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ORGANIZACIÓN CELULAR:
organelos y membranas celulares
1
MIÉRCOLES 29 DE JULIO 2009
Células eucariotas
2
 Células cuyos organelos están rodeados por
membranas
 Poseen núcleo verdadero

Ventajas de poseer “compartimentos separados”:
1. Las reacciones se pueden llevar a cabo en espacios
pequeños
2. Permiten el almacenamiento de energía
3. Las membranas sirven como superficies de actividad
celular
4. Evita que los reactivos estén presentes en partes donde
podrían tener efectos adversos
3
nucleoplasma
Célula vegetal mostrando el núcleo
citoplasma
Célula animal mostrando el núcleo
El citoplasma incluye al citosol y a todos los organelos celulares.
http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula2.htm
Estructuras de una célula eucariota
4
 Núcleo / citoplasma
Contenido del Citoplasma:
 Sistema membranoso celular
 Organelos transductores de energía
 Citosqueleto
Estructuras Celulares
LOCALIZACIÓN
ESTRUCTURA
Núcleo Celular
Núcleo
5
Nucleolo
Cromosomas
Organelos
citoplasmáticos
Membrana plasmática
Retículo endoplasmático (liso y rugoso)
Ribosomas
Complejo de Golgi
Lisosomas
Microcuerpos (peroxisomas)
Mitocondrias
Plastidios (cloroplastos)
Citoesqueleto
Microtúbulos
Microfilamentos
Centriolos
Cilios
Flagelos
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
6
PERMITEN
A
LA
CÉLULA
C O N S E R VA R
AMBIENTE
INTERNO
ADECUADO
PA R A
REACCIONES QUÍMICAS
•
• S E PA R A N
FÍSICAMENTE
A
LA
CÉLULA
DE
UN
SUS
SU
AMBIENTE
• SON
ESTRUCTURAS DINÁMICAS Y COMPLEJAS
FORMADAS
POR
UNA
B I C A PA
LIPÍDICA
CON
P R O T E Í N A S E N M O V I M I E N T O C O N S TA N T E
Composición de la membrana plasmática
7
 Bicapa lipídica con proteínas + pequeñas cantidades
de ARN


Los principales lípidos componentes son los fosfolípidos que le
confieren sus características y propiedades físicas y además
forman la bicapa
Las proteínas pueden ser de dos tipos: proteínas
transmembrana (integrales) o proteínas periféricas
 La apariencia es de un mosaico
Fotografías tomadas de: http://senior.british.edu.uy/odiaz/membrana%20celular.htm, a
menos que esté de otra forma indicado en la diapositiva

http://iescarin.educa.aragon.es/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%201/1%20-%20Capitulo%205.htm
8
Los lípidos de la membrana
9
 La temperatura es importante para mantener su
estado y fluidez
 A bajas temperaturas los organismos regulan la
composición de sus membranas para mantener la
fluidez y permeabilidad
Las características anfotéricas de los fosfolípidos les permiten forman la
bicapa que forma la membrana. Otros lípidos no tienen la misma
característica.
10
Las proteínas de la membrana
11
 Sitios de recepción
 Ayudan en el transporte
transmembranoso
 Enzimas
 Ayudan en la unión de
células
 Sirven de unión con el
citosqueleto
12
13
C O N T I N U A C I ÓN :
LA ESTRUCTURA DE LAS
MEMBRANAS CELULARES
Viernes 31 de julio de 2009.

http://iescarin.educa.aragon.es/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%201/1%20-%20Capitulo%205.htm
14
Las características anfotéricas de los fosfolípidos les permiten forman la
bicapa que forma la membrana. Otros lípidos no tienen la misma
característica.
