Morfología celular

morfología celular: TIPOS DE CÉLULAS.

Envolturas celulares y orgánulos no membranosos.

Cél. animales y vegetales

la célula

Unidad de estructura y funciones. La teoría celular.

Índice

cél. eucariótica

microscopios

Microscopio óptico y electrónico.

Envolturas celulares (matriz y pared)

tema 7

Célula procariótica

El interior celular: el citoplasma.

Célula eucariótica

OGÁNULOS NO MEMBRANOSOS

LA CÉLULA

teoría celular. estructura y funciones.

"La célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. Siendo el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo"

def: wikipedia

La célula es la unidad morfológica de los seres vivos.

célula vegetal al microscopio

La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.

células de la piel

Aforismo de Virchow: "Omnis cellula ex cellula" Toda célula existe de otra célula preexistente.

La teoría celular

enunciada por: Schleiden, schwann y virchow.

reproducción celular

Más adelante y gracias a las contribuciones de investigadores del campo de la genética (especialmente Sutton y Boveri), se fija el cuarto postulado de la teoriá celular:

La célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos

cuarto postulado de la teoría celular

FUNCIONES DE LA CÉLULA

FUNCIÓN DE NUTRICIÓN

FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN.

FUNCIÓN DE RELACIÓN

FUNCIÓN DE MANTENIMIENTO

Se encarga de dar respuesta a estímulos y de la adaptación a condiciones cambiantes captando información de su medio externo.

Se encarga de la obtención de materia y energía del exterior y transformación de estas para el desarrollo de sus actividades.

Reproducción y transferencia de su información genética.

Se encarga de mantener un ambiente interno relativamente constante (homeostasis)

MICROSCOPIOS.

mICROSCOPIO ÓPTICO, MICROSCOPIO ELECTRÓNICO: herramientas para el estudio de las células.

MICROSCOPIO ÓPTICO.

CARACtERÍSTICAS PRINCIPALES:

El microscopio óptico consta de dos juegos de lentes denominados "objetivo" y "ocular", situados cerca del objeto a estudiar y del ojo, respectivamente. El objetivo produce una imagen aumentada e invertida. RESOLUCIÓN: 0,2 um

imagen de microscopio óptico

MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN

Usa como fuente de iluminación un haz de electrones en vez de rayos de luz. Está integrado por un largo tubo en el que se hace vacío. Posee un cátodo situado en la parte superior desde donde se emiten los electrones. En el plano donde se coloca la muestra, hay un electroimán que concentra el haz de electrones que atraviesa la muestra y proyecta una imagen muy aumentada sobre una placa. RESOLUCIÓN: 1nm. IMAGEN: microscopio elect. de transmisión.

IMAGEN: microscopio elect. de barrido MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO Los electrones no pueden atravesar la muestra ya que esta se recubre de una fina capa de oro. El haz de electrones es mucho más estrecho que en el de transmisión y al chocar contra la superficie de la muestra provoca que se emitan electrones secundarios que son los que se registran en la pantalla. (observación tridimensional de objetos). RESOLUCIÓN: 2.5nm

TIPOS DE CÉLULAS

01. LA CÉLULA PROCARIOTA

Generales

Específicos

Las típicas células procariotas son las bacterias. Su tamaño es pequeño y se organizan de forma sencilla. Poseen una memebrana plasmática que puede formar repliegues hacia el interior del citoplasma, los mesosomas, que intervienen en la división y en la respiración celular. La mayor parte de las bacterias poseen una pared celular de grosor variable, además de una cápsula rodeando la pared. En su citoplasma se encuentra una doble hélice de ADN circular que forma el nucleoide. También posee ribosomas y distintos tipos de ARN, así como plásmidos. Algunas células procariotas tienen movilidad mediante flagelos, unos tubos helicoidales rígidos formados por subunidades proteicas que permiten unirse a un sustrato, a otras bacterias o a células eucariotas.

