CélulaTeoría celularMicroscopíaCiclo celular

BacteriasVirus

Ma. Laura Cladouchosbiologiacelularbarcelo@ yahoo.com.arContraseña:biologiacelular2012

Célula:

Es la unidad básica de estructura y función de los seres vivos,

que puede vivir de manera independiente y es capaz de

reproducirse.

Historia del descubrimiento de la célula

1608. Zacharias JasenInvención del microscopio permitió comenzar el estudio de la célula.

Biología:Ciencia que estudia los seres vivos, composición, funcionamiento, interrelaciones entre ellos, con el ambiente y como han cambiado a través del tiempo.

Historia del descubrimiento de la célula

Robert Hooke (1665) 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

Antony van Leeuwenhoek (1674) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos, bacterias y glóbulos rojos.

Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek

Historia del descubrimiento de la célula

Robert Brown (1831)

Primero en reconocer el núcleocelular, como parte de sus estudios en vegetales

Jan E. PurkinjeAcuño el término“protoplasma” para designar la materia viva

Célula: la menor proporción de protoplasma existente.

Protoplasma

Nucleoplasma

Citoplasma

Mathías Schleiden (1838) y Theodor Schwann (1839)

Formularon la teoría celular

Establecieron que la célula

es la unidad básica,

estructural y funcional de

los seres vivos y que todos

los organismos están

constituidos por una o más

células

Otros descubrimientosWirchowEstablece el concepto de división celular

Robert AltmanMitocondrias

T. BoveriCentríolo

C. GolgiAparato de Golgi

Cristian De DuveLisosomas

La teoría celularEstos estudios permitieron establecer en el siglo XIX lo que se conoce como Teoría Celular:

Todo ser vivo está formado por una o más células.La célula es lo más pequeño que tiene vida propia: es la unidad anatómica y fisiológica del ser vivo.

Toda célula procede de otra célula preexistente.Sólo pueden originarse células por división de otras preexistentes.Por lo tanto todas las células tienen antecesores remotos.

El material hereditario pasa de la célula madre a las hijas. Hay semejanzas fundamentales en la morfología y la fisiología de todas las células.

La actividad de un organismo es la suma del conjunto de actividades e interacciones de las células que lo componen.

Toda células tiene hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.

Toda célula está recubierta por una membrana plasmática

La teoría celular

Ley de Driesch o del volumen celular constante

El volumen de una célula es constante e independiente del tamaño del individuo, el cual depende del número

de células.

Las células de un órgano de dos individuos de una misma especie, con igual grado de desarrollo, tienen el mismo tamaño.

Composición química de los seres vivos

Elementos primarios

CHON

Forman biomoléculas como proteínas,Lípidos, glúcidos, ácidos nucleicos

99% de algunas moléculas

CaP

Señalización intracelularEnlaces de alta energía

Agua75% del peso celularSe llevan a cabo la mayor parte de las reacciones celulares

Elementossecundarios

NaKCl

Corrientes dentro de la célulaBalance osmótico

+1% del peso corporal

CuZnCoI

Cofactores de algunas enzimasSíntesis de tiroxinaOligoelementos

-1% del peso corporal

Tipos de CélulasCÉLULA PROCARIOTA

El material genético ADN está libre en el citoplasma.

Sólo posee unos orgánulos llamados ribosomas.

Es el tipo de célula que presentan las bacterias y algas azules (reino moneras)

CÉLULA EUCARIOTA

El material genético ADN está encerrado en una membrana, muchas moléculas, asociado a proteínas histónicas. Poseen núcleo.

Poseen un gran número de orgánulos u organelas.

Es el tipo de célula que presentan el resto de seres vivos (reinos protista, fungi, vegetal y animal).

Tipos de células eucariotas

Célula eucariota animal Célula eucariota vegetal

Célula vegetal

Tiene una pared celular de celulosa, además de membrana plasmática

Presenta cloroplastos (fotosíntesis)

Carece de centriolos (función en formación del huso mitótico y movimiento celular).

Características Procariontes Eucariontes

Ejemplos Bacterias y algas verde azules

Protozoarios, hongos, plantas y animales

Tamaño de la célula 1-10 micras 10-100 micras

Membrana nuclear NO SI

ADN Molécula Circular única en el citoplasma

Varias moléculas asociadas a proteínas (histonas)=CROMATINA localizada en el núcleo

Organelos Ribosomas, más pequeños

Ribosomas más grandes, mitocondrias, cloroplastos, RE, etc.

