La célula procariota y eucariota

Un apunte ilustrado sobre citología (el estudio de la célula). Se incluyen muchas imágenes, fotografías y links a animaciones y vídeos. Al final hay diez preguntas de selección múltiple (lo, siento, están en inglés) y 7 preguntas de respuesta breve. Es apropiado para primer año de enseñanza media, educación chilena. Se aceptan gratamente comentarios, los cuales pueden ser hechos una vez que bajen el material. La información está actualizada. Agradeceré que me comuniquen si hay errores para corregirlos.

1. 1
Unidad 1,Primero medio
"La célula, unidad básica de los seres vivos"
FIGURA 1-1 CARACTERES ESTRUCTURALES DE UN PROCARIOTA.
©
2013 W. H. Freeman and Company, Traducido y modificado por Gustavo Toledo C.
Los Procariotas : ESTRUCTURA BÁSICA
CUATRO ESTRUCTURAS EN TODOS LOS PROCARIOTAS ESTRUCTURAS ADICIONALES
MEMBRANA PLASMÁTICA
Encierra al contenido celular:
DNA, ribosomas y citoplasma
PARED CELULAR
Protege y le da forma a la célula
CÁPSULACubierta protectora externa
FLAGELO
Proyección similar a látigo que
ayuda al movimiento celular
PILI
Proyección, similar a pelo, que
ayuda a la célula a fijarse a otras
superficies y, ciertas veces, juega
un rol en la transferencia de ADN
RIBOSOMAS
Cuerpos granulares en el
citoplasma, que convierten la
información genética en
estructura proteica.
DNA
Uno o más bucles circulares que
contienen información
genética.
CiTOPLASMA
Fluido gelatinoso intracelular
MET 10,000"
"La célula: estructura y funciones"
El título rodeado por el rectángulo verde tiene la dirección de la animación "the cell roadmap" encriptado.
Haga Clich sobre cualquier parte y llegará a la animación, con subtítulos en inglés y español. Al final de este
documento incluí el texto completo de la animación. Además, he incluido de manera encriptada varios link
a figuras para rotular de manera interactiva: Célula: panorama general, rotular un procariota, rotular
célula animal y vegetal, origen de los organelos. Al final hay un test y preguntas de desarrollo.
CÉLULA: PANORAMA GENERAL

2. ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN
2
FIGURA 1-3 ESTRUCTURAS ENCONTRADAS EN CÉLULA ANIMALES Y VEGETALES
LA CÉLULA ANIMAL: ESTRUCTURA BÁSICA LA CÉLULA VEGETAL: ESTRUCTURA BÁSICA
ESTRUCTURAS EN AMBAS CÉLULAS
Núcleo
membrana plasmát.
ribosomas
mitocondria
Retículo endoplasmático
rugoso
Retículo endoplasmático
liso
Citoplasma
Citoesqueleto
Aparato de Golgi
Lisosoma
ESTRUCTURAS AUSENTES
EN CÉLULAS VEGETALES
Centríolo
ESTRUCTURAS AUSENTES
EN CÉLULAS ANIMALES
Cloroplasto
Pared celular
Vacuola
(ocasionalmente presente en células animales)
FIGURA 1-2 Comparación de células eucariotas y procariotas.
CÉLULAS EUCARIÓTICAS VS. PROCARIÓTICAS
CARACTERES TÍPICOS DE UNA CÉLULA PROCARIOTA
•Sin núcleo—el ADN está en el citoplasma.
•
Estructuras internas, en la mayoría, no está organizado en compartimentos
•Bastante más pequeñas que EUCARIOTAS.
CARACTERES TÍPICOS DE UNA CÉLULA EUCARIOTA
•ADN contenido en el Núcleo.
•Más grandes que procariotas—normalmente, al menos,
10 veces más grandes
•El citoplasma contiene estructuras especializadas
llamadas organelos
Núcleo
Otros
organelos
MET 6,000× MET 10,000×
©
2013 Gustavo Toledo C., SFC

3. Unidad 1
• Células
3
MEMBRANA PLASMÁTICA
Funciones
∑Mantiene el contenido celular
en su lugar
∑Incorpora alimentos y nutrientes
∑
Colabora en la síntesis y expor-
tación de moléculas
∑
Permite la interacción con elambiente y con células vecinas
La M. Plasmáticas se compone
de dos capas que están llenas
de una variedad de poros,
moléculas y canales.
M. Plasmática
Int. celular1
MET 100,000Ä
M. Plasmática es el
"guardián" de la célula
FIGURA 1-4 ¿Cómo las células eucariotas llegaron a ser estructuras complejas?
ENDOSIMBIOSIS
DNA
Memb. plasmática
Núcleo
Mitocondria
ANCESTROS DE EUCARIOTAS
DNA
M. plasmática
INVAGINACIÓN
ANCESTROS DE EUCARIOTAS
La M. plasmática
se pliega hacia el
interior.
Se forman así los
compartimentos
internos (organelos)
Eucariota Ancestral
engulle a procariota
Eucariota Ancestral y procariota se unen
Con el tiempo, el
PROCARIOTA
engullido, pero no
digerido, se convierte
en un organelo, tales
Como una mitocondria
o cloroplasto
1
2
1
2
3
PROCARIOTA
ANCESTRAL
Competente en la
conversión de alimento
y oxígeno en energía
RER
Los organelos pueden haberse
desarrollado por endosimbiosis o
invaginación o una combinación de
ambos.
Inte. celular2
FIGURA 1-5 Mucho más que sólo una capa externa.
©
2013 W. H. Freeman and Company

4. ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN
4
FIGURA 1-7 Moléculas de proteína, carbohidratos y de lípidos estan embebidas en la Membrana Plasmática
MOL
ÉCULAS EN LA MEMBRANA PLASMÁTICA
lípidos Proteínas
periféricas
Proteína
transmembrana
Fluido Extracelular
Carbohidratos
M. Plasmática
Fluido intracelular
Región Hidrofílica
Región Hidrofóbica
Fuerzas hidrofóbicas e hidrofílicas
determinan la orientaciónn de las
proteínas en la membrana plasmática
FIGURA 1-6 Material de la membrana.
CAPA DE FOSFOLÍPIDOS: ESTRUCTURA
FLUIDO EXTRACELLULAR
Fluido acuoso fuera
de la célula
FLUIDO INTRACELLULAR
Fluido acuoso dentro
de la célula
M. Plasmática
COLA HIDROFÓBICA
(NO POLAR)
∑No atrae al agua
∑Compuesta de cadenas
C-H
CABEZA HIDROFÍLICA
(POLAR)
∑Atrae al agua
∑
Compuesta por un
glicerol enlazada a una
molécula que contiene
fósforo.
Cabezas hidrofílicas se extienden
hacia los fluidos intra y extracelular
y las colas hidrofóbicas están
dirigidas alejándose de estos fluidos.
© 2013 W. H. Freeman and Company

5. Unidad 1 •
Células
5
FUNCIÓN DE LAS MOLÉCULAS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
RECEPTOR PROTEICO
Se une a químicos
externos para realizar
procesos celulares.
PROTEÍNA DE RECONOCIMIENTO
Provee de una™huella∫ a las
células para que sean
reconocidas por otras células
CADENAS DE CARBOHIDRATOS
Proveen a la célula de una
"huella", para que sean
reconocidas por otras células
COLESTEROL
Ayuda a la membrana
a mantener su
flexibilidad
PROTEÍNAS TRANSPORTE
Prov
een de un pasaje para
que las molé
culas entren o
salgan de la célula
PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS
Aceleran reacciones
intracelulares y extracelulares
en la membrana
REACCIONES
REACCIONES
Fuido extracelular
Fluido intracelular
FIGURA 1-8 Función de las proteínas de membrana

6. ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN
6
FIGURA 1-9 Huellas moleculares no coincidentes pueden causar problemas en transplante de órganos.
HUELLAS MOLECULARES Y TRANSPLANTE DE ÓRGANOS
ÓGGANOSANSPLANTS
Huella Molecular ( en la superficie de
membrana) del receptor
dador de Hígado
Receptor de transplante hepático
Huella Molecular
(en la superficie de la
membrana) del dador de
hígado
Hígado es
rechazado.
Hígado es
aceptado después
de administrar
fármacos para
suprimir al sistema
inmune.
POSIBLES RESULTADOS
© 2013 W. H. Freeman and
Company

7. Unidad 1 •
Células
7
DIFUSIÓN
1 Se ponen gotas de un soluto,
tal como colorante en un solvente,
como el agua.
2
Las moléculas de colorante
se mueven al azar, chocando
unas con otras
3 El movimiento al azar de las
moléculas de colorante causan
que ellas finalmente estén
igualmente distribuidas
Colorante
Moléculas de colorante
FIGURA 1-10 El HIV requiere marcadores CD4 -no encontrados en las células de la piel- para infectar al cuerpo.
TRANSMISIÓN DEL VIH
HIV
Marcadores CD4
Las células en el cuerpo humano y no las de la piel, por
ej., tienen marcadores CD4. El VIH infecta al cuerpo
mediante la unión a los marcadores CD4 en estas células.
Fluido intracelular
Fluido Extracelular
El VIH no se transmite por contacto
casual, tal como abrazos, dar la mano o
compartir un vaso.
FIGURA 1-11 Difusi ón: Una forma de transporte pasivo que termina en una distribución homogénea de las moléculas.
©
2013 W. H. Freeman and Company

8. ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN
8
FIGURA 1-13 Visión general de la Osmosis
SOLUCIÓN ISOTÓNICA
•
Las concentraciones de
soluto están balanceadas
El movimiento de agua
está balanceado
•
SOLUTION HIPERTÓNICA
•Las concentraciones de
soluto son más altas en el fluido extracelular El agua difunde fuera de la célula.
OSMOSIS
Osmosis es un tipo de transporte pasivo donde el agua
difunde a través de la membrana, para igualar la
concentración de agua dentro y fuera de la célula. La
dirección de osmosis está determinada por la
concentración de solutos a ambos lados de la membrana.
SOLUCIÓN HIPOTÓNICA
•La concentración de
soluto es menor en el
fluido extracelular.
El agua difunde al
interior de la célula.
•
Cel. Vegetal
Cel. animal
(Eritrocito)
Agua
Agua Agua
Agua Agua
Agua
Fluido Extracelular
A diferencia de las células
vegetales, las células
animales pueden explotar
en soluciones hipotónicas,
debido a que no tienen una
pared celular para limitar la
expansión celular.
El agua siempre se moverá hacia una región
que tiene una mayor concentración de
solutos
FIGURA 1-12 Difusión simple y facilitada: no requiere energía.
TRANSPORTE PASIVO
DIFUSIÓN FACILITADA Las
moléculas se mueven a través
de la membrana plasmática
con la ayuda de una molécula
canal o transportadora.
DIFUSIÓN SIMPLE
Las moléculas pasan directamente a
través de la membrana plasmática,
sin la ayuda de otra molécula.
El transporte pasivo ocurre cuando las moléculas se mueven a
través de la membrana sin gasto de energía. Las moléculas se
mueven a favor de su gradiente de concentración.
moléculas
Más alta
concentración
de molécul as
Más alta
concentración
de moléculas
Fluido extracelular
Fluido intracelular
Molécula canal
o transportadora
©
2013 Gustavo Toledo C., SFC

9. Unidad 1 •
Células
9
TRANSPORTE ACTIVO
El transporte activo se produce cuando el movimiento de las moléculas hacia
adentro y afuera de una célula requiere de un aporte de energía. Por
ejemplo, en respuesta a comer, las células que recubren el estómago utilizan
ATP para bombear grandes cantidades de iones H
+
hacia el estómago.
ATP ATP
dentro d
Dentro de una
célula del
estómago
Iones H +
Alta
concentración
de solutos.
Baja concentra-ción de moléculas
El transporte activo en el
estómago, aumenta tu
capacidad de digerir alimento
FIGURA 1-14 Osmosis en la cocina.
OSMOSIS EN ACCIÓN
APIO DESHIDRATADO
moléculas
disueltas
Agua
El Apio deshidratado contiene
muchas moléculas disueltas (solutos)
en relación con las moléculas de agua.
El Agua destilada posee
menos
moléculas disueltas
que las células del apio.
CUANDO SE PONE
EN AGUA SALADA
CUANDO SE COLOCA
EN AGUA DESTILADA
Las moléculas de agua difunden al
interior del apio, igualando la
concentración de agua dentro y
fuera de las células. El apio se vuelve
quebradizo.
Las moléculas de agua
difunden hacia afuera del apio.
El apio queda más marchito.
agua agua
FIGURA 1-15 Con un aporte de energía,
las moléclulas se pueden mover contra el gradiente de concentración.
©
2013 W. H. Freeman and Company
El agua salada contiene más
moléculas disualtas que las
células del apio.

10. ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN
10
FIGURA 1-16 A través de la fagocitosis, las amebas y otros protistas unicelulares, así como también los leucocitos,
consumen a otros organismos para alimento o para tu defensa.
FAGOCITOSIS
Partícula grande
membrana
plasmática
Vesícula
La fagocitosis es un tipo de endocitosis por medio
de la cual las células engullen grandes partículas
1
La membrana plasmática
forma una vesícula tipo
bolsillo alrededor de la
partícula grande.
2
La patícula es
transportada
al interior de
una célula en
una vesícula .
Fluido Extracelular
MET 4,700"
Fluido
Intracelular
©
2013 Gustavo Toledo C. SFC

11. Unidad 1 •
Células
11
moléculas
para exportar
Vesícula de
transporte
membrana plasmática
EXOCITOSIS
La exocitosis es el método por el cual
las células exportan productos para su
uso en otra parte.
1 Las moléculas son
empacadas en una
vesícula dentro de la
célula.
2 Las vesículas se fusionan
a la membrana plasmática
de la célula
3 El contenido de las vesículas
es liberado para ser
usado en otras partes
del cuerpo.
Fluido extracelular
Fluido
intracelular
FIGURA 1-17 Proteínas receptoras ayudan en la endocitosis.
ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR
PARTÍCULA LDL
Receptor
proteico LDL
Vesícula
Proteína
M. plasmática
Colesterol
La endocitosis mediada por receptor es un tipo de
endocitosis por medio de la cual las células engullen
partículas específicas.
1 Receptor LDL
En la m. plasm. de células
hepáticas
hay receptores
que específicamente
reconocen y se unen al LDL
2 La membrana plasmát.
forma una vesícula
y engulle al LDL.
3 LDL se descompone
y es usado para
sintetizar moléculas
útiles, como estrógeno
y testosterona.
CÉLULA HEPÁTICA
fluido extracelular fluido intracelular
Estrógeno
Testosterona
las células hepáticas utilizan
endocitosis mediada por receptor
para ingerir lipoproteínas de baja
densidad, o LDL.
FIGURA 1-18 La Exocitosis mueve moléculas fuera de la célula
©
2013 W. H. Freeman and Company

12. ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN
12
FIGURA 1-21 El Núcleo: El centro de control genético celular.
Núcleo
La membrana nuclear es una
bicapa , con muchos poros,
que rodea al Núcleo
NUCLEOLO
Área del Núcleo, donde
se ensamblan las
subunidades ribosómicas
Poro
Funciones
∑Actúa como centro de
control genético de la célula
Almacena información
hereditaria
∑
MET 43,000×
FIGURA 1-20 Conexiones celulares: uniones estrechas, desmosomas y uniones en hendidura
TRES CONEXIONES PRIMARIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES
UNIONES ESTRECHAS
Forma un sello hermético entre las
células, como el calafateo alrededor
de una bañera
DESMOSOMAS
Actúa como Velcro y
mantienen juntas a las células
UNIONES EN HENDIDURA
Actúan como pasajes secretos y
permiten que pasen materiales
entre las células
Célula1
Célula 2
MET 38,000× MET 70,000×
Agua
© 2013 W. H. Freeman and Company
CROMATINA/
CROMOSOMAS: Fibras
gruesas de DNA, que
poseen información
hereditaria

13. Unidad 1 •
Células
13
MITOCONDRIA
DNA
Matriz
membrana
externa
membrana interna
espacio inter
membrana
Funciones
•Actúa como un convertidor
de energía "para todo uso"
•Transforma energía para ser
usada en funciones celulares
MET 73,000×
Células, como las hepáticas,
que usan mucha energía,
pueden tener ¡más de 2.500
mitocondrias!
FIGURA 1-22 El Citoesqueleto: ANDAMIAJE INTERNO DE LA CÉLULA.
Citoesqueleto
Funciones
•Actúa como andamiaje
interno de la célula
•Provee forma y soporte
•Controla el flujo deltráfico celular
•Permite el movimiento
celular, como el
ameboide
Red estructural de
filamentos intermedios
3,500×
TRES TIPOS DE FIBRAS EN EL CITOESQUELETO
MICROTÚBULOS
•Tubos gruesos huecos
•Las pistas que usan las moléculas
y orgánulos para unirse a ellas y ser
movidas dentro de la célula.
IFILAMENTOS INTERMEDIOS
•Red proteica que contacta con el núcleo
y se extiende hasta la periferia celular. Permiten a las células soportar tensiones mecánicas cuando son estiradas
•
MICROFILAMENTOS
•Parte del citoesqueleto localizado cerca de la membrana plasmática.
•Colaboran con la contracción y la división celular
FIGURA 1-23 mitocondria: El convertidor energético todo propósito de la célula.
©
2013 W. H. Freeman and Company

14. ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN
14
FIGURA 1-25 lisosomas: Digestión y reciclaje de productos de desechos celulares.
lisosomas
enzimas
digestivas
y ácido
organoideen proceso de digestión
membrana
FUNCIÓN
∑Actúa como triturador flotante de
basura para las células; digiere y
recicla residuos celulares y material
consumido
MET 59,500"
Number of mitocondria per cell FIGUFi
FIGURA: 1-24 ¿Cómo varía el Nº de mitocondrias en diferentes células?
Las células con altas
necesidades de
energía tienen
mucho más
mitocondrias que las
células con
necesidades
AFAOAFASAHAœAUAJADABATABACABAKABATAT
Célula hepática
Célula del músculo esquelético
Leucocito
Célula dérmica
Adipocito
Eritrocito
~2,500
~1,200
~700
~200
~100
0
NÚMERO DE MITOCONDRIAS EN VARIAS CÉLULAS
© 2013 W. H. Freeman and Company

15. Unidad 1 •
células
15
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO
RUGOSO FUNCIÓN
∑Modifica proteínas que serán
enviadas a otros lugares del
sistema de endomembranas, a
la superficie celular o hacia
afuera de la célula. ribosomas
MET 56,500Ä
RERugoso está cubierto por
ribosomas que son máquinas
fabricadoras de proteínas.
FIGURA 1-26 El sistema de endomembranas: Retículo endoplasmático rugoso, Retículo endoplasmático liso y Aparato
de Golgi.
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS
Retículo
endoplasmático
rugoso
Retículo
endoplasmático liso
Aparato de Golgi
Funciones
∑Produce y modifca moléculas para ser exportadas hacia otras
partes del organismo
∑Transforma químicos tóxicos y productos de desechos celulares
FIGURA 1-27 El Retículo endoplasmático rugoso está cubierto por ribosomas.
©
2013 W. H. Freeman and Company

16. ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN
16
FIGURA 1-29 Aparato de Golgi: procesamiento de moléculas sintetizadas en la célula y empaque de estas moléculas
destinadas para ser usadas en cualquier parte del cuerpo.
Aparato de Golgi
FUNCIÓN
•
Procesa y empaca proteínas,
lípidos y otras moléculas para
exportar a otras localidades
dentro o fuera de la célula
Vesículas
de transporte
MET 62,500×
FIGURA 1-28 En el retículo endoplasmático liso,
se sintetiza lípidos; mientras que son destoxificados el alcohol,
los antibióticos y otras drogas, por lo tanto, cuide su hígado
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO
Funciones
∑Sintetiza lípidos tales como
ácidos grasos, fosfolípidos y
esteroides
∑Detoxifica moléculas tales
como alcohol, drogas, y
algunos productos de
desecho metabólico
MET 36,000Ä
RELiso es llamado
™liso∫ debido a que
no tiene ribosomas
en su superficie
Las células hepáticas tienen
enormes cantidades de RELiso
debido a que el hígado es el sitio
principal para desintoxicar
moléculas dañinas.
© 2013 W. H. Freeman and Company

