solo transportan contenido de un lado a otro de la célula. La endocitosis también puede estar mediada por un receptor, este receptor selecciona moléculas específicas, se une a ella, y forma vesículas revestidas. Se perderá el revestimiento cuando se une a elementos celulares. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=3pwp4xpzHPzw8M&tbnid=Zu2vCoGTFlxfKM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.biologiasur.org/apuntes/base-fisico-quimica/organizacion-y-fisiologia-celular/celula-eucariotica-ii/ingestion/endocitosis.html&ei=YmJEU6TRFIOz0QXzlYCYDA&bvm=bv.64367178,d.d2k&psig=AFQjCNE-hmWipEBe7RE3Ja4_HzewVRaa6g&ust=1397076915803587 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 32 Dependiendo del tamaño de partículas y su naturaleza distinguimos 2 tipos de endocitosis: picnocitosis y fagocitosis. La PICNOCITOSIS se asocia con la ingestión de pequeñas partículas o líquidos, y sus vesículas son pequeñas. La FAGOCITOSIS hace referencia a grandes vesículas que contienen grandes partículas, restos celulares o incluso organismos vivos; estas partículas se llaman también “fagosomas”. Ejemplo: Ameba engullendo un paramecio EXOCITOSIS.- Se trata de la secreción de macromoléculas y partículas hacia el exterior. También existe fusión con la membrana de vesículas citoplasmáticas, en este caso, y tienen funciones importantes: 1.- Estructurales: las vesículas que se segregan contienen sustancias necesarias para el “glicocálix” (constituido por cadenas de oligosacáridos de los glucolípidos y las glucoproteinas, en la cara externa de la membrana) o la “matriz celular”. 2.- De relación: segregan metabolitos o señales que intercambian con otras células o con el exterior. 3.- De excreción: secreción de desechos producidos tras la digestión celular de partículas ingeridas por fagocitosis. Ejemplos: protistas y macrófagos. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=1Mc0qbAvun_rPM&tbnid=7ejDu9MQ7y4TbM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.monografias.com/trabajos31/protozoos/protozoos.shtml&ei=7mVEU9zhDubM0QW_uYHwBw&bvm=bv.64367178,d.d2k&psig=AFQjCNETl9upnC_P94iwuzLa_9R4YHVhJA&ust=1397077862328007Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 33 Información adicional: .- La exocitosis puede ser CONSTITUTIVA (está relacionada con vesículas que proceden del complejo R.E.-Golgi, y que tienen función estructural en la renovación de la membrana o del glicocálix); REGULADA (son vesículas segregadas como respuesta a estímulos externos; asociadas a células secretoras de glándulas endocrinas-hormonas/exocrinas-enzimas digestivas, y liberación neurotransmisores) Dibujo A Dibujo B http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=52HeEjjovUW93M&tbnid=5nfRr5z6BmisSM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/REyAG.html&ei=nG1EU9ueMsiU0AWqiIHACg&psig=AFQjCNHE0kyAii2CnPYTusnHYWS5RFh-dg&ust=1397078765517849 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=xUDmukv3sVfYWM&tbnid=jOb14ZdFKIrHyM:&ved=0CAUQjRw&url=http://biologaygeologia.blogspot.com/2013/02/vesiculas-marta-de-la-osa.html&ei=Xm5EU9D7H8mw0QWC24HoCg&psig=AFQjCNHE0kyAii2CnPYTusnHYWS5RFh-dg&ust=1397078765517849 Biología 2º B Preguntas: 1.- Durante la lactancia, los anticuerpos contenidos en la leche materna, producidos por el sistema inmunitario de la madre, llegan al recién naci ¿Qué camino seguirán las vesículas de endocitosis que se forman en las células intestinales del lactante? Dibújalo y explícalo. 2.- Observa el dibujo A, de la página anterior: ¿Se trata de qué procesos? ¿Qué tipo de función, de las 3 posible, está repr 3.- Observa el esquema y explica los procesos, y define cada uno. 4.