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PowerPoint® Lecture Presentations for

BiologyEighth Edition

Neil Campbell and Jane Reece

Lectures by Chris Romero, updated by Erin Barley with contributions from Joan Sharp

Capítulo 6Capítulo 6

@3*A&1>0*#"%*<1*7B<6<1

Al finalizar el capítulos debes poder:

1. Distinguir entre los siguientes pares de términos: magnificación y resolución; célula procarionte y eucarionte; ribosomas libres y atados; retículo endoplásmico (ER) liso y rugoso

2. Describir la estructura y función de los componentes del sistema endomembranoso

3. Brevemente explicar el rol de los mitocondrios, cloroplastos, y peroxisomas

4. Describir las funciones del citoesqueleto!"#$%&'()*+

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5. Comparar la estructura y función de los microtúbulos, microfilamentoss, y filamentos intermedios

6. Explicar cómo la ultra-estructura de los cilios y flagelos se relaciona con sus funciones

7. Describir la estructura de la pared una célula vegetal

8. Describir la estructura y los roles de la matriz extra- celular en las células de animales

9. Describir las cuatro formas de uniones inter- celulares

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Panorama: La unidad fundamental de la vida

• Todos los organismos están hechos de células

• La célula es la colección más simple de materia que puede tener vida

• La estructura celular está correlacionada con su función

• Todas las células están relacionadas por descender de otras células o células más primitivas

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Fig. 6-1

Concepto 6.1: Para estudiar las células, los biólogos usan microscopios y técnicas de la bioquímica

• Aunque usualmente muy pequeñas para verse a simple vista, las células son complejas

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Microscopio

• Los científicos usan microscopios para visualizar las células que son demasiado pequeñas para verse a simple vista

• En el microscopio de luz (LM), la luz visible pasa a través del espécimen y luego a través de lentes de cristal los cuales magnifican la imagen

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• La calidad de una imagen depende deC

La magnificación, la proporción del tamaño de un objeto con respecto a su tamaño real

C

La resolución, la medida de claridad de una imagen, o la distancia mínima a la que dos puntos se pueden distinguir

C

El contraste, diferencias visibles en partes de una muestra

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Fig. 6-210 m

1 m

0.1 m

1 cm

1 mm

100 µm

10 µm

1 µm

100 nm

10 nm

1 nm

0.1 nm Atoms

Small molecules

Lipids

Proteins

Ribosomes

VirusesSmallest bacteria

Mitochondrion

NucleusMost bacteria

Most plant and animal cells

Frog egg

Chicken egg

Length of some nerve and muscle cells

Human height

Una

ided

eye

Ligh

t mic

rosc

ope

Elec

tron

mic

rosc

ope

• LMs pueden magnificar efectivamente hasta aproximadamente 1,000 veces el tamaño de un espécimen

• Varias técnicas enriquecen el contraste a través de tinción o marcadores

• La mayoría de las estructures subcelulares, incluyendo los orgánulos son muy pequeños para la resolución del LM

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Fig. 6-3TECHNIQUE RESULTS

(a) Brightfield (unstainedspecimen)

(b) Brightfield (stainedspecimen)

50 µm

(c) Phase-contrast

(d) Differential-interference-contrast (Nomarski)

(e) Fluorescence

(f) Confocal

50 µm

50 µm

Fig. 6-3ab

(a) Brightfield (unstainedspecimen)

(b) Brightfield (stainedspecimen)

TECHNIQUE RESULTS

50 µm

Fig. 6-3cd

(c) Phase-contrast

(d) Differential-interference-contrast (Nomarski)

TECHNIQUE RESULTS

Fig. 6-3e

(e) Fluorescence

TECHNIQUE RESULTS

50 µm

Fig. 6-3f

(f) Confocal

TECHNIQUE RESULTS

50 µm

• Los dos tipos básicos de microscopios electrónicos (EMs) son usados para estudiar las estructuras subcelulares

• Scanning electron microscopes (SEMs) Microscopio electrónico de rastreo dirige un haz de electrones a las superficie de un espécimen, proveyendo así una imagen que parece 3-D

• Transmission electron microscopes (TEMs) Microscopio electrónico de transmisión dirige un haz de electrones a través del espécimen

• TEMs son usados mayormente para estudiar la estructura interna de las células

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Fig. 6-4

(a) Scanning electronmicroscopy (SEM)

TECHNIQUE RESULTS

(b) Transmission electronmicroscopy (TEM)

Cilia

Longitudinalsection ofcilium

Cross sectionof cilium

1 µm

1 µm

Fraccionamiento celular

• fraccionamiento celular rompe las células en sus partes y separa los orgánulos

• Las ultra-centrifugas fraccionan las células en sus componentes

• El fracionamiento celular le permite al científico determinar las funciones de los orgánulos

• La bioquímica y la citología ayudan a correlacionar la función celular con la estructura

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Fig. 6-5

Homogenization

TECHNIQUE

HomogenateTissuecells

1,000 g(1,000 times theforce of gravity)

10 min Differential centrifugationSupernatant pouredinto next tube

20,000 g20 min

80,000 g60 minPellet rich in

nuclei andcellular debris

Pellet rich inmitochondria(and chloro-plasts if cellsare from a plant)

Pellet rich in“microsomes”(pieces of plasmamembranes andcells’ internalmembranes)

150,000 g3 hr

Pellet rich inribosomes

Fig. 6-5a

Homogenization

Homogenate

Differential centrifugation

Tissuecells

TECHNIQUE

Fig. 6-5b

1,000 g(1,000 times the force of gravity)

10 minSupernatant poured into next tube

20,000 g20 min

80,000 g60 min

150,000 g3 hr

Pellet rich in nuclei and cellular debris

Pellet rich in mitochondria (and chloro- plasts if cellsare from a plant)

Pellet rich in “microsomes” (pieces of plasmamembranes and cells’ internal membranes) Pellet rich in

ribosomes

TECHNIQUE (cont.)

Concepto 6.2: Las células eucariontes tienen membranas internas que forman compartimentos con funciones específicas

• La unidad básica estructural y funcional de cada organismo es uno de los dos tipos de células: procarionte o eucarionte

• Solamente los organismos de los dominios Bacteria y Archaea consisten de células procariontes

• Protistas, hongos, animales, y plantas todos consisten de células eucariontes

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Comparación entre células procarionte y eucarionte

• Características básicas de todas las células:

C

Membrana plasmática

C

Sustancia semifluida llamada citosol

C

Cromosomas (tienen los genes)

C

Ribosomas (forman las proteínas)

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• Células procariontes se caracterizan por tener

C

Ausencia de núcleo

C

DNA sueldo en una región llamado el nucleoide

C

Ausencia de orgánulos con membrana

C

Citoplasma rodeado por membrana plasmática

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Fig. 6-6

Fimbriae

Nucleoid

Ribosomes

Plasma membrane

Cell wall

Capsule

Flagella

Bacterialchromosome

(a) A typical rod-shaped bacterium

(b) A thin section through the bacterium Bacillus coagulans (TEM)

0.5 µm

D

Células eucariontes se caracterizan por tener

C

DNA en un núcleo rodeado por membrana nuclear

C

Orgánulos rodeados por membrana

C

Citoplasma en la región entre la membrana plasmática y el núcleo

• Las células eucariontes generalmente son muchos más grande que las células procariontes

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• La membrana plasmática es una barrera selectiva, que de acuerdo al volumen de la célula, permite el paso de suficiente oxigeno, nutrientes, y desperdicios

• La estructura general de la membrana plasmática está formada por una doble capa de fosfolípidos

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Fig. 6-7TEM of a plasmamembrane

(a)

(b) Structure of the plasma membrane

Outside of cell

Inside ofcell 0.1 µm

Hydrophilicregion

Hydrophobicregion

Hydrophilicregion Phospholipid Proteins

Carbohydrate side chain

• La logistica de cómo llevar a cabo el metabolismo celular determina los limites del tamaño que tendrán las células

• La razón de área de superficie a volumen es crítico para la célula

• Según aumenta el área de la superficie está aumenta por un factor de n2, el volumen aumenta por un factor de n3

• Las células pequeñas tienen mayor área superficial que volumen

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Fig. 6-8Surface area increases while

total volume remains constant

5

11

6 150 750

125 1251

6 61.2

Total surface area[Sum of the surface areas(height

width) of all boxessides

number of boxes]

Total volume[height

width

length number of boxes]

Surface-to-volume(S-to-V) ratio[surface area ÷ volume]

Una vista panorámica de la célula eucarionte

• Una célula eucarionte tiene membranas internas que dividen la célula en orgánulos

• Las células de plantas y animales tienen la mayoría de los mismos orgánulos

BioFlixBioFlix: Tour Of An Animal Cell: Tour Of An Animal Cell

BioFlixBioFlix: Tour Of A Plant Cell: Tour Of A Plant Cell

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Fig. 6-9a

ENDOPLASMIC RETICULUM (ER)

