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El citosol y las estructuras no membranosas de la célula 2013

Órganulos no membranosos

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El citosol y las estructuras no membranosas de la célula 2013

  1. 1. 8 El citosol y las estructuras no membranosas de la célula CONSIDERACIONES SOBRE LA PAU 9% de pruebas de PAU incluyen preguntas relacionadas con los contenidos de este tema  Son frecuentes imágenes de microscopía electrónica de un orgánulo o parte  Se pueden incluir o pedir que elaboren esquemas sobre estructuras celulares y relacionarlos con su funciones
  2. 2. ¿Qué se suele preguntar?  Señalar funciones que se realizan en el citosol  Indicar función, localización y estructura de los ribosomas, diferenciando los de los procariotas de los de eucariotas  Funciones de los orgánulos  Descripción y funciones de la pared celular  Identificar y diferenciar los diferentes tipos de filamentos del citoesqueleto, con sus funciones  Reconocer cortes transversales de centríolos, cilios y flagelos CONSIDERACIONES SOBRE LA PAU
  3. 3. El citosol y las estructuras no membranosas de la célula 1. El citoplasma 2. Inclusiones citoplasmáticas 3. El citoesqueleto 4. El centrosoma 5, Los cilios y los flagelos 6. Los ribosomas 7. La matriz extracelular 8. La pared celular La pared celular de vegetales La pared celular de hongos 3.1- Microfilamentos 3.2. Filamentos intermedios 3.3. Microtúbulos
  4. 4. El citoplasma Parte de la célula comprendida entre el núcleo y la membrana celular Está constituido por: Citosol Citoesqueleto Orgánulos celulares Inclusiones citoplasmáticas
  5. 5. El citoplasma Citosol Citosol: Medio líquido interno del citoplasma (hialoplasma) Citosol: Medio líquido interno del citoplasma (hialoplasma) Ocupa el espacio entre la membrana plasmática, envoltura nuclear y membranas de los orgánulos
  6. 6. Permite el movimiento ameboide y la fagocitosis por la emisión de pseudópodos Composición  Agua (85 %)  Enzimas  Metabolitos  ARNm, ARNt, ATP  Inclusiones (grasa, glucógeno, gas…)  Proteínas, aminoácidos.  Lípidos.  Polisacáridos y monosacáridos. El citoplasma Citosol Estructuras y funciones del citosol Puede presentarse en dos estados en forma de sol o estado líquido, y en forma de gel o estado semisólido.
  7. 7. El citoplasma Citosol Estructuras y funciones del citosol Funciones:  Regulador del pH intracelular  Realizan total o parcialmente reacciones metabólicas: o Biosíntesis de aminoácidos o Síntesis y modificaciones de proteínas o Lipogénesis o Glucogenolisis o Glucogenogénesis o Glucolisis o Fermentaciones o Gluconeogénesis… PAU
  8. 8. Semillas oleaginosas Pericarpio frutos Células en aromáticas Euforbias Árbol del caucho Células hepáticas Células musculares Células adiposas (adipocitos) TriglicéridosGlucógeno En animales En vegetales Las inclusiones citoplasmáticas Aparecen en células procariotas y eucariotas Inclusiones de reserva Proteínas precipitadas Pigmentos (sus coloreadas) Inclusiones citoplasmáticas: Sustancia hidrófobas no rodeadas de membrana Inclusiones citoplasmáticas: Sustancia hidrófobas no rodeadas de membrana Gotas de grasa Aceites esenciales (geraniol, mentol…) Sustancias de desecho Lipofucsina (amarilla). En células nerviosas y cardíacas viejas Hemosiderina: Producto de degradación de la Hb de eritrocitos Látex (tapona heridas)
  9. 9. Las inclusiones citoplasmáticas Depósitos de aceite en hoja de romero Adipocito con diversas gotas de grasa (Li) y núcleo (N) Micrografía MET de hepatocito. Se observa gran cantidad de mitocondrias (M), gránulos de glucógeno G) y algunos lisosomas (L).
  10. 10. Las inclusiones citoplasmáticas Árbol del caucho (látex) Euforbias
  11. 11. El citoesqueleto Citoesqueleto: Es una red compleja de fibras proteicas que se extienden por todo el citoplasma. En todas las células eucariotas Citoesqueleto: Es una red compleja de fibras proteicas que se extienden por todo el citoplasma. En todas las células eucariotas Estructura muy dinámica Implicada en el mantenimiento o los cambios de forma de la célula y de su estructura interna, en los movimientos celulares y endocelulares de orgánulos y estableciendo vías de comunicación entre distintas áreas celulares.
