1

A ESTRUCTURA DA

CÉLULA EUCARIOTA

2

A CÉLULA EUCARIOTA

Célula eucariota vexetal Célula eucariota animal

3

Membrana plasmáticaÉ a estructura que rodea e limita á célula e constitúe unha "barreira" selectiva que controla o intercambio de sustancias dende o interior celular ata o medio exterior circundante, e viceversa.

Ten un espesor de 7,5 nm, polo que non foi posible determinar a súa estructura ata a aparición da microscopía electrónica.

4

Estructura da membrana plasmática

Singer e Nicholson propuxeron en 1972 un modelo estructural para as membranas ao cal denominaron "Modelo do mosaico fluido".

Según este modelo, a membrana sería unha delgada lámina formada por dúas capas superpostas de lípidos, na cal se atopan insertadas proteínas. Isto lle confire o aspecto dun "mosaico".

As membranas non son estructuras estáticas nin ríxidas. Están formadas por un conxunto de moléculas hidrofóbicas e hidrofílicas que se manteñen unidas por enlaces, en xeral, non covalentes.

Carecen de resistencia mecánica e en moitas células, como é o caso dos fungos, bacterias e prantes están reforzadas polas paredes celulares.

5

ComposiciónTodas as membranas biolóxicas dos seres vivos están formadas por: lípidos, proteínas e glícidos.

A proporción de cada un destes compoñentes varía dacordo á función que realiza cada tipo de membrana.

Por exemplo, as membranas mitocondriais teñen unha proporción moi elevada de proteínas.

6

Os fosfolípidos son os lípidos máis abundantes nas membranas.

Vesícula de fosfolípidos

Fosfolípido

Os lípidos de membrana son pertencen fundamentalmente a tres categorías: fosfolípidos, glucolípidos e esteroles.

Todos son moléculas anfipáticas, é dicir, que as súas moléculas conteñen unha zona hidrofílica ou polar e unha hidrofóbica ou non polar.

Debido ó seu carácter anfipático, os fosfolípidos nun medio acuoso se organizan espontáneamente formando a denominada bicapa lipídica. As cabezas polares están orientadas cara ó medio acuoso (intra e extracelular) e as colas hidrofóbicas cara ó medio lipídico, é dicir, ó interior da bicapa.

A súa vez, estas bicapas tenden a pecharse espontáneamente sobre sí mesmas formando vesículas, é dicir, compartimentos pechados.

LÍPIDOS

A bicapa de fosfolípidos funciona principalmente como armazón estructural da membrana e debido ó seu carácter fortemente hidrofóbico como barreira que impide o paso de sustancias hidrosolubles a través da mesma.

7

­ Inmoviliza os primeiros carbonos das cadeas hidrocarbonadas, esto fai a membrana menos deformable e menos fluida, é dicir, a estabiliza. Sin colesterol, a membrana precisaría dunha parede celular que lle proporcione contención mecánica.

­ Prevén o compactamento das cadeas hidrocarbonadas a baixas temperaturas, xa que evita que as colas se xunten, aumenten as interaccións débiles entre as mesmas e adoiten unha estructura moi compacta.

Funcións do colesterol na membrana plasmática

O colesterol é un esteroide que se atopa en unha alta porcentaxe na membrana plasmática das células animais, variando a súa concentración dun tipo de membrana a outro.

A maioría das células vexetais e bacterianas carecen de colesterol.

O colesterol, tamén é unha molécula anfipática, polo cal presenta unha orientación similar á dos fosfolípidos.

8

­ Proteínas intrínsecas, integrais ou transmembrana: atravesan total ou parcialmente a membrana, á cal están asociadas mediante enlaces hidrófobos.Algunhas proteínas presentan hidratos de carbono unidos a elas covalentemente (glicoproteínas), dispostas sempre cara ó lado externo da membrana.

­ Proteínas extrínsecas ou periféricas: están unidas á membrana mediante enlaces de tipo iónico e se separan con facilidade. Aparecen principalmente na cara interna da membrana.

Clasificación(según o seu grao de asociación á membrana)

­ Función estructural.­ Fucnión de recoñecemento e adhesión.­ Están implicadas no transporte e metabolismo celular.

