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Cloroplastos en una célula animal

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¿Qué pasaría si inyectamos un orgánulo de cloroplasto en una célula animal?

¿Lo destruirá la célula animal? ¿O es posible que el cloroplasto sobreviva de alguna manera e incluso se reproduzca? ¿Podría haber fotosíntesis en una célula así, o faltarán algunos de los mecanismos necesarios?


Para responder a su pregunta más importante:

Sí, la mayor parte de esto es posible, bajo algunas condiciones, y los animales y las células animales pueden adquirir cloroplastos y usarlos.

Por ejemplo: ver Elysia chlorotica cuyas células absorben cloroplastos activamente y los usan, y los mantienen vivos (aunque no se replican). - Aunque algunos genes de las algas también están contenidos en el genoma de Elysia chlorotica, lo que puede considerarse una replicación parcial.

También hay salamandras que tienen algas que se replican dentro de ellas (desde la embriogénesis) - incluso algas (con cloroplastos) dentro de las células animales - aunque aquí las algas podrían entenderse más bien como simbiontes o "tipos de células", y las células animales no tienen la cloroplastos por sí mismos.


Cloroplastos - Muéstrame el verde

Cloroplastos son los productores de alimentos de la célula. Los orgánulos solo se encuentran en células vegetales y algunos protistas como las algas. Las células animales no tienen cloroplastos. Los cloroplastos funcionan para convertir la energía luminosa del sol en azúcares que pueden ser utilizados por las células. Todo el proceso se llama fotosíntesis y todo depende de las pequeñas moléculas de clorofila verde en cada cloroplasto.

Las plantas son la base de toda la vida en la Tierra. Están clasificados como los productores del mundo. En el proceso de fotosíntesis, las plantas crean azúcares y liberan oxígeno (O2). El oxígeno liberado por los cloroplastos es el mismo oxígeno que respira todos los días. Las mitocondrias funcionan en la dirección opuesta. Utilizan oxígeno en el proceso de liberación de energía química de los azúcares.


Célula vegetal vs. Similitudes de células animales

Tipo de célula

Tanto las células vegetales como las animales son de naturaleza eucariota y tienen un núcleo unido a la membrana bien definido.

Núcleo

Está presente en ambos tipos de células. El núcleo transporta la mayor parte del material genético de los cromosomas, que transportan la información genética en forma de ADN (ácido desoxirribonucleico).

Membrana celular

Es una membrana semipermeable o selectivamente permeable que encierra el contenido de una célula, permitiendo que solo moléculas seleccionadas entren en la célula y bloqueando las demás.

Mitocondrias

Actúan como la central eléctrica de la célula, convirtiendo los alimentos en energía. Las células animales tienen más mitocondrias, ya que son la única fuente de energía. También contienen una pequeña cantidad de ADN.

Retículo endoplásmico (ER)

Estos orgánulos unidos a la membrana consisten en una serie de estructuras en forma de saco que ayudan en la producción de proteínas y lípidos, y su transporte al aparato de Golgi. La ER rugosa ayuda a transportar proteínas y la ER suave ayuda a la producción de lípidos.

Ribosomas

Actúan como sitios donde las proteínas se sintetizan a partir de aminoácidos. Algunos ribosomas están unidos al retículo endoplásmico, mientras que otros flotan libremente en el citoplasma.

Cuerpos / Aparatos de Golgi

Es una estructura aplanada en forma de saco que recibe y procesa proteínas del retículo endoplásmico y las transporta a varios lugares dentro de la célula o las envía fuera de la célula.


Membranas celulares

Tanto las células procariotas como las eucariotas tienen un membrana de plasma (Figura 6), una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas, que separa el contenido interno de la célula de su entorno circundante. Un fosfolípido es una molécula lipídica con dos cadenas de ácidos grasos y un grupo que contiene fosfato. La membrana plasmática controla el paso de moléculas orgánicas, iones, agua y oxígeno dentro y fuera de la célula. Los desechos (como el dióxido de carbono y el amoníaco) también abandonan la célula al pasar a través de la membrana plasmática. Cubriremos la membrana plasmática con más detalle en una unidad posterior, pero aquí hay una descripción general de esta estructura de la superficie celular.

Figura 6. La membrana plasmática eucariota es una bicapa de fosfolípidos con proteínas y colesterol incrustados en ella.

Las membranas plasmáticas de las células que se especializan en la absorción se pliegan en proyecciones en forma de dedos llamadas microvellosidades (singular = microvellosidades) (Figura 7). Estas células se encuentran típicamente en el revestimiento del intestino delgado, el órgano que absorbe los nutrientes de los alimentos digeridos. Este es un excelente ejemplo de función de seguimiento de formulario. Las personas con enfermedad celíaca tienen una respuesta inmune al gluten, que es una proteína que se encuentra en el trigo, la cebada y el centeno. La respuesta inmune daña las microvellosidades y, por lo tanto, los individuos afectados no pueden absorber los nutrientes. Esto conduce a desnutrición, calambres y diarrea. Los pacientes celíacos deben seguir una dieta sin gluten.

