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Ciencias de la Salud Biológicas y Ambientales | Ingeniería en Biotecnología
Biología celular
La célula U1
Programa de la asignatura:
Universidad Abierta y a Distancia de México 1
U1 Biología celular
La célula
Índice
Presentación de la unidad ......................................................................................................... 2
Propósitos .................................................................................................................................. 2
Competencia específica ............................................................................................................ 2
1.1 Organización celular ............................................................................................................ 4
1.1.1 Teoría celular ................................................................................................................... 4
1.1.2 Niveles de organización ................................................................................................... 6
1.1.3 Organelos ....................................................................................................................... 10
1.1.4 Tejidos ............................................................................................................................ 27
1.2 Equilibrio de la célula ........................................................................................................ 33
1.2.1 Homeostasis ................................................................................................................... 34
1.2.2 Tipos de transporte de solutos ....................................................................................... 37
1.2.3 Transporte de proteínas ................................................................................................. 40
Actividades .............................................................................................................................. 44
Autorreflexiones....................................................................................................................... 44
Cierre de la unidad .................................................................................................................. 44
Para saber más ....................................................................................................................... 45
Fuentes de consulta ................................................................................................................ 47
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Presentación de la unidad
Un ser vivo posee una estructura organizada y compleja que mantiene ordenada por
medio de la homeostasis, crece y se reproduce heredando sus características
almacenadas en el DNA y muere. En este sentido, la mínima expresión de vida que
presenta estas características como unidad básica de vida es la célula.
En esta unidad estudiarás las definiciones básicas de la biología celular para que
comprendas las estructuras que componen a la célula y conozcas su función principal.
Además analizarás cómo es el flujo termodinámico entre la célula y su medio, el cual le
permite mantenerse en equilibrio.
También aprenderás a diferenciar entre los dos principales grupos de células: eucariontes
y procariontes. En las unidades posteriores describirás sus organismos con mayor detalle.
Propósitos
Describir la teoría celular.
Identificar los organelos celulares y su función.
Describir los niveles de organización celulares.
Mencionar los mecanismos de homeostasis de las células.
Diferenciar los mecanismos de transporte de solutos y proteínas.
Competencia específica
Identificar las diferencias entre las células eucariontes y procariontes
mediante el estudio de su organización y estructuras para conocer
sus mecanismos de homeostasis.
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1.1 Organización celular
Antes de sumergirnos en el contenido de la asignatura, revisa la infografía que se muestra
en la página anterior y que te permitirá tener un panorama completo de los contenidos
que revisaremos en esta unidad, en caso de que tengas alguna pregunta o inquietud,
consúltalo con tu docente en línea.
La célula es la unidad estructural y funcional de la vida, existen muchas teorías que
intentan explicar su origen, su evolución y su variedad morfológica y funcional que se
refleja en la gran diversidad de seres vivos que podemos apreciar. Este tema tiene la
finalidad de abordar las teorías sobre el origen celular como preámbulo para comprender
las diferencias entre los dos grandes tipos celulares que podemos estudiar hoy en día: las
células procariontes; las bacterias como las primeras células en aparecer; y a las células
eucariontes; con una estructura y nivel de organización más compleja y responsable de la
diversidad de organismos. Analizarás la anatomía celular, sus niveles de organización, la
relación estructura-función-metabolismo para comprender mejor el funcionamiento celular
como parte esencial de los procesos biotecnológicos. Asimismo, estudiarás a los virus
desde el punto de vista estructural y funcional como organismos con estrategias
diferentes a las celulares, así como la influencia que tienen estos en los procesos
celulares.
1.1.1 Teoría celular
En 1665, ya existían lentes tallados a mano que hacían la función de los microscopios en
su expresión más rudimentaria y que permitían observar estructuras muy pequeñas. En
ese entonces, Robert Hooke realizó observaciones de fragmentos de corcho, que es la
corteza seca del árbol de alcornoque, detectando pequeñas celdillas en la estructura del
corcho, posteriormente realizó observaciones en cortes de otras plantas observando
“celdillas” parecidas llenas de jugos.
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Posteriormente, en 1673, Anton Van Leewenhoek realizó observaciones hechas con
microscopios más potentes que él mismo fabricaba tallando a mano sus lentes
observando otros tipos celulares como glóbulos rojos, espermatozoides y
microorganismos que vivían en aguas estancadas que describió como animáculos. Los
años pasaron y los microscopios mejoraron a partir de los modelos construidos por
Leewenhoek. Alrededor de 1830, Theodor Schwann observó que el cartílago contenía
células semejantes a las descritas en las plantas, después de realizar sus observaciones
postuló su teoría catalogando a las células como las partes elementales tanto de plantas
como de animales, más adelante, a mediados de 1800, Mattias Schleiden postula que
los procesos vitales de células deben formar los fundamentos básicos absolutamente
indispensables de la vida, en línea con este pensamiento, Rudolf Virchow escribió que
cada animal es la suma de sus unidades vitales, las células y que estas provienen de
otras células.
En 1824, el científico René Dutrochet demostró que todos los tejidos orgánicos poseían
células y que las diferencias entre los tejidos son debidas a la naturaleza de las células
pero no fue hasta 1839 cuando Theodor Schwann y Matthias Schleiden postularon la
teoría celular, donde afirmaban que las células son las unidades elementales en la
formación de las plantas y animales, y que ellas conforman la vida. En 1850, Rudolf
Virchow agregó a esta teoría que todas las células provienen de otras células.
Con el paso de los años, varios científicos continuaron con el estudio de la célula,
identificando distintos orgánulos. En 1831, Robert Brown describió al núcleo celular; en
1857, Albert von Kölliker las mitocondrias y en 1898, Camillo Golgi descubrió el
aparato que lleva su nombre. En 1981, Lynn Margulis publicó una teoría de gran impacto
en el estudio del origen de las células eucariotas, llamada Teoría Endosimbiótica.
Conjuntando las ideas de estos investigadores se formó la Teoría Celular, que tiene los
siguientes postulados:
Figura 1. Cortes de corcho. La imagen muestra una ilustración realizada por Hooke de lo que observó al realizar cortes de corcho. Tomado de: https://askabiologist.asu.edu/explore/robert-hooke-1635-1703
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1.1.2 Niveles de organización
Los niveles más bajos de organización de la materia son los átomos y las biomoléculas,
las cuales son combinadas para formar organelos, que a su vez constituirán las células
tanto vegetales como animales e incluso de los microorganismos.
1) La célula es la unidad estructural de la materia viva, por lo que todos los
organismos están compuestos por ellas; ya sea por una, en el caso de
los organismos unicelulares, o por varias, como en el caso de los
organismos pluricelulares.
2) Las células son la unidad de origen de todos los seres vivos, esto
significa que todos los seres vivos se originan a partir de otras células
preexistentes.
3) La célula es la unidad funcional de los seres vivos debido a que todas
las reacciones metabólicas del organismo ocurren como producto de la
actividad celular.
