1. Diaposi'van:1 Tema1: Introduccinala ClulaEucariota Prof.FranciscoJ.GarcaBreijo UnidadDocentedeBiologaVegetal,BotnicaSistem'cayGeobotnica Dep.EcosistemasAgroforestales EscuelaTcnicaSuperiordeIngenieraAgronmicaydelMedioNatural UniversidadPolitcnicadeValencia 2. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 2 NDICE oObjetivos previstos. oLa teora celular. oConsideraciones previas. oLa clula procariota. oLa clula eucariota. n La membrana y la pared. n Orgnulos limitados por membranas. n El citosol. n El ncleo. 3. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 3 Objetivos previstos o Recordar los puntos bsicos de la teora celular. o Enumerar las estructuras bsicas que existen en todas las clulas. o Conocer cmo son y qu funcin tienen los distintos compartimentos que se distinguen en el interior de las clulas eucariticas. o Relacionar la funcin de cada compartimento con su estructura. o Identificar imgenes al microscopio electrnico del interior celular. 4. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 4 La Teora Celular (1) oRobert Hooke (1665): acua la palabra clula. oMatthias Schleiden (1838), botnico, y Theodor Schwann (1839), zologo: las plantas y los animales estn formados por clulas. oRudolf Virchow (1858): todas las clulas provienen de clulas preexistentes. 5. (A) Robert Hooke (A) Dibujo hecho por Robert Hooke (1665) de su microscopio, reproducido de su libro Micrographia (1665). La luz de lmpara de aceite se dirige a la muestra gracias a una esfera de cristal llena de agua que acta de condensador. La muestra se montaba sobre una aguja, debajo del microscopio. El microscopio se enfocaba movindose arriba y abajo con un tornillo unido al soporte por una abrazadera. (B) Entre las numerosas ilustraciones del libro hay la de dos lminas de un pedacito de corcho. (B) Retrato de Hooke hecho por la pintora de historia Rita Greer, 2004. 6. (B) (A) (A) En 1838, Matthias Schleiden, botnico alemn, publicaba sus observaciones sobre los tejidos vegetales organizados en masas de clulas. (B) Al ao siguiente, el zologo Theodor Schwann ampla las observaciones de Schleiden a los tejidos animales, y sostiene una base celular de la vida. Matthias Schleiden y Theodor Schwann 7. En 1858, la idea de que todos los seres vivos estn formados por una o ms clulas se ampla a un campo mucho mayor cuando el patlogo R. Virchow generaliza que todas las clulas provienen de clulas preexistentes. Rudolf Virchow Caricatura de R. Virchow. Rudolph Virchow, por Hugo Vogel 8. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 8 La Teora Celular (y 2) o Teora celular: n Todos los organismos estn formados de una o ms clulas; n Las reacciones qumicas de los seres vivos, incluyendo los procesos de obtencin de energa y las reacciones de biosntesis, tienen lugar en el interior de las clulas; n Las clulas provienen de otras clulas; n Las clulas contienen la informacin hereditaria de los seres que forman y esta informacin pasa de las clulas madres a las hijas. 9. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 9 Consideraciones Previas (1) o Todas las clulas de todos los organismos tienen una estructura comn. o El anlisis detallado de esta estructura aparentemente sencilla desvela una organizacin sorprendente por: n su cuidado diseo, n su versatilidad y n su capacidad de accin. o En cada clula se desarrollan con extraordinaria precisin los fenmenos que hacen posible la vida. 10. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 10 Consideraciones Previas (y 2) o En todas las clulas existen, necesariamente, las siguientes estructuras: n La membrana plasmtica. n El citoplasma. n Los ribosomas. n El material gentico. o Tienen tamaos variables. o Segn cmo se organicen internamente y en cmo se disponga el material gentico, distinguimos las clulas procariticas y las clulas eucariticas. 11. 10 m 1 m 0.1 m 1 cm 1 mm 100 m 10 m 1 m 100 nm 10 nm 1 nm 0.1 nm Altura humana Longitud de algunas clulas musculares y nerviosas Huevo de gallina Huevos de rana Clulas eucariticas Ncleo Mayora de Bacterias Mitocondrias Mycoplasma Virus Ribosomas Protenas Lpidos Pequeas molculas tomos OJODESNUDO MICROSCOPIOPTICO MICROSCOPIOELECTRNICO Relacin entre los tamaos de varios especmenes y la resolucin del ojo humano desnudo, del microscopio ptico y del microscopio electrnico. 12. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 12 Clula Procaritica oCarecen de envoltura que rodee el material gentico. oTienen tamaos comprendidos entre 1 y 5 m. oNo poseen orgnulos. oSon caractersticas de los organismos del Reino Monera. oPartes. 13. Pared celular Membrana plasmtica Fimbrias Ribosomas Mesosoma Flagelos HialoplasmaADN 14. MicrograOa(MET)declulasbacterianas Micrografa electrnica de transmisin de varias clulas bacterianas mostrando algunas de sus partes caractersticas. La fotografa se ha coloreado artificialmente por ordenador. Hialoplasmacon ribosomas Mesosomas ADN Paredcelular Membrana plasm'ca 15. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 15 Clula Eucaritica (1) o Presentan una envoltura nuclear que delimita el espacio donde se encuentra el material gentico. o Tienen tamaos variables que van de 10 hasta 100 m. o Poseen orgnulos especializados en realizar funciones concretas. o Son caractersticas, entre otras, de los animales y los vegetales. Para cada grupo, las clulas presentan morfologa y metabolismo especficos. o Partes. 16. Nucleolo Ncleo Re9culo endoplsmico rugoso Ribosomas Citoesqueleto Centrolos Mitocondria Aparato de Golgi Vesculasdesecrecin Re9culo endoplsmico liso MembranaplasmCca Citosol Lisosoma Clula Eucaritica-Animal 17. MicrograOa(MET)deunaclulaanimal. Micrografa electrnica de transmisin de una clula sangunea (glbulo blanco) de cerdo donde se aprecian algunas de las partes importantes de la misma. Membrana plasmCca Hialoplasma Lisosoma Ncleo Nucleolo Re9culo endoplsmico Mitocondria 18. AparatodeGolgi Re9culo endoplsmico liso Paredcelular MembranaplasmCca Cloroplastos MitocondriaVacuola Re9culo endoplsmico rugoso Nucleolo Ncleo Ribosomas Microcuerpo Vesculasdesecrecin Citosol Clula Eucaritica-Vegetal 19. MicrograOa(MET)deunaclulavegetal. Ncleo Nucleolo Cloroplastos Vacuola Mitocondrias Citosolconribosomas Pared MembranaplasmCca 20. Esquemadeunaclulavegetal. 21. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 21 La Clula Eucaritica (y 2) oLa membrana plasmtica oLa pared celular oOrgnulos limitados por membranas oEl citosol oEl ncleo 22. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 22 La Membrana y la Pared oLa membrana plasmtica oLa pared celular. 23. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 23 La Membrana Plasmtica (1) oAtributos: n Constituye el lmite de la clula con el medio exterior. n Tambin se le denomina plasmalema. n Formada por dos capas de lpidos en la que se encuentran embebidas diferentes protenas. n De 0.004 a 0.005 m de grosor. n Es una estructura semifluida. 24. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 24 La Membrana Plasmtica (2) o Composicin qumica y estructura: n Desde 1899 se sabe que las membranas plasmticas estn compuestas fundamentalmente de lpidos que se disponen formando una bicapa lipdica en la que se insertan distintos tipos de protenas. p Lpidos: fosfolpidos y colesterol. p Protenas: integrales y perifricas. n Modelo del mosaico fluido de Singer y Nicholson (1972). 25. LaMembranaCelular En las micrografas electrnicas, las membranas aparecen como dos lneas oscuras (protenas) separadas por una regin clara (compuesta principalmente de lpidos). (x 60,000). MembranasPlasmCcas Citosol Citosol EspacioIntercelular 26. LaMembranaCelular(Esquema) Aspecto que, segn los cientficos, tienen las membranas celulares. Como se aprecia hay dos capas de lpidos enfrentadas por sus partes apolares dejando sus cabezas polares hacia el exterior (se forma una bicapa). Las protenas se encuentran embebidas en la bicapa total o parcialmente. Las dos caras son asimtricas en cuanto a su composicin. La membranas son estructuras lo suficientemente fluidas como para permitir el movimiento de las molculas a la vez que mantienen una rigidez estructural que protege a las clulas del exterior. Bicapa Lipdica Protenaperifrica Protenasintegrales Protenacanal transmembranal EXTERIORCELULAR INTERIORCELULAR Glicoprotena CadenasdeoligosacridosGlicolpido 27. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 27 La Membrana Plasmtica (3) oFunciones (1): n Proteger el contenido celular del exterior. n Regular el paso de sustancias a su travs. Es semipermeable. n Tipos de transporte: pTransporte de molculas pequeas. pTransporte de macromolculas y partculas. 28. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 28 La Membrana Plasmtica (4) o Funciones (2): n Transporte de molculas pequeas. p Transporte pasivo. No requiere gasto de energa: n Difusin simple. n Difusin facilitada mediante protenas transmembrana. o Protenas de canal. o Protenas transportadoras. p Transporte activo. Tiene lugar en contra de concentracin o del gradiente electroqumico de las sustancias y por ello precisa energa. n Se produce mediante protenas transmembrana que hidrolizan el ATP o usan la fuerza protn-motriz para obtener la energa. 29. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 29 La Membrana Plasmtica (y 5) o Funciones (y 3): n Transporte de macromolculas y partculas. Tiene lugar mediante vesculas rodeadas de membrana plasmtica en cuyo interior viajan las sustancias que deben entrar o salir de la clula. Tipos: p Exocitosis. Cuando se transporta del interior al exterior celular. p Endocitosis. Cuando las sustancias se incorporan a la clula. n Fagocitosis, sustancias son mayores de 150 nm. n Pinocitosis, si son de menor tamao. o Orgnulos relacionados: n Retculo endoplsmico y ncleo. 30. Ncleo Re9culoendoplsmicorugoso AparatodeGolgi Vesculadesecrecin Protenassegregadas Vesculassecretoras enexocitosis Vesculadesecrecin Vesculassecretoras enexocitosis Protenas segregadas Citoplasma Transportedemacromolculasatravsdemembranas 31. EXOCITOSISENDOCITOSIS ProtenassegregadasMembranacelular Citoplasma Citoplasma MembranacelularMaterialmacromolecular Vesculadesecrecin 32. Endocitosis 33. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 33 Lpidos de membrana (1) oFosfolpidos (1). n Constituyen la estructura bsica de las membranas. n Estn formados por una cabeza hidroflica o polar y dos colas hidrofbicas o apolares, es decir, son molculas anfipticas. pEn medios acuosos forman micelas o bicapas. pEjemplos: fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, etc. pLas colas estn formadas por cidos grasos saturados e insaturados. 34. Modelo esquemCco Frmula Modeloespacial compacto Grupo polar (hidroTlico dela cabeza) Grupo nopolar (hidrofbico delacola) Smbolo Cabeza Cola Molculafosfolipdicadelafosfa'dilcolina 35. Bicapaslipdicas Grupos polares (hidroTlicos delas cabezas) Grupos polares (hidroTlicos delas cabezas) Grupos nopolares (hidrofbicos delacolas) cidosgrasos cidosgrasos Monocapade fosfolpidos Monocapade fosfolpidos 36. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 36 Lpidos de membrana (2) o Fosfolpidos (2). n Su estructura en las bicapas no es rgida: tienen movimientos: p Difusin lateral. p Rotacin. p Flexin. p Flip-flop. n A menudo se unen a glcidos: glicolpidos. p Se sitan en la parte exterior de las membranas. p Actan como receptores qumicos. 37. Difusinlateral Rotacin Flexin Flip-op Fosfolpidos:movimientos Unfosfolpidointercambiasuposicinconotro situadoenlamismamonocapa,desplazndose lateralmente. Lasmolculasgiranalrededordesueje longitudinalsindesplazarsedelsi'o. Losfosfolpidosaumentanodisminuyenel gradodeseparacindelascolas hidrocarbonadas. Unfosfolpidosedesplazaver'calmentey ocupaunlugarenlamonocapaopuesta.Esmuy pocofrecuente. 38. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 38 Lpidos de membrana (y 3) oColesterol. n Se encuentra en proporcin elevada en las membranas de las clulas eucariotas. n Se disponen intercaladas entre los fosfolpidos, lo que limita su movilidad, dando estabilidad a la membrana y reduciendo su permeabilidad. 39. Colesterol 40. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 40 Protenas de membrana (1) o Tipos: protenas transmembrana o integrales y protenas perifricas. o Protenas transmembranales. n Atraviesan completamente la membrana y sobresalen por ambas caras. n Poseen: p aminocidos hidroflicos en las zonas que asoman al exterior y al interior celular. p aminocidos hidrofbicos en la zona intermedia donde se encuentran rodeadas de fosfolpidos. 41. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 41 Protenas de membrana (y 2) o Protenas perifricas. n No atraviesan la estructura de la membrana y sobresalen por una de sus dos caras. o Las protenas son las encargadas de la mayor parte de las funciones biolgicas que desempean las membranas. o Pueden estar ancladas en un punto concreto o moverse a travs de la bicapa. n Difusin lateral, a lo largo de la membrana. n Rotacin, alrededor de un eje perpendicular a la membrana. 42. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 42 La Pared Celular (1) o Atributos: n Estructura que aparece por fuera de la membrana plasmtica en las clulas vegetales. p Es gruesa y semirrgida. p Permite el paso de sustancias y no presenta transporte activo. n Compuesta de tres tipos de polisacridos (celulosa, hemicelulosa y pectina) y diversas glicoprotenas. Puede aparecer, en ocasiones, lignina. n Las molculas se encuentran englobadas en una matriz hidratada. n Se estructura en varias capas superpuestas. 43. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 43 La Pared Celular (2) oEstructura: n Presenta varias capas que se desarrollan con la maduracin celular. De fuera hacia dentro de la clula son: plmina media, ppared primaria y ppared secundaria. n Puede presentar modificaciones en su estructura. 44. LaParedCelular Micrografa electrnica de transmisin de paredes celulares. La pared primaria es construida cuando la clula es joven. Las paredes secundarias, ms gruesas, se incorporan cuando las clulas han dejado de crecer. (x 3000). Citosol Citosol MembranaplasmCca Paredcelular Paredcelular Lminamedia 45. Interior clula1 Interior clula2 Paredcelular primaria Capasde paredcelular secundaria Membrana celular Lamelamedia ParedCelular: Capas Micrografa electrnica de transmisin de paredes celulares. Se aprecian las diferentes capas que forman la pared en una clula adulta. La pared secundaria, al ser la ltima en formarse, aparece pegada a la membrana plasmtica. (x 3000). 46. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 46 La Pared Celular: La Lmina Media oCapa ms externa, en muchos casos compartida por ms de una clula. oAspecto homogneo. oFormada de pectinas y protenas. n Las pectinas son polmeros del cido galacturnico (enlaces 14) esterificado con metanol. n Con el tiempo fraguan (pierden su acidez) al unirse a iones Ca2+. 47. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 47 La Pared Celular: La Pared Primaria (1) o Ms gruesa que la lamina media. o Al m.e., presenta numerosas fibrillas (macrofibrillas) entrecruzadas sin orden. Cada macrofibrilla est formada por varias microfibrillas de 10 a 25 nm de longitud, unidas unas a otras. o Estructura (ver diapositiva siguiente). o Debido a la disposicin de las microfibrillas, la pared primaria es algo extensible y no es birrefringente. 48. Macrofibrillas de celulosa al m.e. (disposicin desordenada y entrecruzada) Paredcelularprimaria 49. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 49 La Pared Celular: La Pared Primaria (y 2) o Estructura: n Microfibrillas: finos filamentos (formados de micelas) de unos 10 a 25 nm de longitud. n Micela: consta de unas 40 molculas de celulosa (polmero de glucosa con enlaces 14) dispuestas paralelamente y unidas entre si por puentes de hidrgeno. o Sntesis de las microfibrillas. n Participacin de complejos enzimticos situados en la membrana plasmtica. o Las microfibrillas se unen entre s por medio de puentes de H, pectinas y hemicelulosas: matriz. 50. Microbrillas decelulosa Molculas decelulosa Hemicelulosas PecCnas neutras PecCnas cidas Glicoprotenas Lamatrizdecelulosa 51. ClulaVegetal Paredcelular Fibrillasde celulosa Fibrillade celulosa Microbrilla decelulosa Molculadecelulosa(polmerodeglucosaconenlaces1-4) Estructuradelaparedcelular 52. Pared celular Membrana plasmtica Citosol Cara exterior de la membrana plasmtica Microfibrillas Roseta Microtbulos corticales Las microfibrillas de celulosa son sintetizadas por complejos enzimticos situados en la membrana plasmtica y que pueden moverse por ella. Estos complejos estn formados por molculas de celulosa sintasa que se dispone formando rosetas embebidas en la membrana. Las microfibrillas se van alargando por el extremo en que se encuentran unidas a las rosetas. Las rosetas, a su vez, se mueven por la membrana guiadas por los microtbulos que se encuentran por la cara interior de esta. Sntesis de las microfibrillas (1) 53. Sntesis de las microfibrillas (2) Cada roseta de enzimas sintetiza las molculas de celulosa a partir de UDP-glucosa. Las molculas de UDP-glucosa entran en la roseta por la cara interior de la membrana (citoplsmica) y se van polimerizando para formar las molculas de celulosa que van saliendo por la otra cara de forma ordenada formando posteriormente las microfibrillas. Citosol Pared celular Membrana plasmtica Microfibrilla Molculas de UDP-glucosa Roseta Molculas de celulosa 54. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 54 La Pared Celular: La Pared Secundaria o Presente slo en algunos tipos celulares. o Mucho ms gruesa que la pared primaria. o Formada de celulosa y lignina (polmero del fenilpropano), y de otras molculas que varan segn la clula (cutina, suberina, sales minerales, etc). o Puede llegar a tener 3 subcapas (de fuera hacia dentro): S1, S2 y S3. n Son birrefringentes: las microfibrillas se disponen de forma ordenada en varios planos. n En cada plano todas las microfibrillas son paralelas, cambiando la orientacin de las mismas de un plano al siguiente. 55. 4 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 44 1.CapaS1 2.CapaS2 3.CapaS3 4.Lumencelular 5.ParedPrimaria 6.LamelaMedia ParedSecundaria LaPared2: capas 56. LaPared2:capas 57. Macrofibrillas de celulosa al m.e. (disposicin ordenada) Paredcelularsecundaria 58. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 58 La Pared Celular (3) oFunciones (1): n Importante funcin estructural: p Constituye una capa rgida que da forma a la clula y la protege de tracciones mecnicas. Cada pared celular est unida a la pared de las clulas vecinas y entre todas constituyen un armazn que da consistencia a los distintos rganos de las plantas. 59. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 59 La Pared Celular (y 4) oFunciones (y 2): n Interviene en la creacin de la presin de turgencia en el interior de las clulas. Esta presin es fundamental para: p El crecimiento, ya que los tejidos se alargan como consecuencia de la presin que ejercen las clulas sobre la pared primaria. p Los movimientos, como los que permiten la apertura y cierre de los estomas. oModificaciones de la pared celular. oIntercomunicaciones entre las clulas vegetales. 60. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 60 La Pared Celular: Modificaciones oLignificacin. oCutinizacin. oSuberificacin. oGelificacin. oPigmentacin. oMineralizacin. 61. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 61 La Pared Celular: Modificaciones oLignificacin. Impregnacin de la pared celular con lignina. Se sita entre las capas de celulosa por intususcepcin. n Responsable de la gran dureza de algunas paredes. n Aparece en clulas conductoras, mecnicas y de sostn. n Maderas blandas y maderas duras. 62. 1 2 3 4 5 1 2 3 APOSICIN INTUSUSCEPCIN 4 5 Disposicin de las microfibrillas 63. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 63 La Pared Celular: Modificaciones oCutinizacin: acumulacin de cutina por aposicin y por intususcepcin. n Qumicamente muy similar a la suberina. n Aparece en clulas en contacto con el medio externo. n Forma la cutcula que recubre las hojas y algunos tallos. 64. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 64 La Pared Celular: Modificaciones oSuberificacin: superposicin (por aposicin) de lminas de suberina (polmero de cidos grasos saturados e insaturados). n Aparece fundamentalmente en tejidos derivados del felgeno. n Confiere gran impermeabilidad y defensa contra agentes qumicos, microorganismos, etc. 65. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 65 La Pared Celular: Modificaciones o Gelificacin: solubilizacin de la pectina y acumulacin de gomas y muclagos. n Se da en frutos carnosos maduros. o Pigmentacin: proceso de coloracin de las paredes. n Debido a sustancias tnicas. o Mineralizacin: impregnacin con sales inorgnicas como slice, carbonato clcico, oxalato clcico, etc. 66. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 66 La Pared Celular: Intercomunicaciones oPlasmodesmos. oCampos de poros primario. oPoros o punteaduras. oPerforaciones. 67. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 67 Plamodesmos (1) o Descripcin: n canales de comunicacin entre clulas hijas tras una divisin celular y que estn presentes en todas las clulas jvenes. n Tambin pueden formarse de nuevo en zonas donde unas clulas contactan con otras. o Estructura. El desmosoma. 68. Ncleo Nucleolo Cloroplastos Mitocondrias Granas Pared celular Plasmodesmos Retculo endoplsmico Granos de almidn Lamela media 69. Pared celular 1 Pared celular 1 Clula 1 Cl. 2 Lamela media Membrana plasmtica Plasmodesmos Retculo endoplsmico Pared celular 1 Desmotbulo Membrana plasmtica Pared celular 1 Membrana celular Retculo endoplsmico Plasmodesmos 70. Retculo endoplsmico rugoso Ribosomas CLULA 1 CLULA 2 Pared celular 1 Membrana celular Plasmodesmo Desmotbulo Plasmodesmos: estructura 71. Plasmodesmos: estructura 72. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 72 Plamodesmos (y 2) o Los plasmodesmos hacen que una planta pase de ser una coleccin de clulas individuales a ser una gran comunidad interconectada de protoplastos vivos. o Existencia de 2 compartimentos: n SIMPLASTO: formado por la comunidad total de protoplastos unidos por las membranas plasmticas combinadas de todos ellos. n APOPLASTO: comprende todas las paredes celulares, las clulas muertas vacas de los vasos conductores y el agua contenida en ellas. 73. Compartimento extracelular o APOPLASTO Compartimento intracelular o SIMPLASTO Simplasto y Apoplasto 74. Simplastoy Apoplasto 75. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 75 Campo de poros primario o Descripcin: n depresin en la pared primaria que queda atravesada por un grupo numeroso de plasmodesmos. pEn este punto se ha inhibido el ulterior depsito de pared primaria durante el engrosamiento de la pared celular. pEn un campo de poros puede haber hasta 60 plasmodesmos por m2. 76. Campo de poros primario Lamela media Pared primaria Plasmodesmos Campo de poros primario Membrana celular 2 Membrana celular 1 Campo de poros primario 77. Campos de poros primarios. Microfotografa de una seccin tangencial a la pared (x 84000). Campo de poros primarios Plasmodesmos 78. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 78 Poros o punteaduras o Descripcin: n Si en una clula con campos de poros primarios se deposita pared secundaria, al inhibir el campo de poros el depsito de celulosa en esa zona, el campo de poros pasa a llamarse punteadura. p Favorecen el intercambio intercelular en clulas con gruesas paredes secundarias (trqueas, traqueidas, y fibras). p Si en la depresin falta el campo de poros primarios pasa a llamarse PERFORACIN. p Tipos de poros: n Poros simples. n Poros areolados. o Poros areolados con toro. 79. Poro simple Poro areolado Pared secundaria Pared primaria Pared primaria muy fina Lamela media Reborde Membrana de cierre Plasmodesmo Membrana celular Tipos de poros 80. Pared primaria Pared secundaria Lamela media Membrana celular 2 Membrana celular 1 Membrana de cierre Cavidad del poro Poros simples 81. Reborde Cavidad del poro Pared secundariaPared primariaLamela media Membrana celular 2 Membrana celular 1 Poros areolados 82. Microfotografa electrnica de barrido (600 x) de traqueidas con poros simples y areolados. Poros simples Poros areolados Poros simples y areolados 83. Pared secundaria Pared primaria Margo: Pared 1 muy fina Toro: Pared 1 muy engrosada Reborde Lamela media Membrana celular Poros areolados con toro 84. Reborde Cavidad del poro Pared secundariaPared primariaLamela media Membrana celular 2 Membrana celular 1 Toro (Pared 1) Poros areolados con toro 85. Toro Reborde Microfotografa ptica de traqueidas de pino vistas lateralmente (x 400) Microfotografa ptica de traqueidas de pino en seccin radial (x410) Poros areolados con toro 86. Microfotografa electrnica de barrido de un poro areolado con toro de pino. Margo Toro Reborde Poros areolados con toro 87. Clula xilemtica mostrando poros en sus paredes laterales y perforaciones en su polos. Microfotografa electrnica de barrido (x 270) Perforacin Poros Perforaciones 88. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 88 Orgnulos limitados por membranas oMitocondrias oPlastos oRetculo endoplsmico oAparato de Golgi oLisosomas oMicrocuerpos oVacuolas 89. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 89 La Mitocondria (1) o Atributos generales: n Estn presentes en todas las clulas eucariticas. n Tienen forma cilndrica. Son muy dinmicas. n Tamao: de 2.0 - 10.0 m de longitud y de 0.5 - 1.0 m de grosor. n Envuelta por una doble membrana. La membrana interna est muy plegada. n Contiene pequeas cantidades de ADN y ARN. n Se originan a partir de mitocondrias preexistentes. n Hay numerosas por clula (varios cientos): de 200 a 3000. n Endosimbiontes. 90. Procariota fotosinttico Clula hospedadora ancestral procaritica ADN del hospedador Mitocondrias CloroplastosNcleo (?) Procariota heterotrfico aerbico Teora endosimbitica sobre el origen de las mitocondrias y de los cloroplastos 91. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 91 La Mitocondria (2) o Estructura (1): n Membrana externa. Contiene numerosas protenas que regulan los intercambios de sustancias con el citosol. Destacan las protenas de canal, las cuales forman grandes poros que la hacen muy permeable. n Espacio intermembrana, de composicin muy similar a la del citosol debido a la permeabilidad de la membrana externa. n Membrana interna, con repliegues hacia el interior o crestas que aumentan la superficie de la membrana. pContiene numerosas protenas de transporte, y otras con funciones muy especializadas, como los complejos que forman la cadena respiratoria y la ATP sintetasa. 92. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 92 La Mitocondria (3) o Estructura (y 2): n Matriz mitocondrial. Es el espacio interior de la mitocondria y est rodeado por la membrana interna. Contiene: p Gran cantidad de enzimas que catabolizan diversas sustancias como cido pirvico o cidos grasos. p ADN (ADNmt) en forma de doble cadena cerrada sobre s misma, que contiene la informacin gentica necesaria para la sntesis de protenas mitocondriales. p Ribosomas (mitorribosomas) responsables de la sntesis de las protenas mitocondriales. Tamao 70S. p Enzimas que regulan y controlan la replicacin, transcripcin y traduccin del ADNmt. p Sustancias diversas, como nucletidos e iones. 93. Mitocondria. Esquema de su Estructura Membrana externa Membrana interna Espacio intermembrana Crestas Matriz mitocondrial 94. Mitocondria. Micrografa de su Estructura Membrana externa e interna separadas por el espacio intermembrana Matriz mitocondrial con mitorribosomas Crestas Retculo endoplsmico rugoso 95. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 95 La Mitocondria (y 4) oFunciones: n Encargadas del proceso de respiracin aerbica celular. n Sntesis de ATP. oOrgnulos relacionados: n Ncleo y Citoplasma. 96. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 96 Los Plastos (1) oTipos (son interconvertibles): n Indiferenciados: pProplastidio: origen de todos los dems. pEtioplastos: plastos que se desarrollan en la oscuridad. 97. Tipos de plastos. Esquema que muestra los diferentes tipos de plastos que pueden diferenciarse a partir de los proplastidios iniciales. 98. Proplastidio inicial1 m Proplastidio Amiloplasto Almidn Leucoplasto Cristal de protena Cromoplasto Cristales de carotenoides Amiloplasto Grano de almidn Cromoplasto Gotas lipdicas con colorantes disueltosCloroplasto maduro GranaGotita de grasa Almidn transitorio 5 m Etioplasto 2 m 3 m Cuerpos prolamelares 4 m Cloroplasto joven 3 m TEJIDOS DE ASIMILACIN TEJIDOS SIN CLOROFILA OSCURIDAD OSCURIDAD LUZ LUZ LUZ LUZ LUZ 99. Etioplastos Etioplasto en transicin a cloroplasto en un tallo de Glechoma hederacea. A partir del cuerpo prolamelar se est empezando a desarrollar un sistema de membranas (tilacoides) que en algunos puntos ya forman pequeas grana. Tambin se observan pequeos granos de almidn. Membrana exterior Membrana interior Cuerpo prolamelar Membrana tilacoidal Granas en formacin Estroma Grano de almidn 100. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 100 Los Plastos (y 2) o Tipos (son interconvertibles): n Diferenciados: p Cloroplastos: cromatforos y fotosintticamente activos. Color verde. p Cromoplastos: cromatforos y fotosintticamente poco activos o inactivos. Colores rojos, naranjas, etc. p Leucoplastos: incoloros y fotosintticamente poco activos o inactivos. Acumulan sustancias. Tipos: n Amiloplastos: acumulan almidn. n Oleoplastos (elaioplastos): acumulan lpidos. n Proteinoplastos: acumulan protenas. 101. Cloroplastos M.o. Estroma Granas Membrana externa Membrana interna Lamelas tilacoidales M.e. Cloroplastos Micrografa ptica de una clula vegetal mostrando los cloroplastos (de color verde) que se encuentran situados perifricamente debido al volumen ocupado por la vacuola. Detalle al microscopio electrnico de transmisin de un cloroplasto donde su aprecia toda su estructura interior. 102. Cromoplastos Esquema de un cromoplasto. 103. Cromoplastos Micrografa ptica de clulas de Capsicum sp mostrando los cromoplastos (puntos de color anaranjado rojizo) que se aprecian dentro de cada clula. Micrografa electrnica de transmisin de un cromoplasto de Capsicum sp mostrando su estructura interior. Las membranas son ricas en pigmentos carotenoides que dan los caractersticos colores a estos orgnulos. Cromoplastos Lamelas Estroma 104. Leucoplastos Micrografa electrnica de transmisin de 2 leucoplastos mostrando la ausencia de membranas internas y la presencia de abundantes grnulos de almidn, cuerpos proteicos y de plastoglbulos llenos de aceites. Leucoplastos Grnulos de almidn Cuerpo proteico Plastoglbulos Mitocondria 105. Amiloplastos Esquemadeunamiloplasto. 106. Amiloplastos Micrografa ptica de clulas de parnquima reservante en tubrculo de patata (Solanum tuberosum) mostrando los amiloplastos que contiene. Amiloplastos Micrografa electrnica de transmisin de amiloplastos. Clula 107. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 107 Los Cloroplastos (1) o Atributos: n Tipo de plasto. Se encuentran exclusivamente en las clulas vegetales. n Tienen forma variable aunque, a menudo, son discoidales: de 3 a 10 m de longitud y de 1 a 2 m de grosor. n Rodeados por una doble membrana separadas por un espacio intermembrana. n En su interior se encuentra el estroma donde aparece un sistema de sculos membranosos denominados tilacoides. n Endosimbiontes (ver mitocondrias). n Tienen su propio ADN (ADNcl) y ribosomas. n Se originan a partir de plastos preexistentes. 108. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 108 Los Cloroplastos (2) o Estructura: n Membrana externa muy permeable, de caractersticas similares a la membrana externa de las mitocondrias. n Espacio intermembrana de caractersticas similares a las del citosol. n Membrana interna lisa, es decir, sin crestas, menos permeable que la externa y con numerosas protenas especializadas en el transporte selectivo de sustancias. 109. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 109 Los Cloroplastos (3) o Estructura (2): n Estroma (1). Es la cavidad interna del cloroplasto y contiene: p Enzimas implicados en el metabolismo fotosinttico. De ellos, la ms abundante es la ribulosa bifosfato carboxilasa oxigenasa, que puede llegar a representar la mitad de las protenas del cloroplasto. p ADN (ADNcl) de doble cadena y cerrada. El genoma de los cloroplastos es mayor que el mitocondrial. Contiene informacin gentica que codifica distintos tipos de ARN y algunas protenas de los complejos enzimticos que participan en la fotosntesis. 110. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 110 Los Cloroplastos (4) o Estructura (3): n Estroma (y 2). Es la cavidad interna del cloroplasto y contiene: p Ribosomas (clororribosomas) encargados de la sntesis de las protenas propias del cloroplasto. p Enzimas que regulan y controlan la replicacin, transcripcin y traduccin del material gentico del cloroplasto. p Sustancias diversas, principalmente almidn y gotas lipdicas. 111. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 111 Los Cloroplastos (5) o Estructura (y 4): n Otras: p Tilacoides, sculos membranosos aplanados que tienden a formar apilamientos denominados grana, los cuales conectan entre ellos formando una red de cavidades. Las membranas de los tilacoides contienen los pigmentos fotosintticos, principalmente clorofilas y carotenoides, la cadena fotosinttica de transporte de electrones y la ATP sintetasa. p Espacio tilacoidal o lumen, situado en el interior de los tilacoides, que mantiene unas condiciones de pH cido. p Almidn de asimilacin, plastoglbulos, ... 112. Cloroplasto. Esquema de su Estructura Membrana externa Membrana interna Espacio intermembrana Estroma Tilacoides Grana Espacio tilacoidal (lumen) 113. Cloroplasto. Micrografa de su Estructura Membranas externa e interna separadas por el espacio intermembrana Lamelas tilacoidales Estroma Hialoplasma Grana Plastoglbulos 114. Cloroplasto. Micrografa de su Estructura Grana Lamelas estromales Lumen Lamelas granales Estroma Detalle de las lamelas granales y estromales en un cloroplasto. 115. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 115 Los Cloroplastos (y 6) oFunciones: n En ellos se realiza la fotosntesis. pEn las membranas tilacoidales se desarrolla la fase luminosa. pEn el estroma la fase oscura. oOrgnulos relacionados: n Vacuola, ncleo, aparato de Golgi y citoplasma. 116. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 116 El Retculo Endoplsmico (1) o Atributos: n Sistemas tubular de membranas, presente en todas las clulas eucariticas. Ocupa hasta un 10% del espacio interior de stas. Tienen un dimetro de 0.005 m. n Hay dos tipos de Retculo Endoplsmico (RE): el RE liso (REL) y el RE rugoso (RER). El RER contiene numerosos ribosomas. El REL no posee ribosomas. o Estructura: n Conjunto de cavidades, tbulos y vesculas conectados entre s y rodeados por una membrana, que se prolonga formando la envoltura nuclear. El espacio que queda limitado en el interior se denomina lumen. 117. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 117 El Retculo Endoplsmico (2) o Funciones (1): n El retculo en un orgnulo fundamental en los procesos de sntesis. Tanto el RER como el REL intervienen de distinta forma en estos procesos. n Retculo endoplsmico rugoso. Sntesis de protenas: p Funcin determinada por la presencia de ribosomas que se unen a la membrana del retculo tras asociarse a determinados tipos de ARNm. p Las protenas sintetizadas se van transfiriendo al lumen del retculo, donde son modificadas qumicamente y almacenadas. p Siguen este proceso las protenas de las membranas plasmticas y tambin las que salen al exterior de la clula e intervienen en la composicin del glucoclix y de la matriz extracelular. 118. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 118 El Retculo Endoplsmico (3) o Funciones (2): n Retculo endoplsmico liso. Es responsable de: p La sntesis de lpidos y grasas. n En vertebrados es muy abundante en hepatocitos donde fabrica colesterol, precursor de las hormonas esteroides. p El procesamiento de sustancias txicas procedentes del exterior de la clula: detoxificacin. p Almacn y regulador de la concentracin de calcio en el citosol (en clulas musculares). p El REL es raro en clulas vegetales a excepcin de algunas clulas glandulares, en clulas del polen y en algunas semillas de tipo aceitoso. 119. Retculo endoplsmico. Esquema de su Estructura Retculo endoplsmico rugoso Retculo endoplsmico liso Ncleo Envoltura nuclear Ribosomas Lumen Cisternas 120. (A) Micrografa electrnica de transmisin del RER de una clula heptica de rata. Las regiones oscuras, densas a los electrones, son ribosomas unidos a la membrana externa de las cisternas. Las reas menos densas a los electrones corresponden al lumen. Tambin se aprecia un dictiosoma. Ribosomas unidos a la membrana externa del RER Lumen Dictiosoma (cisternas) 121. Micrografa electrnica de transmisin del RER de una clula vegetal. Las regiones oscuras, densas a los electrones, son ribosomas libres en el citosol o unidos a la membrana externa de las cisternas. Las reas menos densas a los electrones corresponden al lumen y al citosol. Ribosomas unidos a la membrana externa del RER Ribosomas libres LumenCitosol 122. Micrografa electrnica de transmisin del REL de una clula heptica de rata. Se observan abundantes cisternas sin ribosomas en su superficie. Tambin se observa una mitocondria. Cisternas Citosol Mitocondria 123. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 123 El Retculo Endoplsmico (y 4) o Funciones (y 3): n El retculo endoplsmico compartimentaliza el citosol. n Est ntimamente relacionado, mediante vesculas de transporte, con el aparato de Golgi. p Produce vesculas de varios tipos de contenidos y de membranas que les permiten fusionarse con diferentes orgnulos. n En clulas vegetales tiene una especial asociacin con la pared y es capaz de dirigir el depsito de materiales en ella o de prevenir su deposicin (polen, xilema, ...). o Orgnulos relacionados: n Ncleo, ribosomas, membranas, citoplasma y complejo de Golgi. 124. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 124 El Aparato de Golgi (1) o Atributos: n Conjunto de vesculas en forma de saco llamadas cisternas, presente en todas las clulas eucariticas, especialmente en las que poseen importante actividad secretora. n Las cisternas se agrupan en grupos de 4 a 6 y forman un dictiosoma. n Dimetro de las cisternas: 1.0 m. n Utiliza materiales que provienen del retculo endoplsmico. 125. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 125 El Aparato de Golgi (2) o Estructura (1): n Formado por una serie de vesculas en forma de saco (cisternas); en su interior se encuentra un espacio denominado lumen del aparato de Golgi (AG). p Las cisternas se apilan en grupos de 4 a 6 y forman un dictiosoma. 126. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 126 El Aparato de Golgi (3) o Estructura (y 2): n Los dictiosomas presentan dos caras bien diferenciadas: p La cara cis, orientada hacia el retcula endoplsmico, por la cual los materiales procedentes de este orgnulo se incorporan a las cisternas. p La cara trans, opuesta a la anterior, por donde se liberan vesculas de secrecin, que contienen los productos de la actividad del aparato de Golgi, y se dirigen a la membrana plasmtica o a los lisosomas. 127. Aparato de Golgi. Esquema de su Estructura Cisternas Vesculas de secrecin Cara cis Cara trans Membrana plasmtica Retculo endoplsmico Lumen 128. Micrografa electrnica de transmisin de un dictiosoma, x75000. Se observa como est formado por 8-9 sculos aplanados as como las vesculas de secrecin. Cisternas Lumen Cara trans Cara cis Vesculas de secrecin Aparato de Golgi. Micrografa de su Estructura 129. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 129 El Aparato de Golgi (4) o Funciones (1): n Almacenamiento y transformacin de sustancias procedentes del retculo endoplsmico y su exportacin a otros orgnulos o al exterior celular. Estas transformaciones se llevan a cabo de manera secuencial, a medida que las sustancias pasan de la cara cis a la trans: p Las protenas y los lpidos salen del RE englobadas en vesculas que se desplazan por el citoplasma hacia el AG. p Se incorporan a la cara cis de los dictiosomas y comienzas sus transformaciones, que continan al pasar a las cisternas centrales y a las de la cara trans. p Una vez terminado el proceso de glicosilacin, en las cisternas de la cara trans los glicolpidos y las glicoprotenas son clasificados e incorporados a vesculas diferentes segn su destino. 130. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 130 El Aparato de Golgi (y 5) o Funciones (y 2): n Las sustancias que se dirigen al exterior de la clula salen de ella por exocitosis y participan en funciones diversas. p Componentes de la matriz extracelular, productos de secrecin de los epitelios glandulares, ... n Las sustancias que se dirigen a los lisosomas son enzimas sintetizados en el RE que han sido almacenados en el AG sin haber experimentado ninguna transformacin. o Orgnulos relacionados: n Ncleo, membrana plasmtica, retculo endoplsmico, y cloroplastos. 131. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 131 El Lisosoma (1) o Atributos: n Vesculas esfricas encargadas de la digestin celular. n Caractersticos de las clulas eucariticas. o Estructura: n Pequeas vesculas de forma y tamao variables, de un dimetro entre 0.25 y 0.8 m. n Limitados por una membrana y contienen enzimas hidrolticos (lipasas, nucleasas, proteasas, ...). p Estas enzimas actan en condiciones ptimas si el pH es cido, alrededor de 5. p El mantenimiento de estas condiciones internas requiere la presencia de bombas de protones que hacen entrar H+ en el interior de los lisosomas. 132. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 132 El Lisosoma (2) oFunciones (1): n Hidrlisis de macromolculas procedentes: pdel exterior celular, por endocitosis, como las sustancias nutritivas que deben digerirse. pDel interior de la clula, como es el caso de componentes de la propia clula que envejecen. Este proceso se denomina autofagia. n Se constituyen al fusionarse las vesculas que transforman las sustancias que se han de hidrolizar con las vesculas procedentes del AG. 133. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 133 El Lisosoma (y 3) oFunciones (y 2): n Mecanismo de accin: pA partir de sustancias procedentes del exterior o bien del interior de la clula, se generan vesculas que contienen las sustancias que han de ser hidrolizadas. pParalelamente, a partir del aparato de Golgi se forman vesculas que contienen las enzimas hidrolticas. pLos dos tipos de vesculas se encuentran y se fusionan constituyendo un lisosoma. 134. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 134 Los Microcuerpos o Atributos: n Estn presentes en las clulas eucariticas y pueden encontrase dispersos por el citoplasma o bien, estrechamente relacionados con otros orgnulos como mitocondrias o cloroplastos. n Hay dos tipos: p Peroxisomas. p Glioxisomas, que estn implicados en la utilizacin del acetil-CoA producido durante la movilizacin de reservas de grasas, especialmente durante la germinacin de semillas oleaginosas. 135. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 135 El Peroxisoma (1) oEstructura: n Orgnulos rodeados de una membrana que poseen forma y dimensiones variables, y que contienen: pEnzimas oxidasas, que oxidan diversos compuestos, como cidos grasos, aminocidos, bases nitrogenadas, etc. pLa enzima catalasa, que degrada perxido de hidrgeno (H2O2). 136. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 136 El Peroxisoma (2) oFunciones (1): n Orgnulos que contienen enzimas en los que se utiliza oxgeno para eliminar tomos de hidrgeno de determinados sustratos. Como resultado de esta oxidacin, en unos casos se obtiene agua y, en otros, perxido de hidrgeno (H2O2). pEste compuesto es muy txico para las clulas, por lo que se precisa la actividad de la enzima catalasa que lo degrada hasta agua y oxgeno. 137. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 137 El Peroxisoma (3) o Funciones (2): n Intervienen en numerosos procesos metablicos: p En la -oxidacin de los cidos grasos que se produce en las semillas oleaginosas cuando estn germinando (son los glioxisomas). p En el proceso de fotorrespiracin, mediante el cual las plantas obtienen cido gliclico consumiendo oxgeno y liberando dixido de carbono. p En procesos de detoxificacin que tienen lugar en algunos tejidos, como la degradacin del etanol en el hgado y los riones de los vertebrados. 138. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 138 El Peroxisoma (y 4) oFunciones (y 3): n Muchas de estas reacciones se producen a partir de productos obtenidos en las mitocondrias o en los cloroplastos. oOrgnulos relacionados: n Aparato de Golgi, mitocondrias, cloroplastos, y retculo endoplsmico. 139. Peroxisomas (Micrografa) Micrografa electrnica de transmisin de una clula vegetal mostrando dos peroxisomas (cuerpos opacos). Peroxisomas Mitocondrias Cloroplasto Ncleo Pared celular 140. Peroxisomas (Micrografa) Micrografa electrnica de transmisin donde se muestra un peroxisoma (cuerpo opaco) y su estrecha relacin con las mitocondrias y los cloroplastos. Los 3 orgnulos juegan un papel fundamental en el proceso de fotorrespiracin. Peroxisoma Mitocondria Cloroplasto 141. Peroxisomas (Micrografa) Micrografa de contraste de fases de una seccin de cotiledn de algodn (Gossypium). Las clulas fueron tratadas para localizar la enzima catalasa (flechas), una enzima que se encuentra en los peroxisomas y que degrada el perxido de hidrgeno. Peroxisomas con catalasa 142. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 142 Las Vacuolas (1) oAtributos: n Orgnulos caractersticos de las clulas vegetales aunque no exclusivos de ellas. pLas animales difieren en funcin y estructura. pEn plantas, las clulas del tapete en las anteras son las nicas que no las poseen. n Variables en tamao. n Pueden ocupar entre un 5 y un 90 % del volumen celular. 143. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 143 Las Vacuolas (2) o Estructura: n Rodeadas de una membrana simple: el tonoplasto. n En su interior se encuentra una sustancia fluida de composicin variable: jugo vacuolar. n En clulas adultas suela haber una vacuola por clula. p En clulas meristemticas hay muchas y pequeas: forman el vacuoma. n Origen: derivan de vesculas del RE. 144. Vacuolas 145. Vacuolas Pared celular Cloroplasto Ncleo Vacuolas Cordn de hialoplasma Micrografa electrnica de transmisin de una clula vegetal mostrando las numerosas vacuolas. 146. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 146 Las Vacuolas (3) o Funciones (1): n Muy diversas. En una misma clula pueden encontrarse vacuolas con funciones distintas. n Las vegetales pueden tener funciones muy diversas: p almacenamiento de reservas y de productos txicos, p crecimiento de las clulas por presin de turgencia, p funciones anlogas a los lisosomas cuando contienen enzimas hidrolticas, p homestasis del interior celular, ... p Permiten rpidos movimientos en algunos rganos de ciertas plantas (Mimosa, Dionaea, ...) 147. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 147 Las Vacuolas (y 4) oFunciones (y 2): n En animales, las vacuolas contrctiles se encargan de eliminar el exceso de agua. pCaractersticas de microorganismos que viven en medios hipotnicos (p.e. Protozoos). oOrgnulos relacionados: n Pared celular, ncleo, retculo endoplsmico, y cloroplasto. 148. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 148 El Citoplasma oCitosol: Composicin y funciones oCitoesqueleto oRibosomas 149. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 149 El Citosol (1) oAtributos: n Tambin denominado hialoplasma. n Espacio del citoplasma comprendido entre los orgnulos membranosos excepto el lumen de los mismos. n Contiene una gran cantidad de sustancias que intervienen en el metabolismo celular. n Contiene tambin inclusiones no rodeadas de membrana. n Estructura altamente organizada. 150. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 150 El Citosol (2) o Composicin: n Constituido mayoritariamente por agua; adems, contiene una gran variedad de sustancias que intervienen en el metabolismo celular: protenas, ARN de distintos tipos, aminocidos, glcidos, nucletidos e iones de distinta naturaleza. p Protenas: entre el 25 y el 50% de las protenas celulares forma parte del citosol (incluidas miles de enzimas). p Inclusiones de glucgeno o de lpidos, no rodeadas de membrana. p Sustancias ergsticas sintetizadas y acumuladas por la clula. n Similar a una sustancia gelatinosa sumamente organizada. 151. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 151 El Citosol (y 3) o Funciones: n Reserva de materiales: glucosa en disolucin e inclusiones. p Se forman y se deshacen en funcin de las necesidades celulares. n En l ocurren gran cantidad de reacciones anablicas y catablicas. o Orgnulos relacionados: n Ribosomas, ncleo, retculo endoplsmico y membrana celular. 152. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 152 Sustancias ergsticas o Sustancias que son acumuladas por las clulas en su citosol. o Tipos: n Almidn. n Lpidos. n Taninos. n Cristales. n Cuerpos de slice y estgmatos. n Cuerpos proteicos. n Muclagos. 153. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 153 Almidn oPresente en todas las clulas de las plantas superiores. oEs la sustancia ms abundante y fcilmente observable en frutos amilceos, semillas y tubrculos. oSe detecta al m.o. con Lugol. 154. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 154 Lpidos oFrecuente en algunos tipos de plantas. n En semillas, frutos y ptalos. oAparecen como: n gotas dentro de cloroplastos y elaioplastos. n o como esferosomas. oSe observan al m.o. tindolos con colorantes lipfilos como Sudn III y Sudn IV. 155. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 155 Taninos o Familia de compuestos fenlicos capaces de unirse a protenas. o Se encuentran dentro de las vacuolas, en el citoplasma, e incluso en la pared celular. n Dan colores amarillos, rojos o marrones al teirse con safranina. o Se encuentran en tejidos duros como hojas de robles y pinos, cubiertas de semillas, o en frutos inmaduros: n Producen la astringencia de los frutos inmaduros. o Idioblastos de taninos. 156. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 156 Cristales (1) oMuy variados en formas y tamaos. oSe presentan como oxalato clcico (muy abundante), carbonato clcico o malato clcico (ms raros). oTipos de cristales de oxalato clcico: n Drusas. n Rafidios. n Estiloides. 157. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 157 Cristales (2) oSe encuentran dentro de clulas, en el interior de las vacuolas. oLa presencia/ausencia y la forma de los mismos son caracteres taxonmicos importantes. oEn las plantas no se localizan al azar sino en lugares concretos: n Hipodermis, haces vasculares, ... 158. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 158 Cristales (y 3) o Los cristales de carbonato clcico se encuentran en un pequeo grupo de plantas como cistolitos dentro de clulas especiales: litocistos o clulas roca. n Un litocisto puede contener uno o varios cistolitos. n La forma del cristal tiene valor taxonmico. n Se desarrollan normalmente en clulas epidrmicas. o El carbonato clcico puede aparecer tambin como incrustaciones en la pared celular: calcificacin. 159. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 159 Drusas oCristales de oxalato clcico con numerosas caras y puntas muy agudas. oTamao: 5-10 m de dimetro. oNormalmente hay una por clula. 160. Drusas Micrografa electrnica de barrido de drusas aisladas mostrando sus caractersticas formas. 161. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 161 Rafidios oCristales de oxalato clcico muy largos, finos y afilados que se presentan agrupados y en gran nmero formando un haz dentro de la clula. n Algunos estn bajo presin dentro de la clula. 162. Rafidios Micrografa ptica de de la corteza de Ornithogalum mostrando una clula con rafidios. El haz de cristales aparece cortado transversalmente dentro de la clula. 163. Rafidios Micrografa ptica mostrando un macerado de rafidios de Ornithogalum. Se observa el haz de cristales delgados y afilados caracterstico de los rafidios. 164. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 164 Estiloides oTienen la misma forma que los rafidios pero se encuentran aislados o en parejas dentro de las clulas. n Son muy grandes y casi siempre deforman a la clula que los contiene. oSon raros. 165. Estiloides Micrografa ptica de una pareja de estiloides dentro de una clula. Se observa la forma tpica delgada, fina y afilada de estos cristales de oxalato clcico. Las manchas anaranjadas son cromoplastos. 166. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 166 Cuerpos de slice y estgmatos o Son depsitos de dixido de silicio, muy comunes en monocotiledneas. n Cuerpos de slice en Ciperceas y cspedes. n Estgmatos en otras familias. o Tienen formas muy precisas: sombrero, rectangulares, arenosa, cnicas, o amorfas. o Se localizan en lugares concretos. o La slice puede depositarse directamente en la pared celular: silificacin. 167. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 167 Cuerpos proteicos y muclagos oCuerpos proteicos: n Abundan en semillas y frutos. n Las protenas aparecen como cuerpos amorfos o de formas concretas. oMuclagos: n Comunes en plantas desrticas. n Absorben agua en gran cantidad. 168. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 168 El Citoesqueleto o Atributos: n Conjunto de filamentos y de tbulos formados por la polimerizacin de diversas protenas. n Es, en muchos casos, una estructura cambiante, ya que cuando la situacin fisiolgica de la clula lo requiere, se produce la polimerizacin de las subunidades proteicas, y se constituyen los filamentos y los tbulos. Si estas estructuras no son necesarias, tiene lugar la despolimerizacin. n Tipos de filamentos: los microfilamentos, los microtbulos, y los filamentos intermedios. 169. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 169 El Citoesqueleto oFunciones: n Constituyen el esqueleto endocelular, dando forma a las clulas. n Los microtbulos forman parte de los centrolos, los cilios o los flagelos eucariticos. oOrgnulos relacionados: n Pared celular, centrolos y ncleo. 170. El citoesqueleto Micrografa de una clula que ha sido teida con dos colorantes fluorescentes. Uno de ellos se une a las protenas de los microtbulos (verde) y el otro a la actina de los microfilamentos (rojo). Como se observa tanto los microtbulos como los microfilamentos forman un entramado a modo de esqueleto interno. 171. Filamentos que forman el citoesqueleto Microfilamentos Actina Miosina 8 nm Microtbulos Subunidades de tubulina 25 nm Filamentos intermedios 8-12 nm 172. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 172 Los Microfilamentos (1) oEstructura: n Dimetro medio de 8 nm. n Formados de protenas como la actina y la miosina, que pueden tener estructura globular o fibrosa. 173. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 173 Los Microfilamentos (2) o Funciones (1): n 1. Constituyen el esqueleto endocelular, formado por fibras de actina asociadas a la membrana plasmtica. Funciones del endoesqueleto: p Da forma a la membrana plasmtica. p Produce deformaciones de la membrana que originan los pseudpodos, mediante el deslizamiento de los filamentos de actina sobre los de miosina. p Estabiliza la estructura de las microvellosidades en las membranas plasmticas. p Participa en la formacin de vesculas de endocitosis. p Interviene en la formacin de las corrientes de ciclosis. p Forma parte del anillo contrctil que divide el citoplasma en dos durante la divisin celular. 174. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 174 Los Microfilamentos (y 4) oFunciones (y 2): n 2. Permiten la contraccin muscular en el interior de las clulas musculares. pEl deslizamiento de las fibras de miosina entre las de actina produce el acortamiento de los haces de microfilamentos y, por tanto, de las clulas. 175. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 175 Los Microtbulos (1) o Estructura: n Son estructuras cilndricas de unos 25 nm de dimetro y longitud variable. n La protena que predomina es la tubulina. o Podemos distinguir: n Los que se encuentran de manera permanente en la clula: p centrolos, p cilios y flagelos. n Los que modifican su disposicin dependiendo de las fases del ciclo celular. p Forman el huso acromtico durante la mitosis y se disponen en forma radial alrededor de los centrolos en la interfase. 176. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 176 Los Microtbulos (y 2) o Funciones: n Establecimiento y mantenimiento de la forma celular. p Clulas animales/Clulas vegetales. n Conducir las vesculas de transferencia y de secrecin. n Orientan adecuadamente las microfibrillas de celulosa en las paredes celulares cuando stas se estn formando. n Forman el huso acromtico durante la mitosis. n Forman el fragmoplasto durante la citocinesis en las clulas vegetales. n Forman parte de los centrolos, cilios y flagelos. 177. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 177 Filamentos Intermedios o Estructura: n Fibras con un dimetro que va desde 8 a 10 nm. n Formados por diversas protenas, principalmente la queratina. n Se disponen formando un entramado que se extiende desde la zona prxima al ncleo hacia la periferia de las clulas. n Forman la lmina nuclear, situada en el ncleo y en contacto con la cara interna de la envoltura nuclear. o Funciones: n Funcin estructural. Muy desarrollados en tejidos que soportan tensiones mecnicas, como los epitelios. 178. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 178 Los Centrolos (1) o Estructura: n Estructuras cilndricas de 0.4 m de longitud y 0.2 m de dimetro. n Formadas por nueve grupos de 3 microtbulos (tripletes). n Se encuentran en pares (perpendiculares) durante la interfase y se duplican antes de la mitosis. n Las clulas animales suelen tener 2 centrolos dispuestos perpendicularmente uno respecto al otro, en una zona prxima al ncleo. p Los 2 centrolos forman parte del centrosoma, una zona de la clula que organiza la disposicin de los microtbulos que participarn en la divisin celular. 179. Los centrolos Los dos componentes de una pareja de centrolos estn siempre dispuestos perpendicularmente uno respecto al otro. En la micrografa puede verse uno de ellos en seccin longitudinal y el otro en seccin transversal (x 100,000). 180. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 180 Los Centrolos (y 2) oFunciones: n Centros de organizacin de las fibras del huso acromtico en la mitosis. n Participan en el proceso de mitosis. oOrgnulos relacionados: n Ncleo y microtbulos. 181. Los centrolos en la mitosis (1) Centrosoma Fibras del huso acromtico Ncleo Cromosomas Fibras del aster 182. Los centrolos en la mitosis (2) Centrosomas Fibras del huso acromtico Cromosomas Fibras del aster 183. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 183 Cilios y Flagelos o Estructura: n Tienen un dimetro aproximado de 0.2 m y una longitud de 5 a 10 m, en el caso de los cilios, y ms de 50 m en el caso de los flagelos. n Partes (similar en ambos): p El axonema: presenta 9 dobletes y 2 microtbulos centrales unidos por un armazn y rodeados de membrana plasmtica. p La zona de transicin, donde se observa la placa basal, en la base de los microtbulos centrales del axonema; desaparece un microtbulo de cada triplete del corpsculo basal, con lo que stos quedan convertidos en dobletes. p El corpsculo basal, situado en la base y formado por 9 tripletes dispuestos alrededor de una estructura que acta de armazn. 184. Flagelo eucaritico: estructura (A) Micrografa electrnica de pocos aumentos de dos flagelos de Chlamydomonas reinhardii en la que se observa la membrana plasmtica, el haz de microtbulos y el cuerpo basal. (B) Esquema de la estructura del flagelo. Membrana plasmtica Microtbulos Corpsculo basal (A) (B) Axonema Placa basal Doblete externo Doblete interno Triplete Eje Tubular 185. Flagelo eucaritico: axonema Doblete externo Doblete interno Brazos de dinena Membrana plasmtica Esquema del axonema de un flagelo eucaritico mostrando los 9 dobletes externos y el doblete interno unidos por un armazn y rodeados por la membrana plasmtica. Radios 186. Flagelo eucaritico Micrografa electrnica de transmisin de la ST de un flagelo sin membrana en la zona del axonema, mostrando su caracterstica estructura. Presenta 9 dobletes exteriores cada uno con dos brazos de dinena unidos a intervalos regulares a cada subfibra A y un radio que conecta las subfibras A a intervalos regulares con la vaina central. Se observan claramente los protofilamentos individuales de cada microtbulo. Subfibra B Subfibra A Doblete ext. Brazos de dinena Doblete interior Radios 187. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 187 Los Ribosomas (1) o Atributos: n Se encuentran tanto en las clulas procariticas como eucariticas. p En las clulas eucariticas se encuentran en grandes cantidades tanto en el citosol como en la membrana del R.E.R. y del ncleo.Tambin aparecen en el interior de mitocondrias y plastos. n De tamao muy pequeo. Estructurados en dos subunidades. n Formados por ARNr y protenas. n Se encargan de la sntesis proteica. 188. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 188 Los Ribosomas (2) o Estructura: n El ribosoma completo tiene un coeficiente de sedimentacin de 80S. Est formados por dos subunidades. La subunidad mayor lo tiene de 60S y la pequea de 40S. p En procariotas los valores son de 70S para el ribosoma completo y de 50S y de 30S para las dos subunidades. n En cada subunidad se identifican varias cadenas de ARN (ARNr) y numerosas molculas de protenas. p Subunidad 60S: un ARNr 5S, un ARNr 28S y un ARNr 5.8S, adems de 49 protenas. p Subunidad 40S: un ARNr 18S y unas 33 protenas. n Polisomas. 189. Ribosomas: subunidades Subunidad 60S Subunidad 40S Ribosoma eucaritico completo 80S 190. Polisomas Micrografa electrnica de transmisin de una porcin del hialoplasma de una clula vegetal rica en polisomas. Polisomas Hialoplasma 191. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 191 Los Ribosomas (y 3) oFunciones: n En ellos se produce la sntesis de protenas. pEn este proceso intervienen adems un ARNm (sintetizado a partir del ADN celular y que contiene la pauta para la unin de los aminocidos) y varios ARNt (portadores de los aminocidos). pTanto el ARNm como los ARNt se unen a la subunidad pequea de los ribosomas. La subunidad grande cataliza el enlace peptdico que se establece entre los aminocidos. 192. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 192 El Ncleo oEstructura y funciones oNucleolo oLa divisin celular n La divisin celular en las clulas vegetales. n La citocinesis en las clulas vegetales. 193. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 193 El Ncleo (1) o Atributos: n Descubierto por Robert Brown en 1831. n Orgnulo eucaritico que contiene la mayor parte del ADN celular. n De un dimetro de 5 a 10 m. n Rodeado de una envuelta nuclear (formada por 2 membranas) con poros ntimamente unida al R.E.R. que rodea a todo el contenido nuclear o nucleoplasma. n Contiene 1 o ms nucleolos. 194. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 194 El Ncleo (2) o Estructura (1): n De tamao y forma variable. p No slo entre especies sino entre clulas de la misma planta. n Partes: envoltura nuclear y nucleoplasma. n Envoltura nuclear: formada por dos membranas (membrana interna y membrana externa) separadas por el espacio perinuclear (de unos 20 nm de espesor) y con abundantes poros nucleares. p Dimetro de 70 nm, recubren la envoltura nuclear con una densidad entre 6 a 25 poros por m2. p La densidad de poros est relacionada con la actividad nuclear. p La membrana externa se continua con el retculo endoplsmico. 195. El Ncleo Envuelta nuclear Membrana nuclear externa Membrana nuclear interna Espacio perinuclear Nucleoplasma Poros nuclearesCromatina Nucleolo 196. Micrografa electrnica de transmisin de una clula mostrando su voluminoso ncleo. El Ncleo Nucleoplasma Nucleolo Retculo endoplsmico Pared celular Hialoplasma Mitocondria Envuelta nuclear 197. Poros nucleares Membrana externa Poros nucleares Roseta de protenas Nucleoplasma Espacio perinuclear Membrana interna 198. Micrografa de la criofractura de un ncleo mostrando los poros nucleares sobre su superficie. En el sector superior derecho se ha arrancado la membrana externa nuclear y se observa la membrana interna. Poros nucleares Poros Poros Mem. interna Mem. externa 199. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 199 El Ncleo (3) oEstructura (y 2): n Nucleoplasma: pQumicamente formado por cido desoxirribonucleico (ADN), cido ribonucleico (ARN), protenas, y agua. n Segn la fase en la que se encuentre la clula en el nucleoplasma se distinguen: pLa cromatina, durante la interfase. pLos cromosomas, durante la mitosis. pEl nucleolo. 200. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 200 El Ncleo (4) o Funciones (1): n Contiene la informacin gentica que se transmite de una generacin a la siguiente. n Controla la actividad que tiene lugar en la clula. n Estas funciones son posibles ya que. pEl ADN de los cromosomas contiene un mensaje, en forma de la secuencia de sus nucletidos, que determina la sntesis de las protenas de la clula. pEn el nucleolo se sintetiza el ARNr que formar los ribosomas. n Las protenas ribosomales pasan del citosol al ncleo donde se ensamblan con las molculas de ARNr, para luego volver al citosol. 201. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 201 El Ncleo (y 5) oFunciones (y 2): n El control celular es posible ya que est en permanente contacto con el citosol, gracias al paso selectivo de sustancias que tiene lugar a travs de los poros de la envoltura nuclear. oOrgnulos relacionados: n Nucleolo, retculo endoplsmico, centrolos, y microtbulos. 202. Membrana externa Relacin Ncleo-Retculo endoplsmico Membrana interna Espacio perinuclear Envuelta nuclear Nucleolo Retculo endoplsmico Ribosomas ADN Nucleoplasma Poros nucleares 203. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 203 La Cromatina o Asociacin entre el ADN y las protenas nucleares, (histonas) que ayudan a estabilizar al ADN. n Dan una estructura funcional adecuada al ADN. n Facilitan su replicacin. n Dirigen adecuadamente la sntesis de los ARNm. o Tipos: n Heterocromatina, regiones de la cromatina que contienen genes quiescentes (que no se expresan), que se tien densamente con ciertos colorantes. n Eucromatina, regiones con genes activos que se tien dbilmente con ciertos colorantes. 204. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 204 Los Cromosomas (1) o Largas cadenas de ADN asociadas a protenas densamente empaquetadas que aparecen durante la mitosis que son visibles al m.o. o Cada cromosoma tiene dos partes idnticas, las cromtidas, que indica que cada molcula de ADN se ha duplicado previamente a la cariocinesis. o Cada cromosoma tiene una copia idntica (un homlogo) en el mismo ncleo, es decir, los cromosomas forman pares de homlogos. 205. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 205 Los Cromosomas (y 2) o Normalmente las clulas son diploides: tienen juegos de cromosomas homlogos. n En clulas vegetales que son muy activas metablicamente tener 2 copias de cada gen puede ser insuficiente. Soluciones: p Clulas poliploides: en cada ncleo hay cientos de copias de cada cromosoma. n Casi el 80% de las clula vegetales son poliploides. p Clulas multinucleadas (cenocitos): el ncleo se multiplica pero no hay citocinesis. n Comn en clulas secretoras, ciertas clulas xilemticas. 206. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 206 El Nucleolo (1) o Caractersticas: n Situado en el interior del ncleo. n Puede haber ms de uno en cada ncleo. n Formado por ARNr y ARNt. n Estructura densa que puede distinguirse al microscopio ptico debido a su tamao, entre 1 y 7 m. o Funciones: n Lugar de sntesis y ensamblaje de varios tipos de ARN (ARNr y ARNt) y de los ARNr con las protenas ribosomales. 207. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 207 El Nucleolo (y 2) oDescripcin: n Son centros para la sntesis y ensamblaje de los ARNr y ARNt. Todas las molculas de ARN que la clula necesita se fabrican en el nucleolo. En todos los ncleos hay nucleolos. oOrgnulos relacionados: n Ncleo y Retculo Endoplsmico. 208. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 208 La divisin celular o Las clulas eucariticas en divisin siguen un ciclo celular formado por una secuencia de crecimiento y divisin. o El ciclo celular consta de: n una fase G1, durante la cual aumenta el nmero de molculas y estructuras citoplsmicas; n una fase S, durante la cual los cromosomas se replican; n una fase G2, durante la cual se producen la condensacin de los cromosomas y el montaje de estructuras necesarias para la mitosis y citocinesis; n la mitosis (M), durante la cual los cromosomas replicados son repartidos entre los dos ncleos hijos; n y la citocinesis, en la que el citoplasma se divide distribuyendo la clula progenitora entre dos clulas hijas. o Las tres primeras fases del ciclo celular se denomina, en conjunto, interfase. n Cuando la clula se encuentra en la etapa interfsica del ciclo los cromosomas tienen un aspecto filamentoso dentro del ncleo (cromatina). 209. G1G2 S Crecimiento inicial Replicacin del ADN (Duplicacin cromosmica) Crecimiento CICLO CELULAR MITOSIS Y CITOCINESIS El Ciclo Celular 210. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 210 La Mitosis (1) o Mecanismo por el que los cromosomas contenidos en el ncleo celular se duplican para formar en ltimo trmino dos ncleos hijos idnticos. o Cada ncleo originado posee la misma composicin gentica que el ncleo original. o Se divide en 4 fases: profase, metafase, anafase, y telofase. 211. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 211 La Mitosis (2) o Profase: n Los cromosomas replicados durante la fase S, se condensan y se tornan bien visibles en el microscopio ptico. Estn formados por pares de cromtidas idnticas entre s, que se hallan unidas por el centrmero. n Simultneamente, el huso mittico comienza a formarse. n La profase acaba con la rotura de la envuelta nuclear y la desaparicin del nucleolo. 212. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 212 La Mitosis (3) oMetafase: n Las fibras del huso mittico unidas a los pares de cromtidas les imprimen movimiento y las dirigen hacia el centro de la clula. n Al final de la metafase, se colocan todas en el plano ecuatorial. 213. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 213 La Mitosis (y 4) o Anafase: n Las cromtidas hermanas se separan y cada cromtida, ahora un cromosoma independiente, se mueve hacia un polo opuesto. o Telofase: n La envuelta nuclear rodea a cada dotacin cromosmica. El huso empieza a desvanecerse, los cromosomas se descondensan y se vuelven filamentosos y alargados, y los nucleolos se hacen visibles. 214. PROFASE TEMPRANA PROFASE MEDIA PROFASE TARDA METAFASE ANAFASETELOFASE CLULAS HIJAS Etapas de la Divisin Celular 215. Etapas de la Divisin Celular Esquema de la mitosis. La mitosis es un proceso continuo en el que se reconocen cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase. Al comienzo de la mitosis, cada cromosoma est formado por dos cromtidas hermanas y se encuentra totalmente condensado. 216. Etapas de la Divisin Celular en plantas 217. INTERFASE PROFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE CITOCINESIS MITOSIS Etapas de la Divisin Celular en Clulas Vegetales 218. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 218 La Citocinesis (1) oProceso (extramittico) de separacin celular que produce dos clulas hijas. oSe produce en las clulas animales con el estrechamiento de la membrana plasmtica entre los dos ncleos. 219. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 219 La Citocinesis (y 2) oEn los organismos pluricelulares, la mitosis y la citocinesis producen nuevas clulas para crecer y restablecer las muertas. oEn los organismos unicelulares y algunos pluricelulares, la mitosis y la citocinesis forman nuevos individuos, proceso que se denomina reproduccin asexual. 220. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 220 La divisin celular en las clulas vegetales. o Es similar a la de las clulas animales con la salvedad de que en las clulas de las plantas no hay centrolos aunque si se forma el huso acromtico. o Durante la fase G2 los microtbulos dispuestos en la periferia celular cerca de la membrana se redistribuyen y forman una banda alrededor del ncleo y pegada a la membrana celular que se denomina banda preprofsica. n Esta formacin marca la posicin de la futura pared celular que se formar tras la mitosis y que separar a los dos clulas hijas. 221. Copyright: Francisco Jos Garca Breijo Unidad Docente de Biologa Vegetal. ETSMRE, UPV Biologa y Botnica. Tema 1 Diapositiva n: 221 La citocinesis en las clulas vegetales o No se produce estrangulamiento como en las clulas animales. o Fases: n Al final de la telofase, los dictiosomas se colocan cerca, a ambos lados, de la placa ecuatorial. n Los dictiosomas segregan abundantes vesculas conteniendo pectatos y protenas, que se fusionan y acumulan desde el centro a la periferia a nivel de la placa ecuatorial. p Quedan atrapados numerosos microtbulos del huso que forman el fragmoplasto. n Se crean las membranas celulares y la lmina media de las clulas hijas: tabique separador. p Formacin de los plasmodesmos. n Formacin de la pared primaria. 222. Citocinesis en Clulas Vegetales