15
Las proteínas de la membrana
16
 Sitios de recepción
 Ayudan en el transporte
transmembranoso
 Enzimas
 Ayudan en la unión de
células
 Sirven de unión con el
citosqueleto
17
Funciones de la Membrana Celular
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 Límite de la célula y organelos celulares
 Proporciona estructura y son sitio de reacción
 Regula intercambio con el exterior (paso de iones, nutrientes y gases)
 Interviene en la pinocitosis, fagocitosis, secreción y excreción
 Interviene en la irritabilidad y excitación, indispensables en la transferencia y
almacenamiento de energía
 Interviene en la motilidad, y forma estructuras especializadas de movimiento
(cilios, flagelos y microvellosidades)
 Interviene en la comunicación e intercambio de información, por transmisión
nerviosa, acción hormonal, respuesta antigénica y quimiotaxis
 Inicia la autólisis después de la muerte celular –apoptosis-
Reacciones metabólicas específicas en algunas de
las membranas celulares
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 Fosforilación oxidativa en membranas mitocondriales
 Fotosíntesis en membranas de cloroplastos
 Síntesis de ácidos grasos por el RE liso
 Detoxificación de drogas en RE liso
 Síntesis de proteínas por el RE rugoso
 Agregación del hidrato de carbono para formar glucoproteínas
en membrana del Aparato de Golgi
Los Organelos Celulares
20
Organelo celular
21
 Organización de moléculas diversas que forman
estructuras complejas y muy especializadas
 Órganos que conforman la célula
 Estructuras especializadas dentro de la células,
normalmente rodeados de una membrana que tienen
funciones específicas dentro de la organización
celular
22
http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/images/celulaaldea.gif
fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula1.htm
EL NUCLEO
23
 Componentes:
 Membrana nuclear
 Nucleoplasma
 Nucleolo
 Cromosomas
 Función
 Centro regulador de la célula
Núcleo
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 Organelo más prominente
 Esférico u oval, localizado relativamente al centro de
la célula
 El esqueleto nuclear esta formado por las láminas
25
Célula vegetal
mostrando el núcleo
Célula animal mostrando
el núcleo
http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula2.htm
Síntesis de proteínas
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 Regulado por el núcleo
núcleo
RNA mensajero
ribosomas
síntesis
 Genes
Unidades básicas de la herencia, formados por las
moléculas de DNA, contienen las instrucciones
codificadas químicamente para la producción de
casi todas las proteínas necesarias para la célula
Nucleolo
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 Lugar de síntesis del RNA ribosómico y ensamble
de ribosomas
 No está limitado por una membrana
Cromatina
 Complejo formado por el DNA y proteínas
 La cromatina organizada forma los cromosomas
DNA
Forma
cromatina
Cromatina
organizada =
cromosomas
SISTEMA DE MEMBRANAS INTERNAS
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 Organelos membranosos que interactúan por medio
de vesículas o se comunican por conexiones físicas
entre sus membranas
 Componentes:
 Retículo endoplasmático (liso y rugoso)
 Complejo de Golgi
 Lisosomas
 Membrana plasmática
Retículo endoplasmático
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 Uno de los principales centros de síntesis y ensamble de
proteínas (su función principal)
 Complejo de membranas internas continuo a la membrana
nuclear
 Serie de estructuras estrechamente hacinadas y aplanadas en
forma de saco que forman compartimientos interconectados
en el citoplasma, no comunica directamente con otros
organelos
 Contiene enzimas que catalizan muchos tipos de reacciones
químicas distintas
Micrografías del Retículo
Endoplasmático
30
Comunicación entre el RE y
el Aparato de Golgi
1. Núcleo
2. Poro Nuclear
3. Retículo endoplasmático rugoso
4. Retículo endoplasmático liso
5. Ribosoma sobre el RE rugoso
6. Transporte de proteínas
7. Vesícula de transporte
8. Aparato de Golgi
9. Cara Cis del Aparato de Golgi
10. Cara Trans del Aparato de Golgi
11.Cisterna del Aparato de Golgi
31
Retículo endoplasmático rugoso
Retículo endoplasmático liso
32
 Más tubular
 No
tiene ribosomas,
superficie externa lisa
 Sitio
principal
de
metabolismo
de
fosfolípidos,
esteroides,
ácidos grasos
 Importante
en
la
localización de enzimas
destoxificadoras
 Muchos en los hepatocitos
 Posee ribosomas
 Sitio de síntesis de proteínas
que se adhieren a
carbohidratos, lípidos y otros
compuestos
Continuación:
organelos celulares membranosos
33
LUNES 3 DE AGOSTO DE 2009
Ribosomas
34
 Sitio de síntesis proteica (incluidos los ribosomas libres
en el citoplasma)
 No están rodeados por membrana
 Se encuentran en eucariotas y en procariotas
 Estructuralmente consisten en una subunidad grande y
otra pequeña
 Bioquímicamente formados por ARN ribosómico (ARNr)
y cerca de 50 proteínas estructurales
 A menudo se encuentran asociados al retículo
endoplasmático
Mecanismo de funcionamiento de un ribosoma
35
1.
