jueves, 10 de marzo de 2016

ACTIVIDADES DE FISIOLOGÍA CELULAR


1. ¿Qué requisitos indispensables ha de cumplir un sistema para considerarlo vivo?

Todos los organismos vivos están compuestos de células. Por tanto, cualquier ser vivo debe tener estas. Pero a su vez, dichas células deben tener una serie de biomoléculas estructurales y funcionales que les permitan ser lo que son. En concreto, hay 3 tipos de biomoléculas que son imprescindibles para la vida en general, y son:

- Moléculas con función catalítica (que pueden ser enzimas, oséase proteínas, o bien ribozimas, que son pequeños fragmentos de ARN)
- Moléculas autorreplicantes (que son muy conocidas: ADN y ARN, con capacidad de crear una copia idéntica de sí misma)
- Moléculas anfipáticas (como son los fosfolípidos, esfingolípidos... y su función es la de formar las membranas celulares, que aislan su contenido del exterior)

Además de esto, los seres vivos cumplen una serie de funciones vitales, como son:

- Alimentación y crecimiento del individuo
- Relación de diversas maneras con el entorno que les rodea
- Reproducción (sexual o asexual, pero es una característica vital de los seres vivos la de dejar descendencia)

Pero atención: Un problema de mucha trascendencia es el de los virus. Poseen biomoléculas mencionadas anteriormente, y también realizan algunas de las funciones también citadas. La diferencia es que éstos son parásitos obligados, y la reproducción no se lleva a cabo como tal, sino que utilizan células vivas para que sean éstas las encargadas de generar más virus del mismo tipo. 

2. Enuncie los postulados de la teoría celular y los científicos implicados.

Los 4 postulados de la teoría celular

  1. Absolutamente todos los seres vivos están compuestos por células o por segregaciones de las mismas. Los organismos pueden ser de una sola célula (unicelulares) o de varias (pluricelulares). La célula es la unidad estructural de la materia viva y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
  2. Todos los seres vivos se originan a través de las células. Las células no surgen de manera espontánea, sino que proceden de otras anteriores.
  3. Absolutamente todas las funciones vitales giran en torno a las células o su contacto inmediato. La célula es la unidad fisiológica de la vida. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio.
  4. Las células contienen el material hereditario y también son una unidad genética. Esto permite la transmisión hereditaria de generación a generación.

La teoría celular constituye uno de los principios básicos de la biología, cuyo crédito le pertenece a los grandes científicos alemanes Theodor Schwann, Matthias Schleiden y Rudolph Virchow, aunque por supuesto, no hubiese sido posible sin las previas investigaciones del gran Robert Hooke.
En el siglo XVII,  más precisamente en el año 1665, el científico inglés Robert Hooke fue quien descubrió y describió la existencia de lo que damos en llamar células. El señor Hooke dió cuenta de esta estructura básica de la vida mientras examinaba pequeñas y delgadas rodajas de corcho y material vegetal en su microscopio, ya que él fue uno de los primeros en diseñar uno de estos artefactos. Sin darse cuenta, Hooke descubrió la unidad estructural básica y esencial de todos los organismos, la base de toda materia viva.
Se necesitaron cientos de años e investigaciones de numerosos hombres de ciencia hasta poder alcanzar una conclusión concisa, pero luego de dos siglos enteros, gracias al desarrollo tecnológico y a los diversos avances en los estudios de la materia, los primeros postulados de la teoría celular fueron surgiendo. Tras una cuantiosa investigación desarrollada por los científicos alemanes Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann se logró crear una lista de principios o postulados que describen el mundo celular.
En el año 1838 Schleiden indicó que todo el material vegetal se compone por células. Poco tiempo después y más precisamente al año siguiente, su colega y compatriota, el fisiólogo Theodor Schawnn llegó a la misma conclusión sobre los animales. Los resultados de estas conclusiones son lo que se conoce como la teoría celular

3. Exponga cuatro principios fundamentales de la teoría celular. Indique cinco diferencias entre las células procarioóticas y eucarióticas.

1. La célula es la unidad básica estructural y funcional; todos los organismos están compuestos de células.
2. Todas las células están producidas por la división de células preexistentes.
3. Todas las funciones químicas y fisiológicas básicas ocurren al interior de la célula.
4. Las actividades de las células dependen en las actividades sub-celulares (orgánelos, membrana, y núcleo). 


Diferencias:
Primero debemos saber que todas las células vivientes se dividen en 2 grandes grupos: Las Células Eucariotas y las Células Procariotas. Acá te nombraremos las principales diferencia entre ellas:
1.- La principal diferencia tiene que ver con el núcleo. La célula eucariota posee un núcleo con membrana nuclear. Dentro de este núcleo se encuentran los cromosomas que llevan al ADN. Por otra parte, las células procariotas no poseen núcleo, lo que hace que los cromosomas se encuentren dispersos en el citoplasma, y de encuentran en un lugar llamado nucloide.


2.- Otra diferencia tiene que ver con las paredes celulares. Por una parte, las células procariotas tienen una pared celular no celulósica que poseen pectidoglucanos. En cuanto a las células eucariotas va a depender si son eucariotas vegetales o animales. Las primeras poseen una pared celular compuesta por celulosa, mientras que las eucariotas animales no tienen pared celular.
3.- Algunas veces las células procariotas pueden producir enfermedades como la Tuberculosis (Bacilo de Koch), mientras que las células eucariotas nunca producen enfermedades.
4.-  Las células procariotas son más pequeñas que las células eucariotas ya que suelen medir entre 0,2 a 2 micrómetros de diámetro, mientras que las eucariotas llegan a medir de 10 a 100 micrómetros de diámetro.
5.- Las células procariotas no poseen organelo celular membranoso, mientras que las células cucariotas si los poseen.
6.- . Las células eucariotas utilizan la división celular por Mitosis y Meiosis, mientras que las células procariotas usan la conjugación bacteriana para el intercambio de información genética.
7.- Las células eucariotas son aerobias, esto quiere decir que necesitan el oxígeno para vivir y que respiran a través del mesosoma. Mientras que las células procariotas pueden ser aerobias y anaerobias, estas últimas no necesitan el oxígeno.
8.- Las células eucariotas están presentes en animales, hongos, plantas, algas y protozoos, mientras que las células procariotas están presente sólo en las bacterias.



celulas-eucariotas-y-procariotas


4. Cite los componentes estructurales de la membrana plasmática.


La composición química de la membrana plasmática es del 40% de lípidos y el 60% de proteínas. Los lípidos están formados por fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Las proteínas están formadas por proteínas intrínsecas o integrales y proteínas extrínsecas o periféricas. en la membrana plasmática también podemos encontrar oligosacáridos que están combinados con glucolípidos y glucoproteínas.

