Complemento Didáctico de Clases Teóricas Parte I

Prof. Margarita Lotti de Santos Año 2011

• Las células fueron descubiertas por Robert Hooke en 1665, hace un poco más de 300 años.

• En 1837-39 Schleiden y Schwann enunciaron la teoría celular, que define la célula como:

La unidad funcional y estructural de todos los seres vivos.

Todas las células comparten dos características esenciales: 1) presencia de una membrana externa que separa el protoplasma de la célula del medio externo. 2) poseen el material genético que regula todas las actividades celulares y transmite las características a la descendencia.

Tipos de Células El grado de organización interna permite reconocer dos tipos de células: 1) PROCARIOTA : (bacterias y algas verde-azuladas o cianobacterias)

- Carece de núcleo rodeado de envoltura nuclear. - Los ribosomas y el único cromosoma circular que contiene el ADN, están adheridos a la membrana plasmática. - La pared celular no tiene celulosa, está compuesta de polipéptidos y polisacáridos . - Carecen de orgánulos citoplasmáticos.

Célula EUCARIOTA vegetal - Todo el contenido de la célula se denomina protoplasma. - El protoplasma presenta dos regiones: el citoplasma y el núcleo -La membrana plasmática también llamada plasmalema es el límite del citoplasma.

- En las células vegetales

existe por fuera de la membrana plasmática una pared celular rígida.

Célula EUCARIOTA vegetal

Modelo de Mosaico Fluido • En la actualidad es el modelo más aceptado propuesto por Singer y Nicholson (1972). • Considera que la membrana es un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica forma una red, con las proteínas sumergidas en ella, que interaccionan unas con otras y con los lípidos. • Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse. • Las membranas son estructuras asimétricas porque los glúcidos, sólo se encuentran en la cara externa.

Modelo de mosaico fluido

Composición química de la membrana: - Lípidos 40% - Proteínas 50% - Glúcidos 10% Lípidos En la membrana encontramos tres tipos de lípidos: •Fosofolípidos •Glucolípidos •Colesterol (cél. Animal).

Todos los lípidos tienen carácter anfipático: son aquellas moléculas que poseen un extremo hidrofílico, polar, que es soluble en agua, y otro hidrófobo, no polar que rechaza el agua.

• Cuando los lípidos se encuentran en un medio acuoso se disponen formando una bicapa lipídica.

MOVIMIENTOS • de rotación: es como si girara la molécula en torno a su eje. • de difusión lateral: las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la misma capa. • de flexión • flip-flop

Proteínas • desempeñan funciones específicas (transporte, comunicación, etc.). • las proteínas también pueden girar y desplazarse lateralmente (difusión lateral) por la membrana.

Las proteínas de membrana se clasifican en:

• Proteínas integrales: pueden atravesar la bicapa lípidica, por eso también son llamadas proteínas transmembrana.

• Proteínas periféricas:

Se ubican a un lado u otro de la bicapa.

Glúcidos / Hidratos de Carbono • Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas, determinan la asimetría de la membrana. • Estos glúcidos son oligosacáridos: - unidos a los lípidos ------ glucolípidos - unidos a las proteínas --- glucoproteínas

Funciones de los componentes de la membrana Mantenimiento del medio interno de la célula: • Lípidos – Aislación en medio acuoso – Regulación de la resistencia y fluidez

• Proteínas – Estructurales – Receptoras – Transportadoras

• Glúcidos – Protección – Reconocimiento

Transporte a través de la membrana El paso de moléculas a través de la membrana plasmática puede ser mediante:

• difusión simple, es el movimiento de sustancia (líquida o gaseosa: dióxido de carbono y el oxígeno) de un área de alta concentración a una de baja concentración.

• difusión facilitada, por proteínas translocadoras.

• transporte activo, con gasto de energía, también a

través de proteínas translocadoras (carriers o permeasas)

Mecanismos de Transporte

DIFUSIÓN FACILITADA

Difusión Pasaje de sustancias a la través de membrana semipermeable.

Citoplasma El

citoplasma es el material comprendido entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear.

Está formado por : 1.-

2.-

El citosol: compuesto principalmente de agua, con

iones disueltos, moléculas pequeñas y macromoléculas solubles en agua.

El citoesqueleto: La forma de la célula es

mantenida por proteínas fibrosas que se encuentran en el citoplasma y que en conjunto conforman el citoesqueleto.

3.- El sistema de membranas.

