1. introduccion de biologia celular enero 2013.ppt
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Biología Celular• Todos los organismos vivos están formados
por células: unidades pequeñas rodeadas de
una membrana que contiene una solución
acuosa concentrada de soluciones químicas y
dotadas de la capacidad de crear copias de sí
mismas mediante el crecimiento y la división
en dos células.
• Las células, por lo tanto, son las unidades fundamentales de la vida y la Biología Celular es el medio, al cual debemos recurrir para encontrar la respuesta a la pregunta qué es la vida y como funciona. Además la Biología Celular puede respondernos a interrogantes como ¿de donde venimos? Cómo nos desarrollamos de un huevo fecundado? Etc.
Biología Celular
• Las células no son todas iguales. Se
estiman que existen, por lo menos
100,000 de especies distintas de
organismos vivos en el mundo. La
especies presentan una gran variedad de
tamaños y formas.
Biología Celular
Biología Celular
Célula nerviosa Paramecium
Biología Celular
Corte de tallo Bacteria
• Todas las células tienen propiedades básicas similares. Gracias al invención del microscopio, quedo claro que las plantas y los animales son conjuntos de células, que las células pueden existir como organismo independientes y que cada célula está viva en el sentido de que puede crecer, reproducirse, convertir la energía de una forma a otra, responder a su ambiente, etc.
Biología Celular
Biología Celular• Todos los organismos
vivos están compuestos por células. Una bacteria, una mariposa, una rosa y un delfín están compuestos por células que tienen propiedades similares y operan de acuerdo con los mismos principio básicos.
• Todas las células están compuestas por las mismas clases de moléculas que participan en los mismos tipos de reacciones químicas.
• En todos los organismos las instrucciones genéticas –genes- están almacenadas en moléculas de DNA, escritas en el mismo código químico, construidas con los mismos componentes básicos químicos e interpretadas de la misma forma.
Biología Celular
Biología Celular• En todas las células
vivas, la información genética fluye del DNA al RNA (transcripción) y del RNA a las proteínas (traducción). Estos procesos son conocidos en conjunto como expresión génica.
• Todas las células actuales han evolucionado a partir del mismo antepasado. La célula se reproduce mediante la duplicación de su DNA, con transmisión de una copia de las instrucciones genéticas a sus hijas. Sin embargo las copias no siempre son perfectas y las instrucciones son adulteradas en ocasiones por mutaciones que modifican al DNA.
Biología Celular
Evolución
Biología Celular• Pruebas embriológicas: Se
basan en el estudio del desarrollo embrionario de los seres vivos. Aquella especies que tienen un mayor parentesco evolutivo muestran mayores semejanzas en sus procesos de desarrollo embrionario. Las similitudes en las primeras etapas, muestran un antepasado común.
• Diferenciación celular. Desde la fecundación del óvulo por el espermatozoide, ocurren una cascada de sucesos que permiten la formación de un organismo completo. Cada Etapa está caracterizada por la formación diferenciada de distintos tipos celulares; es por esto que comprender los fenómenos asociados a la comunicación celular, que permite la expresión selectiva de genes contenidos en el material genético celular, resulta de vital importancia para comprender la construcción de un organismo siguiendo "un plan corporal básico".
Biología Celular
Gastrulación
Endodermo
Ectodermo
Mesodermo
Nodo embrionario
Biología Celular
• En 1665 el inglés Robert Hooke observó con un primitivo microscopio, láminas muy finas de corcho. Presentó las láminas dibujadas a la Real Sociedad de Londres, describió lo observado con las siguientes palabras: “el corcho está formado por celdas no muy profundas, que consisten en pequeñas cajas” Utilizó el término celda porque los compartimentos que vio en el corcho le recordaron pequeños cuartos, estos compartimentos en el corcho estaban vacíos.
Biología Celular
El descubrimiento de la célulaRobert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamó células. Fue el primero en utilizar este término.
Dibujo de R. Hooke de una lámina de corcho al microscopio
El descubrimiento de la célulaAntony van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos.
Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek
• Teoría celular.
