U N I D A D I : C É L U L A

BIOLOGIA TERCEROBT-05

ESTRUCTURAS CELULARES

Núcleo

Retículo Endoplasmático Rugoso

Aparato de Golgi

Vesícula deSecreción

Lisosoma

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ESTRUCTURAS CELULARES

En la célula eucarionte los organelos intramembranosos están distribuidos por todo el citoplasma,existe una variedad de compartimientos rodeados de membrana, cada uno especializado enrealizar ciertas funciones, aquí se revisarán las principales.

1. ORGANELOS DE MEMBRANA DOBLE

Núcleo

Considerado como un compartimiento o como organelo, es el lugar físico donde se encuentra elmaterial genético o DNA, responsable del control metabólico y de la continuidad de la vida.

Su tamaño y posición son variables, dependiendo de las necesidades de la célula, su número varíade acuerdo al tipo de células, en general se acepta que un determinante de esto es la necesidadde control metabólico por parte de la célula, por ejemplo, células hepáticas grandes pueden tener2 ó 3 núcleos, lo mismo ocurre con células musculares estriadas.En el núcleo interfásico se distinguen:

Componentes Descripción estructural

Membrananuclear

(Carioteca)

Es doble, en su cara que mira hacia el citoplasma se observan ribosomas adheridos,se postula como parte del sistema de endomembranas. Está atravesada por elcomplejo del poro, lo que permite el transporte en ambas direcciones a través de lamembrana (Figura Nº 1).

Cariolinfa(carioplasma)

Es la matriz nuclear (cariolinfa) o nucleoplasma. Es la parte líquida del núcleo quepuede tener en estado soluble minerales, nucleótidos u otro componente necesariopara la conformación de la cromatina.

Cromatina

Presenta dos estados que es posible observar al microscopio: heterocromatina yeucromatina (Figura Nº 1 y 2).

Heterocromatina: es la forma condensada en que se organiza la cromatina. Se vecomo manchas densas de cromatina, frecuentemente está adherida a la membrananuclear donde presenta espacios más claros sobre los poros de dicha membrana. Laheterocromatina es considerada inactiva desde el punto de vista de la transcripción.

Eucromatina, tiene el aspecto de granulación fina y homogénea. Es más abundanteen células que están en activa transcripción o replicación de DNA. Esto requiereque la cromatina esté “desenrollada”, tal que exista el máximo contacto entre loscompuestos del nucleoplasma, como los sistemas enzimáticos para la lectura delcódigo genético, o sustancias a incorporar a las cadenas de DNA, como losnucleótidos.

Nucléolo

Subestructura que no posee membrana, es la porción del DNA, de los cromosomasque contienen genes para que se realice la transcripción de RNA ribosomal (rRNA),estas zonas especiales del DNA se llaman zonas organizadoras nucleolares (másconocidas como zonas o regiones NOR) aquí se arman las sub unidadesribosomales (Figura 1).

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Figura Nº 1. Núcleo celular interfásico. En el lado izquierdo de la figura se presenta una microfotografía delnúcleo y en el lado derecho una interpretación de esta.

Figura Nº 2. Empaquetamientos sucesivos de la cromatina. Las moléculas de DNA que codifican yalmacenan la información genética. En el núcleo interfásico se presenta como cromatina (eucromatina yheterocromatina), luego se hace visible como cromosomas individuales cuando se condensan, mientras lacélula se prepara para divertirse en dos células hijas (mitosis).

ACTIVIDAD

1. Sobre el núcleo, conteste:

a) Función de los complejos de poro

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b) Función de los nucléolos

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c) Función de las moléculas de ADN

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Mitocondrias

En la célula eucarionte los organelos intramembranosos están distribuidos por todo el citoplasma,existe una variedad de compartimientos rodeados de membrana, cada uno especializado enrealizar ciertas funciones, aquí se revisarán las principales.

Están formadas por doble membrana, poseen DNA y se reproducen por bipartición. Tienenribosomas y sintetizan proteínas. Como se asemejan a las bacterias, se cree que fueronincorporados por algún precursor de las células eucariontes actuales, (Teoría Endosimbiótica).Son generadoras de energía química para la célula (ATP) y la obtienen de la oxidación de azúcares.Las mitocondrias consumen O2 y liberan CO2, proceso denominado respiración celular(catabolismo).

Figura Nº 3. Mitocondrias.

