La célula procariota y eucariota

1

Unidad 1,Primero medio

"La célula, unidad básica de los seres vivos"

FIGURA 1-1 CARACTERES ESTRUCTURALES DE UN PROCARIOTA.

© 2013 W. H. Freeman and Company, Traducido y modificado por Gustavo Toledo C.

Los Procariotas : ESTRUCTURA BÁSICA CUATRO ESTRUCTURAS EN TODOS LOS PROCARIOTAS ESTRUCTURAS ADICIONALES

MEMBRANA PLASMÁTICA Encierra al contenido celular: DNA, ribosomas y citoplasma

PARED CELULARProtege y le da forma a la célula

CÁPSULACubierta protectora externa

FLAGELOProyección similar a látigo que ayuda al movimiento celular

PILIProyección, similar a pelo, que ayuda a la célula a fijarse a otras superficies y, ciertas veces, juega un rol en la transferencia de ADN

RIBOSOMASCuerpos granulares en el citoplasma, que convierten la información genética en estructura proteica.DNAUno o más bucles circulares que contienen información genética.

CiTOPLASMAFluido gelatinoso intracelular

MET 10,000×

"La célula: estructura y funciones"

El título rodeado por el rectángulo verde tiene la dirección de la animación "the cell roadmap" encriptado. Haga Clich sobre cualquier parte y llegará a la animación, con subtítulos en inglés y español. Al final de este documento incluí el texto completo de la animación. Además, he incluido de manera encriptada varios link a figuras para rotular de manera interactiva: Célula: panorama general, rotular un procariota, rotular célula animal y vegetal, origen de los organelos. Al final hay un test y preguntas de desarrollo.

CÉLULA: PANORAMA GENERAL

http://bcs.whfreeman.com/phelan2e/default.asp#712649__748022__



¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN

2

FIGURA 1-3 ESTRUCTURAS ENCONTRADAS EN CÉLULA ANIMALES Y VEGETALES

LA CÉLULA ANIMAL: ESTRUCTURA BÁSICA LA CÉLULA VEGETAL: ESTRUCTURA BÁSICA

ESTRUCTURAS EN AMBAS CÉLULAS Núcleo

membrana plasmát.ribosomas

mitocondriaRetículo endoplasmático

rugosoRetículo endoplasmático

lisoCitoplasma

CitoesqueletoAparato de Golgi

Lisosoma

ESTRUCTURAS AUSENTES EN CÉLULAS VEGETALES Centríolo

ESTRUCTURAS AUSENTES EN CÉLULAS ANIMALESCloroplasto

Pared celular Vacuola

(ocasionalmente presente en células animales)

FIGURA 1-2 Comparación de células eucariotas y procariotas.

CÉLULAS EUCARIÓTICAS VS. PROCARIÓTICAS

CARACTERES TÍPICOS DE UNA CÉLULA PROCARIOTA• Sin núcleo—el ADN está en el citoplasma.• Estructuras internas, en la mayoría, no está organizado en compartimentos

• Bastante más pequeñas que EUCARIOTAS.

CARACTERES TÍPICOS DE UNA CÉLULA EUCARIOTA• ADN contenido en el Núcleo.• Más grandes que procariotas—normalmente, al menos,

10 veces más grandes

• El citoplasma contiene estructuras especializadas llamadas organelos

Núcleo

Otrosorganelos

MET 6,000× MET 10,000×

© 2013 Gustavo Toledo C., SFC


Unidad 1• Células

3

MEMBRANA PLASMÁTICA

Funciones• Mantiene el contenido celular

en su lugar• Incorpora alimentos y nutrientes• Colabora en la síntesis y expor-

tación de moléculas

• Permite la interacción con elambiente y con células vecinas

La M. Plasmáticas se compone de dos capas que están llenas de una variedad de poros, moléculas y canales.

M. Plasmática

Int. celular1

MET 100,000×

M. Plasmática es el "guardián" de la célula

FIGURA 1-4 ¿Cómo las células eucariotas llegaron a ser estructuras complejas?

ENDOSIMBIOSIS

DNAMemb. plasmática

Núcleo

Mitocondria

ANCESTROS DE EUCARIOTASDNA M. plasmática

INVAGINACIÓN ANCESTROS DE EUCARIOTAS

La M. plasmática se pliega hacia el interior.

Se forman así los compartimentos internos (organelos)

Eucariota Ancestral engulle a procariota

Eucariota Ancestral y procariota se unen

Con el tiempo, el PROCARIOTA engullido, pero no digerido, se convierte en un organelo, tales Como una mitocondria o cloroplasto

1

2

1

2

3

PROCARIOTAANCESTRAL Competente en la conversión de alimento y oxígeno en energía

RER

Los organelos pueden haberse desarrollado por endosimbiosis o invaginación o una combinación de ambos.