5. Explique la propiedad que permite a algunos lípidos la formación de las biomembranas.

Los lípidos constituyen las estructuras básicas de las membranas celulares. Los lípidos son sustancias anfipáticas, por lo que cuando entran en contacto con un medio acuoso dispone su cabeza hidrófila hacia el medio y la cola, su parte hidrófoga hacia el interior. Un ejemplo seria un glicerofosfolípido.

6. Describa el modelo del mosaico fluido de membrana e ilústrelo con un dibujo en el que indique los principales componentes.

El modelo de mosaico fluido de la membrana es un modelo de la estructura de la membrana plasmática propuesto en 1972 por Singer y Nicolson. En la membrana plasmática, los lípidos se disponen formando una bicapa, las proteínas se intercalan en esa bicapa de lípidos dependiendo de las interacciones con las regiones de la zona lipídica. Existen tres tipos de proteínas según su disposición en la bicapa: proteínas integrales o intrínsecas, glucoproteínas y proteínas periféricas o extrínsecas.

7.¿Qué consecuencias biológicas tiene la fluidez de membrana?

8. El esquema representa la estructura molecular de la membrana plasmática. El dibujante ha separado parcialmente las dos capas lipídicas para observarla mejor. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:



a) Indique el nombre de las moléculas señaladas con flechas (1, 2 y 3).

b) ¿Donde se localiza el citoplasma en el esquema?

c) ¿Por qué se dice que la membrana es asimétrica?

d) ¿Que significan las expresiones mosaico fluido y membrana unitaria?

9. La membrana plasmática sufre ciertas diferenciaciones para permitir la asociación y las relaciones entre células de un mismo tejido. Explique, al menos, tres de ellas.


En los organismos pluricelulares tanto vegetales como animales, las células que forman tejidos se encuentran en contacto directo unas con otras. Se unen mediante modificaciones de sus membranas llamadas uniones intercelulares. Pueden distinguirse dos tipos básicos:

- Tipo zónula: afecta a todo el perímetro celular, como si se tratara de un cinturón, como en las células del epitelio intestinal.

- Tipo mácula: afecta a una zona concreta de la membrana, es una unión puntual, como en las células epidérmica.




10. Las uniones de tipo desmosoma son muy abundantes en las células epiteliales; sin embargo; disminuyen en células cancerosas. ¿Podría expliccar por qué?
11. Represente los niveles de organización de la pared celular vegetal.
12. Es cierta la siguiente afirmación: Las paredes celulares vegetales son capaces de soportar mayores variaciones en la presión osmótica del medio que las células animales.
13. ¿Qué es el glicocálix? ¿Qué células lo presentan?Glicocálix, glucocáliz, glucocálix, glucálix o glicocáliz es un término genérico que se refiere al material polimérico extracelular producido por algunas bacterias u otras células, tales como las epiteliales. La capa mucilaginosa usualmente compuesta de glicoproteínas y proteoglicanos que está presente sobre la superficie exterior de los peces también se considera un glicocálix. El término fue aplicado inicialmente a la matriz de polisacárido secretada por las células epiteliales y que forman una capa superficial. Los glicocálix son compuestos, casi siempre con cadenas de carbohidratos, que recubren la superficie celular. También podríamos decir, que el glicocálix es diferente en cada membrana, por lo que es un tipo de sello o huella de la célula.
El glicocálix se puede encontrar justo fuera de la pared celular de la bacteria. Es un material extracelular que se deforma con facilidad, que no tiene límites definidos y que se une de forma laxa a la bacteria. En cambio, una estructura organizada, con límites definidos y unida firmemente a la bacteria se denomina cápsula. El glicocálix puede ayudar a proteger a las bacterias contra los fagocitos. También ayuda a la formación de biopelículas, como por ejemplo, las capas que se forman sobre superficies inertes tales como dientes o rocas.

14. ¿Qué es el citoesqueleto celular? cita los tres componentes.

El citoesqueleto es una red de proteínas que  se  extiende por el citoplasma entre el núcleo y la cara interna de la membrana plasmática, ayudando a definir la forma de la célula ,está compuesto de una variedad de proteínas (particularmente filamentos de actina) usualmente estas proteínas forman largas hebras retorcidas que tienen similitud a un cable eléctrico, o a cables que sujetan los puentes, las proteínas que forman el citoesqueleto se caracterizan por ser fuertes y flexibles, La actina está compuesta por hilos largos (polímeros) de la proteína actina la imagen adjunta detalla los filamentos de de actina en una célula endotelial animal (vaso sanguíneo) de una vaca. Los hilos de color amarillo son las formas polimerizadas de la proteína (actina) y el rojo indica la presencia de unidades individuales de la proteína

15. Describa la estructura de los microtúbulos. 
La estructura de los microtúbulos es de filamentos no ramificados compuestos por moléculas de tubulina, que están dispuestas formando un cilindro.
Tres componentes celulares en los que participan serían formando el huso mitótico, los centriolos y cilios y flagelos.
Otros dos componentes del citoesqueleto serían los microfilamentos y los filamentos intermedios.
16. Relacione los componentes del citoesqueleto, indicados en la columna de la izquierda, con una de sus funciones, indicadas en la columna de la derecha: 
a) microfilamentos.  1) Emisión de pseudópodos.
b) filamentos intermedios.  2) Dar resistencia a los axones.
c) microtúbulos.  3) Movimiento d elos cromosomas.
17. ¿Qué ventajas presentaría un antibiótico que inhibiera la síntesis proteica por unión al ARN 23 S de la subunidad grande de los ribosomas procariotas en el tratamiento de una enfermedad de origen bacteriano?
18. Indique la composición química de los ribosomas, el lugar en el que se forman, su función y localización celular.
El ribosoma es un orgánulo pequeño formado por ARNr y proteínas cuya función es colaborar en la traducción, una etapa de la síntesis de proteínas.

