ORGANIZACIÓN CELULAR

CONTENIDOS LOG O Teoría celular Modelos de organización Teoría endosimbiótica

HISTORIA DE LA TEORÍA CELULAR SIGLO XVII 1632-1723 Anton van leeuwenhoek. Construyó el primer microscopio óptico y realiza las primeras observaciones. 1635-1702 Robert Hooke. Describe una lámina de corcho y utiliza por primera vez el término célula para referirse a las celdillas que observa. SIGLO XIX J. M. Schleiden, T. Schwann y R. Virchow ENUNCIADOS DE LA TEORÍA CELULAR 1.- Todos los organismos se encuentran formados por una o más células. 2.- La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos. 3.- Toda célula procede por división de otra ya existente. 4.- El material hereditario conteniendo las características genéticas de una célula pasa de la célula madre a la hija. SIGLO XX 1933 Santiago Ramón y Cajal Demuestra definitivamente la individualidad celular en el tejido nervioso concediendo validez universal a la teoría celular.

TEORÍA CELULAR (Schleiden & Schwann, 1839) La célula es la unidad: Vital Anatómica o estructural Funcional o fisiológica Genética o reproductora Es el ser vivo más pequeño. Todos los organismos están compuestos por una o más células. Cada célula tiene su propia actividad vital. Las funciones del org. son el resultado de las funciones de sus células. Las reacciones químicas del metabolismo tienen lugar en sus células. Toda célula procede de otra célula. La información genética se transmite de una generación a la sig.

TEORÍA CELULAR + meiosis La membrana plasmática tiene receptores de mensajeros químicos (hormonas, neurotransmisores)

FUNCIÓN DE NUTRICIÓN Clasificación de las células, según la forma de obtener energía: AUTÓTROFAS Fotoautótrofas (autótrofas fotosintéticas) - Algunas procariotas (cianobacterias) - Algunos protistas (eucariotas) (algas unicelulares) - Vegetales cloroplastos fotosíntesis Quimiolitótrofas (autótrofas quimiosintéticas) Procariotas que oxidan moléculas inorgánicas (tienen importancia en los ciclos biogeoquímicos) HETERÓTROFAS (quimiorganotrofas) Oxidan moléculas orgánicas por medio del llamado metabolismo oxidativo Fermentación Respiración celular

ORGANISMOS PLURICELULARES El desarrollo de un organismo pluricelular está determinado por la división, el crecimiento y la diferenciación celular. Estirpe celular TEJIDOS Célula progenitora primaria ÓRGANOS Sistemas Aparatos Neurona Oligodendrocito Astrocito El control y el desarrollo del nº de células se realiza mediante la muerte celular programada ( apoptosis). La diferenciación celular genera tipos celulares distintos, con funciones diferentes.

DIFERENCIACIÓN CELULAR EN TEJIDOS

FORMA DE LAS CÉLULAS DE LOS DIFERENTES TEJIDOS - redondeada - elíptica - fusiforme - aplanada - prismática - estrellada,... La forma guarda relación con la función que realiza. La forma depende de: - la estirpe celular - su edad - su momento funcional. Hay células con paredes rígidas: - Las bacterias tienen unan pared de mureína. - Las células vegetales tienen una pared de celulosa.

FORMA DE LAS CÉLULAS

TEJIDOS ANIMALES TEJIDO EPITELIAL TEJIDO MUSCULAR TEJIDOS CONJUNTIVOS TEJIDO NERVIOSO Al analizar los diferentes tejidos animales se puede observar la diversidad morfológica que presentan sus células.

TEJIDOS VEGETALES TEJIDOS PARENQUIMÁTICOS TEJIDOS CONDUCTORES TEJIDOS SECRETORES Las células vegetales presentan una menor diversidad morfológica que las animales debido a la presencia de la pared celular que las rodea. Presentan formas cúbicas, prismáticas, poliédricas, redondeadas, semilunares o alargadas.

TAMAÑO DE LAS CÉLULAS Unidades de medida: De longitud: 1 μ = 10-6 m = 10-3 mm 1 nm = 10-9 m = 10-3 μ 1 Å = 10-10 m = 10-1 nm = 10-4 μ De masa: 1 pg = 10-12 g (orgánulos) 1 dalton (Pm) = 1,66 10-24 g (moléculas) S (svedberg) = unidad de la velocidad de sedimentación centrífuga.

