TEMA 7 \"LA Célula\" 2º BACHILLERATO BIOLOGÍA PDF

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Documento extenso del tema 7 del temario de Biología 2º Bachillerato ("LA CÉLULA") Son apuntes extensos con toda la información necesaria y detallada para obtener buenas notas tanto en los exámenes de 2º Bachillerato como en la Selectividad. Con imágenes, esquemas y explicaciones, dentro de una guía...

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Nuria Ardid Muñoz 2º Bachillerato. TEMA 7: LA CÉLULA 1. TEORÍA CELULAR 1.1. DESARROLLO HISTÓRICO 

DESCUBRIMIENTOS ANTERIORES A LA TEORÍA CELULAR o DESCUBRIMIENTOS DE ROBERT HOOKE (1665): Robert Hooke fue un científico que publicó los resultados de sus observaciones de una lámina de corcho 

OBSERVACIONES: ➢ Observó que la lámina de corcho estaba constituida por celdas o celdillas semejantes a las de un panal de abejas ➢ CÉLULA: fue el primero en utilizar la palabra “célula” (del latín “cellula” =celdilla) para designar a



esas cavidades regulares En realidad, lo que observó fueron las paredes celulósicas de las células vegetales muertas, vacías y llenas de aire (no células vivas) DESCUBRIMIENTOS DE ANTONY VAN LEEUWENHOEK: VIDA: el holandés Anton Van Leeuwenhoek fue un comerciante de hilos y telas, y naturalista

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aficionado -Se dedicó a perfeccionar las lentes de aumento y construyó microscopios de hasta 200 aumentos (hizo sus propias lentes) OBSERVACIONES: con sus microscopios observó el agua de las charcas y fluidos de animales

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Descubrió que en una gota de agua había cosas que se movían, organismos microscópicos, y los llamó animáculos ➢ Fue el primero en observar y describir gran variedad de células vivas: protozoos de charcas (los llamó animáculos), levaduras, espermatozoides, glóbulos rojos de la sangre… SIGLO XVIII: apenas hubo avances en tecnología, por lo que no se pudo mejorar los microscopios y no se hicieron avances en biología ➢

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SIGLO XIX: se mejoraron las lentes y las preparaciones microscópicas (fijación, tinción…) y se pudo observar las células con más detalle  DESCUBRIMIENTOS DE ROBERT BROWN (1831): observó en las células vegetales (orquídeas) el núcleo celular como componente fundamental de la célula  DESCUBRIMIENTOS DE PURKINJE (1838): empleó el término “protoplasma” para referirse al contenido viscoso celular

·De esa forma se consideró la célula como una masa de protoplasma rodeada por membrana y con un núcleo TEORÍA CELULAR: a partir de numerosas observaciones que condujeron a considerar que todos los seres vivos están constituidos por células, se estableció la teoría celular. Mediante estas observaciones se llegó a la conclusión de que la célula es la unidad estructural y de función de los seres vivos o DESCUBRIMIENTOS DE MATTHIAS SCHLEIDEN (1838) (botánico alemán): estudiando células vegetales con el microscopio, concluyó que “la célula vegetal es la unidad elemental de la planta” o DESCUBRIMIENTOS DE THEODOR SCHWANN (1839): se apoyó en observaciones microscópicas de células animales, de una gran variedad

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de tejidos y organismos, y formuló que “los animales están constituidos por células” (Schleiden y Schwann fueron los primeros en decir que los seres vivos estaban constituidos por células) DESCUBRIMIENTOS DE RUDOLF VIRCHOW (1855): aclaró el proceso por el que se originan nuevas células por división de otras preexistentes (“omnis célula ex cellula”) y no por generación espontánea (y esto se incluyó a la teoría celular). ·Una célula siempre aparece de otra célula, no aparece espontáneamente, otra tiene que dividirse en dos (cada célula proviene de otra preexistente) DESCUBRIMIENTOS DE OSCAR HERTWIG (1893): formuló lo que se conoce como la teoría celular: los animales y las plantas están constituidos por células. o TEORÍA NEURONAL DE SANTIAGO RAMÓN Y CAJAL (1889) ·Algunos científicos europeos consideraban que la teoría celular no se podía aplicar al tejido nervioso porque suponían que las neuronas estaban unidas unas a otras formando redes (teoría reticular) y no se podían diferenciar unidades celulares. 

