Tema 4.- LA CÉLULA 1
Teoría Celular. Robert Hooke en 1665 observó las primeras células. Al analizar corcho vió unas estructuras semejantes a una panal y les llamó cellulas (celdillas). 2
Teoría Celular. En 1838 Schleiden y Schwann enunciaron la teoría celular, que con avances posteriores quedo postulada como: Todos los seres vivos están formados por células. La célula realiza todos los procesos metabólicos. Las células provienen de otras células. La célula contiene toda la información sobre la síntesis de su estructura y funcionamiento y es capaz de trasmitirla a sus descendientes. 3
FUNCIONES DE LAS CÉLULAS NUTRICIÓN: La célula toma nutrientes del exterior para obtener energía para sus funciones y materia necesaria para el crecimiento y renovación de las estructuras celulares. Estos procesos se realizan mediante reacciones en el interior celular denominadas Metabolismo. RELACIÓN: Las células se comunican con el exterior, adaptándose a los cambios. Perciben cambios ambientales y elaboran la respuesta. REPRODUCCIÓN: Forman células nuevas a partir de las ya existentes. En los org. Unicelulares supone la reproducción de todo el organismo. En org. Pluricelulares se renuevan las células y el crecimiento. 4
ESTRUCTURA CELULAR Todas las células tienen en común: Membrana Plasmática que rodea a toda la célula. Citoplasma donde se realizan gran cantidad de reacciones necesarias para la célula. Material genético (ADN), que ejerce el control del funcionamiento celular. 5
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TAMAÑO DE LAS CÉLULAS Sólo son visibles al microscopio. Se mide en micrometros (μm) o micra: milésima parte del milímetro. 7
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TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR Hay dos tipos Eucarióticas y Procarióticas. Procarióticas: El material genético (ADN) está disperso por el citoplasma y no está rodeado por membrana que lo separe del citoplasma, no tienen núcleo. Son más sencillas. Carecen de orgánulos celulares membranosos. En bacterias. Eucarióticas: El material genético esta en el interior del núcleo. Son más complejas. En el resto de seres vivos: protozoos, algas, hongos, animales y plantas. 9
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MEMBRANA PLASMÁTICA Rodea a toda la célula y es una fina capa que regula el intercambio de sustancias con el exterior. En células vegetales, está rodeada externamente por una pared celular que le dá consistencia y rigidez Citosol o Hialoplasma Sustancia gelatinosa donde se encuentran los orgánulos Citoesqueleto Red de filamentos protéicos responsable de la forma, organización interna y movimientos de la célula CÉLULA EUCARIÓTICA CITOPLASMA Orgánulos celulares Membranosos: Aparato de Golgi. Retículo Endoplasmático Liso y Rugoso Mitocondrias. Lisosomas.(sólo en cél animales) Cloroplastos (sólo en cél vegetales) Vacuolas. No Membranosos: Ribosomas Cilios y Flagelos. Centriolos. (sólo en células animales) NÚCLEO 11
ORGÁNULOS MEMBRANOSOS RETICULO ENDOPLASMÁTICO: Red de tubos conectados entre sí y que están relacionados con la fabricación y transporte de sustancias como lípidos (R.E.Liso) y proteínas (R.E. Rugoso). APARATO DE GOLGI: Formados por un conjunto de sáculos aplanados, sin contacto físico, rodeados de pequeñas vesículas. Modifican o maduran el contenido de las vesículas procedentes del R.E. A partir del AG se forman vesículas que pueden verter su contenido al exterior de la célula (vesículas de secreción), o pueden formar lisosomas o pueden vesículas de almacenamiento. LISOSOMAS: Pequeñas vesículas que contienen sustancias que digieren grandes partículas o moléculas procedentes del exterior (nutrientes, bacterias, virus, etc) o bien del interior, favoreciendo el reciclaje o renovación de las estructuras celulares. VACUOLAS: Pueden acumular diversas sustancias. Abundantes en células vegetales. 12
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MITOCONDRIAS: Forma diversa, en general cilíndricas, rodeadas por un doble membrana. La interna forma repliegues hacia el interior denominados crestas mitocondriales. El espacio interior se denomina matriz mitocondrial, que contiene diversas sustancias. Función: proporciona energía a la célula mediante un proceso denominado respiración celular. Se encuentran tanto en células animales como en vegetales. 14
CLOROPLASTOS: Formados por una doble membrana. Contiene una serie de discos apilados denominados tilacóides, en cuya membrana contiene la clorofila (de color verde). Función: Realizan la fotosíntesis, esto es la fabricación de materia orgánica a partir de moléculas inorgánicas, utilizando la energía solar. Sólo en células vegetales y algas. 15