  12. 12. Microfilamentos Microtúbulos Filamentos intermedios El citoesqueleto 1 2 3 Tres tipos de filamentos
  13. 13. El citoesqueleto Microfilamentos Microfilamento Filamentos de actina Dos cadenas de moléculas de actina enrrolladas Filamentos de miosina Haces de moléculas de miosina PAU
  14. 14. El citoesqueleto Microfilamentos En la actina la polimerización está polarizada, es decir, existe un extremo en el que la hebra se alarga por adición de unidades y otro en el que se acorta por pérdida de las mismas, lo que puede suceder a distintas velocidades.
  15. 15. El citoesqueleto Microfilamentos Funciones Mantienen la forma de la célula: Se extienden por todo el citoplasma, pero abundan debajo de la membrana (forman el córtex celular) Mantienen la forma de la célula: Se extienden por todo el citoplasma, pero abundan debajo de la membrana (forman el córtex celular) Generar la emisión de pseudópodos: Posibilitan el desplazamiento celular y la fagocitosis. El movimiento se basa en la transición de sol a gel que realiza el citoplasma celular. Generar la emisión de pseudópodos: Posibilitan el desplazamiento celular y la fagocitosis. El movimiento se basa en la transición de sol a gel que realiza el citoplasma celular. Generar y estabilizar las prolongaciones citoplasmáticas: Microvellosidades, con un armazón de filamentos de actina asociados a moléculas de otras proteínas. Generar y estabilizar las prolongaciones citoplasmáticas: Microvellosidades, con un armazón de filamentos de actina asociados a moléculas de otras proteínas. Movimiento contráctil de las células musculares: Los filamentos de miosina provocan la aproximación de la actina con gasto de ATP Movimiento contráctil de las células musculares: Los filamentos de miosina provocan la aproximación de la actina con gasto de ATP PAU
  16. 16. El citoesqueleto Filamentos intermedios Filamento intermedio  Llamados así por su tamaño (unos 10 nm de diámetro) intermedio entre microtúbulos y microfilamentos.  Son proteínas fibrosas, resistentes y estables. Diversos tipos:  Neurofilamentos: En el axón de las neuronas  Tonofilamentos o filamentos de queratina: En las células epiteliales (sobre todo en desmosomas)  Filamentos de vimentina: En tejido conjuntivo  Filamentos de desmina: En células musculares Funciones • Otorgar resistencia a la célula al estrés mecánico, gracias a la formación de largos polímeros. • Contribuyen al mantenimiento de la forma celular junto con el resto del citoesqueleto. • Ayudan a la distribución y posicionamiento de los orgánulos celulares. • Otorgar resistencia a la célula al estrés mecánico, gracias a la formación de largos polímeros. • Contribuyen al mantenimiento de la forma celular junto con el resto del citoesqueleto. • Ayudan a la distribución y posicionamiento de los orgánulos celulares. PAU
  17. 17. El citoesqueleto Microtúbulos 250 ÅProtofilamento α-tubulina β-tubulina 113 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12  Están constituidos por moléculas de tubulina, formando dímeros: α-tubulina β-tubulina  Su estructura es cilíndrica y hueca de unos 250 nm de diámetro y varias micras de longitud en la que los dímeros de tubulina están asociados en 13 protofilamentos lineares que constituyen las paredes del microtúbulo. PAU
  18. 18. El citoesqueleto Microtúbulos Los microtúbulos se depolimerizan y repolimerizan continuamente (gastan GTP).
  19. 19. El citoesqueleto Microtúbulos • Al igual que los filamentos de actina, cada microtúbulo posee un extremo (-) que crece lentamente y un extremo (+) que crece con mayor velocidad. • En las células animales los microtúbulos se polimerizan y depolimerizan constantemente.