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OBSERVACIONES DE RAMÓN Y CAJAL: utilizando una tinción especial para el tejido nervioso (la de Camilo Golgi) vio que el tejido nervioso también estaba formado por células. TEORÍA NEURONAL: Santiago Ramón y Cajal enunció su Teoría neuronal (1889) y demostró que las neuronas eran independientes entre sí y constituían la unidad anatómica del sistema nervioso. ·De esa manera se universalizó la Teoría celular.

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DESCUBRIMIENTOS POSTERIORES A LA TEORÍA CELULAR o TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA (SUTTON Y BOVERI, 1902): considera que la información biológica hereditaria reside en los cromosomas de la célula. ·Esta idea ha sido perfeccionada con los actuales conocimientos sobre genética y se ha añadido a la Teoría Celular. o APLICACIONES DE TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN: Durante todo el siglo XX se han desarrollado aplicaciones de nuevas técnicas de investigación e inventos revolucionarios que han permitido un avance espectacular en el conocimiento de la estructura y morfología de las células.  MICROSCOPIOS ELECTÓNICOS: el de transmisión(MET) (Ruska 1931) y el de barrido (MEB) (Knoll 1935)

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Nuria Ardid Muñoz 2º Bachillerato. 1.2. PRINCIPIOS DE LA TEORÍA CELULAR: Las ideas básicas de la Teoría Celular se pueden resumir en los siguientes principios o postulados: ● LA CÉLULA ES LA UNIDAD ESTRUCTURAL O MORFOLÓGIA DE LOS SERES VIVOS: todos los seres vivos están constituidos por una o más células (Schleiden y Schwan 1839) ● LA CÉLULA ES LA UNIDAD FISIOLÓGICA DE LOS SERES VIVOS: la célula es capaz de realizar todos los procesos metabólicos necesarios para ● ●

permanecer con vida (Schleiden y Schwan ,1839) TODA CÉLULA PROCEDE DE OTRA CÉLULA PREEXISTENTE: “Omnis cellula ex cellula” (Virchow, 1855) LA CÉLULA ES LA UNIDAD GENÉTICA DE TODOS LOS SERES VIVOS: la célula contiene toda la información hereditaria y genética de los organismos (características) de los que forma parte y es capaz de transmitir esa información de célula madre a célula hija (Sutton y Boveri 1902 )

RESUMEN DE LA TEORÍA CELULAR: La teoría celular enuncia que la célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos. 2.

LA ESTRUCTURA CELULAR

DEFINICIÓN DE CÉLULA: la célula es la unidad morfológica, fisiológica, de reproducción (reproductiva) y genética de todos los seres vivos. Toda célula tiene tres elementos: membrana, citoplasma y material genético 2.1. 

FORMA / TAMAÑO / LONGEVIDAD CELULAR MORFOLOGÍA RELACIONADA CON LA FUNCIÓN – MORFOLOGÍA CELULAR o FORMA REDONDEADA (SACO): función de almacenamiento  ADIPOCITOS: almacenan grasa o o o o o

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 ÓVULOS: almacenan las sustancias de reserva (nutrientes) para el cigoto FORMA ELÍPTICA FORMA FUSIFORME: función de contracción y alargamiento (conos o células musculares)

FORMA ESTRELLADA: función de relación: recoger información y conectar a otras neuronas (neuronas) FORMA PRISMÁTICA: aumentan la superficie de contacto (vellosidades) FORMA APLANADA

TAMAÑO CELULAR (variable) o VARIEDAD DE TAMAÑOS TAMAÑO CÉLULAS EUCARIOTAS: 𝟐𝟎𝝁𝒎 − 𝟓𝟎𝝁𝒎 TAMAÑO CÉLULAS PROCARIOTAS: 𝟏𝝁𝒎 − 𝟓𝝁𝒎 PARÁMETROS DEL LÍMITE DE TAMAÑO CELULAR: factores de los que depende el tamaño de la célula  RELACIÓN ENTRE EL VOLUMEN DEL NÚCLEO Y DEL CITOPLASMA: en el núcleo está la información y es capaz de controlar las 