Inte. celular2

FIGURA 1-5 Mucho más que sólo una capa externa.

© 2013 W. H. Freeman and Company



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FIGURA 1-7 Moléculas de proteína, carbohidratos y de lípidos estan embebidas en la Membrana Plasmática

MOLÉCULAS EN LA MEMBRANA PLASMÁTICA

lípidos Proteínasperiféricas

Proteína transmembrana

Fluido Extracelular

Carbohidratos

M. Plasmática

Fluido intracelular

Región HidrofílicaRegión Hidrofóbica

Fuerzas hidrofóbicas e hidrofílicas determinan la orientaciónn de las proteínas en la membrana plasmática

FIGURA 1-6 Material de la membrana.

CAPA DE FOSFOLÍPIDOS: ESTRUCTURA

FLUIDO EXTRACELLULAR Fluido acuoso fuera

de la célula

FLUIDO INTRACELLULAR Fluido acuoso dentro

de la célula

M. Plasmática

COLA HIDROFÓBICA (NO POLAR)• No atrae al agua

• Compuesta de cadenas

C-H

CABEZA HIDROFÍLICA (POLAR)• Atrae al agua• Compuesta por un

glicerol enlazada a una molécula que contiene fósforo.

Cabezas hidrofílicas se extienden hacia los fluidos intra y extracelular y las colas hidrofóbicas están dirigidas alejándose de estos fluidos.


Unidad 1 • Células

5

FUNCIÓN DE LAS MOLÉCULAS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

RECEPTOR PROTEICO Se une a químicos externos para realizar procesos celulares.

PROTEÍNA DE RECONOCIMIENTO Provee de una“huella” a las

células para que sean reconocidas por otras células

CADENAS DE CARBOHIDRATOS Proveen a la célula de una "huella", para que sean reconocidas por otras células

COLESTEROL Ayuda a la membrana

a mantener su flexibilidad

PROTEÍNAS TRANSPORTE Proveen de un pasaje para que las moléculas entren o salgan de la célula

PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS Aceleran reacciones intracelulares y extracelulares en la membrana

REACCIONES

REACCIONES

Fuido extracelular

Fluido intracelular

FIGURA 1-8 Función de las proteínas de membrana


6

FIGURA 1-9 Huellas moleculares no coincidentes pueden causar problemas en transplante de órganos.

HUELLAS MOLECULARES Y TRANSPLANTE DE ÓRGANOS ÓGGANOSANSPLANTS

Huella Molecular (en la superficie de membrana) del receptor

dador de Hígado

Receptor de transplante hepático

Huella Molecular(en la superficie de la membrana) del dador de hígado

Hígado esrechazado.

Hígado es aceptado después de administrar fármacos para suprimir al sistema inmune.

POSIBLES RESULTADOS



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DIFUSIÓN

1 Se ponen gotas de un soluto,tal como colorante en un solvente, como el agua.

2 Las moléculas de colorante

se mueven al azar, chocando unas con otras

3 El movimiento al azar de lasmoléculas de colorante causan que ellas finalmente estén igualmente distribuidas

Colorante

Moléculas de colorante

FIGURA 1-10 El HIV requiere marcadores CD4 -no encontrados en las células de la piel- para infectar al cuerpo.

TRANSMISIÓN DEL VIH

HIV

Marcadores CD4

Las células en el cuerpo humano y no las de la piel, por ej., tienen marcadores CD4. El VIH infecta al cuerpo mediante la unión a los marcadores CD4 en estas células.

Fluido intracelular

Fluido Extracelular

El VIH no se transmite por contacto casual, tal como abrazos, dar la mano o compartir un vaso.

FIGURA 1-11 Difusión: Una forma de transporte pasivo que termina en una distribución homogénea de las moléculas.



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FIGURA 1-13 Visión general de la Osmosis

SOLUCIÓN ISOTÓNICA

• Las concentraciones desoluto están balanceadasEl movimiento de agua está balanceado

•

SOLUTION HIPERTÓNICA• Las concentraciones de

soluto son más altas en el fluido extracelular El agua difunde fuera de la célula.

OSMOSISOsmosis es un tipo de transporte pasivo donde el agua difunde a través de la membrana, para igualar la concentración de agua dentro y fuera de la célula. La dirección de osmosis está determinada por la concentración de solutos a ambos lados de la membrana.

SOLUCIÓN HIPOTÓNICA• La concentración de

soluto es menor en el fluido extracelular.El agua difunde al interior de la célula.

•

Cel. VegetalCel. animal(Eritrocito)

Agua

Agua Agua

Agua Agua

AguaFluido Extracelular

A diferencia de las células vegetales, las células animales pueden explotar en soluciones hipotónicas, debido a que no tienen una pared celular para limitar la expansión celular.