El ribosoma está constituido por ARNr y proteínas formando dos subunidades, una pequeña y otra grande, dejando entre ellas dos surcos: uno donde encaja el ARNm y otro por donde sale la cadena polipeptídica recién sintetizada. Se encuentran tanto en bacterias como en eucariotas, diferenciándose en tamaño y número de proteínas. Cada subunidad se ensambla en el núcleo, concretamente en el nucleolo, pero son exportadas separadas al citoplasma donde tras unirse llevan a cabo su función. Aquí pueden encontrarse de forma libre, formando polirribosomas, o asociados a retículo endoplasmático. El ribosoma posee tres sitios de unión: el sitio A, donde se une el aminoacil-tRNA; el sitio P donde se encuentra la cadena naciente; y el sitio E donde se libera el tRNA libre. El ribosoma es la principal diana de antibióticos en la inhibición de la síntesis de proteínas. Hay antibióticos, como los aminoglucósidos (estreptomicina, neomicina ó gentamicina) o nuevos macrólidos como los cetólidos (telitromicina), que se unen a algunas de las subunidades del ribosoma de bacterias interfiriendo en la traducción en algunas de sus etapas, con efecto bactericida. A su vez, los aminoglucósidos inhiben el reciclamiento de los ribosomas al finalizar la traducción. Hay otros antibióticos, como el cloranfenicol y la eritromicina, que se unen a la peptidil-transferasa localizada en la subunidad mayor del ribosoma de bacterias impidiendo su acción de favorecer el enlace peptídico entre el nuevo aminoácido y el fragmento de proteína ya sintetizado produciendo un efecto bacteriostático. Las tetraciclinas presentan también efecto bacteriostático, uniéndose a la subunidad pequeña del ribosoma de bacterias, interfiriendo en una etapa de la traducción. Actualmente se está intentando identificar nuevos antibióticos que interaccionen con la subunidad grande del ribosoma, interfiriendo en su ensamblaje.
20. Explique por qué motivo los glúbulos rojos no presentan retículo endoplasmico rugoso.

Los globulos rojos transportan oxígeno a los tejidos. No poseen núcleo porque lo pierden en su etapa de maduración. La hempoglobina es una proteína con 4 subunidades, cada una con un grupo heme que lleva un átomo de Fe en su centro. El Fierro liga el Oxígeno como una enzima alosterica, pudiendo unir un máximo de 8 oxigenos, pero no es la condición normal saturada, sino solamente 4 oxígenos. 

21. Señale las diferencias y semejanzas entre el REL y el RER.
  
El retículo endoplasmático es un complejo sistema de sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí, que delimitan un espacio interno. Hay dos tipos: retículo endoplásmico rugoso y retículo endoplásmico liso. El RER está constituido por un sistema de cisternas aplanadas con ribosomas adheridos a la cara citoplasmática de su membrana, su memebrana presenta un espesor de 7 nm y es más fluida que la membrana plasmática. Sus funciones son: síntesis y/o modificación de proteínas y almacenamiento de proteínas. El REL está formado por un sistema de túbulos membranosos no asociados a ribosomas e interconectados entre sí. Sus funciones son: síntesis de lípidos y derivados lipídicos, detoxificación, almacen de calcio para la contracción muscular y metabolismo de los carbohidratos.

22. Describa la estructura del complejo de Golgi. ¿Qué tipo de vesículas se originan en él?

El aparato del Golgi forma parte del sistema de endomembranas y se encuentra en todas las células eucarióticas, excepto en los glóbulos rojos de los mamíferos, y su localización es relativamente fija para cada tipo de célula.

Las cuatro funciones más importantes del aparato de Golgi son el transporte y la concentración de proteínas, la glucosilación de lípidos y proteínas, la formación del tabique telofásico en células vegetales y la formación del acrosoma.

 

23. En algunas células está muy desarrollado el retículo endoplasmático liso. ¿Qué consecuencias puede sacar respecto a la fisiología de estas células? ¿Y si sólo está desarrollado el retículo endoplasmático rugoso? 

24. ¿Cómo elimina la célula las sustancias tóxicas? 

La celula para excretar sustancias al exterior que por lo general son desechos toxicos o en exceso.....utiliza un mecanismo de exocitocis que consiste en el empaquetamiento de dichas sustancias en vesiculas de menbranas sintetizadas en el reticulo encoplasmatico....la cual es dirigida por ciertas proteinas y factores especificos hacia la membrana celulat con la cual se fusiona y se abre al exterior....tanto la membrana de la vesicula como los factores de señalizacion son reciclados para un nuevo uso.

25. ¿Qué es la apoptosis? ¿Qué relación tienen los lisosomas con este fenómeno? 

