Citología Flashcards
1
Q
Años y científicos que descubrieron la teoría celular (antes y después de comenzarla)
A
1665: Robert Hooke
1674: Antony van Leeuwenhoek
1838 y 1839: Matthias Schleiden y Theodor Schwann
1858: Rudolf Virchow
1880: Louis Pasteur
1881: Santiago Ramón y Cajal
2
Q
1665: Robert Hooke
A
Observando una lámina de corcho en un microscopio simple descubrió que tenía una apariencia porosa (similar a un panel de abejas), denominó células a esos poros. En realidad eran las paredes celulares de tejido vegetal muerto.
3
Q
1674: Antony van Leeuwenhoek
A
En su tiempo libre se dedicaba a tallar lentes y fabricar microscopios, observó por primera vez células libres y descubrió lo que llamó animáculos en una gota de agua estancada. Describió a los protozoos y años después vio bacterias
4
Q
1838 y 1839: Matthias Schleiden y Theodor Schwann
A
Eran un botánico y zoólogo alemanes respectivamente. Iniciaron la teoría celular. Publicaron numerosos artículos en los que demostraban que las células eran los componentes básicos de los tejidos de las plantas y los animales mediante una investigación sistemática al microscopio óptico
5
Q
1858: Rudolf Virchow
A
Fue un anatomopatólogo alemán que amplió la teoría celular al descubrir que las células sólo se podían formar a partir de la división de otras células preexistentes
6
Q
1880: Louis Pasteur
A
Sus experimentos desmontaron la teoría de la generación espontánea
7
Q
1881: Santiago Ramón y Cajal
A
Fue un médico español que dio un valor universal a la teoría celular al demostrar que las neuronas son células individuales, rebatiendo así la teoría reticularista de Gerlach, que sostenía que el sistema nervioso no estaba compuesto por células debido a su estructura reticular
8
Q
Teoría celular
A
Todos los seres vivos están formados por células
La célula es la unidad vital (es la entidad más pequeña con vida)
La célula es la unidad estructural (todos los seres vivos están formados por células)
La célula es la unidad fisiológica (las células tienen todos los mecanismos necesarios para desarrollar las funciones vitales)
La célula es la unidad reproductora (cada una procede de otra anterior que se ha dividido)
La célula es la unidad bioquímica (realiza las reacciones bioquímicas de su metabolismo, incluyendo la síntesis de moléculas que forman su estructura y llevan a cabo sus funciones)
La célula es la unidad genética (contiene la información genética, que sirve para dirigir su propio funcionamiento, y la transmite a las células hijas)
9
Q
Caso especial en la teoría celular de los virus
A
Los virus son seres acelulares, por lo que no son seres vivos. Además, no tienen citoplasma y la membrana plasmática no les pertenece
10
Q
Componentes que tienen todas las células
A
Membrana celular o plasmática
Citoplasma
Material genético
11
Q
Modelos de organización celular
A
Célula procariota: es más sencilla
Célula eucariota: es más compleja, se divide en animal o vegetal
12
Q
Componentes/características de las células procariotas
A
Estructura más simple
El material genético no se une a histonas y está disperso en el citoplasma, formando la región nucleoide. No existe un núcleo diferenciado porque no hay ninguna membrana que separe el material genético del resto de la célula
No tienen estructuras ni orgánulos propios, solo tienen ribosomas como orgánulos citoplasmáticos, que son distintos a los de las células eucariotas
Los ribosomas tienen un índice de sedimentación 70S
Carecen de citoesqueleto, por lo que no hay corrientes citoplasmáticas y no pueden llevar a cabo ni la endocitosis ni la exocitosis
Carecen de esteroles en su membrana plasmática
Presentan una pared de peptidoglucanos (proteoglicanos)
Se encuentran en los organismos unicelulares (móneras)
13
Q
Componentes/características de las células eucariotas
A
Son más complejas y tienen un mayor nivel de organización
Poseen un núcleo diferenciado, el material genético está separado del citoplasma por una membrana
Tienen diversos orgánulos citoplasmáticos, algunos limitados por membranas. Realizan las funciones celulares: la mitocondria, la respiración celular; los cloroplastos, la fotosíntesis; los ribosomas, la síntesis de proteínas…
Los ribosomas tienen un índice de sedimentación 80S
El citoplasma presenta un citoesqueleto formado por filamentos proteicos que crean corrientes citoplasmáticas y permiten la realización de los procesos de endocitosis y exocitosis
En la membrana plasmática hay esteroles (el colesterol da rigidez)
Se encuentran en organismos pluricelulares y unicelulares, como protistas, hongos, plantas y animales
14
Q
Características de la célula eucariota animal diferentes a las de la vegetal
A
Presentan una matriz extracelular llamada glucocálix, que está formada por proteínas ancladas a la membrana por fuera
Posee centrosoma y vacuolas
Aparece en seres vivos de nutrición heterótrofa: protistas (protozoos), hongos y animales
15
Q
Características de la célula eucariota vegetal que la diferencian de la animal
A
Presentan pared celular
Tienen cloroplastos para realizar la fotosíntesis y las vacuolas son tan grandes que desplazan al núcleo
Aparecen en seres vivos de nutrición autótrofa fotosintética: protistas (algas) y plantas
16
Q
Definición de membrana plasmática
A
Es una envoltura continua y laminar que rodea la célula y separa el contenido celular del medio externo. Confiere individualidad a la célula
17
Q
Componentes químicos de la membrana plasmática
A
Dependen del tipo de membrana
Los principales componentes son lípidos y proteínas, que constituyen el 90%, el resto son glúcidos, iones y agua
Los lípidos son normalmente fosfoglicéridos, esfingolípidos y esteroles (colesterol), también puede haber glucolípidos
Las proteínas son muy diferentes dependiendo del tipo celular
Los glúcidos son oligosacáridos a los que se unen lípidos o proteínas, dando lugar a glucolípidos y glucoproteínas
18
Q
Definición del modelo de mosaico fluido
A
El modelo de mosaico fluido afirma que la membrana plasmática no es rígida, sino que es una estructura fluida o dinámica, en la que todos sus componentes se pueden desplazar lateralmente o pueden rotar sobre sí mismos.
La fluidez es un factor determinante en la realización de las funciones
19
Q
Componentes de la membrana plasmática (citar)
A
Doble capa lipídica
Proteínas asociadas a lípidos
Dominios de membrana
Glucocálix
20
Q
Doble capa lipídica
A
Está formada por fosfoglicéridos y esfingolípidos, las colas apolares están colocadas hacia el centro y las cabezas polares hacia el exterior o interior celular, ya que ambos medios están compuestos por agua
Crea una barrera de permeabilidad para la mayoría de moléculas hidrosolubles
Entre las moléculas de la doble capa lipídica hay lípidos esteroles, como el colesterol en las células animales. Su función es regular la fluidez de la membrana
En las células animales los lípidos de membrana tienen unidos una fracción glucídica en la cara externa de la membrana, formando los glucolípidos del glucocálix
21
Q
Proteínas asociadas a lípidos (tipos y función)
A
Proteínas de membrana integrales: a su vez se dividen en proteínas transmembranales, proteínas ancladas a la lámina interna y proteínas externas a la membrana
Proteínas de membrana periféricas: proteínas unidas a otras proteínas
Las proteínas confieren un carácter individual a las distintas membranas, son responsables de la mayoría de las funciones biológicas: regulan la entrada y salida de moléculas específicas, son receptores de señales químicas del medio y las transmiten al interior de la célula, forman las enzimas que catalizan reacciones específicas, etc.
