LA CELULA

LA CELULAEl descubrimiento de la clula

Robert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio comprob que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llam clulas. Fue el primero en utilizar este trmino.Dibujo de R. Hooke de una lmina de corcho al microscopio

El descubrimiento de la clula

Antony van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabric un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas clulas como protozoos y glbulos rojos.Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek

La teora celularEstos estudios y los realizados posteriormente permitieron establecer en el siglo XIX lo que se conoce como Teora Celular, que dice lo siguiente:1- Todo ser vivo est formado por una o ms clulas.

2- La clula es lo ms pequeo que tiene vida propia: es la unidad anatmica y fisiolgica del ser vivo.

3- Toda clula procede de otra clula preexistente.

4- El material hereditario pasa de la clula madre a las hijas.

La estructura de la clula

MEMBRANA PLASMTICA: una membrana que la separa del medio externo, pero que permite el intercambio de materia. La estructura bsica de una clula consta de:CITOPLASMA: una solucin acuosa en el que se llevan a cabo las reacciones metablicas. ADN: material gentico, formado por cidos nucleicos. ORGNULOS SUBCELULARES: estructuras subcelulares que desempean diferentes funciones dentro de la clula. Tipos de Clulas

Podemos encontrar dos tipos de clulas en los seres vivos:CLULA PROCARIOTAEl material gentico ADN est libre en el citoplasma.Slo posee unos orgnulos llamados ribosomas.Es el tipo de clula que presentan las bacteriasCLULA EUCARIOTAEl material gentico ADN est encerrado en una membrana y forma el ncleo.Poseen un gran nmero de orgnulos.Es el tipo de clula que presentan el resto de seres vivos.

Tipos de clulas eucariotas

Clula eucariota animalClula eucariota vegetal

Recuerda: que la clula vegetal se caracteriza por: Tener una pared celular adems de membranaPresenta cloroplastos, responsables de la fotosntesisCarece de centriolos.ORGANIZACIN DE LA CLULA VEGETAL

Las clulas fueron descubiertas por Robert Hooke en 1665, hace un poco ms de 300 aos. En 1837-39 Schleiden y Schwann enunciaron la teora celular, segn la cual la clula se define como la unidad vital y estructural de la vida. Esto ha sido confirmado mediante las tcnicas de cultivo de tejidos. Se ha comprobado que clulas individuales aisladas de una planta son capaces de crecer, multiplicarse y producir organismos iguales a los parentales. El primero en lograrlo fue Steward, a fines de la dcada del 50, con clulas de floema de zanahoria.La "clula vegetal tpica" no existe, es una abstraccin, pues cada clula real est diferenciada para cumplir una funcin determinada. Su tamao oscila entre 0.2 m (bacterias), hasta 0.5 m en una fibra de ramio. El tamao ms frecuente est entre 10-100 m (1 m = 0,001mm). La forma es muy variable.El cuerpo celular vivo de cualquier clula es el protoplasto que est rodeado por la membrana plasmtica. El grado de organizacin interna permite reconocer dos tipos bsicos de clulas: procariotas y eucariotas.

CELULA VEGETAL

Los orgnulos celulares

Ncleo: contiene la instrucciones para el funcionamiento celular y la herencia en forma de ADN.Mitocondrias: responsables de la respiracin celular, con la que la clula obtiene la energa necesaria.Retculo: red de canales donde se fabrican lpidos y protenas que son transportados por toda la clula..Aparato de Golgi: red de canales y vesculas que transportan sustancias al exterior de la clula.Vacuolas: vesculas llenas de sustancias de reserva o desecho.Lisosomas: vesculas donde se realiza la digestin celular.Ribosomas: responsables de la fabricacin de protenasCentriolos: intervienen en la divisin celular y en el movimiento de la clula.