La apoptosis es una forma de muerte celular caracterizada por hipereosinofilia y retracción citoplasmáticas con fragmentación nuclear (cariorrexis) desencadenada por señales celulares controladas genéticamente. Estas señales pueden originarse en la célula misma o de la interacción con otras células. La apoptosis tiene un significado biológico muy importante, que es opuesto al de la mitosis en la regulación del volumen tisular. La apoptosis contribuye a dar la forma a los órganos durante la morfogénesis y elimina células inmunológicamente autorreactivas, las células infectadas y las genéticamente dañadas, cuya existencia es potencialmente dañina para el huésped. La apoptosis no presenta las fases de necrobiosis, necrofanerosis y necrolisis. Los signos morfológicos de la apoptosis son muy semejantes a los de la necrofanerosis. En la apoptosis las alteraciones nucleares representan los cambios más significativos e importantes de la célula muerta y los organelos permanecen inalterados incluso hasta la fase en que aparecen los cuerpos apoptóticos. En la apoptosis destacan las alteraciones morofológicas del núcleo frente a las del citoplasma, a la inversa de lo que ocurre en la necrosis en general. A diferencia de la apoptosis, la necrosis es una forma de muerte celular que resulta de un proceso pasivo, accidental y que es consecuencia de la destrucción progresiva de la estructura con alteración definitiva de la función normal en un daño irreversible; este daño está desencadenado por cambios ambientales como la isquemia, temperaturas extremas y traumatismos mecánicos.

26. La fotografía corresponde a un fragmento del citoplasma de una célula. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones.

a) ¿Cuáles son los dos orgánulos mayoritarios en la imagen mostrada? ¿Con qué tipo de microscopio se puede observar esta imagen? 

b) ¿Qué funciones realiza el orgánulo número 3 en la célula?

C) ¿Cómo se denominan las estructuras con 1, y qué función se realiza en su seno? 

 

27. ¿Por qué cree que las mitocondrias de las células del músculo o el corazón presentan un número muy elevado de crestas mitocondriales? 

Las células musculares producen un trabajo físico: Movimiento, y necesitan tener energía a la mano para producir ese trabajo físico. Por eso tienen más mitocondrias, que son los organelos encargados de producir energía para las células.

La piel también tiene sus funciones específicas, pero requiere menos energía para realizarlas que los músculos.

Es decir, el metabolismo muscular es más alto que el metabolismo de la piel.
 

28. Investigue sobre el funcionamiento de la vacuola contráctil en Paramecium. ¿qué otras características presenta este organismo?

Un paramecio (género Paramecium) es un organismo eucariota unicelular ciliado que pertenece al reino Protista. En este reino se incluyen organismos eucariontes diferentes a los hongos (reino Fungi), animales (reino Animalia) y plantas (reino Plantae). Los paramecios son frecuentes en aguas estancadas con abundante materia orgánica, son heterótrofos y pueden desplazarse propulsados por el movimiento de sus numerosos cilios.
Se consideran, junto al resto de Protistas, los organismos ecuriotas más antiguos del planeta Tierra y cuentan con métodos simples de defensa, reproducción y movilidad. También han sido tradicionalmente identificados como una forma primitiva de vida animal, a lo que hace referencia el nombre de protozoos que ha sido muy utilizado para referirse al reino Protista aunque en la actualidad el término protozoos ha perdido importancia en taxonomía y filogenética, así como el reino Protista, en favor del reino Protozoa propuesto por Thomas Cavalier-Smith por primera vez en 1981 cuándo separó el reino Protista en dos, el reino Chromista y el reino Protozoa.
Existen muchas especies de paramecios y todos son protozoos ciliados. Son organismos unicelulares indiferenciados, no existe diferenciación tisular ni celular y la única célula que comprende cada organismo realiza todas las funciones del individuo. Como organismo eucariota, su célula posee un núcleo que contiene el material genético. Los paramecios se reproducen de forma asexual por bipartición (fisión binaria o mitosis) y también se pueden reproducir mediante reproducción sexual por conjugación.
Se pueden encontrar paramecios en multitud de masas de agua dulce, como estanques, embalses, ríos, acequias o lagos. En general son muy abundantes en agua dulce estancada rica en materia orgánica en descomposición.

29. Identifique en la fotografía los componentes de un cloroplasto.

 

30.¿Qué indica el hecho de que las hojas de una planta se tornen a amarillentas o cloróticas?  

Aparte de las plagas que atacan a nuestras plantas, tenemos las enfermedades producidas por carencia de alguna vitamina, infecciones bacterianas o víricas y las producidas por el ataque de hongos, que suponen el 95% de las enfermedades. Podemos clasificar los hongos en: ectoparásitos que se mantienen en la superficie y para combartirlos debemos usar fungicidas y los hongos endoparásitos, que afectan a los órganos internos y se combaten con criptogamicidas, aunque su erradicación es extremadamente difícil. Para las bacterias y virus no hay productos eficaces y lo único que se puede hacer es prevenirlas.

Los hongos se producen bien por el tiempo caluroso o por la humedad del suelo. Son organismos que bien pueden tener un tamaño tan minúsculo que no podemos ver a simple vista o bien uno solo puede pesar varios kilogramos. Son incapaces de producir su propio alimento, así que deben nutrirse de materia orgánica en descomposición, parasitando en otros seres vivos y si son plantas verdes mucho mejor. Se propagan o reproducen por esporas que son transportadas por el viento o los insectos. Para prevenir el desarrollo de estos hongos, debemos procurar que el abono que usemos esté completamente fermentado sino es así fumigarlo con un buen fungicida antes de suministrarlo al terreno. En días calurosos después de los días de lluvia, deberemos hacer tratamientos con anti-hongos, ya que es la época más propicia para su aparición.

32.Justifique la existencia de poros nucleares y explique su función. 

Los poros nucleares son complejos proteicos localizados en la envuelta nuclear cuya misión es permitir y controlar el tráfico de moléculas entre el nucleoplasma y el citoplasma.

Las proteínas que forman los poros nucleares se denominan nucleoporinas.

El transporte mediado por los poros nucleares es específico y aprovecha el gradiente creado por las moléculas Ran-GTP y Ran-GDP.

Las importinas y las exportinas son dos de las familias de moléculas que reconocen péptidos señal de entrada o salida, respectivamente, de aquellas moléculas que tienen que entrar o salir del núcleo. Son estas dos familias de proteínas las que interaccionan con las nucleoporinas durante su trasiego por los poros nucleares.  
 


