Las células: unidades mínimas de la vida. Dra. Carmen Esandi

Transcripción

1 Las células: unidades mínimas de la vida Dra. Carmen Esandi

2 Cómo podríamos definir a la célula? es el vehículo para la transmisión de la información hereditaria que define a la especie es la menor unidad capaz de tomar materiales del ambiente para construir una nueva copia de sí misma Las células almacenan información......y todos los tipos celulares la almacenan con un mismo código químico: la doble hélice de ADN (ácido desoxirribonucleico).

3 LA CELULA Material genético Características generales Membrana Citoplasma Material genético: 1. Ácidos nucleicos: ADN y ARN Membrana: 1. Protección, límites 2. Regula la entrada y salida de materiales. 3. Regula las interacciones de la célula con el medio Citoplasma: 1. Composición: Agua, sales, iones, proteínas, glúcidos, lípidos 2. Realización de procesos metabólicos 3. Ribosomas

4 ORIGEN DE LAS CELULAS PROCARIOTAS Membrana ADN Ribosomas La estructura básica de una célula procariota es bastante sencilla: Células Procariotas (sin núcleo organizado) ADN circular Membrana Citoplasma: ribosomas Pared, pelos y flagelos

5 Los procariotas tienen una gran diversidad de formas y tamaños Carecen de una estructura interna organizada ADN unido a membrana

6 LA CELULA EUCARIOTA

7 LA MEMBRANA PLASMATICA Separa y a la vez comunica a la célula con su entorno Permite mantener una composición estable del medio interno, diferente de la del entorno

8 Las membranas están formadas por bicapas de lípidos y proteínas Medio extracelular Citoplasma

9 EL NUCLEO

10 El núcleo contiene y protege al ADN Cómo acomodar 2 m de ADN en un núcleo de 6 µm de diámetro? El ADN se enrolla en torno a proteínas (histonas) Nucleosomas

11 El Nucleolo Región del ADN con numerosas copias de genes que codifican para ARN ribosomal Copiado continuo (transcripción) Poro nuclear ARN ribosomal pasa al citoplasma ARN ribosomal + proteínas: RIBOSOMA

12 Numerosos poros atraviesan la membrana nuclear Permiten el intercambio selectivo de moléculas entre el citosol y el nucleoplasma Formados por una combinación de proteínas (>100): complejo del poro nuclear

13 LAS CELULAS SON ESTRUCTURAS ALTAMENTE ORGANIZADAS

14 El sistema de endomembranas

15 EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Núcleo RE rugoso (ribosomas): síntesis de proteínas RE liso: síntesis de lípidos, detoxificación Malla tridimensional, altamente plegada Conjunto de cisternas rodeadas por membranas, conectadas entre sí

16 Tráfico intracelular de vesículas

17 Los ribosomas y el sistema de endomembranas

18 LA CELULA EUCARIOTA

19 Cómo ingresar una proteína a la célula? Extracelular Citosol Citosol Proteína unida a receptor

20 LAS ORGANELAS

21 Por qué la célula degrada sus propias proteínas? Para proveerse de nuevos aminoácidos Para eliminar proteínas defectuosas, en exceso o innecesarias Hay dos organelas que digieren proteínas dañadas o innecesarias: Lisosomas Proteosomas

22 EL LISOSOMA

23 LOS PEROXISOMAS En los peroxisomas se producen reacciones de oxidación.

24 Por qué no se caen las organelas en las células? Citoesqueleto

25 EL CITOESQUELETO Complejo sistema de filamentos que: da estructura interna a la célula (forma, resistencia). permite redisponer componentes celulares para crecer y dividirse. realiza transporte interno de organelas y materiales. posibilita desplazamientos celulares (reptar, nadar). Tres tipos de filamentos Intermedios: confieren resistencia y fuerza mecánica. Microtúbulos: determinan posición organelas y dirigen transporte intracelular. Filamentos de actina: determinan la forma de la superficie celular y posibilitan locomoción. Proteínas accesorias: roles estructurales y de transporte

26 LA MITOCONDRIA Las mitocondrias de una célula glial de retina

27 La mitocondria tiene dos membranas muy diferentes entre sí Membrana externa: rodea a la mitocondria Membrana interna: con múltiples invaginaciones (crestas)

28 El núcleo de los eucariotas podría derivar de una invaginación de la membrana plasmática La invaginación finalmente se liberó de la membrana El interior nuclear es equivalente al citosol