17. Unidad 1 •
Células
17
PARED CELULAR DE PLANTAS
Pared celular
primaria
P- celular
Secundaria
M.
plasmática
Plasmodesma
Funciones
•Dota a la célula con resistencia
estructural.
•
Aumenta la resistencia al agua de la célula.
•Provee algo de protección contra
insectos y cotros animales que
puedan comer a la planta.
Célula 1
Célula 2
Célula 3
MET 440×
Los plasmodesma
permiten que el
agua y otras
moléculas pasen
entre las células
adyacentes.
FIGURA 1-30 El sistema de endomembranas: producción, empaque y transporte de moléculas
EL SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS FUNCIONANDO
RELiso RERugoso
vesícula de
transporte
Vesícula de
transporte
Membranaplasmática
Vesícula
de transporte
Aparato
de Golgi
1
Yemas de vesículas de transporte
desde el REL o RER
2
Las vesículas de transporte se
fusionan con el aparato de Golgi,
con material en su interior.
3
El aparato de Golgi modifica las Moléculas a medida que avanzan a través de sus sucesivas cámaras.
4
Las Moléculas modificadas liberan
yemas desde  el aparato de Golgi
como vesículas de transporte.
5
La vesícula de transporte puede
unirse con la membrana plasmática,
descargando su contenido hacia
afuera de la célula para la entrega a
otras partes del organismo.
1
2
3
4
5
FIGURA 1-31 LA PARED CELULAR DE LA PLANTA
© 2013 W. H. Freeman and Company

18. ¿QUÉ ES LA VIDA? UNA GUÍA A LA BIOLOGÍA, SEGUNDA EDICIÓN
18
FIGURA 1-33 El Cloroplasto: lugar de la fotosíntesis.
Cloroplasto
DNA
Tilacoide
estroma
FUNCIÓN
•Sitio de la fotosíntesis
- la conversión de
energía lumínica en
energía química.
MET 16,000×
La luz es absorbida para
realizar la Fotosintesis
en las membranas de
los tilacoides, dentro
de los cloroplastos.
FIGURA 1-32 La Vacuola: Almacenaje multipropósito.
Vacuola
VACUOLA
Funciones
•Almacena nutrientess
•Retiene y degrada productos de desechos
•Acumula materiales venenosos
•Contiene pigmentos, lo que capacita a
las plantas a atraer aves e insectos que
ayudan a la reproducción de la planta
•Provee soporte físico
MET 5,000×
© 2013 W. H. Freeman
and Company

19. Unidad 1 •
Células
19
"Cosecha" energía
para funciones
celulares
Digiere y recicla
productos de desecho
y material consumido.
Modifica proteínas que
serán embarcadas a
cualquier parte del
organismo.
Sintetiza lípidos y
detoxifica moléculas.
Procesa y empaca proteínas, lípidos y otras moléculas
Almacena nutrientes,
degrada productos de
desecho, provee pigmentos
y da soporte estructural.
Aquí se realiza
la fotosíntesis.
Provee soporte
estructural, protección,
e incrementa resistencia
a la pérdida de agua
algunas veces
A?AJASAJAHAFABAMABABABADAUAJAWAJAEABAEAB
celular y almacena
información genética
A1ASAPAWAFAFABAGAPASANABABAZABATAPATAUAœAOAB
estructural y permite
AFAMABANAPAWAJANAJAFAOAUAPABADAFAMAVAMABAS
Mitocondria
Lisosoma
Núcleo
RERugoso
RELiso
Aparato de Golgi
Pared celular
Vacuola
Cloroplasto
Citoesqueleto
A3ArA7A A4A AªA/ABA?ArABAyA1A4ABArA4A5A3A6A.A5A6A3A1A4 CELULARES
ESTRUCTURA ANIMAL PLANTA FUNCIÓN
FIGURA 1-34 Revisión de las principales estructuras celulares y sus funciones.
©
2013 W. H. Freeman and Company

20. Un Mapa de Rutas Celular
Los organismos eucariotas incluyen a todos los organismos visibles a simple vista y a algunos que no lo son. Todos los organismos
eucariotas comparten un antepasado eucariota y, por tanto, tienen mucho en común.
Sección 1: El Núcleo
Las células eucariotas contienen una variedad de estructuras especializadas llamadas orgánulos. El orgánulo más grande y destacado
suele ser el núcleo. El núcleo también es la característica principal que distingue a las células eucariotas de las procariotas – las células
procariotas no tiene
n núcleo.
E
l núcleo tiene dos funciones principales, una de las cuales es almacenar ADN. El ADN contiene la información hereditaria en
forma de código químico. Segunda, el núcleo usa el código de su ADN para funcionar como centro de control genético de la célula,
dirigiendo la mayoría de las actividades celulares, controlando qué moléculas se producen y en qué cantidad. La razón por la que los
gemelos se parecen tanto entre sí es que comparten el mismo código genético, y el mismo ADN coordina el desarrollo de todo el
organismo.
El núcleo está lleno de cromatina, que consiste en una masa de largas y delgadas fibras de ADN y proteínas. La mayor parte del
tiempo, la cromatina se parece a un plato de espaguetis. En cambio, a la hora de la división celular, la cromatina se enrolla para
formar cromosomas cortos y gruesos, que son más fáciles de mover por la célula.
El núcleo está rodeado por la membrana nuclear, llamada a veces envoltura nuclear, que consiste en dos bicapas de fosfolípidos que
separan al núcleo del citoplasma. La envoltura está cubierta de pequeños poros hechos de proteínas múltiples embebidas en las
membranas de fosfolípidos que atraviesan ambas bicapas. Estos poros permiten a ciertas moléculas y complejos, tales como las
subunidades ribosomales, entrar y salir del núcleo.
Una estructura destacada del núcleo es el nucléolo, estructura no membranosa compuesta de proteínas y ácidos nucleicos. Las
subunidades ribosomales se ensamblan en el nucléolo, y estas subunidades salen del núcleo a través de los poros nucleares. En el
citoplasma, las subunidades se empalman con una hebra del código genético llamada ARN mensajero. Los ribosomas, el ARN
mensajero y otros componentes funcionan conjuntamente para producir nuevas moléculas de proteína.
Entre la membrana plasmática y el núcleo de las células eucariotas se encuentra el citoplasma, fluido gelatinoso que rellena el interior
de la célula. Dentro del citoplasma se encuentra una variedad de orgánulos, así como unos andamios de proteína llamados
citoesqueleto.
Sección 2: El Citoesqueleto
El citoesqueleto tiene tres funciones primarias. Al igual que los edificios tienen vigas y pilares como soporte y estructura, en una
célula el citoesqueleto aporta forma y soporte.
El citoesqueleto también controla el flujo del tráfico intracelular, sirviendo como una serie de carriles por los que una variedad de
orgánulos y moléculas son guiados por el interior de la célula. En esta micrografía, la red de proteínas del citoesqueleto aparece como
filamentos delgados. En este video, las mitocondrias aparecen fluorescentes, y algunas se mueven por los carriles del citoesqueleto.
El citoesqueleto es dinámico y puede generar fuerza, de modo que da a todas las células cierta capacidad para controlar sus
movimientos. En este video, las células se deslizan por una superficie. El núcleo se ve como una zona oscura dentro de cada célula.
En el extremo prominente de la célula, el citoesqueleto se extiende y crece, lo que permite a la célula moverse a través de la superficie.
D
entro del citoplasma se encuentra una variedad de orgánulos, que incluyen a un grupo llamado sistema de endomembranas,
compuesto por los retículos endoplasmáticos (RE) rugoso y liso, y por el aparato de Golgi.
Sección 3: El Retículo Endoplasmático Rugoso
El RE rugoso es una larga serie de sáculos aplanados e interconectados que están directamente conectados a la envoltura nuclear. Se
llama "rugoso” porque su superficie está salpicada de pequeños bultos, que son ribosomas. La función principal del RE rugoso es la
de plegar y empaquetar las proteínas fabricadas por los ribosomas. La información genética en forma de ARN mensajero se desliza a
través del ribosoma y se traduce en moléculas de proteínas que entran en el RE rugoso. Muchas de estas nuevas proteínas producidas
en el RE rugoso serán exportadas de la célula para ser usadas en algún otro lado del organismo. Las proteínas que se utilizan dentro
mismo de la célula se producen generalmente en ribosomas que se encuentran flotando libremente en el citoplasma.
M
uchas de estas nuevas proteínas producidas en el RE rugoso serán exportadas de la célula para ser usadas en algún otro lado del
organismo.

21. Sección 4: El Retículo Endoplasmático Liso
E
l retículo endoplasmático liso, que carece de ribosomas, está conectado con el RE rugoso y, a veces, aparece como una colección
de tubos ramificados. El RE liso sintetiza lípidos tales como los ácidos grasos, fosfolípidos y esteroides. También detoxifica
moléculas tales como alcohol, drogas y productos de desecho metabólico. En las células del hígado, la detoxificación es una
función especialmente importante, pues ayuda a protegernos de las numerosas moléculas peligrosas que entran en nuestros
cuerpos.
Sección 5: El Aparato de Golgi
E
l aparato de Golgi, que no está conectado con el retículo endoplasmático, es una pila de compartimentos aplanados que no están
conectados entre sí. El aparato de Golgi procesa y empaqueta proteínas, lípidos y otras moléculas para exportar a otras partes del
organismo. En el aparato de Golgi también se sintetizan hidratos de carbono, incluyendo los polisacáridos complejos que se
encuentran unidos a proteínas y lípidos en muchas membranas plasmáticas.
L
os componentes del sistema de endomembranas funcionan en sintonía. Los productos fabricados en el RE rugoso o liso se
exportan en vesículas de transporte que se mueven a través del citoplasma hasta que alcanzan el aparato de Golgi. Las vesículas de
transporte se fusionan con el Golgi y depositan su contenido en el primer sáculo. Las moléculas van pasando de un sáculo al
siguiente en el aparato de Golgi, adquiriendo por el camino diferentes modificaciones. Las vesículas de transporte que contienen
las moléculas esporulan y entran en el citoplasma. Si su contenido debe llegar a otro lado del cuerpo, las vesículas de transporte se
fusionan con la membrana plasmática y vierten las moléculas fuera de la célula, desde donde pueden pasar al flujo sanguíneo.
Sección 6: Mitocondrias
Otros orgánulos de las células eucariotas son las mitocondrias, que actúan como las centrales de energía de la célula, produciendo
la energía utilizada por las funciones celulares.
L
as mitocondrias ayudan a las plantas y a los animales a convertir la energía almacenada en las moléculas de comida – en los
enlaces químicos de los hidratos de carbono, grasas y proteínas – en dióxido de carbono, agua y la molécula almacenadora de
energía (por períodos muy cortos), el ATP. Muchas de las reacciones químicas ocurren en la enorme superficie de la membrana
interna, plegada sobre sí misma. Fíjate que las células vegetales también contienen mitocondrias, que se utilizan de la misma
manera que en las células animales – para convertir moléculas energéticamente ricas en ATP.
Sección 7: Lisosomas
¿Qué pasa con todos los orgánulos desgastados, las proteínas de más y otros materiales celulares de desecho que ya no necesita la
célula? Unas pequeñas vesículas, llamadas lisosomas, actúan como bolsas de basura flotantes, digiriendo y reciclando los productos
de desecho celulares y el material consumido.
Por ejemplo, las mitocondrias se desgastan después de unos 10 días de intensa actividad. La célula envuelve entonces a la
mitocondria en una vesícula, que se fusiona a su vez con un lisosoma. Los lisosomas contienen unos 50 enzimas digestivas
diferentes y un fluido súper ácido que puede romper la mitocondria y muchas otras estructuras y moléculas que requieren
reciclarse. La mayoría de las moléculas así digeridas, tales como aminoácidos y lípidos, son devueltos al citoplasma, donde pueden
volver a ser reutilizados por la célula como materiales básicos para construir nuevas moléculas y estructuras.
Sección 8: Cloroplastos de Plantas
A
unque hemos estado recorriendo la célula animal, es importante saber que todos los orgánulos que hemos visto en las células
animales también están presentes en las células vegetales. No obstante, bajo el microscopio nunca podríamos confundir una célula
vegetal con una animal. ¿En qué se diferencian las células vegetales de las animales? Las células vegetales contienen estructuras que
no tienen las células animales, como por ejemplo los cloroplastos. En los cloroplastos se lleva a cabo la fotosíntesis, o conversión de
energía luminosa en energía química de las moléculas de la comida, produciendo oxígeno como producto secundario. Como la
fotosíntesis de todas las plantas y algas se lleva a cabo en los cloroplastos, estos orgánulos son directa o indirectamente
responsables de todo lo que comemos y del oxígeno que respiramos. El cloroplasto está rodeado de dos capas distintas de
membranas y contiene sáculos membranosos aplanados denominados tilacoides. Es en los tilacoides donde se recolecta la luz
necesaria para la fotosíntesis.

22. Sección 9: La Pared Celular Vegetal
A diferencia de las células animales, las células vegetales poseen una pared celular, que es una estructura que rodea la membrana
plasmática. La pared celular contiene moléculas de celulosa trenzadas para formar fibras resistentes, y es casi 100 veces más
gruesa que la membrana plasmática. Para los humanos, la celulosa es la parte no digerible de las plantas, y constituye la fibra tan
importante en nuestra dieta. La enorme fuerza estructural que confiere la celulosa a las células vegetales permite a algunas
plantas alcanzar varios
metros de altura. Las paredes celulares también ayudan a que las plantas sean resistentes al agua, y
también confieren cierta protección contra insectos y otros animales que podrían comerlas.
Sección 10: La Vacuola Vegetal
A
diferencia de las células animales, en una célula vegetal la gran vacuola central normalmente destaca más que cualquier otro
orgánulo. Rodeada de una membrana, rellena de fluido y, ocupando entre el 50% y el 90% del espacio interior de la célula
vegetal, la vacuola puede jugar un importante papel en cinco áreas diferentes de la vida de la planta.
L
a vacuola almacena nutrientes – cientos de sustancias disueltas, como aminoácidos, azúcares e iones.
La vacuola retiene y degrada productos de desecho usando enzimas digestivas, igual que el lisosoma. Al igual que éste, la vacuola
degrada los orgánulos desgastados, tal como cloroplastos y mitocondrias, eliminándolos de la célula y reciclando sus nutrientes.
La vacuola acumula materiales venenosos y otros productos que disuaden a los animales que, si no, podrían comerse la planta.
Por ejemplo, un producto almacenado en las vacuolas de los ajíes produce una sensación de quemazón cuando son ingeridos por
los mamíferos.
La vacuola puede contener pigmentos que permiten a las plantas atraer pájaros e insectos que le ayudan a reproducirse.
La vacuola provee soporte físico ya que contiene altas concentraciones de sustancias disueltas, lo que hace que el agua fluya a las
células mediante el proceso de ósmosis. La mayor presión del fluido dentro de la vacuola puede hacer que la célula se agrande un
poco y empuje contra la pared celular. Este proceso es el responsable de la presión (llamada de turgencia) que permite a los
tallos, flores y otras partes de la planta mantenerse erguidos. La pérdida de la presión de turgencia produce marchitamiento.GUSTAVO TOLEDO C.

23. Cells: A Cell Roadmap
1. What feature differentiates prokaryotic cells from eukaryotic cells?
a) Only eukaryotic cells have a plasma membrane.
b) Only eukaryotic cells have hereditary material in the form of DNA.
c) Only prokaryotic cells have ribosomes.
d) Only eukaryotic cells have a nucleus.
2. What is the primary function of the nucleus?
a) to make proteins and carbohydrates
b) to control the genetic activities of the cell
c) to repair the ribosomal subunits
d) to harvest energy from food molecules
3. What is assembled in the nucleolus?
a) proteins
b) carbohydrates
c) ribosomal subunits
d) DNA
4. Without the cytoskeleton, a cell would not be able to accomplish which of the following?
a) synthesize ribosomes
b) move materials around the cytoplasm
c) copy the hereditary material
d) package proteins
5. How can you tell the rough endoplasmic reticulum and the smooth endoplasmic reticulum apart?
a) The rough ER has ribosomes on its surface.
b) The smooth ER is located within the nucleus.
c) The rough ER is located within the nucleolus.
d) The smooth ER has ribosomes on its surface.
6. How does the smooth endoplasmic reticulum protect our cells?
a) It breaks down toxic substances.
b) It packages hormones and exports them outside of the cell.
c) It synthesizes carbohydrates.
d) It dilutes toxic substances by taking in water.
7. What would happen in a cell if the Golgi apparatus didn' t function?
a) Food molecules would not be made.
b) Food molecules would not be broken down.
c) Lipids and proteins would not be packaged.
d) Lipids and proteins would not be broken down.
8. What it the function of the lysosome?
a) to package proteins and lipids for export
b) to synthesize proteins used by the rough endoplasmic reticulum
c) to break down toxins, such as alcohol
d) to digest and recycle cellular waste products
9. Without plants, algae, and other photosynthetic organisms, which of the following would we lack?
a) water and oxygen
b) oxygen and food
c) carbon dioxide and food
d) water and carbon dioxide
10. What benefit does turgor pressure in plant cells provide to the plant?
a) Turgor pressure provides dissolved substances necessary for photosynthesis.
b) Turgor pressure provides physical support and allows the plant to stand upright.
c) Turgor pressure allows the plant to break down and recycle plant organelles.
d) Turgor pressure provides a defense mechanism against animals that want to eat the plant.

24. PREGUNTAS DE DESARROLLO, AUNQUE BREVES.
1. Como ser humano, estás compuesto por cerca de 60 trillones de células. Sin embargo, llevas cerca de diez
veces ese número de bacterias dentro y sobre tu cuerpo. Basado en lo que sabes acerca de la estructura celular,
¿cómo es posible que lleves a tantas células procariotas en tu cuerpo?
2. estás observando un tipo de célula desconocido. Es muy pequeña, pero podemos ser capaces de velas sin
un microscopio. ¿Qué tipo de célula es? Justifica tu respuesta.
3. Estás viendo una foto de una célula tomada con un microscopio muy potente. La imagen muestra
citoplasma, ribosomas y una membrana celular. Sobre la base esta información por sí sola, ¿puedes determinar
qué tipo de célula estás observando? Explica tu respuesta.
4. Una persona que ha recibido un trasplante de órgano normalmente tendrá que tomar inmuno-
supresores por el resto de su vida. Esto es para evitar que el sistema inmunitario del receptor ataque a las células
del órgano nuevo. Sin estos fármacos, el sistema inmune del receptor reconocerá como extrañas a ciertas
estructuras en las membranas de las células donantes. ¿Cuáles son las estructuras de membrana específicas que
serán reconocidas por el sistema inmune?
5. Al asar frutas al horno, es bastante común preparar la fruta cortándolas y añadirle azúcar. Esto tiene el
efecto que favorece la extracción de los jugos de la fruta. Sobre la base de lo que sabes de ósmosis, ¿cómo se puede
explicar esto?
6. Las neuronas (células del sistema nervioso) contienen una alta concentración de iones de potasio en
comparación con su entorno. Sobre la base de lo que sabes transporte de membrana, ¿cómo podría una neurona
mover hacia el medio interno aún más iones de potasio?
7. La pancreatitis es una enfermedad donde las células del páncreas se destruyen. Este trastorno está
relacionado con la ruptura de un tipo específico de orgánulo. Teniendo en cuenta lo que sabes acerca de la
función de estas estructuras membranosas, ¿cuál orgánulo podría estar implicado en la pancreatitis?
8. En una fiesta de fin de semana, tu compañero de cuarto tenía algunas "bebidas para adultos." Un amigo
en común hace el siguiente comentario: "Mis amigos no podrán beber como ultimo semestre; con seguridad ellos
necesitarán más debido a que han desarrollado una tolerancia al alcohol." A nivel celular, ¿qué ha causado el
desarrollo de esta tolerancia?
“La tolerancia es cuando la persona va necesitando cada vez mayor cantidad de droga, porque su cuerpo se va
acostumbrando a las dosis utilizadas, minimizando sus efectos”.