Cloroplasto

Cloroplastos: Al igual que las mitocondrias tienen doble membrana, poseen DNA y se reproducenpor bipartición, también tienen ribosomas y sintetizan proteínas. Se cree que evolucionaron apartir de bacterias fotosintéticas que se incorporaron en una célula eucarionte primitiva (TeoríaEndosimbiótica). Posee pigmentos en los que se destaca la clorofila que realiza la fotosíntesis,proceso que atrapa la luz solar como energía química y reduce el carbono (CO2), formandomoléculas orgánicas ricas en energía (anabolismo).

Figura Nº 4. Cloroplasto.

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En el origen del cloroplasto y las mitocondrias se alude a la Teoría Endosimbiótica.Brevemente explica lo siguiente:

Hace aproximadamente 2500 millones de años, la atmósfera había cambiado su condición, dereductora a oxidante, gracias a las bacterias fotosintéticas, ciertas células procariontes habíancomenzado a utilizar este gas en sus procesos de obtención de energía y habían prosperado yproliferado.

Luego estos organismos aeróbicos fueron fagocitados por células de mayor tamaño sin que seprodujese digestión intracelular. La célula mayor (célula eucarionte precursora), obtuvo losbeneficios de huésped “respirador” de oxígeno y este a su vez encuentra protección ynutrientes originando así las mitocondrias, esta relación simbiótica les permitió a losorganismos conquistar nuevos ambientes y por el mismo mecanismo algunas de estasasociaciones simbióticas englobaron a bacterias fotosintéticas, originando los cloroplastos. Asíse explica el origen de mitocondrias y cloroplastos y se da cuenta de sus dobles membranas yla posición de DNA circular y ribosomas, como su capacidad de dividirse (Figura Nº 5).

Figura Nº 6.Observe la importancia de la teoríaendosimbiótica en la evolución. Relacionesevolutivas entre procariontes y eucariontes.

Figura Nº 5. Teoría Endosimbiótica.

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2. ORGANELOS DE MEMBRANA SIMPLE

Retículo Endoplasmático

Laberinto irregular de espacios interconectados, rodeados por una membrana plegada. Sedistingue el retículo endoplasmático rugoso (RER) y el liso (REL). El RER tiene en su superficieribosomas y sintetiza proteínas de secreción, para los lisosomas y para la membrana, ademásinicia la glicosilación de proteínas y lípidos (ver portada). El REL sintetiza los lípidos celulares yparticipa en la detoxificación.

Aparato de Golgi

Termina la glicosilación, empaca en vesículas las proteínas producidas en el RER y las secreta porexocitosis. En las plantas se denomina dictiosoma y sintetiza carbohidratos para la pared celulary forma el fragmoplasto en la división celular (ver portada).

Lisosomas

Organelos pequeños con enzimas hidrolíticas y su misión es la digestión intracelular.

Peroxisomas

Vesículas con enzimas que llevan a cabo la oxidación de los ácidos grasos, y además poseecatalasa, enzima que convierte el peróxido de hidrógeno (H2O2) en agua y oxígeno, (detoxifica)En las plantas hay dos tipos de peroxisomas, uno en las hojas donde se produce lafotorrespiración y otro llamado glioxisoma presente en las semillas en germinación, en ellos losácidos grasos almacenados y se transforman en azúcares.

Vacuolas

Vesículas que en las células vegetales llevan soluciones osmóticamente activas en su interior. Enlas células maduras la vacuola ocupa la mayor parte del citoplasma. En los paramecios, seobserva una vacuola pulsátil que le permite expulsar el exceso de agua que incorporan estosprotozoos que viven en medios hipotónicos.

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3. ESTRUCTURAS CELULARES NO MEMBRANOSAS

Si se quitan todas las estructuras membranosas del citoplasma, queda el citosol, éste es un gelacuoso que contiene moléculas de todo tamaño, aquí se realiza la glucólisis y la síntesis deproteínas. En el citosol están los ribosomas y además esta cruzado de filamentos que forman elcitoesqueleto.

Ribosomas

Son nucleoproteínas formadas por RNA y proteínas. Están formadas por una subunidad mayor yotra menor, su función es la síntesis de proteínas. Se estructuran en el nucléolo.

Figura Nº 7. Modelo actual de la estructura de un ribosoma. La subunidad menor está señalada con gris, yla subunidad mayor está señalada con blanco.