  20. 20. Microtúbulos El citoesqueleto Microtúbulos Estructuras estables Estructuras de corta duración CitoesqueletoCitoesqueletoCitoesqueletoCitoesqueleto CentriolosCentriolosCentriolosCentriolos CiliosCiliosCiliosCilios FlagelosFlagelosFlagelosFlagelos Huso acromáticoHuso acromáticoHuso acromáticoHuso acromático PseudópodosPseudópodosPseudópodosPseudópodos PAU
  21. 21. El citoesqueleto Microtúbulos PAU Funciones Realizan el movimiento de la célula: Son los principales elementos de cilios y flagelos y junto a los filamentos de actina forman los pseudópodos. Realizan el movimiento de la célula: Son los principales elementos de cilios y flagelos y junto a los filamentos de actina forman los pseudópodos. Sirven de base para estructurar el citoesqueleto: Componentes básicos del citoesqueleto en células eucariotas. Sirven de base para estructurar el citoesqueleto: Componentes básicos del citoesqueleto en células eucariotas. Determinar la forma de las células: El axón presenta un eje de microtúbulos.Determinar la forma de las células: El axón presenta un eje de microtúbulos. Organizar la distribución interna de los orgánulos: Vesículas, vacuolas, mitocondrias y cloroplastos se mueven por la célula a lo largo de los microtúbulos. Otros como el aparato de Golgi y el retículo endoplasmático están inmóviles por la sujeción de microtúbulos. Organizar la distribución interna de los orgánulos: Vesículas, vacuolas, mitocondrias y cloroplastos se mueven por la célula a lo largo de los microtúbulos. Otros como el aparato de Golgi y el retículo endoplasmático están inmóviles por la sujeción de microtúbulos. Movilizar los cromosomas: Durante la división celular el huso acromático o mitótico se forma a partir de microtúbulos. Movilizar los cromosomas: Durante la división celular el huso acromático o mitótico se forma a partir de microtúbulos.
  22. 22. Centro organizador de microtúbulos (COM) El centrosoma • Centrosoma Centro dinámico de la célula Responsable de Movimientos de la célula realizados por el huso acromático Movimientos externos realizados por cilios y flagelos
  23. 23. El centrosoma Con centriolos Sin centriolos Dos tipos de centrosomas Células animales, en protozoos y algasCélulas vegetales y de hongos
  24. 24. El centrosoma Estructura y función del centrosoma Material pericentriolar Elementos de un centrosoma con centriolos Áster Diplosoma
  25. 25. El centrosoma Estructura y función del centrosoma Fibras del áster Material pericentriolar (COM) Diplosoma Centriolo ESTRUCTURA 9 + 0 Cada centriolo consta de nueve grupos de tres microtúbulos que forman un cilindro La estructura se estabiliza por proteína que forman puentes que unen los tripletes entre sí Centro organizador de microtúbulos, donde se originan Microtúbulos radiales que sirven para fijar los centrosomas a la membrana plasmática durante la mitosis Dos centriolos dispuestos perpendicularmente
  26. 26. El centrosoma Estructura y función del centrosoma
  27. 27. El centrosoma Estructura y función del centrosoma Microtúbulo A es completo (13 protofilamentos) Microtúbulo B (10 protofilamentos) Microtúbulo C (10 prot) A B C Triplete Puente proteico Microtúbulos PAU
  28. 28. El centrosoma Estructura y función del centrosoma Funciones • A través del material pericentriolar forman las estructuras constituidas por microtúbulos • Undilopodios (cilios y flagelos): Desplazamiento celular • Huso acromático: Separación de cromosomas • Estructura del citoesqueleto: Su base es de micrtúbulos • A través del material pericentriolar forman las estructuras constituidas por microtúbulos • Undilopodios (cilios y flagelos): Desplazamiento celular • Huso acromático: Separación de cromosomas • Estructura del citoesqueleto: Su base es de micrtúbulos PAU
  29. 29. Los cilios y flagelos Cilios y flagelos (undilopodios): Prolongaciones citoplasmáticas móviles de la superficie celular Presentan una estructura formada por 9 dipletes de microtúbulos y dos microtúbulos centrales. Estructura (9 + 2) Más cortos y en gran número Mucho más largos y pocos
  30. 30. Los cilios y flagelos Estructura y función de cilios y flagelos Tallo Zona de transición Corpúsculo basal o cinetosoma PAU
