La célula:unidad estructural y funcional de los seres vivos

Mónica Giraldo R.

Fertilización

BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA

Lodish H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D, Darnelll J.Biología Molecular de la Célula. Freeman & Co. 4ed. 2000.

Karp G. Biología Celular y Molecular. McGraw-Hill. 4ed. 2005

Cooper GM. La Célula. Marban. 2ed. 2000.

Spinel C. Biología Molecular de la Célula eucariótica animal.Biogénesis. 1ed. 2002

Patiño P (editor). Biología de la célula. Fondo editorial Biogénesis. 2006

objetivos

Comprender la hipótesis, aceptada desde la biología ,sobre el surgimiento de las primeras células

Reconocer la estructura general de las células procariotas y eucariotas

LA CREACIÓN Michelangelo

La Gran Explosión La Teoría del Big Bang

Se calcula que la tierra se formó hace 4600 millones de años

¿cómo surgieron las primera formas de vida?

Posibles fuentes de energía para la síntesis química en la atmósfera primitiva de la tierra

Radiación ultravioleta Descargas eléctricas Calor volcánico

El experimento de Urey-Miller:Síntesis de compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos

La autorreplicación de los organismos vivos se logra gracias a la presencia de un sistema

que codifica la información que es necesaria para su existencia

Sin compartimentalización

Con compartimentalización

Significado evolutivo de la

compartimentalización celular

Coacervados: una forma de segregación de la materia

Los organismos vivos que comparten un medio

común con otros seres vivos tienen

que quedar separados por alguna frontera o

superficie que impida que se diluyan y desaparezcan

Crisis osmótica en los prebiontes

Generación de gradientes iónicos

Características básicas de los seres vivos

Capacidad de metabolismo Reorganizar los átomos de los compuestos que ingresan, transformándolos en lasmoléculas necesarias para su mantenimiento

Capacidad de reproducciónDar lugar a una descendencia con capacidades químicas similares con lo cual, indirectamente, sobrevivea largo plazo

Genoma DNA, transcripción a RNA, traducción a proteínas

Síntesis de péptidos específicos catalizada por moléculas de RNA

Participación creciente de péptidos en lareplicación de RNA. Coevolución RNA-proteína

Desarrollo de sistemas primitivos de traducción. Genoma RNA. Catálisis RNA-proteína

Genoma RNA comienza a copiarse en DNA

Producción de pequeñas moléculas de RNA con secuencias al azar

Replicación selectiva de segmentos de RNA autocatlíticos

Sopa prebiótica con los elementos de la atmósfera primitiva

EVOLUCIÓN DE SISTEMAS REPLICATIVOS

D-glucosaD-manosa D-galactosa

fosfato Base nitrogenadaPurina o pirimidina

Pentosa

El ADN es una hélice dobleComplementaria y antiparalela.El contenido de A igual a T y el contenido de C igual a G

Código genético

Es universal, conservado, degenerado.

L-gliceraldehído D-gliceraldehído

L-alaninaL-alanina D-alanina

Secuencia hipotética de eventos para el surgimiento de la Célula:

Síntesis de monómeros biológicos a partir de compuestos no orgánicos aminoácidos, azúcares, bases orgánicas.

Polimerización de monómeros biológicos: ácidos nucleicos, proteínas

Segregación de protobiontes dotados de identidad química

Desarrollo de capacidad autorreplicativa

La célula Unidadesmonoméricas

macromoléculasComplejossupramoleculares

nucleótidos

aminoácidos

carbohidratos

proteína

celulosa

Pared celular

Membrana plasmática

cromosomas

Cyanobacterias

Durante los siguientes 2000 millones de añoscambió la composición de la atmósfera terrestre:

Pasó de ser una atmósfera reductora, pobre en oxígeno,a una atmósfera oxidante rica en oxígeno

(1 de cada 5 moléculas) y provista de una capa de ozono que filtra la radiación ultravioleta,

con lo cual finaliza la síntesis no biológica de materia orgánica

Diversificación de eucariotes multicelulares(plantas, hongos, animales).

Aparición de algas rojas y verdes

Aparición de endosimbiontes(mitocondria, plástidos)

Aparición de los primeros eucariotes: protistos

Aparición de bacterias aeróbiasDesarrollo de una atmósfera rica en oxígeno

Aparición de cianobacterias fotosintéticasProductoras de oxígeno

Formación de océanos y continentes

Formación de la tierra.

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Primeros humanos

Millo

nes d

e a

ños

Principios básicos de los sistemas que evolucionan

Capacidad de replicación o reproducción

Variación (mutación)

Competencia

“célula” Robert Hooke, 1665.

Tipos de células

Organismos vivos

fotótrofos quimiótrofos

AutótrofosC derivado de CO2

Cianobacteriasplantas

HeterótrofosC derivado de compuestos OrgánicosBacterias rojas Y verdes

HeterótrofosC derivado de compuestos Orgánicos

litótrofosEnergía de CompuestosInorgánicosHidrogeno Y sulfuro bactarias

OrganótrofosEnergía de CompuestosOrgánicosMuchos procariotesTodos losEucariotes no fototróficos

Procariotes

Tamaño: Generalmente pequeños (1-10m)Genoma: DNA sin proteínas asociadas, circular, laxo,

genoma en nucleoide, no rodeado por membrana.

Ciclo celular: Fisión binaria. No ocurre mitosis.Organelas: Ausentes.Nutrición: Absorción, algunos fotosíntesis.Metabolismo: sin mitocondria, enzimas oxidativas unidas

a la membrana celular. Diversos patronesenzimáticos.

Citoesqueleto: No poseen.Movimiento intracelular: No realizan.

Organismos unicelulares. Pueden formar colonias

Representación esquemática de una célula Procariota

Fotomicrografia electrónica de una célula procariota

Estafilococo spp

NeumococoE. Coli

Salmonella sppTreponema spp

Las bacterias son células procariotas

Streptococo spp

Existen estructuras más simples que los procariotas: Los Virus

DengueAdenovirus

Herpes

Influenza

Papilomavirus

PrionesPartículas proteícas infecciosas

Insomnio familiar fatalEnfermedad de las vacas locas

KuruEncefalopatía esponjiforme bovina

Scrapie

Eucariotes

Tamaño: Generalmente grande (5-100m)Genoma: DNA organizado en torno a proteínas tipo histonas,

cromosomas en el núcleo, Genoma rodeado de membrana.

Ciclo celular: Mitosis y meiosis. Organelas: Membranosas y no membranosas.Nutrición: Absorción, algunos fotosíntesis.Metabolismo: Enzimas oxidativas en la mitocondria.

Patrón enzimático oxidativoCitoesqueleto: complejo de microtúbulos, microfilamentos y

filamentosMovimiento intracelular: Endocitosis, fagocitosis, transporte vesicular, mitosis.

Organismos unicelulares y multicelulares (diferenciación celular)

Célula Eucariota

Hipótesis de la endosimbiosis

Los protozoarios son células eucarióticas

Leishmania spp Trypanosma cruzi

Toxoplasma gondiiPlasmodium spp

Aspergillus spp

Sacaromises cerevisaePenicillium roqueforti

Penicillium spp

Los hongos son células eucarioticas

Los vegetales son células eucarióticas

Niveles de organización celular

Factores decrecimiento

La cLa células pluripotentes pueden diferenciarse en muchos tiposélulas pluripotentes pueden diferenciarse en muchos tipos

Célulasmusculares

CCélulasélulassanguineassanguineas

neuronas