- La hipercolesterolemía es una enfermedad congénita que se caracteriza por un aumento de los niveles de colesterol en sangre, por encima de los márgenes normales. ¿Sabrías explicar a que se debe este aumento? Busca Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELUL Durante la lactancia, los anticuerpos contenidos en la leche materna, producidos por el sistema inmunitario de la madre, llegan al recién naci ¿Qué camino seguirán las vesículas de endocitosis que se forman en las células intestinales del lactante? Dibújalo y explícalo. Observa el dibujo A, de la página anterior: ¿Se trata de qué procesos? ¿Qué tipo de función, de las 3 posible, está representada? Observa el esquema y explica los procesos, y define cada uno. La hipercolesterolemía es una enfermedad congénita que se caracteriza por un aumento de los niveles de colesterol en sangre, por encima de los márgenes normales. ¿Sabrías explicar a que se debe este aumento? Busca LAR 34 Durante la lactancia, los anticuerpos contenidos en la leche materna, producidos por el sistema inmunitario de la madre, llegan al recién nacido. ¿Qué camino seguirán las vesículas de endocitosis que se forman en las células Observa el dibujo A, de la página anterior: ¿Se trata de qué procesos? ¿Qué Observa el esquema y explica los procesos, y define cada uno. La hipercolesterolemía es una enfermedad congénita que se caracteriza por un aumento de los niveles de colesterol en sangre, por encima de los márgenes normales. ¿Sabrías explicar a que se debe este aumento? Busca http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=30y_OGmYkwGb7M&tbnid=OvxUWBw4tWXG-M:&ved=0CAUQjRw&url=http://llucero.blogspot.com/2012/09/endocitosis-y-exocitosis.html&ei=u29EU9isCqKn0QX04YCIBw&psig=AFQjCNHHjSdknvm4bypLiodVZ4-WrK0Qfg&ust=1397080327064604 http://www.youtube.com/watch?v=YLo6M38uFnk Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 35 información y guíate por el dibujo. Pista: Es importante saber qué son y quién fabrica las lipoproteínas LDL, así como el papel que desempeñan en relación al colesterol. Explicación: http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=cIj_iwai9ch9aM&tbnid=rF_40DRuedUYNM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.foroactua.com/riesgo-cardiometabolico/dislipemias/weblink/18/538/1.html&ei=jXREU7GaO8iG0AWuloHwCA&bvm=bv.64367178,d.d2k&psig=AFQjCNEGh5N3KU7n6-PHJ7yyuLLoNC88SA&ust=1397081584460656 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 36 2.- MEMBRANAS DE SECRECIÓN EN EUCARIOTAS O ENVUELTAS EXTERNAS Las envueltas que hemos denominado cápsula o capa mucosa en procariotas se denominan “envueltas externas” en eucariotas. a.- Paredes celulares vegetales Esta envuelta vegetal, organizada y rígida, tiene diferentes funciones: .- Forma y rigidez del organismo .- Une células adyacentes .- Posibilita intercambio de fluidos y comunicación intercelular .- Permite a las células vegetales vivir en el medio hipotónico de la planta: impide la lisis. .- Evita pérdidas de agua. Impermeabiliza .- Barrera frente a patógenos ¿Cómo es la pared celular vegetal? Estructura y composición: Composición: .- Fibras de celulosa que adquieren estructura cristalina .- Componente amorfo de pectinas, hemicelulosa, glicoproteínas, agua, sales minerales, ligninas. Estructura: Estructura formada de varias capas en las células más diferenciadas. .- Lámina media. Externa. Puede estar compartida con células adyacentes. Formada de proteínas y pectinas, que pueden unirse a iones Ca. .- Pared primaria. Situada bajo la lámina media hacia la M.Plasmática. Formada por fibras de celulosa cohesionadas por polisacáridos (hemiceluosa y pectinas) + glicoproteínas. .- Pared secundaria. Capa más interna. Una o varias capas fibrilares, con abundante celulosa y sin pectinas. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=wJO5kAjct_XHKM&tbnid=BJF5TOwjBPCUDM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito4.php&ei=93xEU5-HJOi70QWSjoH4Bw&bvm=bv.64367178,d.d2k&psig=AFQjCNEbw98BhF4IZaz69lX8wz0SI_6ytw&ust=1397083673854268 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 37 Dibujo “pared celular vegetal”: composición de la pared 1ª A veces se localizan en esta estructura polímeros de “lignina” (células del xilema y esclerénquima), “ceras” y “cutina” (hojas), o “suberina” (corcho- troncos). En otras ocasiones se observan inclusiones de minerales, carbonatos y sílice. La pared no es continua, presenta canales o plasmodesmos, que facilitan procesos de intercambio. b.- Matriz extracelular en células animales La matriz extracelular o glicocálix está formada por polisacáridos y proteínas, fundamentalmente. Sus funciones: .