Figura 7. Las microvellosidades, que se muestran aquí tal como aparecen en las células que recubren el intestino delgado, aumentan el área de superficie disponible para la absorción. Estas microvellosidades solo se encuentran en el área de la membrana plasmática que se enfrenta a la cavidad desde la que se absorberán las sustancias. (crédito & # 8220micrograph & # 8221: modificación del trabajo de Louisa Howard)


Puntos clave de la función del cloroplasto

  • Los cloroplastos son orgánulos que contienen clorofila que se encuentran en plantas, algas y cianobacterias. La fotosíntesis ocurre en los cloroplastos.
  • La clorofila es un pigmento fotosintético verde dentro del cloroplasto grana que absorbe la energía luminosa para la fotosíntesis.
  • Los cloroplastos se encuentran en las hojas de las plantas rodeadas de células protectoras. Estas células abren y cierran poros diminutos que permiten el intercambio de gases necesario para la fotosíntesis.
  • La fotosíntesis ocurre en dos etapas: la etapa de reacción a la luz y la etapa de reacción a la oscuridad.
  • El ATP y el NADPH se producen en la etapa de reacción a la luz que ocurre dentro del cloroplasto grana.
  • En la etapa de reacción oscura o ciclo de Calvin, el ATP y el NADPH producidos durante la etapa de reacción ligera se utilizan para generar azúcar. Esta etapa ocurre en el estroma vegetal.

Cooper, Geoffrey M. "Cloroplastos y otros plástidos". La célula: un enfoque molecular, 2a ed., Sunderland: Sinauer Associates, 2000,


La pared celular

La pared de la celda es una cubierta rígida que protege la celda, proporciona soporte estructural y da forma a la celda. Las células de hongos y protistan también tienen paredes celulares. Mientras que el componente principal de las paredes de las células procariotas es el peptidoglicano, la principal molécula orgánica de la pared celular de las plantas es la celulosa, un polisacárido compuesto por unidades de glucosa. Cuando muerdes una verdura cruda, como el apio, se rompe. Eso es porque estás rompiendo las rígidas paredes celulares de las células de apio con los dientes.

Figura ( PageIndex <1> ): Celulosa: La celulosa es una cadena larga de moléculas de β-glucosa conectadas por un enlace 1-4. Las líneas discontinuas en cada extremo de la figura indican una serie de muchas más unidades de glucosa. El tamaño de la página hace que sea imposible representar una molécula de celulosa completa.


Cloroplastos en una célula animal - Biología

¿Por qué el cloroplasto está ausente en la célula animal?

El cloroplasto está presente en la célula vegetal porque las plantas son autótrofas, preparan su propio alimento a través de la fotosíntesis que ocurre en los cloroplastos. Pero en los animales, no es necesario ya que dependen de las plantas o de otros organismos para alimentarse.

Anush Manuel respondió esto

es porque las plantas necesitan cocinar sus alimentos y quieren tener color, pero en las células animales los alimentos no se cocinan y no quieren tener un color verde en ellos.

Devanshi D Dash respondió esto

No, no tiene mot cloroplasto, si tuviera cloroplasto sería verde, planta células son verdes debido a la cloroplastoy animal células no son verdes.

Incluso las plantas que son wutótrofas necesitan el cloroplasto para atrapar la luz del sol para la fotosíntesis, mientras que los animales son heterotóxicos que no necesitan cloroplasto.


Micrografías electrónicas de orgánulos celulares | Zoología

En este artículo discutiremos sobre: ​​- 1. La micrografía electrónica de las mitocondrias 2. La micrografía electrónica de Golgi Complejo 3. La micrografía electrónica del retículo endoplásmico 4. La micrografía electrónica de los lisosomas 5. La micrografía electrónica de los plástidos 6. La micrografía electrónica del núcleo.

  1. La micrografía electrónica de las mitocondrias
  2. La micrografía electrónica del complejo de Golgi
  3. La micrografía electrónica del retículo endoplásmico
  4. La micrografía electrónica de los lisosomas
  5. La micrografía electrónica de los plastidios
  6. La micrografía electrónica del núcleo

1. La micrografía electrónica de las mitocondrias:

Es una micrografía electrónica del orgánulo más grande e importante de la célula, la mitocondria, y se caracteriza por las siguientes características (Fig. 7 y 8):

(1) El nombre de mitocondrias fue dado por Benda (1898) y su función principal fue sacada a la luz por Kingsbury (1912).

(2) Cada sección de mitocondrias aparece como una estructura en forma de salchicha o taza o cuenco revestida por membranas dobles. En teoría, la membrana tiene una estructura y composición química similares a las de la membrana plasmática.

(3) Dos membranas están separadas por un espacio lleno de líquido de 6-8 mm de ancho llamado espacio perimitocondrial.

(4) La membrana interna se proyecta hacia la cavidad central como excrecencias en forma de dedos: las crestas.

(5) Numerosas partículas pequeñas, redondeadas y con pedúnculos & # 8211 Los oxisomas o F1 o ATPare están adheridos a la superficie interna de la membrana interna.

(6) La cavidad central está llena de una matriz que, en teoría, posee ribosomas circulares de ADN y enzimas respiratorias.

