sábado, 6 de febrero de 2010

Una visita guiada a la célula

(Adaptado de S. Berg)

  • La célula es el mínimo agrupamiento de materia que tiene todas las propiedades de la vida
    • Es el mínimo nivel de organización que puede considerarse vivo
    • Constituye la unidad básica de la vida
    • Realiza todas las funciones necesarias para mantenerse viva y reproducirse
  • Visión general de las células
    • Existen dos tipos básicos de células
      • Células procariotas
        • Corresponden a los organismos del Reino Moneras
        • No tienen núcleo
          • El material genético se encuentra en un área de la célula llamada nucleoide
        • Componentes visibles de todas las células procariotas
          • Membrana plasmática
          • Ribosomas 70S
            • El tipo de ribosomas permite distinguir entre células procariotas y eucariotas
          • Nucleoide
          • Citoplasma
        • Componentes visibles de algunas células procariotas
          • Pared celular (en casi todas)
          • Pili (cuando se reproducen sexualmente)
          • Flagelos
          • Mesosomas
          • Membranas fotosintéticas (algunas bacterias)
      • Células eucariotas
        • Se encuentran en cuatro reinos
          • Protistas
          • Hongos
          • Plantas
          • Animales
        • Tienen núcleo auténtico
          • Rodeado por una envuelta
          • El núcleo contiene el ADN celular
        • Componentes que están siempre presentes
          • Membrana plasmática
          • Citoplasma
          • Núcleo
          • Ribosomas 80S
          • Orgánulos subcelulares
          • Sistema endomembranoso
          • Citoesqueleto
            • Con diferentes características, pero todas las células eucariotas tienen algún tipo de citoesqueleto
        • Componentes presentes en algunos casos
          • Pared celular
          • Glucocálix
          • Ciertos orgánulos
  • Componentes de las células eucariotas
    • Núcleo
      • Es el elemento más visible de la célula
      • Su diámetro varía, pero está en torno a los 5μm de diámetro
      • Contenido nuclear
        • Cromosomas
          • Largas cadenas de ADN
            • En el hombre, llegan a los 4 cm; cada célula humana tiene casi 2m en total
            • Su número es característico de cada especie
          • En eucariotas el ADN está asociado a proteínas
            • Las proteínas hacen al ADN mucho más compacto
            • El máximo grado de compactación se alcanza durante la mitosis
        • Cromatina
          • ADN + proteína
      • Envuelta nuclear
        • Es una envoltura, no propiamente una membrana
        • Rodea al núcleo y lo separa del citoplasma
        • Está formada por dos membranas lipídicas
      • La envuelta nuclear tiene poros
        • Controlan la entrada y salida de moléculas
      • La envuelta nuclear se continúa con el retículo endoplásmico
      • Nucleolo
        • Es el lugar donde se sintetiza el ARNr
        • En él empiezan a ensamblarse los ribosomas
        • Solo está presente en células que no se están dividiendo
      • ARN mensajero
    • Ribosomas 80S
      • Se encuentran libres o adheridos al retículo endoplásmico
        • Los libres sintetizan proteínas solubles
        • Los adosados al retículo sintetizan proteínas de membrana o para la exportación
      • Compuestos por varias proteínas y varias moléculas de ARNr
      • Tienen dos subunidades de distinto tamaño; son activos cuando las subunidades están ensambladas.
    • Sistema endomembranoso
      • Las diferentes membranas del interior de la célula tienen un origen común
        • Envuelta nuclear
        • Retículo endoplásmico
        • Aparato de Golgi
        • Lisosomas
        • Vesículas de secreción
        • Vacuolas
        • Membrana plasmática
      • Envuelta nuclear
        • Se continúa con el retículo endoplásmico
        • Separa el material genético del citoplasma
      • Retículo endoplásmico
        • Red de túbulos, compartimentos y sacos aplanados interconectados
        • Encierra un espacio llamado "lumen"
        • Tipos de retículo endoplásmico
          • Rugoso
            • Dotado de ribosomas que le dan un aspecto "rugoso" al microscopio
            • Los ribosomas sintetizan proteínas de membrana
          • Liso
            • No presenta ribosomas
            • Sintetiza fosfolípidos
            • Se usa para la detoxificación de la célula
          • El conjunto de ambos retículos sintetiza la membrana celular
      • Aparato de Golgi
        • Vesículas formadas a partir del retículo endoplásmico
        • La membrana y el contenido de las vesículas sufren modificaciones al pasar por el Golgi