  31. 31. Los cilios y flagelos Estructura y función de cilios y flagelos Tallo Corte longitudinal Microtúbulos centrales Vaina Tallo El tallo presenta un eje interno llamado axonema. Microtúbulos centrales Vaina Pares de microtúbulos (dipletes) Nexina Fibra radial Membrana plasmática Dineína El axonema se forma por dos microtúbulos centrales rodeados de una vaina y un sistema de 9 pares de microtúbulos, medio interno y membrana que lo rodea (9 + 2 dobletes) Los microtúbulos se unen con proteínas como: • Nexina: Une los dipletes periféricos entre si y mantiene el cilindro del axonema • Fibras radiales: Unen los dipletes con la vaina • Dineína: Con función ATP-asa permite el movimiento de los microtúbulos y del undilopodio PAU
  32. 32. Los cilios y flagelos Estructura y función de cilios y flagelos Zona de transición Tiene dipletes como el tallo, pero no tiene microtúbulos centrales, ni membrana plasmática Membrana plasmática Zonade transición PAU
  33. 33. Los cilios y flagelos Estructura y función de cilios y flagelos Corpúsculo basal o cinetosoma Consta de tripletes y dos partes diferenciadas Cinetosoma superior Cinetosoma inferior  Superior o distal Tiene la misma estructura que un centríolo (9 + 0). A partir de aquí se organizan los microtúbulos del axonema A B C A B C Triplete Con eje central proteíco del que salen láminas radiales hacia los tripletes  Inferior o proximal Eje proteico Lámina radial Lámina radial Eje proteico Raíz Microfilamentos con función contráctil PAU
  34. 34. Los cilios y flagelos Estructura y función de cilios y flagelos Cilios y flagelos son los responsables de la motilidad de la célula Cilios crean turbulencias para atraer el alimento (protozoos ciliados) o desplazar sustancias (epitelio traqueal)
  35. 35. Los cilios y flagelos Estructura y función de cilios y flagelos
  36. 36. Los cilios y flagelos Estructura y función de cilios y flagelos Corte transversal del corpúsculo basal (estructura 9+0) en su zona superior Estructura idéntica a la de un centríolo
  37. 37. Los cilios y flagelos Estructura y función de cilios y flagelos Repasamos: ¿Qué representa cada microfotografía electrónica?
  38. 38. Los cilios y flagelos Estructura y función de cilios y flagelos
  39. 39. Ribosomas Ribosomas: Estructuras globulares sin membrana, formadas por proteínas asociadas a ARNr proveniente del nucléolo Existen en todas la células, pero son escasos en los glóbulos rojos y casi inexistentes en espermatozoides maduros Están dispersos por el citoplasma o adheridos al retículo endoplasmático rugoso por riboforinas. También libres en mitocondrias y cloroplastos
  40. 40. Ribosomas Estructura y función de los ribosomas 70 S 50 S 30 S 80 S 40 S 65 S Ribosoma procariota Mitocondrias y cloroplastos Ribosoma eucariota Están constituidos por dos subunidades En el citoplasma las subunidades se encuentran separadas y se unen para fabricar proteínas Cada ribosoma contiene: 80% de agua, 10% proteínas y 10% ARNr PAU
  41. 41. Ribosomas Estructura y función de los ribosomas Subunidad mayor Subunidad menor ARNm Péptido en formación Cadena polipeptídica formada Disociación de las subunidades del ribosoma Polisoma traducción formado sobre el ARNm en Funciones Síntesis de proteínas. Primero se une la subunidad pequeña al ARNm luego la grande y se inicia la traducción. Cuando acaban se separan las subunidades. Cada ARNm se lee por 5-40 ribosoma, formando polisomas o polirribosomas Síntesis de proteínas. Primero se une la subunidad pequeña al ARNm luego la grande y se inicia la traducción. Cuando acaban se separan las subunidades. Cada ARNm se lee por 5-40 ribosoma, formando polisomas o polirribosomas PAU
  42. 42. La matriz extracelular Matriz extracelular: Propia de tejidos animales. Sirve como nexo de unión de las células, proporcionando consistencia, elasticidad y resistencia. Además condiciona la forma, desarrollo y proliferación de las células a las que engloba En esta imagen se presentan ejemplos de distintos tipos de matrices extracelulares teñidas con diferentes colorantes. Los asteriscos señalan la matriz extracelular. A) Cartílago hialino, B) Matriz ósea compacta, C) Conectivo denso regular (tendón), D) Conectivo gelatinoso del cordón umbilical, E) Paredes celulares del sistema vascular de un tallo de una planta, F) Células epiteliales. Obsérvese que prácticamente no hay sustancia intercelular, G) Imagen de microscopía electrónica del tejido nervioso donde prácticamente no existe matriz extracelular