El ARN mensajero (ARNm) se mueve a través del
ribosoma
2. Los aminoácidos pegados a los ARN de
transferencia (ARNt) son llevados al ribosoma
3. Los aminoácidos se unen para formar a las
proteínas
http://www.maph49.galeon.com/celula/rireview.html
Estructura de un ribosoma
36
Los ribosomas libres sintetizan la proteína que funciona en el citosol. Los
ribosomas ligados al RE hacen proteínas que se distribuyen por el sistema
de membranas.
Aparto (complejo) de Golgi
37
 Su función principal es procesar y
empacar proteínas
 Formado por sacos aplanados,
limitados por membranas y
apilados libremente unos sobre
otros
 Funciona como una planta
empaquetadora, modificando
vesículas del retículo
endoplásmico rugoso
 Se diferencia del ER por no estar
unido al núcleo
http://whfreeman.com/life/update/chap04.html.
Lisosomas
38
 Pequeños sacos de enzimas
digestivas, producidas por el
Complejo de Golgi
 Desdoblan compuestos formados
en la célula de origen intracelular
y extracelular
 En células con déficit energético
lisan organelos para fuente de
energía
 Encargadas de la autólisis celular
Tomado de: http://whfreeman.com/life/update/chap04.html; http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula3.htm#ribosomastit
Vacuolas
39
 Espacio o cavidad rodeada de una membrana
 Sacos grandes llenos de líquido (unión de varias
vesículas)
 Almacena agua, alimentos, sales, pigmentos y
desechos
 Carecen de estructura interna
 Se presentan en células vegetales y de hongos
40
http://ciencia-cl.webcindario.com/articulos_biologia/vacuola.htm
Microcuerpos
41
 Organelos membranosos
 Forman compartimientos donde se llevan a cabo
reacciones químicas especializadas

Peroxisomas: para metabolismo del peróxido resultante del
desdoblamiento de los lípidos

Glioxisomas: en plantas ayudan en la conversión de grasas a
azúcares
Organelos Transductores de Energía
42
•
MITOCONDRIAS: SITIO DE RESPIRACIÓN CELULAR
•
CLOROPLASTOS: SITIO DE FOTOSÍNTESIS
También ocurren conversiones de energía en el citosol.
Se les llama organelos transductores de energía ya que se
especializan en facilitar la conversión de la energía de una
forma a otra.
Normalmente el producto de la transformación es el ATP.
Mitocondrias
43
 Sitio de respiración celular
 Más numerosas en células activas y que requieren mucha
energía
 Tiene una doble membrana separada por el espacio
intermembranoso.
 Matriz: espacio rodeado por la membrana interna,
contiene E´s que para desdoblar moléculas alimenticias y
liberar energía
 La membrana interna se pliega para formar crestas que
aumentan la superficie de área, además posee enzimas y
otras proteínas que ayudan a convertir energía química a
ATP
44
45
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/Fisiologia_celular/contenidos7.htm
Función de la mitocondria en la respiración celular.