Smooth ERRough ERFlagellum

Centrosome

CYTOSKELETON:Microfilaments

Intermediatefilaments

Microtubules

Microvilli

Peroxisome

MitochondrionLysosome

Golgiapparatus

Ribosomes

Plasma membrane

Nuclearenvelope

Nucleolus

Chromatin

NUCLEUS

Fig. 6-9b

NUCLEUSNuclear envelopeNucleolusChromatin

Rough endoplasmic reticulum

Smooth endoplasmic reticulum

Ribosomes

Central vacuole

MicrofilamentsIntermediate filamentsMicrotubules

CYTO-SKELETON

Chloroplast

PlasmodesmataWall of adjacent cell

Cell wall

Plasma membrane

Peroxisome

Mitochondrion

Golgiapparatus

Concepto 6.3: En la célula eucarionte las instrucciones genéticas están guardadas en el núcleo y son ejecutadas por los ribosomas

• El núcleo contiene la mayoría del ADN en una célula eucarionte

• Los ribosomas usan la información del AND para hacer las proteínas

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El núcleo: Centro de información

• El núcleo contiene la mayoría de los genes de la célula y es usualmente el orgánulo más conspicuo

• La membrana nuclear envuelve el núcleo y lo separa del citoplasma

• La membrana nuclear es una membrana doble; cada una consiste de una capa doble de lípidos

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Fig. 6-10

NucleolusNucleus

Rough ER

Nuclear lamina (TEM)

Close-up of nuclear envelope

1 µm

1 µm

0.25 µm

Ribosome

Pore complex

Nuclear pore

Outer membraneInner membraneNuclear envelope:

Chromatin

Surface ofnuclear envelope

Pore complexes (TEM)

• Los poros regulan la entrada y salida de moléculas del núcleo

• La forma del núcleo se mantiene por la lamina nuclear, la cual se compone de proteínas

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• En el núcleo, el ADN y proteínas forman el material genético llamado cromatina

• La cromatina se condensa para formar unidades discretas- cromosomas

• El nucleolo está localizado dentro del núcleo y es el lugar donde se sintetiza el ARN ribosomal (rRNA)

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Ribosomas: fábricas de las proteínas

• Ribosomas son partículas hechas de proteína y (rRNA)

• ARN ribosomal y los ribosomas llevan a cabo la síntesis de las proteínas en dos lugares:

C

en el citosol (ribosomas libres)

C

En la parte de afuera del retículo endoplásmico o en la parte de afuera de la membrana nuclear (ribosomas ligados/atados)

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Fig. 6-11

Cytosol

Endoplasmic reticulum (ER)

Free ribosomes

Bound ribosomes

Large subunit

Small subunit

Diagram of a ribosomeTEM showing ER and ribosomes

0.5 µm

Concepto 6.4: El sistema endomembranoso regula el trafico de proteínas y lleva a cabo las funciones metabólicas en la célula

• Componentes del sistema endomembranosoC

Membrana nuclear

C

Retículo endoplásmicoC

Aparato Golgi

C

LisosomasC

Vacuolas

C

Membrana plasmáticaD

Estos componentes son continuos o están conectados a través de la transferencia de vesículas

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El retículo endoplásmico: una fábrica de biosíntesis (bio-procesos)

• El reticulo endoplásmico (ER) es responsable de más de la mitad del total de membrana que tiene la célula eucarionte

• La membrana del ER es continua con la del núcleo

• Dos regiones de ER:

C

ER Liso, no tiene ribosomas

C

ER Rugoso, contiene ribosomas en la superficie

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Fig. 6-12Smooth ER

Rough ER Nuclear envelope

Transitional ER

Rough ERSmooth ERTransport vesicle

RibosomesCisternaeER lumen

200 nm

Funciones del ER liso

C

Síntesis de lípidos

C

Metaboliza carbohidratos

C

Remueve toxinas

C

Almacena calcio

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Funciones del ER rugoso

C

Tiene ribosomas, los cuales secretan glucoproteínas (proteinas unidas por enlaces covalentes a carbohidratos)

C

Distribuye vesículas de transporte, proteínas rodeadas de membrana

C

Es la fábrica de membranas de la célula

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• Consiste sacos de membranosos aplastados llamados cisternas

• Funciones:

C

Modificas los productos del ER

C

Fabrica ciertas macromoléculas

C

Clasifica y empaca materiales en vesículas de transporte

El aparato de Golgi: Centro de envíos y recibos

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Fig. 6-13

cis face(“receiving” side of Golgi apparatus) Cisternae

trans face(“shipping” side of Golgi apparatus)

TEM of Golgi apparatus

0.1 µm

Lisosomas: zonas de digestión

• Un lisosoma es un saco membranoso con enzimas hidrolíticas que pueden digerir macromoléculas

• Enzimas de los lisosomas pueden hidrolizar proteínas, grasas, polisacáridos, y ácidos nucleicos

Animation: Animation: LysosomeLysosome FormationFormation

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• Algunos tipos de células pueden “tragarse” otra por fagocitosis; esto forma una vacuola de alimentos

• Un lisosoma se une con la vacuola de alimentos y digiere las moléculas

• Los lisosomas también usan enzimas para reciclar los orgánulos de la célula y las macromoléculas, un proceso llamado auto fagocitosis

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Fig. 6-14

Nucleus 1 µm

LysosomeDigestiveenzymesLysosome

Plasmamembrane

Food vacuole

(a) Phagocytosis

Digestion

(b) Autophagy

Peroxisome

Vesicle

Lysosome

Mitochondrion

Peroxisomefragment

Mitochondrionfragment

Vesicle containingtwo damaged organelles

1 µm

Digestion

Fig. 6-14aNucleus 1 µm

Lysosome

Lysosome

Digestive enzymes

Plasma membrane

Food vacuole

Digestion

(a) Phagocytosis

Fig. 6-14bVesicle containingtwo damaged organelles

Mitochondrion fragment

Peroxisome fragment

Peroxisome

Lysosome

DigestionMitochondrionVesicle

(b) Autophagy

1 µm

Vacuolas: Compartimiento diverso de mantenimiento

• Una célula vegetal o una de hongos pueden tener una o más vacuolas

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• Vacuolas de alimentos se forman por fagocitosis

• Vacuolas contráctiles, las encontramos en muchos protistas de agua dulce, bombean el exceso de agua fuera de la célula

• Vacuolas central, las encontramos en células maduras de muchas plantas, contienen compuestos orgánicos y agua

Video: Paramecium VacuoleVideo: Paramecium Vacuole

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Fig. 6-15

Central vacuole

Cytosol

Central vacuole

Nucleus

Cell wall

Chloroplast

5 µm

Sistema Endomembranoso : un repaso

El sistema endomembranoso is un jugador complejo y dinámico en la organización de compartimientos en la célula

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Fig. 6-16-1

Smooth ER

Nucleus

Rough ER

Plasma membrane

Fig. 6-16-2

Smooth ER

Nucleus

Rough ER

Plasma membrane

cis Golgi

trans Golgi

Fig. 6-16-3

Smooth ER

Nucleus

Rough ER

Plasma membrane

cis Golgi

trans Golgi

Concepto 6.5: Mitocondrios y cloroplastos intercambian energía entre sí

• Mitocondrios son los lugares donde ocurre la respiración celular, un proceso metabólico que produce ATP

• Cloroplastos, se encuentran en plantas y algas, son el sitio donde ocurre la fotosíntesis

• Peroxisomas son orgánulos oxidativos

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• Mitocondrio y cloroplasto

C

No son parte del sistema endomembranoso

C

Tienen una membrana doble

C

Tienen proteínas fabricadas por ribosomas libres

C

Contienen su propio ADN

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Mitocondrio: Conversión de Energía Química

• Mitocondrio están en casi todas las células eucariontes

• Tienen una membrana externa lisa y una interna doblada en cristas

• La membrana interna crea dos compartimentos: espacio intermembranoso y matriz mitocondrial

• Algunos pasos de la respiración celular son catalizados en la matriz mitocondrial

• Las cristas ofrecen una gran superficie para las enzimas que sintetizan el ATP

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Fig. 6-17

Free ribosomesin the mitochondrial matrix

Intermembrane spaceOuter membrane

Inner membraneCristae

Matrix

0.1 µm

Cloroplastos: Capturan la Energía Lumínica

• Los cloroplastos es un miembro de la familia de orgánulos llamados plastidios

• Los cloroplastos contienen el pigmento verde clorofila, así como muchas enzimas y otras moléculas que participan en la fotosíntesis

• Los cloroplastos se encuentran en las hojas y otros órganos verdes de plantas y algas

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• Estructura incluye:

C

Tilacoides, sacos membranosos, uno encima del otro formando granos

C

Estroma, fluido interno

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Fig. 6-18

Ribosomes

Thylakoid

Stroma

Granum

Inner and outer membranes

1 µm

Peroxisomas: Oxidación

• Los peroxisomas son compartimientos metabólicos especializados formados por una sola membrana

• Los peroxisomas producen peroxido hidrogeno y lo convierten a agua

• El oxigeno se usa para romper varios tipos de moléculas

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Fig. 6-19

1 µm

ChloroplastPeroxisome

Mitochondrion

Concepto 6.6: El citoesqueleto es una red de fibras que organiza estructuras y actividades en la célula

• El citoesqueleto es una red de fibras que se extiende a través del citoplasma

• Este organiza la estructura y actividades, ancla muchos orgánulos

• Está compuesto de tres tipos de moléculas estructurales:C

Microtúbulos

C

MicrofilamentosC

Filamentos intermedios

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Fig. 6-20

Microtubule

Microfilaments0.25 µm

Roles del citoesqueleto: apoya, motilidad y regulación

• El citoesqueleto ayuda a dar apoyo/sostén a la célula y mantiene su forma

• Interacciona con proteínas motores las cuales producen movimiento

• Dentro de la célula, las vesículas pueden viajar como si estuvieran en una via/carril el cual es provisto por el citoesqueleto

• Evidencia reciente sugiere que el citoesqueleto pueda ayudar a regular actividades bioquímicas

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Fig. 6-21

VesicleATP

Receptor for motor protein

Microtubuleof cytoskeleton

Motor protein (ATP powered)

(a)

Microtubule Vesicles

(b)

0.25 µm

Componentes del Citoesqueleto

• Tree tipos principales de fibras forman el citoesqueleto:

C

Microtúbulos son las más gruesas de los tres componentes

C

Microfilamentos, también conocidos como filamentos de actina, son los más delgados

C

Filamentos intermedios son fibras de diámetro entre las dos anteriores

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Table 6-1

10 µm 10 µm 10 µm

Column of tubulin dimers

Tubulin dimer

Actin subunit25 nm

7 nm

Keratin proteinsFibrous subunit (keratins coiled together)

8–12 nm

Table 6-1a10 µm

Column of tubulin dimers

Tubulin dimer

25 nm

Table 6-1b

Actin subunit

10 µm

7 nm

Table 6-1c

5 µm

Keratin proteinsFibrous subunit (keratinscoiled together)

8–12 nm

Microtúbulos

• Microtúbulos son varas huecas de approx. 25 nm en diámetro y de 200 nm a 25 micrones de largo

• Sus funciones:

C

Le dan forma a la célula

C

Dirigen los movimientos de los orgánulos

C

Separan los cromosomas durante la división celular

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Centrosomas y Centríolos

• En muchas células, los microtúbulos crecen en dirección hacia fuera del centrosoma cerca del núcleo

• El centrosoma es un centro de organización de microtúbulos

• En las células animales, el centrosoma tiene un par de centríolos, cada uno con nueve tripletes de microtúbulos organizados en un anillo

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Fig. 6-22Centrosome

Microtubule

Centrioles0.25 µm

Longitudinal section of one centriole

Microtubules Cross sectionof the other centriole

Cilios y Flagelos• Microtúbulos controlan el movimiento de los

cilios y flagelos, los cuales son extremidades de algunas células

• Cilios y flagelos difieren en como se mueven

Video: Video: ChlamydomonasChlamydomonas Video: Video: Paramecium Paramecium CiliaCilia

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Fig. 6-23

5 µm

Direction of swimming

(a) Motion of flagella

Direction of organism’s movement

Power stroke Recovery stroke

(b) Motion of cilia15 µm

• Cilios y flagelos tienen una ultraestructura en común:

C

Un centro de microtúbulos cubiertos por membrana plasmática

C

Un cuerpo basal que ancla un cilio o un flagelo

C

Una proteína motor llamada dineina, la cual impulsa los movimientos del cilio o flagelo

Animation: Cilia and FlagellaAnimation: Cilia and Flagella

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Fig. 6-24

0.1 µm

Triplet

(c) Cross section of basal body

(a) Longitudinal section of cilium

0.5 µm

Plasma membrane

Basal body

Microtubules

(b) Cross section of cilium

Plasma membrane

Outer microtubule doubletDynein proteinsCentral microtubuleRadial spoke

Protein cross- linking outer doublets

0.1 µm

• Cómo el desplazamiento de la dineina mueve los cilios o flagelos

“Brazos” de dineina alternadamente sostienen, mueven, y liberan la parte externa de los microtúbulos

C

Proteínas que se entrecruzan limitan el deslizamiento

C

La fuerza producida por los brazos de dineina causan un curva, y así se dobla en cilio o flagelo

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Fig. 6-25Microtubuledoublets

Dyneinprotein

ATP

ATP

(a) Effect of unrestrained dynein movement

Cross-linking proteinsinside outer doublets

Anchoragein cell

(b) Effect of cross-linking proteins

1 3

2

(c) Wavelike motion

Fig. 6-25a

Microtubule doublets

Dynein protein

(a) Effect of unrestrained dynein movement

ATP

Fig. 6-25b

Cross-linking proteins inside outer doublets

Anchorage in cell

ATP

(b) Effect of cross-linking proteins

(c) Wavelike motion

1 3

2

Microfilamentos (Filamentos de actina)

• Microfilamentos son varillas sólidas de approx. 7 nm en diámetro, está construida de una doble cada torcida de sub-unidades de actina

• Su role estructural es el de aguantar la tensión a través de resistir las fuerzas que halan dentro de la célula

• Forman una red 3-D llamada corteza la cual queda justo debajo de la membrana plasmática y ayuda a mantener la forma de la célula

• Por ejemplo grupos de microfilamentos forman la parte central de los microvellos de las células del intestino

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Fig. 6-26

Microvillus

Plasma membrane

Microfilaments (actin filaments)

Intermediate filaments

0.25 µm

• Microfilamentos que funcionan en la motilidad celular contienen la proteína miosina además de actina

• En las células musculares, miles de filamentos de actina están arreglados paralelamente

• Filamentos más gruesos compuestos de miosina están entre mezclados con fibras de actina

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Fig. 6-27

Muscle cell

Actin filament

Myosin filamentMyosin arm

(a) Myosin motors in muscle cell contraction

Cortex (outer cytoplasm):gel with actin network

Inner cytoplasm: solwith actin subunits

Extendingpseudopodium

(b) Amoeboid movement

Nonmoving corticalcytoplasm (gel)

Chloroplast

Streamingcytoplasm(sol) Vacuole

Cell wallParallel actinfilaments

(c) Cytoplasmic streaming in plant cells

Fig, 6-27a

Muscle cell

Actin filament

Myosin filamentMyosin arm

(a) Myosin motors in muscle cell contraction

Fig. 6-27bcCortex (outer cytoplasm): gel with actin network

Inner cytoplasm: sol with actin subunits

Extending pseudopodium

(b) Amoeboid movement

Nonmoving cortical cytoplasm (gel)

Chloroplast

Cell wall

Streaming cytoplasm (sol)

Parallel actin filaments

(c) Cytoplasmic streaming in plant cells

Vacuole

D

Contracción localizada generada por la actina y miosina produce el movimiento ameboideo

D

Pseudopodio (extensión celular) se extiende y contrae a través del ensamblaje de microfilamentos

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• Corriente citoplásmica es un flujo circular del citoplasma dentro de las células

• Esta corriente facilita la distribución de materiales dentro de la célula

• En las células de plantas, la interacción de la actina-miosina y cambios de sol-gel impulsan la corriente citoplásmica

Video: Video: CytoplasmicCytoplasmic StreamingStreaming

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Filamentos Intermedios

• Filamentos Intermedios varían en diámetro entre 8–12 nanometros, son más grandes que los microfilamentos pero más pequeños que los microtúbulos

• Mantienen la forma de la célula y fijan los orgánulos en un lugar

• Son las partes más permanentes del citoesqueleto

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Concepto 6.7: Componentes extracelulares y conexiones entre células ayudan a coordinar las actividades celulares

• La mayoría de las células sintetizan y secretan materiales hacia el exterior de la membrana plasmática

• Estas estructuras extracelulares incluyen:

C

Pared celular de las plantas

C

La matriz extracelular (ECM) de las células de animales

C

Uniones intercelulares!"#$%&'()*+

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Pared Celular de Plantas

• La pared celular es una estructura extracelular que distingue las células de plantas de las de los animales

• Procariontes, hongos, y algunos protistas también tienen pared celular

• La pared celular protege la célula de plantas y mantiene su forma y previene el exceso de agua

• Las pared celular de plantas es de fibras de celulosa y otros polisacáridos y proteínas

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• La pared celular de plantas puede tener varias capas:C

