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Misión 7: LA CÉLULA

  • vickypigneur
  • 27 dic 2020
  • 14 Min. de lectura

Actualizado: 4 ene 2021

La célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos. Esta es la unidad anatómica fundamental para que exista vida. Esta teoría fue enunciada por Schleiden y Schwann entre 1838 y 1839. Esta teoría también sostiene que todos los seres vivos estamos compuestos por una o mas células que contienen toda la información sobre la síntesis de su estructura y su funcionamiento. Estas estructuras son capaces de realizar las 3 funciones vitales: Nutrición , Relación y Reproducción.


Todas estas células poseen elementos básicos comunes, como el material genético (encargado de la información) , los ribosomas (sintetizan proteínas) , el citoplasma, la membrana plasmática y varias biomoléculas como (proteínas, glúcidos, lípidos...)

No todas la células poseen el mismo nivel estructural. Existen dos tipos dependiendo de si posee núcleo o no.


CÉLULA PROCARIOTA

Son las más simples y son el comienzo de la base evolutiva de la vida en la Tierra. La estructura celular es exclusiva de las bacterias, las eubacterias y arqueobacterias. La mayoría son de pequeño tamaño. Poseen la siguiente estructura:

  • Membrana plasmática: Delimita el citoplasma celular. No posee colesterol.

  • Pared celular: Rodea la membrana plasmática previamente nombrada. Es una estructura rígida que le confiere a la célula su forma. La composición y la estructura es diferente dependiendo de los grupos de bacterias.

  • Citoplasma: Tiene aspecto granuloso, presenta ribosomas (70 S) y diversas inclusiones membranosas y no membranosas.

  • Nucleoide: Situado en el centro de la célula no se separa del citoplasma por ninguna membrana (por lo que no se considera núcleo). Contiene el material genético en forma de ADN. El nucleoide además presenta un cromosoma principal de aspecto circular y bicatenario. Este cromosoma es llamado Plásmido. Aporta información adicional, como la resistencia a antibióticos.

  • Otros elementos: Flagelos, Pelos, cápsulas, Clorosomas, Carboxisomas, Vacuolas de gas.




CÉLULA EUCARIOTA

Poseen en su citoplasma orgánulos rodeados por membranas en los que se producen reacciones químicas constantemente. Además el material genético está delimitado por lo que se conoce como núcleo. Son eucariotas: animales, plantas, hongos, algas y protozoos.

  • Estructuras con membrana: ribosomas, centrosomas y citoesqueleto.

  • Sistema endomembranoso: Estructuras con membrana conectados entre ellos y vesículas derivadas de ellos.

  • Orgánulos transductores de energía

  • Núcleo: Posee envoltura nuclear, nucleoplasma, cromatina y nucléolos.




MEMBRANA PLÁSMATICA

Limita el medio externo y el interno, regula la entrada y salida. Posee un grosor de 75 Å. Esta membrana está formada por lípidos, glúcidos y proteínas.

  • LÍPIDOS (40%): fosfolípidos, glucolípidos, esteroles (colesterol). Son anfipáticos y formas estructura llamada micela bicapa. Existe movimiento de rotación, difusión lateral (horizontal) y flip flop .(vertical).

  • PROTEÍNAS globulares (60%): El movimiento se debe a proteínas transmembranas o intrínsecas y proteínas periféricas o extrínsecas.

  • GLÚCIDOS: oligosacáridos, glucolípidos, glucoproteínas. Forman el Glucocalix, que se encarga del reconocimiento de moléculas externas, es decir, receptores de membrana.


-PROPIEDADES

  • Autoensamblaje: Forman capas que se cierran espontáneamente, sobre todo los fosfolípidos.

  • Autosellado: Si se rompen o se separan se vuelven a unir.

  • Fluidez: Se mantiene con enlaces débiles o fuerzas de Van der Waals.

  • Impermeabilidad: La naturaleza hidrófoba y apolar de la bicapa lipídica es responsable de su relativa impermeabilidad frente a moléculas hidrosolubles.

-FUNCIONES

Debidas a la doble capa lipídica:

  • Mantener separados el medio acuoso exterior del medio acuoso interior. La membrana es impermeable para sustancias polares.