46
Qué es el ADN mitocondrial?
47
 También se le llama cromosoma mitocondrial y es de
forma circular
 ADN contenido en el compartimento interno de la
mitocondria
 Gran parte de las secuencias de ADN de las mitocondrias
se sintetiza en los ribosomas libres
 Proviene principalmente del citoplasma del óvulo, por lo
que todo el ADN mitocondrial se hereda por línea
materna
http://www.bioethics.gov/reports/stemcell/glossary.html
Plástides (plastidios)
48
 Organelos que producen y almacenan materiales
alimenticios en celulas vegetales y de algas
 Se derivan de proplástides no especializados
 Cromoplastos: contienen pigmentos que confieren colores
característicos a flores y frutos
 Leucoplastos: carecen de pigmentos y se localizan en raíces y
tubérculos donde sirven para almacenar almidón
 Cloroplastos: sitios donde se lleva a cabo la fotosíntesis
CLOROPLASTOS
49
 Convierten energía luminosa en energía química
mediante la fotosíntesis
 Generalmente estructuras discoides con una
membrana interna y una externa
 Una tercera membrana interna forma sacos
discoides aplanados llamados tilacoides que
contienen la clorofila (o pigmento fotosintético)
http://www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/education/
Biology/gallery/chloroplast.html
50
Diagrama de un cloroplasto
Citosqueleto
51
• RED COMPLEJA DE FIBRAS PROTEICAS
• PRESENTE EN TODAS LAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS
• LE CONFIEREN A LA CÉLULA LA CAPACIDAD DE
CAMBIAR DE FORMA Y MOVERSE
Componentes proteicos del citosqueleto
Filamento de actina
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/La_celula/contenidos7.htm
Componentes del citosqueleto
53
Modificado de: http://whfreeman.com/life/update/chap04.html; En http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula3.htm
Microtúbulos
54
 Participan en el movimiento de cromosomas durante
la división celular
 Son los principales componentes estructurales de
cilios y flagelos
Microfilamentos
55
 Cadenas entrelazadas de actina y proteínas afines
 En fibras musculares generan las fuerzas que
participan en la contracción
 Sirven de sostén mecánico a las estructuras celulares
 Forman parte de las microbellosidades
 En la división celular ayudan a constreñir la célula
Filamentos intermedios
56
 Ayudan a estabilizar la forma celular
 Fibras formadas de polímeros muy resistentes y
estables
 Se cree que ayudan a fortalecer el citoesqueleto y
abundan en partes de la célula que pueden estar
sujetas a tensión mecánica
57
http://cancerquest.org/index.cfm?page=46&lang=spanish
http://www.biosci.uga.edu/almanac/bio_103/notes/may_16.html.
