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LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL

TEMA 7 DEL LIBRO – PÁG. 153

INSTRUMENTOS DE OBSERVACIÓN EN BIOLOGÍA

• 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

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))

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

MICROSCOPIO ÓPTICO

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

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)

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 500.000

Microscopio electrónico de transmisión (MET)

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 20.000) que el logrado con el MET, pero permite ver células enteras y las imágenes se reproducen de forma tridimensional

Microscopio electrónico de barrido (MEB)

Microscopio electrónico de barrido (MEB)

Microscopio electrónico de barrido (MEB)

Características M. ÓPTICO M. ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN (MET)

M. ELECTRÓNICO DE BARRIDO (MEB)

Portátil SÍ NO NO

Aumento máximo X 2.500 X 500.000 X 20.000

Tamaño mínimo observable

120 nm 1 nm 10 nm

Fotografía B/N y color B/N B/N

Observación in vivo Sí No No

RESUMEN COMPARATIVO DE LOS TIPOS DE MICROSCOPIO

FORMAS DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA

FORMAS DE ORGANIZACIÓN

ORGANIZACIÓN ACELULAR

ORGANIZACIÓN CELULAR

ORGANIZACIÓN CELULAR

ORGANIZACIÓN CELULAR

Célula eucariota

Célula procariota

• Diferencias entre célula procariota y eucariota

CARACTERÍSTICAS C. PROCARIOTA C. EUCARIOTA

Organismos Bacterias y cianobacterias Protoctistas, hongos, plantas y animales

Tamaño celular 1-10 µm de dimensión lineal 10-100 µm de dimensión lineal

Metabolismo Anaeróbico o aeróbico Fundamentalmente aeróbico

ADN Circular en el citoplasma Organizado en cromosomas rodeado de envoltura nuclear

ARN y Proteínas Sintetizadas en el mismo compartimento

ARN sintetizado y transformado en el núcleo. Proteínas sintetizadas en el citoplasma

Citoplasma Sin citoesqueleto Citoesqueleto formado por filamentos proteicos

División celular Por fisión binaria Por mitosis o meiosis

Organización celular

Unicelulares Pluricelulares

Pared celular Pared de mureína (dependiendo del grosor diferenciamos distintas bacterias: gram + mas gruesas y las gram- )

C. vegetal ( pared de celulosa ) C. animal ( sin pared )

Orgánulos Ribosomas ( 70 S ) Mitocondria,centrosoma, ribosoma( 80 S ) , ap de Golgi, RE, ….

MEMBRANAS CELULARES - VER APUNTES

Funciones de la membrana plasmática

• Aísla y protege el interior celular del exterior (frontera física).

• Presenta permeabilidad selectiva que permite el intercambio y transporte de sustancias.

• Realiza el reconocimiento de información extracelular (estímulos externos) y transmisión al medio intracelular (para ello dispone de receptores de membrana de naturaleza proteica).

• Sirve de soporte de numerosas reacciones bioquímicas.

• Participa en el control del desarrollo y división celular.

• Permite la comunicación intercelular.

Bomba Na-K

CÉLULA EUCARIOTA

• Características generales

- 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.

• Diferencias célula eucariota 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, de tamaño

reducido

Gran vacuola central

Ausencia de cloroplastos Presencia de cloroplastos

Célula eucariota animal

Célula eucariota vegetal

• Estructura de célula eucariota

– Membrana plasmática (YA VISTO)

– Citoplasma

– Núcleo

• 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

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.

