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Autora: Elena González
Editado por: Ronald Tuñón
Células y orgánulos
Clasificación moderna de los seres vivos
• Eubacterias
– Bacterias
– Cianobacterias
• Arqueas
– Metanobacterias
– Halobacterias
– Sulfobacterias
– Termoacidófilas
• Eucariontes
Las células tienen muchas formas y tamaños.
• Las células procariontes (eubacterias y arqueas) tienen diámetros entre 1 y
5m.
• Las células vegetales y animales tienen diámetros entre 10 y 59 m.
Factores que limitan el tamaño celular.
• La relación superficie/volumen.
• Tasa de difusión de las moléculas.
• Concentraciones adecuadas de reactivos y catalizadores.
Relación superficie/volumen.
• Cuando una célula aumenta de tamaño su superficie no lo hace en la misma
medida que el volumen y el intercambio con el medio de las sustancias
necesarias, se hace cada vez más problemático.
Tasa de difusión de las moléculas
• El movimiento de las moléculas está limitado por su tasa de difusión, que
depende del tamaño de la molécula.
Concentraciones adecuadas de reactivos y catalizadores
• Para que tenga lugar una reacción química en la célula, los reactivos
apropiados tienen que colisionar con y unirse a la superficie de una enzima
determinada.
Compartimentación de actividades.
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• Si todas las enzimas y compuestos necesarios para un proceso se localizan
en una región, solo se requiere una alta concentración de éstas en esa región
(y no en el resto de la célula.)
Orgánulo
• Son compartimientos rodeados de membrana, especializados en funciones
específicas.
• Por ejemplo:
– Los cloroplastos son compartimientos membranosos dentro de los
cuales se encuentran la mayoría de enzimas, compuestos y pigmentos
necesarios para la fotosíntesis.
• En las células procariontes la mayoría de las funciones ocurren en el
citoplasma o en la membrana plasmática.
Túbulos y filamentos
• Son estructuras no membranosas implicadas en:
• Movilidad y
• contracción celular.
• Incluyen:
• Microtúbulos:
• Cilios y
• Flagelos.
• Microfilamentos:
• Actina.
• Filamentos intermedios:
• Andamio del citoesqueleto.
Exocitosis y endocitosis: Características de los eucariontes para intercambiar
materiales entre compartimientos membranosos y con el exterior celular.
Endocitosis
• En donde se invagina la membrana, de la cual se separan para formar
vesículas citoplásmicas que contienen sustancias que previamente estaban
en el exterior:
Organización del DNA en una célula procarionte
• Presente como una o más moléculas circulares, asociadas con relativamente
pocas proteínas.
Organización del DNA en una célula eucarionte
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• Lo empaquetan en los cromosomas que contienen, como mínimo, tantas
proteínas como DNA.
Segregación de la información genética
• En los eucariontes:
• El DNA se replica y
• durante la fisión celular las células hijas reciben cada una, una molécula
de DNA.
• La distribución sobre las células hijas se hace mediante:
• Mitosis y
• Meiosis.
La especialización celular demuestra la unidad y la diversidad de la biología
• A pesar de la diversidad biológica, todas las células:
• Oxidan azúcares para obtener energía.
• Transportan iones a través de membranas.
• Transcriben RNA del DNA.
• Se dividen para generar células hijas.
• Están rodeadas por una membrana de permeabilidad selectiva.
• Utilizan ribosomas para la síntesis de proteínas
• La mayoría contienen DNA de doble cadena como elemento de información
genética.
Panorama de las células eucariontes
Organización de la membrana plasmática
• La membrana plasmática está formada por una bicapa lípida, unidad
estructural básica, es anfipática y sus cabezas hidrofílicas están colacadas
a ambos lados del exterior, y sus colas hidrofóbicas en el interior.
• Las proteínas también son anfipáticas y están colocadas de manera que sus
regiones hidrofóbicas están en el interior y las hidrofílicas se asoman hacia
uno o hacia los dos lados de la bicapa.
Funciones de las proteínas en la membrana plasmática:
• Enzimas.
• Anclaje.
• Transporte.
• Receptores.
El núcleo es el centro de información celular
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• Aquí se encuentra el DNA de los cromosomas.
Las membranas intracelulares y los orgánulos definen compartimientos
Alteraciones mitocondriales
• La mitocondria tiene su propio DNA.
• Las miopatías mitocondriales se deben a deleciones o mutaciones de este
DNA.
• Como las mitocondrias se heredan a través de las madres; las alteraciones
de este tipo se obtienen a través del óvulo durante la fecundación.
