¿Qué es una célula eucariota?

Se denomina eucariotas a todas las células que tienen su material hereditario fundamental (su información genética) encerrado dentro de un núcleo. Se encuentran en todos los seres vivos excepto bacterias y cianobacterias. Son mayores y mas complejas que las células procariotas.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA CÉLULA.

• El 99% del peso de una célula está dominado por 6 elementos químicos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre.

• La química de los seres vivos, objeto de estudio de la bioquímica, está dominada por moléculas de carbono.

• Está dominada y coordinada por polímeros de gran tamaño (macromoléculas), moléculas formadas por encadenamiento de moléculas orgánicas pequeñas que se encuentran libres en el citoplasma celular.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA CÉLULA.

• En una célula existen 4 familias de moléculas orgánicas pequeñas:

1. Azúcares (monosacáridos).2. Aminoácidos.3. Ácidos grasos.4. Nucleótidos. (compuesto químico

formado por la unión de una molécula de ácido fosfórico, un azúcar de cinco átomos de carbono y una base nitrogenada derivada de la purina o la pirimidina)

CITOPLASMA Y CITOSOL

• En el c. tienen lugar la mayor parte de las reacciones metabólicas. Está compuesto por el citosol, una solución acuosa concentrada que engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos.

• El citosol es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso

CITOESQUELETO

• Red de filamentos proteicos del citosol que ocupa el interior de todas las células animales y vegetales.

• Actúa como bastidor para la organización de la célula y la fijación de orgánulos y enzimas, y es responsable de muchos de los movimientos celulares. (cilios, flagelos (locomoción) y centriolo (división celular)

• Se forma por tres tipos de filamentos:1. Microtúbulos.2. Filamentos de actina.3. Filamentos intermedios.

Estructura Descripción Función

Citoesqueleto

Microtúbulos Tubos huecos formados por subunidades de tubulina.

Proporcionan soporte estructural; intervienen en el movimiento y división celulares; forman parte de los cilios, flagelos y centriolos.

Microfilamentos

Estructuras sólidas, cilíndricas formadas por actina.

Proporcionan soporte estructural; participan en el movimiento de las células y organelos, así como en la división celular.

Citoesqueleto

Tipos de célula eucariota

Celula eucariota animal

Tipos de célula eucariota

Célula eucariota vegetal

La célula como un sistema de membranas

La célula eucariota se caracteriza por tener un verdadero núcleo y orgánulos limitados por membranas.

CÉLULA ANCESTRAL

COMPARTIMENTACIÓN CÉLULA EUCARIOTA

SISTEMAS INTERNOS DE MEMBRANA

ORGÁNULOS MEMBRANOSOS

INVAGINACIONES DE LA MEMBRANA CELULAR

RELACIONES DE SIMBIOSIS

De dos tipos

Por dos vías

Retículo endoplásmicoAparato de Golgi

Núcleo, mitocondrias, plastos, peroxisomas, lisosomas y vacuolas.

TEORIA CELULAR

Todos los organismos están constituidos por células.

En las células tienen lugar las funciones de alimentación y excreción de un organismo.

Las células contienen el material hereditario, el cual permite que las características de una célula madre pasen a una célula hija.

Las células solo provienen de células pre-existentes.

• La membrana plasmática es una envoltura delgada de 75 A de espesor que rodea a la celula y la separa de su medio externo. No es visible al microscopio optico. Esta formada por lípidos (fosfolipidos, esfingolipidos y colesterol –si la celula es animal-); proteínas (estructurales y enzimaticas) y glúcidos (oligosacaridos).