C) ORGÁNULOS

C) ORGÁNULOS

• Ribosomas

C) ORGÁNULOS

• Retículo endoplasmático rugoso (REr) y liso (REl)

Retículo endoplasmático rugoso

Retículo endoplasmático rugoso

C) ORGÁNULOS

• Aparato de Golgi

TRANSPORTE INTRACELULAR

C) ORGÁNULOS

• Centrosoma

C) ORGÁNULOS

• Lisosomas

C) ORGÁNULOS

• Peroxisomas

Orgánulos con que contienen gran variedad de enzimas oxidativos, como las oxidasas (en su degradación producen H2O2, muy toxico) y catalasas (eliminan el H2O2). Son capaces de eliminar gran cantidad de sustancias tóxicas, sobretodo en hígado y riñón

C) ORGÁNULOS

• Vacuolas

Orgánulos celulares a modo de cisternas membranosas, más característicos de cel. Vegetales pero también se encuentran en cel. animales. Su función es el mantenimiento de la turgencia celular, almacenamiento de sustancias de reserva (almidón, grasas, proteínas) y también digestión intracelular (en cel. vegetales)

C) ORGÁNULOS

• Vacuolas

C) ORGÁNULOS

• Mitocondrias (VER APUNTES DE CLASE)

C) ORGÁNULOS

• Mitocondrias (VER APUNTES DE CLASE)

C) ORGÁNULOS

• Cloroplastos (VER APUNTES DE CLASE)

C) ORGÁNULOS

• Cloroplastos (VER APUNTES DE CLASE)

C) ORGÁNULOS

• Cloroplastos (VER APUNTES DE CLASE)

• NÚCLEO

Alberga 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.

• 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 mas 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)

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.

EL CICLO CELULAR EN CÉLULAS EUCARIOTAS - REPASO

• Ciclo celular; conjunto de cambios que sufre una célula desde que se forma, por división de otra preexistente, hasta que se divide para dar origen a dos células hijas

• En células eucarióticas el ciclo celular se divide en dos etapas:

– Interfase

– Fase M. Tiene lugar la mitosis y la citocinesis (división del citoplasma)

INTERFASE

Interfase • Es el periodo de tiempo que transcurre entre dos mitosis

sucesivas

• Ocupa la mayor parte del ciclo celular

• Durante la interfase, la célula aumenta su tamaño, duplica su material genético y se produce una gran actividad metabólica

• Dentro de la interfase se distinguen tres periodos o fases:

– Fase G1

– Fase S

– Fase G2

Interfase. Fase G1

• En esta fase se sintetizan proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño

• Duración variable, depende del tipo celular

• Durante G1 la célula puede abandonar el ciclo celular y pasar a estado quiescente (fase G0). Se dice entonces que la célula está en estado de reposo o quiescencia

• En células diferenciadas, como neuronas, es habitual detener el ciclo celular

Interfase. Fase S (de síntesis)

• En esta fase se produce la replicación (duplicación) del ADN y se sintetizan las histonas

• Además, en la fase S se inicia la duplicación de los centrosomas (en células animales)

Interfase. Fase G2

• En esta fase se trascriben y traducen genes que codifican proteínas necesarias para que la célula se divida en la fase M (por ejemplo tubulina)

• Culmina la duplicación de centriolos que se van separando para el inicio de a mitosis

• Esta fase finaliza en el momento que se inicia la condensación de los cromosomas para comenzar la mitosis

FASE M

• Los procesos de la división celular (fase M del ciclo celular) consisten en divisiones nucleares (mitosis) seguidas de divisiones citoplasmáticas (citocinesis). La división nuclear se efectúa mediante un huso mitótico compuesto por microtúbulos que separan los cromosomas.

• La mitosis se organiza fundamentalmente mediante el áster microtubular que se forma alrededor de cada uno de los dos centrosomas producidos por la duplicación de centrosoma, que comienza durante las fases S y G2 del ciclo celular. En el inicio de la fase M los centrosomas duplicados se separan y se desplazan hacia las caras opuestas del núcleo, formando los dos polos del huso mitótico.

• Los grandes orgánulos membranosos, tales como el complejo de Golgi y el retículo endoplasmático, se rompen en muchos fragmentos más pequeños durante la fase M, lo que asegura su distribución equitativa entre las células hijas durante la citocinesis.

