Organelos de la célula eucariota. PowerPoint para primero medio de biología, unidad 1

Human Anatomy & PhysiologyNinth Edition

Diapositivas PowerPoint® Preparadas porBarbara Heard,Atlantic Cape Community College; traducidas, modificadas, adaptadas y actualizadas por GAToledo,SFC, 2015

Unidad

© 2013 Pearson Education, Inc.© Annie Leibovitz/Contact Press Images

1

Organelosde la célulaeucariota

© 2013 Pearson Education, Inc.

Citoplasma

• Localizado entre la membrana plasmática y el núcleo– compuesto por

• citosol– Agua con solutos (proteínas, sales, azúcares, etc.)

• organelos– Maquinarias metabólicas de la célula; cada uno con una

función especializada; pueden ser membranosos o no membranosos

• Inclusiones– Varían según el tipo de célula; por ejemplo, gránulos de

glicógeno, pigmentos, gotas de lípidos, vacuolas, cristales


• no membranosos– Citoesqueleto – centriolos

– ribosomas

• Las membranas permiten una compartimentalización crucial

Organelos Citoplasmáticos

• Membranosos– Mitocondrias

– Peroxisomas– Lisosomas– Retículo endoplasmático– Aparato de Golgi


Mitocondria

• Estructura de doble membrana con crestas internas

• Provee la mayor parte del ATP que necesita la célula, vía respiración celular aeróbica– Requiere oxígeno

• Contiene su propio DNA, RNA, ribosomas

• Similar a bacteria; capaz de realizar división celular llamada fisión binaria


Figura 3.17 Mitocondria.

Membranamitocondrial

externa

ribosoma

DNAmitocondrial

MembranaMitocondrial

interna

cresta

matriz

enzimas


Ribosomas

• Gránulos que contienen proteínas y rRNA

• Sitio de la síntesis de proteínas

• Ribosomas libres sintetizan proteínas solubles que funcionan en el citosol o en otros organelos

• Ribosomas unidos a membrana (formando el RERugoso) sintetiza proteínas para ser incorporadas a las membranas, a lisosomas o exportadas de la célula


Retículo endoplasmático (ER)

• Tubos interconectados y paralelos a las membranas que encierran cisternas

• Continuos con la membrana nuclear externa

• Dos variedades:– RERugoso– RELiso


RERugoso

• Superficie externa salpicada con ribosomas

• Manufactura todas las proteínas de secreción

• Sintetiza proteínas integrales de membrana.

• Sintetiza proteínas residentes, propias del RER.

• Ensambla proteínas que se mueven al interior del RE, tales proteínas son envueltas en vesículas y van al aparato de Golgi


RELiso

• Red de túbulos continuos con el RER• Sus enzimas funcionan en:

– Metabolismo de lípidos; síntesis de colesterol, de fosfolípidos de las membranas y de hormonas esteroideas; sintetiza los lípidos de las lipoproteínas

– Absorción, síntesis y transporte de lípidos– Destoxificación de drogas, de algunos

pesticidas, de químicos cancerígenos– Convierten al glucógeno en glucosa libre– Almacena y libera calcio


Figura 1.18 El retículo endoplasmático.

núcleo

RELiso

Envoltura nuclear

RERugoso

ribosomas

Micrografía electrónica del RER y REL (25,000x)

Diagrama del RER y REL


Aparato de Golgi

• Sacos membranosos aplanados y apilados

• Modifica, concentra y empaca proteínas y lípidos del RE

• Transporta vesículas desde el RE que se fusionan con la cara cis convexa;

• Las proteínas luego pasan a través del aparato de Golgi a la cara trans cóncava

• Las proteínas son modificadas, marcadas para su entrega, clasificadas y empacadas en vesículas.


Aparato de Golgi http://life9e.sinauer.com/life9e/pages/05/052001.html

• Tres tipos de vesículas nacen de la cara cóncava, trans, secretora– Vesículas secretoras (gránulos)

• Libera proteínas de exportación por exocitosis

– Vesículas de lípidos y proteínas de trans-membrana para la membrana plasmática o para organelos

– Lisosomas que contienen enzimas digestivas; permanecen en la célula


Figura 1.19a aparato de Golgi.

Vesículas detransporte desdeEl RE

Vesículasecretora

Cara Cis—lado “receptor” del aparato de Golgi

Cisternas

formación devesículas nuevas

Vesículas detransporte dela cara trans

Cara trans—lado “embarcador” delaparato de Golgi

Proceso de formación de los tipos de vesículas desde elaparato de Golgi.


Figura 1.19b aparato de Golgi.Formación de nuevas vesículas

Aparato deGolgi

Vesícula de transporteen la cara trans

Micrografía electrónica del aparato de Golgi(90.000x)


Figura 1.20 La secuencia de eventos de la síntesis de proteínas en el RErugoso a la distribución final de esas proteínas.

Slide 1

proteínas- quecontienen vesícu-las surgen del RER y migran para fusionarse conlas membranas delaparato de Golgi.

Las proteínasson modificadasen los comparti- mentos del Golgi.

Luego las pro- teínas son envasa-das en diferentestipos de vesículas, dependiendo de su destinofinal.

RE rugoso Membranadel RE

Fagosoma

Proteínas encisternas

Membranaplasmática

Vía C:LisosomaConteniendohidrolasas en pH ácidoVesícula

que formaráun lisosoma

Vía B:Vesícula de membrana aincorporarsea la membranaplasmática

Fluido extracelularSecreción porexocitosis

Vía A:Vesícula cuyo contenido sufriráexocitosis

Aparatode Golgi

Vesículasecretora

1

2

3


Figura 1.20 La secuencia de eventos de la síntesis de proteínas en el RE rugoso a la distribución final de esas proteínas.

Slide 2


Membranadel REProteínas encisternas

Membranaplasmática

Fluido extracelular

Aparatode Golgi

1 RE rugoso



Slide 3



Membranadel REProteínas encisternas

Membranaplasmática

Fluido extracelular

Aparatode Golgi

1

2

RE rugoso



Slide 4



Luego las pro- teínas son envasa-das en diferentestipos de vesículas, dependiendo de su destinofinal

Membranadel RE

Fagosoma

Proteínas encisternas

Membranaplasmática

Vía C:LisosomaConteniendohidrolasas en pH ácidoVesícula

que formaráun lisosoma

Vía B:Vesícula de membrana aincorporarsea la membranaplasmática

Fluido extracelularSecreción porexocitosis

Vía A:Vesícula cuyo contenido sufriráexocitosis

Aparatode Golgi

Vesículasecretora

1

2

3

RE rugoso


Peroxisomas

• Sacos membranosos que contienen poderosas oxidasas y catalasas

• Detoxifica sustancias dañinas y tóxicas

• Catálisis y síntesis de ácidos grasos

• Neutraliza radicales libres peligrosos (químicos muy reactivos que poseen electrones no pareados)– Oxidasas los convierten a H2O2 (también tóxico)

– Catalasas convierten al H2O2 a agua y oxígeno


Lisosomas

• Sacos membranosos esféricos que contienen enzimas digestiva (hidrolasas en pH ácido)– Sitios ”seguros" para la digestión intracelular

• Digieren bacterias ingeridas, virus y toxinas• Degradan organelos no funcionales • Realizan funciones metabólicas, por ejemplo,

digieren glicógeno• Los osteoclastos poseen numerosos lisosomas que

reabsorben hueso para liberar Ca2+

“Se pensaba que los lisosomas participaban directamente en la destrucción de células de tejidos dañados o no útiles (autólisis). Revise las notas del orador para actualizar sus conocimientos sobre este tema. http://bscb.org/learning-resources/softcell-e-learning/lysosome/


Figura 1.21 Micrografía electrónica de lisosomas (20.000x).

lisosomas

Las áreas verde claras son regiones donde están siendo digeridos algunos materiales.


sistema de endomembrana

• Función general– Produce, degrada, almacena y exporta

moléculas biológicas– Degrada substancias potencialmente dañinas

• Incluye a: RE, aparato de Golgi, vesículas de secreción, lisosomas, envoltura nuclear y membrana plasmática


Figura 1.22 El sistema de endomembrana.EnvolturaNuclear

núcleo

RELiso

RErugoso

Aparatode Golgi

Vesícula de Transporte

Vesículas desecreción

Membrana Plasmática

Lisosoma


PLAYPLAY Animación: sistema de endomembrana

sistema de endomembrana


Citoesqueleto

• Elabora una serie de “varillas” a través del citosol; ciertas proteínas unen las varillas a otras estructuras celulares– Tres tipos

• Microfilamentos • Filamentos intermedios• Microtúbulos


Microfilamentos

• El más delgado de los elementos del citoesqueleto

• Hebras dinámicas de proteínas actina

• Red densa unida al lado citoplasmático de la membrana plasmática– Aporta fuerza y resistencia a la compresión

• Involucrados en la motilidad celular, cambios de forma, endocitosis y exocitosis


Figura 1.23a Elementos citoesqueléticos de soporte celular y que ayudan a generar movimiento.