      • Lisosomas
        • Vesículas formadas por una sola membrana
        • Contienen enzimas hidrolíticos capaces de romper todos los tipos de macromoléculas celulares
        • Son centros de digestión y reciclaje celular
      • Vacuolas
        • Características de las células vegetales
        • Normalmente una única vacuola, que ocupa hasta el 90% del volumen celular
        • Rodeadas de una única membrana
        • Se usan como sistema de almacenamiento intracelular
          • Iones inorgánicos
          • Ácidos orgánicos
          • A veces enzimas hidrolíticas y sustancias tóxicas
      • Flujo de membrana en la célula
        • La membrana nueva se sintetiza en el retículo endoplásmico
        • Las vesículas de membrana salen del retículo y viajan hacia el aparato de Golgi
        • Las vesículas se fusionan entre sí para formar los dictiosomas del Golgi
        • La membrana y las proteínas son "marcadas" durante su paso por el Golgi
          • Las "marcas químicas" determinan el destino celular de los distintos componentes
    • Orgánulos productores de energía
      • Posiblemente originados por endosimbiosis de organismos primitivos
      • Cloroplastos
        • Se encuentran únicamente en las plantas
        • Rodeados por dos membranas totalmente separadas entre sí
          • Dejan un espacio intermembranoso esencial para su funcionamiento
        • En su interior aparecen sacos de membrana aplanados, llamados tilacoides
          • El interior de los tilacoides es continuo con el espacio intermembranoso
        • El espacio central del cloroplasto se denomina estroma
          • Incluye una molécula de ADN circular y cerrado y ribosomas 70S
        • Llevan a cabo la fotosíntesis
      • Mitocondrias
        • Se encuentran en todos los organismos eucariotas
        •  Rodeadas por dos membranas totalmente separadas entre sí
          • Dejan un espacio llamado espacio intermembranoso
        • La membrana interna presenta invaginaciones llamadas crestas
        • El interior de la mitocondria se denomina matriz
          • Contiene una molécula de ADN circular y cerrado y ribosomas 70S
      • En ambos casos, la energía se produce en la membrana interna, que tiene mucha más superficie que la externa
    • Citoesqueleto
      • Red de fibras interconectadas a lo largo de todo el citoplasma
      • Función del citoesqueleto
        • Algunas fibras proporcionan soporte mecánico
          • Importante para las células animales, porque no tienen pared
          • Puntos de anclaje para orgánulos y enzimas
        • Algunas fibras están relacionadas con la motilidad
        • Otras sirven como "caminos" para motores moleculares que se mueven respecto al citoesqueleto
      • Tipos de fibras del citoesqueleto
        • Microtúbulos
          • Tubos huecos formados por unión de proteínas globulares (tubulina)
          • Presentes en todos los eucariotas
          • No se contraen, proporcionan soporte a la célula y sirven de "pistas" para el movimiento de macromoléculas y orgánulos
        • Microfilamentos
          • Varillas macizas constituidas por unión de proteínas globulares (actina)
          • Pueden asociarse con otras proteínas
            • Actina-miosina: filamentos contráctiles
        • Filamentos intermedios
          • Su composición y estructura varía de unas células a otras
          • En algunos casos se usan como indicadores tumorales
    • Superficie celular
      • Pared celular: estructura rígida, externa a la membrana plasmática, que rodea algunos tipos de células
        • Vegetales: ayuda a distinguirlas de las células animales
        • También es frecuente en procariotas, hongos y protistas
        • Nunca aparece en células animales
        • Su estructura varía de un reino a otro
        • No es esencial para la vida
      • Pared celular vegetal
        • Mucho más gruesa que la membrana plasmática
        • Muy rígida y resistente
        • Composición
          • Fibras de celulosa
          • Embebidas en una matriz de otros polisacáridos
      • Uniones intercelulares
        • Plasmodesmos
          • Conexiones entre células vegetales
          • Suponen la conexión citoplasma a citoplasma entre dos células adyacentes
        • Desmosomas: unión física muy fuerte entre dos células
          • Reforzada por filamentos intercelulares
          • Función: mantener juntas las células
        • Uniones estrechas:
          • Cinturón que rodea totalmente la célula
          • No deja espacio entre células adyacentes
        • Uniones tipo "gap"
          • Permiten contacto citoplasma a citoplasma entre células animales
          • Hacen posible la difusión de pequeñas moléculas