(7) La función principal de las mitocondrias es sintetizar energía química - ATP a partir de glucosa como sustrato.

(8) A partir de una molécula de glucosa se sintetizan 38 moléculas de ATP (40%) y el resto de la energía (60%) se convierte en calor.

2. La micrografía electrónica de Golgi Complejo:

Es la micrografía electrónica del complejo de Golgi junto con su dibujo lineal y se caracteriza por las siguientes características (Fig.9 y 10):

(1) Fue descubierto por Camillio Golgi (1898) y recibió su nombre.

(2) El complejo de Golgi, como se ve en la microfotografía electrónica, es una pila (haz) de túbulos huecos, que en su forma real son sacos planos huecos dispuestos uno encima del otro. A ambos lados también son visibles ciertas vesículas globulares grandes y vacuolas más pequeñas.

(3) Cada túbulo o laminilla está revestida por una membrana, que en teoría es similar a la membrana plasmática en estructura y composición química.

(4) El complejo de Golgi es más prominente y está bien desarrollado en las células secretoras y está ausente en los glóbulos rojos de los mamíferos y las células procariotas.

(5) Su función principal es glicolizar las proteínas que son sintetizadas por los ribosomas, es decir, convierte estas proteínas inertes en glicoproteínas para que actúen como hormonas, enzimas y co y shyenzimas.

(6) También ayuda en la formación de lisosomas y acrosomas de espermatozoides.

3. La micrografía electrónica del retículo endoplásmico:

Es una micrografía electrónica del retículo endoplásmico y se caracteriza por las siguientes características (Fig.11 y 12):

(1) Fue descubierto y nombrado por Porter (1948).

(2) Está formado por una gran cantidad de túbulos interconectados y ramificados, cisternas largas, aplanadas y en forma de saco y vesículas huecas aproximadamente redondeadas presentes en todo el citoplasma que forman un sistema continuo.

(3) Cada túbulo, cisternas o vesículas están formados por una membrana, que en teoría es similar a la membrana plasmática en estructura y composición química.

(4) Algunas cisternas y túbulos tienen estructuras pequeñas, oscuras, redondeadas y granulares, ribosomas, a lo largo de su superficie. Este retículo endoplásmico se llama ER rugoso o granular. El retículo endoplásmico sin ribosomas se llama ER liso o agranular.

(5) La función principal del retículo endoplásmico rugoso es la síntesis de proteínas.

(6) Las principales funciones del retículo endoplásmico liso son:

(b) Síntesis de lípidos y colesterol

(c) Movilizar iones Ca +++ y Mg ++ y (1) Glucogenólisis.

(7) Está ausente en R.B.C. de mamíferos y células procariotas.

(8) Ambos tipos de retículo proporcionan soporte mecánico, transporte dentro de la célula, conducción de impulsos nerviosos y eléctricos y formación de membrana nuclear en el momento de la división celular.

4. La micrografía electrónica de los lisosomas:

Esta es la micrografía electrónica del lisosoma y se caracteriza por las siguientes características.

También se denominan bolsas de suicidio o bolsas de muerte de la celda (Fig.13 y amp14):

(1) Fueron descubiertos por de Duve (1954).

(2) Son vesículas unidas a membranas esféricas o irregulares llenas de enzimas digestivas.

(3) Los lisosomas en una célula se presentan en tres formas, a saber, lisosoma primario, lisosoma secundario y cuerpo residual.

(4) Los lisosomas primarios son lisosomas nacientes que se encuentran en una etapa latente, mientras que los lisosomas secundarios son aquellos que se han fusionado con vesículas fagocíticas y han liberado su contenido enzimático en la vesícula. Esto también se llama fagosoma. El cuerpo residual es aquel que ha completado su función digestiva y está listo para ser expulsado de la célula.

(5) Se desarrollan a partir del complejo de Golgi.

(6) Además de la digestión, su otra función es la digestión autofágica durante la inanición extrema o toxicidades extremas.

También promueven:

(d) Defensa contra enfermedades, bacterias y virus y

(7) Estos están ausentes en los glóbulos rojos de mamíferos, las células procariotas y la mayoría de las células vegetales.

5. La micrografía electrónica de los plastidios:

Esta es una micrografía electrónica de plástidos o cloroplasto, que es un componente integral de todas las hojas de las plantas verdes y se caracteriza por las siguientes características (Fig.15 y 16):

(1) Pueden tener forma esferoidal, ovoide, estrellada o de collar y difieren en tamaño y número en diferentes células.

(2) Cada cloroplasto es una estructura en forma de saco, que está formada por membranas dobles separadas entre sí por un espacio periplastidial.

(3) Dos tipos de laminillas membranosas dobles están incrustadas en el estroma o en la cavidad llena de matriz:

(a) Láminas más pequeñas aplanadas en forma de disco & # 8211 Los tilacoides, colocados uno encima del otro en una pila & # 8211 el grana.

(b) Laminillas tubulares más grandes entre grana llamadas laminillas o trastes que conectan granna adyacente.

(4) La superficie interna entre las dos membranas de un tilacoide contiene innumerables partículas granulares de clorofila, los Ouantasomas.

(5) Los plástidos también tienen su propio ADN circular 55 s & # 8211 Ribosomas y ARN

(6) La función principal del cloroplasto o plastidio es sintetizar moléculas de carbohidratos a partir de CO2 + H2O usando energía luminosa.

6. La micrografía electrónica del núcleo:

Ésta es una micrografía electrónica del núcleo. (Fig.17 y 18):

(1) El núcleo fue descubierto por Brown (1831).

(2) Es una entidad característica de casi todas las células eucariotas, excepto los glóbulos rojos de mamíferos.

(3) El núcleo es generalmente uno, pero también puede ser dos, cuatro o muchos.

(4) Cada núcleo está rodeado por membranas nucleares dobles perforadas por numerosos poros nucleares. Cada membrana nuclear es como una unidad de membrana. En el interior, está presente un gran nucléolo teñido de oscuro y una red de hilos de cromatina.

(5) El nucleolo es responsable de toda la síntesis de ARN ribosómico y la cromatina (ADN) es responsable de controlar todas las actividades metabólicas de la célula, así como todas las actividades hereditarias.

(6) Los hilos de cromatina están formados por una molécula de ADN de doble hélice que son los portadores de las unidades hereditarias: los genes.


BIO 140 - Biología humana I - Libro de texto

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Capítulo 7

Células eucariotas

Al final de esta sección, podrá:

  • Describir la estructura de las células eucariotas.
  • Comparar células animales con células vegetales
  • Indicar el papel de la membrana plasmática.
  • Resumir las funciones de los principales orgánulos celulares.

¿Alguna vez ha escuchado la frase & ldquoform sigue a la función? & Rdquo Es una filosofía practicada en muchas industrias. En arquitectura, esto significa que los edificios deben construirse para apoyar las actividades que se llevarán a cabo en su interior. Por ejemplo, se debe construir un rascacielos con varios bancos de ascensores. Se debe construir un hospital para que su sala de emergencias sea fácilmente accesible.

Nuestro mundo natural también utiliza el principio de forma siguiendo a la función, especialmente en biología celular, y esto se aclarará a medida que exploremos las células eucariotas (Figura 1). A diferencia de las células procariotas, las células eucariotas tienen: 1) un núcleo unido a la membrana 2) numerosos orgánulos unidos a la membrana, como el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, los cloroplastos, las mitocondrias y otros y 3) varios cromosomas en forma de bastón. Debido a que el núcleo de una célula eucariota y rsquos está rodeado por una membrana, a menudo se dice que tiene un núcleo verdadero. funciones especializadas.

En este punto, debería tener claro que las células eucariotas tienen una estructura más compleja que las células procariotas. Los orgánulos permiten compartimentar diferentes funciones en diferentes áreas de la célula. Antes de pasar a los orgánulos, examinemos primero dos componentes importantes de la célula: la membrana plasmática y el citoplasma.

Figura 1: estas figuras muestran los orgánulos principales y otros componentes celulares de (a) una célula animal típica y (b) una célula vegetal eucariota típica. La célula vegetal tiene una pared celular, cloroplastos, plastidios y una vacuola central y estructuras que no se encuentran en las células animales. Las células vegetales no tienen lisosomas ni centrosomas.

La membrana de plasma

Al igual que los procariotas, las células eucariotas tienen una membrana plasmática (Figura 2), una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas que separa el contenido interno de la célula de su entorno circundante. Un fosfolípido es una molécula lipídica con dos cadenas de ácidos grasos y un grupo que contiene fosfato. La membrana plasmática controla el paso de moléculas orgánicas, iones, agua y oxígeno dentro y fuera de la célula. Los desechos (como el dióxido de carbono y el amoníaco) también abandonan la célula al pasar a través de la membrana plasmática.

Figura 2: La membrana plasmática eucariota es una bicapa de fosfolípidos con proteínas y colesterol incrustados en ella.

Las membranas plasmáticas de las células que se especializan en la absorción se pliegan en proyecciones en forma de dedos llamadas microvellosidades (singular = microvellosidades) (Figura 3). Estas células se encuentran típicamente en el revestimiento del intestino delgado, el órgano que absorbe los nutrientes de los alimentos digeridos. Este es un excelente ejemplo de función de seguimiento de formulario. Las personas con enfermedad celíaca tienen una respuesta inmune al gluten, que es una proteína que se encuentra en el trigo, la cebada y el centeno. La respuesta inmune daña las microvellosidades y, por lo tanto, los individuos afectados no pueden absorber los nutrientes. Esto conduce a desnutrición, calambres y diarrea. Los pacientes celíacos deben seguir una dieta sin gluten.

Figura 3: Las microvellosidades, que se muestran aquí tal como aparecen en las células que recubren el intestino delgado, aumentan el área de superficie disponible para la absorción. Estas microvellosidades solo se encuentran en el área de la membrana plasmática que se enfrenta a la cavidad desde la que se absorberán las sustancias. (crédito & quotmicrografía & quot: modificación del trabajo de Louisa Howard)

El citoplasma

El citoplasma es la región completa de una célula entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear (una estructura que se discutirá en breve). Está formado por orgánulos suspendidos en el citosol en forma de gel, el citoesqueleto y varias sustancias químicas (Figura 1). A pesar de que el citoplasma consta de un 70 a un 80 por ciento de agua, tiene una consistencia semisólida, que proviene de las proteínas que contiene. Sin embargo, las proteínas no son las únicas moléculas orgánicas que se encuentran en el citoplasma. Allí también se encuentran glucosa y otros azúcares simples, polisacáridos, aminoácidos, ácidos nucleicos, ácidos grasos y derivados del glicerol. Los iones de sodio, potasio, calcio y muchos otros elementos también se disuelven en el citoplasma. Muchas reacciones metabólicas, incluida la síntesis de proteínas, tienen lugar en el citoplasma.

El núcleo

Normalmente, el núcleo es el orgánulo más prominente de una célula (Figura 1). El núcleo (plural = núcleos) alberga el ADN celular y rsquos y dirige la síntesis de ribosomas y proteínas. Dejemos que & rsquos lo mire con más detalle (Figura 4).

Figura 4: El núcleo almacena cromatina (ADN más proteínas) en una sustancia similar a un gel llamada nucleoplasma. El nucleolo es una región condensada de cromatina donde se produce la síntesis de ribosomas. El límite del núcleo se llama envoltura nuclear. Consta de dos bicapas de fosfolípidos: una membrana externa y una interna. La membrana nuclear es continua con el retículo endoplásmico. Los poros nucleares permiten que las sustancias entren y salgan del núcleo.

El sobre nuclear

La envoltura nuclear es una estructura de doble membrana que constituye la porción más externa del núcleo (Figura 4). Tanto la membrana interna como la externa de la envoltura nuclear son bicapas de fosfolípidos.

La envoltura nuclear está salpicada de poros que controlan el paso de iones, moléculas y ARN entre el nucleoplasma y el citoplasma. El nucleoplasma es el líquido semisólido dentro del núcleo, donde encontramos la cromatina y el nucleolo.

Cromosomas y cromatina

Para comprender la cromatina, es útil considerar primero los cromosomas. Los cromosomas son estructuras dentro del núcleo que están formadas por ADN, el material hereditario. Quizás recuerde que en los procariotas, el ADN está organizado en un solo cromosoma circular. En eucariotas, los cromosomas son estructuras lineales. Cada especie eucariota tiene un número específico de cromosomas en los núcleos de su cuerpo y células rsquos. Por ejemplo, en los seres humanos, el número de cromosomas es 46, mientras que en las moscas de la fruta es ocho. Los cromosomas solo son visibles y distinguibles entre sí cuando la célula se prepara para dividirse. Cuando la célula se encuentra en las fases de crecimiento y mantenimiento de su ciclo de vida, las proteínas se unen a los cromosomas y se asemejan a un montón de hilos desenrollados y desordenados. Estos complejos de proteína-cromosoma desenrollados se denominan cromatina (Figura 5). La cromatina describe el material que forma los cromosomas tanto cuando se condensa como descondensa.

Figura 5: (a) Esta imagen muestra varios niveles de organización de la cromatina (ADN y proteína). (b) Esta imagen muestra cromosomas emparejados. (crédito b: modificación del trabajo de los datos de la barra de escala del NIH de Matt Russell)

El nucleolo

Ya sabemos que el núcleo dirige la síntesis de ribosomas, pero ¿cómo lo hace? Algunos cromosomas tienen secciones de ADN que codifican ARN ribosómico. Un área de tinción oscura dentro del núcleo llamada nucléolo (plural = nucléolo) agrega el ARN ribosómico con proteínas asociadas para ensamblar las subunidades ribosómicas que luego se transportan a través de los poros en la envoltura nuclear al citoplasma.

Ribosomas

Los ribosomas son las estructuras celulares responsables de la síntesis de proteínas. Cuando se ven a través de un microscopio electrónico, los ribosomas aparecen como grupos (polirribosomas) o como puntos pequeños y únicos que flotan libremente en el citoplasma. Pueden estar adheridos al lado citoplasmático de la membrana plasmática o al lado citoplasmático del retículo endoplásmico y la membrana externa de la envoltura nuclear (Figura 1). La microscopía electrónica nos ha demostrado que los ribosomas, que son grandes complejos de proteínas y ARN, constan de dos subunidades, llamadas acertadamente grandes y pequeñas (Figura 6). Los ribosomas reciben sus "órdenes" para la síntesis de proteínas del núcleo donde el ADN se transcribe en ARN mensajero (ARNm). El ARNm viaja a los ribosomas, que traducen el código proporcionado por la secuencia de las bases nitrogenadas en el ARNm en un orden específico de aminoácidos en una proteína. Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas.

Figura 6 Los ribosomas están formados por una subunidad grande (arriba) y una subunidad pequeña (abajo). Durante la síntesis de proteínas, los ribosomas ensamblan los aminoácidos en proteínas.

Debido a que la síntesis de proteínas es una función esencial de todas las células (incluidas las enzimas, hormonas, anticuerpos, pigmentos, componentes estructurales y receptores de superficie), los ribosomas se encuentran prácticamente en todas las células. Los ribosomas son particularmente abundantes en las células que sintetizan grandes cantidades de proteínas. Por ejemplo, el páncreas es responsable de crear varias enzimas digestivas y las células que producen estas enzimas contienen muchos ribosomas. Por lo tanto, vemos otro ejemplo de forma siguiendo a la función.

Mitocondrias

Las mitocondrias (singular = mitocondria) a menudo se denominan "centrales eléctricas" o "fábricas de energía" de una célula porque son responsables de producir trifosfato de adenosina (ATP), la principal molécula portadora de energía de la célula. El ATP representa la energía almacenada a corto plazo de la célula. La respiración celular es el proceso de producción de ATP utilizando la energía química que se encuentra en la glucosa y otros nutrientes. En las mitocondrias, este proceso utiliza oxígeno y produce dióxido de carbono como producto de desecho. De hecho, el dióxido de carbono que exhala con cada respiración proviene de las reacciones celulares que producen dióxido de carbono como subproducto.

De acuerdo con nuestro tema de la función siguiente a la forma, es importante señalar que las células musculares tienen una concentración muy alta de mitocondrias que producen ATP. Sus células musculares necesitan mucha energía para mantener su cuerpo en movimiento. Cuando sus células no reciben suficiente oxígeno, no producen mucho ATP. En cambio, la pequeña cantidad de ATP que producen en ausencia de oxígeno se acompaña de la producción de ácido láctico.

Las mitocondrias son orgánulos de doble membrana de forma ovalada (Figura 7) que tienen sus propios ribosomas y ADN. Cada membrana es una bicapa de fosfolípidos incrustada con proteínas. La capa interna tiene pliegues llamados crestas. El área rodeada por los pliegues se llama matriz mitocondrial. Las crestas y la matriz tienen diferentes roles en la respiración celular.

Figura 7. Esta micrografía electrónica muestra una mitocondria vista con un microscopio electrónico de transmisión. Este orgánulo tiene una membrana externa y una interna. La membrana interna contiene pliegues, llamados crestas, que aumentan su superficie. El espacio entre las dos membranas se llama espacio intermembrana y el espacio dentro de la membrana interna se llama matriz mitocondrial. La síntesis de ATP tiene lugar en la membrana interna. (crédito: modificación del trabajo de Matthew Britton, datos de barra de escala de Matt Russel

Peroxisomas

Los peroxisomas son orgánulos pequeños y redondos encerrados por membranas individuales. Llevan a cabo reacciones de oxidación que descomponen los ácidos grasos y los aminoácidos. También desintoxican muchos venenos que pueden entrar al cuerpo. (Muchas de estas reacciones de oxidación liberan peróxido de hidrógeno, H2O2, lo que sería dañino para las células, sin embargo, cuando estas reacciones se limitan a los peroxisomas, las enzimas descomponen de manera segura el H2O2 en oxígeno y agua). Por ejemplo, el alcohol es desintoxicado por peroxisomas en las células del hígado. Los glioxisomas, que son peroxisomas especializados en las plantas, son responsables de convertir las grasas almacenadas en azúcares.

Vesículas y vacuolas

Las vesículas y vacuolas son sacos unidos a membranas que funcionan en el almacenamiento y transporte. Aparte del hecho de que las vacuolas son algo más grandes que las vesículas, existe una distinción muy sutil entre ellas: las membranas de las vesículas pueden fusionarse con la membrana plasmática u otros sistemas de membranas dentro de la célula. Además, algunos agentes, como las enzimas dentro de las vacuolas de las plantas, descomponen las macromoléculas. La membrana de una vacuola no se fusiona con las membranas de otros componentes celulares.

Células animales versus células vegetales

En este punto, usted sabe que cada célula eucariota tiene una membrana plasmática, citoplasma, núcleo, ribosomas, mitocondrias, peroxisomas y, en algunos casos, vacuolas, pero existen algunas diferencias notables entre las células animales y vegetales. Si bien tanto las células animales como las vegetales tienen centros de organización de microtúbulos (MTOC), las células animales también tienen centriolos asociados con el MTOC: un complejo llamado centrosoma. Cada una de las células animales tiene un centrosoma y lisosomas, mientras que las células vegetales no. Las células vegetales tienen una pared celular, cloroplastos y otros plástidos especializados, y una gran vacuola central, mientras que las células animales no.

El centrosoma

El centrosoma es un centro organizador de microtúbulos que se encuentra cerca de los núcleos de las células animales. Contiene un par de centriolos, dos estructuras que se encuentran perpendiculares entre sí (Figura 8). Cada centríolo es un cilindro de nueve tripletes de microtúbulos.

Figura 8. El centrosoma consta de dos centriolos que se encuentran en ángulo recto entre sí. Cada centríolo es un cilindro formado por nueve tripletes de microtúbulos. Las proteínas no tubulínicas (indicadas por las líneas verdes) mantienen unidos los tripletes de microtúbulos.

El centrosoma (el orgánulo donde se originan todos los microtúbulos) se replica antes de que una célula se divida, y los centriolos parecen tener algún papel en tirar de los cromosomas duplicados hacia los extremos opuestos de la célula en división. Sin embargo, la función exacta de los centriolos en la división celular no está clara, porque las células a las que se les ha eliminado el centrosoma aún pueden dividirse, y las células vegetales, que carecen de centrosomas, son capaces de dividirse.

Lisosomas

Las células animales tienen otro conjunto de orgánulos que no se encuentran en las células vegetales: los lisosomas. Los lisosomas son las células y rsquos y ldquo eliminación de basura. & Rdquo En las células vegetales, los procesos digestivos tienen lugar en las vacuolas. Las enzimas dentro de los lisosomas ayudan en la descomposición de proteínas, polisacáridos, lípidos, ácidos nucleicos e incluso orgánulos desgastados. Estas enzimas son activas a un pH mucho más bajo que el del citoplasma. Por lo tanto, el pH dentro de los lisosomas es más ácido que el pH del citoplasma. Muchas reacciones que tienen lugar en el citoplasma no podrían ocurrir a un pH bajo, por lo que nuevamente, la ventaja de compartimentar la célula eucariota en orgánulos es evidente.

La pared celular

Si examina la Figura 1b, el diagrama de una célula vegetal, verá una estructura externa a la membrana plasmática llamada pared celular. La pared de la celda es una cubierta rígida que protege la celda, proporciona soporte estructural y da forma a la celda. Las células de hongos y protistan también tienen paredes celulares. Mientras que el componente principal de las paredes de las células procarióticas es el peptidoglicano, la principal molécula orgánica de la pared celular de la planta es la celulosa (Figura 9), un polisacárido formado por unidades de glucosa. ¿Alguna vez has notado que cuando muerdes una verdura cruda, como el apio, se rompe? Eso es porque estás rompiendo las rígidas paredes celulares de las células de apio con los dientes.

Figura 9. La celulosa es una cadena larga de moléculas de β-glucosa conectadas por un enlace 1-4. Las líneas discontinuas en cada extremo de la figura indican una serie de muchas más unidades de glucosa. El tamaño de la página hace que sea imposible representar una molécula de celulosa completa.

Cloroplastos

Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen su propio ADN y ribosomas, pero los cloroplastos tienen una función completamente diferente. Los cloroplastos son orgánulos de células vegetales que realizan la fotosíntesis. La fotosíntesis es la serie de reacciones que utilizan dióxido de carbono, agua y energía luminosa para producir glucosa y oxígeno. Esta es una gran diferencia entre las plantas y los animales: las plantas (autótrofos) pueden producir su propio alimento, como los azúcares, mientras que los animales (heterótrofos) deben ingerir su alimento.

Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen membranas externas e internas, pero dentro del espacio encerrado por una membrana interna de cloroplasto y rsquos hay un conjunto de sacos de membrana llenos de líquido interconectados y apilados llamados tilacoides (Figura 10). Cada pila de tilacoides se llama granum (plural = grana). El líquido encerrado por la membrana interna que rodea al grana se llama estroma.

Figura 10. El cloroplasto tiene una membrana externa, una membrana interna y estructuras de membrana llamadas tilacoides que se apilan en grana. El espacio dentro de las membranas tilacoides se llama espacio tilacoide. Las reacciones de captación de luz tienen lugar en las membranas tilacoides y la síntesis de azúcar tiene lugar en el líquido dentro de la membrana interna, que se llama estroma. Los cloroplastos también tienen su propio genoma, que está contenido en un solo cromosoma circular.

Los cloroplastos contienen un pigmento verde llamado clorofila, que captura la energía luminosa que impulsa las reacciones de la fotosíntesis. Al igual que las células vegetales, los protistas fotosintéticos también tienen cloroplastos. Algunas bacterias realizan la fotosíntesis, pero su clorofila no queda relegada a un orgánulo.

Conexión Evolution

Endosimbiosis

Hemos mencionado que tanto las mitocondrias como los cloroplastos contienen ADN y ribosomas. ¿Te has preguntado por qué? Hay pruebas contundentes que apuntan a la endosimbiosis como explicación.

La simbiosis es una relación en la que los organismos de dos especies distintas dependen entre sí para su supervivencia. La endosimbiosis (endo- = & ldquowithin & rdquo) es una relación mutuamente beneficiosa en la que un organismo vive dentro del otro. Las relaciones endosimbióticas abundan en la naturaleza. Ya hemos mencionado que los microbios que producen vitamina K viven dentro del intestino humano. Esta relación es beneficiosa para nosotros porque somos incapaces de sintetizar la vitamina K. También es beneficiosa para los microbios porque están protegidos de otros organismos y de la desecación, y reciben abundante alimento del entorno del intestino grueso.

Los científicos han notado durante mucho tiempo que las bacterias, las mitocondrias y los cloroplastos son de tamaño similar. También sabemos que las bacterias tienen ADN y ribosomas, al igual que las mitocondrias y los cloroplastos. Los científicos creen que las células huésped y las bacterias formaron una relación endosimbiótica cuando las células huésped ingirieron bacterias aeróbicas y autótrofas (cianobacterias) pero no las destruyeron. A lo largo de muchos millones de años de evolución, estas bacterias ingeridas se especializaron más en sus funciones, convirtiéndose las bacterias aeróbicas en mitocondrias y las bacterias autótrofas en cloroplastos.