33. Describa los componentes estructurales del núcleo. 
Se llama Ribosomas a cada uno de los orgánulos de las células vivas, compuestos de ácido ribonucleico y proteínas y que se ocupan de la síntesis de estas últimas.

Como consecuencia de su reducido tamaño, 28 nm en el caso de las células procariotas y 32 nm en el de las eucariotas, los ribosomas, únicamente, son perceptibles a través de un microscopio electrónico, y reconocibles por su redondez. Estos orgánulos constan de dos partes, una subunidad mayor y otra menor, saliendo ambas del núcleo celular pero por separado y que se mantendrán unidas a través de cargas. A los ribosomas los podemos encontrar en cualquier tipo de células excepto en una sola, los espermatozoides.

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Se llama Ribosomas a cada uno de los orgánulos de las células vivas, compuestos de ácido ribonucleico y proteínas y que se ocupan de la síntesis de estas últimas.

Como consecuencia de su reducido tamaño, 28 nm en el caso de las células procariotas y 32 nm en el de las eucariotas, los ribosomas, únicamente, son perceptibles a través de un microscopio electrónico, y reconocibles por su redondez. Estos orgánulos constan de dos partes, una subunidad mayor y otra menor, saliendo ambas del núcleo celular pero por separado y que se mantendrán unidas a través de cargas. A los ribosomas los podemos encontrar en cualquier tipo de células excepto en una sola, los espermatozoides.

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Se llama Ribosomas a cada uno de los orgánulos de las células vivas, compuestos de ácido ribonucleico y proteínas y que se ocupan de la síntesis de estas últimas.

Como consecuencia de su reducido tamaño, 28 nm en el caso de las células procariotas y 32 nm en el de las eucariotas, los ribosomas, únicamente, son perceptibles a través de un microscopio electrónico, y reconocibles por su redondez. Estos orgánulos constan de dos partes, una subunidad mayor y otra menor, saliendo ambas del núcleo celular pero por separado y que se mantendrán unidas a través de cargas. A los ribosomas los podemos encontrar en cualquier tipo de células excepto en una sola, los espermatozoides.

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Los Componentes del NÚCLEO Celular son:
- CROMOSOMAS, formados cada uno en una hebra de ADN. Los Genes que se localizan en los cromosomas.
- PROTEÍNAS, como las Histonas.
- CROMATINA es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el cromosoma eucariótico.
- CARIOLINFA o Nucleoplasma o Carioplasma es el medio interno del núcleo celular
- ADN, que asociadas con Histonas, forman hebras llamadas cromatinas.
- Envoltura Nuclear o CARIOTECA, formada por una doble membrana que lo encierra y separa del citoplasma celular.
- LÁMINA NUCLEAR, que es una red de filamentos intermedios que se encuentra por el interior de la envoltura nuclear la cual da soporte mecánico.
- POROS NUCLEARES para permitir el movimiento de moléculas a través de la envoltura. Estos poros cruzan ambas membranas de la envoltura nuclear, proporcionando un CANAL que permite el movimiento libre de pequeñas moléculas e iones, mediante difusión simple. El movimiento de las moléculas más grandes como las proteínas requiere de un Transporte Activo facilitado por proteínas transportadoras. - ARN mensajero: Que transmite la información del ADN para la síntesis de Proteínas.
- NUCLEOLO, el cual está relacionado con el ensamblaje de las subunidades de los Ribosomas.

El que se relaciona con la transmisión de un individuo a otro es el ADN, que transmite toda la información de padres a hijos y esta molécula se encuentra dentro de los CROMOSOMAS. 


34.
Se llama Ribosomas a cada uno de los orgánulos de las células vivas, compuestos de ácido ribonucleico y proteínas y que se ocupan de la síntesis de estas últimas.

Como consecuencia de su reducido tamaño, 28 nm en el caso de las células procariotas y 32 nm en el de las eucariotas, los ribosomas, únicamente, son perceptibles a través de un microscopio electrónico, y reconocibles por su redondez. Estos orgánulos constan de dos partes, una subunidad mayor y otra menor, saliendo ambas del núcleo celular pero por separado y que se mantendrán unidas a través de cargas. A los ribosomas los podemos encontrar en cualquier tipo de células excepto en una sola, los espermatozoides.

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sábado, 5 de marzo de 2016

ESTRUCTURA DE LA CÉLULA.


          Los conocimientos de la célula han ido avanzado al perfeccionoamiento, el microscopio óptico y posteriormente el electrónico.

1. TEORÍA CELULAR.

        Schleiden y Schwann postulan la teoría celular, la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos, capaz de mantener una existencia propia e unidad estructural y funcional de los seres vivos, capaz de mantener una existencia propia e independiente. 
  1.  Todos los seres vivos están compuetos por una o más células.
  2.  Una célula realiza todas las reacciones químicas necesarias para el mantenimiento de la vida.
  3.  Toda célula procede de otra ya preexistente, permite la transmisión de caracteres de generación en generación.
 
3. TIPOS DE CÉLULAS. 
  
Diferencias respecto al tamaño,se considera que existen dos tipos básicos de organización celular: el Procariota y el eucariota. 
 

- La célula procariota: Célula típica de las bacterias. Son más pequeñas y sencillas que las eucariotas. Características:
  • La membrana plasmática está rodeada de una cubierta rígida protectora o pared celular. La membrana presenta invaginaciones o mesosomas, se localizan las enzimas para la respiración. La pared está rodeada de una cápsula, aparecen fimbrias o pelos y flagelos, permite el movimiento de la célula.
  • El citoplasma contiene ribosomas.
  • El material genético está constituido por una molécula de ADN circular, de cromosoma procariota, se localiza en el citoplasma, denominada nucleoide, existe núcleo definidio, pequeños anillos de ADN, plásmidos.
   


