La Célula

UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRESPORRES

FACULTAD DE MEDICINA HUMANAFACULTAD DE MEDICINA HUMANA

Dra. Claudia Machicado, PhD.

Teoría celular: Postulados Teoría celular: Postulados ModernosModernos

1. Todos los seres vivos están compuestos de una o más células.

2. La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos.

3. La estructura de un organismo y todas sus funciones son debido a las actividades de sus células.

3. Todas las células proceden de células pre-existentes.

4. Las especies tienen varias similitudes fundamentales en su composición química y mecanismos metabólicos.

Diversidad celularDiversidad celular

• Evolución• Tamaño• Forma • Estructura• Metabolismo• Hábitat

Eubacteria en división (Lactococcus lactis)

Archaebacteria (Metanosarcina)

Células sanguíneas Células de huevo de dinosaurio fosilizadas

Colonia de algas verdes unicelulares (Volvox aureus)

Células neuronales de Purkinje

Células epiteliales de intestino

Células de plantas vasculares

Formas celulares

Delgadas, planas, contornos angulares

Formas angulares irregulares, > 4 lados

Redondas a ovaladas

Anchas por el centro, extremos estrechos

EstrellaCélulas nerviosas

Formas celulares

1. Procariotes2. Eucariotes

Basado en comparaciones de la secuencia de nucleótidos de una subunidad de rRNA en diferentes especies

TIPOS DE CÉLULAS DE ACUERDO A LA PRESENCIA DE

NÚCLEO

Arquebacterias:- Viven en medios inhóspitos:

condiciones extremas (fondo del mar, volcanes, pHs ácidos)

- Primeras formas de vida- Pared celular: no

peptidoglicano- Metanógenas: fabrican gas

CH4- Halófilas extremas: agua

salada- Termoacidófilas: agua caliente

(110ºC) y pH ácido (2)

CÉLULAS PROCARIOTAS

Eubacterias:– Organismos más abundantes– Respiración y fotosíntesis:

membrana– Pared celular: peptidoglicano– Algunas contienen cápsula

(unión a células)– Cromosoma circular– DNA plasmídico– Algunas producen enfermedadesenfermedades– Pueden esporular: inactivos

CÉLULAS PROCARIOTAS

Eubacterias

Las bacterias tienen diversas morfologías

• Material genético rodeado de membrana nuclear

• Más evolucionadas• Organelas membranosas

y no membranosas• Levaduras, protozoarios,

hongos, plantas, animales

CÉLULAS EUCARIOTAS

Las células eucariotes tienen diversos tamaños

Tamaño de células humanas:– 10 - 15 µm– Ovocitos: 100 µm diámetro– Células nerviosas: > 1 m, – Células musculares: hasta 30 cm

Las células eucariotes tienen diversos tamaños

Estructura celular

Estructura celular

Tipos de célulasCélulas eucariotasCélulas procariotas

Célula procariota

• Células pequeñas (1-10 μm).

• Su estructura no posee sistema de membranas internas.

• Material genético no rodeado por membrana.

• División celular directa (fisión binaria), no hay centriolo ni haz mitótico.

• Sexualidad ausente en la mayoría de las formas.

Escherichia coli

• Comprende especies:– anaerobias estrictas,– anaerobias facultativas,– microaerofílicas y– aerobias.

• Flagelo bacteriano simple, si existe: formado por proteína llamada flagelina.

• Ribosomas 70S.• EsteroidesEsteroides ausentes o en

cantidad limitada.

Escherichia coli

Célula procariota

• Diferentes esquemas metabólicos.

• Mitocondrias ausentes: enzimas de oxidación de moléculas orgánicas unidas a la membrana celular

• Cuando hay fotosíntesis: las enzimas en membrana.

• Fotosíntesis puede ser anaeróbica y aeróbica.

• Hay depósito de azufre y liberación de oxígeno.liberación de oxígeno.