- Mantiene forma celular y estructura de tejidos. .- Regula intercambio de sustancias. .- Importante en la identidad celular: reconocimiento y adhesión celular. .- Funciones metabólicas. (Se localizan algunas enzimas) Se trata de un gel hidratado compuesto por GAG (proteoglicanos): glucosaaminoglucano unido a proteínas. La elastina y el colágeno también están presentes, confiriéndole elasticidad. ¿Qué son? http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=wJO5kAjct_XHKM&tbnid=BJF5TOwjBPCUDM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.sobiologia.com.br%2Fconteudos%2FCitologia%2Fcito4.php&ei=qXxEU9bvKdHJ0AXnpYG4AQ&bvm=bv.64367178,d.d2k&psig=AFQjCNEbw98BhF4IZaz69lX8wz0SI_6ytw&ust=1397083673854268 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=wJO5kAjct_XHKM&tbnid=BJF5TOwjBPCUDM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.sobiologia.com.br%2Fconteudos%2FCitologia%2Fcito4.php&ei=qXxEU9bvKdHJ0AXnpYG4AQ&bvm=bv.64367178,d.d2k&psig=AFQjCNEbw98BhF4IZaz69lX8wz0SI_6ytw&ust=1397083673854268 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=U7jkm1gwD2zhfM&tbnid=defU-LatJBUypM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema7/7-3pared2.htm&ei=mX1EU_3qAoja0QXz1oFQ&bvm=bv.64367178,d.d2k&psig=AFQjCNEKnfRwb9dWOnjww1iE7tknOKZjrg&ust=1397083890529112 Biología 2º Bachillerato.BIOLOGIA CELULAR 38 2.- CITOPLASMA Se trata del contenido existente entre la membrana celular y el núcleo, se encuentran inmersos los orgánulos y una solución en estado coloidal, el CITOSOL o HIALOPLASMA que contiene agua, enzimas y moléculas, ya que se llevan a cabo muchas reacciones metabólicas de la célula (ej: glucolisis). Los coloides pueden aparecer en 2 estados: SOL y GEL. La diferencia entre ambos estados depende de la cantidad de AGUA, y por tanto del grado de viscosidad. Son estados interconvertibles, así cuando la disolución pierde parte del agua que contiene pasa al estado de gel. El proceso es reversible y está influido por factores como: pH, temperatura, presión y concentración de soluto. Pregunta 1: ¿En qué estado es el CITOPLASMA más viscoso? ____________. ¿Y más fluido? ____________. La “homeostasis” es el mecanismo que tienen los seres vivos de estabilizar sus condiciones cuando estas son modificadas por el medio que los rodea. Pregunta 2: ¿Qué mecanismo de homeostasis tiene el citoplasma? Este medio coloidal que presenta el citoplasma le proporciona elevada “viscosidad”. Además la elevada “adsorción” favorece las reacciones entre los componentes celulares ya que aumenta el contacto entre ellos. Por otro lado, este medio muestra un aspecto “turbio” debido a la reflexión de la luz sobre las partículas presentes en el medio. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=JwitrUAsrG5n5M&tbnid=4Dcy8Z8tqETkrM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www2.uah.es/biologia_celular/LaCelula/Cel3CitoP.html&ei=zzBQU5DMEaaw0QWs14CQDQ&bvm=bv.64764171,d.d2k&psig=AFQjCNHWGjbpaStqYkkMAykyZO5_uAkfCA&ust=1397850498942485 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 39 En el CITOPLASMA localizamos: A).- CITOESQUELETO Está formado por proteínas citoplasmáticas, que se polimerizan y despolimerizan, a lo largo de todo el citoplasma formando estructuras filamentosas. Son responsables de la forma celular, movimiento celular y también de orgánulos. Distinguimos: .- Microfilamentos de actina: tienen función estructural, y también es responsable del movimiento ameboideo y de contracción celular. En los músculos localizamos también la “miosina” que intervienen, junto con la anterior, en la contracción y relajación de las fibras musculares. Circulación citoplasmática. .- Filamentos intermedios: proteínas con función estructural, fibrosas. .- Microtúbulos de tubulina: forman centriolos, huso acromático, undulipodios y pseudópodos, y sirven de canales de transporte intracelular. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=QChUD01Q1vKOhM&tbnid=MYahZZQqWYpcQM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www2.uah.es/biologia_celular/LaCelula/Cel5CK.html&ei=QDFQU-K8MoeW0QXNzoDYBg&bvm=bv.64764171,d.d2k&psig=AFQjCNF0kRgnTvaDuj_quPIkf2hd2pFkxA&ust=1397850770082330 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 40 B) CENTROSOMA También denominado centro celular, citocentro o centro organizador de microtúbulos. Está formado por proteínas microtubulares y es exclusivo, salvo excepciones vegetales, de la célula animal. Está formado por una estructura proteica llamada “diplosoma” formada por 2 centriolos dispuestos perpendicularmente, donde se organizan los microtúbulos citoplasmáticos originando las fibras del “huso acromático” durante la división celular, los microtúbulos del citoesqueleto y los undulipodios (cilios y flagelos) . Otros componentes del centrosoma son: .- Centrosfera, material de aspecto amorfo que rodea a los cetriolos. .- Fibras de áster, son microtúbulos que parten de la centrosfera y se disponen alrededor de los centriolos a modo de rayos. Darán lugar a los microtúbulos del huso acromático durante la división celular. - Se localizan en las proximidades del núcleo y el aparato de Golgi. Sus funciones son: .- Organizar los microtúbulos, si bien en células vegetales es suficiente con el material pericentriolar ( áster y centrosfera) .- A partir de él se forman cilios y flagelos. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=QChUD01Q1vKOhM&tbnid=pFlyrdpea1Nm-M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www2.uah.es/biologia_celular/LaCelula/Cel5CK.html&ei=xzNQU6fHL4nP0QWU4oH4CA&bvm=bv.64764171,d.d2k&psig=AFQjCNFRrAq2Takz7V0aJN7bL1PzFqh_Bw&ust=1397851346154350 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=wJO5kAjct_XHKM&tbnid=BJF5TOwjBPCUDM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.sobiologia.com.br%2Fconteudos%2FCitologia%2Fcito4.php&ei=qXxEU9bvKdHJ0AXnpYG4AQ&bvm=bv.64367178,d.d2k&psig=AFQjCNEbw98BhF4IZaz69lX8wz0SI_6ytw&ust=1397083673854268 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 41 C).- CILIOS y FLAGELOS Los “undulipodios” o cilios/flagelos, son prolongaciones citoplasmáticas de naturaleza proteica dotadas de movimiento. Es decir, mueven el medio en el que están inmersas las células, o facilitan el desplazamiento de esta si son organismos unicelulares. Su estructura es similar a la de los centriolos (9+2). Están formados por: .- Tallo o axonema, asociado a los microtúbulos se encuentran dos proteínas importantes, dineina y nexina que intervienen en el movimiento de estas estructuras, con consumo de ATP. Estructura 9+2: 9 pares + 1 par central .- Zona de transición: entre axonema y corpúsculo basal. Se localiza placa basal. .- Corpúsculo basal o cinetosoma. En base del axonema. Estructura 9+0: 9 tripletes de microtúbulos periféricos. Como se puede observar en cada zona varia el número de microtúbulos (proteínas fibrilares) Los CILIOS son undulipodios cortos y numerosos, y los FLAGELOS son largos y en menor número. Como ya se ha dicho se utilizan para el movimiento, pero también para atrapar partículas que serán fagocitadas. El movimiento de flagelos es ondulante o helicoidal, y los cilios presentan un movimiento a modo de látigo (propulsión y retracción) Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 42 D).- RIBOSOMAS Se trata de orgánulos “sin membrana”, intracitoplasmáticos, formados de ARN y proteínas. Se observaron por primera vez en 1953. Existen 2 tipos: .-70s, en células procariotas, cloroplastos y mitocondrias. (sub 30/ subun 50) .-80s, en células eucariotas, libres o asociados al retículo/núcleo. (sub 40/ subun 80) Los ribosomas están formados por 2 subunidades, menor y mayor, que se unen cuando se realiza la función fundamental de estos: la síntesis proteica. Para realizar la síntesis proteica los ribosomas se asocian formando polirribosomas que se asocian a un ARN mensajero durante el proceso. Al finalizar se separan. E).- INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS Se trata de acumulación de sustancias que no se disuelven en el hialoplasma, por tanto su carácter es __________. Carecen de membrana y suele tratarse de: .