- Célula eucariota: Son más complejas y de mayor tamaño que las procariotas. La poseen los organismos de los reinos Protoctistas, Hongos, Metazoos y Metafitas.
Se caracterizan por:

  • El material genético se encuentra aislado del resto de la célula por una membrana, formando el núcleo.
  • Complejo sistema de membranas internas que aíslan compartimentos y orgánuclos. 
Existen dos tipos morfológicos: la célula animal y la vegetal.


 
Envueltas celulares: Estructuras que aíslan la célula de su entorno y separan el contenido del medio extracelular. Incluyen la membrana plasmática, el glucocálix,pared celular de las vegetales, pared de los hongos.

Membrana plasmática; es una finísima envuelta continua, puede observarse al microscopio electrónico. Derivan el resto de las membranas internas celulares. Actúa como una barrera selectiva que permite el contenido del interior celular al del medio extracelular, regulando el intercambio célula - medio.  



Composición química: Constituidas mayoritariamente por lípidos y proteínas.
  • Lípdos de membrana: Son fosfolípidos, al ser moléculas con un polo hidrogilo y otro hidrófobo se disponen formando doble capa o bicapa lipídica, menor proporción, colesterol y glucolípidos. Tienen una cierta capacidad de movimiento, mediante difusión lateral, flexión y flip-flop.  
  • Proteínas: Se insertan en la bicapa lipídica, las regiones polares sobresalen en las superficies de la membrana, apolares se encuentran en el interior hidrofóbico de éstas. Pueden moverse por difusión lateral y rotación. Se distinguen dos tipos:
    • Proteínas integrales: atraviesan por completo la membrana y sobresalen por ambas caras de ésta. Asociadas a los lípidos. Constituyen el 70% del total de proteínas de membrana.
    • Proteínas extrínsecas: se situan en su superficie. Unidas a lípidos o a proteínas transmembrana.
  • Glúcidos: glucocálix, son oligosacáridos formando glucolípidos o glucoproteínas, se situán en la cara exterior de la membrana, formando una capa periférica, glucocálix, se encuentra en una matrix extracelular, proteínas y polisacáridos.
    La función protege a la superficie celular de daños mecánicos y químicos que interviene en procesos de comunicación y reconocimiento, actúan como antígenos que determinan el comportamiento inmunológico de las células. Intervienen como receptos de moléculas, agentes patógenos o toxinas.
Estructura: Singer y Nicolson proponen el modelo de Mosaico fluido para las membranas celulares. Todas las membranas celulares serían mosaico formado por una solución de proteínas dispersas en la matriz de una bicapa lipídica fluida. Las proteínas intrínsecas atravesarían total o parcialmente la bicapa, y las extrínsecas estarían en la superficie.
Las membranas son asimétricas en cuanto a la disposición de sus componentes moleculares.
 
Funciones: La membrana plasmática es una estructura diferenciada, sus funciones son:
  • Confiere a la célula su individualidad, al separarla de su entorno.
  • Controla el intercambio de sustancias, barrera semipermeable entre la célula y el medio.
  • Controla el flujo de información entre células y su entorno, contiene receptores específicos.
  • Posibilitan el contacto y las uniones entre células, permitiendo la formación de tejidos y dando consistencia a los seres vivos.
  

Diferenciaciones de la membrana:Especializaciones en su membrana.
  • Microvellosidades: Son prolongaciones digitiformes del citoplasma, recubiertas por la membrana, su misión es aumentar la superficie de absorción.
  • Uniones intercelulares: Sirven para unir entre sí las células de los organismos pluricelulares, permitir comunicaciones intercelulares.
    • Uniones herméticas o de oclusión: sellan las membranas de las células adyacentes.
    • Uniones de anclaje: son puntos de contacto intercelulares, mantienen unidas a las células, aumentando resistencia y rigidez. destacan desmosomas.
    • Uniones de comunicación o tipo gap: son canales intercelulares que permiten el paso de iones y pequeñas moléculas entre células adyacentes.
 

Pared celular: Gruesa cubierta que rodea a la membrana plasmática de células vegetales.
- Su composición química y estructura; varía de plantas a otras. tiene una serie de capas:
  1. Lámina media: formada por pectina. Primera ne formarse entre dos células que acaban de dividirse. Se puede impregnar de lignina.
  2. Pared primaria: formada por celulosa y una hemicelulosa pectinas y glucoproteínas. Va formando durante la membrana plasmática.
  3. Pared secundaria: formada por fibras de cellulosa formando diversas capas. Puede impregnarse de ligninca, sólo aparece en células especializadas de tejidos de sostén y conductores.
 
Especializaciones:  
  • Punteaduras: zonas en forma de disco donde la pared se adelgaza, quedando reducida a la lámina media.
  • Plasmodesmos: Son canales entre células y se comunican los citoplasmas. Pueden localizarse en las punteaduras o distribuirse por toda la pared celular.
Citosol o Hialoplasma: Medio celular donde se encuentran inmersos los orgánulos citoplasmáticos. Sistema coloidal heterogéneo por la diversidad de sus componentes por el momento de la fisiología celular que se considere. Elevada cantidad de agua 80%, se encuentran toda clase de biomoléculas y compuestos intermediarios biológicos.
Se puede presentar en estado viscoso o fluido, pudiendo pasar de un estado a otro, denominadas inclusiones. Se encuentran inmersos los orgánulos celulares y el citoesqueleto.     
Citoesqueleto y sus derivados:red compleja de filamentos por todo el citoplasma, implicado en la morfología celular, su organización interna y sus movimientos. Tres tipos de componentes: microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios.  
    
  • Microfilamentos: Son filamentos más finos. Constituidos por actina, dos formas, la actina G o glubular, va unida a otra proteína, la profilina; la otra forma es la actina F, dos moléculas de actina G. Las funciones son diversas:
    • Contráctil: células musculares, filamentos de actina se asocian con fibras de miosina, permitiendo el deslizamiento entre ambos y provocando la contracción muscular.
    • De soporte: confiriendo rigidez a las microvellosidades.
    • Permitir el movimiento ameboide: de la mmembrana plasmatica que contienen filamentos de actina.
    • Formación del anillo contráctil.
    • Refuerzo de la mmebrana plasmática.
 
  • Filamentos intermedios: desempeñan funciones estructurales, filamentos de queratina, los neurofilamentos que dan resistencia a los axones de las neuronas o filamentos de lámina nuclear.

  •  Microtúbulos: forma de cilindro hueco, proteína globular la tubulina, al polimerizarse forma protofilamentos. Microtúbulo está formado por 13 protofilamentos en círculos y dejando eje central hueco.
    Sus funciones son diversas:
    • Formación del huso mitótico, movimiento de los cromosomas durante la división.
    • ORganización de todos los filamentos.
    • Organización y distribución del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi.
    • Determina la forma de la célula.
    • Transporte de orgánulos. Pueden aparecer dispersos por el citoplasma o bien formar estructuras estables.
Centríolos y centrosoma:
  • Centríolo: Estructura cilíndrica formada por 9 grupos de 3 microtúbulos (triplete), estructura 9+0 (nexina).
  • Centrosoma: en todas las células animales. Consta de cuerpo central, formado por dos centríolos.
      
      
     
     
     
Cilios y flagelos:Prolongaciones de la membrana plasmática dotadas de movimiento. Los cilios son corto y muy numerosos, mientras que los flagelos son largos y escasos; tallo o axonema, zona de transición y el corpúsculo basal.
  • Axonema o tallo: tiene dos microtúbulos centrales y nueve pares o dobletes de microtúbulos periféricos, parten fibras de una proteína (dineína) y parejas de microtúbulos adyacentes están unidas por nexina.   
  • Zona de transición: Desaparece el par de túbulos centrales y aparece la placa basal.
  • Cospúsculo basal: idéntica a la del centríolo (9+0) dos de los microtúbulos periféricos de cada triplete procede del axonema.
La función de cilios y flagelos está con el movimiento, el desplazamiento, protozoos o de los espermatozoides, sea el medio extracelular.




Ribosomas: Pequeñas partículas sin membrana, existen en todas las células.
  • Estructura: Se componen de ARNr y proteínas. Constituidos por dos subunidades, grande y otra pequeña de distinto tamaño en el caso de células procariotas y eucariotas.
    Los de células procariotas tienen un coeficiente de sedimentación de 70S y los de eucariotas 80S. El ARNs se sintetiza en el nucléolo de la célula y las proteínas en el citosol, emigrando al nucleéolo. Salen al citoplasma para formar el ribosoma.
     
     
  • Localización: libres en el citoplasma, aparecen adheridos a la cara externa de las membranas del retículo endoplasmático rugoso y del núcleo. Existen ribosomas 70S libres en el interior de mitocondrias  cloroplastos.
  • Funciones: Síntesis de proteínas, uniendo aminoácidos en un orden determinado. La subunidad mayor tiene como función catalizar la formación de enlaces peptídicos. La menor se une a moléculas de ARNt y ARNm. Los ribosomas libres quedan en el citosol.


 
Sistema de endomembranas y sus derivados:Complejo sistema de vesículas y sacos aplanados, revestidos por membranas y extensamente comunicados, ocupan gran parte del citoplasma en el retículo endoplasmático y en el aparato de Golgi, como las vacuolas, lisosomas y peroxisomas.
Las endomembranas presentan la misma estructura y composición que la membrana plasmática.
  • Retículo endoplasmático: De cavidades membranosas (sacos o cisternas, vesículas y tubos aplanados), espacio central o lumen, establece comunicación con la envoltura nuclear y los sacos del Aparato de Golgi. Se distinguen dos zonas:
    • Retículo endoplasmático rugoso: Lleva adheridos ribosomas. Sus funciones son:
      • Síntesis, almacenamiento y transporte de proteínas; se sintetizan en los ribosomas. Pueden quedarse en la membrana como proteínas transmembrana, o pasar al lumen para ser exportadas.
      • Glucosilación de proteínas; uniéndose a un oligosacárido para convertirse en glucoproteínas. Se inicia en el lumen del RER y se termina en el aparato de Golgi.
  • Retículo endoplasmático liso: Carecen de ribosomas adheridos, abundan en células en el metabolismo lipídico. Sus funciones son:
    • Síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos: fosfolípidos y colesterol.
    • Procesos de detoxificación: Metabolizando sustancias tóxicas y compuestos perjudiciales producidos por el metabolismo, transformándolos en compuestos hidrosolubles y ser eliminados por la orina.
    • Almacenamiento de Ca++: contracción muscular.    
              
- Aparato de Golgi: Muy desarrollado en células animales y muy poco en células vegetales. Suele situarse cerca del nñucleo.
Está constituido por una o varias unidades, denominadas dictiosomas, con forma de disco bicóncavo, de donde se van desprendiendo vesículas de distinto tamaño.
Los dictiosomas presentan dos caras:
  • Cara cis: la más cercada al RE, se desprenden vesículas de transición.
  • Cara trans: se liberan vesículas de secreción que contienen los productos de la actividad del aparato de golgi, se quedan dentro de la célula, constituyendo lisosomas, forman gránulos de secreción que vierten al exterior.
Sus principales funciones son:
  • Glucosilación de lípidos y proteínas: los lípidos y proteínas proceden del RE, sufriendo transformaciones en cada uno, cara trans, saliendo.
  • Sulfatación y fosforilación.
  • Renovación y mantenimiento de las membranas.
 
- Lisosomas:
  • Estructura: vesículas rodeadas por una membrana, enzimas hidrolíticas capaces de digerir la mayoría de las macromoléculas biológicas. Son activas en medio ácido (pH cercano a 5).
  • Tipos: 
    • Lisosomas primarios: se originan a partir del aparato de golgi, no han intervenido en ningún proceso de digestión. Pueden fusionar su membrana con la plasmática (exocitosis) y verter sus enzimas al exterior celular.
    • Lisosomas secundarios.
- Vacuolas: Son orgánulos de las células eucariotas vegetales, llenas de agua con sustancias disueltas, tonoplasto. Sus funciones son variadas:
  • Almacén de sustancias: de reserva, productos de desecho (esencias, nicotina, opio, resinas, cristales de sustancias como el oxalato...)
  • Mantenimiento del volumen y la turgencia celular: presión muy alta.
  • Crecimiento celular: aumento de tamaño a la acumulación de agua en sus vacuolas.
  • Vacuolas contráctiles: características de agua dulce. La vacuola contráctil se encarga de eliminar este exceso de agua; se fusiona con la membrana plasmática de la célula, volviendo nuevamente a iniciarse la fase de llenado.
 
Peroxisomas: En todas las células eucariotas, se tratan de vesículas de menor tamaño que los lisosomas (peroxidasas y catalasas).
Entre sus funciones están:
  • Las peroxidadas, reducen el oxígeno a peróxido de hidrogeno.
  • Debido a su actividad enzimática, intervienen en numerosos procesos metabólicos.
 
Mitocondrias: SOn orgánulos.
  • Estructura: mitocondria presenta los siguientes elementos:
    • Membrana externa: muy permeable, presenta canales por la proteína porina.
    • Espacio intermembranoso: de composición similar al citosol.
    • Membrana interna: repliegues hacia el interior crestas mitocondriales. Aumentan la superficie de la membrana. Membrana prácticamente impermeable a las sustancias.
    • Partículas F.
    • Matriz mitocondrial: sistema coloidal, además de agua, destacan: enzimas del ciclo de Krebs, ADN en forma de doble cadena cerrada sobre sí misma que contiene ribosomas de 70S.
  • Función: respiración.



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


Plastos: Orgánulos citoplasmáticos exclusivos de las células eucariotas vegetales. Su tamaño, forma y número son muy variables.

  • Tipos: Se clasifican en dos grandes grupos:
    • Leucoplastos: Carecen de pigmentos y en la mayoría de los casos almacenan diversas sustancias de reserva.
    • Cromoplastos: Plastos que llevan en su interior un pigmento que les da color. Los que almacenan clorofila constituyen el grupo principal de plastos, cloroplastos que merecen capítulo aparte.
  • Estructura de los cloroplastos: Están constituidos por tres componentes:
    • Envoltura; constituida por una membrana externa muy permeable y una interna. Entre ambas queda un espacio intermembranoso.
    • Tilacoides: Sacos aplanados que se disponen apilados e interconectados entre ellos, formando red interna membranosa. Cada sáculo está constituido por una membrana que rodea un compartimiento.
  • Estroma: queda delimitado por la membrana interna del cloroplasto, y es equivalente a la matriz mitocondrial.
  • Función de los cloroplastos: sus funciones que realizan son:
    • Fotosíntesis: tiene lugar en dos fases: fase luminosa, dependiente de la luz y que se produce en membrana tilacoida,y la oscura, independiente de la luz y se produce en el estroma.
    • Biosíntesis de ácidos grasos, utilizando los gúcidos, NADPH y ATP.
    • Reducción de nitratos a nitritos.
    • Almacenamiento temporal de almidón.
    • Síntesis de algunas proteínas del cloroplasto.



Núcleo: 
  • Características generales: orgánulo principal de la célula eucariótica, reside el material genético (ADN), transmisión del mismo a través. Se encuentra inmerso en el citoplasma, separados por la envoltura nuclear.Presemta entre divisiones, y núcleo en división o mitótico.
  • Núcleo interfásico: 
    • Forma esférica, ovoide o polilobulado.
    • Posición: Suele estar en posición central, hay numerosas excepciones como las células adiposas que lo presentan lateral a las de los epitelios secretores.
    • Número; un núcleo por célula. resultantes de la fusión de varias células uninucleadas como fibras ,usculares esqueléticas o plasmodios que proceden de divisiones sucesivas del núcleo.
    • Tamaño: aumentando considerablemente antes de realizarse la división celular, debido a la duplicación del material genético. La relación existente entre el volumen nuclear y el citoplasmático se expresa mediante un coeficiente.
      Cuando K alcanza un valor mínimo, constante para cada tipo celular.
  • Componentes: Se distinguen en partes:
    • Envoltura nuclear; aísla al núcleo, por un espacio intermembranoso. Presenta adheridos a su superficie ribosomas y tiene continuidad con las cisternas del RE. Las dos membranas se fusionan en algunos puntos.
      Los poros no son simples orificios, sino estructuras más complejas, cilíndrica formada por 8 proteínas gobulares, un gránulo en el centro del complejo y fibrillas proteicas uniendo todas las estructuras.
      • Nucleoplasma: medio interno nuclear. Sistema coloidal formado por agua y numerosas sustancias, nucleótidos, aminoácidos y proteínas. Enzimas con la síntesis de los ácidos nucleidos.
      • Nucléolos: estructuras de gran tamaño, en número variable, aunque en células diploides lo más habitual es que haya 1 o 2.
  • Zona fibrilar: Ocupa parte central del nucléolo. Contiene cromatina con los genes ribosómicos y las moléculas de ARNr resultantes de la transcri`ción de dichos genes.
  • Zona granular: más periférica. Constituida precursoras de los ribosomas.


La cromatina: el ADN de las células eucariotas no se encuentra libre, sino asociado con proteínas. ADN y proteínas recibe el nombre de cromatina. Las proteínas pueden ser de dos tipos:
  • Histonas,carácter básico.
  • No histonas: muy heterogéneas, las enzimas encargadas de la replicación, transcripción y regulación del ADN. Existen proteínas contráctiles de condensación de la cromatina en cromosomas y movilidad. Dos clases de cromatina:
    • Eucromatina: cromatina menos compactada. Procesos de transcripción activa.
    • Heterocromatina: grado de compactaciñon. No se transcribe.