CELULA ANIMAL

PARED CELULAR

Formacin de la pared primariaFUNCIONES DE LA PARED CELULARDa rigidez a las clulas.Impide el hinchamiento de las clulas cuando estn en soluciones hipotnicas.Es porosa y permite el paso de la mayora de las molculas pequeas.Puede servir para transferir el ADN durante la conjugacin sexualPARED,COMUNICACIONES INTERCELULARESLos protoplastos de las clulas vegetales al estar rodeados de pared celular tendran dificultad para intercambiar material y para funcionar armnicamente, si no fuera por la existencia de comunicaciones intercelulares: plasmodesmos, campo primario de puntuacin puntuaciones simples ramificadas perforacionesPLASMODESMOS

Diagrama de plasmodesmo en transcorte Diagrama de plasmodesmo entre dos clulas MEMBRANA PLASMTICAPara llevar a cabo las reacciones qumicas necesarias en el mantenimiento de la vida, la clula necesita mantener un medio interno apropiado. Esto es posible porque las clulas se encuentran separadas del mundo exterior por una membrana limitante, la membrana plasmtica. Adems, la presencia de membranas internas en las clulas eucariotas proporciona compartimientos adicionales que limitan ambientes nicos en los que se llevan al cabo funciones altamente especficas, necesarias para la supervivencia celular.

El aspecto de la membrana plasmtica y otras membranas celulares (tonoplasto, retculo endoplasmtico, tilacoides, etc.) bajo el microscopio electrnico es muy similar en todos los organismos. Presentan dos capas oscuras que encierran una capa clara (en total 70-85 de espesor; 1 angstrom= 0,0001m).Esta estructura fue denominada "unidad de membrana"MEMBRANA PLASMTICA

PROPIEDADES FISICO QUIMICAS DE LA MEMBRANA1.- CARGA NEGATIVA.Presenta carga negativa debido a la presencia del glucocaliz.2.- TENSION SUPERFICIAL.La tensin de la membrana es dbil. Del orden de una Dina/cm.3.- PERMEABILIDAD.La clula es muy permeable al agua y solo puede vivir en un medio isotnico en relacin a su contenido.4.- ADHESIVIDAD.La clula de un mismo rgano se adhieren unas a otras mediante procesos qumicos.Las sustancias que intervienen en la adhesividad son el calcio y las histonas.Funciones de las membranas La membrana celular funciona como una barrera semipermeable, permitiendo el paso de pocas molculas y manteniendo la mayor parte de los productos producidos dentro de ella. Proteccin Ayudar a la compartimentalizacin subcelular Regular el transporte desde y hacia la clula y de los dominios subcelulares Servir de receptores que reconocen seales de determinadas molculas y transducir la seal al citoplasma. Permitir el reconocimiento celular. Proveer sitios de anclaje para los filamentos del citoesqueleto o los componentes de la matriz extracelular lo que permite, entre otras, el mantenimiento de la forma celular Servir de sitio estable para la catlisis enzimtica. Proveer de "puertas" que permitan el pasaje travs de las membranas de diferentes clulas (gap junctions) Regular la fusin de la membrana con otra membrana por medio de uniones (junctions) especializadas Permitir direccionar la motilidad celularTRANSPORTE DE MEMBRANA.1.- TRANSPORTE PASIVO.El movimiento de sustancias por una membrana, que va hacia un gradiente de concentracin, presin o carga elctrica.No requiere de gasto de energa por la clula.Los gradientes ofrecen la energa potencial para efectuar el movimiento y controlan la direccin del mismo hacia adentro y fuera de la clula.a) Difusin simple: difusin de agua, gases disueltos, o molculas liposolubles o travs de una bicapa fosfolipdica de una membrana.b) Difusin facilitada: Difusin de molculas (generalmente solubles en agua) a travs de una membrana, con participacin de la protena de membrana. La mayor parte de las molculas solubles en agua, como los iones (K, Na, Ca), los aminocidos y los monosacridos no pueden moverse por la bi capa de lpidos sino a travs de las protenas2.- TRANSPORTE ACTIVO.Movimiento de sustancias a travs de una membrana, generalmente en contra de una gradiente de concentracin, utilizando la energa celular.

TRANSPORTE DE MEMBRANA

EL HIALOPLASMA O CITOSOLEs el coloide que posee un sistema de fibras que constituye el cito esqueleto en la cual estn suspendidas los organelos y las formaciones intracelulares.Funciones del hialoplasma:Transformaciones de sol aGel.Ciclosis.Modificaciones de la viscosidad.Formacin de huso o clivaje celular.Movimientos ameboideos.Procesos bioqumicos: gluclisis, fermentaciones, activacin de de los aminocidos y de cidos grasos, glucognesis

RETICULO ENDOPLASMATICORETICULO ENDOPLASMATICO RUGOSOPoseen ribosomas adheridos por su sub unidad mayor.Es llama ergastoplasma.Sustancias basfilas en el Pncreas endocrino, partida.En clulas nerviosas se les llama Cuerpos de Nissl.En Clulas glandulares cuerpos de NEBENKEN.En hepatocitos, cuerpos de BERG.Funciones:Circulacin intracelular de sustancias.Sntesis de protenas.Origina al aparato de Golgi.

Diagrama tridimensional del REEsquema tridimensional del retculo endoplasmtico rugoso, mostrando la sntesis de protenas

RETICULO ENDOPLASMATICO LISOProduccin de sustancias no proteicas: hormonas del testiculo, ovario, cpsula suprarrenal.Va de comunicacin entre el ncleo y el exterior.Desintoxicante de ciertas drogas.Sntesis de Lpidos.Originan vacuolasPEROXISOMASTambin reciben el nombre de microcurpos. Son sacos membranosos qu contienen enzimas de oxidacin como la catalasa y la peroxidasa. Se originan por estrangulamiento de retculo endoplasmatico liso y participan en la degradacin cidos grasos y en la fotorrespiracion en el caso de la clulas vegetales.

APARATO DE GOLGIEsta formado por grupos de saculos aplananados apilados en paquetes de 4 a 8 rodeando a los centrolos. Cada grupo es una unidad funcional llamada dictiosoma.Su funcin consiste en almacenar y transportar hacia el exterior, las sustancias que se han producido en el retculo endoplasmatico.

Dictiosoma

FUNCIONES DEL APARATO DE GOLGITransporte y concentracin de lpidos.Principal funcin es la secrecin.Secrecin de zimgenos: protenas, lipasas, carbohidratasas, nucleasas.Secrecin de mucus, de inmunoglobulinas, de colgena, pectinas y celulosa.Formacin del acrosoma de los espermatozoides.Formacin de los lisosomas.Procesamiento de protenas: glucosilacin, fosforilacin, protelisis selectiva.

RIBOSOMAS

MITOCONDRIAS

FUNCIONES DE LAS MITOCONDRIASFunciones en la matriz mitocondrialCiclo de los cidos tricarboxlicos o ciclo de Krebs.Beta oxidacin de los cidos grasos.Sntesis de los cidos grasos.

Funciones de la cresta mitocondrial.Transporte de electrones.Fosforilacin oxidativaCorte transversal de una mitocondria

MEMBRANA INTERNA DE LA MITOCONDRIA

PLASTIDIOS Plstidos Clasificacin

Cloroplastos Cromoplastos Leucoplastos Amiloplastos ProteinoplastosSon orgnulos caractersticos de las clulas eucariticas vegetales . Tienen forma y tamao variados, estn envueltos por una doble membrana y tienen ribosomas semejantes a los de los procariotas.Se forman a partir de proplastos, que son los plstidos de clulas jvenes.Los plstidos se clasifican de diferentes maneras.Los tipos principales son: con pigmentos: cloroplastos, gerontoplastos y cromoplastos. sin pigmentos: leucoplastos.CLOROPLASTOS.En las plantas vasculares miden 4-8 micras, y observados con microscopio ptico generalmente tienen forma de grnulos. Estn especialmente bien desarrollados en las hojas. Su funcin especfica es llevar a cabo la fotosntesis.Estudindolos con microscopio electrnico se puede apreciar que estn limitados exteriormente por una doble membrana e internamente estn diferenciados en 2 componentes principales: un sistema de membranas y una matriz o estroma. El estroma est compuesto por protenas, contiene ARN y ADN concentrado en nucleoides. Cada cloroplasto presenta varios nucleoides con 2-5 molculas circulares de ADN, fijadas a la membrana. En el estroma se produce la elaboracin de hidratos de carbono, as como la sntesis de algunos cidos grasos y protenas.

