La célula. Introducción TEMA 1

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1 La célula. Introducción TEMA 1

2 Introducción. La célula 1. Formas de organización. Acelular y celular 2. Organización acelular. Priones, viroides y virus 3. Organización celular. Célula procariota y eucariota 4. Seres unicelulares y pluricelulares 5. Clasificación de los seres vivos 6. Instrumentos de observación en biología

3 FORMAS DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA

4 ORGANIZACIÓN ACELULAR FORMAS DE ORGANIZACIÓN ORGANIZACIÓN CELULAR

5 ORGANIZACIÓN ACELULAR

6 Priones ORGANIZACIÓN ACELULAR Viroides Virus

7 Organización acelular - Estructuras de nivel macromolecular, sin organización celular - Carecen de metabolismo propio - No realizan todas las funciones vitales (por este motivo, en sentido estricto, no se consideran seres vivos) - Parásitos de organismos celulares (carácter infeccioso) - Formas acelulares: - Priones - Viroides - Virus

8 Organización acelular PRIONES Son variantes patógenas de ciertas proteínas naturales que son producidas por cél. nerviosas y algún otro tipo de célula Un prion es una proteína patógena que tiene alterada su estructura terciaria, teniendo un plegamiento incorrecto. Está compuesto sólo por aminoácidos, al contrario que otros agentes infecciosos ( bacterias, virus, hongos ) que contienen ac. nucleicos. De carácter infeccioso, asociadas a enfermedades degenerativas del Sistema Nervioso Central (Ej; encefalopatía espongiforme Mal de las vacas locas )

9 Organización acelular VIROIDES Moléculas de ARN monocatenario (de una sola cadena) circular y constituyen los patógenos más pequeños conocidos. La molécula de ARN no contiene genes que codifiquen proteínas. Aparecen en el núcleo de la célula hospedadora interfiriendo en su regulación En vegetales provoca enfermedades relacionadas con el crecimiento (como el tubérculo filiforme de la patata o el atrofiamiento de la planta del tomate )

10 Organización acelular VIRUS Estructura biológica acelular Presenta material genético propio, pero precisa de una célula para reproducirse (parásito intracelular obligado) Componentes Molécula de ácido nucleico, que puede ser ADN o ARN, circular o lineal, monocatenario o de doble cadena Alrededor del ácido nucleico, cápsida proteica con distintas formas En algunos virus, de forma externa a la cápsida, se presenta envoltura membranosa de lípidos y glucoproteínas Ciclo de los virus Lítico (la cél infectada por un virus muere por rotura (lisis en griego), al liberarse las nuevas copias virales.) Lisogénico (Ciclo vital de los virus parásitos de bacterias, los fagos, que se caracteriza por la integración de su genoma en el material genético de la célula hospedadora, pudiéndose mantener por tiempo indeterminado inactivo hasta producir nuevos virus y provocar la lisis)

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12 VIRUS CON ENVOLTURA EXTERNA

13 ORGANIZACIÓN CELULAR

14 Célula procarionte ORGANIZACIÓN CELULAR Célula eucarionte

15 Organización celular - Organismos formados por célula/s - Todos los seres vivos están formados por células - Todas las células proceden de células preexistentes, por división de estas - Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células - Cada célula contiene toda la información hereditaria para regular todo su propio ciclo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como transmitir esa información a la siguiente generación celular (TEORÍA CELULAR) - Todas las células poseen una membrana que separa el medio externo del interior (citoplasma), donde siempre se encuentra el material genético y una variedad de moléculas y estructuras - Modelos de organización celular La célula procarionte La célula eucarionte

16 Célula procarionte - Carece de compartimentos internos rodeados por membranas y por ello de verdadero núcleo. - Ejemplo; células bacterianas - Estructura común en todas las células procariotas: - Pared bacteriana, exterior a la membrana plasmática - Membrana plasmática, con frecuentes repliegues hacia el interior (mesosomas) - Citoplasma, que está formado por hialoplasma, ribosomas y sustancias de reserva. - Material genético (generalmente en forma de ADN circular) localizado en la región nuclear bacteriana (nucleoide), no delimitado por membrana nuclear

17 Célula procariota

18 Célula eucarionte - Poseen membrana plasmática y en su citoplasma compartimentos rodeados por membranas (orgánulos citoplasmáticos) - Material genético contenido en un compartimento especial denominado núcleo, delimitado por la envoltura nuclear - Dentro del citoplasma se localizan estructuras celulares no membranosas y estructuras membranosas (orgánulos) - Tanto la célula animal como vegetal presentan organización eucariótica.

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20 Diferencias entre célula procariota y eucariota CARACTERÍSTICA C. PROCARIOTA C. EUCARIOTA Organismos Bacterias y cianobacterias Protoctistas, hongos, plantas y animales 1-10µm de dimensión lineal µm de dimensión lineal Tamaño celular Metabolismo Anaeróbico o aeróbico Aeróbico ADN Circular en el citoplasma Organizado en cromosomas rodeado de envoltura nuclear y Sintetizadas en el mismo compartimento ARN Proteínas ARN sintetizado y transformado en el núcleo, Proteínas sintetizadas en el citoplasma Citoplasma Sin citoesqueleto Citoesqueleto formado por filamentos proteicos División Por fisión binaria Por mitosis o meiosis celular Organización Unicelulares Pluricelulares celular Pared celular Pared de mureina (dependiendo del grosor diferenciamos distintas bacterias: gram + mas gruesas y las gram- ) C. vegetal ( pared de celulosa ) C. animal ( sin pared ) Orgánulos Ribosamas ( 70 S ) Mitocondria,centrosoma, ribosoma( 80 S ), ap de Golgi, RE,.

21 Célula eucarionte LA MEMBRANA CELULAR Es una lámina delgada que envuelve la célula y que separa el citoplasma del medio externo. Componentes a) Bicapa Estos lípidos son: Fosfolípidos que es el componente más abundante y glicolípidos El otro tipo de lípidos es el colesterol y tiene una estructura plegada b) Proteínas Encontramos proteínas que se encuentran en el seno de la membrana, P. Integrales (hidrófobas) como glicoforina (con azúcares unidos hacia el ext) y banda 3 (con canal hidrófilo para intercambio de iones), y proteínas que están adheridas a la superficie externa o interna, P. Periféricas ( hidrófilas) unidas por otras proteínas

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25 Funciones Comunicación entre células (secreción, uniones GAP que son canales para intercambio) Delimita la célula del medio Reconocimiento celular y adhesividad (glicocalix) Regula el intercambio de sustancias entre el exterior y el interior Moléculas pequeñas Transporte activo (gasto energético, a través de proteínas) Transporte pasivo (sin gasto) Difusión simple (a favor de gradiente, para igualar concentraciones, través de lípidos o entre dos proteínas ) Difusión facilitada ( a través de poro en una proteína ) Moléculas grandes Exocitosis Endocitosis Fagocitosis ( grandes macromoléculas) Pinocitosis fluida ( pequeñas macromoléculas)

26 CITOPLASMA A) CITOSOL ( hialoplasma ) B) CITOESQUELETO C) ORGÁNULOS A) CITOSOL ( hialoplasma ) Es la zona que no presenta estructuras y esta formado en un 80% por agua y biomoléculas orgánicas e inorgánicas

27 B) CITOESQUELETO Microfilamentos o filamentos de actina Se encuentran en la totalidad de las células( sobre todo en las musculares) y están constituidos por proteínas filamentosas (finísimos hilos elásticos de actina). Tamaño 3-7 nm Filamentos intermedios Formados por proteínas fibrosas que se trenzan en grupos de tres, tamaño de 10 nm. Importantes en las células que forman la piel o los pelos. Cada célula tiene un tipo de filamento, son útiles para tipificar células Microtúbulos. Están formados por tubulina (proteína) son subunidades que pueden juntarse y separarse rápidamente para producir alteraciones en la forma de la célula y en la posición de los orgánulos. Tamaño 24 nm La estructura del microtúbulo son 13 filamentos dispuestos en círculo formando un tubo hueco. FUNCIONES: soporte mecánico, transporte intracelular, forma de la célula, movimientos citoplasmáticos, intervienen en la distribución de los filamentos intermedios Estos microtúbulos crecen a partir del centrosoma de la célula.

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30 C) ORGÁNULOS

31 REr y REl Conjunto de sacos y canales interconectados que están formados por membrana. Si tiene asociados ribosomas( REr ), si no los tiene (REl. Función del Rer es almacenar y transportar proteínas sintetizadas por los ribosomas. El Rel tiene la función de síntesis, almacenamiento y trasporte de lípidos

32 Ribosomas Partículas no membranosas formadas por ARN y proteínas, constituidas por dos subunidades. Pueden estar libres o asociados al RE. Función: síntesis de proteínas

33 Mitocondrias Suelen ser ovaladas y están formadas por dos membranas. La membrana externa es lisa y la interna forma unos repliegues hacia el interior llamados crestas (donde encontramos las ATPasas ). El espacio interior o matriz formado por agua, biomoléculas, y ADN. Función: respiración celular (energía )

34 Ap Golgi Conjunto de sacos aplanados y apilados ( 6-8 ) llamados cisternas a donde llegan vesículas del Re y salen vesículas hacia distintas partes de la célula o al exterior de la misma. Función: transforma distintas sustancias ( maduración )

35 Centrosoma Formados por dos cilindros perpendiculares (centriolos)formados por microtúbulos y rodeados de fibras proteicas. Función; intervienen en el reparto de cromosomas en la división celular y en la formación de cilios y flagelos

36 Lisosomas Vesículas membranosas esféricas, con sustancias para digerir nutrientes

37 NÚCLEO Es donde se encuentra el material genético. Envoltura nuclear Está rodeado por una membrana nuclear formada por dos membranas, una interna y otra externa En estas membranas hay dos puntos donde se encuentran unidas dejando pequeños orificios que son los poros nucleares.

38 NÚCLEO Nucleoplasma En el interior del núcleo está la matriz nuclear o el nucleoplasma de composición similar al hialoplasma Nucléolo Al microscopio electrónico se observa como una estructura más densa. El número de nucléolos dentro del núcleo es de uno o de dos, la composición es de ARN y proteínas. Sintetiza las subunidades ribosómicas (ARN y proteína) que se ensamblaran posteriormente en el citoplasma. El ARN se sintetiza a partir de ADN que se encuentra en el nucléolo (organizador nucleolar)

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43 Cromosomas Se forman a partir de la cromatina, son cadenas de ADN apareadas y enrolladas en una doble hélice, cada cadena está formada por la repetición de un grupo fosfato una base nitrogenada y una pentosa. Las bases nitrogenadas son adenina unida con timina por dos puentes de H y guanina unida con citosina por tres puentes de H. Cuando la célula se va a dividir estos filamentos se van a agrupar más ocupando menos espacio (se condensan gracias a proteínas histónicas) y van a dar lugar a los cromosomas. Cada uno de los brazos del cromosoma duplicado se llama cromátida.

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48 Célula eucariota animal

49 Célula eucariota vegetal

50 Diferencias entre célula animal y vegetal C. ANIMAL C. VEGETAL Presencia de centriolos Ausencia de centriolos Ausencia de pared celular Presencia de pared celular Pocas o ninguna vacuola Grandes vacuolas Ausencia de cloroplastos Presencia de cloroplastos

51 ORGANISMOS UNICELULARES Y PLURICELULARES

52 Unicelulares ORGANISMOS CELULARES Pluricelulares

53 Organismos unicelulares - Todas sus actividades vitales son desarrolladas por una única célula - Son unicelulares todos los procariontes y algunos eucariontes, como los paramecios

54 Organismos pluricelulares - Formadas por un conjunto de células diferenciadas, con estructura y función específica que les permite especializarse - La especialización de una célula supone desarrollar una morfología característica y realizar un función determinada

55 Organismos pluricelulares - Consecuencia de la diferenciación y especialización celular, los organismos pluricelulares presentan una serie de características básicas con respecto a unicelulares: o Necesidad de medio interno o Mayor independencia del medio exterior (derivada de la anterior) o Posibilidad de desarrollar funciones más complejas y variadas

56 Priones ESQUEMA RESUMEN ORGANIZACIÓN ACELULAR Viroides Virus ORGANIZACIÓN CELULAR Célula procarionte Célula eucarionte UNICELULARES UNICELULARES (paramecio) PLURICELULARES Cel. Animal Cel. Vegetal

57 CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS

58 Los seres vivos pueden clasificarse en cinco reinos distintos: MONERA. Incluye las bacterias y las cianobacterias. PROTOCTISTAS. Incluye los protozoos, las algas. FUNGI (HONGOS). Incluye los hongos de diferentes tipos. METAZOOS (ANIMALES). Incluye todos los tipos de animales. METAFITAS (PLANTAS). Incluye musgos (briofitas), helechos (pteridófitas ) y plantas superiores (espermatofitas).