  43. 43. La matriz extracelular Estructura de la matriz extracelular Ácido hialurónico Proteína filamentosa Glucosaminoglucano Elastina Colágeno Fibronectina Componentes SustanciaSustancia fundamentalfundamental amorfaamorfa SustanciaSustancia fundamentalfundamental amorfaamorfa ColágenoColágenoColágenoColágeno ElastinaElastinaElastinaElastina FibronectinaFibronectinaFibronectinaFibronectina Está constituida por proteoglucanos (larga cadena de ácido hialurónico a la que se unen proteínas filamentosas, que se asocian con glucosaminogluacanos. Es hidrófila y retienen agua y sales Proteína filamentosa forma triple hélices, proporciona resistencia a la rotura y consistencia a la matriz Proporciona elasticidad a la matriz Glucoproteína que forma una trama de filamentos con función adherente entre células y estas y las fibras de colágeno
  44. 44. La matriz extracelular Funciones de la matriz extracelular Funciones • Nexo de unión, llena espacios intercelulares y da consistencia a tejidos y órganos • Retiene agua ofreciendo resistencia a compresión • Los proteoglucanos forman geles con el agua permitiendo la difusión de moléculas hidrosolubles y su filtración selectiva • Migración de las células y su disposición espacial • Nexo de unión, llena espacios intercelulares y da consistencia a tejidos y órganos • Retiene agua ofreciendo resistencia a compresión • Los proteoglucanos forman geles con el agua permitiendo la difusión de moléculas hidrosolubles y su filtración selectiva • Migración de las células y su disposición espacial
  45. 45. La pared celular Pared celular: Es una matriz extracelular compleja que rodea a las células vegetales. También tienen pared celular bacterias, algas y hongos
  46. 46. La pared celular Pared celular de vegetales Vacuola Lámina media Pared secundaria Pared primaria Membrana plasmática Se forma por una red de fibras de celulosa y una matriz con agua, sales, hemicelulosa y pectina Primera capa que se sintetiza y queda entre la pared primaria de las células adyacentesSegunda capa que se genera, es delgada, flexible y elástica. Delimita el exterior de la célulaÚltima capa que se produce, perdura tras morir la célula y sirve como sostén Matriz contiene: - Lignina da rigidez a la célula. Abunda en el tejido conductor leñoso. - Suberina y cutina impermeabilizan las paredes celulares. Suberina en la corteza (súber) de los árboles y cutina en epidermis de hojas y tallos. - Carbonato de calcio y sílice dan rígidez a la epidermis de muchas hojas. PAU
  47. 47. La pared celular Pared celular de vegetales Funciones • La pared celular da forma y rigidez a la célula e impide su ruptura. • La célula vegetal contiene en su citoplasma una elevada concentración de moléculas que, debido a la presión osmótica, origina una corriente de agua hacia el interior celular que acabaría por hincharla y romperla si no fuera por la pared. • Es responsable de que la planta se mantenga erguida. • La pared celular da forma y rigidez a la célula e impide su ruptura. • La célula vegetal contiene en su citoplasma una elevada concentración de moléculas que, debido a la presión osmótica, origina una corriente de agua hacia el interior celular que acabaría por hincharla y romperla si no fuera por la pared. • Es responsable de que la planta se mantenga erguida. PAU
  48. 48. La pared celular Pared celular de vegetales Plasmodesmos y punteaduras Plasmodesmos: Son finos conductos que atraviesan las paredes celulares y conectan entre sí los citoplasmas de las células adyacentes. Punteaduras: Son adelgazamientos o áreas finas de las paredes celulares, o sea, zonas donde se deposita menos celulosa.
  49. 49. La pared celular Pared celular de hongos Manoproteínas Polisacáridos cementantes Quitina Proteínas Los polisacáridos más abundantes que posee son: quitina, glucano y manano Gran plasticidad: Protege a las células de los hongos del estrés ambiental, como los cambio osmóticos. Interacción con el medio: Proteínas de la pared que son adhesivas y actúan como receptores. Algunas con alta capacidad inmunológica.
  50. 50. La pared celular Pared celular de bacterias Tanto en las Gram-positivas como en las Gram-negativas tiene una capa de mureína Peptidoglucano formado por N-acetilglucosamina (NAG) y N-acetilmurámico (NAM) Antibióticos, como la penicilina, impiden los enlaces peptídicos entre las cadenas de NAG y NAM.

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