U N I D A D I : C L U L A

BIOLOGIA TERCEROBT-05

ESTRUCTURAS CELULARES

Ncleo

Retculo Endoplasmtico Rugoso

Aparato de GolgiVescula deSecrecin

Lisosoma

2ESTRUCTURAS CELULARESEn la clula eucarionte los organelos intramembranosos estn distribuidos por todo el citoplasma,existe una variedad de compartimientos rodeados de membrana, cada uno especializado enrealizar ciertas funciones, aqu se revisarn las principales.

1. ORGANELOS DE MEMBRANA DOBLE NcleoConsiderado como un compartimiento o como organelo, es el lugar fsico donde se encuentra elmaterial gentico o DNA, responsable del control metablico y de la continuidad de la vida.Su tamao y posicin son variables, dependiendo de las necesidades de la clula, su nmero varade acuerdo al tipo de clulas, en general se acepta que un determinante de esto es la necesidadde control metablico por parte de la clula, por ejemplo, clulas hepticas grandes pueden tener2 3 ncleos, lo mismo ocurre con clulas musculares estriadas.En el ncleo interfsico se distinguen:

Componentes Descripcin estructural

Membrananuclear

(Carioteca)

Es doble, en su cara que mira hacia el citoplasma se observan ribosomas adheridos,se postula como parte del sistema de endomembranas. Est atravesada por elcomplejo del poro, lo que permite el transporte en ambas direcciones a travs de lamembrana (Figura N 1).

Cariolinfa(carioplasma)

Es la matriz nuclear (cariolinfa) o nucleoplasma. Es la parte lquida del ncleo quepuede tener en estado soluble minerales, nucletidos u otro componente necesariopara la conformacin de la cromatina.

Cromatina

Presenta dos estados que es posible observar al microscopio: heterocromatina yeucromatina (Figura N 1 y 2).Heterocromatina: es la forma condensada en que se organiza la cromatina. Se vecomo manchas densas de cromatina, frecuentemente est adherida a la membrananuclear donde presenta espacios ms claros sobre los poros de dicha membrana. Laheterocromatina es considerada inactiva desde el punto de vista de la transcripcin.Eucromatina, tiene el aspecto de granulacin fina y homognea. Es ms abundanteen clulas que estn en activa transcripcin o replicacin de DNA. Esto requiereque la cromatina est desenrollada, tal que exista el mximo contacto entre loscompuestos del nucleoplasma, como los sistemas enzimticos para la lectura delcdigo gentico, o sustancias a incorporar a las cadenas de DNA, como losnucletidos.

NucloloSubestructura que no posee membrana, es la porcin del DNA, de los cromosomasque contienen genes para que se realice la transcripcin de RNA ribosomal (rRNA),estas zonas especiales del DNA se llaman zonas organizadoras nucleolares (msconocidas como zonas o regiones NOR) aqu se arman las sub unidadesribosomales (Figura 1).

3Figura N 1. Ncleo celular interfsico. En el lado izquierdo de la figura se presenta una microfotografa delncleo y en el lado derecho una interpretacin de esta.

Figura N 2. Empaquetamientos sucesivos de la cromatina. Las molculas de DNA que codifican yalmacenan la informacin gentica. En el ncleo interfsico se presenta como cromatina (eucromatina yheterocromatina), luego se hace visible como cromosomas individuales cuando se condensan, mientras laclula se prepara para divertirse en dos clulas hijas (mitosis).

ACTIVIDAD1. Sobre el ncleo, conteste:a) Funcin de los complejos de poro

b) Funcin de los nuclolos

.c) Funcin de las molculas de ADN

4 MitocondriasEn la clula eucarionte los organelos intramembranosos estn distribuidos por todo el citoplasma,existe una variedad de compartimientos rodeados de membrana, cada uno especializado enrealizar ciertas funciones, aqu se revisarn las principales.Estn formadas por doble membrana, poseen DNA y se reproducen por biparticin. Tienenribosomas y sintetizan protenas. Como se asemejan a las bacterias, se cree que fueronincorporados por algn precursor de las clulas eucariontes actuales, (Teora Endosimbitica).Son generadoras de energa qumica para la clula (ATP) y la obtienen de la oxidacin de azcares.Las mitocondrias consumen O2 y liberan CO2, proceso denominado respiracin celular(catabolismo).

Figura N 3. Mitocondrias.

CloroplastoCloroplastos: Al igual que las mitocondrias tienen doble membrana, poseen DNA y se reproducenpor biparticin, tambin tienen ribosomas y sintetizan protenas. Se cree que evolucionaron apartir de bacterias fotosintticas que se incorporaron en una clula eucarionte primitiva (TeoraEndosimbitica). Posee pigmentos en los que se destaca la clorofila que realiza la fotosntesis,proceso que atrapa la luz solar como energa qumica y reduce el carbono (CO2), formandomolculas orgnicas ricas en energa (anabolismo).

Figura N 4. Cloroplasto.

5En el origen del cloroplasto y las mitocondrias se alude a la Teora Endosimbitica.Brevemente explica lo siguiente:Hace aproximadamente 2500 millones de aos, la atmsfera haba cambiado su condicin, dereductora a oxidante, gracias a las bacterias fotosintticas, ciertas clulas procariontes habancomenzado a utilizar este gas en sus procesos de obtencin de energa y haban prosperado yproliferado.Luego estos organismos aerbicos fueron fagocitados por clulas de mayor tamao sin que seprodujese digestin intracelular. La clula mayor (clula eucarionte precursora), obtuvo losbeneficios de husped respirador de oxgeno y este a su vez encuentra proteccin ynutrientes originando as las mitocondrias, esta relacin simbitica les permiti a losorganismos conquistar nuevos ambientes y por el mismo mecanismo algunas de estasasociaciones simbiticas englobaron a bacterias fotosintticas, originando los cloroplastos. Asse explica el origen de mitocondrias y cloroplastos y se da cuenta de sus dobles membranas yla posicin de DNA circular y ribosomas, como su capacidad de dividirse (Figura N 5).

Figura N 6.Observe la importancia de la teoraendosimbitica en la evolucin. Relacionesevolutivas entre procariontes y eucariontes.

Figura N 5. Teora Endosimbitica.

62. ORGANELOS DE MEMBRANA SIMPLE Retculo EndoplasmticoLaberinto irregular de espacios interconectados, rodeados por una membrana plegada. Sedistingue el retculo endoplasmtico rugoso (RER) y el liso (REL). El RER tiene en su superficieribosomas y sintetiza protenas de secrecin, para los lisosomas y para la membrana, ademsinicia la glicosilacin de protenas y lpidos (ver portada). El REL sintetiza los lpidos celulares yparticipa en la detoxificacin.

Aparato de GolgiTermina la glicosilacin, empaca en vesculas las protenas producidas en el RER y las secreta porexocitosis. En las plantas se denomina dictiosoma y sintetiza carbohidratos para la pared celulary forma el fragmoplasto en la divisin celular (ver portada).

LisosomasOrganelos pequeos con enzimas hidrolticas y su misin es la digestin intracelular.

PeroxisomasVesculas con enzimas que llevan a cabo la oxidacin de los cidos grasos, y adems poseecatalasa, enzima que convierte el perxido de hidrgeno (H2O2) en agua y oxgeno, (detoxifica)En las plantas hay dos tipos de peroxisomas, uno en las hojas donde se produce lafotorrespiracin y otro llamado glioxisoma presente en las semillas en germinacin, en ellos loscidos grasos almacenados y se transforman en azcares.

VacuolasVesculas que en las clulas vegetales llevan soluciones osmticamente activas en su interior. Enlas clulas maduras la vacuola ocupa la mayor parte del citoplasma. En los paramecios, seobserva una vacuola pulstil que le permite expulsar el exceso de agua que incorporan estosprotozoos que viven en medios hipotnicos.

73. ESTRUCTURAS CELULARES NO MEMBRANOSASSi se quitan todas las estructuras membranosas del citoplasma, queda el citosol, ste es un gelacuoso que contiene molculas de todo tamao, aqu se realiza la gluclisis y la sntesis deprotenas. En el citosol estn los ribosomas y adems esta cruzado de filamentos que forman elcitoesqueleto.

RibosomasSon nucleoprotenas formadas por RNA y protenas. Estn formadas por una subunidad mayor yotra menor, su funcin es la sntesis de protenas. Se estructuran en el nuclolo.

Figura N 7. Modelo actual de la estructura de un ribosoma. La subunidad menor est sealada con gris, yla subunidad mayor est sealada con blanco.