- sustancias de reserva: lípidos o glucógeno en células animales. En vegetales son gotas de grasa de semillas, aceites esenciales (geraniol, mentol, ….), o látex. .- pigmentos, como la “melanina”. .- proteínas precipitadas, generalmente derivadas de desechos celulares. Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 43 Los ORGÁNULOS y ESTRUCTURAS con membrana son: F).- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (estructura membranosa) Compleja red membranosa a lo largo de todo el citoplasma que conecta núcleo y membrana. Está compuesto por sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí, que delimitan un espacio interno llamado “lumen”. Se comunica a su vez con el complejo de Golgi. Su función se relaciona con la síntesis de proteínas y lípidos para la secreción y/o para la renovación de estructuras celulares, y proporcionan un “soporte” estructural a la célula. Funcional y estructuralmente se distinguen dos tipos de retículo endoplasmático:liso (REL) y rugoso (RER) .- RETICULO ENDOPLASMÁTICO LISO. Formado por túbulos membranosos interconectados entre sí y con el RER. Sus membranas son mas gruesas que las del RER. Sus funciones son: Síntesis de lípidos y derivados lipídicos. Se sintetizan todos los lípidos celulares, como los fosfolípidos y el colesterol (en membranas), excepto los ácidos grasos (hialoplasma) y ciertos lípidos mitocondriales. En alguna células, como las del intestino y las del hígado, sintetizan Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 44 hormonas esteroideas derivadas del colesterol y algunas lipoproteínas. Son transportados en vesículas. Detoxificación. Muchos productos tóxicos liposolubles procedentes del exterior (drogas, medicamentos, insecticidas, etc…) o del metabolismo celular, se inactivan en el REL (hígado) Contracción muscular. El REL abunda en el músculo estriado, donde se llama retículo sarcoplásmico. Acumula ión Ca en su interior y lo libera al exterior en respuesta a estímulos nerviosos, para permitir la contracción muscular. .- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO. Sistema de membranas que lleva asociada a su cara citoplasmática, ribosomas; se continúa con la membrana nuclear. Es más fluida que la membrana plasmática al contener menos colesterol y glucolípidos. Sus funciones: Síntesis, almacenamiento y transporte de proteínas. Las proteínas son sintetizadas por los ribosomas asociados. Si son de secreción, pasan al lumen y son liberadas en vesículas. Si son de membrana, se quedan adosadas a esta. Glucosilación. Ocurre en el lumen. Consiste en añadir “glúcidos- oligosacáridos” a las proteínas, formando glicoproteínas. Este proceso se continúa en el aparato de Golgi. G.- APARATO o COMPLEJO DE GOLGI (Estructura membranosa) Este complejo está formado por dictiosomas ( 1 dictiosoma = 5-8 sáculos), sáculos o cisternas apilados y relacionados entre sí, rodeados de pequeñas vesículas membranosas. Las flechas ________ representan los sáculos, y las ________ las vesículas. Se sitúa próximo al núcleo, y en células animales cerca del centrosoma. (Ver imagen centrosoma) http://www.google.es/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=CyIKhO0xf1-SyM&tbnid=h4iYbbQ0NuecNM&ved=0CAgQjRw&url=http://www2.uah.es/biologia_celular/LaCelula/Cel8AG.html&ei=cFNQU6SQG8ag0QWTsIGYCQ&psig=AFQjCNErpPq9AsJlVbPA_Ojnj2rGhu-Okg&ust=1397859568507289 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 45 Este complejo presenta “polaridad”, es decir, en los dictiosomas se diferencian dos caras con distinta estructura y función: .- Cara “cis” o de “formación”. Más próxima al núcleo, formada por cisternas convexas conectadas con el RER. Su membrana es similar a la del retículo, y a su alrededor se localizan las vesículas de Golgí o de transición que proceden del retículo y formarán los nuevos sacos. .- Cara “trans” o de “maduración”. Los sacos viejos se deshacen formando vesículas de secreción, más grandes que las anteriores. Esta cara está orientada hacia la membrana, y las membranas son más gruesas. El aparato de Golgi organiza la circulación de moléculas dentro de la célula, y almacena, madura y transporta proteínas y lípidos procedentes del R.E. En las células vegetales sintetiza los glúcidos que formarán parte de la pared celular. Funciones: 1.- Modificación de proteínas sintetizadas en RE. Maduran ciertas proteínas, las cuales sufren proteolisis específica (se elimina parte de la cadena) y se obtiene la forma “activa” de dicha proteína. Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 46 2.- Secreción de proteínas. Las proteínas pasan a través del complejo de la cara “cis” a la cara “trans”, donde se forman vesículas de secreción que liberan su contenido al exterior de la célula a través de la membrana por evaginación, o al interior de la célula o formando “lisosomas”. En este proceso se transportan macromoléculas y se renueva membrana. Algunas vesículas son muy especializadas y poseen proteínas específicas en la membrana, se denominan vesículas revestidas. 3.- Glucosilación. Se añaden oligosacáridos a los lípidos y proteínas en el retículo, pero cuando llegan al aparato de Golgi este le añade o quita monosacáridos originando distintas glicoproteínas y glucolípidos. 4.- Síntesis de glúcidos. Se sintetizan los glúcidos del glucocalix en las células animales y los de la pared celular vegetal (celulosa, pectina, hemicelulosa) 5.- Formación de lisosomas. 6.- Forma el acrosoma de los espermatozoides, en algunas especies. Cuestiones: .- Se dice que en RE es una “fabrica” de membrana. ¿Sabrías explicar que significa esta expresión? .- ¿Por qué se considera al complejo de Golgi el “director principal” del transporte de proteínas en la célula? .- Nombra alguna de las funciones del “colesterol” en la célula. http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=wuNuXi_34NFimM&tbnid=TDytn0Bt8xRT2M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.picstopin.com/245/aparato-de-golgi-en-azul-vesiculas-rojo-cisternas/http:||2*bp*blogspot*com|-t7MD50Y-jPU|Twxgql0bU6I|AAAAAAAAAhM|fhCDVtTu-Iw|s1600|golgi*jpg/&ei=CRdRU_XmB8Gl0AXquoBA&bvm=bv.65058239,d.d2k&psig=AFQjCNG7Aj3BrstvgRh8RTRrnOmxTV7Mew&ust=1397909598487964 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 47 Los ORGÁNULOS membranosos son: H).- LISOSOMAS Se trata de vesículas formadas en el Aparato de Golgi, por gemación de las cisternas, de membrana sencilla, con alto contenido en proteínas “enzimáticas” con función hidrolítica (hidrolasas- pH óptimo=5), que se utilizarán en procesos de digestión celular. Estos enzimas, formados en el RER, maduran en el Aparato de Golgi y son liberados al citoplasma, dentro de lisosomas. Pueden contener enzimas de 40 tipos diferentes, y su membrana interna tiene una composición específica para evitar la acción de estos enzimas (glicoproteínas). Por tanto, su membrana no es unitaria. Los LISOSOMAS se clasifican en 2 tipos, en función de su contenido: .- Lisosoma primario: son vesículas que contienen, unicamente, hidrolasas. Recién sintetizadas. No han intervenido en procesos digestivos. .- Lisosoma secundario: son vesículas que además de hidrolasas contienen sustratos de la digestión. Son más grandes ya que se han fusionado a vacuolas autofágicas(=autolisosomas) o heterofágicas(=digestivas o heterolisosomas). Actividad: Busca los términos en “negrita” Los lisosomas tienen función digestiva y vierten su contenido enzimático en los fagosomas, se funden con ellos para realizar la degradación de los materiales fagocitados, o de aquellos materiales inservibles o lesionados de la célula. Funciones: Como ya se ha dicho intervienen en la digestión “intracelular”, y dependiendo de la procedencia de los materiales , se clasifican en: .- Heterofagía- Fagolisosomas (vacuolas digestivas o heterolisosomas). Los materiales se han incorporado a la célula desde el exterior por “endocitosis”, Biología 2º B formando un fagosoma que al fusionarse el lisosoma 1º, se forma un lisosoma 2º llamado vacuola digestiva o fagolisosoma, cuyos productos serán liberados al hialoplasma para ser utilizados en el metabolismo celu común en protozoos como las amebas, y también en lineas celulares como leucocitos. .- Autofagia- Autofagolisosomas moléculas degradadas son porciones celulares (restos de RE, mitocôndria,...); se eliminan restos celulares, y el lisosoma 2º que se forma se llama autofágica o autofagosoma En este proceso se eliminan org deben ser reciclados. Se logra renovación y recambio celular, y tiene especia relevancia en la formación de tejidos de sostén en los vegetales y en los procesos de apoptosis o muerte celular programada, esenciales, por ejemplo en la metamorfosis de insectos, donde se eliminan algunos elementos larvales. Unos lisosomasespeciales s numerosas vesículas en su interior, autofágicas o heterofágicas, o varios lisosomas primarios reunidos en su interior. Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELUL formando un fagosoma que al fusionarse el lisosoma 1º, se forma un lisosoma 2º llamado vacuola digestiva o fagolisosoma, cuyos productos serán liberados al hialoplasma para ser utilizados en el metabolismo celular. Es un proceso común en protozoos como las amebas, y también en lineas celulares como Autofagolisosomas (vacuolas autofágicas o autolisosomas). moléculas degradadas son porciones celulares (restos de RE, mitocôndria,...); se eliminan restos celulares, y el lisosoma 2º que se forma se llama autofágica o autofagosoma. En este proceso se eliminan orgánulos dañados por sustancias tóxicas o que deben ser reciclados. Se logra renovación y recambio celular, y tiene especia relevancia en la formación de tejidos de sostén en los vegetales y en los o muerte celular programada, esenciales, por ejemplo en la metamorfosis de insectos, donde se eliminan algunos elementos Unos lisosomas especiales son los cuerpos multivesiculares numerosas vesículas en su interior, autofágicas o heterofágicas, o varios lisosomas primarios reunidos en su interior. LAR 48 formando un fagosoma que al fusionarse el lisosoma 1º, se forma un lisosoma 2º llamado vacuola digestiva o fagolisosoma, cuyos productos serán liberados lar. Es un proceso común en protozoos como las amebas, y también en lineas celulares como (vacuolas autofágicas o autolisosomas). Lãs moléculas degradadas son porciones celulares (restos de RE, mitocôndria,...); se eliminan restos celulares, y el lisosoma 2º que se forma se llama vacuola ánulos dañados por sustancias tóxicas o que deben ser reciclados. Se logra renovación y recambio celular, y tiene especial relevancia en la formación de tejidos de sostén en los vegetales y en los o muerte celular programada, esenciales, por ejemplo en la metamorfosis de insectos, donde se eliminan algunos elementos que contienen numerosas vesículas en su interior, autofágicas o heterofágicas, o varios http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=eWHNmcq8aGAXJM&tbnid=7TvNBUjjylOjjM:&ved=0CAUQjRw&url=http://celulamariaguadalupemendozasantander.blogspot.com/2012/06/la-celula-una-celula-del-latin-cellula.html&ei=EyVRU7aTJsnM0AWl1ICIDQ&bvm=bv.65058239,d.d2k&psig=AFQjCNHXATr5FK1qMOkigyz5R_c3i338sQ&ust=1397913133859968 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 49 I).- PEROXISOMAS y GLIOXISOMAS Los “peroxisomas” vesículas membranosas formadas a partir del RE, contienen enzimas “oxidasas” tipo FAD y catalasa, que degradan ácidos grasos y sustancias tóxicas como alcoholes, fenoles, nitratos, etc… No se libera energía. Sus funciones: .- Desintoxicación .- Desaminación oxidativa y degradación de ácidos grasos, liberando agua oxigenada: Los “glioxisomas” están presentes en las semillas de las plantas y transforman los ácidos grasos en azúcares para desarrollo del embrión mientras no se realiza la fotosíntesis. Orgánulos con “doble membrana”: J).- MITOCONDRIA Se trata de un orgánulo de doble membrana, sin colesterol, una externa que delimita el orgánulo, y otra interna, que rodea el lumen, separadas por un espacio intermembranal. Es un orgánulo común a las células eucariotas, con función energética (metabolismo respiratorio aerobio). http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=lGPfaXqgp9WXfM&tbnid=4k-Ms_S6cvjpvM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.info-farmacia.com/bioquimica/metabolismo-de-los-acidos-grasos-co&ei=DSlRU7DIJqmV0AWx6YHQDA&bvm=bv.65058239,d.d2k&psig=AFQjCNEv_0xIENy0BVvT8xJRXkRmeuqYWw&ust=1397914019255548 http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=pbmnbZ-odq7q0M&tbnid=D4KKDO59oVfLpM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.medic.ula.ve/histologia/anexos/microscopweb/MONOWEB/capitulo5_6.htm&ei=1CxRU-jVNcSm0AX314HYCw&bvm=bv.65058239,d.d2k&psig=AFQjCNEdEbZUrfqqwUvt1miXfsCHM69KBA&ust=1397915174817078 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 50 Su forma y tamaño son variables, aunque la forma mas habitual es cilíndrica o alargada, con los extremos redondeados. Hay entre 1000 y 2000 por célula. .