  • Regular la entrada y salida de moléculas. Exocitosis.

Debidas a las proteínas de membrana:

  • Regular la entrada y salida de moléculas.

  • Regular la entrada y salida de iones. Mantienen una diferencia de potencial.

  • Realizar actividad enzimática celular. Oligosacáridos como receptores específicos

  • Realizar actividad enzimática. Intervenir en la transducción de señales.

  • Construir uniones intercelulares.

  • Construir puntos de anclaje para el citoesqueleto interno y para la matriz extracelular.

  • Transporte

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PARED CELULAR

Es una gruesa capa rígida que se encuentra rodeando la membrana plasmática en hongos, células vegetales y bacterias. Esta pared da forma e impide su ruptura. Además, gracias a ella entra agua por la Ósmosis, pero impide que se rompa. Es decir, se hincha pero no explota como en las células animales.

Las células eucariotas poseen microfibrillas de polisacáridos en su pared celular y les proporcionan rigidez. Pero la células procariotas carecen de ellas.

Pared celular vegetal: Formada por celulosa, unidas entre si por una matriz de polisacáridos y proteínas. La propia célula secreta celulosa, que se dispone formando las siguientes capas:

  • La lámina media: Más externa y se inicia en el momento de la división celular, está formada principalmente de péptidos.

  • La pared primaria: Se forma a continuación y es más interna que la lámina media. Está constituida principalmente por celulosa.

  • Pared secundaria: Cuando existe, es la capa más externa, se forma en algunas células. A diferencia de la pared primaria, contiene una alta proporción de celulosa, lignina y suberina. Perdura tras la muerte de la célula.

El paso de sustancias a través de la pared celular es debido a la presencia de punteaduras y plasmodesmos.



Pared celular hongos: La pared celular está formada en un 80-90% de polisacáridos, el resto de proteínas y lípidos. Los polisacáridos más importantes son la quitina (polímero de n-acetil glucosamina), el manano y el glucano. La quitina es el componente más común.

Pared celular de bacterias: Formada por mureína. Las arqueobacterias no poseen mureína. Dependiendo de la composición de la pared celular, podemos distinguir las bacterias Gram + y Gram -. Esto se sabe dependiendo si se tiñen de azul o rojo ante un colorante.




CITOPLASMA

Es la parte celular que se sitúa fuera del núcleo. En él, hay orgánulos membranosos y un líquido intracelular, llamado hialoplasma o citosol.

  • Orgánulos sin membrana: Ribosomas, Inclusiones citoplasmática y centriolos.

  • Orgánulos con membrana simple: Retículo endoplasmático, Aparato de Golgi, Vacuolas, Lisosomas y Peroxisomas.

  • Orgánulos con doble membrana: Núcleo, mitocondria y plastos. Estos dos últimos también son conocidos como transductores de energía.

El citosol está formado por un 70-80% de agua. Donde se encuentran disueltas diversas moléculas. En él, se producen muchas reacciones químicas. Pede presentar forma de sol o de gel. (Dispersión coloidal)

El citoesqueleto es una red de filamentos de proteínas que permiten el sostén de los orgánulos y su movimiento. Formado por microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.

  • Microtúbulos: Son las de mayor tamaño, poseen una estructura cilíndrica, formadas por tubulina. Son exclusivas en células eucariotas. Su función consiste en mantener la forma de la célula, reparto de cromosomas durante la mitosis, movimiento de la célula y sirven de base para estructuras.

  • Microfilamentos: Son los más finos, formados por actina y están localizados bajo la membrana. Están presentes en todas las células musculares donde intervienen en la contracción muscular, junto a la miosina. Sus funciones son mantener la forma de la célula, generar la emisión de pseudópodos, generar y estabilizar las prolongaciones citoplasmáticas y el movimiento contráctil.

  • Filamentos intermedios: Posee un grosor intermedio. Está constituido por proteínas fibrosas que aportan resistencia y soporte al citoesqueleto. Podemos diferenciar, neurofilamentos , filamentos de desmina, filamentos de vimentina, filamentos de queratina. Se encuentran en las células epiteliales. Ejercen principalmente funciones estructurales pero no se conocen bien sus funciones. Se encuentran en células sometidas a esfuerzos mecánicos.