OGÁNULOS NO MEMBRANOSOS RIBOSOMAS: Pequeños orgánulos cuya función son la de fabricar las proteínas. CILIOS Y FLAGELOS: Proyecciones hacia el exterior de la membrana, cuya estructura está mantenida por fibras protéicas del citoesqueleto. Responsables del movimiento de las células. Los cilios son más cortos y numerosos, mientras que los flagelos son generalmente únicos y muy largos. CENTRIOLOS: Son dos estructuras cilíndricas, dispuestas perpendicularmente. Intervienen en el reparto de cromosomas durante la división celular. Sólo se encuentran en células animales. 16
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NÚCLEO Sólo están presentes en células eucarióticas. Aquí se localiza el material genético (ADN) y que controla toda la actividad celular. Durante el ciclo celular sólo es visible durante el periodo de Interfase, desapareciendo en la división celular. El Núcleo en Interfase consta de : Membrana Nuclear que rodea a todo el núcleo, pero que permite el intercambio de sustancias. Carioplasma o Nucleoplasma: Medio acuoso. Nucleolo/s: Estructura más o menos esférica, muy importante en la expresión del mensaje genético. Cromatina: Es el material genético, formado por ADN y proteinas. 18
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CROMOSOMAS Son estructuras sólo visibles cuando la célula se divide. Formados por el ADN del núcleo que se condensa al máximo. Según el periodo de la división, los cromosomas pueden estar constituidos por un solo filamento de cromatina, denominado cromátida, o por dos filamentos, que son dos copias exactas la una de la otra, por lo que la información genética está duplicada y denominan cromátidas hermanas, unidad por un punto llamado centrómero. 20
Cromátidas hermanas (Genéticamente idénticas) cromátida 21
CARIOTIPO HUMANO 22
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REPRODUCCIÓN CELULAR Las células tienen un ciclo vital que consta de dos periodos: Interfase: Es el más largo. La célula presenta la máxima actividad. El núcleo está perfectamente organizado, estando la cromatina (ADN más proteínas) dispersa. Al final se duplica el ADN (por tanto hay dos copias exactamente iguales). División: Al acabar el periodo anterior, las células se dividen y lo pueden hacer de dos formas, por Mitosis o por Meiosis. 24
MITOSIS A partir de una célula se obtienen dos células genéticamente idénticas, con el mismo número de cromosomas. Por este motivo en los organismos pluricelulares todas sus células son genéticamente idénticas, por tanto muy importante en el crecimiento del individuo y recambio celular. Este proceso consta de varias etapas: Profase, Metafase, Anafase y Telofase. Al final del proceso se reparte el citoplasma entre las células hijas, (Citocinesis). 25
PROFASE Comienza a desaparecer el núcleo, los centríolos se duplican y se van a polos opuestos de la célula. La cromatina comienza a condensarse para formar los cromosomas. Cada cromosoma consta de dos cromátidas genéticamente idénticas (cromátidas hermanas) 26
METAFASE Los cromosomas se condensan al máximo y se disponen en la zona ecuatorial. 27
ANAFASE Las cromátidas hermanas (que son genéticamente idénticas) se separan y van a polos opuestos de la célula. 28
TELOFASE Los cromosomas comienzan a descondensarse. Comienza a formarse los núcleos de las dos células. Al final los cromosomas se han descondensado del todo, formando la cromatina. Al final la célula se divide en dos, repartiéndose el citoplasma (Citocinesis). 29
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MEIOSIS Proceso de división en el que a partir de una célula se obtienen cuatro con la mitad de cromosomas y que no son genéticamente idénticas. Es necesario para la formación de gametos o células reproductoras, que tienen la mitad de cromosomas que el resto de células del organismo. Cuando se produce la fecundación cada gameto aporta la mitad de cromosomas a la nueva célula (célula huevo o cigoto). Consta de dos grandes etapas (Meoisis I y Meoisis II). Cada una de ellas divida en pequeñas etapas. 31
MEIOSIS I Al final se obtienen dos células, genéticamente diferentes y se reduce el nº de cromosomas a la mitad. Etapas: Profase I.- Los cromosomas formados cada uno de ellos por dos cromátidas hermanas se asocian en parejas (de homólogos) y se producen intercambios de fragmentos entre los homólogos (Recombinación). Metafase I.- Las parejas de homólogos se disponen en el ecuador. Anafase I.- Separación (al azar) de cromosomas homólogos que van a polos opuestos. Telofase I.- Se obtienen dos células, pero con la mitad de cromosomas que habían al principio. 32
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MEIOSIS II Ocurre lo mismo que en una mitosis. A partir de cada célula obtenida en la meiosis I se obtienen dos. Por tanto al final del proceso obtenemos cuatro células. No se reduce el nº de cromosomas. Etapas: Profase II.- condensación de los cromosomas. Metafase II.- Los cromosomas se disponen en el ecuador de la célula. Anafase II.- Separación (al azar) de cromátidas hermanas. Telofase II.- Descondensación de los cromosomas. 34