• La idea de que las células son las unidades
fundamentales de la vida es parte de la llamada
teoría celular. Según esto todos los organismos
vivos están compuestos por células. Algunos
están constituidos por una sola célula y otros por
billones de ellas.
Biología Celular
• Dos científicos alemanes, el botánico Matthias
Schleiden, en 1838, y el zoólogo Theodor Schwann,
en 1839, fueron los primeros en señalar que las
plantas y animales estaban compuestos de grupos
de células y que éstas eran la unidad básica de los
organismos vivos; las células son los bloques de
construcción de un organismo.
Biología Celular
• En 1855 Rudolph Virchow amplió esta teoría, estableciendo que sólo se formaban células nuevas a partir de una célula preexistente. En los organismos multicelulares, como el ser humano, una célula se divide y forma dos y cada una de éstas a su vez se divide una y otra vez, dando lugar finalmente a los tejidos complejos y a los órganos y sistemas de un organismo desarrollado. Más allá de la diversidad de formas, tamaños y funciones de los seres vivos, en todos hay un componente común: la célula.
Biología Celular
Biología Celular• Las nuevas células se
forman por división de células existentes. (A) en 1880 E. Strasburger dibujó una célula vegetal viva, que observó mientras se dividía. (B) una célula viva comparable fotografiada recientemente con un microscopio óptico moderno.
• Los postulados de la teoría celular de nuestra época incluyen las ideas expuestas por los mencionados investigadores:
1. Todos los seres vivos están compuestos de células y productos celulares.
2. Sólo se forman células nuevas a partir de células preexistentes.
3. Todas las células actuales son descendientes de células ancestrales.
Biología Celular
• Propiedades básicas de las células.
• La teoría celular afirma que todos los seres vivos están constituidos por células. A su vez, toda célula está constituida por un conjunto de pequeños órganos u orgánulos, cada uno de ellos con una forma y una función determinadas.
• Los orgánulos están constituidos por moléculas que se agrupan y ordenan en el espacio, y, por su parte, las moléculas están formadas por átomos, unidos por medio de enlaces químicos.
• Así pues, dentro de la célula distinguimos los siguientes niveles de organización: atómico, molecular y de orgánulo.
Biología Celular
Biología Celular
Biología Celular• Si se realiza un corte muy
delgado de un tejido vegetal o animal y se le coloca bajo el microscopio óptico, se observará que el tejido está dividido en miles de células pequeñas. (A) Células de la raíz de un helecho. (B) células de túbulos colectores del riñón.
Biología Celular• Este esquema indica
los tamaños de las
células y de sus
componentes, y las
unidades utilizadas
para su medición.
Biología Celular• La célula tiene limites
bien definidos, que indican la existencia de una membrana de envoltura. En el centro se destaca un cuerpo redondeado y grande el núcleo. Alrededor de éste y ocupando el interior de la célula se encuentra el citoplasma.
Biología Celular• Célula pigmentaria de
una rana, teñida con colorantes fluorescentes y visualizada con microscopio de fluorescencia. El núcleo se muestra en azul, los gránulos de pigmento en rojo, y los microtúbulos en verde.
Biología Celular• Las células poseen un programa genético y los
medios para usarlo.• Los organismos están construidos de acuerdo
con la información codificada en un grupo de genes. Esta información esta empaquetada en los cromosomas. Los genes constituyen el proyecto para construir las estructuras celulares, las instrucciones para llevar a cabo las actividades celulares y el programa para duplicarse. La estructura en los genes permite cambios en la información genética (mutación), que es base para la evolución.
• Las células son capaces de reproducirse
• La reproducción celular es el proceso por el
cual a partir de una célula inicial o célula
madre se originan nuevas células llamadas
células hijas.
Biología Celular
Biología Celular• La mitosis, o división
celular, es el proceso por el cual, a partir de una célula madre, se originan dos células hijas con el mismo número de cromosomas y con idéntica información genética que la célula inicial.
