C Lula Vegetal

Célula vegetal Tonoplasto

Nucleo Mitocondria

Vacuola central Membrana nuclear

Microtúbulos

Cromatina Nucleolo

Microfilamentos

Reticulo endoplasmático rugoso Reticulo endoplasmático liso Peroxisomas

Cloroplasto

Plasmodesmos Ribosomas

Pared celular

Aparato de Golgi Membrana plasmática

Estructura de la pared celular •

Laminilla media – Rica en pectinas (polisacaridos) – Cimenta células adyacentes

•

Pared celular primaria

P 2º Laminilla media

– Relativamente flexible

•

Pared secundaria – Sintetizada cuando la célula deja de crecer – Matriz fuerte y durable – Estructura laminada

•

plasmodesmos – Canales entre células adyacentes

Pared primaria

Pared celular Pared primaria

Célula

Tres capas de pared secundaria

Paredes celulares

Laminilla media

Plasmodesmos Citosol Membrana plasmática Capas de la pared celular Laminilla media Pared primaria Pared secundaria

Célula 2

Superficie de la célula • Pared celular – función • Protección, forma. • Evita la absorción excesiva de agua (permite la supervivencia en ambentes hipotónicos) • Soporte • Fuente de oligosacarinas

Membrana Barrera selectiva de nutrientes, iones, etc. Estructura Cadena de carbohidrato

Región hidrofílica

Región hidrofóbica Región hidrofílica

Fosfolípido

Proteína int

Estructura de la membrana plasmática

Proteínas integrales: ej. Canales iónicos Protínas periféricas: (unidas por uniones no covalentes: H+, iones): funciones diversas, ej, interacciones con citop

Membrana Plamática Barrera selectiva de nutrientes, iones, etc. Estructura Cadena de carbohidrato

Región hidrofílica

Región hidrofóbica Región hidrofílica

Fosfolípido

proteína

Mosaico fluido

Núcleo Contiene material genético rodeado por una doble membrana Superficie de envoltura nuclear

Núcleo

• Lámina nuclear Núcleo

Nucleolo Cromatina Membrana nuclear Memb. Interna Memb. Externa

– red de fibras proteicas sobre el lado interno de la membrana nuclear – Mantiene la forma del núcleo

Poro nuclear

• Contenido nuclear – Chromatina = DNA + proteínas

Poro complejo

RE rugoso

• Organizada en cromosomas

– Nucléolo (uno o más) • Sitio de síntesis de los componentes ribosomales

Ampliación envoltura nuclear

Poro complejo MET

Lámina nuclear ME

Ácidos nucleicos

•

Constituídos por unidades que contienen C,H,O,N,P

•

Poseen un azúcar (ribosa, para RNA, o desoxiribosa para el DNA), fosfato (PO4), y una base nitrogenada (5 tipos)

•

Dispuestas en cadenas largas dobles (DNA) o simples (RNA)

•

Funciones principales en almacenamiento y expresión del código genético (DNA,RNA) y energy (ATP)

Figure 1.13

Sistema de endomembrana • Contìnuo fìsico o transmisióna través de (vesículas) – Retículo endoplasmático (RE) – Aparato de Golgi – Lisosomas – Vacuolas

Retículo endoplasmático (RE) RE liso RE rugoso

Envoltura nuclear

RE lumen Cisternas Ribosomas Vesículas de transporte

RE de transición

RE liso

RE rugoso

Retículo endoplasmático • Sistema de membrana extenso – Túbulos y sacos llamados cisternas – Contínuo con la envoltura nuclear – Dos tipos • RE rugoso (ribosomas) • RE liso

Ribosomas

RE

Citosol Retículo endoplasmático RE Ribosomas libres Ribosomas ligados

Los ribosomas pueden estar libres o unidos a la membrana

Subunidad grande Subunidad pequeña ME mostrando RE y ribosomas

Diagrama de un ribosoma

Funciones del RE liso • Diversas – Síntesis de lípidos • Fosfolípidos, aceites y esteroides

– Metabolismo de carbohidratos

RE rugoso • Secreción de proteínas • Produccón de membrana – Síntesis de fosfolípidos – Síntesis de proteína de membrana

Carbohidratos • Compuestos de carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), en la proporción (CH2O)n • Funciones: combustible, estructura, señalización, etc • Azúcares simples (e.g., glucosa, fructosa = monosacáridos) a macromoléculas complejas (cellulosa, glucógeno, almidónh = polisacáridos)

Figure 1.9 αFructosa

αGlucosa α y β glucosa

αSacarosa

αGlucosa

αGlucosa αMaltosa

Gliceraldehído

Ribosa

Glucosa

Proteínas

• Constituídas por aminoácidos (aa) unidos covalentemente por uniones peptídicas (polipèptidos) • Las proteínas se forman en base a la combinación de 20 aa. • Polipéptidos (uno o más) forman parte de proteínas/enzimas. • Oligopéptidos suelen actuar como moléculas señal • Aa están formados por C,H,O,N, y a veces S

Figure 1.10

Sistema de endomembrana • Físicamente contínua o transferida a través de segmentos de membrana (vesículas) – Retículo endoplasmático (RE) – Aparato de Golgi – Lisosomas – Vacuolas

Aparato de Golgi Sacos membranosos aplastados Vesículas hacia o to Vesicles desde or fromRE ER

0.1µm cis-face Fase cis

trans-face Fase trans Algunas vesículas se mueven hacia atrás

MET TEM de of Golgi

Aparato de Golgi • Sacos membranosos aplastados – Cisternas – Puede modificar productos del RE • Altera carbohidratos de glicoproteínas

– Sintetiza ciertos posisacáridos

Vacuola/s • saco membranoso de gran tamaño

Vacuola central

Citosol Vacuola central

tonoplasto Pared celular Cloroplasto

Funciones de la vacuola -Almacenamiento • Proteínas en semillas • Iones (K+, Cl-, etc.) • Pigmentos • Productos tóxicos del metabolismo – Paticipa de la regulación osmótica celular

Plástidos

• Doble membrana • Ribosomas • DNA

• Derivan de proplastos

Plástidos proplastidios etioplastos

Cromoplasto

amiloplasto

estatolitos

cloroplasto

elaioplasto

leucoplasto

proteinoplasto

Plastidos – Ejemplo: amilo plastos, acumulan almidón

Núcleo

Gránulos de almidón

Vacuola Cuerpos oleosos

Cloroplasto Cloroplasto

estroma Membranas interna y externa Grana

Tilacoide

Espacio o lumen tilacoidal

Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

Otras organelas • Mitocondria • Peroxisoma

Mitocondria • Una o muchas por célula • Dos membranas – Externa - lisa – interna – invaginada formando crestas: síntesis de ATP durante la respiración – Espacio intermembrana – Matriz - envuelta por la membrana interna

mitocondria 1-10µm in length

Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

Variante encontrada en hongos, plantas y algunas células de humanos

Red de lamelas interconectadas

Peroxisoma • Rodeado por una única membrana – Se origina a partir de lípidos y proteínas del citosol

Peroxisoma • Compartimento metabólicamente especializado – Catabolismo de ácidos grasos – Detoxificación de compuestos (alcohol, etc.) – produce H2O2 • tiene catalasas para remover el H2O2

Cloroplasto Peroxisoma mitocondria

Citoesqueleto – Red de fibras dentro del citoplasma – Mantiene la forma de la célula – Provee soporte a las organelas internas – Participa del movimiento de la célula • Movimiento de un lugar a otro de la célula • Movimiento de componentes intracelulares

Citoesqueleto • Tress categorías principales – Microtúbulos – Microfilamentos – Filamentos intermedios

microtúbulo

microfilamentos

Microtúbulos • Tubos huecos compuestos de tubulina − α – tubulina y β – tubulina

• Más grande de los tres tipos • Funciones – Mantenimiento de la forma celular – Movilidad celular (cilias o flagelos) – Movimiento de los cromosomas en la división celular – Formación del fragmoplasto – Movimiento de organelas

Microfilamentos

Filamento de actina

Monómero Actina G

Microfilamentos motilidad

Citoplasma no móvil (gel) Corriente citoplasmátic a (sol)

Cloroplasto

Vacuola

Filamentos de actina paralelos En plantas, corrientes citoplasmáticas

Pared celular

Microfilamentos y motilidad

Miosina

ATP ADP +Pi cuando se une a actina

Miosina

cubreobjetos

Otras proteínas motor

microtúbulo Dineína kinesina

Pared celular 1º Hemicelulosa

Pectinas

Ranmnogalactura nos (adherido a pectina)

Microfibrilla de celulosa (enlaces beta 1-4 D-glucosa)

Proteína estructural

Pared celular 1º Hemicelulosa

Pectinas

Ranmnogalactura nos (adherido a pectina)

Microfibrilla de celulosa (enlaces beta 1-4 D-glucosa)

1-endo-ß (1-4)-D-glucanasa 2-xiloglucanoendotransglicosilasa (XET),

Proteína estructural

expansinas

Pérdida de rigidez de la pared • Tres mecanismos postulados 1-endo-ß (1-4)-D-glucanasa que rompe la cadena de xiloglucano permitiendo la separación de las microfibrillas. 2- xiloglucano-endotransglicosilasa (XET), al alargar las cadenas de xiloglucano, permitiría una mayor separación entre las microfibrillas sin debilitar la estructura de la red polimérica. 3- expansinas romperían puntualmente los puentes de hidrógeno entre las cadenas de glucano de las microfibrillas y las cadenas de xiloglucano.

Componentes estructurales de la pared celular 1º % peso seco

Ejemplos

25 %Celulosa

Microfibrillas de (1-4)ß-d-Glucanos

25%Pectinas

Homogalacturonanos Arabinano

35%Hemicelulosa (glicanos ligadores de celulosa)

Xiloglucano Xilano (en lugar de xiloglucano en paredes 2 rias) Glucomanano Arabinoxilano Callosa (1-3) ß-D-Glucano

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE LA PC Las proporciones relativas de los componentes determinan: •Porosidad. •Cohesión celular •Hidratación y naturaleza hidrofóbica •Resistencia química •Resistencia mecánica

LAS PAREDES 2º SE FORMAN EN ALGUNAS CÉLULAS UNA VEZ QUE HAN CESADO DE EXPANDIRSE. LIGNINA: polímero fenólico sintetizado a partir de la fenilalanina SUBERINA

-Funciones •Fuerza mecánica •Reduce la susceptibilidad al ataque por patógenos •Reduce la digestibilidad del material vegetal para los animales

Capas de deposición de suberina en pared secundaria

Lugar de síntesis de los componentes de la PC

Sitio de síntesis para

Sitio de síntesis para

Sitio de síntesis para Proteínas

Celulosa

Pectinas Xiloglucanos

de la pared celular

LAS MICROFIBRILLAS DE CELULOSA SE SINTETIZAN EN LA MEMBRANA PLASMATICA

Matriz de pared en la cual se embeben las microfibrillas Cadenas de (1-4)ß-d-Glucanos en microfibrilla de celulosa Complejo sintetizador de celulosa en m.p.

Microfibrillas unidas por xiloglucanos

Capa externa de bicapa lipídica

Microfibrilla emergiendo de la m.p. Bicapa dipídica de la m.p. Microfibrilla de celulosa emergiendo desde la roseta “Hoja” interna de la bicapa lipídica

Puente entre microtúbulos

Microtúbulo

Puentes de microtúbulos hacia m.p. y p.c.

LAS MICROFIBRILLAS DE CELULOSA SE SINTETIZAN EN LA MEMBRANA PLASMATICA

PARED CELULAR

CITOPLASMA

MEMBRANA PLASMÁTICA

Celulosa sintasa

Sacarosa sintasa

Fructosa

Sacarosa (glucosafructosa)

LAS MICROFIBRILLAS DE CELULOSA SE SINTETIZAN EN LA MEMBRANA PLASMATICA

Matriz de pared en la cual se embeben las microfibrillas Cadenas de (1-4)ß-d-Glucanos en microfibrilla de celulosa Complejo sintetizador de celulosa en m.p.

Microfibrillas unidas por xiloglucanos

Capa externa de bicapa lipídica

Microfibrilla emergiendo de la m.p. Bicapa dipídica de la m.p. Microfibrilla de celulosa emergiendo desde la roseta “Hoja” interna de la bicapa lipídica

Puente entre microtúbulos

Microtúbulo

Puentes de microtúbulos hacia m.p. y p.c.

LOS POLÍMEROS DE LA MATRIZ SE SINTETIZAN EN EL APARATO DE GOLGI Y SON SECRETADOS POR EXOCITOSIS EN PEQUEÑAS VESÍCULAS Membrana plasmática

Aparato de Golgi Retículo endoplasmátic o (RE)

P.C.

Vesícula s del RE

Vesículas de Golgi Matriz de polisacáridos

MEMBRANA PLASMÁTICA

CITOPLASMA

PARED CELULAR

RIBOSOMAS

FLAGELO http://www.cellsalive.com/cells/bactcell.htm#top

Célula eucariótica • Más grandes que células procariontes – bacterias - 1 - 10 µm diam – eucariota - 10-100 µm diam

• Cromosomas localizados dentro de un núcleo, organelas dentro de membranas

Las bacterias tienen una estructura interna muy simple, sin organelas rodeadas por membranas

El ADN está generalmente confinado a la región central de la célula, no está rodeado por una membrana y es distinguible (con microscopía de transmisión) del resto del interior de la célula.

Los ribosomas, más pequeños que los de las células eucarfióticas, tienen la misma función de traducción del mensaje genético del ARN mensajero a la producción de la secuencias de péptidos (proteinas)

Los nutrientes y las reservas pueden ser almacenados en el citoplasma en forma de glicógeno, lípidos, polifosfato o, en algunos casos azugre o nitrógeno.

NUCLEOIDE BACTERIANO

A diferencia de los eucariotas, el cromosoma bacteriano no está encerrado dentro de un núcleo verdadero sino que reside en el citoplasma.

Esto significa que el proceso de traducción, transcripción y replicación del ADN ocurre dentro del mismo compartimiento y puede interactuas con otras estructuras citoplasmáticas, como por ejemplo los ribosomas. Este cromosoma no está acomplejado con histonas para formar cromatina como en los eucariotas. Está superenrrollado y su naturaleza precisa todavía no es del todo clara.

Muchos cromosomas bacterianos son circulares pero hay ejemplos de cromosomas lineares, como en Borrelia burgdorferi.

Además del ADN del cromosoma, muchas bacterias contienen pequeños fragmentos de ADN llamados plásmidos

Los plásmidos pueden ser ganados o perdidos por la bacteria y pueden ser transferidos entre bacterias como una forma de transferencia horizontal de genes

PARED CELULAR Es una estructura dinámica que debe crecer cuando la célula crece y debe regularse para permitir la división celular

FUNCIONES •

Mantener la forma característica de la célula.

•

La pared rígida compensa la flexibilidad de la membrana fosfolipídica y le permite a la célula asumir una forma esférica

•

El péptidoglicano es el que determina la forma celular y previene la osmólisis

•

Revierte los efectos de la presión osmótica, la fuerza de la pared es responsable de prevenir que la célula explote cuando la osmolaridad intracelular es mucho mayor que la extracelular

•

Provee una plataforma rígida para que emerjan los apéndices superficiales como flagelos, fimbria y pili.

TINCIÓN DE GRAM Es una tinción que combina un colorante violeta con iodo. Se lava con alcohol y se contracolorea con safranina (rosa) Las bacterias que tienen alta afinidad por el colorante violeta se denominan Gram positivas (Gram+) y retienen el color a pesar del lavado con alcohol. Al final quedan coloreadas de violeta oscuro. Las que no toman el color violeta son las denominadas Gram negativas (Gram-) Sus paredes celulares tienen muy baja afinidad por el violeta, que entonces es lavado por el alcohol. Al contracolorear con la safranina las bacterias Gram- aparecen rosadas. La diferencia entre ambos tipos de células radica en la cantidad de péptidoglicanos que contiene la pared celular (5 veces más en las Gram+ que en las Gram-) y la presencia de una capa gelatinosa externa a la segunda membrana en las Gram-

La pared celular de las Gram+ está compuesta por múltiples capas de péptidoglicano (aprox. 90% de la pared). El péptidoglicano es un polímero de unidades de β-(1-4)-N-Acetyl-Dglucosamina. Los polímeros de péptidoglicano forman una red sobre la membrana plasmática fosfolipídica.

En las Gram-, la capa de péptidoglicano es más delgada y aparece una membrana externa lipídica. El espacio entre las membranas interna y externa de la pared celular de las Gram- se denomina espacio periplásmico. Dentro de él hay numerosas enzimas hidrolíticas para metabolizar sustratos que podrían ser tóxicos en el interior de la célula

La membrana externa también es una bicapa lipídica similar a la interna pero contiene lipopolisacáridos (LPS) Estos siempre enfrentan el exterior y están involucrados en el reconocimiento y frenado de moléculas que podrían entrar a la célula.

La membrana externa también contiene porinas, que son proteinas que forman poros en la membrana y permiten el pasaje de pequeñas moléculas. Las moléculas hidrofóbicas o las muy grandes no puedes superar la barrera de las porinas y es así como se evita que el colorante violeta en la tinción de Gram alcance a los péptidoglicanos.

Compartimento

Algunas de las funciones más características

Vacuola

Mantenimiento de la turgencia celular

Cloroplasto

Fotosíntesis

Citosol

Metabolismo de azúcares, síntesis de sacarosa

Mitocondria

Respiración celular

Núcleo

Material genético, replicación y transcripción

Pretículo endoplásmico

Procesado y transporte de proteínas

Aparato de golgi

Síntesis de polisacáridos estructurales no celulósicos

Peroxisomas

Destoxificación fotorrespiratoria del glicolato

Glioxisomas

ß-oxidación de ácidos grasos, ciclo del glioxilato

Apoplasto

Reacciones que modifican la pared celular