Citoesqueleto

Red compleja de estructuras proteicas filamentosas que se extienden por todo el citoplasma. Delcitoesqueleto depende la estructura tridimensional de la célula. Su estructura es muy dinámica, sereorganiza continuamente y hace posible los cambios de forma y movimientos de la célula, asícomo también los movimientos intracelulares de los que dependen: la localización y transporte desustancias y de organelos, los movimientos de los cromosomas durante la división celular y laseparación de las células hijas. El citoesqueleto está formado por tres tipos de estructurasproteicas: microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos.

Figura Nº 8. Citoesqueleto mostrando los tipos de filamentos proteicos que lo constituyen.

Sub-unidad menor

Sub-unidad mayor

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Microfilamentos

Formados por una proteína globular, la actina, que al polimerizarse forma estos microfilamentos.Entre sus funciones se cuentan: darle rigidez a las microvellosidades de las células intestinales,formación de pseudópodos que le permiten a las células el movimiento ameboideo, es responsablede la ciclosis que consiste en movimientos citoplasmáticos, en células animales forman un anillocontráctil asociadas con miosina en el tabique interfásico en la citodiéresis; también asociadas ala miosina en la célula muscular provocan la contracción muscular.

Filamentos intermedios

Son fibrosos, no se polimerizan ni despolimerizan como los microtúbulos y microfilamentos, sufunción es resistir la tensión. Son ejemplos los filamentos de queratina de las células epiteliales,los neurofilamentos que constituyen el citoesqueleto de las neuronas formando las neurofibrillasdando el soporte estructural y formando vías de transporte hacia y desde el cuerpo celular alaxón.

Microtúbulos

Están constituidos por la polimerización de una proteína globular, la tubulina, entre sus funcionesse puede destacar: formar cilios y flagelos, esenciales para el movimiento celular, intervienen enla morfogénesis para dar forma a la célula, sirven como guías por las cuales se transportanproteínas y organelos en el citoplasma celular, forman el huso mitótico por lo tanto sonresponsables de los movimientos de los cromosomas, constituyen los cuerpos basales y tambiénlos centríolos. Solo tienen centríolos las células animales.

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ACTIVIDAD

1. ¿Qué tienen en común el mitocondria y el cloroplasto?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

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2. ¿Cuál es la función del RER y del REL?

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………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

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3. ¿Qué organelos participan en la detoxificación?

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4. ¿Cuáles son las funciones del aparato de Golgi?

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5. Defina citosol

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………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

6. Señale las tres estructuras proteicas que forman el citoesqueleto

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

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7. Sobre los ribosomas, conteste.

a) ¿En qué lugar de la célula se arman las subunidades ribosomales?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

b) ¿Cuál es la función de los ribosomas?

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Preguntas de selección múltiple

1. El núcleo se caracteriza por contener

I) nucléolo.II) centríolo.

III) cromatina.

Es (son) correcta(s)

A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo I y II.E) solo I y III.

2. ¿Cuál término incluye a los otros cuatro?

A) DNA.B) Histona.C) Cromatina.D) Nucleosoma.E) Cromosoma.

3. La mitocondria es un organelo que

I) posee ADN.II) está presente solo en células animales.

III) presenta bicapa lipídica interna y externa.

Es (son) correcta(s)

A) solo I.B) solo II.C) solo I y III.D) solo II y III.E) I, II y III.

4. Si una célula sintetiza colesterol, debe poseer un gran desarrollo de

A) lisosomas.B) ribosomas.C) aparato de Golgi.D) retículo endoplasmático liso.E) retículo endoplasmático rugoso.

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5. En la eliminación de residuos tóxicos al interior de la célula intervienen

I) ribosomas.II) peroxisomas.

III) retículo endoplasmático liso.

A) Solo III.B) Solo I y II.C) Solo I y III.D) Solo II y III.E) I, II y III.

6. Las estructuras proteicas que constituyen el citoesqueleto tienen relación con la (el)

I) división celular.II) movimiento celular.

III) distribución de los organelos en el citoplasma.

A) Solo I.B) Solo II.C) Solo III.D) Solo II y III.E) I, II y III.

7. Sobre el nucléolo, se puede afirmar correctamente que

I) no posee membranaII) allí se arman las subunidades ribosomales

III) se encuentra en células procarióticas y eucarióticas

Es (son) correcta(s)

A) solo I.B) solo III.C) solo I y II.D) solo II y III.E) I, II y III.

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RESPUESTAS

DMDO-BT05

Preguntas 1 2 3 4 5 6 7Claves E E C D D E C

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