El agua siempre se moverá hacia una región que tiene una mayor concentración de solutos

FIGURA 1-12 Difusión simple y facilitada: no requiere energía.

TRANSPORTE PASIVO

DIFUSIÓN FACILITADA Las moléculas se mueven a través de la membrana plasmática con la ayuda de una molécula canal o transportadora.

DIFUSIÓN SIMPLELas moléculas pasan directamente a través de la membrana plasmática, sin la ayuda de otra molécula.

El transporte pasivo ocurre cuando las moléculas se mueven a través de la membrana sin gasto de energía. Las moléculas se mueven a favor de su gradiente de concentración.

moléculas

Más altaconcentraciónde moléculas

Más alta concentración de moléculas

Fluido extracelular

Fluido intracelular

Molécula canal

o transportadora

© 2013 Gustavo Toledo C., SFC


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TRANSPORTE ACTIVO El transporte activo se produce cuando el movimiento de las moléculas hacia adentro y afuera de una célula requiere de un aporte de energía. Por ejemplo, en respuesta a comer, las células que recubren el estómago utilizan ATP para bombear grandes cantidades de iones H + hacia el estómago.

ATP ATP

dentro d

Dentro de una célula del estómago

Iones H+

Alta concentración de solutos.

Baja concentra-ción de moléculas

El transporte activo en el estómago, aumenta tu capacidad de digerir alimento

FIGURA 1-14 Osmosis en la cocina.

OSMOSIS EN ACCIÓN

APIO DESHIDRATADO

moléculasdisueltas

Agua

El Apio deshidratado contiene muchas moléculas disueltas (solutos) en relación con las moléculas de agua.

El Agua destilada posee menos moléculas disueltas que las células del apio.

CUANDO SE PONE EN AGUA SALADA

CUANDO SE COLOCA EN AGUA DESTILADA

Las moléculas de agua difunden al interior del apio, igualando la concentración de agua dentro y fuera de las células. El apio se vuelve quebradizo.

Las moléculas de agua difunden hacia afuera del apio. El apio queda más marchito.

agua agua

FIGURA 1-15 Con un aporte de energía, las moléclulas se pueden mover contra el gradiente de concentración.


El agua salada contiene más moléculas disualtas que las células del apio.


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FIGURA 1-16 A través de la fagocitosis, las amebas y otros protistas unicelulares, así como también los leucocitos, consumen a otros organismos para alimento o para tu defensa.

FAGOCITOSIS

Partícula grande

membrana plasmática

Vesícula

La fagocitosis es un tipo de endocitosis por medio de la cual las células engullen grandes partículas

1 La membrana plasmáticaforma una vesícula tipo bolsillo alrededor de la partícula grande.

2 La patícula estransportada al interior de una célula en una vesícula .

Fluido Extracelular

MET 4,700×

Fluido Intracelular

© 2013 Gustavo Toledo C. SFC

http://www.youtube.com/watch?feature=fvwp&NR=1&v=pvOz4V699gk


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moléculaspara exportar

Vesícula detransporte

membrana plasmática

EXOCITOSIS La exocitosis es el método por el cual las células exportan productos para su uso en otra parte.

1 Las moléculas sonempacadas en una vesícula dentro de la célula.

2 Las vesículas se fusionana la membrana plasmática de la célula

3 El contenido de las vesículases liberado para ser usado en otras partes del cuerpo.

Fluido extracelular Fluidointracelular

FIGURA 1-17 Proteínas receptoras ayudan en la endocitosis.

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR

PARTÍCULA LDL

Receptor proteico LDL

Vesícula

Proteína

M. plasmáticaColesterol

La endocitosis mediada por receptor es un tipo de endocitosis por medio de la cual las células engullen partículas específicas.

1 Receptor LDL

En la m. plasm. de células hepáticas hay receptores que específicamente reconocen y se unen al LDL

2 La membrana plasmát.forma una vesícula y engulle al LDL.

3 LDL se descomponey es usado para sintetizar moléculas útiles, como estrógeno y testosterona.

CÉLULA HEPÁTICA

fluido extracelular fluido intracelular

Estrógeno

Testosterona

las células hepáticas utilizan endocitosis mediada por receptor para ingerir lipoproteínas de baja densidad, o LDL.

FIGURA 1-18 La Exocitosis mueve moléculas fuera de la célula



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FIGURA 1-21 El Núcleo: El centro de control genético celular.