Citosol

Citoesqueleto Está formado por diferentes filamentos formados por proteínas: - microtúbulos formados por subunidades de proteína llamada tubulina. Participan en la en la división celular. - microfilamentos formados por subunidades de la proteína actina . -Los filamentos intermedios constituidos por proteínas fibrosas. Función: El citoesqueleto, mantiene la forma de la célula, “fija" las organelas en su lugar y participa en procesos de crecimiento y movilidad.

Los tres componentes del citoesqueleto están interconectados y forman una red que se extiende por la superficie celular hasta el núcleo.

3.- Sistema de Membranas El CITOPLASMA posee un sistema de membranas que delimitan compartimentos y organelas. La presencia de la membrana garantiza que las condiciones internas del compartimiento puedan diferir de las del citoplasma. El sistema de membranas está formado por: 1.- Retículo endoplasmático rugoso 2.- Retículo endoplasmático liso 3.- Complejo de Golgi / Dictiosomas 5.- Lisosomas 4.- Tonoplasto (membrana de la vacuola) 5.- Carioteca o membrana nuclear Las organelas son: Mitocondrias – Plástidos – Vacuola- Ribosomas

3.a. El Retículo Endoplasmático •

Está formado por una red de sacos aplanados, tubos y canales interconectadas entre sí que intervienen en funciones relacionadas con la síntesis proteica y el transporte de lípidos y otras sustancias.

•

El retículo endoplasmático rugoso, tiene esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a sus paredes. Esta conectado a la envoltura nuclear, y participa en la síntesis y transporte de proteínas.

•

El retículo endoplasmático liso no tiene ribosomas y se lo considera relacionado a diferentes procesos de síntesis de lípidos y al transporte de sustancias.

Relación entre la membrana nuclear, el retículo endoplasmático rugoso y el retículo liso.

3.b. El complejo de Golgi •

El complejo de Golgi está formado dictiosomas constituidos por cisternas aplanadas, cada uno a limitada por membrana simple, apilados unos sobre otros.

•

Tienen una cara distal o secretora o trans y una cara proximal o formativa o cis.

•

Funciona como una planta empaquetadora, modificando el contenido de vesículas que se desprenden del retículo endoplasmático rugoso.

3.c.

Los lisosomas

•

Los lisosomas (del griego lysis = aflojamiento; soma = cuerpo): son vesículas relativamente grandes formadas por el aparato de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas.

•

Intervienen en la ruptura de materiales extracelulares.

* Peroxisomas * Glioxisomas

Resumiendo: el SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS Es el conjunto de membranas citoplasmáticas internas y constituye una unidad funcional

Está formado por: -

RE liso y rugoso dictiosomas lisosomas membrana plasmática membrana nuclear membrana vacuolar

Mitocondrias Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular.(ATP) Actúan como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. Poseen: 1.Membrana interna 2. Membrana externa 3. Cresta 4. Matriz

Cloroplastos: •

Son característicos de las células eucariotas vegetales .

•

Tienen forma y tamaño variados, están envueltos por una doble membrana .

•

Los plástidos se clasifican de diferentes maneras.

•

Los tipos principales son: A. con pigmentos: cloroplastos, cromoplastos. B. sin pigmentos: leucoplastos.

Cloroplastos. Están especialmente desarrollados en las hojas. Su función específica es realizar la fotosíntesis.

Con el microscopio electrónico se observa: - Exteriormente: doble membrana ambas lisas. -Internamente:

están diferenciados en 2 componentes principales: a.- un sistema de membranas tilacoidesgranas-cloroplastos (fase lumínica). b.- una matriz o estroma (fase oscura). El estroma está compuesto por proteínas, contiene ARN y ADN diferente del núcleo. -

Clasificación de los plástidos • Cromoplastos. almacenan grandes cantidades de

pigmentos carotenoides. Tales como: carotenos (amarillo o anaranjado), licopenos (rojo), xantofila (amarillento).

•

Se encuentran en pétalos de las flores, frutos (tomate, pimiento) y raíces (zanahoria). Tienen forma muy variada: redonda, ovalada, de huso,etc.

Amiloplastos - El almidón se forma en los cloroplastos durante la fotosíntesis. Después es almacenado como almidón de reserva en los amiloplastos o granos de almidón. - Estos tienen forma muy variada, esféricos, ovales, alargados, etc. y normalmente muestran una deposición en capas alrededor de un punto, el hilo, que puede ser céntrico (gramíneas y leguminosas) o excéntrico (Solanum) - Cuando hay más de un hilo se forman granos compuestos (Avena, Oryza)

Origen de los cloroplastos

Origen de cloroplastos y mitocondrias Cloroplastos y mitocondrias son orgánulos que se originan únicamente a partir de otras mitocondrias o plástidos • por fisión (alargamiento y división por estrangulación).