En la cara interna o citosólica forman una malla de proteínas fibrosas, denominada corteza celular, que se une a proteínas transmembranales para reforzar la membrana
En las células animales las proteínas de la cara externa de la membrana están unidas a una fracción glucídica, formando las glucoproteínas del glucocálix
22
Q
Proteínas de membrana integrales (definición y tipos)
A
Están fuertemente unidas a la membrana, solo se pueden separar mediante la rotura de la bicapa utilizando detergentes
Proteínas transmembranales: atraviesan la membrana, ocupan todo el espesor de la bicapa lipídica
Proteínas ancladas a la lámina interna: están unidas a la lámina interna de la bicapa, hacia el citosol
Proteínas externas a la membrana: están completamente fuera de la bicapa, hacia el exterior o hacia el citosol, están unidas a los lípidos de membrana por enlaces covalentes
23
Q
Proteínas de membrana periféricas (descripción y tipos)
A
Están unidas a la membrana mediante interacciones débiles, se pueden separar manteniendo intacta la membrana
Estas proteínas están unidas a otras proteínas por fuera de la bicapa, hacia el citosol o hacia el exterior, la unión se produce por enlaces no covalentes
24
Q
Dominios de membrana
A
Son mecanismos de restricción de los movimientos de la membrana, son reguladores de la bio membrana especializados en funciones concretas
Las células epiteliales del intestino tienen:
Apical: captación de nutrientes
Lateral: entre célula y célula, liberación de nutrientes
Basal: liberación de nutrientes
25
Glucocálix
Característico de las células animales, tiene una fracción glucídica, que son cadenas cortas de azúcares (oligosacáridos), unidas a lípidos y proteínas de membrana, formando glucolípidos y glucoproteínas. Está en la cara no citosólica, es decir, hacia el exterior de la célula
A la fracción glucídica se pueden unir otras moléculas segregadas por la célula y adsorbidas por ella. En el tejido conjuntivo el conjunto de moléculas (colágeno, elastina...) y la fracción glucídica forman la matriz o sustancia intercelular del tejido
26
Funciones del glucocálix
1. Proporciona a la célula una capa viscosa que protege su superficie de agresiones mecánicas y químicas, pero también tiene otras ventajas (en los leucocitos facilita el paso por pasajes estrechos)
2. Interviene en los procesos de reconocimiento y adhesión celular específica
2. a) Reconocimiento: la capa de glúcidos la aporta un “uniforme” distintivo que las células reconocen entre sí para poder interactuar (reconocimiento del óvulo y el espermatozoide)
2. b) Adhesión: en los neutrófilos la fracción glucídica facilita la adhesión a las células que revisten los vasos sanguíneos cuando hay infecciones, lo que los permite migrar por el torrente sanguíneo a la zona infectada
27
Características del mosaico fluido
Los componentes de la membrana forman una estructura fluida y dinámica capaz de responder a las necesidades fisiológicas de la célula
Los lípidos y proteínas se sitúan de manera asimétrica, por lo que las dos caras de la membrana tienen propiedades muy diferentes
La fluidez de la membrana permite que se produzcan los procesos celulares básicos (crecimiento celular, división celular, transducción de señales, endocitosis y exocitosis...)
28
Características/propiedades de la membrana plasmática
1. Autosellado: tiende a cerrarse sobre sí misma, lo que permite los procesos de endocitosis y exocitosis
2. Fluidez: dentro de cada monocapa las moléculas lipídicas se mueven y rotan, pero en muy pocas ocasiones pasan de una capa a la otra (flip-flop)
3. Colesterol: regula la fluidez (aporta rigidez) al encontrarse intercalado entre los lípidos, impide el movimiento de la célula
29
Funciones de la membrana plasmática
1. Estructural
2. Transporte de sustancias
2. a) Transporte pasivo
2. a) i) Difusión simple
2. a) ii) Difusión facilitada
2. b) Transporte activo
2. b) i) Transportadores acoplados
2. b) ii) Bombas impulsadas por ATP
2. b) iii) Bombas impulsadas por luz
2. c) Transporte de macromoléculas
2. c) i) Endocitosis
2. c) ii) Exocitosis
3. Interacción celular
4. Comunicación
5. Recepción y transmisión de estímulos
6. Uniones celulares
30
Función estructural de la membrana plasmática
Es la frontera que separa el contenido de la célula del medio extracelular, delimita y da forma a la célula
31
Función de transporte de la membrana plasmática
Tiene un papel fundamental en la función de relación de las células, es una barrera que controla el tránsito de moléculas hacia el exterior o interior de la célula, posee permeabilidad selectiva (semipermeable) así que permite la entrada o salida de sustancias mediante distintos mecanismos de transporte
Las proteínas pueden transportar 1 soluto (uniporte), 2 solutos en la misma dirección (simporte) o 2 solutos en direcciones opuestas (antiporte)
32
Transporte pasivo
No requiere energía, se produce a favor de gradiente (del más al menos concentrado)
Gradiente de concentración: las moléculas atraviesan la membrana hacia el exterior o interior dependiendo de la concentración de los medios
Gradiente electroquímico: soluto con carga o iones, se dirigen al exterior o interior de la célula según las cargas de los medios. La membrana tiene un diferencia de potencial eléctrico, el exterior es positivo (Na+, K+, Ca2+, Cl-) y el interior es negativo (aniones y K+), este potencial crea el gradiente electroquímico y determina la dirección del transporte
33
Difusión simple
Las moléculas difunden a través de la bicapa lipídica hasta igualar las concentraciones
Cuanto menor es el tamaño de las moléculas y mayor su carácter hidrófobo, mejor difunden porque tienen que pasar por las sustancias hidrófobas de la bicapa
CO2 y O2: moléculas pequeñas que atraviesan rápido la bicapa, etanol: relativamente fácil, glicerol: cuesta más
34
Difusión facilitada
Las moléculas pasan a través de proteínas transmembranales, pueden ser aminoácidos, azúcares, nucleótidos o iones (Na+, Ca2+, Mg2+...)
Las proteínas por las que pasan pueden ser de dos tipos: de canal o transportadoras (permeasas)
35
Proteínas de canal
Tienen un canal interno por el que pasan moléculas de un lado de la membrana al otro, ese canal puede estar siempre abierto o tener una apertura regulada
36
Proteínas de canal siempre abierto
Ej: poros acuosos: permiten el movimiento de moléculas hidrosolubles pequeñas hacia el exterior o interior de la célula
37
Proteínas de canal con apertura regulada
El canal se encuentra cerrado habitualmente, impidiendo el paso de las moléculas, se puede abrir por la unión de un ligando o por un cambio en el potencial de membrana (canales regulados por voltaje)
38
Canales regulados por voltaje
Están formados por proteínas de canal que actúan como “sensores de voltaje”, detectando los cambios de potencial de membrana. Su conformación abierta o cerrada depende de la diferencia de cargas iónicas a ambos lados de la membrana
Permite la propagación de las señales eléctricas en las células nerviosas. El potencial de membrana en reposo es el que tienen las células nerviosas cuando no están transmitiendo un impulso, el exterior tiene carga predominantemente positiva y el interior negativa. Los canales están cerrados.