CÉLULA PROCARIOTA

02. LA CÉLULA EUCARIOTA

Específicos

Generales

La célula eucariota es aquella que se caracteriza por contener un núcleo bien definido el cual contiene la mayor parte del material genético. La célula eucariota es propia de animales y vegetales, y dependiendo de esto se establecen una serie de diferencias en la estructura y en sus procesos.

COMPONENTES DE LA CÉLULA EUCARIOTA

LA PARED CELULAR

EL CITOPLASMA

NÚCLEO CELULAR

MEMBRANA PLASMÁTICA

RIBOSOMAS

Son estructuras formadas por ARN y proteínas, encargadas de la síntesis de las mismas. Se encuentran en todas las células incluso en las procariotas.

Estructura rígida que se encuentra por fuera de la membrana plasmática y le aporta forma, rigidez y protección solo a las células vegetales.

Es un orgánulo central rodeado por una doble membrana porosa que permite el intercambio entre el exterior y el interior del núcleo. Posee la mayor parte del material genético de la célula.

Doble barrera compuesta por lípidos, proteínas y glúcidos que rodea y delimita a la célula.

Medio acuoso en el que se sitúan los distintos orgánulos de la célula.

Nombre Autor/a

Nombre Autor/a

Todas las células poseen además, una serie de orgánulos encargados de realizar funciones determinadas.

FUNCIÓN DE NUTRICIÓN: Se encarga de introducir al interior celular los nutrientes necesarios para el funcionamiento de la misma, y la obtención de energía necesaria para realizar sus funciones. Existen dos tipos de nutrición: autótrofa y heterótrofa.

imagen: célula vegetal

FUNCIÓN DE RELACIÓN: Las células se relacionan con el medio que las rodea, recibiendo estímulos y elaborando respuestas hacia cada uno de ellos.

imagen: varias células eucariotas.

FUNCIONES DE LA CÉLULA EUCARIOTA (y PROCARIOTA).

FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN: Es el proceso de formación de nuevas células a partir de otras ya existentes. Existen dos tipos de reproducción celular: meiosis y mitosis.

IMAGEN: CÉLULA REPRODUCIÉNDOSE

TIPOS DE CÉLULAS EUCARIOTAS

CÉLULA ANIMAL Y CÉLULA VEGETAL

LA CÉLULA ANIMAL

Es el tipo celular de mayor complejidad y gran actividad metabólica. Su información genética se almacena en moléculas de ADN que aparecen junto a las histonas (proteínas), formando la cromatina. Esta cromatina se localiza en el núcleo el cual está separado del citoplasma por la envoltura nuclear. Esta envoltura nuclear consiste en una doble membrana que posee unos poros los cuales permiten el intercambio selectivo de materiales entre el núcleo y el citoplasma.

La célula vegetal posee unos orgánulos característicos como son los cloroplastos y los glioxisomas (encargados de transformar lípidos en glúcidos). Además las células vegetales poseen un sistema vacuolar complejo, el cual no lo poseen las células animales (tienen vacuolas pero en menor cantidad y no todas ellas). Además, mientras que en las células animales encontramos colesterol en la membrana plasmática, en células vegetales no hallamos este componente. Por ende, ambos poseen una membrana plasmática compuesta por una bicapa lipídica y proteínas que desempeña numerosas funciones (protección, transporte, receptores de membrana...) Como observamos, la célula vegetal posee una pared celular que no hallamos en las animales. Sin embargo, no posee el glucocálix (producto de secreción que se encuentra en la zona externa de la membrana plasmática de células animales)

LA CÉLULA VEGETAL

La estructura y funcionamiento de la célula vegetal es parecido al de la célula animal sin embargo, existe una serie de diferencias.

No solo existen las diferencias ya mencionadas entre células animales y vegetales si no que también, debemos tener en cuenta la presencia en la célula animal de elementos que no se dan en la célula vegetal. Las células animales presentan tanto centriolos como centrosoma, y en ellas es más común la presencia de cilios y flagelos no frecuentes en células vegetales (excepto en gametos masculinos y ciertas algas). Si bien es cierto que comparten la mayoría de orgánulos restantes (ribosomas, retículo endoplasmático...)

ENVOLTURAS CELULARES

Matriz extracelular o glucocálix y pared celular vegetal.

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02

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¿CÓMO ES LA MEC?

¿CUÁL ES LA COMPOSICIÓN DE LA MEC?

¿QUÉ ES Y PARA QUÉ SIRVE LA MATRIZ EXTRACELULAR?

La MEC se compone principalmente de colágeno, de ahí su principal función (soporte y protección). Las fibras de colágeno se encuentran rodeadas por una red de peptidoglucanos (glucoproteínas). En su interior se hallan los interuniones (cuyo número determina cuanta agua puede almacenarse). Por último, posee fibronectina, glucoproteína que ayuda a la MEC a unirse a otras células.

Es una estructura gelatinosa pero varía de unas células a otras. Su consistencia varía de suave y gelatinosa a dura y elástica (depende de la red de peptidoglucanos). Esta consistencia también depende del número de interuniones (en el cartílago hay un gran número por ello es relativamente blando, en los huesos esta red está impregnada de sales minerales lo que la hace muy dura y densa)

La matriz extracelular es un producto de secreción celular que se deposita sobre la zona externa de la membrana plasmática. La función principal de la MEC es la de proteger y dar sostén a la célula. También interviene en la división celular, participa en el reconocimiento y adhesión de células, regular el inetrcambio de sustancias y participa en reacciones relacionadas con heridas y enfermedades.

LA MATRIZ EXTRACELULAR o GLUCOCÁLIX.

pROPIA DE CÉLULAS ANIMALES.

COMPOSICIÓN DE LA MATRIZ EXTRACELULAR:

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¿CÓMO SE COMPONE LA PARED CELULAR?

¿CUÁLES SON LAS FUNCIONES DE LA PARED CELULAR?

¿QUÉ ES LA PARED CELULAR?

• La pared celular se encarga de:
• Dar forma y rigidez a las células (función estrucural)
• Mantener el equilibrio osmótico (función reguladora),
• Unir células (originando tejidos que permiten a la planta alcanzar cierta altura y mantenerse erguida)
• Favorecer el intercambio de sustancias.
• De la comunicación celular (función de relación).
• Servir de barrera para algunos patógenos.
• Impermeabilizar la superficie de algunos tejidos.

El componente fundamental de la pared celular es la celulosa, sus fibras están inmersas en una matriz de pectinas, hemicelulosa, glucoproteínas, agua y sales minerales. Esta forma una serie de capas: la lámina media, la pared primaria, la pared secundaria.

Se trata de una estructura que aporta rigidez ya que rodea a la membrana plasmática y regula el intercambio osmótico, además de proporcionar soporte mecánico a la planta. Es fabricada por las propias células y se adosa a la membrana externa de las mismas.

LA PARED CELULAR

EN CÉLULAS VEGETALES

ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR

ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR. Plasmodesmos y Punteaduras.

EL INTERIOR CELULAR: EL CITOPLASMA.

EL CITOSOL.

El citosol es el medio acuoso del citoplasma en el que se encuentran los orgánulos celulares. Tiene consistencia de gel y su composición química varía segun las necesidades de la célula. Por lo general, se compose de ARN, glúcidos, grasas, iones inorgánicos y proteínas.

el citosol

• Las inclusiones citoplasmáticas son partículas de materiales insolubles. Pueden ser:
• Inclusiones de reserva: estas reservas pueden ser reserva de carbohidratos como el glucógeno de las células hepáticas o musculares o el almidón de las células vegetales (rodeadas de una membrana de origen proteico). O reserva de grasas (abundantes en el tejido adiposo y en células vegetales).
• Depósitos de pigmentos: son sustancias de color, con composición química diversa que se encuentran en numerosas células. Entre los pigmentos encontramos la melanina (color pardo, en piel y ojos) y los carotenoides (color anaranjado, en células vegetales).
• Inclusiones cristalinas: son depósitos de proteínas y sales.

EL CITOPLASMA

eL CITOPLASMA INCLUYE TODO MATERIAL QUE SE ENCUENTRA EN EL INTERIOR DE LA MEMBRANA CELULAR A EXCEPCIÓN DEL NÚCLEO.

las inclusiones citoplasmáticas

ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS

LOS RIBOSOMAS.

RIBOSOMA DE CÉLULA EUCARIOTA VS DE CÉLULA PROCARIOTA.

En esta imagen viene representada la principal diferencia de los ribosomas de células eucariotas a los de células procariotas, a parte del tamaño, es el coeficiente de sedimentación (definido como la relación entre la velocidad de sedimentación de una partícula y la aceleración causada por dicha sedimentación). Así, podemos ver los distintos coeficientes de las subunidades de ribosomas eucariotas y procariotas. Deduciendo que el de la célula eucariota ronda los 80s y el de la célula procariota los 70s.

Los ribosomas son orgánulos no membranosos que se forman en el núcleo/nucléolo y que son esenciales para la síntesis de proteínas. Su tamaño es mayor en eucariotas (32nm) que en procariotas (23nm). Los ribosomas están formados por dos subunidades. La subunidad mayor posee dos moléculas de ARN ribosomómico y proteínas. La subunidad menor posee una sola molécula de ARN ribosómico y proteínas. Entre estas subunidades hay dos surcos, en uno se acopla la proteína que se está sintetizando y el otro que se asocia con el ARN mensajero. Los ribosomas se localizan de forma libre en el citoplasma.También los encontramos asociados al retículo endoplasmático o a la membrana nuclear.

lOS RIBOSOMAS

ESTRUCTURA DE LOS RIBOSOMAS

FIBRAS PROTEÍNICAS: CITOESQUELETO Y PROTEÍNAS MOTORAS

¿QUÉ ES EL CITOESQUELETO? El citoesqueleto es una red compleja y conectada de filamentos proteicos, responsable del mantenimiento y de los cambios de forma de la célula, del movimiento de orgánulos, del movimiento celular y de su división. Está formado por tres tipos de filamentos: microtúbulos, microfilamentos de actina y filamentos intermedios.

Microfilamentos de actina: la actina es una proteína globular asociada a Ca 2+. Abunda en las células musculares y participa en su contracción (asociándose a la miosina y formando las miofibrillas del tejido muscular) y el movimiento. Además, la actina forma redes de soporte que permiten mantener la morfología celular y forman parte de estructuras especializadas (microvellosidades del epitelio intestinal) o algunas uniones intercelulares (desmosomas). Estos microfilamentos forman una densa red que da fuerza mecánica a la membrana plasmática permitiendo que esta pueda cambiar de forma y moldearse (función estructural). Además, los microfilamentos de actina forman el anillo contráctil, es decir, producen el estrangulamiento de la célula madre durante su división, permitiendo que se originen sus dos células hijas. Permiten los movimientos de ciclosis en los orgánulos de células vegetales, la formación de pseudópodos que permiten el desplazamiento de protistas(como las amebas) y forman las protusiones (prolongaciones del citoplasma que permiten el desplazamiento de las células animales (como neuronas)

EL CIToesqueleto: microfilamentos de actina.

Los microtúbulos son las fibras más gruesas del citoesqueleto (25nm), además de ser los principales componentes del citoesqueleto de células eucariotas. Los microtúbulos están formados por tubulina y se pueden encontrar dispersos o formando estructuras como cilios, flagelos o centriolos. Estos microtúbulos pueden crecer por un extremo mientras se desorganizan por el extremo opuesto (debido a la adición y eliminación de unidades de tubulina). Se distinguen tres tipos de tubulina: -Alfa y Beta tubulina: forman dímeros que polimerizan formando protofilamentos. Estos protofilamentos se unen en torno a un núcleo para forman un microtúbulo. -y tubulina: forman parte de los centrosomas, los cuales son la base para la formación de nuevos microtúbulos. Así pues, las funciones de los microtúbulos son: -El mantenimiento de la forma celular. -Transportar órganulos y sustancias en el interior celular. -Constituir el huso mitótico en la división celular. -Formar estructuras complejas como cilios y flagelos. -Intervenir en la organización de todos los filamentos del citoesqueleto. -Organizar los orgánulos de la célula.

EL CITOESQUELETO: MICROTÚBULOS.

-CONCEPTO: -En la superficie de muchas células eucariotas se encuentran prolongaciones de la membrana que sirven para su propulsión. Suelen ser cortas (10-15um) y sobresalen. Estas pequeñas prolongaciones se denominan cilios, los cuales se mueven cuando los microtúbulos que lo forman se deslizan uno sobre otro gracias a la dineína (proteína motora). -Los flagelos se organizan igual que los cilios y se mueven mediante el mismo mecanismo, pese a esto son mucho más largos (150um) y se presentan en menor cantidad que los cilios. Los flagelos permiten que la célula se desplace a través de un fluido con movimientos ondulantes. Los espermatozoides se desplazan mediante flagelos. -ESTRUCTURA: En la zona central hay un eje denominado axonema formado por nueve pares de microtúbulos que rodean a otro par de microtúbulos centrales que termina en el cuerpo basal. Los microtúbulos externos se unen entre sí gracias a la nexina y a la dineína. Entre el anoxema y el cuerpo basal se encuentra la zona de transición, donde está la placa basal. La parte más interna del cuerpo basal (compuesto por nueve tripletes de microtúbulos) se ancla al citoesqueleto gracias a los radios ciliares

CONCEPTO Y ESTRUCTURA DE CILIOS Y FLAGELOS

En esta imagen observamos la estructura de cilios y flagelos, siendo especialmente destacable la placa o cuerpo basal, los radios ciliares y la zona de transición específicada anteriormente. Además, los tripletes mencionados hacen referencia a los nueve tripletes que forman la parte más interna del cuerpo basal. Por otro lado, los pares periféricos hacen referencia a aquellos que forman el axonema.

MOVIMIENTO POR CILIOS: MOVIMIENTO POR FLAGELOS:

EL CITOESQUELETO: FILAMENTOS INTERMEDIOS.

Se trata de fibras proteicas (como la queratina, la desmina, nestina....) que desempeñan una función estructural en la célula, es decir, son estructuras estables que mantienen la forma en la célula. Son muy abundantes en las células animales, sobre todo en aquellas sometidas a tensiones mecánicas como los tejidos musculares (en ellos encontramos la miosina). Su grosor es mayor que el de los microfilamentos de actina y menor que el de los microtúbulos. Existen varios tipos de filamentos intermedios: -NEUROFILAMENTOS: se disponen en el citoplasma y en los axones de neuronas. -FILAMENTOS DE QUERATINA: abundantes en las células epiteliales, aportándoles resistencia mecánica. -FILAMENTOS DE LÁMINA NUCLEAR: forman un armazón debajo de la envoltura nuclear.

LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA El precursor de la célula eucariota (llamado urcariota), se presenta como una ramificación de la línea evolutiva de las células procariotas. Esto conllevó a un aumento de tamaño debido a la presencia de estructuras proteicas que mantienen la estructura (citoesqueleto) y permitieran tanto el movimiento como la fagocitosis. Según esta teoría, el urcariota se transformó en hospedador de endosimbiontes bacterianos. Así, los orgánulos que contienen ADN (cloroplastos, mitocondrias...) presentan características semejantes a los procariotas, por ello se deduce que derivan de ellas. Por lo que, en resumen, la teoría endosimbiótica propone que orgánulos de las células eucariotas como son las mitocondrias y cloroplastos fueron en su origen organismos procariontes (bacterias) que al ser fagocitados no pudieron ser digeridos y establecieron una relación de dependencia con la célula que los ingirió.

En este trabajo hemos recalcado los puntos más importantes de la morfología celular sin tener en cuenta los orgánulos membranosos y sin incidir con profundidad en el núcleo celular. Además, hemos resaltado las principales herramientas para el estudio de las células (microscopía óptica y electrónica) y finalmente, hemos tratado la teoría endosimbiótica que origina la célula eucariota tal y como la conocemos hoy día.