CitoesqueletoRed compleja de estructuras proteicas filamentosas que se extienden por todo el citoplasma. Delcitoesqueleto depende la estructura tridimensional de la clula. Su estructura es muy dinmica, sereorganiza continuamente y hace posible los cambios de forma y movimientos de la clula, ascomo tambin los movimientos intracelulares de los que dependen: la localizacin y transporte desustancias y de organelos, los movimientos de los cromosomas durante la divisin celular y laseparacin de las clulas hijas. El citoesqueleto est formado por tres tipos de estructurasproteicas: microfilamentos, filamentos intermedios y microtbulos.

Figura N 8. Citoesqueleto mostrando los tipos de filamentos proteicos que lo constituyen.

Sub-unidad menor

Sub-unidad mayor

8 MicrofilamentosFormados por una protena globular, la actina, que al polimerizarse forma estos microfilamentos.Entre sus funciones se cuentan: darle rigidez a las microvellosidades de las clulas intestinales,formacin de pseudpodos que le permiten a las clulas el movimiento ameboideo, es responsablede la ciclosis que consiste en movimientos citoplasmticos, en clulas animales forman un anillocontrctil asociadas con miosina en el tabique interfsico en la citodiresis; tambin asociadas ala miosina en la clula muscular provocan la contraccin muscular.

Filamentos intermediosSon fibrosos, no se polimerizan ni despolimerizan como los microtbulos y microfilamentos, sufuncin es resistir la tensin. Son ejemplos los filamentos de queratina de las clulas epiteliales,los neurofilamentos que constituyen el citoesqueleto de las neuronas formando las neurofibrillasdando el soporte estructural y formando vas de transporte hacia y desde el cuerpo celular alaxn.

Microtbulos

Estn constituidos por la polimerizacin de una protena globular, la tubulina, entre sus funcionesse puede destacar: formar cilios y flagelos, esenciales para el movimiento celular, intervienen enla morfognesis para dar forma a la clula, sirven como guas por las cuales se transportanprotenas y organelos en el citoplasma celular, forman el huso mittico por lo tanto sonresponsables de los movimientos de los cromosomas, constituyen los cuerpos basales y tambinlos centrolos. Solo tienen centrolos las clulas animales.

9ACTIVIDAD

1. Qu tienen en comn el mitocondria y el cloroplasto?...

2. Cul es la funcin del RER y del REL?...

3. Qu organelos participan en la detoxificacin?...

4. Cules son las funciones del aparato de Golgi?...

5. Defina citosol..

6. Seale las tres estructuras proteicas que forman el citoesqueleto...

7. Sobre los ribosomas, conteste.a) En qu lugar de la clula se arman las subunidades ribosomales?

.

b) Cul es la funcin de los ribosomas?.

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Preguntas de seleccin mltiple

1. El ncleo se caracteriza por contenerI) nuclolo.II) centrolo.III) cromatina.

Es (son) correcta(s)A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo I y II.E) solo I y III.

2. Cul trmino incluye a los otros cuatro?A) DNA.B) Histona.C) Cromatina.D) Nucleosoma.E) Cromosoma.

3. La mitocondria es un organelo queI) posee ADN.II) est presente solo en clulas animales.III) presenta bicapa lipdica interna y externa.

Es (son) correcta(s)A) solo I.B) solo II.C) solo I y III.D) solo II y III.E) I, II y III.

4. Si una clula sintetiza colesterol, debe poseer un gran desarrollo deA) lisosomas.B) ribosomas.C) aparato de Golgi.D) retculo endoplasmtico liso.E) retculo endoplasmtico rugoso.

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5. En la eliminacin de residuos txicos al interior de la clula intervienenI) ribosomas.II) peroxisomas.III) retculo endoplasmtico liso.

A) Solo III.B) Solo I y II.C) Solo I y III.D) Solo II y III.E) I, II y III.

6. Las estructuras proteicas que constituyen el citoesqueleto tienen relacin con la (el)I) divisin celular.II) movimiento celular.III) distribucin de los organelos en el citoplasma.

A) Solo I.B) Solo II.C) Solo III.D) Solo II y III.E) I, II y III.

7. Sobre el nuclolo, se puede afirmar correctamente queI) no posee membranaII) all se arman las subunidades ribosomalesIII) se encuentra en clulas procariticas y eucariticas

Es (son) correcta(s)A) solo I.B) solo III.C) solo I y II.D) solo II y III.E) I, II y III.

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RESPUESTAS

DMDO-BT05

Preguntas 1 2 3 4 5 6 7Claves E E C D D E C

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