Cuando reciben una señal, el impulso cambia el potencial de membrana (potencial de acción), los canales regulados por voltaje se abren dejando entrar las cargas positivas al interior y continuando la transmisión del impulso nervioso
39
Canales regulados por ligando
Son proteínas de canal con receptores en la parte externa de la membrana por la que se une un ligando, que abre el canal
Se da en la sinapsis química, por la que se transmite el impulso nervioso de una neurona a la siguiente. El impulso llega a las terminaciones nerviosas de la neurona presináptica, liberando neurotransmisores que son el ligando de la neurona postsináptica. Abren los canales dejando entrar cargas positivas al interior y continuando la transmisión del impulso nervioso
40
Proteínas transportadoras o permeasas
El transporte se realiza mediante un cambio conformacional. En un lado de la membrana la molécula que se va a transportar se une a la proteína por un lugar específico de este, provoca un cambio en su conformación y se libera la molécula por la otra cara de la membrana
Por ejemplo: la proteína transportadora de glucosa que se encuentra en las membranas de las células hepáticas y en otras células de los mamíferos
41
Transporte activo
Se produce en contra de gradiente de concentración o electroquímico, es decir, de menor a mayor concentración. Requiere un gasto de energía y lo realizan proteínas que son capaces de aprovechar una fuente de energía. Se denominan bombas
Hay tres mecanismos: transportadores acoplados, bombas impulsadas por ATP y bombas impulsadas por luz
42
Transportadores acoplados
Transportan simultáneamente una molécula a favor de gradiente y otra en contra, el desplazamiento del soluto a favor de gradiente proporciona la energía necesaria para realizar el transporte en contra de gradiente de la otra molécula
43
Bombas impulsadas por ATP
Acoplan el transporte de una o dos moléculas en contra de gradiente con la hidrólisis del ATP (impulso nervioso)
La bomba de sodio potasio utiliza la energía liberada por la hidrólisis del ATP, se bombea sodio al exterior de la célula y potasio al interior en contra del gradiente electroquímico. Este sistema actúa como proteína de transporte y como enzima ATPasa, en cada ciclo se bombean 3 sodios y 2 potasios
44
Bombas impulsadas por luz
Acoplan el transporte de moléculas en contra de gradiente utilizando la energía luminosa, se da en bacterias
45
Transporte de macromoléculas
Las moléculas de mayor tamaño entran o salen de la célula en el interior de vesículas creadas específicamente para el transporte
El proceso por el que entran las moléculas se denomina endocitosis y por el que salen, exocitosis
46
Endocitosis
Mecanismo por el que la célula capta moléculas del exterior mediante la invaginación de la membrana plasmática, formando una vesícula rodeada de membrana llamada vesícula endocítica o endosomas
Hay dos tipos: pinocitosis y endocitosis mediada por receptores
47
Pinocitosis
Es la captación inespecífica de cualquier molécula que se encuentre en el líquido extracelular, pudiendo ser de mayor o menor tamaño
48
Endocitosis mediada por receptores
Es la captación específica de moléculas mediante ligandos que se unen a los receptores situados en la superficie externa de la membrana plasmática. La proteína clatrina cubre la vesícula endocítica. Por este mecanismo se introducen hormonas y factores de crecimiento, entre otros, en la célula
49
Exocitosis
Mecanismo por el que la célula secreta la mayoría de las moléculas, empaquetadas en vesículas cuya membrana se fusiona con la membrana plasmática, liberando su contenido al exterior. Puede realizarse de manera continua o regulada, como la liberación de los neurotransmisores en la hendidura sináptica
Debe haber un equilibrio entre la endocitosis y la exocitosis para mantener el volumen de la célula, ya que en la endocitosis se pierde una parte de la membrana y en la exocitosis aumenta
50
Función de interacción celular de la membrana
Interviene en la función de relación entre las células, posibilitando que se reconozcan y que se envíen señales, limitando la división por inhibición por contacto. También permite que se adhieran, muy importante en las células cardiacas, que necesitan una gran adhesión para una mayor eficacia y comunicación entre las células. La membrana media las interacciones entre células, haciendo posible el intercambio de información entre ellas.
51
Función de comunicación de la membrana
Endocrina: las moléculas que van a señalizar son hormonas secretadas por glándulas endocrinas. Se transportan por el torrente sanguíneo hasta su célula diana
Paracrina: las moléculas que van a señalizar actúan en células cercanas a donde han sido secretadas, por ejemplo los neurotransmisores
Autocrina: las moléculas son secretadas sobre la misma célula en la que actúan. Por ejemplo, los linfocitos T al activarse reconocen el agente y producen factores de crecimiento que actúan sobre sí mismos
52
Función de recepción y transmisión de estímulos de la membrana
La membrana celular es capaz de recibir estímulos y fabricar una respuesta a ellos mediante proteínas de membrana
La membrana puede encargarse de originar la respuesta, por ejemplo, los neurotransmisores que actúan como ligando de las proteínas de membrana de la neurona postsináptica, abriendo los canales proteicos y permitiendo la entrada de las cargas positivas y la transmisión del impulso nervioso
En otras ocasiones la respuesta celular implica el desencadenamiento de reacciones en el citoplasma. Tras la unión del ligando (PM)al receptor de membrana, se produce una transducción de señales (conversión de una señal extracelular en intracelular). En el citoplasma aparece un SM que provoca una serie de reacciones cuyo final es la respuesta celular
53
Sistema de transducción adenilatociclasa
La señal extracelular llega a la membrana en forma de un ligando (adrenalina)que es el PM al unirse a un receptor de membrana específico. La unión es posible gracias al cambio de conformación en la proteína receptora, que induce la activación de la proteína G situada en el lado interno de la membrana. La proteína G provoca el intercambio de GDP por GTP, activa la enzima adenilatociclasa, que sintetiza cAMP. El cAMP es el SM al ser el responsable de la respuesta intracelular, ya que activa la proteína quinasa dependiente de cAMP (PKA). Esta pone en funcionamiento diversas enzimas en cada célula por su fosforilación, generando un efecto en cadena que acaba con la respuesta fisiológica adecuada a la señal extracelular del PM
54
Consecuencias de la transducción
Cambio metabólico porque actúe sobre una enzima metabólica
Cambio conformacional porque actúe sobre una proteína del citoesqueleto
Cambio en la expresión génica porque actúe sobre una proteína reguladora
55
Función de intervención en las uniones celulares de la membrana
Las células se mantienen unidas mediante estructuras o diferenciaciones que implican a la membrana plasmática
Las uniones se pueden clasificar según su forma (zónulas y máculas) o según su función (desmosomas, ocluyentes o gap)
56
Máculas
Son uniones puntuales que tienen forma redonda u oval
| Desmosomas y gap
57
Zónulas
Son uniones que rodean la célula como un cinturón
| Uniones ocluyentes
58
Desmosomas
Son uniones de anclaje entre células vecinas mediante proteínas transmembrana llamadas cadherinas. Están presentes en la membrana plasmática, se unen con las de la célula contigua. Se anclan en proteínas de unión (placa basal) que a su vez se fijan a filamentos intermedios del citoesqueleto de cada una de las células adyacentes.
Se ponen en contacto los citoesqueletos (se acoplan) para aumentar la resistencia a ser separadas por tensiones mecánicas. Cuando hay desconexión se sueltan (ampollas)
Si en lugar de unir células vecinas, unen las células a la lámina basal se forman los hemidesmosomas
Aparecen entre las células de los epitelios y el músculo cardiaco
59
Uniones estrechas u ocluyentes
Sellan células vecinas para impermeabilizarlas, impidiendo el paso de moléculas hidrosolubles entre ellas. Las proteínas ocludinas se encargan de formarlas y se disponen en cadena formando una barrera similar a la forma de una cremallera. Aparecen en las células del epitelio del intestino ya que hay muchas sustancias hidrosolubles, mejoran la absorción intestinal al evitar el escape de moléculas entre células
60
Uniones comunicantes o gap
Forman canales proteicos (conexones) que comunican mediante unas proteínas, llamadas conexinas, los citoplasmas de las células vecinas. Permiten el paso de iones y moléculas hidrosolubles pequeñas. Aparecen en las células musculares del corazón, para mantener un latido cardiaco regular al intervenir en la diseminación de las ondas de excitación a través del tejido y en la sincronización de las células para coordinar la contracción
Las sustancias atraviesan muy rápido, mejora la comunicación entre células porque actúa como si fuese una única célula
61
Pared celular vegetal: composición química y organización
La pared celular es exclusiva de las células vegetales, se encuentra adosada a la membrana plasmática. Es una forma especializada de matriz extracelular, pero más resistente y organizada que el glucocálix de las células animales
En los vegetales superiores está formada por un componente fibroso en una matriz gelatinosa
El componente fibroso son unas fibras largas de celulosa que se organizan en microfibrillas. La matriz está formada por hemicelulosa, pectina y proteínas
La pared celular presenta distintas capas (primaria y secundaria)
Entre las paredes de células adyacentes hay una capa de unión llamada lámina media que contiene pectina
62
Pared celular primaria
Es relativamente delgada. Se encuentra en las células vegetales en crecimiento pues se puede expandir lentamente y adaptarse al crecimiento celular
63
Pared celular secundaria
Es más gruesa y rígida. Se encuentra en células más maduras. Se forma al terminar el crecimiento celular por depósito de capas nuevas debajo de las antiguas.