Funcións

PROTEÍNAS

As membranas son asimétricas, é dicir, pódense diferenciar as caras interna e externa en función da súa composición de lípidos e proteínas.

9

As células situadas á luz do intestino delgado presentan un glicocálix moi pronuciado.

Funcións do glicocálix

­ Protexer á superficie da célula das agresións mecánicas ou físicas.­ Poseer moitas cargas negativas, que atraen catións e auga do medio extracelular.­ Intervir no recoñecemento e adhesión celular.­ Actuar como receptores de moléculas procedentes do medio extracelular e que traen determinada información para a célula (receptores de hormonas e neurotransmisores).

GLÍCIDOSAs membranas celulares conteñen un 2­10% de glícidos.

Os glícidos se asocian covalentemente ós lípidos (glicolípidos) e ás proteínas (glicoproteínas).

Os hidratos de carbono dos glicolípidos e das glicoproteínas, na súa gran maioría oligosacáridos, soen ubicarse cara ó espacio extracelular da célula formando unha estructura chamada glicocálix.

10

­ Rotación sobre o seu propio eixe.

­ Difusión lateral ou traslación sobre o plano da membrana.

­ Movemento flip­flop: consiste no intercambio de fosfolípidos dunha monocapa a outra. Está mediado por enzimas flipasas debido á dificultade da cabeza polar para atravesar o medio hidrofóbico da matriz da membrana.

Movementos dos compoñentes das membranas

Fluidez da membrana

­ Ácidos grasos insaturados.­ Baixa concentración de colesterol.­ Altas temperaturas.­ Colas hidrocarbonadas curtas: dificultan o empaquetamento.

Factores que aumentan a fluidez das membranas

Presentan un alto grao de fluidez, o cal implica que os seus lípidos e proteínas poden desplazarse libremente en todas as direccións, pero sempre sobre o plano da membrana. De ahí a denominación de "mosaico fluido".

11

FUNCIÓNS

­ Limitar a superficie da célula, e polo tanto, separar o citoplasma e os seus orgánulos do medio que os rodea.

­ Actuar como barreira selectiva para o intercambio e o transporte de sustancias.

­ Producción e control de gradientes electroquímicos, xa que nela se localizan cadeas de transporte e proteínas relacionadas con eles.

­ Intercambio de sinais co medio externo, ou con outras células.

­ División celular: a membrana está implicada no control e desenvolvemento da división celular ou citocinese.

­ Inmunidade celular: na membrana se localizan algunhas moléculas con propiedades antixénicas, relacionadas, por exemplo, co rexeitamento en trasplantes de tecidos ou órganos de outros individuos.

­ Endocitose e exocitose; procesos que implican a captación de partículas e a secreción de sustancias ó exterior respectivamente.

12

Transporte a través de membrana

Debido ás súas características hidrofóbicas, a membrana é impermeable á maior parte das moléculas hidrosolubles (glicosa, aminoácidos, ións), que serán transportados a través da membrana mediante proteínas integrais que actúan como transportadores. En cambio, as moléculas hidrofóbicas, sempre que o seu tamaño non sexa demasiado grande, poden atravesala fácilmente.

A membrana plasmática é unha barreira con permeabilidade selectiva que regula o intercambio de sustancias entre o citoplasma e o medio extracelular.

As súas propiedades aseguran que as sustancias esenciais (glicosa, aminoácidos, lípidos) entren no interior da célula fácilmente, que os intermediarios metabólicos permanezan na célula e que os productos de refugallo (urea) sexan eliminados ó exterior. Isto permite manter un medio interno relativamente constante.

13

Mecanismos de transporte transmembrana

14

­ Difusión simple: as moléculas atravesan directamente a membrana ou por medio de proteínas de canal, que permiten o paso de moléculas polares e ións a unha velocidade superior á súa difusión a través da membrana.

­ Difusión facilitada: mediante proteínas transportadoras capaces de trasladar moléculas polares (azúcres, aminoácidos, nucleótidos) ou ións.

TRANSPORTE PASIVO(paso de sustancias a favor de gradiente electroquímico)

15

Bomba de Ca+2

Bomba Na+­ K+

TRANSPORTE ACTIVO

É o transporte de sustancias en contra de gradinte electroquímico, para o cal se precisa un gasto enerxético de ATP.

