02 las celulas

Núcleo (eucariotas)o nucleoides (bacterias)Contiene el material genético,ADN y proteínas asociadas.El núcleo está rodeado demembranas.

Membrana plasmáticaResistente y flexible bicapa de lípidos. Selectivamente permeable a sustancias

polares. Integra proteínas de membrana cuyas funciones son el transporte, recepción

de señales o enzimáticas

CitoplasmaContenido acuoso de la célula,partículas suspendidas yorgánulos

centrifuga a 150.000 gSobrenadante: citosolSolución concentrada de enzimas, ARN,subunidades monoméricas, metabolitos,iones inorgánicos.

Precipitado: partículas y orgánulosRibosomas, gránulos de almacenamiento,mitocondrias, cloroplastos, lisosomas,retículo endoplásmico.

0.5 µm (a)

50 µm (b)

0,6 µm

4 µm

0,25 µm

Todos los organismos

Fotótrofos

(energía de la luz)

Autótrofos

(carbono del CO2)

Ejemplos:

· Cianobacterias

· Plantas

Heterótrofos

(carbono de compuestos orgánicos)

Ejemplos:

· Bacterias púrpura

· Bacterias verdes

Quimiótrofos

(energía de los compuestos)

Heterótrofos

(carbono de compuestos orgánicos)

Litótrofos

(energía de los compuestos

inorgánicos)

Ejemplos:

· Sulfobacterias

· Hidrogenobacterias

Organótrofos

(energía de los

compuestos orgánicos)

Ejemplos:

· La mayoría de procariotas

·Todos los eucariotas no fotosintéticos

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Diversificación de los eucariotas pluricelulares

(plantas, hongos, animales)

Algas rojas y verdes

Endosimbiontes (mitocondrias,

Protistas, primeros eucariotas

Desarrollo de una atmósfera rica en oxígeno

Bacterias aeróbicas

Cianobacterias producen el oxígeno fotosintético

Bacterias sulfurosas y metanógenas

Formación de los océanos y continentes

Formación de la Tierra

Mil

lon

es d

e añ

os

atr

ás

Ribosomas. Ribosomas bacterianos más pequeños que

los ribosomas eucarioticos, realizan la misma función

-la síntesis de proteínas a partir de ARN mensajero-

Nucleoide. Contiene una sola

cadena circular de ADN

Pili. Punto de adhesión a

la superficie de otra célula

Flagelos. Propulsan a la

célula en su medio

Pared Celular. Estructura variable según

el tipo de bacteria.

Membrana externaCapa de Peptidoglicanos

Membrana interna

Bacteria Gram-negativa.Pared externa y capa dePeptidoglicanos

Cianobacteria.Tipo de bacteria Gram- con una rígida capa de peptidoglicanoy extensos apilamientos de la membrana interna que contienenpigmentos fotosintéticos

Capa de Peptidoglicanos

Membrana interna

Bacteria Gram-positiva.Gruesa capa de peptidoglicano;ausencia de membrana externa.

Archeobacteria.Capa de pseudopeptidoglicano;ausencia de membrana externa.

Ribosomas. Ribosomas bacterianos

más pequeños que los ribosomas

eucarioticos, realizan la misma

Función -la síntesis de proteínas a

partir de ARN mensajero-

Nucleoide. Contiene una sola

cadena circular de ADN

Pili. Punto de adhesión a

la superficie de otra célula

Pared Celular. Estructura variable

Según el tipo de bacteria.

Flagelos. Propulsan a la

célula en su medio

Eucariotas

ancestrales

Descendientes

actuales

Cianobacterias

(fotosintéticas)

Bacteriaspúrpura

(aeróbicas)

Synecoccus

Paracoccus

Eucariotasaeróbicos

Eubacterias

Procariotaancestral

Archeobacterias

Primeroseucariotas

(anaeróbicos)

Tiempo

Plantas

Protistas

Animales

Hongos

Thermoplasma

Comparación entre células Procariotas y Eucariotas

Características Procariotas Eucariotas

Tamaño Normalmente pequeñas (1-10µm) Normalmente grandes (5-100 µm)

Genoma ADN con proteínas no histónicas; ADN complejo con proteínas histónicas y

genoma en nucleoide, no rodeado no histónicas en cromosomas, dentro de

de membrana un núcleo con envuelta de membranas.

División celular Bipartición o esporas; sin mitosis Mitósis con huso mitótico; centriolos en

algunos casos.

Orgánulos membranosos Ausentes Mitocondrias, Cloroplastos (en plantas y

algunas algas), RE, Complejo de Golgi,

Lisosomas (en animales), etc.

Nutrición Absorción; algunos fotosintéticos Absorción, ingestión; fotosíntesis en

algunas especies

Metabolismo energético Sin mitocondrias; enzimas oxidativos Enzimas oxidativos empaquetados en

unidos a la membrana plasmática; mitocondrias; patrón similar de

gran variedad de patrones metabólicos. metabolismo oxidativo.

Citoesqueleto Ausente Complejo, con microtúbulos, filamentos

intermedios y filamentos de actina.

Movimientos intracelulares Ausente Corrientes citoplasmáticas, endocitosis,

fagocitosis, mitosis, vesículas de

transporte

Tabla 2-1

Fuente: modificado de Hickman, C.P., Roberts, L.S. & Hickman, F.M. (1990). Biology of

Animals, 5 th edn, p. 30. Mosby-Yearbook, Inc., St Louis, MO.