Puede estar formada por varias capas diferenciadas por la densidad y orientación de sus microfibrillas de celulosa.
Se pueden depositar sustancias según el tipo celular: lignina, confiere resistencia a la tracción y a la presión en el xilema y el esclerénquima; cutina y ceras, proporcionan impermeabilidad en las células epidérmicas del haz de las hojas; suberina, en el súber del corcho...
64
Funciones de la pared celular vegetal
Confiere una forma estable (poliédrica) a la célula
Proporciona soporte a las células individuales, pero de manera colectiva funciona de “esqueleto” de la planta
Protege a las células contra la abrasión mecánica o contra patógenos
Impide que la célula se rompa por procesos osmóticos causados por la distinta concentración salina entre los medios. Resiste la compresión y la tensión
Es una estructura dinámica que interviene en las interacciones entre las células y se puede modificar para adaptarse a las condiciones cambiantes del ambiente
65
Plasmodesmos
Finos canales que conectan a las células vegetales a pesar de que estén separadas por la pared celular. Atraviesan las paredes celulares y establecen una continuidad ente citoplasmas de células vecinas, favoreciendo la comunicación entre células y el intercambio de sustancias
66
Citoplasma
Región de la célula entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Contiene los orgánulos citoplasmáticos, el citoesqueleto y muchas moléculas. Es un medio gelatinoso, heterogéneo y dinámico que puede cambiar de aspecto con rapidez
67
Citosol
Es un medio coloide, corresponde con la fracción de citoplasma resultante al eliminar los orgánulos y el citoesqueleto. Contiene muchas moléculas (proteínas, enzimas, nucleótidos, azúcares, ARNt, ARNm...) y se comporta más como un gel acuoso que como una solución líquida. En él se realizan muchas reacciones químicas y rutas metabólicas, como la glucólisis en el catabolismo de glúcidos
68
Inclusiones
Son depósitos de sustancias según los tipos celulares
En las células animales hay inclusiones de melanina, un pigmento de color marrón o pardo responsable de la pigmentación de la piel, ojos y pelo; de glucógeno como reserva energética en las células musculares y hepáticas; y de lípidos como reserva energética en las células de tejido adiposo
En las células vegetales hay inclusiones de almidón como reserva energética en las patatas; de carotenoides, pigmentos de color anaranjado y rojo que absorben la luz en zanahorias y naranjas
69
Citoesqueleto
Es una red de fibras de diferente grosor y naturaleza proteica que se extiende por el citoplasma y controla la organización interna de la célula en células animales y vegetales. Es una estructura dinámica que se reorganiza según las necesidades.
Permite a la célula adoptar distintas formas y realizar movimientos. Participa en la división celular, en el movimiento de los orgánulos y establece vías de comunicación entre distintas áreas de la célula
Según el tamaño y estructura de las fibras se pueden distinguir: filamentos intermedios, microfilamentos y microtúbulos
70
Filamentos intermedios
Son estructuras proteicas similares a una cuerda. Se forman por la unión longitudinal de varias unidades de longitud, cada una de ellas contiene un número de unidades básicas. Cada unidad básica está formada por cuatro cadenas proteicas (tetrámero) unidas en dos dímeros
Son los más resistentes y estables de los tres tipos de filamentos. Se encuentran en el citoplasma de las células animales
Hay distintos tipos de filamentos: de queratina, neurofilamentos, de la lámina nuclear y anclados a la membrana
71
Filamentos de queratina
Aparecen en las células epiteliales, el pelo, las plumas y las garras de los animales. Cada tejido o estructura tiene su propia combinación de queratinas
72
Neurofilamentos
En el tejido nervioso. Constituyen una parte importante del citoesqueleto de los axones y dendritas de las neuronas
73
Filamentos de la lámina nuclear (lámina proteica)
Se disponen en la cara interna de la membrana nuclear
74
Filamentos anclados a la membrana
En los sitios donde hay uniones intercelulares, como los desmosomas
75
Microfilamentos
Son estructuras filamentosas finas y flexibles, constituidas por la proteína actina, cuyas unidades globulares se unen entre sí formando polímeros helicoidales en forma de hebra. Las unidades globulares pueden montarse y desmontarse variando la longitud de los microfilamentos según las necesidades
Se disponen dispersos en el citoplasma o concentrados debajo de la membrana plasmática formando haces o redes
Pueden cumplir diferentes funciones, algunas características de determinados tipos celulares
76
Funciones de los microfilamentos
Forman una red debajo de la membrana plasmática, en la capa de citoplasma denominada corteza celular. Sirve de refuerzo, mantiene o modifica la forma de la célula e interviene en la locomoción. Por ejemplo, es responsable del deslizamiento celular (la actina se polimeriza al borde de la célula, empujando la membrana plasmática y formando una evaginación llamada lamelipodio que se adhiere a la superficie, de modo que la célula se arrastra hacia delante). Este mecanismo es utilizado por los neutrófilos para migrar desde el torrente sanguíneo hacia los tejidos infectados
Actúan como soporte aportando rigidez y manteniendo la forma de manera permanente en las microvellosidades intestinales
Intervienen en la contracción celular al formar haces contráctiles que actúan como “músculos” de la célula
Forman el anillo contráctil que divide el citoplasma (citocinesis) tras la división del núcleo en células animales
Participan en los procesos de motilidad por el interior de la célula. Los filamentos de actina forman carriles sobre los que la miosina facilita el desplazamiento de una vesícula unida a ella
77
Miofilamentos
Son los microfilamentos más conocidos. Se encuentran en las fibras musculares del músculo esquelético, son los responsables de la contracción muscular y, por tanto, de la capacidad de los vertebrados para correr, caminar, nadar o volar
Son de dos tipos: gruesos, formados por la proteína miosina, y finos, formados por la proteína actina.
Los filamentos de miosina son asociaciones de varias moléculas de miosina, cada una compuesta por dos cabezas con actividad ATPasa y una cola
78
Disposición de los filamentos gruesos entre los filamentos finos
Forman tres bandas
Banda A: longitud total del filamento de miosina (incluida la zona de superposición con los filamentos de actina)
Banda H: zona donde solo hay filamentos de miosina
Banda I: zona donde solo hay filamentos de actina
79
Disco Z y contracción
Los filamentos de actina se anclan en una lámina formada por una red de proteínas llamada disco Z. La zona comprendida entre dos líneas Z se denomina sarcómero. Cuando se produce la contracción, los filamentos de actina se deslizan entre los de miosina, la banda I se hace más corta y la H casi desaparece. La actividad ATPasa de las cabezas de la miosina aporta la energía necesaria. Los filamentos de miosina y actina no modifican su longitud.
Cuando entra calcio, troposina y tropomiosina en las células del músculo, los dos últimos hacen que se libere el hueco por el que intercatúan la miosina y la actina para que se una el calcio y puedas interactuar
80
Microtúbulos
Son tubos proteicos huecos, largos y cilíndricos formados por subunidades de la proteína tubulina. Cada subunidad es un dímero compuesto por dos proteínas globulares, una α y otra β tubulina. Estas subunidades se pueden asociar por polimerización y separarse por despolimerización
Se forman y organizan a través de centros organizadores de microtúbulos (COM). En las células animales, el centro organizador es el centrosoma, mientras que en las vegetales son zonas densas de material amorfo situadas en alrededor de la superficie del núcleo
81
Funciones de los microtúbulos
Intervienen en la organización de otros componentes del citoesqueleto, por lo que mantienen la morfología celular
Contribuyen a situar los orgánulos en la posición idónea. En las células secretoras orientan el aparato de Golgi hacia el lugar de secreción
Sirven como guías por las que se transportan vesículas y orgánulos por el citoplasma (transporte axonal)
Constituyen las fibras del huso acromático durante la división celular
Forman los centriolos
Forman los cilios y flagelos, siendo esenciales para su movimiento
82
Centrosoma
Es un orgánulo característico de las células animales, situado cerca del núcleo cuando la célula no está en división. Organiza y controla el número de microtúbulos, su localización y orientación en el citoplasma. Es el COM en las células animales. Forma el huso en división
Está formado por dos centriolos, estructuras cilíndricas perpendiculares entre sí y rodeadas por la matriz pericentriolar (PCM) que contiene anillos de y-tubulina, a partir de los cuales se produce el crecimiento de los microtúbulos por unión de los dímeros de αβ-tubulina
El diplosoma es la estructura formada por los dos centriolos perpendiculares
El conjunto de microtúbulos que irradian del centrosoma o de un polo del huso mitótico son las fibras del áster
83
Centriolo
Tiene una estructura interna formada por 9 grupos de 3 microtúbulos cada uno (triadas), denominados A, B y C, que están asociados entre sí en toda su longitud. Los tripletes adyacentes se unen mediante la proteína nexina que conecta el A con el C de la triada contigua. El A también se conecta con el centro del centriolo mediante una fibra en disposición radial
En el centro no hay nada, a diferencia del flagelo
84
Función del centrosoma
Durante la división del núcleo en las células animales su función es formar el huso mitótico
85
Cilios y flagelos
Son estructuras piliformes, cubiertas de membrana plasmática, dotadas de movimiento y que sobresalen de la superficie en algunas células eucariotas. Se diferencian en tamaño, número y tipo de movimiento, pero no en su estructura.
Los cilios son cortos y numerosos. Aparecen en muchas células eucariotas y sirven para el desplazamiento de la célula o bien para provocar el movimiento del medio. Las células epiteliales de las vías respiratorias humanas presentan cilios para barrer y expulsar el mucus que atrapa polvo, células muertas y patógenos
Los flagelos son largos y escasos. Aparecen en protozoos, espermatozoides. Su función es el desplazamiento de la célula.
Los cilios y flagelos tienen dos partes, una que sobresale del citoplasma llamada tallo o axonema y otra situada en el citoplasma llamada cuerpo basal
86
Cuerpo basal de los cilios y flagelos
Tiene una estructura idéntica a la de los centriolos, es el origen de los microtúbulos que forman el axonema
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Axonema o tallo de los cilios y flagelos
Está rodeado de citoplasma. Su estructura interna está formada por 9 grupos de 2 microtúbulos (dímeros) denominados A y B. Están dispuestos alrededor de una par de microtúbulos centrales rodeados a su vez por una vaina central. El A de cada pareja tiene unidas dos hileras de la priteína dineina, que se extienden hacia el microtúbulo adyacente. De cada A parten fibras radiales dirigidas hacia la vaina central. Los pares adyacentes de microtúbulos están unidos por la proteína nexina
88
Ribosomas
Orgánulos globulares pequeños, no rodeados por membrana y constituidos por proteínas asociadas a ARNr. Presentan dos subunidades, la menor 40S y la mayor 60S. El ribosoma completo es 80S.
Se pueden encontrar libres en el citoplasma, formando polirribosomas (cadenas polisomas), adosados al RE por su parte externa formando el RER o en el interior de mitocondrias y cloroplastos. Cada ribosoma hace su proteína.
Los polirribosomas son varios ribosomas leyendo una misma cadena de ARNm, formando una cadena. Se produce muchas moléculas de proteínas a partir de un ARNm
Se originan en el nucleolo
89
Subunidad mayor de los ribosomas
Formada por ARNr 28S, 5.8S y 5S y 49 proteínas ribosómicas. Tiene dos lugares para los ARNt, el locus P (peptidil ARNt) y el locus A (aminoacil ARNt), y un lugar denominado locus E (exit, salida) en el que se sitúa el ARNt antes de salir del ribosoma tras haber cedido su aminoácido
90
Subunidad menor de los ribosomas
Está formada por ARNr 18S y 33 proteínas ribosómicas
91
Función de los ribosomas
Es la traducción o síntesis de proteínas. La subunidad menor se une a ARNm que porta la información genética procedente del núcleo para formar una proteína o una cadena polipeptídica. Luego se une la subunidad mayor, el ribosoma recorre el ARNm traduciendo su información y sintetizando la nueva proteína o cadena polipeptídica a expensas de los aminoácidos que llegan al ribosoma unidos al ARNt.
92
Sistema de endomembranas
El RE, el aparato de Golgi, los endosomas, lisosomas y vacuolas lo forman. Cada uno es un compartimento individual delimitado por una membrana simple. Todos forman una unidad coordinada y dinámica en la que las moléculas (proteínas, lípidos y polisacáridos) se mueven de una parte a otra de la célula
Constituye la vía biosintética o secretora de la célula. En ella se sintetizan moléculas, principalmente proteínas en el RE, se modifican en el RE y se dirigen al aparato de Golgi para se modificadas más todavía y ser distribuidas a destinos como la membrana plasmática, un orgánulo o el espacio extracelular.
El transporte de moléculas entre orgánulos se realiza por vesículas que brotan del orgánulo emisor y se funden con la membrana del receptor, liberando su contenido al interior de éste
93
RE
Es un sistema de membranas que forman una red de sacos aplanados y tubos interconectados que recorren gran parte del citoplasma y delimitan un espacio interno denominado espacio luminal, luz o lumen. Desprende vesículas al exterior.
Hay dos tipos REL y RER
Finalmente se produce el empaquetamiento de moléculas en vesículas de transporte que brotan del RE y se fusionan con el aparato de Golgi. En el RER las vesículas se producen en zonas desprovistas de ribosomas
94
Diferencias morfológicas entre el REL y RER
El RER tiene ribosomas en la cara externa de su membrana, está constituido por sacos aplanados y vesículas y se continúa con la membrana externa de la envoltura nuclear
El REL no presenta ribosomas, está constituido por túbulos y vesículas y se sitúa en la zona más alejada del núcleo
95
Funciones biológicas del RER
Síntesis de proteínas en los ribosomas adosados a su membrana. La mayoría pasan a la luz del retículo para viajar por el sistema de membranas, otras se quedan en la membrana del retículo como proteínas transmembranales
Procesamiento: la mayoría de proteínas que ingresan en el espacio luminal sufren alguna modificación (se pliegan o se unen a ellas cadenas cortas de oligosacáridos, proceso denominado glucosilación, que dará lugar a las glucoproteínas)
Síntesis de cadenas de glúcidos y síntesis de fosfolípidos que se liberan al lumen para viajar por el sistema de membranas o se quedan en la membrana del retículo
Biosíntesis de membranas: las membranas del retículo crecen al insertarse las proteínas y lípidos recién sintetizados, fragmentos de estas membranas, mediante vesículas, pasarán a formar parte de otros orgánulos de la célula
Transporte de moléculas por el espacio luminal
96
Funciones biológicas del REL
Síntesis de algunos lípidos, como las hormonas esteroideas en las células endocrinas de las gónadas y las células de la corteza de las glándulas suprarrenales
Detoxificación de moléculas, como fármacos y alcohol en las células hepáticas. Degradan sustancias liposolubles (medicamentos, vitaminas, etc.) y las convierten en sustancias hidrosolubles para ser excretadas. En el REL se encuentran las enzimas que lo realizan, las células que detoxification amplían sus REL
Acumulación de iones Ca2+: las células musculares acumulan iones calcio en su retículo porque son necesarios para la contracción muscular, cuando se produce la contracción los iones calcio del REL se liberan al citosol y luego se recuperan mediante la bomba de calcio para que vuelvan a estar disponibles en el REL para una nueva contracción
Transporte de moléculas por el espacio luminal
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Aparato de Golgi
Es un sistema de membranas que forman una pila de sacos aplanados (cisternas), apilados de forma regular y característica. Cada pila contiene entre 3 y 20 cisternas, que son aplanadas por el centro y en los extremos presentan un engrosamiento del que se desprenden vesículas. Alrededor del aparato de Golgi hay vesículas que pueden proceder del RE (vesículas de transporte) o que pueden desprenderse de los sáculos (vesículas de secreción)
Cada pila de cisternas (dictiosoma) tiene dos caras distintas, una de entrada cis y una de salida trans. La cara cis está más próxima al retículo, la trans más cerca de la membrana plasmática. Entre ambas caras hay una serie de cisternas intermedias
Las moléculas que ingresan por la cara cis por medio de vesículas de transporte, viajan a través de las cisternas mediante vesículas que brotan de una cisterna y se fusionan con la siguiente. Salen por la cara trans en vesículas de secreción destinadas a la superficie celular o a otros orgánulos
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Funciones del aparato de Golgi
Recibir moléculas del RE en vesículas de transporte
Modificación de lípidos y proteínas dando lugar a formas maduras funcionales. Se produce una modificación de la glucosilación de los glucolípidos y glucoproteínas procedentes del RE
Síntesis de la mayor parte de los polisacáridos complejos, como la pectina y la hemicelulosa de la pared celular
Empaquetamiento y secreción de las moléculas, ya maduras, en las vesículas de secreción. La cara trans funciona como una planta clasificadora y empaquetadora que dirige las moléculas a su destino final
Formación de membranas, cuando las vesículas quedan vacías al expulsar su contenido se unen a la membrana plasmática incrementando la superficie celular, ayudando a reponer los fragmentos de membrana que se pierden en la endocitosis
99
Vesículas de secreción del aparato de Golgi
Pueden permanecer en el citoplasma y formar lisosomas o peroxisomas, o pueden dirigirse a la membrana plasmática para fusionarse con ella y proveerla de lípidos y proteínas o para secretar su contenido al exterior de la células, como ocurre en las células que secretan hormonas
Vía de secreción regulada: en células especializadas en secreción las vesículas que provienen de la cara trans pueden quedarse almacenadas en el citoplasma esperando a que llegue una señal o estímulo que provoque su fusión con la membrana para secretar
Vía de secreción constitutiva: las vesículas que provienen de la cara trans se dirigen directamente a la membrana plasmática para reponer sus componentes
100
Endosomas
Son compartimentos delimitados por membrana que se forman cuando la membrana plasmática se invagina y capta material del medio por endocitosis. Forman parte de la vía endocítica que se ocupa del movimiento y la distribución de los materiales captados por endocitosis
Se mueven desde la región periférica de la célula hacia el interior del citoplasma hasta un lisosoma, en el que se realiza la digestión del material captado por endocitosis
101
Lisosomas
Son vesículas o sacos delimitados por membrana. Contienen enzimas hidrolíticas que catalizan la degradación de moléculas a fin de realizar la digestión intracelular controlada
Las enzimas digestivas de los lisosomas se sintetizan en el RER y se transportan por el aparato de Golgi, durante el recorrido son marcadas con la manosa 6-fosfato, así que al llegar a la cara trans de son reconocidas y se empaquetan en vesículas que originan los lisosomas primarios. Éstos se fusionan con vesículas que contienen material que hay que digerir, originando los lisosomas secundarios (fagolisosomas, endolisosomas, autofagolisosomas)
Una vez terminado el proceso digestivo el lisosoma se transforma en un cuerpo residual cuyo contenido puede eliminarse de la célula por exocitosis o puede conservarse en el citoplasma como un gránulo de lipofuscina
102
Funciones biológicas de los lisosomas
Digerir moléculas procedentes del exterior (heterofagia): las partículas de gran tamaño son captadas por fagocitosis, originando un fagosoma que se fusiona con los lisosomas generando un fagolisosoma. El líquido y las moléculas extracelulares son captadas en endosomas que envían su contenido a los lisosomas, originando un endolisosoma
Digerir partículas de la propia célula (autofagia), como mitocondrias y orgánulos envejecidos. Una membrana doble rodea el orgánulo y crea un autofagosoma que se fusiona con los lisosomas dando un autofagolisosoma
103
Vacuolas
Son vesículas de gran tamaño delimitadas por membrana. En las células vegetales suele haber una vacuola central que puede ocupar hasta el 90% de su volumen
104
Funciones biológicas de las vacuolas
Almacenar sustancias de reserva como almidón, proteínas, etc. por ejemplo en el endospermo de muchas semillas
Almacenar sustancias especiales como pigmentos que atraen a los insectos o sustancias tóxicas que se liberan como defensa cuando la célula sufre un ataque de un herbívoro
Aislar productos de desecho derivados del metabolismo celular y que por ser tóxicos no pueden estar libres en el citoplasma
Regular la presión osmótica pues su contenido en agua es variable. Acumulan intracelularmente el exceso de agua
Contener enzimas hidrolíticas para realizar la digestión intracelular, ya que las células vegetales carecen de lisosomas
105
Peroxisomas
Son vesículas delimitadas por membrana. Comparten varias propiedades con las mitocondrias, ya que ambos orgánulos participan en el metabolismo oxidativo y se forman por división de preexistentes
Contienen enzimas oxidasas y catalasas. Las enzimas oxidasas utilizan oxígeno molecular para oxidar moléculas orgánicas, lo que produce el peróxido de hidrógeno (H2O2) que por ser tóxico es degradado por las catalasas
106
Funciones biológicas de los peroxisomas
Realizar el catabolismo de ciertas moléculas, como las púricas o los ácidos grasos
Detoxificar moléculas, por ejemplo, el etanol reacciona con el peróxido de hidrógeno y se transforma en acetaldehído
107
Mitocondrias
Son orgánulos rodeados por una doble membrana: la membrana mitocondrial externa y la interna. Entre ellas se encuentra el espacio intermembranoso
Interna: presenta invaginaciones llamadas crestas mitocondriales, tiene un altísimo contenido en proteínas (el mayor de las membranas celulares) y en cardiopilina (un fosfolípido que la hace impermeable a los compuestos cargados)
El espacio interno de la mitocondria se llama matriz mitocondrial
Externa: contiene proteínas porinas, que permiten el paso de sustancias
En la matriz hay ribosomas y ADN bicatenario y circular. Las mitocondrias se dividen de manera similar a las bacterias y sintetizan algunas de sus propias proteínas
El número de mitocondrias varía según las necesidades energéticas de la célula, cambian constantemente de forma y posición y se acumulan en los lugares donde se necesite un aporte energético
108
Función biológica de las mitocondrias
Es la respiración celular, proceso de catabolismo en el que se oxidan nutrientes como glucosa o ácidos grasos a fin de obtener energía en forma de ATP
109
Cloroplastos
Son orgánulos vegetales rodeados por una doble membrana: membrana plastidial externa e interna. Entre ellas se encuentra el espacio intermembranoso
El espacio interno se llama estroma y está surcado por unos sáculos alargados llamados tilacoides delimitados por membranas tilacoidales. Los tilacoides pueden disponerse formando pilas, en cuyo caso se denominan grana. Se cree que el espacio interior de cada tilacoide se comunica con el de otros
En el estroma hay ribosomas y ADN bicatenario y circular. Los cloroplastos se dividen de manera similar a las bacterias y sintetizan algunas de sus propias proteínas
Todas las partes verdes de una planta contienen cloroplastos pero donde se realiza la mayor parte de la fotosíntesis es en las hojas
110
Función biológica de los cloroplastos
Es realizar la fotosíntesis, proceso del anabolismo en que se obtiene materia orgánica a partir de inorgánica utilizando ATP obtenido a partir de energía luminosa captada por la clorofila, pigmento fotosintético situado en la membrana de los tilacoides
111
Núcleo
El núcleo de la célula fue descubierto por Brown en 1833. Es un elemento constante en las eucariotas, a diferencia de las procariotas
Presenta dos estados morfológicos y funcionales: núcleo interfásico y núcleo en división
112
Núcleo interfásico
Estado del núcleo durante la interfase del ciclo vital de la célula (entre dos divisiones o fases M sucesivas). Se presenta como un orgánulo individualizado y separado del citoplasma por la membrana nuclear. Las moléculas de ADN de su interior están dispersas, estiradas y entremezcladas, por lo que no se pueden distinguir individualmente. Forman la cromatina (cromosomas interfásicos)
Elementos del núcleo en interfase: envoltura nuclear, nucleoplasma, nucléolo y moléculas de ADN en forma de cromatina
113
Envoltura nuclear
Formada por una doble membrana. La externa se continúa con la membrana del RER, la interna tiene proteínas de anclaje para la unión de filamentos proteicos (intermedios) de la lámina nuclear. Ésta se encuentra debajo de la membrana nuclear interna y está en contacto con el nucleoplasma. La lámina nuclear refuerza la membrana, actúa como lugar de unión de cromosomas interfásicos e interviene en los procesos de organización de la membrana en la división e interfase. El espacio entre la membrana nuclear externa y la interna se llama espacio perinuclear.