Célula procariota

Partes importantes de las bacterias

STRUCTURE FUNCTION

Cell Wall Peptidoglicano, protección y forma celular

Outer MembraneProtección contra ATB (sólo en Gram negativas),

lipopolisacáridos activan sistema inmune

Cell MembraneRegular movimiento de moléculas dentro y fuera, contiene

enzimas

CytoplasmContiene DNA, ribosomas, y compuestos orgánicos necesarios

para sus procesos vitales

Chromosome Información genética

PlasmidContiene algunos genes obtenidos a través de la recombinación

genética

Capsule, and slime layer

Protección contra fagocitosis y unión a superficies

Endospore Protección celular contra condiciones adversas

Pilus (Pili) Unión a superficies importante en recombinación genética

Flagellum Movimiento celular

Así lucen algunas bacterias vistas al

microscopio electrónico

De acuerdo a la estructura de la pared bacteriana: - Gram positivas

- Gram negativas

Bacterias Bacterias ejemplaresejemplares

Morfología bacteriana y arreglos celulares

Célula eucariota• Células grandes (10-100 μm).• Sistema de endomembranas

(compartimentos diferenciados). • Núcleo.• División celular por mitosismitosis

clásica. • Hay presencia de centriolos y de

haces mitóticos.• Ribosomas de 80S.• Importante cantidad de

esteroides.

• SexualidadSexualidad presente en la mayoría de formas: participación de dos individuos (macho y hembra) en la producción de gametos.

• Los organismos multicelulares se desarrollan a partir de un cigoto diploide

• Presentan diferenciación celular importante.

meiosis

Célula eucariota

Célula eucariota

Cilios y flagelos: contienen 9 + 1 pares de microtúbulos compuestos por proteínas: tubulina, dineína, nexina, etc.

• Cuando hay fotosíntesis: enzimas “empaquetadas” en cloroplastos.• Todas las formas son aerobiasaerobias.• Cuando hacen respiración: enzimas de oxidación en las mitocondrias.

Célula eucariota

Por el número de células: UNICELULARES

Reino Protista

Por el número de células: UNICELULARES

Reino Protista

Por el número de células: PLURICELULARES

Reino Animal, vegetal y hongos

Componentes de una célula• Citosol• Membrana• Núcleo• Organelas sin membrana - Ribosomas

- Citoesqueleto - Proteosomas

• Organelas con membrana - Retículo endoplàsmico - Complejo de Golgi - Lisosomas

- Peroxisomas - Mitocondrias

MEMBRANA CELULAR

• Relaciona entorno extracelular con el medio intracelular.

• Medio de transporte

• Medio de comunicación

• Selectividad

• Es un sistema de transducción de señales

La membrana es un mosaico fluido y es asimétrica

NÚCLEO

• Centro de control de la célula• Presencia de ácidos nucleicos• Inicia y controla la síntesis del material celular.• Proteínas nucleares: - Histonas - Proteínas no histonas.• Presenta:

– Membrana nuclear doble– Cromatina– Nucleolo

Nucleolo produce ribosomas hacia el citosol y retículo endoplàsmico.

La cromatina está constituida de ADN y proteínas

La membrana nuclear es

continua con el RER

Las organelas

Microfotografía de una célula

PRINCIPALES ORGANELAS MEMBRANOSAS

Sistema de endomembranas

• Red de membranas internas en el citoplasma • Organelas de una sola membrana: su espacio acuoso interno es equivalente al extracelular de la célula.• Organelas con dos membranas: mitocondria y cloroplastos: dos membranas separadas por espacio intermembranas.

Retículo endoplasmático

• Continuación de la membrana nuclear.• Biosíntesis de lípidos, proteínas (via ribosomas) y carbohidratos complejos.• Su membrana constituye mas de la mitad del total de membrana en la célula.•Comunicación entre Golgi y Re: vesículas membranosas.

RE RugosoRE Rugoso -Apilamiento de membranas en láminas o sacos planos: cisternas.-Tapizado por ribosomas-Síntesis de proteínas.

RE RugosoRE Rugoso -Apilamiento de membranas en láminas o sacos planos: cisternas.-Tapizado por ribosomas-Síntesis de proteínas.

RE LisoRE Liso-Malla de tubos interconectados.-Síntesis de ácidos grasos y esteroides.-Almacena y libera calcio.

Retículo endoplasmático

Aparato de Golgi

Aparato de golgi

• Apilamiento de vesículas o sacos membranosos: cisternas.• Empaquetamiento de macromoléculas: RE --->Golgi ---> Transp. celular cis medial trans•Clasifica, modifica y reparteClasifica, modifica y reparte proteínas: enzimas, glucoproteínas, proteínas de secreción, etc.• Fabrica vesículas de Golgi: algunas lisosomas, otras se fusionan con membrana y otras se secretan.