- Estructura y composición de las mitocondrias La estructura de la mitocondria desde su parte más externa a la mas interna es: Membrana mitocondrial externa. Membrana unitaria, similar a la de otros orgánulos, con pocas proteínas enzimáticas y porinas (transmembranales) en abundancia. Espacio intermembranal o perimitocondrial. Espacio entre membrana interna y externa, de composición similar al hialoplasma. Membrana mitocondrial interna. Estructura “trilaminar” de las membranas celulares, con invaginaciones llamadas crestas mitocondriales. Se introducen hacia la matriz y pueden ser aplanadas o tubulares, perpendiculares a la matriz. Esta membrana es más impermeable a los iones que la externa por ello necesita proteínas transportadoras, carece de colesterol, y es más rica en proteínas (80%)/resto lípidos. Se localizan proteínas de la “cadena de transporte de electrones” y enzimas como la ATP-asa, esta enzima aparece a modo de partículas en cara matricial de las crestas, llamadas partículas elementales F o de Fernández Morán. Matriz mitocondrial. Zona delimitada por la membrana interna. Es una disolución coloidal (sol-gel) con menos del 50% de agua. Contiene: http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=-X2SLqgU5d8nmM&tbnid=ir56hEpeGaaiwM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.biologiasur.org/apuntes/base-fisico-quimica/organizacion-y-fisiologia-celular/celula-eucariotica/organulos-celulares.html&ei=PmdRU5SPEMfL0AXHkIBg&bvm=bv.65058239,d.d2k&psig=AFQjCNE9wvqtKhyu2jjHAqrjbqKRGGPoBw&ust=1397930092472289 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 51 .- ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN mitocondrial-circular (doble hélice y con información para sintetizar las proteínas mitocondriales; ARNr, ARNt y ARNm, necesarios para las síntesis proteicas. .- Ribosomas 70s, similares a los bacterianos, libres o asociados a crestas. .- Enzimas y coenzimas asociados al ciclo de Krebs, y a la cadena transportadora de electrones (NADH), y a la síntesis de proteínas. .- Iones, nucleótidos, ATP. .-Función de las mitocondrias La función de las mitocondrias es obtener energía para las células. Esta función se lleva a cabo entre la membrana interna y la matriz mitocondrial. 1.- La función más importante es la “respiración celular”, a partir de materia orgánica y oxígeno se obtiene energía en forma de ATP. Se trata de procesos oxidativos que se llevan a cabo en 2 etapas: Ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos. En la matriz mitocondrial. Cadena transportadora. Transporte de electrones y fosforilación oxidativa. Etapa final que ocurre en la membrana interna. Se sintetiza ATP. En la “matriz mitocondrial” también ocurren otros procesos: 2.- Duplicación ADN mitocondrial 3.- Síntesis de proteínas mitocondriales 4.- B-oxidación de ácidos grasos: se genera acetil-CoA y moléculas reducidas: NADH, FADH2. 6.- Almacén de sustancias: proteínas, lípidos, ..... K).- CLOROPLASTOS Son orgánulos exclusivos de células eucariotas vegetales, de color verde debido a la presencia de “clorofila”; son mayores que las mitocondrias y en los vegetales superiores tienen forma “lenticular”. Son más numerosos en http://www.google.es/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=3HN1VpPPcylIwM&tbnid=EWyYhLT22lzmQM&ved=0CAgQjRw&url=http://www.agustinos-valencia.net/LABORATORIO/MORF_CELULAR/INDEX_MORFCEL.html&ei=8WxRU5POFcmu0QXCnYC4Dg&psig=AFQjCNHi3RLON3XcnGAc11uCfgi8htmqEA&ust=1397931633428298 Biología 2º Bachillerato. BIOLOGIA CELULAR 52 metafitas
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