29 Por qué algunas organelas tienen doble membrana? Esquema de la endosimbiosis Mitocondrias Cloroplastos

30 La mitocondria podría haberse originado en la fagocitosis de una bacteria aeróbica por una bacteria pre-eucariota La mitocondria retiene cierta autonomía: contiene ADN lumen no comunicado

31 Estructura y propiedades de los ácidos nucleicos Polinucleótido Unidad: nucleótido (B+P+A) Nucleósido (B + A) N1 y N9: enlace glicosídico al C1 del azúcar

32 Estructura y propiedades de los ácidos nucleicos

33 La doble hélice de ADN Watson y Crick - Cambridge 1953 (Nobel 1962)

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35 Propiedades Físicas 1- Caracter ácido de los nucleótidos se debe a la presencia de fosfato que se disocia a ph intracelular, libera H+ y confiere carga negativa al fosfato: In vivo se asocia a proteínas cargadas positivas 2- El azúcar con su OH es hidrofílico 3- Las bases son insolubles en agua: HIDROFOBICAS 4- Polimerización de nucleótidos base 1- azúcar OH + HO-P-O- azúcar- base 2 O base 1- azúcar -O-P-O-azúcar-base 2 + H 2 O O - O O - enlace fosfodiester 5-3

36 La doble hélice de ADN Watson y Crick - Cambridge 1953 (Nobel 1962)

37 Propiedades Físicas 2 5- Por qué desoxirribosa y no ribosa? DNA debe conservarse y ser estable El OH 2 hace el RNA más inestable Ataque nucleofílico ruptura del enlace fosfodiester formación de fosfato 2, 3 cíclico

38 La estructura de los ácidos nucleicos les permitió aprender a duplicarse LOS ÁCIDOS NUCLEICOS APRENDIERON A PERPETUARSE. 1. La copia de la hebra patrón es complementaria. 2 La copia de la copia es igual al patrón original Hebra Patrón o molde Copia de la hebra Patrón

39 Consecuencias genéticas de la estructura del ADN Contribución de Watson y Crick: elucidación de la estructura química del genotipo: análisis directo de los genes. Nace la GENETICA MOLECULAR: el estudio de la naturaleza química y molecular de la información genética.

40 Consecuencias genéticas de la estructura del ADN Gracias al modelo: - estructura variable de la mólecula: BASES. - modelo de la replicación. - capacidad de traducir esa información al genotipo: Dogma Central de la Biología Molecular. Tres vías importantes del flujo de la información dentro de una célula

41 Dogma central de la Biología Molecular

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43 Tipos de ARN en E. coli Tipo ARN ribosomal ARNr ARN de transferencia ARNt ARN mensajero ARNm Cantidad relativa (%) Coeficiente de sedimentación N de nucleótidos Heterogeneo

44 Características de ARN eucariotas Tipo Función Sitio síntesis ARNm - Citoplasmático ARNm - Mitocondrial ARNm mt ARNt - Citoplasmático ARNt - Mitocondrial ARNt mt ARNr -Citoplasmático ARNr - Mitocondrial ARNr mt ARN Heterogeneo nuclear ARNhn Transferencia de información genética del núcleo al citoplasma Transferencia de aa al ARNm y reconocimiento de secuencia Rol estructural en ribosomas Precursores de ARNm y otros ARN - Nucleoplasma - Mitocondria - Nucleoplasma - Mitocondria -Nucleolo (5S en nucleoplasma) - Mitocondrial Nucleoplasma ARN pequeños nucleares Rol estructural/ splicing Nucleoplasma

45 mrna TRADUCCION Proteína

46 CODIGO GENETICO 20 aa 4 nucleótidos 1 grupo de nucl. para representar 1 aa Si fueran 2 nucl insuficiente! Si fueran 3 nucl códigos Código por tripletes (3 nucl.) que se leen a partir de un punto de inicio cada triplete codón 64 codones 61 codones para aa 3 codones de stop

47 CODIGO GENETICO

48 CODIGO GENETICO Mayoría de aa son codificados por más de un codón Excepción: Met- tript. Distintos codones para 1 aa: SINONIMOS Marco de Lectura: desde sitio de inicio hasta codón terminal Código es DEGENERADO y UNIVERSAL

49 El ADN DE TODAS LAS CELULAS SOMATICAS EN UN MISMO ORGANISMO ES IDENTICO CELULAS SOMATICAS

50 ACTIVACION GENICA La mayoría de los genes permanecen inactivos Para fabricar las proteínas es necesario que se activen los genes correspondientes Para diferenciarse en los distintos tipos celulares es necesario que se activen genes específicos