Diagrama de la estructura de cloroplastovista con MET Diagrama de un grupo de tilacoidesCromoplastos.Las plantas terrestres no angiosprmicas son bsicamente verdes; en las Angiospermas aparece un cambio evolutivo llamativo, la aparicin de los cromoplastos, con la propiedad de almacenar grandes cantidades de pigmentos carotenoides.Contienen pigmentos como carotina (amarillo o anaranjado), licopina (rojo), xantofila (amarillento).

Clula de Capsicum annuum mostrando cromoplastos de color rojoLEUCOPLASTOSSon plstidos no coloreados que muchas veces almacenan ciertos productos vegetales: almidn (amiloplastos), protenas (proteinoplastos) y grasas (elaioplastos u oleoplastos). Se hallan en rganos incoloros o no expuestos a la luz. Tambin se suelen incluir aqu los proplastos.AMILOPLASTOS.El almidn se forma en los cloroplastos durante la fotosntesis. Despus es hidrolizado y se resintetiza como almidn de reserva en los amiloplastos o granos de almidn. Estos tienen forma muy variada, esfricos, ovales, alargados (en forma de fmur), y normalmente muestran una deposicin en capas alrededor de un punto, el hilo, que puede ser cntrico (gramneas y leguminosas) o excntrico (Solanum) (Fig. 8.23). Cuando hay ms de un hilo se forman granos compuestos (Avena, Oryza) (Fig. 8.24). El grano de almidn es un esferocristal que con luz polarizada muestra la figura de la cruz de Malta; se tie de azul-negro con compuestos iodados.LISOSOMAS

FUNCIONES DE LOS LISOSOMASNutricin por autofagia.Lisis de organelos durante la diferenciacin celular.Eliminacin de partes celulares desgastadas y protenas desnaturalizadas.Destruccin de eritrocitos envejecidas y de clulas muertas.Disolucin de cogulos y trombos.Secrecin de hidrolasas por espermatozoides.Reabsorcin del hueso y reabsorcin en el rion y vegiga urinaria

Origen y funcin de vacuolas autofgicas NCLEO

Es un orgnulo tpico de clulas eucariticas. En las clulas procariticas se denomina nucleoide a la regin citoplasmtica en la que se encuentra el ADN dispuesto en una sola molcula circular. Forma: generalmente esfrica, puede ser lenticular o elipsoide, en algunos casos lobulado (Fig. 9.1). Tamao: generalmente entre 5-25 m, visible con microscopio ptico. En hongos hay ncleos de 0.5 m, visibles solamente con microscopio electrnico. En las ovoclulas de Cycas y conferas alcanza ms de 500 m: 0.6 mm, es decir que resulta visible a simple vista.Posicin: es caracterstica para cada tipo celular, en clulas embrionales ocupa el centro, en clulas adultas generalmente est desplazado hacia un costado porque el centro est ocupado por una o ms vacuolas. Nmero: la mayora de las clulas de plantas superiores son uninucleadas, aunque ciertas clulas especializadas pueden ser multinucleadas: cenocitos, durante un perodo de su existencia o toda la vida (fibras liberianas, tubos laticferos, endosperma). Constancia: normalmente todas las clulas vivas tienen ncleo, aunque hay excepciones. Los tubos cribosos del floema carecen de ncleo a la madurez, sin embargo reciben la influencia del ncleo de las clulas acompaantes.EL NUCLEO Es el orgnulo principal de la clula ya que es el que rige todas las funciones celulares y es el portador de material gentico

Ncleo, envoltura nuclear y retculo endoplasmtico

Esquema de un corte en ME que muestra los elementos que se observan en el ncleo

Complejo de poro nuclear FUNCIONES DEL NCLEOLa principal es la replicacin y transcripcin de los cidos nucleicos. Almacena la informacin gentica, pasndola a las clulas hijas en el momento de la divisin celular. Una parte de la informacin gentica se encuentra almacenada en el ADN de cloroplastos (5-10%) y mitocondrias (2-5%).El ncleo controla todas las actividades celulares, ejerciendo su control al determinar qu protenas enzimticas deben ser producidas por la clula y en qu momento. El control se ejerce a travs del ARN mensajero. El ARN mensajero, que se sintetiza por transcripcin del ADN, lleva la informacin al ARN ribosmico, en el citoplasma, donde tiene lugar la sntesis de protenas enzimticas que controlan los procesos metablicos.