Mitocondrias

• Respiración celular: producción de ATP.•Enzimas CK y fosforilación oxidativa.• Metabolismo glucosa y ácidos Metabolismo glucosa y ácidos grasos.grasos.• Localización celular: cerca de células en actividad (ej. flagelos o miofibrillas musculares).• Autoreplicación independientemente de la célula, subsisten por 10 días: DNA circular.•Dos membranas:

- interna: crestas- externa: porinas

• Matriz: ribosomas y ADN circular

Glucose  +  Oxygen  CO2  +  H20  + Energy (ATP)

Cloroplastos• Organelas especializadas: plantas y algas verdes.• Contienen clorofilaclorofila: color verde• Doble membrana• Membrana interna: clorofila• Tilacoides grana fotosíntesis• Matriz o estroma• DNA propio.

CO2 + H20 Glucosa + O2

luz

Lisosomas

• Contienen más de 40 enzimas hidrolíticas: digestión intracelular.• pH ácido: funcionamiento enzimático OK.• Funciones:

-Digestión intracelular: degradación biomoléculas.-Autofagia: organelas-Autólisis: apoptosis

• Comun animales, raro en plantas.• Leucocitos: contenido lisosomal liberado en una vacuola ELIMINARELIMINAR bacteriasbacterias. • Liberación incontrolada de lisosoma al citoplasma: muerte celular por necrosis.

Peroxisomas

• Fuente de utilización de oxígeno (junto con la mitocondria). • Degradación purinas, oxidación de ácidos grasos.• Plantas: fotorespiración.• Producción de H2O2 dañino: eliminación eliminación

enzimática (catalasa). enzimática (catalasa).

• Hepatocitos y riñones: detoxificación• En leucocitos: producen H2O2 para matar bacterias.•Degradan ácidos grasos en grupos acetil.

• Fuente de utilización de oxígeno (junto con la mitocondria). • Degradación purinas, oxidación de ácidos grasos.• Plantas: fotorespiración.• Producción de H2O2 dañino: eliminación eliminación

enzimática (catalasa). enzimática (catalasa).

• Hepatocitos y riñones: detoxificación• En leucocitos: producen H2O2 para matar bacterias.•Degradan ácidos grasos en grupos acetil.

Vacuolas

• Sacos membranosos: - intervienen en la digestión digestión intracelular.intracelular. - Liberación de productos de desecho.• Células animales: pequeñas• Células vegetales: grandes, presión por turgor. • 90% agua y 10% alimentos, sales, pigmentos y desechos.

ORGANELAS NO MEMBRANOSAS

Ribosomas

• Pequeñas organelas: RNARNAr r + + proteínasproteínas• Células procariotas y eucariotas• Sitio de síntesis de proteínas.• Libres o asociados a RE REr• Dos subunidades:

- grande- pequeña

• Interpretan el mensaje del ARN, mediante el código genético síntesis de proteínas.

Citoesqueleto

Citoesqueleto

Red organizada de tres proteínas-FilamentosFilamentos: actina. -MicrotubulosMicrotubulos: tubulina- Filamentos intermedios: varias Filamentos intermedios: varias proteínasproteínas • Soporte estructural

• Movimiento: celular y organelas

• División celular• Cilios, flagelos y

centriolos.

• Soporte estructural

• Movimiento: celular y organelas

• Forma celular.

Células ciliadas humanas: visión, oido, olfato y visión, oido, olfato y

equilibrioequilibrio.

Células flageladas humanas:

espermatozoidesespermatozoides

Citoesqueleto

Centríolos

• Pequeños ensamblajes cilíndricos: 9 grupos de 3 MT c/u

• Localizados cerca del núcleo: centrosomacentrosoma: rol esencial en la división celular.

• Otros centriolos migran a la membrana plasmatica: cuerpos basalescuerpos basales de los cilios o flagelos.

• 2 MT de c/triple se elongan: 9 pares de MT periféricos del axonemaaxonema.

Proteosomas• Degradación proteicaDegradación proteica no-lisosomal• Eucariotes, ATP dependiente.• Funciones claves:

- remoción de proteínas anómalas- control del ciclo celular- diferenciación celular- apoptosis- procesamiento de los antígenos

• Relacionados a numerosos procesos patológicos:- Parkinson- Alzheimer- cataratas

RESUMEN

Componentes de una célula animal

Componentes de una célula vegetal