4) Las células son la unidad genética debido a que contienen el material
hereditario del organismo, lo que permite controlar su propio ciclo
celular, desarrollo, funcionamiento y transmisión de la información a la
siguiente generación celular.
Postulados de la Teoría Celular
En las asignaturas de “Química” y “Bioquímica” estudiaste las estructuras
atómicas y las biomoléculas, las cuales van a conformar los organelos y a su
vez las células, que son el objeto de estudio de la biología celular, por lo que
en esta asignatura estudiaremos cómo funcionan estas biomoléculas en
conjunto.
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Los niveles de organización que vamos a estudiar en esta asignatura son los de mayor
complejidad, ya que a partir de las células se forman tejidos, los tejidos órganos, los
órganos sistemas y los sistemas organismos.
Las células también tienen una estructura que les brinda soporte, resistencia y
Organelo Estructura celular compuesta por biomoléculas distintas que desempeñan una función común y específica.
Célula Unidad de vida más pequeña compuesta por organelos
Organelo y célula
Figura 2. Niveles de organización de la materia. Se muestran las estructuras que componen la célula de la más sencilla a la más compleja como indican las flechas. Tomado de: http://airaldobiologia.blogspot.mx/2015_07_14_archive.html
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movimiento, que es un conjunto de fibras; microtúbulos, filamentos intermedios y
filamentos de actina.
Los microtúbulos son polímeros de tubulina, un dímero de dos proteínas estrechamente
relacionadas, α-tubulina y β-tubulina. Forman un tubo hueco de aproximadamente 25 nm
de diámetro. Los microtúbulos son inestables y se estabilizan mediante interacciones con
otras proteínas.
Los microtúbulos son estructuras polares con un extremo positivo (+) capaz de crecer a
gran velocidad y un extremo negativo (-) que tiene tendencia a perder subunidades sino
está estabilizado. En la mayoría de las células, el extremo menos de los microtúbulos se
encuentra estabilizado mediante la unión a una estructura que recibe el nombre de
centrosoma y los extremos con crecimiento rápido están entonces libres para añadir
moléculas de tubulina. El centrosoma suele estar localizado cerca del núcleo, en la zona
central de la célula (Alberts, et, al., 2002).
Los filamentos de actina están formados por subunidades de la proteína actina, cada
filamento es un polímero dimérico de subunidades dispuestas como dos sartas de
cuentas giradas entre sí para formar una hebra de aproximadamente 8 nm de diámetro.
Además de cruzar la célula, los filamentos de actina se extienden hacia estructuras
especializadas que sobresalen desde la superficie y que permitan a una célula moverse
Conjunto de proteínas que dan soporte, resistencia y movimiento a las células.
Citoesqueleto
Figura 3. Fibras del citoesqueleto. Se muestra una micrografía electrónica de células humanas de cáncer cervicouterino, se aprecian las fibras del citoesqueleto dándole forma a la célula. Tomado de: Sciencephotolibrary.com
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Existen filamentos intermedios que se encuentran entre los filamentos de actina y el de
miosina de las células musculares, donde se descubrieron por primera vez. Son fibras
proteicas resistentes y duraderas que se encuentran en el citoplasma de la mayoría de
las células eucariotas superiores, formando una extensa red que rodea al núcleo y se
extiende desde esta zona hacia la periferia celular, donde interacciona con la membrana
plasmática. Debajo de la envoltura del núcleo se forma un armazón densamente tejido de
filamentos intermedios llamado lámina nuclear.
Todas las estructuras del citoesqueleto forman varillas celulares que se anclan en la cara
interna de la membrana celular dándole forma y resistencia; también fungen como
carreteras por donde se transportan las vesículas provenientes del aparato de Golgi y la
membrana celular. Estas vesículas se transportan en dos sentidos: desde el núcleo hacia
la membrana a cargo de la kinecina (que es un motor celular similar a un camión de
carga donde se transporta la vesícula) y desde la membrana hacia el núcleo por medio
de la dineina, otro motor celular transportador de vesículas. De esta manera los
organelos pueden moverse a distintos puntos de la célula.
Estos filamentos conectan complejos proteicos y orgánulos de regiones distintas de la
célula y actúan a forma de rieles para el transporte entre ellos. El citoesqueleto forma
una armazón interna que mantiene todo el volumen citoplasmático.
Figura 4. Dineína y cinecina. Se muestra cómo se mueven las dos proteínas a lo largo de un microtúbulo. Tomado de: https://bioquimicadebolsillo.wordpress.com/2014/01/05/proteinas-que-andan-2/
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1.1.3 Organelos
Las células están conformadas por distintos organelos que presentan una estructura y
función específica como se muestra en la tabla 1. Sin embargo, la presencia o ausencia
de estos organelos nos permite clasificar a las células en dos grandes grupos: las
eucariotas y procariotas.
Figura 5. Clasificación de las fibras que componen el citoesqueleto. Se muestran las tres diferentes clases de fibras que permiten dar forma, rigidez y estabilidad a las células. Tomado de: http://eluniversobajoelmicroscopio.blogspot.mx/2014/10/citoesqueleto.html
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Aunque estos dos tipos de células tienen muchas estructuras y funciones en común,
también es importante diferenciar las características que son específicas para cada una,
como se muestra en la siguiente tabla:
Orgánulo Función
Núcleo Conservación y expresión de genes, exportación de información para la síntesis de proteínas.
Retículo endoplásmico Modificación e importación de proteínas.
Aparato de Golgi Modificación de proteínas.
Lisosoma Degradación de proteínas internalizadas, degradación de proteínas citosólicas en células estresadas.
Mitocondria Síntesis de energía y algunas proteínas.
Peroxisoma Procesos oxidativos, importación de proteínas desde el citosol.
Modificado de Cassimeris, et.al., 2012.
Función de los organelos celulares.
Célula procarionte Células que no presentan organelos ni núcleo delimitado.
Célula eucarionte Célula con organelos y núcleo delimitado por una doble capa lipídica.
Tipos de células
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Célula
Procarionte Eucarionte
El DNA se localiza en una región llamada nucleoide no rodeada por membrana.
El DNA está contenido en un núcleo, el cual contiene una cubierta de membrana.
Se caracterizan por ser células pequeñas (1-10μm)
La mayoría son células de gran tamaño (10-100μm).
Su división celular es por fisión binaria, donde no intervienen centriolos, huso mitótico o microtúbulos.
Su división celular es la mitosis y meiosis, donde hay presencia de huso mitótico o microtúbulos.
No forman tejidos. Forman tejidos en el caso de organismos pluricelulares.
Ausencia de mitocondrias, su respiración celular está acoplada a la membrana celular.
Presencia de mitocondrias, donde se lleva a cabo la respiración celular.
No presentan retículo endoplásmico, ni aparato de Golgi.
Presentan retículo endoplásmico y aparato de Golgi.