TAMAÑO DE LAS CÉLULAS Ameba Bacteria Linfocito Célula intestinal Célula nerviosa de jirafa Yema de huevo de avestruz

La acetabularia es una célula de hasta 10 cm. TAMAÑO DE LAS CÉLULAS

ORGANIZACIÓN ACELULAR: LOS VIRUS

VIRUS BACTERIÓFAGO Cápsida proteica ADN Cabeza Cuello Proteínas internas Cola Fibras caudales Placa basal Espinas

VIRUS BACTERIÓFAGO

VIRUS CON ENVOLTURA Ácido nucleico (ADN o ARN) Cápsida proteica Envoltura membranosa

EJEMPLO DE VIRUS

FISIOLOGÍA DE LOS VIRUS

Virus del herpes

Virus del mosaico del tabaco

ORGANIZACIÓN CELULAR. ESTRUCTURA BÁSICA de las CÉLULAS Membrana plasmática Citoplasma Citosol = hialoplasma Morfoplasma orgánulos Material genético (ADN) Sin envoltura núcloide Con envoltura núcleo estructura procariota estructura eucariota Procariota Eucariota

TIPOS DE ORGANIZACIONES CELULARES Bacterias Cianofíceas - Muy primitiva (>3500 m.a.). - Muy simples (apenas tienen estructuras). - Sin núcleo (nucloide). - Un solo cromosoma (ADN circular). - Más evolucionadas (-1500 m.a.). - Más complejas, con orgánulos. - Con núcleo (ADN encerrado en una membrana). - ADN lineal asociado a proteínas con varios cromosomas.

ESTRUCTURA DE LA CÉLULA PROCARIOTA Material genético Citoplasma Mesosoma Ribosomas Fimbrias Membrana plasmática Flagelo Cápsula Pared celular

ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL VEGETAL Aparato de Golgi Retículo endoplasmático Vacuola Núcleo Mitocondria Citoplasma Pared celular Membrana plasmática

DIFERENCIAS ENTRE LAS CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS PROCARIOTAS EUCARIOTAS Sin membrana nuclear; ADN disperso en el nucloide Un cromosoma sencillo y circular Sin orgánulos, excepto ribosomas ADN rodeado por una membrana, constituyendo el núcleo Varios cromosomas complejos y lineales Con orgánulos rodeados de membrana Pared celular sin celulosa Pared celular, cuando existe, de celulosa (sólo células vegetales) Seres unicelulares (procariotas) Tamaño < centésimas de mm (1-10 µ) Seres uni / pluricelulares (eucariotas) Tamaño > centésimas de mm. (10-100 µ)

ORGANISMOS PROCARIOTAS. CIANOBACTERIAS

ORGANISMOS PROCARIOTAS. BACTERIAS

CÉLULA PROCARIOTA: BACTERIA FLAGELADA TIPOS MORFOLÓGICOS Espirilos Flagelos (1 o 2 que permiten la locomoción) Mesosomas (plegamientos de la membrana que contienen enzimas para la respiración y división celular)? Ahora se consideran artefactos. Bacilos Vibrios Cocos Plásmido Cápsula o glucocálix Pared celular (rígida) Citoplasma (desprovisto de orgánulos excepto ribosomas y mesosomas) Membrana plasmática Nucleoide (molécula circular de ADN) Pili o pelos (intercambio genético) Fimbrias (unirse a sustratos u otras células) Ribosomas

BACILO (Campylobacter jejuni)

Espiroqueta

Bacteria flagelada

CÉLULA PROCARIOTA: BACTERIA FLAGELADA Pilis (bacteria Escherichia coli)

Pilis (Escherichia coli)

CÉLULA EUCARIOTA La célula eucariota se caracteriza por tener un verdadero núcleo y orgánulos limitados por membranas. Retículo endoplásmico Aparato de Golgi De dos tipos Núcleo, mitocondrias, plastos, peroxisomas, lisosomas y vacuolas. SISTEMAS INTERNOS DE MEMBRANA ORGÁNULOS MEMBRANOSOS CÉLULA ANCESTRAL COMPARTIMENTACIÓN CÉLULA EUCARIOTA INVAGINACIONES DE LA MEMBRANA CELULAR RELACIONES DE SIMBIOSIS Por dos vías