59 REINO TIPO DE CÉLULA ORGANIZACIÓN NUTRICIÓN Monera Procariota Unicelular Autótrofa (cianobacterias) o heterótrofa Protoctista Eucariota Unicelular o pluricelular poco especializada Autótrofa (algas) o heterótrofa (protozoos) Hongos Eucariota Unicelular o pluricelular Heterótrofa Plantas (metafitas) Eucariota Pluricelular Autótrofa Animales (metazoos) Eucariota Pluricelular Heterótrofa

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61 INSTRUMENTOS DE OBSERVACIÓN EN BIOLOGÍA

62 El pequeño tamaño de muchos de los materiales biológicos hace necesario utilizar, frecuentemente, instrumentos de observación. Entre ellos los más frecuentes son: Lupa binocular Microscopio óptico Microscopio electrónico A continuación señalaremos las características más importantes de estos tres instrumentos

63 LUPA BINOCULAR Proporciona una buena observación de conjunto, pues tiene un campo de visión muy amplio. Posee dos sistemas ópticos, lo que permite obtener una visión estereoscópica (sensación de relieve). Sin embargo, sólo permite obtener imágenes moderadamente aumentadas (p.ej. 20 aumentos (20x))

64 MICROSCOPIO ÓPTICO Instrumento capaz de proporcionar imágenes muy ampliadas de objetos muy pequeños La parte óptica del microscopio, la que nos proporciona la imagen, está constituida por dos lentes: el objetivo y el ocular. El objetivo contiene varias lentes que proporcionan diferentes aumentos de la imagen, que se proporciona invertida El ocular es la lente a través de la cual se visualiza la muestra

65 MICROSCOPIO ÓPTICO

66 MICROSCOPIO ÓPTICO Un aspecto clave a considerar en el microscopio es el aumento; grado de amplificación de la imagen. Para obtener el aumento total con que se observa la preparación, se multiplica el aumento del objetivo por el del ocular. A modo de ejemplo: OBJETIVO OCULAR AUMENTO TOTAL 10x 15x 150

67 MICROSCOPIO ELECTRÓNICO A diferencia del microscopio óptico, en lugar de un haz de luz utilizan como fuente de radiación un haz de electrones Los tipos de microscopio electrónico más empleados son: Microscopio electrónico de transmisión (MET) Microscopio electrónico de barrido (MEB)

68 Microscopio electrónico de transmisión (MET) Se utiliza para observar secciones muy finas de muestras (espesor máximo de 0,5 µm, 500 nm) Por este motivo, no pueden observarse células completas sino cortes de células La imagen se obtiene de los electrones que atraviesan la muestra (objetos aparecen más oscuros si absorben electrones) Aumento puede llegar a ser de

69 Microscopio electrónico de transmisión (MET)

70 Microscopio electrónico de barrido (MEB) Permite observar con claridad y detalle la superficie de muestras sin seccionar, a diferencia del MET En este caso, el haz de electrones no atraviesa la superficie de la muestra a observar, sino que la barre En este barrido, la muestra se excita y emite haces de electrones secundarios que se recogen en una pantalla monocromática de un monitor Sin embargo, alcanza un aumento menor (hasta ) que el logrado con el MET, pero permite ver células enteras y las imágenes se reproducen de forma tridimensional

71 Microscopio electrónico de barrido (MEB)

72 Microscopio electrónico de barrido (MEB)

73 Microscopio electrónico de barrido (MEB)

74 RESUMEN COMPARATIVO DE LOS TIPOS DE MICROSCOPIO Características M. ÓPTICO M. ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN (MET) M. ELECTRÓNICO DE BARRIDO (MEB) Portátil SÍ NO NO Aumento máximo X X X Tamaño mínimo observable 120 nm 1 nm 10 nm Fotografía B/N y color B/N B/N Observación in vivo Sí No No

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