Ribosomas

Peroxisomas

Citoesqueleto

Lisosomas

Vesícula de transporte

Aparato de Golgi

Retículo Endoplásmico

rugosoNúcleo

CitoesqueletoRibosomas

Aparato

de Golgi

Nucleolo

Retículo Endoplásmicorugoso

Envuelta Nuclear

Membrana Plasmática

Mitocondria

Cloroplasto

Gránulo de almidón

Tilacoide

Pared Celular

Pared Celular de la

célula vecina

Vacuola

Plasmodesmo(b)

(a)

Transportador Receptorenzimático

Canaliónico

Iones, nutrientes

Iones, nutrientes

LigandosIones

IonesSustrato

Productos

(Señales Intracelulares)

Núcleo

Retículo Endoplásmico

Rugoso

Proteínas sintetizadas

para la exportación

Vesícula de transporte

Retículo

Endoplásmico

Liso

cara Cis

cara Trans

Aparato de

Golgi

Lisosoma

Fagosomaendocítico

Exocitosis de productosde secreción, proteínas,polisacáridos, etc.

Endocitosis o fagocitosisde bacterias, desechos, etc.

0,4 µm

0,4 µm

0,4 µm

Pared Celular Mitocondria

Vacuola

Citosol

Tonoplasto

(membrana

vacuolar)

Cloroplasto

H2O

Turgencia

Poro Nuclear, transporte

específico de ARN y proteínas

Nucleolo, transcripción

del ARN ribosómico

Cromatina, complejo

de ADN y proteínas

histónicas

Envuelta nuclear de

doble membrana

Ribosomas

0.2 µm

0.5 µm

Retículo

Endoplásmico

Rugoso

Poro Nuclear, transporte

específico de ARN y proteínas

Nucleolo, transcripción

del ARN ribosómico

Cromatina, complejo

de ADN y proteínas

histónicas

Envuelta nuclear de

doble membrana

Ribosomas

Retículo

Endoplásmico

Rugoso

0.2 µm(a)

0.5 µm(b)

Cromosomamitótico

Cromátida(~ 600 nm Ø)

Cromatina(30 nm Ø)

Nucleosomas(10 nm Ø)

Histonas

ADN(23 Å de Ø)

0.5 µmADNm

Cresta

Matriz

Ribosomas

Membrana Interna

Membrana Externa

Membrana Externa

Membrana Interna

ADNRibosomas

Tilacoides

1 µm

Núcleo

El metabolismo anaeróbico es pocoeficiente porque elcombustible no es oxidado completamente.

La bacteria es engullida por un eucariota ancestral y se multiplica dentro de él.

El sistema simbiótico puede llevar a cabo ahora el catabolismo aeróbico. Algunos genes bacterianos se trasladan al núcleo y la bacteria endosimbionte se convierte en ‘Mitocondria’

Eucariota ancestralanaeróbico

Eucariota aeróbico

Eucariota nofotosintético

Mitocondria

Bacteria aeróbica

Genomabacteriano

Genoma decianobacteria

Cianobacteriafotosintética

Cloroplasto

El metabolismo aeróbico es eficiente porque el combustible es oxidado hasta CO2.

La energía lumínica se emplea para sintetizar biomoleculas a partir del CO2.

La cianobacteria engullida se hace endosimbionte y se multiplica; la nueva célula puede crear ATP empleando la energía de la luz solar

Eucariotafotosintético

Con el tiempo, algunos genes de la cianobacteria se trasladan al núcleo y se convierte de endosimbionte en Plastidios (cloroplastos).

(a) Fibras de estrés de Actina (b) Microtúbulos (c) Filamentos intermedios

(a) Fibras de estrés de Actina

(b) Microtúbulos

(c) Filamentos intermedios

Subunidades de Actina

ATP

Filamentos(delgados) de Actina

Fodrina

Filamina

6 -7 nm

Filamento de Actina

Miosina

ATP

ADP+

PO3-4

Orgánuloo

vesícula

Filamentosde Actina

Corrientecitoplasmáticacon orgánulos

y vesículas

Vacuola

Cloroplastos enel citoplasmaestacionario

Orgánulo citoplasmáticoo vesícula

Kinesina

Dineina

Microtúbulo

ATP

ADPADP

ATP

+PO3-

4

α α, β- Dímero de Tubulinaβ

+PO3-

4

22 nm

(a) Centrifugacióndiferencial

Homogeneizacióndel tejido

Tejidohomogeneizado

Centrifugado a baja velocidad(1.000 g. 10 min)

Sobrenadante sometido a centrifugación media(20.000 g. 20 min)

Sobrenadante sometido a alta centrifugación(80.000 g. 1 h)

Sobrenadante sometido a ultracentrifugación(150.000 g. 3 h)

Sobrenadante que contieneproteínas

Precipitado que contienecélulas enteras,núcleos, citoesqueletos,membranasplasmáticas Precipitado

que contienemitocondrias,lisosomas,peroxisomas

Precipitado que contienemicrosomas(fragmentos de RE),pequeñasvesículas

Precipitado que contieneribosomas, y grandes

macromoléculas

(b) Centrifugaciónisopícnica

centrifugación

muestra

gradiente desacarosa

componente debaja densidad

componente más denso Fraccionado

12345678

(a) 0.5 µm

(b)

(c)0.1 µm

(d) 2.5 µm

(e)

7.5 µm

(f)

0.75 µm

Célula1 Célula2

(a) Unión Estrecha (tight junction)

MembranaPlasmática

Citoplasma

Filamentos delcitoesqueleto

Filamentos deglicoproteínas

(b) Desmosoma

Espacioextracelular

Pared celular

Retículoendoplásmico

Citosol

Membrana plasmática deLas dos células adyacentes

(c) Uniones de comunicación (gap junction)

(d)Plasmodesmos

(a) 50 nm (b) 100 nm(c)

(d) (e) (f)

(a)

50 nm

(b)

100 nm

(c)

(d)

(e)

(f)