Primaria: relativamente delgada y flexible

C

Lamela media : capa delgada entre la primaria y células adyacentes

C

Secundaria (en algunas células): entre la membrana y la primaria

D

Plasmodesmos son canales entre células contiguas

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Fig. 6-28

Secondary cell wallPrimary cell wall

Middle lamella

Central vacuoleCytosolPlasma membrane

Plant cell walls

Plasmodesmata

1 µm

Fig. 6-29

10 µm

Distribution of cellulose synthase over time

Distribution of microtubules over time

RESULTS

La Matriz Extracellular (ECM) de la célula de animales

• Las células de animales no tienen pared celular pero están cubiertas con una elaborada capa de matriz extracellular (ECM)

• El ECM esta hecho de glucoproteínas como el colágeno, proteoglucanos, y fibronectina

• Las proteínas del ECM se unen a un receptor de proteínas en la membrana plasmática llamada integrina

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Fig. 6-30

EXTRACELLULAR FLUIDCollagen

Fibronectin

Plasmamembrane

Micro-filaments

CYTOPLASM

Integrins

Proteoglycancomplex

Polysaccharidemolecule

Carbo-hydrates

Coreprotein

Proteoglycanmolecule

Proteoglycan complex

Fig. 6-30a

Collagen

Fibronectin

Plasma membrane

Proteoglycan complex

Integrins

CYTOPLASMMicro- filaments

EXTRACELLULAR FLUID

Fig. 6-30b

Polysaccharide molecule

Carbo- hydrates

Core protein

Proteoglycan molecule

Proteoglycan complex

• Funciones del ECM:C

Sostén

C

AdhesiónC

Movimiento

C

Regulación

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Uniones Intercelulares

• Células vecinas en los tejidos, órganos, o sistemas de órganos regularmente se adhieren, interaccionan, y se comunican a través de contacto físico directo

• Uniones Intercelulares facilitan el contacto

• Varios tipos C

Plasmodesmos

C

Contacto cerrado o unión apretadaC

Desmosones

C

Contacto abierto o unión entreabierta!"#$%&'()*+

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Plasmodesmo en Células de Plantas

• Plasmodesmos son canales que perforan la pared celular de plantas

• A través de los plasmodesmos, el agua y pequeñas moléculas de soluto y a veces algunas proteínas y ARN pueden pasar de célula a célula

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Fig. 6-31

Interior of cell

Interior of cell

0.5 µm Plasmodesmata Plasma membranes

Cell walls

Unión apretada8

Desmosones, y unión entreabierta en Células de Animales

• tight junctions (unión apretada), las membranas de células vecinas están una apretada contra la otra evitando goteo de líquido extracelular

• Desmosones (uniones de anclaje) unen las células fuertemente

• Unión entreabierta (uniones para comunicación) proveen canales citoplásmicos entre células contiguas

Animation: Tight JunctionsAnimation: Tight Junctions

Animation: Animation: DesmosomesDesmosomes

Animation: Gap JunctionsAnimation: Gap Junctions

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Fig. 6-32

Tight junction

0.5 µm

1 µmDesmosome

Gap junctionExtracellularmatrix

0.1 µm

Plasma membranesof adjacent cells

Spacebetweencells

Gapjunctions

Desmosome

Intermediatefilaments

Tight junction

Tight junctions preventfluid from movingacross a layer of cells

Fig. 6-32aTight junctions prevent fluid from moving across a layer of cells

Tight junction

Intermediate filaments

Desmosome

Gap junctions

Extracellular matrixSpace

between cells

Plasma membranes of adjacent cells

Fig. 6-32b

Tight junction

0.5 µm

Fig. 6-32c

Desmosome 1 µm

Fig. 6-32d

Gap junction

0.1 µm

La Célula: unidad de vida la cual es más que la suma de sus partes

• Las células dependen de la integración de estructuras y orgánulos para poder funcionar

• Por ejemplo, la habilidad para destruir bacterias de un macrófago envuelve a toda la célula, coordinar componentes como el citoesqueleto, lisosomas, y la membrana plasmática

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Fig. 6-33

5 µm

Fig. 6-UN1Cell Component Structure Function

Houses chromosomes, made ofchromatin (DNA, the geneticmaterial, and proteins); containsnucleoli, where ribosomalsubunits are made. Poresregulate entry and exit ofmaterials.

Nucleus

(ER)

Concept 6.3 The eukaryotic cell’s geneticinstructions are housed inthe nucleus and carried outby the ribosomes

Ribosome

Concept 6.4 Endoplasmic reticulum The endomembrane systemregulates protein traffic andperforms metabolic functionsin the cell

(Nuclearenvelope)

Concept 6.5 Mitochondria and chloro-plasts change energy fromone form to another

Golgi apparatus

Lysosome

Vacuole

Mitochondrion

Chloroplast

Peroxisome

Two subunits made of ribo-somal RNA and proteins; can befree in cytosol or bound to ER

Extensive network ofmembrane-bound tubules andsacs; membrane separateslumen from cytosol;continuous withthe nuclear envelope.

Membranous sac of hydrolyticenzymes (in animal cells)

Large membrane-boundedvesicle in plants

Bounded by doublemembrane;inner membrane hasinfoldings (cristae)

Typically two membranesaround fluid stroma, whichcontains membranous thylakoidsstacked into grana (in plants)

Specialized metaboliccompartment bounded by asingle membrane

Protein synthesis

Smooth ER: synthesis oflipids, metabolism of carbohy-drates, Ca2+ storage, detoxifica- tion of drugs and poisons

Rough ER: Aids in synthesis ofsecretory and other proteins frombound ribosomes; addscarbohydrates to glycoproteins;produces new membrane

Modification of proteins, carbo-hydrates on proteins, and phos-pholipids; synthesis of manypolysaccharides; sorting of Golgiproducts, which are then released in vesicles.

Breakdown of ingested substances,cell macromolecules, and damagedorganelles for recycling

Digestion, storage, wastedisposal, water balance, cellgrowth, and protection

Cellular respiration

Photosynthesis

Contains enzymes that transferhydrogen to water, producinghydrogen peroxide (H2 O2 ) as aby-product, which is convertedto water by other enzymesin the peroxisome

Stacks of flattenedmembranoussacs; has polarity(cis and transfaces)

Surrounded by nuclearenvelope (double membrane)perforated by nuclear pores.The nuclear envelope iscontinuous with theendoplasmic reticulum (ER).

Fig. 6-UN1a

Cell Component Structure Function

Concept 6.3 The eukaryotic cell’s geneticinstructions are housed inthe nucleus and carried outby the ribosomes

Nucleus Surrounded by nuclearenvelope (double membrane)perforated by nuclear pores.The nuclear envelope iscontinuous with theendoplasmic reticulum (ER).

(ER)

Houses chromosomes, made ofchromatin (DNA, the geneticmaterial, and proteins); containsnucleoli, where ribosomalsubunits are made. Poresregulate entry and exit osmaterials.

Ribosome Two subunits made of ribo-somal RNA and proteins; can befree in cytosol or bound to ER

Protein synthesis

Fig. 6-UN1b

Cell Component Structure Function

Concept 6.4 The endomembrane systemregulates protein traffic andperforms metabolic functionsin the cell

Endoplasmic reticulum (Nuclearenvelope)

Golgi apparatus

Lysosome

Vacuole Large membrane-boundedvesicle in plants

Membranous sac of hydrolyticenzymes (in animal cells)

Stacks of flattenedmembranoussacs; has polarity(cis and transfaces)

Extensive network ofmembrane-bound tubules andsacs; membrane separateslumen from cytosol;continuous withthe nuclear envelope.

Smooth ER: synthesis oflipids, metabolism of carbohy-drates, Ca2+ storage, detoxifica-tion of drugs and poisons

Rough ER: Aids in sythesis ofsecretory and other proteinsfrom bound ribosomes; addscarbohydrates to glycoproteins;produces new membrane

Modification of proteins, carbo-hydrates on proteins, and phos-pholipids; synthesis of manypolysaccharides; sorting ofGolgi products, which are thenreleased in vesicles.

Breakdown of ingested sub-stances cell macromolecules, and damaged organelles for recycling

Digestion, storage, wastedisposal, water balance, cellgrowth, and protection

Fig. 6-UN1c

Cell Component

Concept 6.5Mitochondria and chloro-plasts change energy fromone form to another

Mitochondrion

Chloroplast

Peroxisome

Structure Function

Bounded by doublemembrane;inner membrane hasinfoldings (cristae)

Typically two membranesaround fluid stroma, whichcontains membranous thylakoidsstacked into grana (in plants)

Specialized metaboliccompartment bounded by asingle membrane

Cellular respiration

Photosynthesis

Contains enzymes that transferhydrogen to water, producinghydrogen peroxide (H2 O2 ) as aby-product, which is convertedto water by other enzymesin the peroxisome