La Vacuola Central

Anteriormente, mencionamos las vacuolas como componentes esenciales de las células vegetales. Si observa la Figura 1b, verá que las células vegetales tienen cada una una gran vacuola central que ocupa la mayor parte del área de la célula. La vacuola central juega un papel clave en la regulación de la concentración celular y rsquos de agua en condiciones ambientales cambiantes. ¿Alguna vez has notado que si olvidas regar una planta durante unos días, se marchita? Eso se debe a que a medida que la concentración de agua en el suelo se vuelve más baja que la concentración de agua en la planta, el agua sale de las vacuolas centrales y el citoplasma. A medida que la vacuola central se contrae, deja la pared celular sin apoyo. Esta pérdida de apoyo a las paredes celulares de las células vegetales da como resultado la apariencia marchita de la planta.

La vacuola central también apoya la expansión de la celda. Cuando la vacuola central retiene más agua, la célula se agranda sin tener que invertir mucha energía en sintetizar nuevo citoplasma.

Resumen de la sección

Como una célula procariota, una célula eucariota tiene una membrana plasmática, citoplasma y ribosomas, pero una célula eucariota es típicamente más grande que una célula procariota, tiene un núcleo verdadero (lo que significa que su ADN está rodeado por una membrana) y tiene otra membrana. orgánulos unidos que permiten la compartimentación de funciones. La membrana plasmática es una bicapa de fosfolípidos incrustada con proteínas. El núcleo y nucleolo rsquos es el sitio de ensamblaje de los ribosomas. Los ribosomas se encuentran en el citoplasma o se adhieren al lado citoplasmático de la membrana plasmática o al retículo endoplásmico. Realizan síntesis de proteínas. Las mitocondrias participan en la respiración celular y son responsables de la mayor parte del ATP producido en la célula. Los peroxisomas hidrolizan ácidos grasos, aminoácidos y algunas toxinas. Las vesículas y vacuolas son compartimentos de almacenamiento y transporte. En las células vegetales, las vacuolas también ayudan a descomponer las macromoléculas.

Las células animales también tienen un centrosoma y lisosomas. El centrosoma tiene dos cuerpos perpendiculares entre sí, los centríolos, y tiene un propósito desconocido en la división celular. Los lisosomas son los orgánulos digestivos de las células animales.

Las células vegetales y las células vegetales tienen cada una una pared celular, cloroplastos y una vacuola central. La pared celular vegetal, cuyo componente principal es la celulosa, protege la célula, proporciona soporte estructural y da forma a la célula. La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos. La vacuola central puede expandirse sin tener que producir más citoplasma.


Resumen de la sección

Como una célula procariota, una célula eucariota tiene una membrana plasmática, citoplasma y ribosomas, pero una célula eucariota es típicamente más grande que una célula procariota, tiene un núcleo verdadero (lo que significa que su ADN está rodeado por una membrana) y tiene otra membrana. orgánulos unidos que permiten la compartimentación de funciones. La membrana plasmática es una bicapa de fosfolípidos incrustada con proteínas. El nucleolo dentro del núcleo es el sitio para el ensamblaje de los ribosomas. Los ribosomas se encuentran en el citoplasma o están unidos al lado citoplasmático de la membrana plasmática o retículo endoplásmico. Realizan síntesis de proteínas. Las mitocondrias realizan la respiración celular y producen ATP. Los peroxisomas descomponen los ácidos grasos, los aminoácidos y algunas toxinas. Las vesículas y vacuolas son compartimentos de almacenamiento y transporte. En las células vegetales, las vacuolas también ayudan a descomponer las macromoléculas.

Las células animales también tienen un centrosoma y lisosomas. El centrosoma tiene dos cuerpos, los centríolos, con un papel desconocido en la división celular. Los lisosomas son los orgánulos digestivos de las células animales.

Las células vegetales tienen una pared celular, cloroplastos y una vacuola central. La pared celular vegetal, cuyo componente principal es la celulosa, protege la célula, proporciona soporte estructural y da forma a la célula. La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos. La vacuola central se expande, agrandando la célula sin necesidad de producir más citoplasma.

El sistema de endomembranas incluye la envoltura nuclear, el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, los lisosomas, las vesículas y la membrana plasmática. Estos componentes celulares trabajan juntos para modificar, empaquetar, etiquetar y transportar lípidos y proteínas de la membrana.

El citoesqueleto tiene tres tipos diferentes de elementos proteicos. Los microfilamentos aportan rigidez y forma a la célula y facilitan los movimientos celulares. Los filamentos intermedios soportan tensión y anclan el núcleo y otros orgánulos en su lugar. Los microtúbulos ayudan a la célula a resistir la compresión, sirven como pistas para las proteínas motoras que mueven las vesículas a través de la célula y empujan los cromosomas replicados hacia los extremos opuestos de una célula en división. También son los elementos estructurales de centriolos, flagelos y cilios.

Las células animales se comunican a través de sus matrices extracelulares y están conectadas entre sí mediante uniones estrechas, desmosomas y uniones gap. Las células vegetales están conectadas y se comunican entre sí mediante plasmodesmos.


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