MITOSIS

Mitosis

• Es el proceso de reproducción o división celular

• Tiene lugar en todas las células somáticas (en c. sexuales se denomina meiosis)

• Resultado; 2 células hijas con misma información genética (idéntica) que 1 célula madre (2n)

2n

2n

2n

1. Profase

– Envoltura nuclear se dispersa y desaparece

– Desaparece nucléolo

– Cromosomas siguen condensándose y ya se hacen visibles

– Cada pareja de centriolos, ya duplicados en la interfase, se va a un polo de la célula

– Aparecen fibras de proteínas de los dos polos celulares. Se produce la formación del huso mitótico (o acromático)

– Unión de cromosomas al huso mitótico

1. Profase

1. Profase

Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una fibra del huso por su centrómero (un sólo cromosoma por fibra) (6), de manera que las cromátidas miran hacia los polos de la célula.

Cuando ya ha desaparecido la membrana nuclear, los centriolos migran hacia los polos (extremos) de la célula (4), apareciendo entre los dos pares de centriolos una serie de fibras de proteína dispuestas de polo a polo que reciben el nombre en conjunto de HUSO ACROMÁTICO (5).

2. Metafase

Los microtúblos cinetocóricos alinean los cromosomas en un plano situado a medio camino de los polos del huso. Cada cromosoma se mantiene en tensión en esta placa metafásica por los cinetocoros apareados y por sus microtúbulos asociados, los cuales están unidos a los polos opuestos del huso.

2. Metafase

– Cromosomas se sitúan en el centro de la célula (plano ecuatorial)

– Fibras del huso acromático se unen al centrómero de cada cromosoma

– Cada cromátida del cromosoma queda orientada a un polo

3. Anafase

Impulsada por una señal específica, la anafase empieza bruscamente cuando los cinetocoros apareados de cada cromosoma se separan, permitiendo que cada cromátida (ahora denominada cromosoma) sea arrastrada lentamente hacia un polo del huso.

Todos los cromosomas que se acaban de separar se desplazan a la misma velocidad, que es de aproximadamente 1 µm por minutos. Se pueden distinguir dos categorías de movimiento. Durante la anafase A, los microtúbulos cinetocóricos se acortan a medida que los cromosomas se aproximan a los polos.

Durante la anafase B, los microtúbulos polares se alargan y los dos polos del husos e separan. Normalmente la anafase sólo dura unos minutos.

3. Anafase

– Fibrillas del huso acromático se rompen por el plano ecuatorial

– Cada fibrilla “arrastra” a una cromátida hermana a un polo. De esta forma se separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma

4. Telofase

En la telofase (telos, fin), los cromosomas hijos separados llegan a los polos y los microtúbulos cinetocóricos desaparecen. Los microtúbulos polares se alargan aún más y se vuelve a formar una envoltura nuclear. La cromatina condensada se expande de nuevo, los nucléolos, que habían desparecido en la profase, empiezan a reaparecer. La mitosis ha llegado a su fin.

4. Telofase

– En cada polo se forma la envuelta nuclear

– Los cromosomas comienzan se descondensan (dejan de ser visibles) y se convierten en cromatina

– Aparece el nucléolo

– Desaparece huso acromático

4. Telofase

CITOCINESIS

• Tras telofase: célula con dos núcleos hijos con las misma información genética

• Aún es necesario que el citoplasma se divida entre las dos células hijas y que los orgánulos citoplasmáticos se repartan de la manera más equitativa posible

• Este proceso tiene lugar al final de la telofase se denomina citocinesis y ocurre de modo diferente en las células animales y vegetales

Citocinesis. Célula animal

• A la altura de la placa ecuatorial aparece un anillo contráctil formado por filamentos de actina y miosina

• Este anillo se va estrechando hasta que produce el estrangulamiento total y la separación de las dos células hijas

Citocinesis. Célula vegetal

• A al altura de la palca ecuatorial se forma un tabique de separación entre las dos células hijas denominado fragmoplasto. Se forma por fusión de vesículas del aparato de Golgi y los restos de los microtúbulos que forman el huso acromático

• El fragmoplasto se halla perforado por plasmodesmos que aseguran la comunicación entre las dos células hijas

MEIOSIS

• Las células germinales se han de formar a través de un tipo especial de división nuclear, mediante el cual la dotación cromosómica queda dividida exactamente por la mitad. Este tipo de división se denomina meiosis, y en realidad implica dos divisiones nuclearse en una lugar de una sola.