Presentan ribosomas pequeños (70S) Presentan ribosomas grandes. (80S)
Tienen cromosoma único circular. Tienen varios cromosomas con estructura compleja.
Presentan mesosomas. No presentan mesosomas.
Características de las células
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Los organelos, membrana y otras estructuras presentes en las células tanto eucariotas como procariotas son vitales para que desarrollen todas sus funciones metabólicas, por lo que a continuación vamos a describir las características de cada una de estos elementos:
Membrana plasmática La membrana plasmática es la estructura que rodea a la célula, definiendo su extensión y
manteniendo las diferencias esenciales entre el contenido de la célula y su entorno. La
membrana plasmática (membrana celular) es una estructura formada principalmente por
colesterol y lípidos, los lípidos que forman a la membrana se llaman fosfolípidos, que son
ácidos grasos o aceites, tienen una cabeza polar y dos colas no polares. Para formar la
membrana celular estos fosfolípidos se unen formando una bicapa, con las cabezas
hidrofílicas organizadas hacia el agua y las colas hidrofóbicas escondidas del agua en el
centro de la bicapa, lo que le permite a la bicapa actuar como barrera relativamente
impermeable al paso de la mayoría de las moléculas hidrosolubles.
Figura 6. Células eucariotas y procariotas. Se muestran las estructuras características que conforman a las células procariotas (a la izquierda) y eucariotas (a la derecha). Tomado de: http://davidgoldz.blogspot.mx/2014/03/entrada-n1-celulas-eucariontes-y.html
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La bicapa lipídica de muchas membranas celulares no está compuesta exclusivamente
por fosfolípidos, habitualmente contienen además colesterol y glucolípidos. Las
membranas plasmáticas de células eucariotas contienen cantidades especialmente
elevadas de colesterol, el cual hace más rígida a la bicapa disminuyendo la
permeabilidad a moléculas solubles pequeñas. Los glucolípidos se encuentran
únicamente en la mitad no citoplasmática de la bicapa lipídica, quedando al descubierto
en la superficie de la célula los grupos azúcar, desempeñando una función de interacción
con el entorno.
La membrana celular que es una bicapa, contiene proteínas que son esenciales para el
funcionamiento de la célula. Las proteínas tienen funciones de transporte de solutos y
metabolitos, también son receptoras que permiten a la célula conocer las condiciones del
medio externo.
Muchas proteínas de membrana atraviesan la bicapa lipídica, de forma que parte de su
masa se sitúa a cada lado de la membrana. Otras proteínas se localizan en el citosol y se
asocian con la bicapa tan sólo a través de una o más cadenas de ácidos grasos a las
que están unidas covalentemente. En cambio, existen otras proteínas que se encuentran
completamente expuestas a la superficie celular externa, que se encuentran ancladas a
la bicapa únicamente por medio de una capa lipídica externa de la membrana plasmática
(Alberts, et. al., 2002).
En la asignatura Bioquímica estudiaste cómo se relacionan los diferentes tipos
de lípidos para formar estructuras, por lo que en esta asignatura estudiarás la
función de una de ellas: la bicapa lipídica que forma la membrana celular.
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La membrana es una estructura asímétrica, es decir, la composición y distribución de
lípidos y proteínas en su cara interna es diferente a la de la capa externa, lo que refleja
las diferentes funciones que realizan ambas superficies (Alberts, et. al., 2002).
Todos los contenidos de la membrana se encuentran siempre en movimiento, por lo que
se dice que es un mosaico fluido, donde todo se mueve hacia el lugar donde se necesite,
haciendo a la membrana una estructura sumamente dinámica.
Todas las membranas de células procariontes y eucariontes tienen esta estructura en su
membrana, asimismo, los organelos presentes en las células eucariontes (retículo
endoplásmico liso, retículo endoplásmico rugoso, aparato de Golgi, mitocondria, núcleo,
peroxisomas y lisosomas), también son estructuras de doble membrana cuya
conformación es exactamente igual a la que aquí se muestra.
La mayoría de las membranas de una célula eucariota se sintetizan en el retículo
endoplásmico y es ahí donde se genera la asimetría de los fosfolípidos por
translocadores que trasladan específicamente moléculas de fosfolípidos de una
monocapa a otra.
Figura 7. Membrana plasmática. Se esquematiza el modelo del mosaico fluido que muestra la composición de la membrana plasmática. Tomado de: http://cienciasdejoseleg.blogspot.mx/2013/01/el-modelo-de-mosaico-fluido.html.
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Núcleo
El núcleo celular es el cerebro de la célula, es una estructura de doble membrana que en
su interior contiene el material genético, la membrana del núcleo no es continua, tiene
poros por los cuales entran y salen moléculas esenciales para los procesos nucleares
como proteínas y RNA.
El material genético esencial para el desarrollo celular está contenido en el núcleo de una
forma compacta en estructuras llamadas cromosomas que permiten ahorrar el espacio
ocupado por el DNA o puede estar sin condensarse en forma de cromatina. La cromatina
está constituida por DNA e histonas y puede presentarse de dos formas: eucromatina si
el DNA está relajado y heterocromatina constituida por las regiones condensadas de los
cromosomas.
Dentro del núcleo se puede apreciar otra estructura conocida como nucléolo, que es un
acomodo especial del DNA, rRNA y proteínas.
Figura 8. Estructura del núcleo. Se identifican la envoltura, nucléolo, material genético y nucleoplasma que componen al núcleo celular. Tomado de: http://www.elergonomista.com/biologiaselectividad/sb59.html.
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Aparato de Golgi
El complejo de Golgi se localiza normalmente cerca del núcleo celular, está formado por
una serie de cisternas limitadas por una membrana y de forma aplanada que se parecen
a un montón de platos y son nombrados dictiosomas.
Muchas pequeñas vesículas se hallan asociadas a los dictiosomas del Golgi, agrupadas
en la cara contigua al RE y a lo largo de los anillos dilatados de cada cisterna. Se cree
que estas vesículas transportan proteínas y lípidos desde, hacia y entre el aparato de
Golgi.
El aparato de Golgi forma parte del sistema digestivo de la célula. Su principal función
es la síntesis de membrana plasmática, la cual se forma cuando la célula necesita
repararse o dividirse. Es un centro de empaquetamiento, clasificación y envío de
materiales desde el núcleo hacia la membrana, y desde la membrana hacia el núcleo.
Todo lo que la célula produce, necesita o deshecha es transferido al aparato de Golgi
donde es clasificado, modificado y empaquetado en vesículas para su distribución de
acuerdo a su destino.
El complejo de Golgi es prominente en las células que están especializadas en la
secreción, como las células caliciformes del epitelio intestinal, las cuales secretan al
intestino grandes cantidades de moco rico en polisacáridos.