http://fai.unne.edu.ar/biologia/cel_euca/celula3.htm#ribosomastit
58
Centriolos
59
 Son 2
 Se localizan cerca del centro de la célula
 Se componen de 9 conjuntos de 3 microtúbulos que
forman un cilindro hueco
 Se duplican antes de la división celular y al parecer
participan en algunos tipos de ensambles de
microtúbulos
 Se desconoce su función específica
 Están ausentes en la mayoría de células vegetales
Cilios y flagelos
60
 Formados de microtúbulos
 Participan en el movimiento celular
 Fijados a la superficie celular
http://iescarin.educa.aragon.es/depart/biogeo/varios/BiologiaC
urtis/Seccion%201/1%20-%20Capitulo%205.htm
61
Matriz extracelular
62
 Cubierta secretada por la célula que se extiende más
aya de la superficie celular
 En las células vegetales corresponde a la pared
celular
 En células animales pueden ser protéicas o formadas
de polisacáridos que quedan unidos a la célula y
llenan espacios entre células y tejidos
http://kentsimmons.uwinnipeg.ca/cm1504/cellwall.htm
63
RESUMEN DE LAS ESTRUCTURAS
CELULARES Y SUS FUNCIONES
64
ESTRUCTURA
DESCRIPCIÓN
FUNCIÓN
Núcleo celular
Núcleo
Grande, membrana doble, contiene a los
nucleolos y cromosomas
Centro regulador de la célula
Nucleolo
Cuerpo granular en el núcleo, consiste de ARN
y proteínas
Sitio de síntesis de ARN ribosómico y
ensamble de ribosomas
Cromosomas
Compuesto de ADN y proteínas; visible en
forma cilíndrica durante la visión celular
Contiene genes que son las unidades de
información hereditaria encargadas de
regir la estructura y actividades
celulares
Sistema membranoso celular
65
ESTRUCTURA
DESCRIPCIÓN
FUNCIÓN
Membrana
plasmática
Membrana que limita a las células vivas
Regula movimiento de materiales a través de la
membrana, ayuda a conservar la forma y en
comunicación
Retículo
endoplasmático (RE)
Red de membranas internas que se
extienden en el citoplasma
Síntesis de proteínas y lípidos ; da origen a
vesículas de transporte intracelular
RE liso
Carece de ribosomas en la superficie externa
Biosíntesis de lípidos y detoxificación de
medicamentos
RE rugoso
Presenta ribosomas adheridos a la superficie
externa
Síntesis de proteínas para su secreción e
incorporación a membranas
Ribosomas
Gránulos compuestos de ARN y proteínas;
algunos adheridos al RE y otros libres en el
citoplasma
Síntesis de polipéptidos
Lisosomas
Sacos membranosos (en animales)
Modificación y empaque de proteínas,
clasificación de proteínas que se distribuyen
por vacuolas a otros organelos
Vacuolas
Sacos membranosos presentes en plantas,
hongos y algas
Transporte y almacenamiento de materiales,
desechos y agua
Vesículas
Sacos membranosos en células animales
Transporte y almacenamiento de materiales,
desechos y agua
Microcuerpos
Sacos membranosos que contienen diversas
enzimas y compuestos especiales como
peróxido
Sitios de reacciones metabólicas específicas
ESTRUCTURA
DESCRIPCIÓN
FUNCIÓN
Organelos Transductores de Energía
Mitocondrias
Sacos consistentes de dos membranas, en la
66
que la interna se pliega para formar crestas
Sitio de muchas reacciones de la respiración
celular; transformación de la energía de la
glucosa o lípidos en energía almacenada en el
ATP
Plástides
Estructura de membrana doble que envuelve
a las membranas tilacoides internas
Fotosíntesis en el caso de los cloroplastos, otras
transformaciones energéticas según sea el
plástide particular
Citosqueleto
Microtúbulos
Tubos huecos compuestos de subunidades
de la proteína tubulina
Sostén estructural, participan en el movimiento
de organelos y división celular; componente de
cilios, flagelos y centriolos
Microfilamentos
Estructuras sólidas en forma de bastón
formadas por la proteína actina
Sostén estructural, participan en el movimiento
celular y de sus organelos y en la división
celular
Centriolos
Pares de cilindros huevos localizados cerca
del centro de la célula; cada uno consiste de
9 tripletes de microtúbulos
Se unen por el huso mitótico durante la
división celular en animales; fijar y organizar la
formación de microtúbulos en células
animales; ausente en plantas superiores
Cilios
Proyecciones que se extienen desde la
superficie celular, están cubiertas de
membrana plasmática y se componen de dos
microtúbulos centrales y 9 periféricos
Movimiento de algunos organismos unicelular,
para mover materiales sobre la superficie de
algunos tejidos
Flagelos
Proyecciones largas compuestas de dos
microtúbulos centrales y 9 periféricos que se
extienden desde la superficie celular y están
cubiertos de membrana plasmática
Locomoción de espermatozoides y algunos
organismos unicelulares