Microfilamentos

Hebras hechas de subunidades de proteínas esféricas llamadas actinas

subunidad de actina

7 nm

En esta foto, los Microfilamentos forman la red azul alrededor del núcleo (rosado).


Filamentos Intermedios

• Fibras proteicas, resistentes e insolubles, semejantes a sogas

• compuesto por tetrámeros

• Resisten fuerzas de tensión mecánica cuando las células son estiradas; se unen a desmosomas

• por ejemplo, neurofilamentos en las células nerviosas; los filamentos de queratina en las células epiteliales


Figura 1.23b Elementos citoesqueléticos de soporte celular y que ayudan a generar movimiento.

Fibras de proteínas, resistentes,construidas como hebras tejidas,compuestas por tetrámeros (4)

de fibrillassubunidades del tetrámero

10 nm

En esta foto, los filamentos intermedios forman la red púrpura.

Filamentos Intermedios


Microtúbulos

• Los más grandes elementos del citoesqueleto; tubos huecos dinámicos; la mayoría radian del centrosoma

• compuesto por subunidades proteicas llamadas tubulinas

• Determinan la forma general y la distribución de los organelos celulares

• Las mitocondrias, los lisosomas, las vesículas de secreción se fijan a los Microtúbulos; estas estructuras se mueven a través de la célula por proteínas motoras


Figura 1.23c Elementos citoesqueléticos de soporte celular y que ayudan a generar movimiento.

Tubos huecos de subunidades Proteicas esféricas llamadas tubulinas

Subunidades de tubulina

25 nm

Los Microtúbulos aparecen en esta fotocomo una red dorada alrededor del núcleo.

Microtúbulos


Proteínas Motoras

• Complejos proteicos que funcionan en la motilidad (por ejemplo, en el movimiento de organelos y en la contracción)

• Energizadas mediante ATP


Figura 1.24 Función de Microtúbulos y Microfilamentos en la movilidad celular interactuando con moléculas motoras, energizadas por ATP

Receptor para lamolécula motora

Vesícula

Microtúbulode citoesqueleto

Molécula motora(energizada por ATP)

Las moléculas motoras pueden unirse a receptores en las vesículas u organelos y transportar los organelos a lo largo de las “pistas” Microtubulares del citoesqueleto.

Moléculas motoras(energizada por ATP)

Elementos del citoesqueleto(Microtúbulos y Microfilamentos)

En algunos tipos de movimiento celular, las moléculas motoras se unen a un elemento del citoesqueleto que puede causar el deslizamiento sobre otro elemento. La contracción muscular y los movimientos ciliares funcionan de esta manera.


Centrosoma y centriolos

• “Centro celular” cerca del núcleo

• Genera Microtúbulos; organiza el huso mitótico

• Contiene una pareja de centriolos– organelos; tubos pequeños formados por

Microtúbulos

• Los centriolos son la base de los cilios y flagelos


Figura 1.25a centriolos.

Matriz del centrosoma

centriolos

Microtúbulos


Figura 1.25b centriolos.


• Cilios y flagelos– Extensiones móviles en forma de látigos

sobre la superficie de ciertas células– Contienen Microtúbulos y moléculas motoras– Los Cilios mueven substancias a través de la

superficie celular– Los flagelos, más largos, propulsan a células

enteras (cola de espermatozoides)

Animación: Cilios y Flagelos

Extensiones celulares

PLAYPLAY


Cilios y Flagelos

• Los centriolos forman la base de cilios y flagelos, llamada cuerpo basal

• Los movimientos ciliares alternan entre el golpe de fuerza y golpe de recuperación en una superficie acuosa.

• Cilios primarios– Cilios únicos, no móviles en la mayoría de las

células, salvo en glóbulos rojos. – Son una especie de sonda ambiental que ayudan

a las moléculas receptoras al reconocimiento celular; coordinan vías intracelulares


Figura 1.26 Estructura de un cilio.

Una sección longitudinal de un cilio mostrando Microtúbulos a lo largo de toda la longitud de la estructura.

Sección transversal a travésdel cuerpo basal. Los 9 dobletes de un cilio se extienden en el cuerpo basal donde cadadoblete se une a otro microtúbulo para formar un anillo de 9 tripletes.

Sección transversal a travésdel cilio mostrando la disposición “9 + 2” de los Microtúbulos.