• En una división mitótica (mitosis), ya descrita, las cromátidas hermanas se alinean sobre el huso dirigiendo sus fibras cinetocóricas hacia los polos opuestos. Cuando las cromátidas hermanas se separaban unas de otra en la anafase, decíamos que se denominaban cromosomas, y de esta manera las células hijas formadas por mitosis heredan el mismo numero de cromosomas (2n).

• Sin embargo, un gameto haploide (n), producido por divisiones de una célula diploide (2n) durante la meiosis, ha de contener la mitad del número original de cromosomas –un solo miembro de cada uno de los pares de cromosomas homólogos-.

• Las características típicas de la meiosis sólo sebhacen evidentes después de la replicación del ADN. En lugar de separarse, las cromátidas hermanas se comportan como una unidad, como si la duplicación cromosómica no hubiera tenido lugar: cada uno de los cromosomas homólogos duplicados se empareja con su compañero, formando una estructura denominada bivalente, que contienen cuatro cromátidas.

• Las estructuras bivalentes se alinean sobre el huso y, en la anafase, los dos homólogos duplicados (cada uno de ellos formados por dos cromátidas hermanas) se separan, desplazándose hacia los polos opuestos. Como consecuencia, cuando la célula meiótica se divide cada célula hija recibe dos copias de uno de los dos homólogos (división I de la meiosis). Entre los acontecimientos que se producen durante esta primera división cular de la meiosis cabe destacar el apareamiento de cromosomas homólogos que produce entrecruzamiento (recombinación génica).

• Proceso de división celular que da lugar a células sexuales (gametos), con la mitad de la información genética (n) que la célula madre (2n)

• 2 etapas; división I de la meiosis (MEIOSIS I) + división II de la meiosis (MEIOSIS II)

n

n

2n

n

n

n

n MEIOSIS I

MEIOSIS II

Meiosis. Fases

I. Meiosis I (Mitosis reduccional / Primera mitosis)

Profase I

• Cromosomas asociados en parejas de homólogos

• Se produce intercambio de material genético entre cromosomas homólogos (recombinación). Así aumenta la variabilidad genética

Las diferencias con la profase normal se dan en el comportamiento de los cromosomas, ya que éstos antes de unirse a las fibras del huso se van moviendo y se agrupan por parejas de manera que los cromosomas que son iguales (CROMOSOMAS HOMÓLOGOS) quedan formando pares unidos cromátida contra cromátida Esta unión va a permitir que se lleve a cabo el proceso más importante de la reproducción sexual ya que es el que permite que las generaciones filiales sean diferentes a las parentales, es la RECOMBINACIÓN GENÉTICA, que consiste en que las cromátidas de los cromosomas homólogos que quedan juntas se intercambian trozos de sus cadenas de ADN, apareciendo cromátidas nuevas que antes no existían, las cromátidas recombinadas, que darán lugar a la aparición de individuos adultos nuevos que tampoco existían anteriormente.

• Animación recombinación genética

Meiosis. Fases

I. Meiosis I

Metafase I

• Fibrillas de uso acromático se unen a pareja de cromosomas, no a cromosomas individuales

Meiosis. Fases

I. Meiosis I

Anafase I

• A cada polo celular se dirige 1 cromosoma completo

Meiosis. Fases

I. Meiosis I

Telofase I

• Similar a telofase de mitosis normal

• Tras la primera división celular de la meiosis, se producirá la formación de los verdaderos núcleos de los gametos de manera bastante sencilla, a través de una segunda división celular 8división II de la meiosis) Esta división meiótica II es semejante a la mitosis; como en la mitosis, en cada cromátida hermana se forma un grupo de fibras cinetocóricas que se extienden en direcciones opuestas a partir del centrómero. Además, las dos cromátidas hermanas se mantienen unidades en la placa metafásica hasta que se liberan por la brusca separación de sus cinetocoros durante la anafase. La única diferencia importante con la mitosis es que existe una sola copia de cada cromosoma, y no dos.

• Una vez formadas las envolturas nucleares alrededor de los cuatro núcleos haploides producidos durante la telofase II, la meiosis ha terminado.

EJERCICIOS DEL LIBRO

• Tema 7, actvs. 3, 4, 15, 16, 18, 19, 20, 29, 31, 34

CÉLULA PROCARIOTA

Características generales

• Siempre dan lugar a seres unicelulares (“procariotas”), aunque pueden formar colonias o agrupaciones

• Un ejemplo de célula procariota es una bacteria

• Material genético no limitado por membrana nuclear

• Distintas formas

– Esférica (cocos)

– Cilíndrica (bacilos)

– En espiral (espirilos)

– Forma de “coma”, curvadas y con un flagelo (vibrios)

– Etc.

• Tamaño: 0,1 -50 m ancho, 1 – 500 m largo

LA FUNCIÓN DE RELACIÓN EN CÉLULAS

Pág. 174, 175 libro

Estructura y composición de célula procariota

Estructura y composición de célula procariota

Vaina o cápsula bacteriana

• No aparece en todas las bacterias

• Formada por polímeros glucídicos (polisacáridos) que no llegan a formar una estructura definida.

• Funciones

– Adherente a distintas superficies

– Defensiva (impide la acción fagocítica de otras células dificultando el reconocimiento de la bacteria)

– Reservorio de agua

– Facilita movilidad (estas bacterias no presentan flagelos)

Estructura y composición de célula procariota

Pared celular bacteriana

• Pared celular de peptidoglicano (polisacáridos y péptidos unidos). Ej; mureína

• Funciones

– Da forma a la célula y consistencia

– Aísla del exterior

– Protección, p.ej. frente entrada masiva de agua

• Se puede identificar por tinción. 2 tipos:

– Gram +

– Gram -

Estructura y composición de célula procariota

Pared celular

• Bacterias Gram + (“gram positivas”)

– Pared celular gruesa, formadas por gran cantidad de capas de peptidoglicano, que envuelve a la membrana lipídica

– Tinción azul oscuro - violeta por la tinción de Gram

Estructura y composición de célula procariota

Pared celular

• Bacterias Gram – (“gram negativas”)

– NO se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram, y lo hacen de un color rosado tenue

– Presentan una capa de peptidoglicano más delgada

– De forma externa a a la capa de peptidoglicano, se encuentra una capa de lipopolisacáridos (confiere toxicidad generalmente)

– Presentan por lo tanto dos membranas lipídicas, y entre medias la pared celular

Estructura y composición de célula procariota

Membrana plasmática

• Formada por una bicapa de fosfolípidos atravesada por gran cantidad de proteínas (80%). No contiene colesterol.

• Presenta grandes repliegues, denominados mesosomas; sirven de anclaje para el ADN bacteriano, intervienen en la división celular (bipartición), o son el lugar donde se realiza parte de la respiración celular en las bacterias aerobias.

• También se encuentran las moléculas necesarias para realizar la fotosíntesis en bacterias fotosintéticas.

• Funciones

– Transporte

– Síntesis de la propia membrana

– Obtención de energía

– Control de material celular durante reproducción

Estructura y composición de célula procariota

Citoplasma

• Contiene inclusiones cristalinas, sustancias de reserva, gotas lipídicas, enzimas y otras proteínas.

• Se encuentran ribosomas 70 S y una región densa, no separada del resto del citoplasma por ninguna membrana, donde se encuentra el ADN bacteriano, bicatenario y circular

• Algunas bacterias presentan ADN extracromosómico, denominado plásmido. Los plásmidos están relacionados con la resistencia a antibióticos u otras sustancias tóxicas para la célula. También son necesarios para unir la bacteria a una superficie, ya sea a una macromolécula alimenticia, a un líquido, o a otra célula para realizar un tipo concreto de reproducción, denominada conjugación.

Estructura y composición de célula procariota

Citoplasma

Otros elementos presentes en el citoplasma bacteriano:

• Carboxisomas; estructuras poliédricas con enzimas para captar CO2 atmosférico y emplearlo en fotosíntesis

Estructura y composición de célula procariota

Endosporas

• Estructura interior muy resistente con contenido cromosómico.

• Permite la reproducción en condiciones muy adversas

Estructura y composición de célula procariota

Flagelo

• Filamento externo (formado por proteínas de tipo flagelina)

• Gancho (curvatura)

• Cuerpo basal (anclaje a membrana plasmática)

REPRODUCCIÓN EN PROCARIOTAS

• Formas de reproducción bacteriana:

– Bipartición (fisión binaria)

– Transformación

– Transducción

– Conjugación

Reproducción parasexual

Bipartición

• Es el mecanismo de reproducción habitual en bacterias.

• Mediante este mecanismo se obtienen dos células hijas, con idéntica información en el ADN circular, entre sí y respecto a la célula madre, y de contenido citoplásmico celular similar.

• La bipartición se produce cuando la célula ha aumentado su tamaño y ha duplicado su ADN. El ADN bacteriano se une a un mesosoma, que separa el citoplasma en dos y reparte cada copia del ADN duplicado a cada lado. Al final del proceso el mesosoma se ha unido al resto de la membrana plasmática y se han formado dos células hijas genéticamente iguales

Bipartición

Bipartición

Bipartición

En ocasiones, la célula bacteriana tiene la oportunidad de intercambiar información genética por procesos de recombinación; transformación, transducción y conjugación

• Transformación

Fragmentos de ADN que pertenecían a células lisadas (rotas) se introducen en células normales. El ADN fragmentado recombina con el ADN de la célula receptora, provocando cambios en la información genética de ésta.

• Transducción

Cuando una célula es atacada por un virus bacteriófago, la bacteria genera nuevas copias del ADN vírico. En la fase de ensamblaje se pueden introducir fragmentos de ADN bacteriano en la cápsida del virus. Los nuevos virus ensamblados infectarán nuevas células. Mediante este mecanismo, una célula podrá recibir ADN de otra bacteria e incorporar nueva información.

Video - Transducción

• Video 2 - Transducción

• Conjugación

Se lleva a cabo si la célula presenta el plásmido F, que contiene la información genética para formar pili, puentes que sirven de unión citoplásmica entre dos bacterias.

Se produce la transferencia de plásmido (de una hebra).

La célula que presenta el plásmido se denomina F+; la célula que no lo contiene se llama F-. La bacteria F+(donadora de información) se une a una bacteria F- (receptora) mediante uno de sus pili. A través de él introduce una hebra del plásmido F, de forma que la bacteria F- se convierte en bacteria F+.

En ocasiones el plásmido se introduce en el anillo del ADN bacteriano.

Video - Conjugación

• Conjugación

• Conjugación

FORMAS ACELULARES

ORGANIZACIÓN ACELULAR

Priones

Viroides

Virus

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

Organización acelular

PRIONES

Son variantes patogénicas 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”)

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 )

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

VIRUS CON ENVOLTURA EXTERNA

• Ciclo de los virus

– Lisogénico. Ciclo que se caracteriza por la integración del genoma vírico en el material genético de la célula hospedadora, pudiéndose mantener por tiempo indeterminado inactivo hasta producir nuevos virus y provocar la lisis (paso a ciclo lítico)

– Lítico. Célula infectada por un virus muere por rotura (lisis en griego), al liberarse las nuevas copias virales.

• VER LIBRO, TABLA PÁG. 180 • VER APUNTES