Endomembranas NO SI

División celular Amitosis Mitosis y/o meiosis

Movilidad Inmóviles o con flagelos mazisos (mov en hélice)

Cuando son móviles, presentan cilios o flagelos complejos (mov. como látigo)

Pared celular Azúcares, péptidos, a veces celulosa

Celulosa, quitina, animales carecen de ella

Citoesqueleto

Organización celular

No si

unicelulares Unicelulares y pluricelulares

Estructura de la célula eucarionte animal

MEMBRANA PLASMÁTICA: una membrana que la separa del medio externo, pero que

permite el intercambio de materia.

CITOPLASMA: una solución acuosa en el que se llevan a cabo las reacciones

metabólicas.

Núcleo: donde se encuentra el material genético, formado por ADN

asociado a proteínas.

ORGÁNULOS SUBCELULARES: estructuras subcelulares que desempeñan diferentes

funciones dentro de la célula.

Célula: Es la unidad básica de estructura y función de los seres vivos, que puede existir de manera independiente y es capaz de reproducirse

Organelas celulares

Núcleo: contiene la información heredable en el ADN+histonas=cromatina.

Mitocondrias: responsables de la respiración celular, con la que la célula obtiene la energía necesaria.

Retículo: red de canales donde se fabrican lípidos y proteínas que son transportados por toda la célula..

Aparato de Golgi: red de canales y vesículas que transportan sustancias al exterior de la célula.

Vacuolas: vesículas llenas de sustancias de reserva o desecho.Lisosomas: vesículas

donde se realiza la digestión celular.

Ribosomas: responsables de la fabricación de proteínas

Centriolos: intervienen en la división celular y en el movimiento de la célula.

Citoesqueleto: microtúbulos,filamentos de actina y filamentos intermedios

Célula eucarionte animal

Citoesqueleto: microtúbulos,filamentos de actina y filamentos intermedios

Célula eucarionte animal

Célula

Límite externo

Núcleo

Citoplasma

Pared celularMembrana celular

Citosol (agua y proteínas)

Cromatina (cromosomas)NucleoloEnvoltura nuclear

Estructuras y organeloscitoplasmáticos

CitoesqueletoCentríoloRetículo endoplásmicoRibosomasAparato de GolgiLisosomasPeroxisomasVacuolasMitocondriasCloroplastosOtros plastidos

Organelos y estructuras celulares

Poder de Resolución (P) Capacidad de un sistema de observación de distinguir dos puntos muy cercano como diferentes.

Límite de Resolución (d)Es la menor distancia entre 2 puntos para que un sistema de observación los distinga como separados.

Métodos de estudio de las células

Microscopios: instrumentos que permiten aumentar el tamañode las imágenes

P= 1

d

RelaciRelacióón entre P y dn entre P y d

Límite de Resolución

Ojo humano 0.1mm

Microscopio de campo claro 0.25µm

Microscopio electrónico de barrido (MEB) 2.5 nm

Microscopio electrónico de transmisión (MET) 0.05nm

Métodos de estudio celular

Naturales Plasma sanguíneo, Líquido amniótico. Humor acuoso

Artificiales Solución Fisiológica, Líquido de Ringer (cloruro de sodio, cloruro de potasio, cloruro de calcio, bicarbonato de sodio, agua destilada)

In vivo a)Animales pequeños transparentes: Protozoos, Rotíferos, Crustáceos, larvas, etc.

b)Membranas transparentes: mesenterios de sapos, cola de renacuajos, branquias, atc.

c)Delgados cortes de órganos o tejidos como cartílago, hígado, riñón, etc.

d)Órganos opacos, observados con iluminación incidente: circulación capilar, etc.

In vitro Cultivos de tejidos en cámaras asépticas sobre plasma sanguíneo o extracto embrionario.

A) ESTUDIO INMEDIATO: Sobre organismos VIVOS!

I) AL ESTADO FRESCO : Se utilizan líquidos que permiten mantener vivas a las células.

Líquidosindiferentes

Al estado fresco

B) CON COLORACIÓN VITAL: Se utilizan colorantes que actúan respetando la vida del elemento sin imponer modificaciones estructurales, aumentando el contraste y facilitando la observación microscópica. Se emplean soluciones muy diluidas de sustancias colorantes no tóxicas (colorantes vitales). a)Por ingestión

b)Por inyección (endovenosa, linfático, subcutánea) c)Por inmersión (animales acuáticos vivos como Protozoos, Rotíferos, larvas, etc.)

Se emplean colorantes que se aplican a células aisladas o porciones de órganos extraídos de un animal recientemente sacrificado. Ej.: mitocondrias (verde de Jano), ramificaciones nerviosas (azul de metileno), DNA y RNA (naranja de acridina).