Biología Celular• La meiosis es un proceso en el
que, a partir de una célula con un número diploide de cromosomas (2n), se obtienen cuatro células hijas haploides (n), cada una con la mitad de cromosomas que la célula madre o inicial. Este tipo de división reduccional sólo se da en la reproducción sexual, y es necesario para evitar que el número de cromosomas se vaya duplicando en cada generación.
• Las células obtienen y utilizan energía
• Mediante la nutrición, la célula obtiene la
materia y la energía necesarias para fabricar
su propia materia celular y para realizar sus
actividades vitales. Existen dos tipos de
nutrición celular: la nutrición autótrofa y la
nutrición heterótrofa.
Biología Celular
Nutrición celularLa nutrición celular engloba los procesos destinados a proporcionar a la célula energía para realizar todas sus actividades y materia orgánica para crecer y renovarse.
En la nutrición heterótrofa (células animales):
•La membrana permite el paso de algunas sustancias.
•La célula incorpora partículas mayores mediante fagocitosis.
•Una vez incorporadas estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular.
Nutrición celular
En la nutrición autótrofa (células vegetales):
•La célula atrapa la energía de la luz solar.
•La célula incorpora agua, CO2 y sales minerales y mediante la energía atrapada fabrica sus propios alimentos (fotosíntesis).
•Una vez fabricadas, estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular.
Nutrición celularEl metabolismo celular:
Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de obtener energía y moléculas para crecer y renovarse.
La Respiración Celular es una de las vías principales del metabolismo, gracias a la cual la célula obtiene energía en forma de ATP. Tiene lugar en las mitocondrias.
Las células que tienen nutrición autótrofa fabrican materia orgánica propia a partir de materia inorgánica sencilla. Para realizar esta transformación, las células de nutrición autótrofa obtienen energía de la luz procedente del sol.
luz solarCO2 + H2O + Sales Minerales C6H12O6 + O2
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• La nutrición heterótrofa se realiza cuando la célula va consumiendo materia orgánica ya formada. En este tipo de nutrición no hay, pues, transformación de materia inorgánica en materia orgánica. Sin embargo, la nutrición heterótrofa permite la transformación de los alimentos en materia celular propia.
• Poseen este tipo de nutrición algunas bacterias, los protozoos, los hongos y los animales.
Biología Celular
• Las células llevan a cabo diferentes reacciones químicas
• Metabolismo. Es el conjunto de reacciones que tienen lugar en el citoplasma. Su fin es obtener energía para la célula y construir materia orgánica celular propia. El metabolismo se divide en dos fases:
Biología Celular
– Anabolismo o fase de construcción en la que, utilizando la energía bioquímica procedente del catabolismo y las pequeñas moléculas procedentes de la digestión, se sintetizan grandes moléculas orgánicas.
– Catabolismo o fase de destrucción, en la que la materia orgánica, mediante la respiración celular, es oxidada en el interior de las mitocondrias, obteniéndose energía bioquímica.
Biología Celular
Biología Celular• Las células se ocupan de actividades mecánicas
• Los materiales se transportan de un lugar a otro,
las estructuras se acoplan y desacoplan con
rapidez y en muchos casos, la célula entera se
mueve por sí misma de un punto a otro. Estos
tipos de actividades se llevan a cabo por medio
de proteínas motoras.
• Las distintas células tienen diversos mecanismos para
moverse, como, por ejemplo, los cilios, los flagelos, la
contracción, la emisión de seudópodos, etc.
• Cilios. Son conjuntos de hilos cortos, muy
numerosos, que vibran sincronizada mente y así
permiten el movimiento de las células ciliadas.•
Biología Celular
• Flagelos. Son hilos muy largos, poco numerosos, uno o dos generalmente en cada célula, cuyo movimiento ondulatorio y giratorio permite el avance de las células flageladas.
• Seudópodos o falsos pies. Son prolongaciones citoplasmáticas que permiten el movimiento de las células. Este movimiento por seudópodos se llama también movimiento ameboide. La palabra ameboide proviene de una célula o protozoo con seudópodos denominada ameba.
Biología Celular
• Las células son capaces de reaccionar a estímulos
• Las respuestas son las reacciones de la célula ante los estímulos que se producen sobre ella.
• Las respuestas celulares pueden ser respuestas dinámicas, cuando en la célula se produce movimiento, o respuestas estáticas, en caso de que la célula permanezca inmóvil.
Biología Celular
• Las células son capaces de auto regularse • Hay regulación, autorregulación. El organismo regula lo que
debe hacer en cada momento. Tiene capacidad de regular los procesos (coherencia). La regulación en organismos complejos como nosotros está mediada por el sistema nervioso y el sistema endocrino. La homeostasis, consigue el mantenimiento del medio interno con respecto al medio externo. El medio interno son todos los compartimentos internos. La homeostasis permite constancia, a modo de ejemplo en la temperatura. Permite la adaptación. Los seres vivos tienen la capacidad de cambiar frente a los cambios ambientales (adaptación). La homeostasis no consigue un equilibrio, permite constancia pero no equilibrio.
Biología Celular
• Clasificación celular.
Células procariotas
• Las células procariotas no poseen un núcleo celular delimitado por una membrana.
• Los organismos procariontes son las células más simples que se conocen. En este grupo se incluyen las algas azul-verdosas y las bacterias.
Biología Celular
Biología Celular
Células eucariotas
• Las células eucariotas poseen un núcleo celular delimitado por una membrana. Estas células forman parte de los tejidos de organismos multicelulares como nosotros. Poseen múltiples orgánulos.
• Célula animal y célula vegetal: eucariotas
Biología Celular
En las células eucariotas se pueden distinguir las siguientes partes principales:
Célula animal Célula vegetalMembrana celular . Pared celular.Citoplasma . Membrana celular .Núcleo . Citoplasma .Orgánulos. Núcleo.
Orgánulos.
Biología Celular
En las células eucariotas se pueden distinguir las siguientes partes principales:
Célula animal Célula vegetal Membrana celular . Pared celular.Citoplasma . Membrana celular .Núcleo . Citoplasma .Orgánulos Núcleo.
Orgánulos. Cloroplastos.
Biología Celular
CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL
Biología Celular
CELULA EUCARIOTA VEGETALBiología Celular
Biología CelularProcariotas
• Número de moléculas de DNA 1.• No hay DNA en los orgánulos.• No hay membrana nuclear.• No hay mitocondria.• Alta resistencia al calor.• Pared celular. • No tiene cito esqueleto.• División celular mesosoma• Reproducción asexual.
Eucariotas• Número de moléculas de
DNA más de 1.• DNA en los orgánulos.• Membrana nuclear.• Mitocondria.• No hay resistencia al calor.• Pared en plantas.• Tiene cito esqueleto.• División celular tiene huso.• Reproducción sexual.
• Los organelos celulares corresponden a
estructuras que se encuentran en el
citoplasma de las células eucariotas,
principalmente. cumplen variadas funciones
en la célula.
Biología Celular
Biología CelularMITOCONDRIA
• Organelo de forma cilíndrica formado por una doble membrana, encontrándose la membrana interna plegada sobre si misma formando las crestas mitocondriales. Se encuentra presente en células animales y vegetales. Tiene por función extraer la energía contenida en los alimentos.
Biología CelularCLOROPLASTO
• Organelo perteneciente al grupo de los plastidios; al igual que la mitocondria, se encuentra formado por dos membranas (una interna y otra externa) y se encuentra presente sólo en células eucariotas vegetales. Los cloroplastos contienen clorofila, la cual participa en el proceso de la fotosíntesis que tiene como resultado la formación de almidón, molécula que sirve de alimento para la planta.
Biología CelularVACUOLA
• Vesícula de gran tamaño que puede ocupar desde un 30% a un 90% del volumen celular. Las vacuolas están presentes en las células vegetales, aunque es posible encontrar pequeñas vesículas en células animales NO se consideran organelos, es por eso que por lo general se dice que son exclusivas de las células eucariotas vegetales. Las vacuolas participan almacenando, principalmente, agua lo que permite mantener la turgencia de la planta; también puede almacenar almidón o sustancias de desechos.
Biología CelularCITOESQUELETO
• Corresponde a una serie de filamentos que se encargan de mantener la forma y la organización de la célula, además participan en el movimiento de varias células; se encuentran en células vegetales y animales.
Biología CelularPEROXISOMAS
• Corresponden a pequeñas vesículas formadas en el aparato de Golgi que contienen en su interior enzimas capaces de destruir sustancias tóxicas como el agua oxigenada (peróxido de hidrógeno; H2O2); los peroxisomas están formados por una sola membrana y están presentes en células animales y vegetales.
Biología CelularLISOSOMAS
• Son un tipo de vesícula formada por una sola membrana formada en el aparato de Golgi que contiene enzimas digestivas que le permite digerir o degradar sustancias sólidas incorporadas a la célula, también puede degradar organelos o partes obsoletas de la célula. este proceso es conocido como digestión celular. Se encuentran presentes tanto en células animales como vegetales.
Biología CelularRIBOSOMA
• Organelo formado por proteínas y ácidos nucleicos (ARN); se ubican en el citoplasma o unidos a la superficie externa del retículo endoplasmico rugoso (RER) y están presentes tanto en células animales como vegetales. Se relacionan con la formación (síntesis) de proteínas.
APARATO DE GOLGI• Es un organelo encargado de
procesar, empaquetar y distribuir los lípidos y proteínas provenientes del retículo endoplásmico liso (REL) y del rugoso (RER), respectivamente. Se caracteriza por estar formado por una serie de sacos aplanados y está presente tanto en células animales como vegetales.
Biología Celular
RETÍCULO ENDOPLASMICO (RE)• Es una red de tubos y canales
conectados entre si típico de TODAS las células eucariotas. Una porción del retículo endoplásmico se encuentra asociado con ribosomas, recibiendo el nombre de RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER); tiene por función formar proteínas. La porción que no se encuentra con ribosomas en su superficie recibe el nombre de RETÍCULO ENDOPLASMICO LISO (REL) y tiene por función formar lípidos esenciales para la célula.
Biología Celular
• Organismos modelo
• Los biólogos celulares y moleculares enfocan sus
actividades de investigación en un pequeño número
de organismos representativos u organismos
modelo, con la esperanza de obtener un conjunto
amplio de conocimientos de estas especies.
Biología Celular
Biología Celular• Organismos• Se ha utilizado:• Una bacteria, Escherichia coli.• Una levadura, Saccharomyces cerevisiae.• Una planta con flor, Arabidopsis thaliana.• Un nematodo, Caenorhabditis elegans.• Una mosca de la fruta, Drosophila melanogster.• Un ratón, Mus musculus.
• Un virus (de la palabra latina virus, toxina o veneno) es una entidad biológica que para replicarse necesita de una célula huésped. Cada partícula de virus o virión es un agente potencialmente patógeno compuesto por una cápside (o cápsida) de proteínas que envuelve al ácido nucléico, que puede ser ADN o ARN. La forma de la cápside puede ser sencilla, típicamente de tipo helicoidal o icosaédrica (poliédrica o casi esférica), o compuesta, típicamente comprendiendo una cabeza y una cola. Esta estructura puede, a su vez, estar rodeada por la envoltura vírica, una capa lipídica con diferentes proteínas, dependiendo del virus.
Biología Celular
• El ciclo vital de un virus siempre necesita de la maquinaria metabólica de la célula invadida para poder replicar su material genético, produciendo luego muchas copias del virus original. En dicho proceso reside la capacidad destructora de los virus, ya que pueden perjudicar a la célula hasta destruirla. Pueden infectar células eucariotas (plantas, animales, hongos o protistas) o procariotas (en cuyo caso se les llama bacteriófagos, o simplemente fagos). Algunos virus necesitan de enzimas poco usuales por lo que las cargan dentro de su envoltorio como parte de su equipaje.
Biología Celular
Biología Celular
El reconstruido virus de la gripe de 1918. El Virus Ébola.
El Virus de Marburgo.
Leucemia humana causada por células infectadas por el Virus de Epstein Barr.