ESQUEMA



ORGÁNULOS SIN MEMBRANA

  • RIBOSOMAS: Están presentes en todas las células. Se encargan de la síntesis de proteínas. Están formados por ARNr y proteínas. No poseen membrana. Constan de dos subunidades una pequeña (40S) y otra grande (60S), que se combinan para formar un ribosoma de 80 S (en eucariotas). Cada ribosoma contiene un 80% de agua, un 10% de ARNr y un 10% de proteínas. Se forman en el núcleo y a través de los poros pasan al citoplasma. Adheridos al RE rugoso.

  • INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS: Son acumulaciones de sustancias hidrófobas y dependiendo del tipo de sustancias que acumulen pueden ser: de reserva, de pigmentos o proteínas precipitadas.

  • CENTROSOMAS: El centrosoma es la zona del citoplasma donde se encuentra el centro organizador de microtúbulos. Su componente principal son los centriolos y en un centrosoma con centriolos se encuentra el material pericentriolar, el asteroide y los diplosomas.

  • CILIOS Y FLAGELOS: La estructura de cilios y flagelos es muy parecida ya que externamente están rodeados por una porción de la membrana plasmática y en su interior se aprecian partes diferentes: Corpúsculo basal, Tallo o axonema y Zona de transición.


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ORGÁNULOS CON MEMBRANA SIMPLE

  • RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: Es un complejo sistema de membranas que forman sacos y túbulos aplanados conectados entre sí y que forman un espacio interno denominado lumen. Se comunica con el aparato de Golgi y con la membrana nuclear externa. Se encarga de la síntesis de proteínas y lípidos. Se distinguen dos tipos de R.E. el rugoso (RER) y el liso (REL). El RER posee ribosomas adheridos a la cara citoplasmática de su membrana ( cara externa). Se fijan gracias a una proteínas llamadas riboforinas. Sus funciones son síntesis y modificación de proteínas, almacenamiento de proteínas, sintetizan fosfolípidos que forman la membrana, sintetizan proteínas de secreción. El REL No contiene Ribosomas. Sus funciones son la síntesis de lípidos y derivados, almacenamiento de lípidos y transporte de lípidos, detoxificación o desintoxicación e interviene en algunas respuestas específicas de la célula como la contracción muscular.

  • APARATO DE GOLGI: Está formado por unas unidades funcionales llamadas dictiosomas. Un dictiosoma es un conjunto de una media docena de sáculos o cisternas apiladas, relacionadas entre sí y rodeadas de pequeñas vesículas membranosas. El complejo de Golgi es un estructura dinámica que presenta una polaridad. Su función es el transporte, maduración, acumulación y secreción de las proteínas.​

  • VACUOLAS Y VESÍCULAS: Forman parte del sistema endomembranoso. Rodeados de membrana. Se forman a partir del Retículo Endoplasmático, del aparato de Golgi. En la células animales suelen ser pequeñas y se llaman vesículas. En las células vegetales suelen ser grandes y su membrana se llama tonoplasto. Su función principal es el almacenamiento temporal y el transporte de materiales tanto dentro de la célula como hacia el interior y el exterior. Plantas y hongos contienen un tipo de vesícula, llamada vacuola, encargadas de mantener la turgencia celular y pueden almacenar temporalmente nutrientes y productos de desecho. Según la función que desempeñan, las vacuolas pueden ser vegetales, contráctiles y digestivas.

  • LISOSOMAS: Son pequeñas vesículas, formado en el complejo de Golgi que contienen una gran variedad de enzimas implicadas en los procesos de digestión celular, presentes en todas las células excepto los glóbulos rojos. Las enzimas se forman en el RER y pasan al A.G. donde se activan para acumularse en el interior de los lisosomas. Están los Lisosomas primarios: En su interior solo hay enzimas digestivas. Lisosomas secundarios: Contienen sustratos en proceso de digestión, porque anteriormente se han unido a una vacuola con materia orgánica.

  • PEROXISOMAS: Son un tipo de vesículas que contiene enzimas oxidativas como la oxidasa y la catalasa. En las células hepáticas los peroxisomas se encargan de realizar la desintoxicación y la β-oxidación. Por otro lado, en las células vegetales los glioxisomas (tipo de peroxisoma) realizan el ciclo del ácido glioxílico, en el cual los lípidos se transforman en azúcares.


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ORGÁNULOS CON DOBLE MEMBRANA

  • MITOCONDRIA: Limitado por dos membranas diferentes: una externa lisa, que la separa del citoplasma, y una sumamente plegada hacia el interior formando crestas. Cada una de las membranas consta de una bicapa lipídica y delimitan entre ellas un espacio intermembrana. El espacio situado entre las crestas es la matriz mitocondrial. Membrana mitocondrial externa: lisa, unitaria, permeable, composición fosfolipídica. Membrana mitocondrial interna: Membrana unitaria, impermeable a iones, sin colesterol, con citocromos. En ella está la cadena de transporte de electrones y ATP-asa. Espacio intermembranoso: composición semejante a la del citosol. Matriz mitocondrial: Contiene ADN mitocondrial circular y doble, ARN y ribosomas 70S. Incluye, además, diversas enzimas responsables del ciclo de Krebs y transportadores de electrones como el NADH, enzimas para la replicación, transcripción y traducción del ADN e iones calcio, fosfato…

  • CLOROPLASTOS: Los cloroplastos, responsables de la fotosíntesis. Envoltura constituida por doble membrana: Tanto la membrana plastidial externa (más permeable) como la interna poseen una estructura continua.. Ambas están separadas por el espacio intermembranoso. Estroma: Es la matriz del cloroplasto. El estroma contiene ADN plastidial, circular de doble hélice, ribosomas 70S y gránulo de almidón e inclusiones lipídicas. Tilacoides y grana. Todo el sistema está interconectado y forma un compartimento interno que recibe el nombre de espacio tilacoidal o lumen. El interior de los cloroplastos se encuentra dividido, por tanto, en tres compartimentos: el espacio intermembranoso, el tilacoidal o lumen y el ocupado por el estroma. En las membranas tilacoidales se localizan los fotosistemas (centros de reacción) y los pigmentos antena, así como la cadena de transporte electrónico y las ATPasas implicadas en el proceso de fotofosforilación.


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NOTAS CORNELL



  • NÚCLEO: El núcleo varía en función del estado en el que está la célula a lo largo del ciclo celular. Interfase o fase de no división: Se observa el núcleo interfásico. Presenta su envoltura intacta y la cromatina desenrrollada. En esta fase la célula sintetiza muchas proteínas enzimáticas. Al final de este periodo tiene lugar la replicación o duplicación del ADN. Fase de división: Esta fase es de corta duración. La fibras de cromatina se condensan sobre sí mismas y dan lugar a los cromosomas. Desaparece la envoltura nuclear y los cromosomas quedan en el citoplasma. Comprende la división del núcleo (mitosis) y la división del citoplasma (citocinesis).


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Para terminar os dejo un esquema general de la célula para relacionar mejor todos los conceptos:



ACTIVIDADES


ACTIVIDADES FINALES:

1. ¿Por qué se dice que la membrana plasmática tiene estructura de mosaico fluido?

Se considera a la membrana como un mosaico fluido ya que la bicapa lipídica es la base y las proteínas están incrustadas en ella, interaccionado entre ellas y con los lípidos, presentando un movimiento lateral con algunas limitaciones. Las proteínas integrales están dispuestas en mosaico. Por otro lado la distribución de los componentes químicos de la célula es asimétrica. Y tiene una permeabilidad selectiva que permite la salida de catabolitos y sustancias sintetizadas y la entrada de moléculas necesarias para su integridad metabólica.

2. ¿Qué tipo de células contendrá mayor número de ribosomas: una que almacena grasa u otra que almacena nuevas células, como las epidérmicas?


El número de ribosomas en cada célula es variable en función de la cantidad de proteínas que se tienen que formar. En las células que están fabricando proteínas citoplasmáticas para la reconstrucción de su propia membrana, los ribosomas se distribuyen en todo el citoplasma. Sin embargo, en las células que están elaborando nuevo material de membrana o proteínas se encuentran gran cantidad de ribosomas adheridos al RER y también en el citoplasma en grupos de 5 o 6 denominados polirribosomas. Por lo tanto una célula que almacena células nuevas tendrá mayor número de ribosomas, ya que se generará nuevo material y tendrá que sintetizar un mayor número de ribosomas para poder sintetizar las proteínas.



3. ¿Es posible que en una célula coexista un Retículo endoplasmático liso y un aparato de Golgi, ambos muy desarrollados? ¿Por qué?


Sí, debido a que el Aparato de Golgi es el centro de compactación y distribución en la célula. Se encarga de modificar proteínas y lípidos sintetizados previamente tanto en el RER como en el REL y los etiqueta para enviarlos a donde corresponda, fuera o dentro de la célula.


4. El hialoplasma y el citoplasma, ¿constituyen la misma estructura?


No, el hialoplasma y el citoplasma no son lo mismo. Mientras que el hialoplasma, también conocido como citosol, es el medio interno líquido de la célula, el citoplasma es todo el interior celular, englobando con él los orgánulos y el hialoplasma.


5. La célula eucariótica: señale las principales estructuras y orgánulos celulares, qué características tiene cada uno y qué función desempeñan.


La célula eucariota es la más compleja y es característica de los animales, plantas, hongos y protoctistas. Y presentan las siguientes características:

Poseen una membrana plasmática con colesterol. Tienen un núcleo rodeado por una envoltura nuclear, en su interior se encuentra el material genético. Un citoplasma que puede tener orgánulos membranosos, sin membrana o transductores de energía.

Estructuras sin membrana :

RIBOSOMAS : Orgánulos pequeños presentes en todas las células , formados por ARNr y proteínas, no tiene membrana y constan de dos subunidades una de 40 S y otra de 60 S, se combinan y forman un ribosoma 80 S. Su función es la síntesis de proteínas.

CITOESQUELETO: Es un entramado denso de haces de fibras proteicas que se constituye a partir de 3 tipos de filamentos proteicos: microtúbulos, filamentos intermedios y microfilamentos. Su función es básicamente esquelética, ya que constituye el “andamio proteico” de células eucariotas. Gracias a estos tres filamentos la célula puede cambiar de forma y estar en continuo movimiento.

CENTROSOMA: Se encuentra el centro organizador de microtúbulos, cuyo componente principal son dos centríolos llamados diplosomas, presente en células animales.

Estructuras con membrana:

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: Es un sistema complejo de membranas que forman sacos y túmulos aplanados y conectado entre sí y que delimitan un espacio interno denominado lumen. Hay dos tipos :

  • RER (rugoso): que tiene ribosomas adheridos a su cara externa que se fijan gracias a la proteína riboforina . Su función es la síntesis y almacenamiento de proteínas , aunque también sintetizan fosfolípidos .

  • REL (liso) : no tiene ribosomas asociados y su función es la síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos, aunque también interviene en la desintoxicación de productos tóxicos y en respuestas de la célula .

El APARATO DE GOLGI: Es un complejo de sacos aplanados que no están conectados entre sí y están rodeados de vesículas, está formado por dictiosomas , se localizan al lado del núcleo y sirven como centros de compactación y distribución de vesículas, tienen polaridad, ya que presentan una cara cis y una trans ( convexa y cóncava ) . Tiene varias funciones, entre ellas, el transporte de sustancias dentro de la célula.

LISOSOMAS: Son pequeñas vesículas formadas por ácidos grasos que contienen una gran cantidad de enzimas hidrolíticas, enzimas que se forman en el RER y pasan al aparato de Golgi donde se activan . Su función es participar activamente en procesos de digestión celular . Que puede ser extracelular e intracelular.

VACUOLAS Y VESÍCULAS: Orgánulo membranoso que se forma a partir del RE, del aparato de Golgi y de invaginaciones de la membrana . En células vegetales son características las vacuolas , que suele haber una grande y cuya función sirve de mantenimiento de la turgencia celular y también sirven de almacén de reserva para iones, glúcidos, aminoácidos , proteínas, pigmentos… En células animales se denominan vesículas y son más pequeñas, y su función es el almacenamiento temporal y transporte de sustancias

Transductores de energía:

MITOCONDRIAS: Orgánulo ovalado formado por dos membranas, una externa lisa u una interna plegada formando crestas, entre ambas membranas se sitúa el espacio intermembrana y el espacio entre crestas se denomina matriz . Su función es obtener energía a través de la respiración celular.