Figura 9. Célula de cáncer cervical humano. Se muestra una micrografía electrónica de barrido de una célula completa y de color beige se aprecia el núcleo. Tomado de: Sciencephotolibrary.com
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Figura 10. Esquema del aparato de Golgi. Se observan los sáculos formados por la membrana y las vesículas que se desprenden de él y que transportan las proteínas a otros orgánulos. Tomado de: http://www.asturnatura.com/articulos/ribosomas-membranas/golgi.php
Figura 11. Micrografía del aparato de Golgi. De color verde se observa el aparato de Golgi de una célula eucarionte tomada por micrografía de transmisión electrónica. Tomado de: sciencephotolibrary.com
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Retículo endoplásmico El retículo endoplásmico (RE) está organizado en forma de una red laberíntica de túbulos
ramificados y de sáculos aplanados que se extiende por todo por todo el citoplasma de la
célula. Los túbulos y sáculos están interconectados de modo que la membrana del RE
forma una lámina continua que define un único espacio interno llamado lumen.
El RE juega un papel central en la biosíntesis celular, su membrana es el lugar de
producción de todas las proteínas transmembranales y lípidos de la mayoría de los
orgánulos celulares. La membrana del RE también contribuye de forma importante a la
formación de las membranas de las mitocondrias y de los peroxisomas, ya que produce
los lípidos de estos orgánulos. Además, todas las proteínas que serán secretadas al
exterior de la células y las que permanecen en el lumen del RE, el aparato de Golgi y en
los lisosomas, son inicialmente transportadas al lumen del RE (Alberts, et. al., 2002).
Existen dos tipos de retículo endoplásmido:
A) El liso: también forma parte del sistema digestivo de la célula, una de sus
funciones principales es sintetizar y transportar los lípidos y colesterol necesarios
para construir la membrana celular y la membrana de todos los organelos. Es
abundante en células que requieren alto contenido de lípidos como en aquellas
que sintetizan hormonas o los hepaticitos.
B) El rugoso (RER): su membrana se encuentra revestida de ribosomas.
Figura 12. Esquema del retículo endoplásmico. Se muestran los dos tipos de retículo endoplásmico, el liso y el rugoso con la presencia de ribosomas. Tomado de: http://www.escuelapedia.com/el-reticulo-endoplasmatico/
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Lisosomas Los lisosomas son vesículas membranosas que presentan diferentes formas y tamaños,
que contienen enzimas hidrolíticas utilizadas para la digestión intracelular controlada de
macromoléculas. Contiene alrededor de 40 tipos de enzimas hidrolíticas, entre las que
se encuentran proteasas, nucleasas, glucosidasas, lipasas, fosfolipasas, fosfatasas y
sulfatasas. Todas ellas son hidrolasas ácidas cuya actividad óptima se expresa a un pH
cercano a 5, que es el pH que se mantienen en el interior de los lisosomas.
La membrana lisosomal tiene proteínas de transporte que permiten que se escapen los
productos finales de la digestión de macromoléculas, como los aminoácidos, azúcares y
nucleótidos, de tal manera que estos productos puedan ser excretados o reutilizados
por la célula. También contiene una bomba de protones que utiliza la energía de
hidrólisis del ATP para bombear H+ al interior del lisosoma, manteniendo así el lumen a
un pH ácido (Alberts, et. al., 2002).
Las estructuras teñidas de rojo son lisosomas, organelos de doble membrana que en su
interior tienen enzimas para degradar proteínas que han sido dañadas o necesitan
recambiarse, el material degradado dentro de los lisosomas es transportado al aparato
de Golgi donde se seleccionan los elementos que pueden reciclarse y los que se
desechan.
Figura 13. Retículo endoplásmico rugoso. Se muestra una micrografía electrónica de barrido de alta resolución de retículo endoplásmico rugoso de una célula olfatoria de mamífero. Tomado de: Sciencephotolibrary.com
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Ribosomas En los ribosomas se lleva a cabo la síntesis de todas las proteínas de la célula mediante
un proceso denominado traducción.
Una vez sintetizadas las proteínas, son internalizadas al RER donde son modificadas y
acondicionadas para que puedan funcionar correctamente, posteriormente son
transportadas al aparato de Golgi para su empaquetamiento y distribución.
Existen dos tipos de ribosomas: los unidos a membrana y los ribosomas libres. Los que
están adheridos a la cara citosólica de la membrana del RER tienen la función de
sintetizar proteínas al mismo tiempo que se translocan al interior del RE. Por su parte,
los ribosomas libres no se encuentran unidos a ninguna membrana y fabrican todas las
demás proteínas codificadas por el genoma de la célula.
En la asignatura Biología Molecular I analizarás paso a paso el proceso de
traducción, así como también todos los cambios que estas sufren posterior a
su síntesis.
Enlace
Figura 14. Lisosomas. Del lado izquierdo se muestra un esquema donde se observa el contenido y la membrana que componen al lisosoma y del lado derecho una micrografía electrónica de transmisión de célula de epitelio de mamífero donde de amarillo se muestra el retículo endoplásmico liso y de rojo los lisosomas. Tomado de: Sciencephotolibrary.com
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Ambos tipos de ribosomas son estructural y funcionalmente idénticos, difieren únicamente en las proteínas que fabrican en un momento dado. Cada ribosoma está constituido por dos subunidades (una grande y una pequeña) compuestas por RNA y proteínas. Estas subunidades presentan distintos tamaños dependiendo de si son de células eucariotas o procariotas.
Figura 15. Ribosomas. Se muestran las dos subunidades que conforman al ribosoma, así como el sitio donde se sintetizan las proteínas a partir del RNA. Tomado de: http://www.efn.uncor.edu/departamentos/divbioeco/anatocom/Biologia/Celula/Componentes%20celulares/Citoplasma.htm
Figura 16. Comparación de los ribosomas. Se muestra en la parte superior la composición de los ribosomas procariontes y en la inferior la de los eucariontes. Modificado de http://propanona.blogspot.mx/2014/08/estructura-general-de-los-ribosomas-en.html
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Mitocondria
La mitocondria es el aparato respiratorio y el centro generador de energía de la célula
porque transforman la energía en formas utilizables para impulsar reacciones celulares.
Son cilindros alargados y rígidos, y de entre 0.5 a 1 μm de diámetro. Este tamaño les
permite cambiar de forma y moverse. Su estructura es muy particular, está conformada
por dos membranas plasmáticas: la interna y la externa. La interna está plegada
formando crestas y la externa, contiene dos compartimentos: el que encierra la
membrana interna que se conoce como matriz mitocondrial y un espacio
intermembranal que se forma entre la membrana interna y externa.
Esta compartamentalización es vital para la mitocondria porque le permite establecer
gradientes de concentración iónica entre los espacios cuya diferencia es utilizada para
generar energía.
La gran cantidad de membrana que contienen las mitocondrias sirve como sustrato
estructural para los procesos de transporte de electrones ya que a ella están adheridas
las bombas de protones que es impulsada por la energía de los nutrientes y transfiere
protones de un lado al otro de la membrana.
Recuerda que en la asignatura de Bioquímica estudiaste la respiración celular
y el mecanismo de síntesis de ATP que está presente en la mitocondria, es
por ello que en esta asignatura únicamente estudiaremos la función de los
organelos y su estructura.
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Cloroplastos
En las plantas, algas y algunos protozoarios, además de las mitocondrias, están
presentes los cloroplastos. El cloroplasto también es un organelo con dos sistemas
membranosos, al igual que las mitocondrias tiene un espacio intermembranal y una
matriz que se conoce como estroma. Los cloroplastos funcionan como generadores de
energía, en este organelo se lleva a cabo la fotosíntesis; dentro del cloroplasto existen
unas estructuras saculares llamadas tilacoides, las cuales se apilan como si fueran
monedas formando una estructura conocida como grana. Las grana están
interconectadas por estructuras llamadas estroma.
La fotosíntesis es un proceso que ocurre en dos fases (fase luminosa y fase oscura), que
se desarrollan en compartimentos distintos.
Fase luminosa: se realiza en la membrana de los tilacoides donde mediante la
clorofila se convierte la energía lumínica en energía química en forma de ATP
Fase oscura: se produce en el estroma, donde se encuentra la enzima RuBisCO,
responsable de la fijación del CO2.
Figura 17. Mitocondria. Del lado izquierdo se identifican las partes de la mitocondira en un esquema y del lado derecho una micrografía electrónica de barrido de la mitocondria de una neurona. Tomado de http://scientiablog.com/2012/01/26/buceando-en-una-mitocondria/ y Sciencephotolibrary.com
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Pared celular
En las plantas y algas, además de la membrana plasmática, está presente la pared
celular, una matriz compleja extracelular que rodea a las células. La pared celular es una
estructura hecha de un polímero de carbohidratos llamado celulosa, su matriz está
conformada por hemicelulosa, pectina y proteínas estructurales. Todas estas moléculas
se mantienen unidas mediante una combinación de enlaces covalentes y no covalentes
formando una estructura compleja cuya composición depende del tipo celular.
La pared celular tiene un papel estructural o esquelético y además protege a las células
subyacentes e interviene en el transporte de los fluidos dentro de la planta.
Figura 18. Cloroplastos. Del lado izquierdo se muestra un esquema con las partes que componen a los cloroplastos y del lado derecho una foto de cloroplastos al microcopio. Tomado de http://linux.ajusco.upn.mx/fotosintesis/cloroplasto.html y http://www.geonomia.org/dokuwiki/lib/exe/detail.php?id=la_celula_vegetal&media=cloroplastos.jpg
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Las levaduras también tienen una pared celular compuesta de un polímero de azúcar, el
betaglucano. Las funciones de esta pared son: resistencia, estructura, reserva de
alimentos y metabólica al tener embebidas algunas enzimas en ella.
Las bacterias también tienen pared celular principalmente construida de peptidoglucano,
otro polímero de azúcares. Esta estructura ha servido como criterio de clasificación ya
que por medio de una técnica histológica conocida como tinción de gramm que se
explicará en la siguiente unidad.
Vacuolas
En plantas, levaduras, hongos, algas y protozoarios están presentes las vacuolas. Las
vacuola son estructuras membranosas cuya función principal es la de almacenamiento y
reserva. Por ejemplo, las plantas almacenan el almidón, deshechos y otros nutrientes en
estas.
Las vacuolas no tienen un tamaño definido pero son estructuras grandes, en algunos
organismos es el organelo más evidente; conforme la célula va necesitando sus
reservas, la vacuola se vacía, disminuyendo su tamaño. Las vacuolas se parecen a los
lisosomas de las células animales porque tienen numerosas enzimas hidrolíticas.
Figura 19. Pared celular. Se muestra a la izquierda un esquema donde se ubica la pared celular y a la derecha una micrografía electrónica de transmisión de una célula de levadura donde se observa la pared celular teñida de azul. Tomado de http://es.diccionario-universal.wikia.com/wiki/LA_PARED_CELULAR
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1.1.4 Tejidos
Cualquier órgano del cuerpo es el producto de las funciones que realizan las células que
lo conforman, por ejemplo, las células musculares son capaces de contraerse y relajarse,
las neuronas de transferir impulsos eléctricos, las células de cartílago son muy flexibles,
las células de la piel son capaces de resistir tensión y torsión. Cada tipo celular adquiere
funciones y capacidades diferentes gracias a un proceso de especialización y es este
proceso el que le da la función al tejido.
Existen diferentes tipos de tejido en los organismos vivos superiores:
Conectivo: la función principal de este tejido es brindar sostén e integrar los
diferentes sistemas del organismo uniendo y/o separando los diferentes tejidos
que componen los órganos y sistemas.
Adiposo: formado por adipocitos, células especializadas en almacenar grasa que
proviene principalmente de los alimentos. Sus funciones son de barrera mecánica
protegiendo a los órganos que envuelve de golpes y daño mecánico, como
aislante térmico y como fuente de reserva de grasa.
Figura 20. Vacuolas. Se muestra una fotografía de microscopio de luz de un protozoario (Paramecium) que es un organismo unicelular donde se aprecian las vacuolas alimenticias como estructuras circulares. Tomado de Sciencephotolibrary.com
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Cartilaginoso: este tejido se encarga de brindar soporte estructural y elasticidad a
los tejidos que conecta. Cuando está presente en los huesos los mantiene unidos
en las articulaciones. También proporciona resistencia a las fuerzas de
compresión a las que se someten las articulaciones. En la nariz, pabellón auditivo
y en las estructuras del sistema respiratorio sirve principalmente como soporte
estructural. La célula que forma el cartílago se llama condrocito.
Esta célula, altamente especializada, se encarga de sintetizar los componentes
que le dan sus características elásticas y resistentes al cartílago: elastina y
colágeno. Los proteoglicanos que funcionan como una esponja que retiene agua y
electrolitos, formando un colchón hidráulico para resistir las fuerzas de
compresión.
Figura 21. Tejido adiposo. Se observan las esferas naranjas que son los adipocitos que forman el tejido. Tomado de Sciencephotolibrary.com
Figura 22. Tejido cartilaginoso. Se muestra una micrografía electrónica de barrido de un condrocito de tráquea en amarillo rodeado por su matriz extracelular donde se aprecian las fibras de colágeno. Tomado de Sciencephotolibrary.com
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Óseo: conocido como hueso, es la principal estructura de sostén y soporte del
cuerpo de los vertebrados; también brinda protección para los órganos vitales y
puede funcionar como reserva de calcio. El hueso está formado principalmente por
agua, fosfato de calcio, carbonato de calcio y proteínas como el colágeno. El
hueso primario es principalmente cartílago, conforme se mineraliza adquiere su
dureza característica. La célula que sintetiza el hueso es el osteocito que se
encarga de la regeneración del tejido óseo, mientras que el osteoclasto se encarga
de su remoción. Ambos procesos de regeneración o construcción y remoción
siempre están presentes de manera normal en el hueso.
Hematopoyético: la hematopoyesis es el proceso por el cual se producen los
eritrocitos y las células del sistema inmune (linfocitos, macrófagos, polimorfo
nucleares, plaquetas, etc.) Las células hematopoyéticas derivan de las células de
la médula ósea que, conforme se van diferenciando, dan lugar al tejido
hematopoyético y al tejido óseo. La función del tejido hematopoyético es
transportar nutrientes, proteínas, oxígeno y mensajeros químicos entre las células,
también se encarga de transportar los desechos del metabolismo celular para su
eliminación. Las células de la respuesta inmunológica también tienen la función de
defensa contra agentes extraños.
Figura 23. Tejido óseo. Se muestra una micrografía electrónica de un osteocito de fémur. Tomado de Sciencephotolibrary.com
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Epitelial: es un tejido formado por una o varias capas de células, su función es
recubrir órganos, cavidades y conductos del cuerpo. Entre estos tipos de tejido se
encuentran las mucosas, el tejido vascular (venas y arterias) la piel, entre otros.
Dentro de sus funciones se destacan la protección, secreción y absorción,
percepción sensorial, excreción y transporte.
Muscular: está compuesto por miocitos, que son células contráctiles. Tienen esta
función gracias a la acción de dos proteínas, actina y miocina, que se contraen
sobre sí utilizando la energía química en forma de ATP. El músculo se divide en
músculo liso que está presente en los órganos internos, como los intestinos, y en
músculo esquelético o estriado que es el responsable de brindarle movimiento al
cuerpo.
Figura 24. Tejido hematopoyético. Se muestra una micrografía electrónica de sangre humana donde se aprecian los glóbulos rojos, linfocitos y plaquetas. Tomado de Sciencephotolibrary.com
Figura 25. Tejido epitelial. Se muestra una micrografía electrónica de epidermis humana. Tomado de Sciencephotolibrary.com
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Las plantas también tienen tejidos que les brindan sostén, protección, resistencia y una
vía de comunicación y transporte entre diferentes partes de su anatomía.
A continuación se describirán cada uno de estos tejidos, sus principales características y
funciones:
Figura 26. Tejido muscular. Se muestra una micrografía de fibras de músculo liso humano. Tomado de Sciencephotolibrary.com
Figura 27. Tejidos de las plantas. Se muestra un corte transversal de tallo de zapallo Cucurbita sp. Donde se observan los diferentes tejidos que lo conforman. Tomado de: http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema12/12-1escler.htm
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Parénquima: tejido vivo y capaz de dividirse. Es el responsable del crecimiento de
las plantas, dentro de sus funciones se encuentran la fotosíntesis, la reserva de
nutrientes y la secreción de metabolitos.
Colénquima: tejido vivo cuya principal función es el sostén y soporte de las
estructuras en crecimiento. Sus células son alargadas y tienen pared celular
gruesa.
Esclerénquima: tejido muerto, su función principal es el sostén y soporte de las
estructuras que han cesado su crecimiento. Sus paredes celulares son
extremadamente gruesas.
Figura 28. Tejido parenquimatoso. Se muestra una micrografía del parénquima de la raíz acuática de una elodea (Elodea canadensis) donde los asteriscos señalan los espacios aéreos. Tomado de: http://mmegias.webs.uvigo.es/1-vegetal/guiada_v_parenquima.php.
Figura 29. Colénquima. Se muestra una micrografía donde se observa debajo de la epidermis el colénquima de tipo angular con engrosamientos teñidos de amarillo en los ángulos de las paredes celulares. Tomado de: http://www.ujaen.es/investiga/atlas/talloarachisjoven/talloarachisjoven40xcolenquima.htm.
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Xilema: es un tejido vascular que transporta savia bruta (agua y nutrientes
absorbidos del suelo) desde las raíces hacia todo el cuerpo de la planta. Las
células del xilema son largas, de pared celular gruesa que forman vasos
conductores que recorren toda la planta, algo similar a las arterias que transportan
sangre oxigenada.
Floema: también es un tejido vascular, transporta savia desde las hojas hacia el
resto de la planta; a la savia que corre por el floema se le conoce como savia
elaborada. Esta contiene, principalmente, metabolitos de la fotosíntesis, nutrientes
ya procesados y deshechos, semejante a las venas.
1.2 Equilibrio de la célula
La vida es un concepto abstracto y difícil de definir. A nivel biológico la vida se manifiesta
a través de la energía, la vida fluye gracias a que la energía está presente y se mueve
mediante los sistemas biológicos. Para entender la vida en términos de energía y explicar
sus procesos, es necesario recurrir a la termodinámica; esta ciencia permite entender el
flujo de la energía y las transformaciones que sufre un sistema cerrado, como nuestro
Figura 30. Esclerénquima. Se observa una micrografía del corte de un haz vascular caulinar de un haba (Vicia faba) donde se observan incluidos la floema y el xilema. Tomado de: http://upm.es/EUITAgricola/PAS/ListaDepartamentos/DepBiologia/b1f354de0f0e6210VgnVCM10000009c7648aRCRD.
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planeta, y un sistema abierto como lo es la célula o un organismo multicelular. Las leyes
de la termodinámica expresan que la energía solo puede transformarse y que estas
transformaciones promueven el caos, el cambio y la aleatoriedad dentro de un sistema. La
célula, a simple vista, parece ir en contra de las leyes de la termodinámica al permanecer
constante en sus procesos, invirtiendo mucha energía para mantener el equilibrio u
homeostasis en su sistema.
El abordaje de las leyes de la termodinámica desde el punto de vista de la biología celular
te permitirá comprender el flujo y las transformaciones de la energía dentro del ambiente
celular, así como identificar y analizar el papel que juega la energía en el desarrollo de las
funciones celulares, como el crecimiento, la organización, el metabolismo y la
reproducción.
Asimismo, descubrirás que estos procesos han estado presentes desde la aparición de la
célula y que han permitido la adaptación y evolución de la vida hasta el día de hoy. En
esta unidad encontrarás las bases que te permitan comprender el metabolismo celular e
identificar sus posibles aplicaciones en procesos biotecnológicos como el uso de los
procesos bioquímicos de microorganismos como herramienta en la obtención de
productos en diferentes industrias, por ejemplo: la alimenticia, la farmacéutica y de salud
pública.
1.2.1 Homeostasis
Tomando en cuenta que la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma y
que todos los sistemas tienden al desorden o entropía; un sistema con un nivel de
organización como la célula no se mantiene ordenado fácilmente, precisamente por efecto
de la entropía.
En la asignatura Termodinámica analizaste las leyes de la termodinámica, por
lo que aquí aplicaremos sus fundamentos en la homeostasis de las células.
Enlace
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La célula conserva la homeostasis por medio del metabolismo consumiendo toda su
energía en este proceso, en el entendido de que la pérdida de la homeostasis significa la
muerte como máximo grado irreversible de entropía.
A nivel celular la homeostasis contrarresta el efecto caótico que la entropía ejerce sobre la
célula. Un ejemplo sencillo, por el cual la célula mantiene su homeostasis, es la regulación
de la presión de su interior en respuesta a los cambios en su exterior. Este proceso se
conoce como regulación de la presión osmótica.
Entre el interior de la célula y su exterior puede existir un gradiente de concentración o
una diferencia en el contenido de iones, de tal manera que los iones o la solución serán
transportados hacia alguno de los lados con el fin de mantener a la célula en equilibrio.
Dentro de la célula, la concentración de sus iones en solución, por ejemplo Na y Cl, tiende
a ser constante. Cuando la concentración de iones en el exterior de la célula es igual a la
del interior se dice que la solución es isotónica. Cuando la concentración de iones en el
exterior es menor que la de la célula, estamos hablando de una solución hipotónica con
respecto a la célula y si es mayor se dice que es hipertónica. La célula responde de
manera diferente si entra en contacto con una solución hipo o hipertónica pero siempre
intenta conservar la homeostasis mediante la ósmosis, transportando el agua a través de
la membrana semipermeable.
Si una célula no tuviera un mecanismo para controlar las concentraciones de solutos,
Se define como el proceso mediante el cual la célula permanece en equilibrio,
sin cambio para mantenerse en funcionamiento.
Homeostasis
Recuerda que en la asignatura Fisicoquímica estudiaste la definición de
ósmosis, así como las leyes de la termodinámica, por lo que en esta unidad
aplicarás esos principios en la homeostasis de las células.
Enlace
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disminuiría de tamaño o se expandiría en respuesta a la presión osmótica, siempre que la
concentración de solutos en el exterior fuera mayor que en el interior, o viceversa. Por
consiguiente, su tamaño fluctuaría dependiendo de las condiciones externas. En
condiciones extremas esto sería mortal al condensar la célula hasta una masa no
funcional o al hacerla estallar. La célula responde a esta situación al controlar el
movimiento de iones y agua a través de la membrana plasmática (Cassimeris, et. al.,
2012).
Para organismos unicelulares, la homeostasis es necesaria porque el ambiente exterior
puede estar sujeto a fluctuaciones importantes. Para organismos pluricelulares, permite
que las células individuales mantengan el ambiente interno distinto del ambiente del
líquido extracelular.
Figura 31. Equilibrio hídrico. Se esquematiza lo que sucede cuando una célula se encuentra presente en diferentes soluciones: a) Isotónica, el agua puede pasar a través de la membrana hacia adentro y hacia afuera, generando un movimiento neto de cero; b) Hipertónica, el agua se mueve fuera de la célula para tratar de diluir la concentración iónica e igualarla a la de su interior; c) Hipotónica, el agua se mueve hacia adentro de la célula para diluir la concentración iónica e igualar la concentración del exterior. Tomado de: http://tsbbenitobios.blogspot.mx/2010/08/transporte-de-sustancias-traves-de-las.html.
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1.2.2 Tipos de transporte de solutos
Los solutos se trasladan a través de las membranas mediante proteínas de transporte, las
cuales se clasifican de la siguiente manera:
A) Canales: son compuestos por proteínas de canal. Las proteínas de canal son
selectivas al soluto, tienen una tasa rápida de permeación de soluto y un
mecanismo de compuerta que la regula. Contienen una región poro a través de la
cual los solutos pasan a tasas de flujo altas cuando el canal está abierto. El
gradiente electroquímico del soluto dicta la dirección del flujo iónico en neto a
través del canal.
Existen varios tipos de proteínas que forman canales de membranas:
Porinas. Están presentes en algunos procariontes y mitocondrias, y en las
uniones intracelulares comunicantes que conectan los citoplasmas de células
adyacentes permitiendo el paso de solutos basados en el tamaño.
Canales iónicos. Catalizan el movimiento de iones de forma muy selectiva.
Pueden ser sensibles a ligando, voltaje, activados por distensión o por
temperatura para cerrar su mecanismo de compuerta.
Acuaporinas. Catalizan el movimiento del agua a través de las membranas.
B) Transportadores: son compuestos de proteínas transportadoras, se unen a
solutos en un lado de la membrana, pasan por un cambio alostérico (de
conformación) y liberan los solutos en el otro lado de la membrana. Transducen la
energía libre almacenada en gradientes electroquímicos, ATP u otras fuentes de
energía hacia el transporte de sustratos contra un gradiente de concentración.
Las proteínas transportadoras se pueden dividir en dos grupos:
Transportadores. Acoplan la energía almacenada en gradientes
electroquímicos de membrana para facilitar el movimiento de sustratos a
través de membranas celulares. A su vez, se pueden dividir en uniportadores,
simportadores y antiportadores.
Bombas. Usan energía de manera directa para impulsar vías de acumulación
o de flujo de salida de los sustratos que son energéticamente menos
favorables. Tienen una tasa de transporte menor a las de los transportadores.
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La célula utiliza estos tipos de proteínas para transportar los solutos y el agua siguiendo
diferentes mecanismos que le permiten mantener el equilibro en las células. Estos
mecanismos se clasifican en:
A) Transporte pasivo. Es un proceso que no requiere energía y en el cual las
moléculas se mueven a través de la membrana desde una región de mayor
concentración a otra de menor concentración, sin embargo la diferencia de
concentraciones o gradientes debe ser muy grande.
Tiene dos variantes:
Ósmosis. Consiste en el paso de agua a través de la membrana.
Difusión. Es el movimiento neto de partículas como átomos, moléculas o
iones. La difusión empleando proteínas transportadoras se llama difusión
facilitada.
Figura 32. Tipos de transporte mediado por proteínas transportadoras. Se muestra como las substancias se pueden transportar por antiporte (extremo izquierdo), simporte (parte media) y antiporte (extremo derecho). Modificado de: http://www.vi.cl/foro/topic/1071-apuntes-de-biologia-y-quimica-revisado-y-corregido/page-42
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B) Transporte activo. Es el transporte de una sustancia a través de una membrana
que no depende de la energía potencial de un gradiente de concentración, sino
que emplea proteínas transportadoras que están inmersas en la membrana y que
requieren de energía para llevar a cabo su función.
Existen dos tipos de transporte activo:
Primario. Las proteínas que intervienen utilizan ATP como fuente de energía
para impulsar el transporte. Estas proteínas ayudan a mantener los gradientes
de concentración de solutos a través de membranas celulares como las
bombas de calcio y sodio.
Secundario. Las proteínas de este tipo de transporte no usan ATP
directamente, sino que utilizan la energía libre almacenada en los gradientes
electroquímicos, generados por transportadores activos primarios, para
impulsar el transporte. Los simportadores y los antiportadores median este tipo
de transporte.
C) Translocación de grupo. Es un mecanismo mediante el cual se transporta una
molécula de forma pasiva, pero durante el proceso sufre modificaciones químicas
para ser introducida a la célula.
Figura 33. Transporte de solutos. Se esquematizan la difusión simple, el transporte pasivo y activo con sus variantes. Tomado de: http://recursos.cnice.mec.es/biologia/bachillerato/segundo/biologia/ud03/02_03_04_02_031.html
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Las células vegetales afrontan la presión osmótica de una manera diferente, ya que el
agua se acumula dentro de las vacuolas, la presión interna es contenida por la pared
celular rígida y esto, de hecho se usa para impulsar la expansión de la célula (Cassimeris,
et. al., 2012).
1.2.3 Transporte de proteínas
Las proteínas también requieren ser transportadas a través de las membranas de las
células, tanto de la membrana plasmática como de la que presentan cada uno de los
orgánulos; sin embargo, el costo energético de la célula para llevarlo a cabo es muy alto,
sobre todo en el caso de las proteínas hidrofílicas que requieren atravesar la membrana
que es hidrofóbica.
Cada orgánulo ha creado su propia variación, de tal forma que vamos a mencionar
algunos tipos de transporte de proteínas:
Poros nucleares: son estructuras masivas que usan un aparato de transporte complejo
para identificar proteínas que deben transportarse hacia dentro o fuera del núcleo. Las
proteínas se recolectan en un lado de la envoltura, son escoltadas a través del poro y se
liberan en el otro lado.
Tipo de transporte Pasivo Activo
Características En favor del gradiente electroquímico.
Contra un gradiente electroquímico.
Requerimiento energético
No requiere energía. Requiere energía.
Ejemplos Difusión, difusión facilitada.
Bombas de membrana o ATPasas.
Modificado de Cassimeris, et. al., 2012.
Mecanismos de transporte a través de membrana
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Proteínas transportadoras: los orgánulos, como las mitocondrias y los cloroplastos,
tienen proteínas dentro de sus membranas tanto externa como interna, cuya función es
transportar proteínas blanco hacia el orgánulo. Las proteínas importadas son sintetizadas
por ribosomas citoplasmáticos y liberadas hacia el citosol; tienen secuencias específicas
que interactúan con los receptores en la membrana del orgánulo. Durante el proceso de
transporte la proteína blanco debe sufrir desplegamiento para entrar, y una vez dentro del
orgánulo volverse a plegar con ayuda de proteínas accesorias llamadas chaperonas que
controlan el plegamiento de la proteína.
Figura 34. Poros nucleares. Se muestra la localización y estructura de los poros nucleares. Tomado de: http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/6to/Envoltura-nuclear.htm
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El retículo endoplásmico, el aparto de Golgi, los endosomas y la membrana plasmática
utilizan el mismo sistema con ayuda de secuencias señal que indican la ubicación final de
la proteína, esta atraviesa la membrana o puede quedar incorporada en ella.
Vesículas: son pequeñas estructuras membranosas y esféricas, las cuales se forman
mediante “brote”, que transportan proteínas de un revestimiento. Una vesícula de
transporte brota desde una superficie de membrana y después se mueve hacia otra
superficie de membrana con la cual se fusiona. Es un proceso selectivo debido a que se
reconocen secuencias señal especiales. Las vesículas pueden realizar dos tipos de
transporte: la endocitosis y exocitosis.
Figura 35. Proteínas transportadoras. Se muestra el mecanismo de transporte de proteínas mediado por proteínas transportadoras. Tomado de: http://www.universoconsciente.com.mx/?mod=notas_con_12
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Endocitosis Es el proceso mediante el cual las proteínas se dirigen hacia la membrana plasmática o al espacio extracelular.
Exocitosis Es el proceso en el cual las vesículas se forman en la membrana plasmática y se mueven hacia el interior de la célula transportando a la proteína.
Endocitosis y exocitosis
Figura 36. Transporte por vesículas. Se esquematiza el mecanismo de endocitosis en la parte superior y de exocitosis en la parte inferior. Tomado de http://www.vi.cl/foro/topic/1071-apuntes-de-biologia-y-quimica-revisado-y-corregido/page-42
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Actividades
La elaboración de las actividades estará guiada por tu Docente en línea, mismo que
te indicará a través del Organizador Didáctico de Aprendizaje (ODA), la dinámica que
tú y tus compañeros llevarán a cabo, así como los envíos que tendrán que realizar.
Autorreflexiones
Para la parte de autorreflexiones debes de consultar el foro Preguntas de
Autorreflexión para realizar la actividad correspondiente y enviarla a la herramienta
Autorreflexiones. Cabe recordar que esta actividad tiene una ponderación del 10 % de
tu evaluación.
Cierre de la unidad
En esta unidad estudiaste la estructura vital de los seres vivos, la célula. Conociste cuáles
son los principales organelos que la conforman, tanto en las células de los organismos
eucariontes como procariontes. También revisaste los niveles de organización de estas
estructuras que en su conjunto conforman los distintos tejidos.
Por otro lado, aprendiste cómo la célula mantiene su equilibrio con el ambiente que lo
rodea mediante distintos tipos de transporte tanto de solutos, agua y proteínas, que le
permiten desarrollarse.
Todos estos conocimientos son básicos para profundizar en las siguientes unidades en
cada uno de los tipos de organismos vivos y cómo se desarrolla su ciclo celular, así como
los distintos mecanismos de replicación para generar progenie.
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Para saber más
Transporte a través de membrana:
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/organizacion_sv/contenidos5.htm
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U1 Biología celular
La célula
Teoría celular:
https://www.youtube.com/watch?v=M-2ymcO7m6c Descripción de la estructura celular y organelos:
https://www.youtube.com/watch?v=rk3K_MOPy6s
https://www.youtube.com/watch?v=Q7_-Kw4bpAI Estructura de la mitocondria:
https://www.youtube.com/watch?v=zSFOZoJ1LCA
https://www.youtube.com/watch?v=cCJhoUJ_7ow Estructura y función de la membrana celular:
https://www.youtube.com/watch?v=3_MZhwVX9D8 Estructura de los ribosomas:
https://www.youtube.com/watch?v=hXREAo1AkJs Transporte a través de membrana:
https://www.youtube.com/watch?v=mozX-Fvuns8
https://www.youtube.com/watch?v=9ojtr4B0_K8
https://www.youtube.com/watch?v=NSf7ncIOZUo Endocitosis y exocitosis:
https://www.youtube.com/watch?v=Fu1cOKibCWs
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La célula
Fuentes de consulta
1. Alberts. B. y et. al. (2002). Biología Molecular de la Célula (3a Ed.). Editorial Omega.
2. Cassimeris L., Lingappa V. R., Plopper G., 2012. Lewin, Células. México. McGrawHill.