LA MEMBRANA CELULAR O PLASMATICA

Estructura de la membrana• El modelo aceptado actualmente es el denominado de mosaico fluido y que fue

postulado por Nicholson y Singer en 1972.• Bicapa lipídica. Los lipidos se disponen en forma de bicapa, de tal manera que las

cabezas hidrofilicas se situan hacia el exterior, es decir, en contacto con los medios hidricos del interior y del exterior de la celula, y las colas hidrofobicas se disponen enfrentadas en el interior de la doble capa. Otro lipido importante, aunque solo presente en celulas animales, es el colesterol, que se intercala entre los fosfolipidos y tiende a mantener fijas y ordenadas sus colas aumentando la resistencia de la membrana. Los lipidos confieren a la membrana fluidez debido a que sus moleculas pueden desplazarse libremente.

• Proteínas. Las proteinas que forman la membrana son de dos tipos según su posición en la misma:

– Proteínas integrales o intrínsecas. Atraviesan total o parcialmente la bicapa. Estas proteinas tienen, al igual que los fosfolipidos, carater anfipatico: la parte que se situa en el interior de la bicapa, en contacto con las colas de los acidos grasos, es hidrofobica, mientras que los extremos expuestos seran hidrofilicos.

– Proteínas periféricas o extrínsecas. Cuando se situan en el exterior (en cualquiera de las caras) de la bicapa. Son proteinas unidas a la membrana por enlaces de tipo ionico y se separan de ella con facilidad. Aparecen principalmente en la cara interna de la membrana.

• Glúcidos. Proteinas y lipidos pueden estar unidos a cadenas glucidicas (oligosacaridos) para formar glucoproteinas y glucolipidos de membrana, pero solamente en la cara externa de lanbicapa, constituyendo lo que se denomina glucocalix (con funcion receptora).

Propiedades de la membrana• Asimetria. Las dos caras de la bicapa no son iguales, algo que se debe, esencialmente, a

la presencia de oligosacaridos en la cara externa y a ligeras variaciones en la distribucion de los fosfolipidos.

• Permeabilidad selectiva. La membrana es impermeable a moleculas hidrofilas, polares o con cargas electricas y permeable a moleculas lipofilas.

• Fluidez. Debida a que los fosfolipidos pueden desplazarse.• Especificidad funcional. Segun las diferencias de composicion, las membranas de los

diferentes tipos celulares van a desarrollar unas funciones u otras con mayor especificidad.

Funciones de la membrana• Separa a la celula del medio externo.• Controla el intercambio de sustancias con el exterior.• Control y conservacion del gradiente electroquimico entre fuera y dentro de la celula.• Intercambio de senales entre el medio externo y el medio celular. Funcion en la que

juegan un importante papel las glucoproteinas.• Inmunidad celular. En la membrana se localizan algunas moleculas con propiedades

antigenicas, relacionadas, por ejemplo, con el rechazo en trasplantes de tejidos u organos de otros individuos.

• Endocitosis y exocitosis. La membrana esta relacionada con la captacion de particulas de gran tamano (endocitosis) y con la expulsion de sustancias al exterior (exocitosis).

Pared celular en células vegetales.• Es una membrana de secrecion que se situa sobre la superficie externa de la membrana

plasmatica de las celulas vegetales.Estructura y composición. La pared tiene dos componentes diferenciados:• Moleculas fibrilares de celulosa.• Matriz: formada por pectina, hemicelulosa, agua y sales minerales. En las celulas

diferenciadas, la pared celular aparece como una estructura gruesa compuesta por varias capas que se van depositando a medida que madura la celula. Estas capas son:

– Lámina media. Es la capa mas externa y la primera en formarse, y puede ser compartida por las celulas adyacentes de un tejido. Esta formada fundamentalmente por pectina.

– Pared primaria. Situada por debajo de la lamina media hacia el interior de la celula. Esta constituida, fundamentalmente, por largas fibras de celulosa cohesionadas por polisacaridos hemicelulosa y pectinas) y glucoproteinas. Las moleculas de celulosase disponen en red.

• Pared secundaria. Es la capa mas interna y se encuentra por debajo de la pared primaria en algunos tipos especiales de celulas vegetales (tejidos de soporte o vasculares). Consta de varias capas fibrilares, semejantes en su en composicion a la pared primaria, aunque contienen celulosa en mayor proporcion y carecen de pectinas. Las fibras de celulosa se disponen en paralelo dando lugar a varias capas. En ocasiones, entran a formar parte de su composicion polimeros, como la lignina (Xilema), ceras y cutina (haz de las hojas) o suberina (corcho).

Funciones de la pared celular– Dar forma y rigidez a las celulas vegetales.– Mantener el balance osmotico.– Une celulas adyacentes.– Posibilita el intercambio de fluidos y la comunicacion celular.– Sirve de barrera al paso de agentes patogenos.

CITOSOL• Se denomina Citosol a la region del citoplasma que no esta incluida en

ningun organulo. Es una solucion coloidal constituida por:• Agua: 85 %.• Diversas moleculas: enzimas, sales minerales, nucleotidos, etc.• Elementos fibrosos (citoesqueleto).• Ribosomas.• Inclusiones (glucogeno, grasas).• Funciones del citosol:

– En el se llevan a cabo algunos procesos metabolicos como por ejemplo, la glucolisis.

– Colabora en el movimiento celular. Los cambios del citosol de estado de gel (consistencia viscosa) a sol (consistencia fluida) juegan un papel muy importante en la locomocion celular y, particularmente en el moviendo ameboide.

– Almacena algunos productos (glucogeno, lipidos).– Constituye el citoesqueleto.

Retículo endoplasmático (R.E.)• El R.E. es un complejo sistema de membranas, compuesto por saculos y

tubulos aplanados conectados entre si que delimitan un espacio interno llamado lumen. El R.E. se comunica a su vez con el aparato de Golgi y con membrana nuclear externa.

• Desde un punto de vista estructural y funcional se distinguen dos tipos de R.E.: el reticulo endoplasmatico rugoso (R.E.R.) y el retticulo endoplasmatico liso (R.E.L.)

• Retículo endoplasmático rugoso (RER)• El RER esta constituido por sistema de cisternas con ribosomas adheridos a la

cara citoplasmatica de su membrana. El RER esta presente en casi todas las celulas eucariotas, excepto en los globulos rojos.

• Funciones del RER• Sintesis de proteinas (en los ribosomas de su cara externa).• Modificacion o glucosidacion de proteinas. Las proteinas son glucosidadas

mediante la transferencia de glucidos, fundamentalmente oligosacaridos.• Amacenamiento de proteinas. En el lumen se almacenan proteinas que han

sido previamente sintetizadas.

Retículo endoplasmático liso (REL)• El REL esta constituido por tubulos ramificados intercomunicados entre si y con el RER. No

contiene ribosomas asociados.• Funciones• Sintesis de lipidos de membrana. En la cara citoplasmatica del REL se sintetizan

practicamente todos los lipidos de la celula, excepto los acidos grasos y ciertos lipidos mitocondriales.

• Sintesis de hormonas esteriodeas derivadas del colesterol.• Detoxificacion. Eliminacion de la toxicidad de moleculas que resultan perjudiciales para la

celula (por ejemplo, medicamentos, drogas, conservantes, insecticidas, etc).• Este proceso se realiza principalmente en celulas hepaticas.• Almacenamiento de Ca++ (en las celulas musculares). El calcio lo libera como respuesta a

estimulos nerviosos, para permitir la contraccion muscular.

• Sacos aplanados.• Recibe las cisternas del RE

y le adosa carbohidratos (glucolípidos y glucoproteínas).

• Compacta y distribuye las sustancias del RE en vesículas hacia el exterior de la célula

APARATO DE GOLGI

Complejo de Golgi• El aparato de Golgi esta formado por los dictiosomas, un conjunto de saculos o

cisternas apilados y relacionados entre si y rodeados de vesiculas membranosas.• El aparato de Golgi presenta polaridad, es decir, en los dictiosomasa se

diferencias dos caras con distinta estructura y funcion:– La cara de formación (cara cis), mas proxima al nucleo de la celula y constituida por

cisternas convexas conectadas con el RER.– La cara de maduración (cara trans), mas proxima a la membrana plasmatica. A partir

de sus cisternas se originan vesiculas de secrecion que se encargan de transportar proteinas y lipidos hasta otros organulos o hacia el exterior.

• Funciones del complejo de Golgi• Modificación de las proteínas procedentes del RER. Se anaden nuevos restos

de carbohidratos a las glucoproteinas procedentes del RER, que de esta manera adquieren su composicion y estructura definitivas.

• Secreción de proteínas. En la cara trans se forman vesiculas de secrecion, que liberan su contenido selectivamente en el exterior o en el interior de la celula.

• Participa en la formación de pared celular en las células vegetales y de glucocalix en las animales.

• Interviene en la genesis de lisosomas.

lisososmas• Son pequenas vesiculas membranosas que contienen enzimas hidroliticos implicadas

en los procesos de digestion celular.• Tipos de lisosomas• Lisosomas primarios. De reciente formacion, proceden del aparato de Golgi y

contienen enzimas hidroliticas.• Lisosomas secundarios. Ademas de las enzimas hidroliticas poseen sustancias en vias

de degradacion.Funciones de los lisosomas• Los lisosomas participan activamente en los procesos de digestión celular. Podemos

distinguir entre:• Heterofagia. Digestion intracelular de macromoleculas procedentes del exterior. Es

llevada a cabo por los fagolisosomas (lisosoma primario + fagosoma). Son abundantes en las amebas quye experimentan procesos de fagocitosis, y son esenciales en las celulas implicadas en la defensa del organismo, como los macrofagos.

• Autofagia. Digestion de partes de la propia celula. Llevada a cabo por los autofagolisosomas (lisosoma primario + autofagosoma).

• Una vez finalizada la digestion celular, en los lisosomas secundarios quedan restos que no pueden ser aprovechados por la celula y son excretados al exterior, aunque en ciertos casos permanecen como cuerpos residuales.

LisosomasLos lisosomas son vesículas membranosas procedentes del AG que contienen un conjunto de enzimas hidrolíticos que se utilizan para la digestión intracelular de macromoléculas biológicas. Estos enzimas son glucoproteínas que se sintetizan en el RER y pasan a la cara cis del AG y después a la cara trans donde se reúnen en vesículas que se desprenden por gemación de la cisterna del AG. Estas vesículas son los lisosomas primarios.Los lisosomas son muy heterogéneos morfológicamente debido a la variedad de materiales que digieren: -Los lisosomas que contienen solo enzimas y no participan en procesos digestivos, se denominan lisosomas primarios.-Los lisosomas primarios se unen a los endosomas y se forman los lisosomas secundarios que contienen materiales en proceso de digestión.-Los lisosomas que han finalizados los procesos digestivos y mantienen en su interior residuos no digeribles se denominan cuerpos residuales.

Los lisosomas pueden considerarse el estómago de la célula, en ellos tienen lugar la digestión intracelular, que se lleva a cabo por la heterofagia o por la autofagia, según la procedencia del material que va a sufrir la hidrólisis enzmática.

Heterofagia: Es un proceso que consiste en la digestión de nutrientes, que entran en la célula por endocitosis (pinocitosis y fagocitosis).-Pinocitosis. Ocurre en todas las células. Las macromoléculas quedan englobadas en vesículas cubiertas. Una vez perdida la cubierta se procede a la degradación de los materiales endocitados.-Fagocitosis. Tiene lugar en las células llamadas fagocitos. Los materiales fagocitados quedan incluido en un fagosoma que se fusiona con un lisosoma primario y se convierte en un fagolisosoma.

Autofagia: Consiste en la digestión de materiales intracelulares. Permite la destrucción de estructuras celulares sobrantes y la supervivencia en condiciones de ayuno, en las que la célula debe nutrirse a sus propias expensas. Este proceso se inicia cuando el orgánulo que va a ser destruido es rodeado por membranas procedentes del RE y se forma un autofagosoma que se fusionará con un lisosoma primario.

Los ribosomas son organulos no membranosos compuestos por ARN y proteinas. Pueden encontrarse en las celulas: libres en el citoplasma, en forma de polirribosomas (agrupacion de ribosomas asociados a ARNm), o bien asociados al R.E.R. o a la membrana nuclear.Composición y estructuraLos ribosomas estan compuestos de ARN y proteinas.Constan de dos subunidades: una subunidad grande, con 2-3 moleculas de ARN y proteinas, y una subunidad pequena, con un solo tipo de ARN asociado a proteinas. Ambas subunidades forman un surco, al que se asocia la proteina que se esta sintetizando, y un segundo surco, en el se aloja el ARNm.FUNCIONES:• Formados por 2 subunidades.• Contienen proteínas y ARN.• Encargados de acoplar aminoácidos para sintetizar proteínas que quedan en la

célula.• Más grandes en células eucariontes.• Único organelo que se encuentra en células procariontes

RIBOSOMAS

Núcleo

Nucléolo

Membrana nuclear

Proteínas ribosomales

ARN rSubunidad pequeña

Subunidad mayor

Ensamblaje del ribosoma

Estructuras globulares, sin membrana, formados por varios tipos de proteína asociados a ARNr

Las proteínas ribosomales se sintetizan en el citoplasma y

pasan al nucléolo.

El ARNr se sintetiza en el núcleo.

Las dos subunidades ribosomales salen al citoplasma donde se

ensamblan.

FUNCIÓN: Los ribosomas intervienen en la síntesis de proteínas ensamblando los aminoácidos según el orden

predeterminado por la secuencia de bases del

ARNm

RELACIÓN DE MITOCONDRÍAS Y CLOROPLASTOS CON BACTERIA

PRUEBAS A FAVOR DE SU ORIGEN ENDOSIMBIÓTICO

Las mitocondrias y cloroplastoscontienen ADN

El núcleo eucariótico contiene genes que derivan de bacterias

Las mitocondrias y los cloroplastos contienen sus propios ribosomasSensibilidad de estos orgánulos

a antibióticos antibacterianos

Filogenia molecular: comparación de secuencias de ARNr de mitocondrias, cloroplastos y Bacteria

FUNCIONES DE LOS ORGÁNULOS EUCARIÓTICOS

Membrana plasmática Límite celular, barrera selectiva de permeabilidad con sistemas de transporte, media las interacciones célula-célula, la adhesión a superficies y la secreción.

Citoplasma Localización de orgánulos y de muchos procesos metabólicos.

Microfilamentos,Filamentos intermediarios,y Microtúbulos

Forman el Citoesqueleto que determina la estructura celular y el movimiento.

Retículo Endoplásmico Transporte de materiales y lugar de síntesis de lípidos y de proteínas.

Ribosomas Síntesis de proteínas.

Aparato de Golgi Empaquetamiento y secreción de materiales para varias destinos y formación de lisosomas.

Lisosomas Digestión intracelular.

Mitocondrias Producción de energía a través del uso del ciclo del ácido tricarboxílico, transporte de electrones, fosforilación oxidativa y otras rutas.

Cloroplastos Fotosíntesis, captación de la energía de la luz y fosmación de hidratos de carbono a partir del CO2 y agua.

Núcleo Depósito de la información genética, centro de control de la célula.

Nucleolo Síntesis de ARNr, formación de los ribosomas.

Pared celular Fortalece y da forma a la célula.

Cilios y Flagelos Movimiento celular.

Vacuola Almacenamiento, transporte y digestión de moléculas. Balance hídrico.