CÉLULA VEGETAL CÉLULA EUCARIOTA CÉLULA ANIMAL Cloroplastos (realizan la fotosíntesis) Mitocondrias (realizan un metabolismo oxidativo para la obtención de ATP) Lisosomas y peroxisomas (intervienen en procesos digestivos y oxidativos) Citoesqueleto (responsable de la forma y movimiento celular y de la distribución de las estructuras celulares) Vacuolas (digestivas, de almacenamiento o de excreción) Retículo endoplásmico y complejo de Golgi (transporte de proteínas y síntesis de lípidos, y transformación de biomoléculas)

CÉLULA EUCARIOTA Citosol = hialoplasma Citoesqueleto Sistemas de membrana Retículo endoplasmático Aparato de Golgi Orgánulos (morfoplasma) Membranosos No membranosos Lisosomas Peroxisomas Vacuolas Mitocondrias Cloroplastos Ribosomas Centrosoma = citocentro Núcleo Con membrana nuclear Cromatina / cromosomas Nucleolos (1-3)

ORGÁNULOS DE LA CÉLULA EUCARIOTA Retículo endoplasmático rugoso Centriolos Ribosoma Aparato de Golgi Retículo endoplasmático liso Vacuolas Lisosomas Mitocondrias Cloroplasto

CÉLULA ANIMAL

CITOPLASMA

HIALOPLASMA O CITOSOL

SISTEMAS DE MEMBRANAS

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

APARATO DE GOLGI

MITOCONDRIAS

LISOSOMAS

PEROXISOMAS

NÚCLEO

NUCLEOPLASMA

NUCLEOLO

CÉLULA ANIMAL

CÉLULA VEGETAL

PARED CELULAR

CLOROPLASTOS

VACUOLAS

CÉLULA VEGETAL

DIFERENCIAS ENTRE LAS CÉLULAS ANIMAL Y VEGETAL Orgánulo CÉLULA VEGETAL CÉLULA ANIMAL Membrana de secreción Vacuolas Pared celular de celulosa, externa a la membrana plasmática. Sistema vacuolar almacén muy desarrollado, aumentando de tamaño con la edad. Glucocálix (capa glucoproteica). Pared nunca de celulosa. Pequeñas, digestivas o pulsátiles. Pocas vacuolas almacén. Cloroplastos Sí, o con poder para desarrollarlos. No. Centrosoma (centriolos) No, ni citofibrillas sensitivas. Los orgánulos vibrátiles son exclusivos de células reproductoras de algas, musgos y helechos. Sí. Pueden desarrollar orgánulos vibrátiles y citofibrillas sensitivas. Lisosomas Escasos. Abundantes. Ap. de Golgi Poco desarrollado. Desarrollado. Núcleo En posición periférica, en general. En posición central, en general.

TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA Las células eucariotas se originaron a partir de una bacteria primitiva ( urcariota) que en un momento determinado englobaría, por fagocitosis, a otras células procariotas, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte. (LYNN MARGULIS) Huesped antecesor universal (urcariota) Bacterias anaerobias Bacterias fotosintéticas ancestrales (cianobacterias)... se convierten en cloroplastos Células eucarióticas: plantas, algunos protistas Endosimbiosis Células eucariotas Las bacterias se convierten en: ADN peroxisomas mitocondrias Núcleo (fusión con una arqueobacteria) Células eucarióticas: animales, hongos, algunos protistas

TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA Esta teoría explica la existencia de una doble membrana en mitocondrias y cloroplastos, así como la existencia de un ADN propio (capaz de sintetizar algunas proteínas) ribosomas, distintos tipos de ARN y su división en dos. (LYNN MARGULIS) Procariota eucariótico ancestral aeróbico ADN Mitocondria Núcleo Procariota fotosintético Cloroplasto Ribosomas Nucleoide Ribosomas Mitocondria Eucariota primitivo (urcariota) Eucariota animal 2000-3000 m.a. Eucariota vegetal 1200-2000 m.a. Tanto mitocondrias como cloroplastos tienen su propio ADN y ribosomas.

TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA Los cilios y flagelos tienen su origen en espiroquetas simbiontes. La célula eucariota ancestral adquirió así dos ventajas: - La posibilidad de un metabolismo oxidativo: pasar de ser una célula anaerobia para ser aerobia. - La posibilidad de realizar la fotosíntesis y ser un organismo autótrofo.

TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA