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2. La célula y sus procesos

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Liz González-Jiménez

on 23 October 2014

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Transcript of 2. La célula y sus procesos

Unidad fundamental de todo ser viviente
Células eucariontes
Tienen un núcleo
Organelos diversificados
Antigüedad: 1500 millones de años
Células procariontes
Sin núcleo
Unicelulares
Organismos: bacterias y arqueas
Organismos primitivos: 3500 millones de años
Bacterias más conocidas:
Escherichia coli, Helycobacter pylori....INVESTIGAR +3 QUE SEAN PATÓGENAS
¿qué es una célula?
Tipos de transporte
2.1 Clasificación de las células
2.3 Mecanismos de transporte celular
2. La célula y sus procesos
Citoesqueleto
Citoplasma
Mayor parte de la masa de las células
entre la envoltura nuclear y la membrana plasmática.
un gel viscoso
constituido por aproximadamente
75% de agua,
sales minerales,
iones, azúcares,
proteínas,
lípidos
nucleótidos.
Aquí ocurren:
la síntesis de proteínas y su degradación
reacciones del metabolismo intermedio de la célula.
Aquí se encuentran suspendidos los diferentes organelos y estructuras celulares; para organizarlos existe una amplia red de fibras proteicas llamada
citoesqueleto.
Membrana plasmática
2.2 Estructura y función celular
2.4 Fotosíntesis y respiración celular
Rasgos comunes a todas las células

células vegetales
células animales
Núcleo
Mitocondrias
Reticulo endoplásmico
Aparato de Golgi
Cloroplastos
Vacuolas, peroxisomas y lisosomas
Membrana
Citoplasma
Organelos (varían dependiendo del tipo celular)
Material genético (contenido o no en un núcleo)

Tipos de células
Estructuras
pared celular
membrana
citoplasma
ribosomas
nucleoide
flagelos
pili
cápsula

Procariontes
Eucariontes



Estructura flexible, rodea y determina los límites entre su parte interna y externa.
Regula el paso de sustancias (nutrientes, gases, agua, moléculas señalizadoras)
capta los cambios en el exterior y responde a ellos.
permite la interacción entre las células
actúa comobarrera selectiva y semipermeable.



el modelo del mosaico fluido
S. Singer y G. Nicholson (1972),
Las membranas están formadas por:
una bicapa de fosfolípidos
moléculas de colesterol incluídas
proteínas distribuidas en forma irregular.
Oligosacáridos unidos a las proteínas (glicoproteínas) o a los lípidos (glicolípidos).
Su estructura se explica con
Biomoléculas
Proteínas (ej. enzimas)
Lípidos
Carbohidratos (ej. sacáridos)
Ácidos nucleicos (ej. ADN y ARN)

organelo más prominente de la célula
forma esférica y se ubica en el centro.
Contiene la mayor parte del ADN (Ácido Desoxirribonucleico),
regula sus funciones
considerado el centro de control genético y de las actividades celulares.
4 partes:
la envoltura nuclear,
el nucleoplasma,
la cromatina (ADN enrollado con proteínas)
el nucléolo (aquí se producen los ribosomas)
estructuras muy pequeñas formadas por ARNr (Ácido Ribonucleico ribosómico) y proteínas
tienen forma esférica o elíptica.
presentes en todas las células
libres en el citoplasma adheridos a otros organelos (RE)

FUNCIÓN
sintetizar las proteínas necesarias para la célula
Ribosomas
RUGOSO
sistema de membranas organizadas en forma de una red de túbulos ramificados y sacos aplanados interconectados
inician en la membrana externa de la envoltura nuclear
distribuidos por todo el citoplasma.
apariencia es granular debido a los ribosomas adheridos


FUNCIÓN
ensamblaje de proteínas
LISO
tiene aspecto liso.

FUNCIÓN
Síntesis de lípidos, también interviene en la destoxificación (degradación de sustancias tóxicas y/o drogas como el alcohol).

Ej.
los hepatocitos
Característicos de las células vegetales
Forma oval o de disco, miden entre 5 y 10 μm de longitud y son muy abundantes: entre 20 y 100 en cada célula.
Subpartes:
membrana extern
a lisa muy permeable
espacio intermembranoso:
lleno de fluido
membrana interna
estroma
= medio semilíquido que contiene diversas enzimas, ADN y ribosomas.
tilacoides
: sacos o bolsas membranosas en forma de disco, huecas e interconectadas
granum
(plural
grana
) = pila de tilacoides
Aquí se encuentra
la clorofila =
pigmento fotosintético de color verde encargado de captar la energía luminosa del sol, junto con otros pigmentos auxiliares (
carotenos
).


FUNCIÓN
Responsables de la fotosíntesis = transformar la energía luminosa del sol en energía química (glucosa).

COMPOSICIÓN
Serie de sacos membranosos aplanados = cisternas,
dictiosomas = pilas de cisternas
3 partes:
el
lado cis
por donde entran las moléculas provenientes del retículo endoplásmico,
las
cisternas intermedias
donde se procesan dichas moléculas
el
lado trans
desde donde se reparten a otros compartimentos.

FUNCIÓN
Recibir y modificar químicamente proteínas y lípidos que han sido construidos en el retículo endoplásmico
Prepararlos para expulsarlos de la célula;
Elaborar la mayoría de los carbohidratos
Centro de reparto: desde el aparato de Golgi salen vesículas con moléculas procesadas hacia la membrana plasmática.
Interviene en la formación de los lisosomas.
http://www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_lysosomes.swf

Lisosomas
Centrosoma
Pared celular
Organelos exclusivos de las células vegetales
COMPOSICIÓN Y GENERALIDADES
forma alargada que miden entre 0.5 a 1 μm de diámetro,
se encuentran en el citoplasma y su número puede variar dependiendo del tipo de célula.
2 membranas:
externa:lisa y permeable
espacio intermembranoso
: lleno de fluidos y una gran variedad de enzimas .
interna
que es impermeable a iones y semipermeable a pequeñas moléculas.
La membrana interna contiene una gran variedad de enzimas y se pliega para formar
las crestas mitocondriales
,
Matriz mitocondrial:
contiene enzimas, necesarias para la respiración, ADN (Ácido Desoxirribonucleico), ribosomas, ARNt (Ácido Ribonucleico de Transferencia) y enzimas.


FUNCIÓN
Respiración aerobia=
producción de energía (síntesis de la moneda energética de la célula: ATP –Adenosin Trifosfato-).


http://glencoe.mheducation.com/sites/dl/free/0078617022/164155/00035804.swf

Estructura localizada en el área central de las células animales y vegetales, cerca del núcleo
centro organizador de microtúbulos y a partir de él se origina una estructura llamada huso mitótico
responsable del desplazamiento de los cromosomas a los polos opuestos de la célula, durante la división celular.
En las células animales, contiene un par de
centriolos.

Vacuola
Ve a este sitio para saber más:

http://uaprepasemi.uas.edu.mx/libros/6to_SEMESTRE/59_Biologia_Celular.pdf
¿Cómo obtienen energía los organismos?
Energía
Capacidad de realizar un trabajo
Leyes de la termodinámica
Termodinámica
Estudio del flujo de energía
Primera ley
La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma
Segunda ley
La energía no puede transformarse sin pérdida de energía útil.
La energía “perdida” generalmente se transforma en energía térmica.
La entropía es la medida del desorden, o energía inutilizable, en un sistema.
Por lo tanto, la segunda ley de la termodinámica se enuncia también como “aumento de la entropía.”
Ejemplo:
la energía almacenada en los alimentos se transforma en energía química cuando comes, y en energía mecánica, cuando corres o pateas un balón.
El flujo de energía
Biomoléculas
Ve a este excelente y colorido sitio y explora más acerca del tema:

http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad1/biomoleculas
http://image.slidesharecdn.com/mapaconceptual2-3-130316135048-phpapp02/95/mapa-conceptual-23-1-638.jpg?cb=1363459887

Enzimas
Proteínas que aceleran (catalizan) la velocidad de las reacciones químicas en los seres vivos.
Sustrato





Enzima
Hay 4 pasos en el proceso de una enzima en funcionamiento:
En los procesos metabólicos, como la digestión
La importancia de las enzimas
Condiciones que afectan la actividad catalítica de una enzima
pH y temperatura
1. Una enzima y un sustrato se encuentran en la misma área.

2. La enzima se agarra del sustrato en un área especial llamada el sitio activo. El sitio activo es un área de la enzima en la que sólo el sustrato adecuado puede entrar.

3. La enzima acelera la reacción química es decir hay una catálisis. Catálisis es cuando cambia el sustrato. Podría descomponerse o combinarse con otra molécula para crear algo nuevo.

4. La enzima se desprende. Esto es importante. Cuando la enzima se desprende, regresa a la normalidad, lista para trabajar en otra molécula o sustrato. La primera molécula ya no es la misma. Ahora se llama producto.
El sustrato es una molécula que será transformada en otra
¿Por qué las enzimas ya no funcionan si alteramos el pH o la temperatura?
Porque su conformación (forma) cambia y entonces el sustrato ya no "cabe" en el sitio activo
Para saber más acerca de la clasificación de las enzimas:
http://www.ehu.es/biomoleculas/enzimas/enz13.htm
En la vida cotidiana
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~04000110/biotic/wq/enzimas_activ_2bach.htm
http://highered.mheducation.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_enzymes_work.html
Hay diferentes clase de enzimas: unas cortan biomoléculas, otras les agregan grupos químicos, otras unen a dos más biomoléculas.....
Para el diagnóstico clínico
Ahora, investiga un poco más acerca de los usos de las enzimas
Antes de comenzar...
Tenemos que entender 3 cosas:

1. Qué son y para qué sirven las enzimas
2. Cómo las células obtienen energía
3. Qué es el metabolismo
Las leyes de la termodinámica en la biología
Metabolismo
Todas las reacciones ordenadas que ocurren en una célula
ATP, la moneda energética de la célula
ATP: Adenosin Trifosfato
Reacciones químicas
Hay 2 eventos super importantes del metabolismo de las células para entender el flujo de energía:

La fotosíntesis y la respiración celular
Fotosíntesis:
Transformar la energía solar en energía química (moléculas orgánicas) que pueda utilizar la célula
Respiración celular:
Transformar moléculas orgánicas en, CO2, H20 y energía
Enzimas
¿De dónde sale la energía del ATP?
¡¡¡Del rompimiento de su molécula!!!
Fotosíntesis
Respiración celular
Cómo se trata de una reacción química, podemos escribirla como tal:
¿Cómo logran las enzimas catalizar las reacciones?
Ofreciéndole un "atajo energético" a los reactivos para que éstos puedan ser transformados químicamente.


Este atajo se denomina
energía de activación
Tipos de enzimas
La fotosíntesis y la respiración celular ocurren gracias a muchas reacciones químicas catalizadas por enzimas
El ATP, las enzimas y otras moléculas interaccionan en rutas de metabolismo organizadas.
¿Dónde?
¿Cómo?
En los cloroplastos de organismos como:
las plantas
las algas
las cianobacteria
¿Porqué en los cloroplastos?
Porque ahí están algunos pigmentos como la clorofila o los carotenos
Un pigmento es una molécula que absorbe la luz de ciertas longitudes.

Las longitudes de onda de la luz que no se absorben se reflejan; la luz reflejada es el color característico pigmento

Por ejemplo, un pigmento que absorbe luz violeta, azul y verde refleja el resto del espectro de la luz visible, es decir, luz amarilla, naranja y roja.

Este pigmento aparece de color naranja para nosotros.
La fotosíntesis no es una sola reacción. Es una serie de reacciones que se realizan en dos etapas.
Fase dependiente de la luz
Fase independiente de la luz
Los complejos que capturan la luz en la membrana del tilacoide absorben fotones y pasan la energía a los fotosistemas, los cuales después liberan electrones.
Los electrones liberados del
fotosistema II
fluyen a través de una cadena de transporte de electrones, y luego al
fotosistema I
.
La energía de los fotones induce al fotosistema I a liberar electrones, los cuales finalizan en el NADPH.
El fotosistema II reemplaza los electrones perdidos quitándoselos al agua, la cual se disocia en H+ y 02
La fijación de carbono
se realiza en las reacciones independientes de la luz.
En el interior del estroma,
la enzima rubisco une un carbón del CO2 a la RuBP
para iniciar el ciclo de Calvin-Benson.
Esta ruta usa energía del
ATP
, el
carbono
y el
oxígeno del C02
, e
hidrógeno
y
electrones del NADPH
para
sintetizar azúcares
.
En resumen:
¿Dónde?
Glucólisis
Ciclo de Krebs
Fosforilación oxidativa
La respiración aerobia se da en 3 fases:
Rompimiento de la glucosa
Resumen
Las rutas de la fermentación descomponen los carbohidratos sin emplear oxígeno.
En resumen
En resumen:






El NADH y FADH2 ceden electrones a un conjunto de complejos proteicos ubicados en la membrana mitocondrial interna

El transporte de electrones a través de estos complejos “impulsa” la producción de ATP y H20

La “fábrica de ATP” es una enzima llamada ATP sintasa

Esta fábrica funciona gracias a un gradiente de H+

Cuando no hay oxígeno

Respiración anaeróbica

La glucosa “se rompe” en el citoplasma mediante el proceso de
glucólisis.

Resultado:
2 ATP y 2 NADH
por c/d glucosa descompuesta.

Glucólisis

Fermentación: regeneración de NAD+ que permite la glucolisis en ausencia de O2

En bacterias y levaduras

En el músculo

El piruvato se convierte en acetil CoA

El acetil CoA entra al ciclo de Krebs y se transforma mediante una serie de reacciones químicas

Estas reacciones están catalizadas por enzimas

Resultado: 4NADH, FADH2, ATP, CO2

Ciclo de Krebs

Cuando hay oxígeno

RESPIRACIón aeróbica

Balance energético de la respiración celular

enzimas

enzimas

3

1

2

¿Qué tipo de fermentaciones son estas?

http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/cellularrespiration.html
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/cellularrespiration.html
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