Núcleo

La membrana nuclear es unabicapa , con muchos poros, que rodea al Núcleo

NUCLEOLOÁrea del Núcleo, donde se ensamblan las subunidades ribosómicas

Poro

Funciones• Actúa como centro decontrol genético de la célula Almacena informaciónhereditaria

•

MET 43,000×

FIGURA 1-20 Conexiones celulares: uniones estrechas, desmosomas y uniones en hendidura

TRES CONEXIONES PRIMARIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALESUNIONES ESTRECHASForma un sello hermético entre las células, como el calafateo alrededor de una bañera

DESMOSOMASActúa como Velcro y mantienen juntas a las células

UNIONES EN HENDIDURAActúan como pasajes secretos y permiten que pasen materiales entre las células

Célula1

Célula 2

MET 38,000× MET 70,000×

Agua


CROMATINA/CROMOSOMAS: Fibras gruesas de DNA, que poseen información hereditaria


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MITOCONDRIA

DNA

Matrizmembrana externa

membrana interna

espacio inter membrana

Funciones• Actúa como un convertidor

de energía "para todo uso"• Transforma energía para ser

usada en funciones celulares

MET 73,000×

Células, como las hepáticas, que usan mucha energía, pueden tener ¡más de 2.500 mitocondrias!

FIGURA 1-22 El Citoesqueleto: ANDAMIAJE INTERNO DE LA CÉLULA.

CitoesqueletoFunciones

• Actúa como andamiajeinterno de la célula

• Provee forma y soporte

• Controla el flujo deltráfico celular

• Permite el movimientocelular, como el ameboide

Red estructural de filamentos intermedios

3,500×

TRES TIPOS DE FIBRAS EN EL CITOESQUELETO

MICROTÚBULOS• Tubos gruesos huecos• Las pistas que usan las moléculas

y orgánulos para unirse a ellas y ser movidas dentro de la célula.

IFILAMENTOS INTERMEDIOS• Red proteica que contacta con el núcleo

y se extiende hasta la periferia celular. Permiten a las células soportar tensiones mecánicas cuando son estiradas

•

MICROFILAMENTOS• Parte del citoesqueleto localizado

cerca de la membrana plasmática.• Colaboran con la contracción y la

división celular

FIGURA 1-23 mitocondria: El convertidor energético todo propósito de la célula.



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FIGURA 1-25 lisosomas: Digestión y reciclaje de productos de desechos celulares.

lisosomas

enzimasdigestivas y ácido

organoideen proceso de digestión

membrana

FUNCIÓN• Actúa como triturador flotante de

basura para las células; digiere y recicla residuos celulares y material consumido

MET 59,500×

Number of mitocondria per cell FIGUFi

FIGURA: 1-24 ¿Cómo varía el Nº de mitocondrias en diferentes células?

~2,500

~1,200

~700

~200

~100

0

NÚMERO DE MITOCONDRIAS EN VARIAS CÉLULAS


Unidad 1 • células

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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO RUGOSO FUNCIÓN• Modifica proteínas que serán

enviadas a otros lugares del sistema de endomembranas, a la superficie celular o hacia afuera de la célula. ribosomas

MET 56,500×

RERugoso está cubierto por ribosomas que son máquinas fabricadoras de proteínas.

FIGURA 1-26 El sistema de endomembranas: Retículo endoplasmático rugoso, Retículo endoplasmático liso y Aparato de Golgi.

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS

Retículo endoplasmático

rugosoRetículo

endoplasmático liso

Aparato de Golgi

Funciones• Produce y modi!ca moléculas para ser exportadas hacia otras

partes del organismo• Transforma químicos tóxicos y productos de desechos celulares

FIGURA 1-27 El Retículo endoplasmático rugoso está cubierto por ribosomas.



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FIGURA 1-29 Aparato de Golgi: procesamiento de moléculas sintetizadas en la célula y empaque de estas moléculas destinadas para ser usadas en cualquier parte del cuerpo.

Aparato de GolgiFUNCIÓN• Procesa y empaca proteínas,

lípidos y otras moléculas para exportar a otras localidades dentro o fuera de la célula

Vesículasde transporte

MET 62,500×

FIGURA 1-28 En el retículo endoplasmático liso, se sintetiza lípidos; mientras que son destoxificados el alcohol, los antibióticos y otras drogas, por lo tanto, cuide su hígado

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO Funciones• Sintetiza lípidos tales como

ácidos grasos, fosfolípidos y esteroides

• Detoxifica moléculas tales como alcohol, drogas, y algunos productos de desecho metabólico

MET 36,000×

RELiso es llamado“liso” debido a que no tiene ribosomas en su superficie

Las células hepáticas tienen enormes cantidades de RELiso debido a que el hígado es el sitio principal para desintoxicar moléculas dañinas.



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PARED CELULAR DE PLANTAS

Pared celularprimaria

P- celular Secundaria

M. plasmática

Plasmodesma

Funciones• Dota a la célula con resistencia

estructural.

• Aumenta la resistencia al agua de la célula.

• Provee algo de protección contrainsectos y cotros animales quepuedan comer a la planta.

Célula 1 Célula 2

Célula 3

MET 440×

Los plasmodesma permiten que el agua y otras moléculas pasen entre las células adyacentes.

FIGURA 1-30 El sistema de endomembranas: producción, empaque y transporte de moléculas

EL SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS FUNCIONANDORELiso RERugoso

vesícula detransporte

Vesícula de transporte

Membranaplasmática

Vesículade transporte

Aparatode Golgi

1

Yemas de vesículas de transporte desde el REL o RER

2

Las vesículas de transporte se fusionan con el aparato de Golgi, con material en su interior.

3

El aparato de Golgi modifica las Moléculas a medida que avanzan a través de sus sucesivas cámaras.

4

Las Moléculas modificadas liberan yemas desde el aparato de Golgi como vesículas de transporte.

5

La vesícula de transporte puede unirse con la membrana plasmática, descargando su contenido hacia afuera de la célula para la entrega a otras partes del organismo.

1

2

3

4

5

FIGURA 1-31 LA PARED CELULAR DE LA PLANTA



18

FIGURA 1-33 El Cloroplasto: lugar de la fotosíntesis.

Cloroplasto

DNATilacoide estroma

FUNCIÓN•Sitio de la fotosíntesis- la conversión de energía lumínica en energía química.

MET 16,000×

La luz es absorbida para realizar la Fotosintesis en las membranas de los tilacoides, dentro de los cloroplastos.

FIGURA 1-32 La Vacuola: Almacenaje multipropósito.

Vacuola

VACUOLA Funciones

• Almacena nutrientess• Retiene y degrada productos de desechos

• Acumula materiales venenosos

• Contiene pigmentos, lo que capacita alas plantas a atraer aves e insectos que ayudan a la reproducción de la planta

• Provee soporte físico

MET 5,000×



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"Cosecha" energía para funciones celulares

Digiere y recicla productos de desecho y material consumido.

Modifica proteínas que serán embarcadas a cualquier parte del organismo.

Sintetiza lípidos y detoxifica moléculas.

Procesa y empaca proteínas, lípidos y otras moléculas

Almacena nutrientes, degrada productos de desecho, provee pigmentos y da soporte estructural.

Aquí se realizala fotosíntesis.

Provee soporte estructural, protección, e incrementa resistencia a la pérdida de agua

algunas veces

Mitocondria

Lisosoma

Núcleo

RERugoso

RELiso

Aparato de Golgi

Pared celular

Vacuola

Cloroplasto

Citoesqueleto

TRUCTUR ANIMAL PLANT FUNCI N

FIGURA 1-34 Revisión de las principales estructuras celulares y sus funciones.


Un Mapa de Rutas CelularLos organismos eucariotas incluyen a todos los organismos visibles a simple vista y a algunos que no lo son. Todos los organismos eucariotas comparten un antepasado eucariota y, por tanto, tienen mucho en común.

Sección 1: El NúcleoLas células eucariotas contienen una variedad de estructuras especializadas llamadas orgánulos. El orgánulo más grande y destacado suele ser el núcleo. El núcleo también es la característica principal que distingue a las células eucariotas de las procariotas – las células procariotas no tienen núcleo.El núcleo tiene dos funciones principales, una de las cuales es almacenar ADN. El ADN contiene la información hereditaria en forma de código químico. Segunda, el núcleo usa el código de su ADN para funcionar como centro de control genético de la célula, dirigiendo la mayoría de las actividades celulares, controlando qué moléculas se producen y en qué cantidad. La razón por la que los gemelos se parecen tanto entre sí es que comparten el mismo código genético, y el mismo ADN coordina el desarrollo de todo el organismo.El núcleo está lleno de cromatina, que consiste en una masa de largas y delgadas fibras de ADN y proteínas. La mayor parte del tiempo, la cromatina se parece a un plato de espaguetis. En cambio, a la hora de la división celular, la cromatina se enrolla para formar cromosomas cortos y gruesos, que son más fáciles de mover por la célula.El núcleo está rodeado por la membrana nuclear, llamada a veces envoltura nuclear, que consiste en dos bicapas de fosfolípidos que separan al núcleo del citoplasma. La envoltura está cubierta de pequeños poros hechos de proteínas múltiples embebidas en las membranas de fosfolípidos que atraviesan ambas bicapas. Estos poros permiten a ciertas moléculas y complejos, tales como las subunidades ribosomales, entrar y salir del núcleo.Una estructura destacada del núcleo es el nucléolo, estructura no membranosa compuesta de proteínas y ácidos nucleicos. Las subunidades ribosomales se ensamblan en el nucléolo, y estas subunidades salen del núcleo a través de los poros nucleares. En el citoplasma, las subunidades se empalman con una hebra del código genético llamada ARN mensajero. Los ribosomas, el ARN mensajero y otros componentes funcionan conjuntamente para producir nuevas moléculas de proteína.Entre la membrana plasmática y el núcleo de las células eucariotas se encuentra el citoplasma, fluido gelatinoso que rellena el interior de la célula. Dentro del citoplasma se encuentra una variedad de orgánulos, así como unos andamios de proteína llamados citoesqueleto.

Sección 2: El CitoesqueletoEl citoesqueleto tiene tres funciones primarias. Al igual que los edificios tienen vigas y pilares como soporte y estructura, en una célula el citoesqueleto aporta forma y soporte.El citoesqueleto también controla el flujo del tráfico intracelular, sirviendo como una serie de carriles por los que una variedad de orgánulos y moléculas son guiados por el interior de la célula. En esta micrografía, la red de proteínas del citoesqueleto aparece como filamentos delgados. En este video, las mitocondrias aparecen fluorescentes, y algunas se mueven por los carriles del citoesqueleto.El citoesqueleto es dinámico y puede generar fuerza, de modo que da a todas las células cierta capacidad para controlar sus movimientos. En este video, las células se deslizan por una superficie. El núcleo se ve como una zona oscura dentro de cada célula. En el extremo prominente de la célula, el citoesqueleto se extiende y crece, lo que permite a la célula moverse a través de la superficie.Dentro del citoplasma se encuentra una variedad de orgánulos, que incluyen a un grupo llamado sistema de endomembranas, compuesto por los retículos endoplasmáticos (RE) rugoso y liso, y por el aparato de Golgi.

Sección 3: El Retículo Endoplasmático RugosoEl RE rugoso es una larga serie de sáculos aplanados e interconectados que están directamente conectados a la envoltura nuclear. Se llama "rugoso” porque su superficie está salpicada de pequeños bultos, que son ribosomas. La función principal del RE rugoso es la de plegar y empaquetar las proteínas fabricadas por los ribosomas. La información genética en forma de ARN mensajero se desliza a través del ribosoma y se traduce en moléculas de proteínas que entran en el RE rugoso. Muchas de estas nuevas proteínas producidas en el RE rugoso serán exportadas de la célula para ser usadas en algún otro lado del organismo. Las proteínas que se utilizan dentro mismo de la célula se producen generalmente en ribosomas que se encuentran flotando libremente en el citoplasma.Muchas de estas nuevas proteínas producidas en el RE rugoso serán exportadas de la célula para ser usadas en algún otro lado del organismo.

Sección 4: El Retículo Endoplasmático LisoEl retículo endoplasmático liso, que carece de ribosomas, está conectado con el RE rugoso y, a veces, aparece como una colección de tubos ramificados. El RE liso sintetiza lípidos tales como los ácidos grasos, fosfolípidos y esteroides. También detoxifica moléculas tales como alcohol, drogas y productos de desecho metabólico. En las células del hígado, la detoxificación es una función especialmente importante, pues ayuda a protegernos de las numerosas moléculas peligrosas que entran en nuestros cuerpos.

Sección 5: El Aparato de GolgiEl aparato de Golgi, que no está conectado con el retículo endoplasmático, es una pila de compartimentos aplanados que no están conectados entre sí. El aparato de Golgi procesa y empaqueta proteínas, lípidos y otras moléculas para exportar a otras partes del organismo. En el aparato de Golgi también se sintetizan hidratos de carbono, incluyendo los polisacáridos complejos que se encuentran unidos a proteínas y lípidos en muchas membranas plasmáticas.Los componentes del sistema de endomembranas funcionan en sintonía. Los productos fabricados en el RE rugoso o liso se exportan en vesículas de transporte que se mueven a través del citoplasma hasta que alcanzan el aparato de Golgi. Las vesículas de transporte se fusionan con el Golgi y depositan su contenido en el primer sáculo. Las moléculas van pasando de un sáculo al siguiente en el aparato de Golgi, adquiriendo por el camino diferentes modificaciones. Las vesículas de transporte que contienen las moléculas esporulan y entran en el citoplasma. Si su contenido debe llegar a otro lado del cuerpo, las vesículas de transporte se fusionan con la membrana plasmática y vierten las moléculas fuera de la célula, desde donde pueden pasar al flujo sanguíneo.

Sección 6: MitocondriasOtros orgánulos de las células eucariotas son las mitocondrias, que actúan como las centrales de energía de la célula, produciendo la energía utilizada por las funciones celulares.Las mitocondrias ayudan a las plantas y a los animales a convertir la energía almacenada en las moléculas de comida – en los enlaces químicos de los hidratos de carbono, grasas y proteínas – en dióxido de carbono, agua y la molécula almacenadora de energía (por períodos muy cortos), el ATP. Muchas de las reacciones químicas ocurren en la enorme superficie de la membrana interna, plegada sobre sí misma. Fíjate que las células vegetales también contienen mitocondrias, que se utilizan de la misma manera que en las células animales – para convertir moléculas energéticamente ricas en ATP.

Sección 7: Lisosomas¿Qué pasa con todos los orgánulos desgastados, las proteínas de más y otros materiales celulares de desecho que ya no necesita la célula? Unas pequeñas vesículas, llamadas lisosomas, actúan como bolsas de basura flotantes, digiriendo y reciclando los productos de desecho celulares y el material consumido.Por ejemplo, las mitocondrias se desgastan después de unos 10 días de intensa actividad. La célula envuelve entonces a la mitocondria en una vesícula, que se fusiona a su vez con un lisosoma. Los lisosomas contienen unos 50 enzimas digestivas diferentes y un fluido súper ácido que puede romper la mitocondria y muchas otras estructuras y moléculas que requieren reciclarse. La mayoría de las moléculas así digeridas, tales como aminoácidos y lípidos, son devueltos al citoplasma, donde pueden volver a ser reutilizados por la célula como materiales básicos para construir nuevas moléculas y estructuras.

Sección 8: Cloroplastos de PlantasAunque hemos estado recorriendo la célula animal, es importante saber que todos los orgánulos que hemos visto en las células animales también están presentes en las células vegetales. No obstante, bajo el microscopio nunca podríamos confundir una célula vegetal con una animal. ¿En qué se diferencian las células vegetales de las animales? Las células vegetales contienen estructuras que no tienen las células animales, como por ejemplo los cloroplastos. En los cloroplastos se lleva a cabo la fotosíntesis, o conversión de energía luminosa en energía química de las moléculas de la comida, produciendo oxígeno como producto secundario. Como la fotosíntesis de todas las plantas y algas se lleva a cabo en los cloroplastos, estos orgánulos son directa o indirectamente responsables de todo lo que comemos y del oxígeno que respiramos. El cloroplasto está rodeado de dos capas distintas de membranas y contiene sáculos membranosos aplanados denominados tilacoides. Es en los tilacoides donde se recolecta la luz necesaria para la fotosíntesis.

Sección 9: La Pared Celular VegetalA diferencia de las células animales, las células vegetales poseen una pared celular, que es una estructura que rodea la membrana plasmática. La pared celular contiene moléculas de celulosa trenzadas para formar fibras resistentes, y es casi 100 veces más gruesa que la membrana plasmática. Para los humanos, la celulosa es la parte no digerible de las plantas, y constituye la fibra tan importante en nuestra dieta. La enorme fuerza estructural que confiere la celulosa a las células vegetales permite a algunas plantas alcanzar varios metros de altura. Las paredes celulares también ayudan a que las plantas sean resistentes al agua, y también confieren cierta protección contra insectos y otros animales que podrían comerlas.Sección 10: La Vacuola VegetalA diferencia de las células animales, en una célula vegetal la gran vacuola central normalmente destaca más que cualquier otro orgánulo. Rodeada de una membrana, rellena de fluido y, ocupando entre el 50% y el 90% del espacio interior de la célula vegetal, la vacuola puede jugar un importante papel en cinco áreas diferentes de la vida de la planta.La vacuola almacena nutrientes – cientos de sustancias disueltas, como aminoácidos, azúcares e iones.La vacuola retiene y degrada productos de desecho usando enzimas digestivas, igual que el lisosoma. Al igual que éste, la vacuola degrada los orgánulos desgastados, tal como cloroplastos y mitocondrias, eliminándolos de la célula y reciclando sus nutrientes. La vacuola acumula materiales venenosos y otros productos que disuaden a los animales que, si no, podrían comerse la planta. Por ejemplo, un producto almacenado en las vacuolas de los ajíes produce una sensación de quemazón cuando son ingeridos por los mamíferos.La vacuola puede contener pigmentos que permiten a las plantas atraer pájaros e insectos que le ayudan a reproducirse.La vacuola provee soporte físico ya que contiene altas concentraciones de sustancias disueltas, lo que hace que el agua fluya a las células mediante el proceso de ósmosis. La mayor presión del fluido dentro de la vacuola puede hacer que la célula se agrande un poco y empuje contra la pared celular. Este proceso es el responsable de la presión (llamada de turgencia) que permite a los tallos, flores y otras partes de la planta mantenerse erguidos. La pérdida de la presión de turgencia produce marchitamiento.

GUSTAVO TOLEDO C.

Cells: A Cell Roadmap 1. What feature differentiates prokaryotic cells from eukaryotic cells? a) Only eukaryotic cells have a plasma membrane. b) Only eukaryotic cells have hereditary material in the form of DNA. c) Only prokaryotic cells have ribosomes. d) Only eukaryotic cells have a nucleus.2. What is the primary function of the nucleus? a) to make proteins and carbohydrates b) to control the genetic activities of the cell c) to repair the ribosomal subunits d) to harvest energy from food molecules3. What is assembled in the nucleolus? a) proteins b) carbohydrates c) ribosomal subunits d) DNA4. Without the cytoskeleton, a cell would not be able to accomplish which of the following? a) synthesize ribosomes b) move materials around the cytoplasm c) copy the hereditary material d) package proteins5. How can you tell the rough endoplasmic reticulum and the smooth endoplasmic reticulum apart? a) The rough ER has ribosomes on its surface. b) The smooth ER is located within the nucleus. c) The rough ER is located within the nucleolus. d) The smooth ER has ribosomes on its surface.6. How does the smooth endoplasmic reticulum protect our cells? a) It breaks down toxic substances. b) It packages hormones and exports them outside of the cell. c) It synthesizes carbohydrates. d) It dilutes toxic substances by taking in water.7. What would happen in a cell if the Golgi apparatus didn' t function? a) Food molecules would not be made. b) Food molecules would not be broken down. c) Lipids and proteins would not be packaged. d) Lipids and proteins would not be broken down.8. What it the function of the lysosome? a) to package proteins and lipids for export b) to synthesize proteins used by the rough endoplasmic reticulum c) to break down toxins, such as alcohol d) to digest and recycle cellular waste products9. Without plants, algae, and other photosynthetic organisms, which of the following would we lack? a) water and oxygen b) oxygen and food c) carbon dioxide and food d) water and carbon dioxide10. What benefit does turgor pressure in plant cells provide to the plant? a) Turgor pressure provides dissolved substances necessary for photosynthesis. b) Turgor pressure provides physical support and allows the plant to stand upright. c) Turgor pressure allows the plant to break down and recycle plant organelles. d) Turgor pressure provides a defense mechanism against animals that want to eat the plant.

PREGUNTAS DE DESARROLLO, AUNQUE BREVES.

1. Como ser humano, estás compuesto por cerca de 60 trillones de células. Sin embargo, llevas cerca de diez veces ese número de bacterias dentro y sobre tu cuerpo. Basado en lo que sabes acerca de la estructura celular, ¿cómo es posible que lleves a tantas células procariotas en tu cuerpo?

2. estás observando un tipo de célula desconocido. Es muy pequeña, pero podemos ser capaces de velas sin un microscopio. ¿Qué tipo de célula es? Justifica tu respuesta.

3. Estás viendo una foto de una célula tomada con un microscopio muy potente. La imagen muestra citoplasma, ribosomas y una membrana celular. Sobre la base esta información por sí sola, ¿puedes determinar qué tipo de célula estás observando? Explica tu respuesta.

4. Una persona que ha recibido un trasplante de órgano normalmente tendrá que tomar inmuno-supresores por el resto de su vida. Esto es para evitar que el sistema inmunitario del receptor ataque a las células del órgano nuevo. Sin estos fármacos, el sistema inmune del receptor reconocerá como extrañas a ciertas estructuras en las membranas de las células donantes. ¿Cuáles son las estructuras de membrana específicas que serán reconocidas por el sistema inmune?

5. Al asar frutas al horno, es bastante común preparar la fruta cortándolas y añadirle azúcar. Esto tiene el efecto que favorece la extracción de los jugos de la fruta. Sobre la base de lo que sabes de ósmosis, ¿cómo se puede explicar esto?

6. Las neuronas (células del sistema nervioso) contienen una alta concentración de iones de potasio en comparación con su entorno. Sobre la base de lo que sabes transporte de membrana, ¿cómo podría una neurona mover hacia el medio interno aún más iones de potasio?

7. La pancreatitis es una enfermedad donde las células del páncreas se destruyen. Este trastorno está relacionado con la ruptura de un tipo específico de orgánulo. Teniendo en cuenta lo que sabes acerca de la función de estas estructuras membranosas, ¿cuál orgánulo podría estar implicado en la pancreatitis?

8. En una fiesta de fin de semana, tu compañero de cuarto tenía algunas "bebidas para adultos." Un amigo en común hace el siguiente comentario: "Mis amigos no podrán beber como ultimo semestre; con seguridad ellos necesitarán más debido a que han desarrollado una tolerancia al alcohol." A nivel celular, ¿qué ha causado el desarrollo de esta tolerancia?“La tolerancia es cuando la persona va necesitando cada vez mayor cantidad de droga, porque su cuerpo se va acostumbrando a las dosis utilizadas, minimizando sus efectos”.

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La célula procariota y eucariota