CLOROPLASTOS: Tipo de plastos presentes en células vegetales , que presentan un color verde debido a la clorofila, al igual que las mitocondria presentan una doble membrana, en su interior se sitúan las grana, que son un conjunto de tilacoides, la matriz del cloroplasto se denomina estroma. Su función es realizar la fotosíntesis, mediante dos fases una dependiente de la luz, denominada la fase lumínica y otra oscura que no depende de la luz.


6. Explique las diferencias y semejanzas entre la célula procariota y la célula eucariota.


Las semejanzas entre la célula procariota y la célula eucariota son principalmente: Ambas poseen material genético, es decir, ADN. Ambas células poseen ribosomas. Ambas poseen citoplasma y citoesqueleto que sostiene los orgánulos. Ambas clases de células tienen una bicapa lipídica, conocida como membrana plasmática, que forma el límite entre el lado interno y externo de la célula.

Las diferencias entre la célula procariota y la eucariota: Las células eucariotas tienen un núcleo rodeado de una envoltura nuclear, y en su interior se encuentra el ADN, las procariotas no tienen núcleo, sino nucleoide ya que no esta delimitado por ninguna membrana y contiene ADN y plásmidos dispersos por el citoplasma. Las células procariotas son más pequeñas que las eucariotas. La membrana plasmática de las procariotas no tiene colesterol, mientras que las eucariotas si. Las procariotas tienen una pared celular rígida, y las eucariotas solo en el caso de células vegetales. En las procariotas, el ADN es circular, en eucariotas, el ADN es lineal y se asocia a proteínas histonicas. En las células procariotas la membrana plasmática está compuesta de mureína. En el caso de las eucariotas, está formada por fosfolípidos. Los ribosomas de procariotas son 70S y los de eucariotas son 80S. La reproducción en las células procariotas ocurre por reproducción asexual. En cambio, en las células eucariotas la reproducción ocurre por mitosis y meiosis. Las células procariotas son las bacterias, mientras que las células eucariotas forman parte de los animales, las plantas, los hongos, los protozoos y las algas.


7. Explique las semejanzas y diferencias entre las células animales y vegetales.


Las semejanzas entre las células animales y vegetales son: ambas son células eucariotas. Ambas poseen membrana plasmática. Ambas tienen un citoplasma con orgánulos. Ambas poseen ribosomas, RE , Aparato de Golgi. Ambas tienen un núcleo delimitado por una membrana con información genética en su interior

Diferencias entre las células animales y vegetales son: Las células vegetales poseen una pared celular. Esta pared les confiere una gran rigidez y está compuesta por celulosa, lignina, entre otros componentes. Las células animales no poseen esta pared celular. La célula vegetal posee cloroplastos en su interior. Estos cloroplastos contienen pigmentos como la clorofila que permiten el proceso de la fotosíntesis. La animal no contiene plastos. La nutrición de las células vegetales es autótrofo, mientras que en las células animales es heterótrofa. En la fotosíntesis, la célula vegetal es capaz de transformar en energía química la energía solar o luminosa. Gracias a sus orgánulos traductores de energía que son los cloroplastos, en las células animales, la energía es proporcionada por las mitocondrias. Las células vegetales poseen su citoplasma ocupado por grandes vacuolas en un 90% de su espacio, incluso a veces como una única vacuola de gran tamaño. Mientras que las células animales poseen vacuolas, pero de pequeño tamaño y se denominan vesículas. Las células animales poseen un orgánulo llamado centrosoma con centriolos, mientras que la vegetal no presenta centriolos. Las células vegetales suelen presentar una forma prismática mientras que las células animales pueden tener formas variadas.

8. ¿Qué diferencia hay entre los ribosomas de una célula procariota y otra eucariota?


La diferencia que hay entre los ribosomas de la eucariota y la procariotas es que los de la célula eucariota son 80S y que están formados por dos unidades: una de 60S (la mayor) y otra de 40S (la menor), mientras que los ribosomas de procariotas son 70S y las unidades que los forman son 50S y 30S.

 
 
 

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