La envoltura nuclear está perforada por poros nucleares, que comunican el citoplasma con el núcleo y sirven para la circulación en ambas direcciones. Las moléculas pequeñas pasan de manera no selectiva y las grandes (ARN, proteínas, subunidades ribosomales...) de forma selectiva
114
Poros nucleares
Canales proteicos compuestos por 100 proteínas diferentes, que forman 8 bloques proteicos dispuestos de forma octogonal en ambas superficies de la envoltura. Se forman los anillos externo e interno, las paredes laterales del poro y un sistema de anclaje a zonas de fusión entre la membrana externa e interna. De los anillos parten fibrillas proteicas que intervienen en el proceso de transporte, forman una estructura similar a una jaula en el interior del núcleo
115
Función de la membrana/envoltura nuclear
Actuar como barrera selectiva entre el citosol y el nucleoplasma. Las sustancias pasan a través de los poros o de la propia membrana
116
Nucleoplasma
Medio interno del núcleo. Formado por diversas moléculas, principalmente nucleótidos y enzimas relacionadas con la transcripción y la duplicación
117
Función del nucleoplasma
Constituir el medio en el que se producen procesos como la transcripción y la síntesis de ácidos nucleicos
118
Cromatina
Aspecto en filamentos largos, delgados y enmarañados de las moléculas de ADN (material hereditario) durante la interfase. Está formada por ADN y proteínas, creando un complejo de nucleoproteínas
Existen dos tipos: eucromatina y heterocromatina
119
Eucromatina
Cromatina de aspecto extendido o desplegado. Está siendo transcrita, por lo que corresponde a zonas de cromatina activa
120
Heterocromatina
Cromatina de aspecto denso y muy condensada. Corresponde a zonas de cromatina inactiva, es decir, que no está siendo transcrita
Hay dos tipos: constitutiva y facultativa
121
Heterocromatina constitutiva
Cromatina que permanece permanentemente condensada. En los mamíferos corresponde a la zona del centrómero y de los telómeros. La mayoría de esta heterocromatina no contiene genes y, si por error los adquieren, no suelen expresarse
122
Heterocromatina facultativa
Cromatina que se condensa e inactiva de manera específica durante fases concretas de la vida de un organismo o durante la diferenciación celular
123
Nucléolo
Estructura más o menos esférica situada en el interior del núcleo interfásico. No está rodeado por una membrana. Lo constituyen ADN, ARN y proteínas.
En él se forman las subunidades ribosomales, formadas por proteínas y distintos tipos de ARNr, y se exportan al citoplasma para que realicen su función
En él convergen los genes que transcriben para ARN 45S (pre-ARN) situados en los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22. Ya transcrito, se escinde en los ARNr 18S, 28S y 5’8S de los ribosomas y se une a las proteínas procedentes del citoplasma y al ARN 5S transcrito en el citoplasma
Las subunidades ribosomales se dirigen al citoplasma por los poros de la envoltura nuclear
Se pueden distinguir tres regiones: centro fibrilar, componente fibrilar denso, componente granular
124
Centro fibrilar
Contiene ADN que no está siendo transcrito activamente
125
Componente fibrilar denso
Contiene ADN que está siendo transcrito y ARN en proceso de transcripción
126
Componente granular
Formado por las unidades ribosomales en formación
127
Núcleo en división
En división la célula sufre varios cambios morfológicos y funcionales: la membrana nuclear se fragmenta, ésta y el nucléolo dejan de ser visibles y la cromatina se condensa dando lugar a los cromosomas
128
Cromosomas
Aspecto que presenta el material hereditario en división o fase M del ciclo vital de la célula. Están formados por ADN y proteínas que constituyen un complejo de nucleoproteínas en su máximo grado de condensación
129
Cromosoma metafásico
Formado por dos moléculas idénticas de nucleoproteínas, cada una formando una cromátida. Las dos cromátidas de un cromosoma se llaman cromátidas hermanas
130
Telómero
Extremos de las cromátidas, formados por secuencias repetidas de ADN. Su función es contrarrestar la tendencia de los cromosomas a acortarse en cada replicación y mantener su individualidad evitando que se fusionen entre ellos
131
Centrómero
Estrechamiento en cada cromátida denominada constricción primaria, mantiene unidas las cromátidas hermanas. Durante la mitosis es el lugar en el que se forma el cinetocoro
132
Cinetocoro
Complejo proteico al que se unen microtúbulos del huso mitótico
133
Satélites
Estructuras esféricas en los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 separadas del cromosoma por constricciones secundarias. En la interfase originan el nucléolo. Contienen los genes que codifican para ARN 45S (pre-ARNr)
134
Brazos cromosómicos
Son las dos partes del cromosoma que se obtienen al dividirlo transversalmente por el centrómero. Cada brazo tiene una parte de la cromátida por duplicado
135
Tipos de cromosomas según la posición del centrómero
Metacéntrico: el centrómero está en el centro del cromosoma, los dos brazos son iguales
Submetacéntrico: el centrómero se encuentra algo alejado del centro del cromosoma, un brazo es más largo que el otro
Acrocéntrico: el centrómero está claramente alejado del centro del cromosoma, un brazo es mucho más largo que el otro
Telocéntrico: el centrómero está en el telómero, prácticamente solo existe un brazo
136
Número de cromosomas en los organismos de reproducción sexual
Son diploides, es decir, tienen dos juegos cromosómicos, uno del padre y otro de la madre. Cada célula, excepto los gametos, tienen dos ejemplares de cada cromosoma. Los cromosomas paternos y maternos de un mismo par se denominan cromosomas homólogos
137
Número de cromosomas en humanos
Cada individuo tiene 46 cromosomas en todas sus células, excepto en los gametos. 23 proceden de la madre, formando un juego cromosómico, y 23 del padre, constituyendo el segundo juego cromosómico. Somos diploides (2n) porque tenemos dos juegos cromosómicos
138
Fórmula genómica
2n = 46 (23 pares de cromosomas homólogos en sus células, de los que 22 son autosomas (no contienen información de los caracteres sexuales) y un par, denominados cromosomas sexuales o heterocromosómicos, sí contienen la información del carácter sexo
En las mujeres son XX, en los hombres XY, éstos no son completamente homólogos
139
Cariotipo
Presentación del grupo de cromosomas de una célula, por tanto de un individuo, ordenados por parejas de homólogos y de mayor a menor tamaño. Los cromosomas sexuales aparecen los últimos
140
Ciclo celular
Secuencia ordenada de eventos durante la vida de una célula, desde que se divide hasta que se vuelve a dividir. Su objetivo es duplicar de manera exacta el ADN cromosómico para distribuir las copias a las células hijas genéticamente iguales
141
Ciclo celular de las células eucariotas
Se divide en interfase y división
142
División (fase M)
Se produce la mitosis o división del núcleo y la citocinesis o división del citoplasma
143
Interfase
Periodo entre una división y la siguiente, consta de tres fases: crecimiento celular, transcripción y traducción. Sintetiza las proteínas necesarias para realizar su función
G1 (+G0), S, G2
144
G1
Periodo de la interfase entre el final de la fase M y el inicio de la fase S