A sustancia transportada únese á proteína transportadora e é liberada no interior da célula sin sufrir modificación química.

Este tipo de transporte permite manter diferentes concentracións intra e extracelulares para determinadas sustancias.

16

ENDOCITOSE

A endocitose é un proceso polo cal a membrana plasmática da célula se invaxina e forma unha vesícula englobando as partículas do medio. Unha vez no interior da célula, as vesículas de endocitose poden serguir dous camiños:­ Dixestión.­ Tránsito intracelular.

17

Fagocitose

A endocitose mediada por receptor implica a selección de macromoléculas específicas, para o cal prodúcese a súa asociación á membrana plasmática.

TIPOS DE ENDOCITOSE

Pinocitose: é a inxesta de pequenas partículas ou líquidos, mediante a formación de vesículas moi pequenas, só visibles ao microscopio electrónico..

Fagocitose: consiste na inxesta de partículas de gran tamaño, organismos vivos ou restos celulares que forman vesículas visibles ao microscopio óptico (fagosomas).

18

NÚCLEO CELULAR

O núcleo é un orgánulo membranoso característico das células eucariotas, que permite a compartimentalizacion do material xenético (ADN), así como a síntese e o procesamento do ARN, antes da súa saída ao citoplasma, onde se producirá a síntese proteica.

19

NÚCLEO INTERFÁSICO

A estructura e composición do núcleo varían dependendo do estadio do ciclo celular. Distínguese así entre:­ núcleo interfásico: propio da interfase (período que transcurre entre dúas divisións celulares).­ Núcleo mitótico ou en división.

No núcleo interfásico distínguense claramente:­ envoltura nuclear.­ cromatina.­ nucléolo.­ nucleoplasma.

20

Envoltura nuclear

Pénsase que a membrana nuclear tivo o seu orixe evolutivo nos sistemas internos de membrana (procedentes de invaxinacións da membrana plasmática) que deron lugar ao retículo endoplasmático, probablemente en zonas específicas de unión do cromosoma.

21

Cromatina

A cromatina está composta por ADN plegado, asociado a proteínas básicas (histonas).

Na cromatina do núcleo interfásico, a dobre hélice de ADN asóciase a histonas e forma complexos chamados nucleosomas.

Según a hipótese máis aceptada hoxe en día, a cadea de nucleosomas enrrollaríase helicoidalmente formando un solenoide ou fibra de 30 nm, que estaría composta por seis nucleosomas por cada volta de hélice.

Esta estructura estaría estabilizada polas histonas H1, dispostas no núcleo do nucleosoma, que interaccionan cos fragmentos de ADN libre ou internucleosómico.

22

NucléoloO nucléolo é unha estructura esférica visible no interior do núcleo interfásico, cuia función principal é a síntese e ensamblaxe das subunidades ribosómicas. Algunhas células presentan máis dun nucléolo.

Está constituído por proteínas e ácidos nucleicos, ADN (1­3 %) e ARN (10­30 %).

No nucléolo diferéncianse:­ Parte amorfa ou nucleoplasma.­ Parte densa, composta por: unha zona granular con ribonucleoproteínas e unha zona fibrilar que contén ADN e ARN.

23

NÚCLEO EN DIVISIÓN

En comparación co núcleo interfásico, as características máis destacadas do núcleo mitótico son a estructuración e condensación da cromatina, así como a posibilidade de observar os cromosomas ao microscopio óptico.

Os cromosomas son estructuras cilíndricas que representan o grao máis elevado de empaquetamento do ADN e, polo tanto, da cromatina da célula.

Durante a metafase, cada cromosma aparece constituido por dous brazos ou cromátidas iguais, unidos polo centrómero.

24

25

Cariotipo ou idiotipo é o conxunto de rasgos característicos dos cromosomas de cada especie (tamaño, forma, ...).

Cada cromosoma ou parella de cromosomas se nomea cun número, agás os cromosomas sexuais, que se nomean coas letras X e Y.

A representación gráfica dos cromosomas homólogos, ordeados de maior a menor tamaño denomínase cariograma ou idiograma.

26

ESTRUCTURAS E ORGÁNULOS

NON MEMBRANOSOS

27

ENVOLTURAS EXTERNASPAREDE CELULAR EN

CÉLULAS VEXETAIS

É unha envoltura externa á membrana plasmática, altamente organizada e ríxida, que aparece nas células vexetais.

FUNCIÓNS

­ Confire rixidez e contribúe ó mantemento da forma celular.­ Une as células adyacentes.­ Posibilita o intercambio de fluidos e a comunicación intercelular.­ Permite ás células vexetais vivir no medio hipotónico da planta, impedindo que hinchen e estalen .­ Impermeabiliza a superficie vexetal en algúns tecidos, evitando as perdas de auga.­ Sirve de barreira frente ao paso de axentes patóxenos.

28

Nas células diferenciadas, a parede celular aparece como unha estructura grosa composta por varias capas que se van depositando a medida que se produce o crecemento celular.

Estructura e Composición

Capas que forman a parede celular

­ Lámina media: é a capa máis externa e a primeira que se forma despois da división celular. Formada por proteínas e proteínas.

­ Parede primaria: é unha capa grosa de estructura fibrilar, situada debaixo da lámina media cara á membrana plasmática, formada fundamentalmente por fibras de celulosa.

­ Parede secundaria: é a capa máis interna e se atopa debaixo da parede primaria nalgúns tipos especiais de células vexetais (tecidos de soporte e vexetais).

29

FUNCIÓNS

­ Contribúe ao mantemento da forma celular e da estructura tisular.

­ Regula o intercambio de sustancias.

­ Participa no recoñecemento e adhesión celulares.

­ Realiza funcións metabólicas.

MATRIZ EXTRACELULAR EN

CÉLULAS ANIMAIS

Nos tecidos animais, as células están unidas entre sí por medio dunha matriz extracelular ou glicocálix, constituida fundamentalmente por polisacáridos e proteínas.

30

CITOESQUELETO CELULAR

O citoesqueleto constitúe unha rede de filamentos proteicos, complexa e interconectada, responsable do mantemento e os cambios da forma celular, do movemento e posicionamento dos orgánulos, e da división e motilidade celular.

31

32

MICROTÚBULOSSon estructuras fibrilares formadas maioritariamente por unha proteína globular chamada tubulina.

Cilios e Flaxelos

Os cilios e flaxelos son apéndices externos, responsables da motilidade das células eucariotas, cuio esqueleto interno está fomado por microtúbulos.

33

MICROFILAMENTOS DE ACTINAA actina é unha proteína globular asociada ao ión Ca que forma filamentos constituidos por dúas febras enrolladas helicoidalmente. Esta proteína asóciase xeralmente a outras proteínas para formar febras que poden presentar propiedades contráctiles.

FUNCIÓNS

­ Contracción muscular­ Movemento de ciclosis e formación de pseudópodos­ Funcións estructurais­ Formación do anel contráctil

34

FILAMENTOS INTERMEDIOS

Son compoñentes citoesqueléticos especialmente abundantes nas células animais.

A súa función é sempre estructural, aínda que a súa composición varía dependendo do tipo de células.

A diferencia dos microfilamentos e microtúbulos, os filamentos intermedios son moi estables, é dicir, non presentan na célula un equilibrio de polimerización­despolimerización, e non participan no movemento intracitoplasmático de orgánulos e vesículas.

35

RIBOSOMAS

5

Os ribosomas son orgánulos intracitoplasmáticos compostos por ARN e proteínas, que participan na síntese proteica.

ESTRUCTURA

Están formados por dúas subunidades:­ Subunidade grande con 2­3 moléculas de ARN e proteínas.­ Subunidade pequena con un só tipo de ARN asociado a proteínas.

36

37

Doble membrana

­ Mitocondrias­ Peroxisomas­ Cloroplastos

Membranas simples:

­ Retículo endoplasmático­ Complexo de Golgi­ Sistemas vesiculares

ORGÁNULOS

MEMBRANOSOS

38

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

­ Retículo endoplasmático liso (REL)

­ Retículo endoplasmático rugoso (RER)

O retículo endoplasmático (RE)é un complexo sistema de membranas, composto por sáculos e túbulos aplanados conectados entre sí, que delimitan un espacio interno chamado lumen.

Está conectado co complexo de Golgi e coa membrana nuclear externa.

39

FUNCIÓNS

­ Síntese e/ou modificación de proteínas.

­ Almacenamento de proteínas.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO

O RER está constituído por un sistema de cisternas con ribosomas adheridos á cara citoplasmática da súa membrana.

40

FUNCIÓNS

­ Síntese de lípidos e derivados lipídicos.

­ Detoxificación.

­ Contracción muscular.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO

O REL non contén ribosomas asociados e forma un sistema de túbulos membranosos interconectados entre sí e co RER.

41

FUNCIÓNS

­ Modificación de proteínas sintetizadas no RER.

­ Secreción de proteínas.

­ Intervén na xénese dos lisosomas.

­ Participa na formación da parede celular vexetal e do glicocálix nas células animais.

COMPLEXO DE GOLGIO Complexo de Golgi está formado polos dictiosomas, un conxunto de sáculos ou cisternas apilados e relacionados entre sí, que aparecen rodeados de pequenas vesículas membranosas.

42

Os lisosomas participan activamente nos procesos de dixestión celular.

TIPOS

­ Lisosomas primarios: de recente formación, proceden do complexo de Golgi e conteñen diversas enzimas hidrolíticas.

­ Lisosomas secundarios: fórmanse tras a fusión de varios lisosomas primarios a unha vesícula de maior tamaño e neles teñen lugar os procesos activos de dixestión celular.

LISOSOMASOs lisosomas son pequenas vesículas que conteñen unha gran variedade de enzimas hidrolíticas (hidrolasas) implicadas nos procesos de dixestión celular.

43

Tipos de vacuolas(según a función que realicen)

­ Vexetais­ Contráctiles­ Dixestivas

VACUOLASAs vacuolas son orgánulos citoplasmáticos rodeados de membrana e cun elevado contido hídrico, non que se acumulan diversas sustancias.

44

FUNCIÓN

­ Na matriz mitocondrial ten lugar:­ A β-oxidación dos ácidos graxos e a descarboxilación oxidativa do ácido pirúvico

procedentes do citosol. Xenéranse acetil­CoA e moléculas reducidas.­ O Ciclo de Krebs.­ A síntese de proteínas mitocondriais a expensas da maquinaria replicativa e do ADN

mitocondriais.

­ Na membrana mitocondrial interna realízase a fosforilación oxidativa.

Obtención de enerxía para a célula.

MITOCONDRIAS

As mitocondrias son orgánulos comúns á maioría das células eucariotas. Nelas realízase o metabolismo respiratorio aerobio, cuia finalidade é a obtención de enerxía.

45

ELEMENTOS DA MITOCONDRIA

­ Membrana mitocondrial externa

­ Espacio perimitocondrial

­ Membrana mitocondrial interna

­ Matriz mitocondrial

ESTRUCTURA E COMPOSICIÓN DAS MITOCONDRIAS

46

FUNCIÓN Fotosíntese oxixénica

­ Fase lumínica: na membrana tilacoidal prodúcense as reaccións de conversión da enerxía lumínica en enerxía química (ATP) e se xenera poder reductor, para o cal son imprescindibles a luz e a presencia de pigmentos fotosintéticos.

­ Fase escura: no estroma ten lugar a fixación do CO2 en moléculas orgánicas (Ciclo de Calvin) e o seu almacenamento en forma de polisacáridos de reserva (almidón). Esta fase é independente da luz.

CLOROPLASTOSOs cloroplastos forman parte dun conxunto de orgánulos característicos das células eucariotas vexetais denominados plastos ou plastidios.

47

­ Envoltura: a membrana plastidial externa e a interna están separadas polo espacio intermembranoso.

­ Estroma: é a matriz do cloroplasto, delimitada pola membrana plastidial interna, que rodea aos grana. Contén ADN circular de dobre hélice, ribosomas, gránulos de almidón e inclusións lipídicas.

­ Tilacoides e grana: no interior do estroma están os tilacoides, unha serie de sáculos membranosos dispostos paralelamente ao eixe maior do cloroplasto. Algúns tilacoides apílanse formando grupos chamados grana, mentras que outros atravesan o estroma e conectan os distintos grana entre sí. Todo o sistema está interconectado e forma un compartimento interno chamado espacio tilacoidal.

ESTRUCTURA DOS CLOROPLASTOS

48