Enfermedades relacionadas con Alteraciones mitocondriales.
• Encefalomiopatía mitocondrial: que afecta al cerebro.
• Cardiomiopatía hipertrófica: dolencia cardíaca.
Proceso de secreción
• Las proteínas se sintetizan en el RE rugoso.
• Se transfieren al complejo de Golgi donde se empaquetan.
• Los paquetes se denominan vesículas de secreción.
• En la membrana las vesículas se fusionan y liberan su contenido.
Enfermedades lisosomales
• Se conocen 40 enfermedades lisosomales de acumulación.
• Son hereditarias.
• Sus causas:
– Falta la enzima para hidrolizar (destruir) la sustancia.
– Falta la proteína encargada de expulsar la sustancia hidrolizada.
– Las enzimas hidrolizantes no llegan al lisosoma sino que se expulsan
hacia el medio extracelular.
– El resultado de las tres causales anteriores es que los lípidos y
polisacáridos que debían destruirse, se acumulan.
• Por ejemplo en la enfermedad de Tay-Sachs se produce la acumulación de
GM2 en las membranas de las células cerebrales de niños afectados, debido a
la falta de la enzima â-N-acetilhexosamionidasa A
Los peroxisomas
• Órgano membranoso que contiene la enzima catalasa que degrada el
peróxido de hidrógeno y otras oxidasas.
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Alteraciones en los peroxisomas
• Las proteínas del peroxisoma son importadas desde el ribosoma pero
fueron codificadas en el DNA nuclear.
• Por lo tanto sus alteraciones son el efecto de mutaciones a nivel nuclear.
• El síndrome de Zellwefer (ZS) desarrollan alteraciones neurológicas,
visuales y hepáticas que conducen a la muerte durante la infancia temprana
debido a la falta de enzimas dentro del peroxisoma.
• La adrenoleucodistrofia neonatal (NALD) produce alteraciones
neurológicas solo en varones que conducen a la muerte durante la infancia,
debido a una deficiencia proteica en la membrana del peroxisoma.
• La enfermedad infantil de Refsum (IRD) producen síntomas más suaves
que en el ZS y el NALD.
Vacuolas animales
• También es un orgánulo rodeado de membrana.
• En las células animales se usan frecuentemente para el almacenamiento
temporal o transporte.
• La incorporación del alimento en una vacuola animal se denomina
fagocitosis.
Fagocitosis
• La célula ingiere partículas sólidas como bacterias y nutrientes.
• Durante la ingestión los pliegues de la membrana celular engloban a la
partícula, que se ha unido a la superficie celular y forman una vacuola
alrededor de ella.
El coeficiente de sedimentación
• Es una medida de la velocidad de sedimentación de una partícula o
macromolécula en una ultracentrífuga.
• Se expresa en unidades Svedberg (S).
El citoplasma de las células está formado por el citosol y el citoesqueleto
 El citoesqueleto
La matriz extracelular y la pared vegetal son el exterior de la célula
Virus, viroides y priones
Los virus
• Están formados por un núcleo de DNA o de RNA rodeados por una cubierta
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proteica.
• Son parásitos subnucleares incapaces de sobrevivir por sí solos.
• Invaden e infectan células y las reconducen hacia la producción de más
virus.
• Son responsables de muchas enfermedades
Los bacteriófagos
• Son virus que infectan bacterias.
Los virus no llenan los tres criterios que determinan las propiedades de
los seres vivos
• Las propiedades esenciales de los seres vivos son:
• Metabolismo: reacciones celulares organizadas en rutas coherentes.
• Irritabilidad: la percepción de y respuesta a estímulos ambientales.
• Capacidad de reproducción.
• Los virus son inertes e inactivos y funcionan solamente en células huésped
apropiadas, en las que desarrollan un ciclo de síntesis y ensamblaje que
produce más virus.
• En cuanto a la reproducción ningún virus puede dar lugar a otro virus.
Los viroides
• Son pequeñas moléculas circulares de RNA.
• Son responsables de enfermedades en varias especies vegetales de cultivo
como las papas y el tabaco.
• Una enfermedad grave causada por éstos es la cadang-cadang del coco.
Los priones
• El término fue acuñado para describir partículas proteicas infecciosas.
• Son responsables de:
– Scrapie en ovejas y cabras,
– kuru en los humanos y
– las vacas locas en ganado vacuno.
Bibliografía
 Becker, Wayne M.; Kleinsmith, Lewis J.; Hardin, Jeff. El mundo de la
célula. 6ta Edición. Prentice Hall. 2006