INTRAVITAL

SUPRAVITAL

•El microscopio electrónico de transmisión emite un haz de electrones dirigido hacia el objeto que se desea aumentar. Una parte de los electrones rebotan o son absorbidos por el objeto y otros lo atraviesan formando una imagen aumentada de la muestra.•Los electrones tienen una longitud de onda mucho menor que la de la luz visible, pueden mostrar estructuras mucho más pequeñas.

Microscopia electrónica de transmisión

Partes principales:• Cañón de electrones: Emite los electrones

que chocan o atraviesan el espécimen creando una imagen aumentada.

• Lentes magnéticas: Crean campos que dirigen y enfocan el haz de electrones, ya que las lentes convencionales utilizadas en los microscopios ópticos no funcionan con los electrones.

• Sistema de vacío Parte fundamental del microscopio electrónico. Los electrones pueden ser desviados por las moléculas del aire, se debe hacer un vacío casi total en el interior del mismo.

• Placa fotográfica o pantalla fluorescente: Se coloca detrás del objeto a visualizar para registrar la imagen aumentada.

• Sistema de registro: Muestra la imagen que producen los electrones, suele ser una computadora.

MICROSCOPIO ÓPTICO ELECTRÓNICO

MECANISMO DISPERSION DE RAYOS DE LUZ

DISPERSION DE ELECTRONES

UTILIZA LENTES DE VIDRIO BOBINAS ELECTROMAGNÉTICAS

AUMENTOS 500 A 1.500 30 MIL A 1 MILLON

COLOR SI NO

FIJACION FORMOL GLUTARALDEHIDO

INCLUSION PARAFINA RESINAS

CORTE MICROTOMO ULTRAMICROTOMO

COLORACION SI CONTRASTANTES

MONTAJE PORTAOBJETOS DE VIDRIO GRILLAS DE METAL O PLASTICO

Montaje

Ciclo celular eucarionte

ATP

G1

G2

ATP: adenosina 5’ trifosfatoMolécula transportadora de energía química

El punto R Punto de restricción del ciclo celular

Ciclina: regulan la actividad de las kinasas CDK.

CDK: kinasas. Añaden grupos fosfatos a otras proteínas

Los niveles de ciclinas D y E aumentan con el progreso del ciclo celularEsto permite la actividad de las CDKCDK-cilina fosforila pRB (proteína “freno” del ciclo celular)pRB fosforilada libera a los factores de transcripción y permite la expresión génica.pRB desfosforilada permanece unida a los factores de transcripción y esto nopermite la expresión de los genes.

G2

S

G1

M

Replicación del ADN incompleta se bloquea entrada a M

Se bloquea si los cromosomano están ensamblados alhuso mitótico

Control de ADN: se bloquea entada a S si el genoma está dañado

Control de ADN: la replicación se detiene si el genoma está dañado

Puntos de control

Bacterias

• Unicelulares

• Procariontes

-Membrana plasmática con enzimas de la

cadena respiratoria en mesosoma

-Parede celular (porinas-

peptideoglicanos)

-Citoplasma

-Ribossomos (+peq)

-Nucleoide u análogo nulcear (Molécula de ADN que se localiza en determinado punto celular)-Plasmidos (moléculas de ADN circular portadoras de diversas características, como resistencia a antibióticos)

Algunas-Cápsula (mucopolisacáridos)-Flagelos

Vibrión colérico

Bacteria causante de Fiebre tifoidea

Pared celular Bacterias Gram +Presentan un membrana y pared celular de proteoglicanos más gruesa

Bacterias Gram -Presentan dos membranas (interna y externa). Entre ellas proteoglicano que forma la pared de la bactera

Bacterias Gram+

Bactrias Gram-

División asimétrica, durante la cual el futuro protoplasto de la espora recibe el material nuclear correspondiente.

El protoplasto de la futura espora es rodeado por la membrana citoplasmática de la otra célula resultante de la división, siendo finalmente englobada por la misma

La membrana del protoplasto procedente de la otra célula sintetiza hacia el interior elcortex de la espora, compuesto de un glucopéptido

La espora se libera por lisis de la célula.

Esporulación bacteriana (Gram+)

Espora de  Bacillus megaterium . Cubierta de espora (SC), extremo germinativo (G) capa externa del cortex: (OCL) cortex: (Cx) pared celular (GCW), membrana plasmática (PM), y nucleoid (n) 

Bacterias-Clasificación según su forma

Fisiologia bacteriana

Nutrición- Autótrofas

(fotosintéticas o quimiosintéticas)

- Heterótrofas (saprófitas, comensalismo, simbiosis,parasitas).

Utilización del oxígeno

• Aerobias: usa oxígeno para obtener energia en el proceso de respiración

• Anaeróbicas: No utilizan oxígeno

- Anaeróbicas estrictas: no sobrevien en presencia de él .

-Anaeróbicas facultativas: No lo necesitan pero si está pueden usar oxígeno.

Reproducción

• Amitosis- Sin condensación

de material genético

- Genera clones, no hay posbilidad de variabilidad genética

• Transformación• Conjugación unidireccional• Transducción

Mecanismos parasexuales de transmisión genética

Experimento de Griffith

Sin cápsula

Experimento de Griffith

Con cápsula

Experimento de Griffith

Experimento de Griffith

Los neumococos no virulentos se transformaron en virulentos

Experimento de Griffith

Los neumococos no virulentos se transformaron en virulentos por alguna sustancia química

Agrega a la mezcla de neumococos:-proteasas-lipasas-nucleasas: el ratón no muere

Transformación bacteriana por paso de material genético

Conjugación unidireccional

- Aumento da variabilidad genética

- Transferencia de genes (plasmidos)

F+ F-

F+

Transducción- Através de vírus (bacteriófago)- Genes de otra bacteria infectada- Aumento da variabilidade genética

Rickettsias

Microorganismos causantes de enfermedades humanas, células procariotas, pero parásitos intracelulares obligatorios , no se pueden reproducir si no es dentro de células vivas. Tienen un tamaño intermedio entre bacterias y virus.Ejemplos de enfermedades transmitidas por rickettsias : el tifus (vector: piojo). La fiebre de las montanas rocosas (EEUU) (vector: una garrapata).

Micoplasmas

Son organismos procariotas, de menor tamaño que las bacterias y sin pared celular. El tamaño es similar al de los virus. Miden 0,1 a 0,2 micrones.

           

VIRUS

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¿Qué son?

• Un virus es una pequeña cantidad de material genético (ADN o ARN) dentro de una capside.

• No poseen la capacidad de reproducirse por si mismos

• No poseen sistemas enzimáticos propios. Necesitan un huésped para replicarse por cual son llamados “parásitos intracelulares obligatorio”.

• No son considerados seres vivos.

Morfología de los virus

Helicoidal: cápside forma un cilindro hueco de estructura helicoidal o en héliceDentro de la cual se dispone el materal genetico

Según la disposición y número de los capsómeros:

Poliédricos: cápside con forma de poliedro regular. Isocaédricos: con 20 caras triangulares y 20 vertices. Los capsómeros de cada cara forman un triángulo equilatero

Virus Combinados

Virus desnudos

Virus envueltos

Ac. Nucleico

Cápside

Membrana

Glucoproteínas

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Lítica: El virus como agente infeccioso produciendo la lisis omuerte de la célula Lisogénica:El virus que añaden material genético a la célulahospedante

Infección viral

Etapas de la infección viral a) Absorción: especificidadb) Penetración:-Viropexis: fagocitosis-Penetración-Fusión

c) Denudaciónd) Latencia: la infección puede detenerse.Si el material génico viral se incorpora a la

célula se lo llama provirus

d’) Replicación del ácido nucleico viralGenes tempranos, genes tardíos-Virus ADN: síntesis de ARNm por polimerasa celular,traducción de proteínas que promueven la replicacióndel ADN viral. -Virus ARN negativo: primero se sintetiza ADN pormedio de transciptasa inversa, sítesis de ARNm porpolimerasa celular, traducción de proteínas.

d) Maduración:-Virus desnudos: unión de capsómeros para formar la cápside y con el genoma viral-Virus envueltos: unión de capsómeros para formar la cápside y con el genoma viral. Luego desprendimiento por evaginaciónde la membrana de la célular hospedadora

e) Liberación-Brotamiento o gemación-Lisis celular.

ViroidesVirus constituidos por ARN circular de muy bajo peso molecular, sin cápside protectora. Producen enfermedades hasta el momento exclusivamente en plantas.

Provirus El genoma viral se puede integrar al genoma celular por un proceso de recombinación genética, directamente en los virus ADN o previa transcripción inversa en el caso de virus con ARN.

PrionesSon agentes estructuralmente más simples que los virus, estarían formadosúnicamente por proteínas. Ocasionan enfermedades del SNC como encefalopatía espongiforme bovina (BSE). Serían los agentes relacionados con la enfermedad de Creutzfeld-Jacob y KuruAlgunos han propuesto que corresponderían a viroides patógenos del hombre. ViriónPartículas virales o virus potencialmente infecciosos.