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actividades de cierta masa de citoplasma. Cuanto más grande sea el citoplasma, mayor número de reacciones tendrá que controlar, pero no debe superar una cierta masa porque el tamaño del núcleo solo puede controlar las reacciones de una determinada masa de citoplasma. RELACIÓN SUPERFICIE-VOLUMEN CELULAR: cuando la célula crece aumenta de tamaño y la superficie y el volumen crecen, pero crece más el volumen que la superficie. El volumen aumenta proporcionalmente más que la superficie y como los nutrientes solo pueden entrar a la célula por la superficie, si esta es demasiado pequeña en relación con el volumen celular, quizá no se puedan cumplir las reacciones metabólicas de la superficie celular. Por eso las células a veces presentan estructuras que aumentan su superficie de contacto. ·Ejemplo: las células del intestino están especializadas en absorber nutrientes, y para aumentar su superficie tienen vellosidades intestinales

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LONGEVIDAD CELULAR: depende de la célula o o o

LONGEVIDAD NEURONAS: Las neuronas viven toda la vida: se cree que nacemos con unas neuronas concretas, pero no se sabe si hay reposición de neuronas. Al morirse una neurona se establecen nuevas conexiones, pero no se sabe si se forman nuevas. LONGEVIDAD GLÓBULOS ROJOS: Glóbulos rojos duran aproximadamente 3 meses y medio. Se destruyen y se crean. LONGEVIDAD CÉLULAS INTESTINALES: Células intestinales duran 8 horas. Se renuevan constantemente porque hay paso de alimento constante, y el arrastre de la comida hace que las capas de células muertas se vayan descamando

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Nuria Ardid Muñoz 2º Bachillerato. 2.2. ESTRUCTURA CELULAR GENERAL DE TODAS LAS CÉLULAS: Todas las células están formadas por los siguientes elementos:  MEMBRANA PLASMÁTICA: la membrana plasmática es una bicapa lipídica en la cual se encuentran englobadas o adheridas a su superficie proteínas. o

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FUNCIÓN DE LOS LÍPIDOS DE LA MEMBRANA: Los lípidos de la membrana hacen que se comporte como una barrera aislante entre los medios acuosos interno y externo. FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS EN LA MEMBRANA: Las proteínas de la membrana

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permiten la entrada y salida de las sustancias hidrosolubles. CITOPLASMA: el citoplasma de las células contiene el medio interno o citosol y una serie de estructuras denominadas orgánulos celulares.

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MATERIAL GENÉTICO: el material genético de las células está formado por una o varias moléculas de ADN.

2.3. TIPOS DE CÉLULAS EN FUNCIÓN DE SU ORGANIZACIÓN ● CÉLULAS PROCARIOTAS: células que no contienen núcleo, cuyo material genético no está rodeado de una membrana y se encuentra en una región denominada nucleoide o EJEMPLOS: eubacterias y arqueobacterias ●

CÉLULAS EUCARIOTAS: células que contienen un núcleo verdadero rodeado por una membrana o EJEMPLOS: células de los protoctistas (algas, protozoos), de los hongos, de las plantas y de los animales

2.4. ESTRUCTURA DE LAS CÉLULAS PROCARIOTAS ● TIPOS DE CÉLULAS PROCARIOTAS EN FUNCIÓN DE SU FORMA o o o o ●

BACILOS: forma de bastón COCOS: forma esférica VIBRIOS: forma de coma ortográfica ESPIRILOS: forma de espiral

ESTRUCTURA DE LAS CÉLULAS PROCARIOTAS

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ESTRUCTURAS BÁSICAS: estructuras que se encuentran en todas las células procariotas ■ PARED BACTERIANA ➢ DEFINICIÓN: envoltura rígida que rodea a la célula procariota ➢ ESTRUCTURA: envoltura rígida de mureína (formado por cadenas de NAG y NAM unidas mediante aminoácidos) ➢ TIPOS DE PARED BACTERIANA: en función de la estructura de la pared se distinguen dos tipos (según se tiñan o no con tinción de gram) -Bacterias gram positivas (Gram+): su pared es monoestratificada y está formada por una capa gruesa de mureína (se tiñen con la tinción de gram) ·Ejemplo: Mycobacterium tuberculosis -Bacterias gram negativas (Gram-): su pared es biestratificada y está formada por una capa delgada de mureína, sobre la que hay una membrana externa (doble capa lipídica- bicapa lipídica) (no se tiñen con la tinción de gram) ·Ejemplo: Legionella (produce legionelosis)

➢ FUNCIONES: -Función estructural: mantiene la forma de la célula -Resiste a la acción de antibióticos

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MEMBRANA PLASMÁTICA ➢ DEFINICIÓN: envoltura que rodea al citoplasma y separa el medio interno del medio externo ➢ ESTRUCTURA: Es una doble capa lipídica que no presenta colesterol, a diferencia de las células eucariotas. Presenta repliegues internos que reciben el nombre de mesosomas

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-Mesosomas: repliegues internos de la membrana plasmática. Son invaginaciones de la membrana celular hacia el interior (pueden aparecer por sí solos para almacenar enzimas o cuando se preparan para ser observados) FUNCIONES: -Limitan a la bacteria: separa el medio interno del medio externo -Regula el paso de sustancias. -Función de los mesosomas: Los mesosomas contienen enzimas que son utilizadas para diversas funciones como la respiración o dirigir la duplicación del ADN

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CITOPLASMA ➢ DEFINICIÓN: medio en el que se encuentran los orgánulos ➢ ORGÁNULOS: Como orgánulos solo tienen ribosomas y, en algunos casos estructuras delimitadas por proteínas y algunos gránulos de reserva de distintas sustancias. -RIBOSOMAS: generalmente son los únicos orgánulos que tiene -ESTRUCTURAS DELIMITADAS POR PROTEÍNAS: como las vesículas de gas, que permiten la flotabilidad de la bacteria. -GRÁNULOS DE RESERVA: gránulos de reserva de distintas sustancias, generalmente ➢

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ADN / CROMOSOMA BACTERIANO ➢ DEFINICIÓN: ácido nucleico que tiene la información genética de la célula ➢ ESTRUCTURA: molécula de ADN bicatenario y circular y superenrollado que se encuentra en una región llamada nucleoide. Puede estar unido a proteínas algunas similares a las histonas. ➢ ➢

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LOCALIZACIÓN: se encuentra en una región denominada nucleoide FUNCIONES: -Conservar y transmitir la información genética -Dirigir el funcionamiento de la bacteria

RIBOSOMAS 70S ➢ DEFINICIÓN: orgánulos encargados de la síntesis de proteínas ➢ ESTRUCTURA: partículas globulares constituidas por dos subunidades. ➢ ➢

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gránulos de almidón o glucógeno y gránulos de lípidos FUNCIONES: el citoplasma es el medio donde se realizan muchas de las reacciones químicas de la célula (función metabólica)

·Cada subunidad está formada por ARN y proteínas VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN: 70S (unidades Svedberg) FUNCIONES: realizan la síntesis de proteínas

ESTRUCTURAS VARIABLES: pueden faltar en algunas células procariotas, no son imprescindibles ■ PLÁSMIDOS ➢ DEFINICIÓN: pequeñas moléculas de ADN circular bicatenario independientes del cromosoma bacteriano

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➢ ESTRUCTURA: pequeñas moléculas de ADN circular bicatenario ➢ FUNCIÓN: llevan determinada información como resistencia a antibióticos. FLAGELOS ➢ DEFINICIÓN: prolongaciones finas de la bacteria ➢ ➢

ESTRUCTURA: formados por fibras de proteína llamada flagelina (no son como los de células eucariotas) FUNCIÓN: permiten la movilidad de las bacterias que los poseen.

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PELOS BACTERIANOS (PILI) ➢ DEFINICIÓN: estructuras tubulares proteicas de la superficie externa de la célula ➢ ESTRUCTURA: Son estructuras tubulares huecas formadas por moléculas proteicas que aparecen en la superficie externa. Los pelos son largos y tan solo uno o dos por bacteria ➢ ➢ ➢

LOCALIZACIÓN: en la superficie externa PRESENCIA EN ORGANISMOS: aparecen en algunas bacterias Gram negativas FUNCIÓN: Se cree que participan en el intercambio de material genético con otras bacterias (a través de un pelo pueden ponerse en contacto dos bacterias e intercambiar material genético)

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FIMBRIAS ➢ DEFINICIÓN: estructuras proteicas cortas y numerosas ➢ ➢ ➢

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ESTRUCTURA: Las fimbrias son cortas y numerosas PRESENCIA EN ORGANISMOS: puede aparecer en bacterias Gram negativas FUNCIÓN: se cree que permiten la fijación de la bacteria al sustrato (adhesión a superficies)

CÁPSULA BACTERIANA ➢ DEFINICIÓN: estructura rígida que rodea algunas bacterias ➢ ESTRUCTURA: Es rica en glúcidos ➢ PRESENCIA EN ORGANISMOS: aparece en todos los grupos bacterianos patógenos . ➢

FUNCIÓN: -Regula los procesos de intercambio de agua e iones, por lo que evita la desecación: Retiene agua y evita la desecación de la bacteria -Sirve para adherirse a las células huésped (que van a infectar) -Sirve para formar colonias bacterianas: Cuando la célula se divide permite que se formen colonias bacterianas porque quedan pegadas por sus cápsulas formando grupos

2.5.

ESTRUCTURA DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS: ANIMALES Y VEGETALES

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CÉLULAS EUCARIOTAS: las células eucariotas son más complejas que las procariotas en estructura y función.

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TIPOS DE ESTRUCTURAS DEL INTERIOR DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS: En el interior de la célula eucariota se distinguen cuatro tipos de estructuras o ESTRUCTURAS CARENTES DE MEMBRANA: el citoesqueleto y los orgánulos no membranosos (ribosomas 80S y el centrosoma) o SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS: el sistema de endomembranas es un conjunto formado por los orgánulos membranosos intercomunicados y por las vesículas aisladas derivadas de ellos. o

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·Los principales son: el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, las vacuolas y los lisosomas. ORGÁNULOS TRANSDUCTORES DE ENERGÍA: las mitocondrias y los cloroplastos. ·Estos orgánulos están envueltos por una doble membrana. ·Participan en la transformación de energía de la célula NÚCLEO: Consta de una envoltura membranosa doble llamada envoltura nuclear, atravesada por numerosos poros (discontinuidades de la membrana, perforaciones que permiten el paso de sustancias del interior al exterior y viceversa) ·En el nucleoplasma se encuentra el material genético en forma de cromatina y, en medio de ella, uno, o más corpúsculos no membranosos denominados nucleolos.  

NUCLEOLO: fabrica las subunidades ribosómicas. Contiene ARN nucleolar que se fragmenta en ARNr para formar las subunidades ribosómicas. CROMATINA: dependiendo de cómo de concentrada esté, hay distintas zonas  HETEROCROMATINA: zona en la que la cromatina se encuentra más concentrada 

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EUCROMATINA: zonas en la que la cromatina se encuentra más laxa

ESTRUCTURAS VARIABLES DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS: no se presentan en todas ellas o MEMBRANA DE SECRECIÓN: membrana que se encuentra en el exterior de la membrana plasmática.  MEMBRANA DE SECRECIÓN EN CÉLULAS VEGETALES: En las células vegetales la membrana de secreción es la pared celular 

vegetal, formada principalmente por celulosa MEMBRANA DE SECRECIÓN EN CÉLULAS ANIMALES: Las células animales no suelen presentarla pero si la poseen, está constituida por mucopolisacáridos y se llama matriz extracelular 5

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PROLONGACIONES CITOPLASMÁTICAS (CILIOS Y FLAGELOS)  CILIOS: abundantes y cortos  FLAGELOS: escasos y largos  FUNCIÓN: dar movilidad a las células que los poseen (los cilios a las células ciliadas y los flagelos a los espermatozoides)

PARTES DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS o

MEMBRANA PLASMÁTICA  DEFINICIÓN: membrana formada por una bicapa lipídica que rodea la célula  ESTRUCTURA:

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➢ Doble capa lipídica en la que hay proteínas ➢ Espesor: Tiene 75 amstrongs de espesor FUNCIONES: ➢ Separa a la célula del medio externo ➢ Mantiene estable el medio intracelular regulando el paso de sustancias a su través.

CITOPLASMA  DEFINICIÓN: espacio comprendido entre la membrana y la envoltura nuclear formado por el citosol, el citoesqueleto y los orgánulos celulares  ESTRUCTURA: Está formado por el citosol, citoesqueleto y orgánulos celulares. ➢

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CITOSOL: -DEFINICIÓN: medio acuoso que contiene una gran cantidad de moléculas disueltas (proteínas, aminoácidos, enzimas, glúcidos, lípidos) -FUNCIÓN: Es el medio en el que se producen gran cantidad de reacciones químicas celulares CITOESQUELETO: -DEFINICIÓN: red o conjunto de filamentos proteicos formado por tres tipos de filamentos -ESTRUCTURA: formado por tres tipos de filamentos proteicos ·Microtúbulos: los más gruesos ·Filamentos intermedios ·Microfilamentos: los más finos -FUNCIÓN: ·Mantener la forma de la célula y cambiar dicha forma si es necesario ·Contracción de células musculares ·Transporte de orgánulos por el citoplasma en estructuras similares a raíles. ·Mantiene los orgánulos en su posición (estructura en la que se encuentran los orgánulos) ·Movimiento de los cromosomas durante la mitosis

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