Microtúbulos

Membrana plasmática

Cuerpo basal

MET MET

MET

Triplete

Membranaplasmática

Rayo radial

Entrecruzamientode proteínas entrelos dobletes externos

rayos radial

MicrotúbuloCentral

Brazos dedineína

Microtúbulo externodoble

Los dobletestambién se unen a proteínas motoras, los brazos de lasdineínas.

Los dobletes microtubulares externos y los dos microtúbulos centrales están unidos por proteínas entrecruzadas y los rayos radiales.

Cilio

Cuerpo Basal(centriolo)


Figura 1.27 Función ciliar. Golpe de recuperación, cuando el cilioretorna a su posición inicial

Capa de mucus

Superficie celular

Fases del movimiento ciliar

Onda viajera creada por la actividad de muchos cilios que actúan juntos propulsandomucus a través de la superficie celular.

1 2 3 4 5 6 7

Golpe de fuerzao propulsivo


Extensiones Celulares

• Microvellosidades– Extensiones pequeñas, digitiformes de la

membrana plasmática– Aumentan el área superficial de absorción– Núcleo de filamentos de actina de rigidización


Figura 1.28 Microvellosidad.

Micro

vellos

ida

d

Filamentosde actina

RedTerminal


núcleo

• Organelo más grande; Biblioteca genética con las recetas para casi todas las Proteínas celulares.

• Responde a señales; dicta el tipo y la cantidad de proteínas que debe sintetizarse

• La mayoría de las células es uninucleada; las células del músculo esquelético, las células destructoras de hueso y algunas células del hígado son multinucleadas; los glóbulos rojos son enucleados

• Cuatro regiones/estructuras


Figura 1.29a El núcleo.

Envolturanuclear

Cromatina(condensada)Nucléolo

Cisternas delRE rugoso

Poros Nuclearesnúcleo

1.Retículo Nucleoplasmático

• Organelo existente en el interior del núcleo, formado por una red de tubos, cuya función es almacenar y liberar calcio el cual es necesario para regular la transcripción génica,

para regular el crecimiento, la apoptosis y otros procesos nucleares.

El calcio modula funciones como proliferación y diferenciación

celulares, activación y transcripción de genes, apoptosis (muerte

programada de las células), síntesis de proteínas.

Este organelo era confundido con residuos de fijador.

Células hepáticas marcadas para realzar los Retículos Nucleoplásmicos -túbulos blancos

Para observar la estructura, se utilizó un 'microscopio

de dos fotones', en la U. de Yale. El aparato tiene una

alta resolución y permite ver células vivas.


2.La envoltura nuclear

• Barrera de doble membrana; encierra al nucleoplasma

• La capa externa es continua con el RE rugoso y posee ribosomas

• El revestimiento interior (lámina nuclear) mantiene la forma del núcleo; es como un andamio de filamentos intermedios para organizar al DNA

• Poros permiten el paso de substancias; el complejo de poro nuclear rodea al poro; regula el transporte de grandes moléculas hacia adentro y afuera del núcleo.


Figura 1.29b El núcleo.

Línea defractura dela membranaexterna

Poros Nuclearesnúcleo

Superficie de la envoltura nuclear.

Complejo de Poro Nuclear. CadaPoro está rodeado por proteínas.

Lámina Nuclear. Es un entramadoproteico que separa la membrana interna de la envoltura nuclear de la cromatina.


3.Nucléolo

• Cuerpos esféricos, que se tiñen muy oscuros y se ubican dentro del núcleo

• Involucrados en la síntesis de rRNA y en el ensamble de las subunidades de los ribosomas

• Asociados con regiones organizadoras nucleares– Contiene DNA que codifica para rRNA

• Usualmente uno a dos por célula


4.Cromatina

• Hebras filiformes de DNA (30%), proteínas histonas (60%) y RNA (10%)

• Organizada en unidades fundamentales llamadas nucleosomas

• Las Histonas empacan a las moléculas de DNA; involucradas en la regulación génica

• Se condensa y, cuando la célula comienza a dividirse, forma cuerpos cilíndricos llamados cromosomas,


Figura 1.30 Estructura de la Cromatina y del cromosoma. https://www.youtube.com/watch?v=gbSIBhFwQ4s

1 DNA (doble hélice) (2nm de diámetro)

Histonas

2 estructura de Cromatina (“cuentas de collar”) con nucleosomas

DNA conector

Nucleosoma (10nm de diámetro; Ocho histonas enrolladas por dosvueltas de DNA de doble hélice)

3 fibra helicoidal (30nm diámetro)

4 dominios debucles (300nmdiámetro) 5 Cromátida

(700nm diámetro) 6 cromosoma metafásico (en el punto medio de la división celular) posee dos cromátidashermanas