Tiene lugar la traducción y transcripción
Se produce el crecimiento de la célula y su preparación para la síntesis (fase S). Se llevan a cabo procesos metabólicos y catabólicos
145
G0
La célula se especializa y se diferencia, en cada célula la duración es distinta. Es una fase de espera, no de latencia (reposo hasta que las condiciones sean favorables)
Las células nerviosas, del músculo cardiaco y del músculo esquelético se encuentran en esta fase toda su vida
146
Fase S (síntesis)
La célula duplica su ADN nuclear (en cantidad, pero no en información) para repartir a las células la información genética completa. En las animales los centrosomas comienzan a duplicarse
147
G2
Periodo de la interfase entre el final de la fase S y el inicio de la M. Se da la traducción y transcripción. La célula crece, acaba la duplicación de los centrosomas y se duplican los orgánulos. La célula se prepara para la división (fase M)
148
Puntos de control del ciclo celular
Hay en las fases G1, G2 y M. En ellos se decide si se continúa el ciclo hacia la siguiente fase o se detiene
En el de la G1 se comprueba si todo está correctamente y si el medio es favorable para la síntesis
En el de la G2 la célula comprueba que la replicación se haya realizado adecuadamente y que se hayan reparado los daños del ADN
En el de la fase M se confirma si los cromosomas están unidos al huso
149
Mitosis
Es la división del núcleo de la célula, se reparte equitativamente el material hereditario a las células hijas, que tendrán la misma dotación genética que la célula progenitora (disminuye el número de cromátidas, pero no el de cromosomas ni la información)
De una célula diploide se obtienen 2 células hijas diploides (2n)
Es un proceso continuo que consta de 4 fases: profase, metafase, anafase y telofase
150
Reproducción asexual en eucariotas
Mitosis
151
Profase
Mediante la lámina nuclear, la envoltura nuclear se desorganiza y disgrega en forma de vesículas
Las cromátidas comienzan a condensarse y los cromosomas, formados por cromátidas hermanas, empiezan a ser visibles
El nucléolo deja de ser visible, ya que al condensarse las cromátidas pasa a formar parte de los satélites de los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22
Los dos centrosomas, unidos desde la duplicación en interfase, se separan y mueven hacia los dos polos opuestos de la célula, originando los polos del huso acromático o mitótico
Los centrosomas, por la polimerización de la tubulina, forman microtúbulos que se dirigen al centro de la célula. Los microtúbulos interpolares conectan con otros del centrosoma del polo opuesto
Al final de la profase, se forman los cinetocoros en el centrómero
152
Metafase
La membrana nuclear y el nucléolo dejan de ser visibles
Los cromosomas se encuentran en su máximo grado de condensación
Algunos microtúbulos de los centrosomas contactan con los cromosomas por los cinetocoros, formando los microtúbulos del cinetocoro
El huso mitótico está compuesto por los microtúbulos interpolares, los del cinetocoro y los del áster (rodeando a los centriolos)
Los cromosomas se alinean en el ecuador del huso, formando la placa metafásica. Los microtúbulos de los dos cinetocoros de un mismo cromosoma se mueven hacia polos opuestos, provocando la disyunción de las cromátidas hermanas en anafase
153
Anafase
Los microtúbulos del cinetocoro se acortan por despolimerización, las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia los polos opuestos del huso
Los microtúbulos interpolares, por el contrario, se alargan y alejan de los polos de la célula
154
Telofase
Las cromátidas llegan a los polos opuestos de la célula
Se reconstruye la envoltura nuclear alrededor de cada uno de los grupos de cromátidas, mediante la lámina nuclear para que las vesículas se agrupen y fusionen
Las cromátidas se descondensan hasta formar la cromatina
Se reanuda la transcripción y el nucléolo vuelve a ser visible
Los microtúbulos del cinetocoro se desensamblan y los interpolares siguen alargándose
155
Citocinesis
Es la división del citoplasma de la célula al final de la fase M, comienza en la telofase. Es distinta en células animales y vegetales
Las mitocondrias y los cloroplastos se duplican y se reparten entre las células hijas, el sistema membranoso se fragmenta y reparte entre las células hijas
Tras la mitosis y la citocinesis, una célula 2n=4 CRM forma dos células hijas 2n=4 CRT
Durante el periodo S de interfase la célula duplica su ADN, cada cromátida (formada por una molécula de ADN) se duplica, formando dos cromátidas iguales unidas por el centrómero. Finalmente, la dotación cromosómica de cada célula hija será 2n=4 CRM (igual que su progenitora)
156
Citocinesis en células animales
La actina y la miosina forman un anillo contráctil en el ecuador de la célula que genera un surco divisorio. Se divide en dos células hijas por estrangulamiento
157
Citocinesis en células vegetales
Se forma un tabique de separación, llamado fragmoplasto, por la condensación de vesículas del aparato de Golgi, que contienen precursores de la lámina media y de la pared celular. Crece en el ecuador de la célula desde el centro hacia la periferia y está delimitado por las membranas de las vesículas
158
Objetivo de la mitosis
Generar nuevas células para el crecimiento y mantenimiento del organismo pero manteniendo en número de cromosomas
159
Mitosis en humanos
Las células somáticas (2n=46 CRM) originan dos células 2n=46 CRT, tras el periodo S de interfase, la dotación genética de éstas será 2n=46 CRM
160
Diferencias entre la mitosis animal y la vegetal
Mitosis animal: llamada astral, los microtúbulos proceden de los centrosomas y la citocinesis se produce por estrangulamiento mediante el anillo contráctil creado por la actina y la miosina
Mitosis vegetal: denominada anastral, los vegetales carecen de centrosomas, los microtúbulos proceden de zonas densas próximas a la superficie del núcleo. La citocinesis se realiza mediante la formación del fragmoplasto
161
Meiosis
Es un tipo especial de división celular que se da en las células de la línea germinal en las especies con reproducción sexual (diploides)
A partir de una célula diploide del epitelio germinativo de las gónadas se obtienen 4 células haploides (gametos)
En la meiosis ocurren dos divisiones celulares consecutivas y entre ellas no se produce ni la duplicación del material hereditario ni hay un periodo de interfase significativo. Cada división tiene las siguientes fases: profase, metafase, anafase y telofase
162
Gametos
Células haploides cuyo destino es unirse a otro gameto mediante la fecundación para formar un cigoto que originará un nuevo individuo diploide
163
Primera división meiótica: reducción cromosómica
En la profase I se produce el intercambio de material genético entre cromosomas homólogos, denominado recombinación génica
En la anafase I se segregan cromosomas homólogos a las células hijas, por lo que en cada una el número de cromosomas se ve reducido a la mitad respecto a la célula de la que proceden
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Segunda división meiótica
Se reparten las cromátidas hermanas a las células hijas, que tendrán la mitad de cromátidas que la célula de la que proceden