3.d. Las vacuolas - Las vacuolas están rodeadas por una sola membrana, llamada tonoplasto (del griego tonos = tensión; plastos =

modelado, formado).

-Son sitios de almacenamiento de agua y otras sustancias, en las células vegetales suelen ser muy grandes. -. La presión ejercida por el agua de la vacuola se denomina presión de turgencia y contribuye a mantener la rigidez de la célula, por lo que el citoplasma y núcleo de una célula vegetal adulta se presentan adosados a las paredes celulares. -La pérdida del agua resulta en el fenómeno denominado plasmólisis.

Ósmosis • Por ósmosis se conoce al fenómeno de difusión de agua a través de una membrana semipermeable o de permeabilidad selectiva. En una célula, la dirección del flujo del agua es, generalmente, hacia el interior de la célula.

Potencial de agua: • Es la tendencia del agua a moverse de un área

de mayor concentración a una de menor concentración.

• Las moléculas de agua se mueven de acuerdo a la diferencia de energía potencial entre el punto donde se encuentran y el lugar hacia donde se dirigen. • La presión y la gravedad son dos de los orígenes de este movimiento.

Tipos de soluciones

Presión osmótica: A diferencia de la células animales, las

células de bacterias y plantas están rodeadas por una pared celular rígida. •El agua que penetra a la célula por ósmosis genera una presión de turgencia que empuja al citoplasma y la membrana plasmática contra la pared celular.

- Las soluciones hipertónicas son aquellas, que con referencia al interior de la célula, contienen mayor cantidad de solutos …… Plasmólisis - Las soluciones hipotónicas son aquellas, que en cambio contienen menor cantidad de solutos …… Turgencia - Las soluciones isotónicas tienen concentraciones equivalentes de solutos.

Turgencia

y

Plasmólisis

Sustancias Ergásticas •

Su nombre proviene del griego "ergon", trabajo, es decir que son productos del metabolismo celular, de reserva o de desecho, que se acumulan en la pared celular, en las vacuolas o en plástidos.

1.-Hidrato de Carbono. El almidón es la sustancia de reserva de las plantas superiores, más abundante en el mundo vegetal después de la celulosa; se acumula en los amiloplastos. El almidón se encuentra en células parenquimáticas de corteza, médula y tejidos vasculares de tallos y raíces; en el parénquima de frutos, hojas, rizomas, tubérculos o cotiledones carnosos y en el endosperma de las semillas.

2.- Cristales. Se forman generalmente en las vacuolas, y se los considera como productos de excreción. Oxalato de Ca es el componente más común de los cristales vegetales, y resulta de la acumulación intracelular de Calcio. Los cristales pueden presentarse como: arena cristalina, agujas en los rafidios, prismática en los cristales prismáticos o compuestos: las drusas.

• Los cristales de carbonato de Ca generalmente están asociados con las paredes celulares formando cistolitos.

Proteínas. Las proteínas de reserva de las

semillas, generalmente se almacenan en vacuolas. Son sintetizadas en el RE rugoso, de donde pasan a los dictiosomas. Estos después confluyen en grandes vacuolas de proteína de reserva. Las vacuolas se convierten en un cuerpo proteico sólido o grano de aleurona a la madurez del tejido de reserva, por ejemplo en los cotiledones de semillas de Leguminosas y en la capa de aleurona del cariopse de las Gramíneas. Cada grano de aleurona está limitado por el tonoplasto, y puede tener una matriz amorfa, o una matriz que incluye un cristaloide proteico y un globoide amorfo no proteico.

• Grasas, aceites y ceras. Son sustancias ergásticas comercialmente importantes. -

Las grasas y aceites son formas de almacenamiento de lípidos; se forman gotas en el citoplasma (glóbulos lipídicos) o se almacenan en los elaioplastos.

Son frecuentes en la pulpa de la aceituna, en los cotiledones del girasol y del maní. Las células del endosperma del ricino presentan una vacuola central cargada de aceite.

. Las ceras se encuentran generalmente como capas protectoras de la epidermis .

Taninos: Son muy frecuentes en el cuerpo vegetal, aparecen en las vacuolas como gránulos finos o gruesos, o cuerpos de formas variadas, de color amarillo, rojo o marrón, o pueden impregnar las paredes.

Tienen importancia comercial en la industria de la curtiembre.

Recordemos: