CURSO : Estructura y Función Celular y TisularDOCENTE : Dra. Violeta Morín GarridoCLASE Nº 04 : La CélulaAUTORES : BENITES FLORES, Irwing

BERRU VILLALOBOS, Sandra

ContenidoContenido I. IntroducciónI. Introducción II. Niveles de OrganizaciónII. Niveles de Organización

◦ II.I Nivel de Organización QuímicaII.I Nivel de Organización Química◦ II.II Nivel de Organización Biológica.II.II Nivel de Organización Biológica.◦ II.III Nivel de Organización y poder II.III Nivel de Organización y poder

resolutivo.resolutivo. III. Historia de molecular y celularIII. Historia de molecular y celularLa célulaLa célula IV. Características generales de la IV. Características generales de la

CélulaCélulaIV.I ClasificaciónIV.I ClasificaciónIV.II Diferencias entre célula IV.II Diferencias entre célula

Procariota y Procariota y Eucariota EucariotaIV. III Célula ProcariotaIV. III Célula ProcariotaIV.IV. Célula EucariotaIV.IV. Célula Eucariota

VI. Organelos CelularesVI. Organelos Celulares

VII. Ciclo EnergéticoVII. Ciclo EnergéticoVIII. MicoplasmasVIII. MicoplasmasIX. VirusIX. VirusX. ViroidesX. ViroidesXI. Prion XI. Prion XII. Ciclo celularXII. Ciclo celularXIII. MitosisXIII. MitosisXIV. MeiosisXIV. Meiosis

Meiosis IMeiosis I Meiosis IIMeiosis II

I. INTRODUCCIÓNI. INTRODUCCIÓNEl estudio del universo viviente

nos muestra que la evolución produjo una inmensa diversidad de formas. Sin embargo si estudiamos a los organismos vivientes a nivel celular y molecular, exhiben un plan maestro de organización único.

El campo de la biología celular y molecular, es precisamente ese plan organizado unificado.

La Biología se ocupa de analizar jerarquías o niveles de organización que van desde la célula a los ecosistemas. Este concepto implica que en el universo existen diversos niveles de complejidad.

La mínima porción de materia viva autónoma y funcional, corresponde a la célula. La célula es el primer nivel biológico. Los organismos de mayor complejidad están hechos de millones de células.

Por lo tanto, es posible estudiar Biología a muchos niveles, desde un conjunto de organismos (comunidades) hasta la manera en que funciona una célula o la función de las moléculas de la misma.

Se distinguen dos niveles jerárquicos: Químico y Biológico. En el Nivel Químico tenemos los Bioelementos, las Biomoléculas simples, las Macromoléculas y las Asociaciones Supramoleculares.En el Nivel Biológico tenemos la Célula, los Tejidos, los Órganos, los Sistemas, los Individuos Pluricelulares, la Población, la Comunidad y la Biosfera.

Cabe destacar que el nivel fundamental de un ser vivo es el celular.

Corresponde al modo como las sustancias químicas se integran progresivamente en los seres vivos. Distinguimos:

a. BIOELEMENTOS: son los elementos químicos presentes en los seres vivos, cada uno de ellos tiene una estructura subatómica constituida por partículas elementales (electrones, protones y neutrones), que a su vez se subdividen en partículas más simples: los Kuarks. Los bioelementos más abundantes son el carbono, el hidrogeno, el oxigeno y el nitrógeno.b. MOLÉCULAS SIMPLES: la unión de los bioelementos constituye las moléculas simples, que son precursores muy sencillos de bajo peso molecular, obtenidos de su entorno, como por ejemplo el dióxido de carbono CO2, el agua H2O, el amoniaco NH3 y el nitrógeno atmosférico N2. El peso molecular varía desde 14 hasta 44.

c. MOLÉCULAS INTERMEDIAS: son aquellas moléculas de peso molecular creciente que convierten a los precursores del entorno en Biomoléculas sillares estructurales. Tenemos por ejemplo a los Piruvatos, Citratos, Malatos y el Gliceraldehído 3 – fosfato. El peso molecular varía desde 50 – 250.d. BIOMOLÉCULAS SILLARES: son compuestos orgánicos de peso molecular intermedio (100 - 350). Aquí tenemos a los aminoácidos, los nucleótidos, los monosacáridos, los ácidos grasos y la glicerina.

Piruvato: CH3−CO−COO−

AMINOÁCIDO

NUCLEÓTIDO

MONOSACÁRIDO

e. MACROMOLÉCULAS: están constituidas de la unión de Biomoléculas sillares unidas covalentemente. Las Biomoléculas, que tienen la propiedad de unirse entre si, se convierten en unidades de moléculas más grandes: las Macromoléculas. Poseen pesos moleculares relativamente elevados (103 - 109). Las más importantes son las proteínas, compuestas de aminoácidos; los polisacáridos, constituidos de monosacáridos; y los ácidos nucleicos, constituidos de nucleótidos. En toda macromolécula los enlaces formados son específicos y propios.

PROTEÍNA

ADN

Unidades Estructurales

Macromoléculas

Aminoácidos Proteínas

Mononucleótidos Ácidos nucleicos

Monosacáridos Polisacáridos

Ácidos grasos Mayor parte de los lípidos

f. ASOCIACIONES SUPRAMOLECULARES: se denomina así al producto de la interacción de las macromoléculas. Tales como Lipoproteínas, que son complejos formados por lípidos y proteínas, y ribosomas, que, a su vez, son complejos de ácidos nucleicos y proteínas.

LIPOPROTEÍNA RIBOSOMA

g. ORGÁNULOS: diversos complejos supramoleculares se ensamblan ulteriormente para constituir orgánulos, tales como núcleos, mitocondrias y cloroplastos, e inclusiones tales como lisosomas, microcuerpos y vacuolas. También aquí los diversos componentes están asociados mediante interacciones no covalentes.

NÚCLEO

MITOCONDRIA

CLOROPLASTO

LISOSOMA MICROCUERPO o peroxisoma

VACUOLA

a. NIVEL CELULAR: es el nivel biológico fundamental. En las células se integran los diversos niveles de organización química: los bioelementos, las macromoléculas simples, las macromoléculas y las asociaciones supramoleculares.b. NIVEL TISULAR: está constituido por la asociación e integración funcional de células con características semejantes. Cada célula conservando su individualidad, se une a otras dando un conjunto que adquiere propiedades especificas, que no es solo la suma de cada célula, sino que funciona como un todo. Observamos esto en los diversos tejidos animales y vegetales.c. NIVEL ORGÁNICO: formado por la unión de diferentes tejidos. Cada tejido aporta sus características particulares, el resultado son cuerpos con funciones integradas. En los animales son órganos característicos la cabeza, las patas, las alas, las aletas, etc. En las plantas destacan la raíz, el tallo, las hojas, las flores, las semillas y los frutos.d. NIVEL SISTÉMICO: está constituido por la integración anatómica y fisiológica de diferentes órganos. Desde el punto de vista holístico, en los animales los órganos se integran en sistemas, por ejemplo digestivo, respiratorio, nervioso, circulatorio, reproductor, etc.

e. NIVEL DEL INDIVIDUO PLURICELULAR: en los organismos pluricelulares complejos es la integración anatómico – fisiológica de los sistemas. En los organismos más simples un individuo es una célula, por lo que se le llama unicelular.f. NIVEL POBLACIONAL: una población es un conjunto de individuos de la misma especie que se ubican en un área y tiempo determinado, es decir organismos que se reproducen entre si originando descendencia fértil.

g. NIVEL DE LA BIOCENOSIS O COMUNIDAD BIÓTICA: poblaciones de especies distintas que comparten un área geográfica común denominada Biotopo y el mismo tiempo. Se integran en redes alimentarias y otras relaciones biológicas.

i. NIVEL DE LA BIÓSFERA: constituida por todas las comunidades vivas que habitan el planeta. Cabe indicar que algunos investigadores le llaman Biósfera a toda la zona de la Tierra que presenta vida.

h. NIVEL DEL ECOSISTEMA: está constituido por la interacción entre la Biocenosis, comunidad de seres vivos y el Biotopo, ambiente físico químico.

Los instrumentos utilizados para la observación de los diferentes niveles de organización son el ojo, el microscopio óptico y el microscopio electrónico. El microscopio óptico aumenta 500 veces la resolución del ojo.El microscopio electrónico aumenta 500 veces la resolución del microscopio óptico.

Estos instrumentos amplían el campo de observación hasta el mundo de las macromoléculas, favoreciendo el estudio y permitiendo el avance de la teoría celular.

La potencia amplificadora de un microscopio óptico está limitada por la longitud de onda de la luz visible. El microscopio electrónico utiliza electrones para iluminar un objeto. Dado que los electrones tienen una longitud de onda mucho menor que la de la luz pueden mostrar estructuras mucho más pequeñas. La longitud de onda más corta de la luz visible es de alrededor de 4.000 angstroms (1 angstrom es 0,0000000001 metros). La longitud de onda de los electrones que se utilizan en los microscopios electrónicos es de alrededor de 0,5 angstroms.A partir de la refracción de los rayos x, miden el tamaño de

partículas, detección de las formas de los cuerpos.

La Teoría Celular es uno de los principales pilares de la Biología Moderna. En resumen plantea que todo ser vivo esta constituido por unidades morfológicas, fisiológicas y genéticas llamadas células.

Una de las ideas mas antiguas es la Teoría Fibrilar. Probablemente nació de la observación de estructuras fibrosas macroscópicas tales como fibras musculares, venas y nervios, cuya asociación da a lugar a la formación de tejidos y órganos.Los vitalistas consideraron que en esas fibras reside la fuerza vital y por lo tanto son portadoras de vida, tanto a nivel estructural como funcional.La Teoría Globulista se baso en observaciones de microscopistas tan importantes como Marcelo Malpighi o Anthony Van Leeuwenhoek. Así para el Vitalismo de la época, dichos glóbulos se diferencian a partir de un liquido homogéneo y se ensamblan formando las fibras. La Teoría Globulista constituye el primer acercamiento a la Teoría Celular, resaltando la microscopia como el aspecto técnico fundamental.

Marcelo Malpighi fue uno de los primeros en examinar y describir cortes delgados de tejidos animales del cerebro, hígado, riñón, bazo, pulmones y lengua. En sus últimos años observó tejidos vegetales, llamándoles glóbulos o utrículos a las unidades estructurales que los formaban, iniciando el planteamiento de la teoría globular sobre la composición de los seres vivos.

Anthony Van Leeuwenhoek fue uno de los microscopistas más distinguidos, llegó a ser un erudito tallador de lentes, construyó microscopios con los que observó por primera vez células vivas: bacterias, protozoarios, espermatozoides del hombre, perro, conejo, rana, peces e insectos. Leeuwenhoek denominó a lo observado animálculos o animalículos, porque se movían en el medio.

El microscopio óptico fue construido por primera vez en 1590 por Frances y Zacarías Janssen, quienes fabricaban anteojos en Holanda. Tenia capacidad de ampliación de 10x a 30x. Era empleado para examinar pulgas y otros insectos.

Galileo Galilei construyó microscopios casi al mismo tiempo que los Janssen, pero los utilizó para hacer el estudio del ojo compuesto de los insectos.

Lorenz Oken, en 1805, concibe a los organismos macroscópicos como constituidos por la fusión de seres primitivos: los infusorios. Estos han perdido su individualidad a favor de una organización superior.

Naturalistas franceses como el botánico Henri J. Dutrochet o el zoólogo Felix Dujardin, esbozaron la teoría celular, asignando a los glóbulos un carácter de unidad estructural y fisiológica de los organismos. Dutrochet denomina “sarcode” a la sustancia que conforma el interior de las células.

Robert Brown, en 1831, identificó el núcleo en células vegetales.

En 1665 Robert Hooke, examinó una laminilla de corcho al microscopio, describió su observación como “todas perforadas y porosas, muy semejantes a un panal”. Hooke denominó a las celdillas como células (del griego Kytos = célula, del latín cella, espacio vacio, cavidad o celda).

El patólogo Rudolph Virchow reconoció la base celular tanto de las enfermedades como de la continuidad de la vida: “Omnis cellula e cellula” o “todas las células se originan a partir de otras células”, estableciendo la división celular como el fenómeno central en la reproducción de los organismos.

Los hermanos Hertwig, dieron un aporte importante para el estudio de la embriología, desarrollo de un embrión por la fusión de dos núcleos, uno procedente del ovulo y el otro del espermatozoide, durante la fecundación.

En 1839 Johanes E. Purkinge acuñó el término protoplasma para designar todo el contenido de las células.

En 1838 y 1839 dos catedráticos alemanes, Matthías Jacob Schleiden y el zoólogo Theodor Schwann, establecieron generalizaciones basadas en los trabajos de sus predecesores planteando que “todos los seres vivos están constituidos por células y productos celulares, las plantas y los animales son agrupaciones de células dispuestas conforme a leyes definidas”.

1. Las células constituyen las unidades morfológicas y fisiológicas de todos los organismos vivos.

2. Las propiedades de un ser vivo dependen de las de sus células individuales.

3. Las células se originan sólo de otras células y su continuidad se mantiene a través del ADN.

4. La unidad más pequeña de la vida es la célula.

El conocimiento de la organización submicroscópica de la célula es de interés fundamental, porque prácticamente todas las transformaciones funcionales y fisicoquímicas se producen en la arquitectura molecular de sus componentes.Podemos atribuir el rápido desarrollo de la biología celular y molecular en el siglo actual a dos factores principales:• El mayor poder de resolución que proporcionan la microscopia electrónica y la difracción de rayos X.• La convergencia en este terreno con otras ramas de la investigación biológica, en especial la genética, la fisiología y la bioquímica.

En 1865 Gregorio Mendel descubrió las leyes fundamentales de la herencia. En 1901, los botánicos Correns, Tschermak y De Vries volvieron a descubrir,

independientemente, las leyes de Mendel. Morgan y sus colegas establecieron la Teoría Cromosómica de la herencia, la

que atribuyó a los genes o unidades hereditarias, loci específicos dentro de los cromosomas.De este modo, debido a la convergencia de la citología con la genética se originó la citogenética.

Aún cuando Miescher (1871) ya había aislado la “nucleína”, molécula que en la actualidad se conoce como ácido desoxirribonucleico o ADN, de núcleos de eritrocitos, no se le concedió importancia como material genetico hasta la decada de 1950.

Hasta entonces se consideraba que las proteínas nucleares eran los principales componentes de los genes.Ese concepto debió ser modificado cuando se identificaron los ácidos nucleicos como portadores de la información genética, en especial a la luz de los trabajos de Watson y Crick (1953), quienes propusieron el modelo de la doble hélice del ADN.Desde entonces los adelantos en biología molecular fueron extraordinarios.Se llego a otro momento culminante cuando se descifro el código genético (Nirenberg, Ochoa) y se descubrieron los mecanismos moleculares por Ýddio de los cuales son transcriptos los genes y sintetizadas las proteínas.En la actualidad gran parte del interés de las investigaciones en biología celular y molecular esta centrado en los mecanismos que regulan la expresión de los genes.

1665: Robert Hooke publicó los resultados de sus observaciones sobre tejidos vegetales, como el corcho, realizadas con un microscopio de 50 aumentos construido por él mismo. Este investigador fue el primero que, al ver en esos tejidos unidades que se repetían a modo de celdillas de un panal, las bautizó como elementos de repetición, «células» (del latín cellulae, celdillas). Pero Hooke sólo pudo observar células muertas por lo que no pudo describir las estructuras de su interior.[8] Década de 1670: Anton Van Leeuwenhoek, observó diversas células eucariotas (como protozoos y espermatozoides) y procariotas (bacterias). 1745: John Needham describió la presencia de «animálculos» o «infusorios»; se trataba de organismos unicelulares. Década de 1830: Theodor Schwann estudió la célula animal; junto con Matthias Schleiden postularon que las células son las unidades elementales en la formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del proceso vital. 1831: Robert Brown describió el núcleo celular. 1839: Purkinje observó el citoplasma celular. 1850: Rudolf Virchow postuló que todas las células provienen de otras células. 1857: Kölliker identificó las mitocondrias. 1860: Pasteur realizó multitud de estudios sobre el metabolismo de levaduras y sobre la asepsia. 1880: August Weismann descubrió que las células actuales comparten similitud estructural y molecular con células de tiempos remotos. 1931: Ernst Ruska construyó el primer microscopio electrónico de transmisión en la Universidad de Berlín. Cuatro años más tarde, obtuvo un poder de resolución doble a la del microscopio óptico. 1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre la endosimbiosis serial, que explica el origen de la célula eucariota.

IV. I. CLASIFICACIÓNIV. I. CLASIFICACIÓN

Procariotas

Eucariotas

Entre las células procarióticas y eucarióticas Entre las células procarióticas y eucarióticas hay diferencias fundamentales en cuanto a hay diferencias fundamentales en cuanto a tamaño y organización interna, pero la tamaño y organización interna, pero la principal diferencia, entre ambos tipos principal diferencia, entre ambos tipos celulares, es que las procariotas no tienen celulares, es que las procariotas no tienen envoltura nuclearenvoltura nuclear. .

Existen dos tipos básicos de Existen dos tipos básicos de célulascélulas: :

• Uno de los problemas estrechamente ligado con relación entre el transporte y la energía es la necesidad que tienen los organismos de convertir la energía de las formas en que se encuentra, ya sea directa, como la luminosa o la química de los enlaces entre los átomos de los azúcares y otras sustancias, en otras aceptables para los diferentes sistemas que la célula requiere para funcionar.

• Basándonos en el mecanismos que utilizan para extraer energía para su propio metabolismo , se agrupan a las células y organismos en dos tipos :

– Autótrofos – Heterótrofos .

• Autótrofos :• 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. comprende tres fases:– El paso de membrana.– El metabolismo :presenta tres fases:

» La fotosíntesis: » El anabolismo» El catabolismo

– La excreción.

HETEROTRÓFICA HETEROTRÓFICA

• Dicho de un organismo incapaz de elaborar su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas, por lo que debe nutrirse de otros seres vivos.

• Entre los organismo heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y los animales. Según el origen de la energía que utilizan ,pueden dividirse en: •Fotoorganotrófos: estos organismos fijan la energía de

la luz. Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacterias purpúreas y familia de seudomonadales. Sólo realizan la síntesis de energía en presencia de luz y en medios carentes de oxígeno

•Quimioorganotrófos: utilizan la energía química extraída directamente de la materia orgánica. A este grupo pertenecen todos los intergrantes del reino animal, todos del reino de los hongos, gran parte de las moneras y de las arqueobacterias Los heterótrofos pueden ser de dos tipos fundamentalmente: Consumidores, o bien saprofitos y descomponedores.

(Pros = Antes, Karion = Núcleo)

Las células procariotas son células sin núcleo celular Las células procariotas son células sin núcleo celular diferenciado, es decir no tiene envoltura nuclear ,por lo diferenciado, es decir no tiene envoltura nuclear ,por lo tanto su ADN no se encuentra confinado dentro de un tanto su ADN no se encuentra confinado dentro de un

compartimento limitado por membranas, sino libremente en compartimento limitado por membranas, sino libremente en el citoplasma.el citoplasma.

Se encuentra en los organismos más sencillos que existen Se encuentra en los organismos más sencillos que existen como por ejemplo las bacterias y se caracterizan por como por ejemplo las bacterias y se caracterizan por carecer de un núcleo celular y poseer un tamaño muy carecer de un núcleo celular y poseer un tamaño muy

pequeño. pequeño.

De forma general presentan una estructura alargada y ovalada y comúnmente presentan o está recubiertas por

una pared celular que rodea a la membrana plasmática y la protege. Habitualmente algunas, sobre esa pared celular,

presentan otra envuelta, denominada cápsula que las aísla del medio exterior.

IV. III. Célula ProcariotaIV. III. Célula Procariota

IV. III. I. CARACTERISTICAS IV. III. I. CARACTERISTICAS GENERALES GENERALES

ADN principal desnudo y lo más a menudo en forma de una sola hebra circular

División celular por fisión binaria Carencia de orgánulos membranosos en el

citoplasma El periplasma, limitado internamente por la

membrana plasmática y externamente por una segunda membrana o una pared densa.

El citoplasma no contiene objetos reconocibles. Se alimentan universalmente por absorción, son

osmótrofos, sin tener en general la capacidad de ingerir

El metabolismo de los procariotas es enormemente variado

La movilidad no es universal, pero muchas bacterias se mueven en medios acuáticos debido a unas estructuras llamadas flagelos

IV. III. II.Evolución No está aceptado que las células procariotas del dominio Archaea fueron las primeras células vivas, aunque se conocen fósiles de hace 3.500 millones de años. Después de su aparición, han sufrido una gran diversificación. Su metabolismo es lo que más diverge, y causa que algunas procariotas sean muy diferentes a otras.Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma unicelular procariótica (LUCA). A lo largo de un lento proceso evolutivo, hace unos 1.500 millones de años, las procariotas derivaron en células más complejas, las eucariotas, probablemente por la combinación en una sola célula de dos o más procarióticas.

IV. III. III. IV. III. III. PARTESPARTES

(1). PARED CELULAR BACTERIANA

  

La pared celular de las bacterias está compuesta principalmente por peptidoglucanos. La composición y estructura de la pared celular en los procariontes depende de la especie y de las condiciones de cultivo. La diferencia en la estructura de la pared celular de las bacterias se usa para su clasificación, diferenciándolas mediante el uso de la Tinción de Gram.

1. outer lipids 2. mycolic acid 3. polysaccharides (arabinogalactan) 4. peptideglycan 5. plasma membrane 6. lipoarabinomannan (LAM) 7. phosphatidylinositol mannoside 8. cell wall skeleton

Los ribosomas que flotan en el citoplasma intervienen en la síntesis de proteínas.

El material nuclear está inmerso en el citoplasma y está formado por una molécula de ADN circular o lineal. El material genético está contenido en el ADN que forma el nucleoide.

La cápsula bacteriana.- Es una capa gelatinosa que aparece en casi todos los grupos bacterianos patógenos. realiza varias funciones:

Regula el intercambio de agua y sustancias nutritivas.Defensa frente a anticuerpos, bacteriófagos y células fagóticas.Protege a la bacteria de desecaciones del medio.

Permite la formación de colonias de bacterias.

La pared bacteriana.- Es una envoltura rígida y porosa que es sintetizada por enzimas presentes en la membrana. Según el tipo de pared se consideran dos tipos de bacterias:

Las bacterias GRAM+Las bacterias GRAM-

La membrana plasmática.- es una envoltura que rodea al citoplasma bacteriano, presenta mesosomas.

Los mesosomas.- Incrementan la superficie de la membrana plasmática e intervienen en la duplicación del ADN bacteriano.Realizan la respiración ya que en ellos están los enzimas

respiratoriosIntervienen en el crecimiento de la membrana plasmática y en los

procesos de fotosíntesis en las bacterias autótrofas. Fimbrias o Pelos.- Que se extienden por fuera de la

cápsula ayudan a la bacteria a sujetarse a las superficies.

Flagelos.- Presencia de apéndices filamentosos denominados flagelos. Éstos pueden localizarse a lo largo de toda la superficie celular o en uno o ambos extremos, y pueden aparecer aislados o en grupo.

IV. III. IV. Reproducción Reproducción asexual por bipartición o fisión binaria: es la forma más sencilla y rápida en organismos unicelulares, cada célula se parte en dos, previa división de núcleo (cariocinesis) y posterior división de citoplasma (citocinesis). Un ejemplo es la Euglena.

Conjugación: mecanismo parasexual de intercambio genético de gran número de organismos unicelulares que consiste en la fusión temporal de los gametos, de forma que se pueda transferir material genético del individuo donante (considerado como masculino) al receptor (considerado como femenino) que lo incorpora a su dotación genética mediante recombinación y lo transmite a su vez al reproducirse.

IV.III. IV. Tipos según su morfología Coco es un tipo morfológico de bacteria. Tiene forma más o

menos esférica (ninguna de sus dimensiones predomina claramente sobre las otras).

Los bacilos son bacterias que tienen forma de bastón, cuando se observan al microscopio. Los bacilos se suelen dividir en: ◦ Bacilos Gram positivos: fijan el violeta de genciana (tinción de Gram) en la

pared celular porque carecen de capa de lipopolisacáridos. ◦ Bacilos Gram negativos: no fijan el violeta de genciana porque poseen la

capa de lipopolisacárido. Vibrio es un género de bacterias, incluidas en el grupo gamma de

las proteobacterias. Varias de las especies de Vibrio son patógenas, provocando enfermedades del tracto digestivo, en especial V. cholerae, el agente que provoca el cólera, y V. vulnificus, que se transmite a través de la ingesta de marisco.

Los espirilos son bacterias flageladas de forma helicoidal o de espiral. Se desplazan en medios viscosos avanzando en tornillo. Su diámetro es muy pequeño, lo que hace que puedan atravesar las mucosas; por ejemplo Treponema pallidum que produce la sífilis en el hombre. Son mas sensibles a las condiciones ambientales que otras bacterias, por ello cuando son patógenas se transmiten por contacto directo (vía sexual) o mediante vectores, normalmente artrópodos hematófago

De izquierda a derecha: Cocos, espirilos y bacilos

IV.III.V. Clasificación

Arqueobacterias son microorganismos unicelulares muy primitivos. Actualmente se considera que las archaea están filogenéticamente más próximas a los eucariontes que a las bacterias.

 ◦ Las archaeas metanógenas son microorganismos procariontes que viven en medios

estrictamente anaerobios y que obtienen energía mediante la producción de gas natural, el metano (CH4). Gracias a esta característica, este tipo de organismo tiene una gran importancia ecológica, ya que interviene en la degradación de la materia orgánica en la naturaleza, y en el ciclo del carbono. Las metanógenas son un grupo filogenéticamente heterogéneo en dónde el factor común que las une es la producción de gas metano y sus cofactores únicos. Las podemos encontrar en nuestro intestino.

◦ Halófilas: Viven en ambientes extremadamente salinos. Halococcus y Halobacterium solo viven en medios con más del 12% de sal (mucho más salado que el agua de mar).

◦ Las bacterias termófilas son microorganismos que viven y se desarrollan en condiciones de temperaturas extremas y pH extremos en sitios con actividad volcánica . Existe la teoría de que fueran posiblemente las primeras células simples.

Eubacterias más evolucionadas. Las cianobacterias, también conocidas como algas verdeazules, son fotosintéticas y coloniales que han estado viviendo sobre nuestro planeta por más de 3 mil millones de años. Esta bacteria crece en esteras y montículos en las partes menos profundas del océano, que eran capaces de añadir, a través de la fotosíntesis, suficiente oxígeno a la primitiva atmósfera de la Tierra.

MYCOPLASMA

GENERALIDADES :• Estas bacterias son los organismos de vida libre

más pequeños que se conocen. • Existen especies saprófitas, parásitos vegetales y

animales.• En el hombre, son agentes de numerosos

procesos respiratorios como de infecciones genitales.

• Sus características biológicas generan dificultades para su diagnóstico.

• Son procariotas con un diámetro de 0.1 y o.25 um.

GENERALIDADES :

• Poseen un genoma pequeño.• No Poseen pared celular• Desarrollan en medios artificiales

complejos.• Poseen un metabolismo principalmente

fermentativo y la mayoría son anaerobios facultativos.

Clasificación y ubicación Clasificación y ubicación taxonómicataxonómica

• Pertenecen a : Clase mollicutes Orden mycoplasmatales Familia mycoplasmataceae Género mycoplasma y ureaplasma Especies Mycoplasma pneumoniae

Mycoplasma hominis Mycoplasma genitalium Ureaplasma urealyticum.

Características Características

•Organismo procarionte de muy pequeño tamaño

•Es el organismo más pequeño de vida libre

•Existen aproximadamente 30 cepas. •Causa la pleuroneumonía en bovinos, y también puede provocar enfermedades en humanos.

ESTRUCTURA DE UN MYCOPLASMA

• son un género de bacterias que carecen de pared celular.

• Pueden asumir múltiples formas incluyendo formas redondas, en forma de pera e incluso la forma filamentosa.

REPLICACION VIRICAREPLICACION VIRICACICLO LÍTICO: Se produce cuando algunos virus se pueden replicar. Ellos entran e inyectan a la célula huésped con su ADN, obligándola a fabricar nuevos virus, hasta que la célula huésped explota liberando los patógenos al medio. Al lisarse, se daña la membrana de la célula huésped y el citoplasma escapa. La célula muere rápidamente, liberando las partículas virales.

CICLO LISOGÉNICO: Es cuando los virus entran e inyectan su ADN en la célula huésped pero, en vez de tomar el control y fabricar mas virus, el ADN inyectado puede tornarse inactivo por un cierto tiempo, hasta que un apropiado evento celular dispara el proceso nuevamente. El ciclo lisogénico es uno de los varios tipos de ciclos en los que la célula huésped no es destruida, pero un sitio en el cromosoma es ocupado por el virus y utilizado para la replicación de los genes virales. Este ciclo pertenece al VIRUS VIH.

FIJACIÓNFIJACIÓNEl primer paso en la infección viral es la adsorción sobre la membrana de la célula susceptible por medio de la adhesión ligandos virales (proteínas de la capside o glucoproteínas de las espículas, por ejemplo) a receptores superficiales de la célula diana.

La distribución en el cuerpo del hospedador de ciertos tipos de receptores celulares explica el tropismo tisular y de hospedador de los virus.

MultiplicaciónMultiplicación

tanto las que formarán parte de la cápsida como las proteínas enzimáticas necesarias para el ensamblaje de las piezas del virión y para algunas de las funciones anteriores. Los ribosomas y la mayor parte de las enzimas que los ácidos nucleicos víricos utilizan en estos procesos son los de la célula infectada.

La multiplicación del virus consta de la replicación de su material genético, de la transcripción de su mensaje en una molécula de ARN y de la traducción del mensaje para producir proteínas víricas,

Liberación de los nuevos virusLiberación de los nuevos virusDespués de la multiplicación del virus tiene lugar la salida de los nuevos individuos, que saldrán con capacidad de infectar nuevas células.

•Agentes infecciosos que atacan a células vegetales

•Su ciclo extracelular se caracteriza por la inactividad metabólica

•Su ciclo intracelular causa infección al huésped susceptible.

•Formados por una sola molécula de ARN

•No poseen cubierta proteica o capside.

LOS VIROIDESLOS VIROIDES

IV. IV. CELULA IV. IV. CELULA EUCARIOTICAEUCARIOTICA Estas células posee núcleo definido y un tamaño notablemente

mayor al de la procariota.

Presenta orgánulos citoplasmáticos limitados por membranas, simple o doble, en los que determinadas funciones celulares

ocurren única y exclusivamente en esos orgánulos.

Son bastante más complejas y evolucionadas que las procariotas y características de los organismos menos primitivos.

También presentan numerosos orgánulos citoplasmáticos limitados por membranas, simple o doble, que son donde se

llevan a cabo determinadas funciones celulares que ocurren única y exclusivamente en esos orgánulos. Son bastante más complejas

y evolucionadas que las procariotas y características de los organismos menos primitivos.

LA CÉLULALA CÉLULA

C. Eucariotas AnimalC. Eucariotas Animal

C. Eucariotas vegetalC. Eucariotas vegetal

Recuerda: que la célula vegetal se caracteriza por:

• Tener una pared celular además de membrana

•Presenta cloroplastos, responsables de la fotosíntesis

•Carece de centriolos.

Célula

Límite externoLímite externo

NúcleoNúcleo

CitoplasmaCitoplasma

Pared celularPared celularMembrana celularMembrana celular

Citosol (agua y proteínas)

Cromatina (cromosomas)Cromatina (cromosomas)NucleoloNucleoloEnvoltura nuclearEnvoltura nuclear

Estructuras y organeloscitoplasmáticos

Cito esqueletoCito esqueletoCentríoloCentríoloCilios y flagelosCilios y flagelosRetículo endoplásmicoRetículo endoplásmicoRibosomasRibosomasAparato de GolgiAparato de GolgiLisosomasLisosomasPeroxisomasPeroxisomasVacuolasVacuolasMitocondriasMitocondriasCloroplastosCloroplastosOtros plastidiosOtros plastidios

IV. IV. I Organelos y estructuras celulares

IV. IV. I. a)IV. IV. I. a)Pared CelularPared Celular

Capa externa, rígida Función: soporte yrigidez a la célula Formación: lignina ypectina(endurecedor)celulosa (plantas)Polisacáridos(bacterias) quitina (hongo)Ejemplo: plantas, hongos, algas y} bacterias

IV. IV. I. b) IV. IV. I. b) Membrana plasmáticaMembrana plasmática

Protege y da forma a la célula, puede “comunicarse” con el exterior para alimentarse y desechar toxinas

Función: paso de substancias de un lado a otro de la célula

Formación: lípidos, proteínas y carbohidratos

IV. IV. I. c) IV. IV. I. c) CitoplasmaCitoplasma

Se localiza entre la membrana celular y el núcleo

Se realizan las funciones metabólicas

Su contenido se llama “citosol”

Componente: agua 70-80%, proteínas estructurales y enzimas

Propiedades coloidales Contiene a los

organelos

IV. IV. I. d) IV. IV. I. d) CitoesqueletoCitoesqueleto

Es una trama de microtúbulos y microfibrillas localizadas en el Citoplasma

Permite a la célula mantener su forma. Participan en los movimientos

celulares, mitosis y sostén Formados por

una proteína llamada tubulina formada por pequeñas esferas.

IV. IV. I. e) IV. IV. I. e) Sistema de Sistema de endomembranasendomembranas

IV. IV. I. e1) IV. IV. I. e1) Sistema o Sistema o Aparto de GolgiAparto de Golgi

El aparato de Golgi está formado por unidades, los dictiosomas, que presentan pilas de sacos o cisternas discoidales y aplanadas, rodeadas de vesículas secretoras.

Cada dictiosoma mide cerca de 1 micrómetro y agrupa unas 6 cisternas, aunque en algunos casos puede llegar hasta cinco veces más. El número de dictiosomas puede variar desde unos pocos hasta cientos según la función que desempeñen las células eucarióticas.

IV. IV. I. e2) IV. IV. I. e2) R.E. R.E. RugosoRugoso

El retículo endoplasmático rugoso o Granular, se encarga de la El retículo endoplasmático rugoso o Granular, se encarga de la síntesis y transporte de proteínas en general. Los retículos solo se síntesis y transporte de proteínas en general. Los retículos solo se encuentran en las células eucariontes. En las células nerviosas es también encuentran en las células eucariontes. En las células nerviosas es también conocido como Cuerpos de Nissl.conocido como Cuerpos de Nissl. EEsta ubicado junto a la envoltura nuclear y se une a la misma de sta ubicado junto a la envoltura nuclear y se une a la misma de manera que puedan introducirse los ácidos ribonucleicos mensajeros que manera que puedan introducirse los ácidos ribonucleicos mensajeros que contienen la información para la síntesis de proteínas.contienen la información para la síntesis de proteínas.

IV. IV. I.IV. IV. I. e3)R.E. e3)R.E. LisoLiso

Conjunto de membranas que participan en el transporte celular y síntesis de triglicéridos, fosfolípidos y esteroides. También dispone de enzimas detoxificantes, que metabolizan el alcohol y otras sustancias químicas. En realidad los retículos endoplasmáticos lisos tienen diferentes variantes funcionales que sólo tienen en común su aspecto: los ribosomas están ausentes. Las cisternas del retículo endoplasmático liso son típicamente tubulares y forman un sistema de tuberías que se incurvan en el citoplasma.

IV. IV. I. f) IV. IV. I. f) LisosomasLisosomas

Los lisosomas son vesículas relativamente grandes formadas por el retículo endoplasmático rugoso y luego empaquetados por el complejo de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo o interno que llegan a ellos.

IV. IV. I. f) IV. IV. I. f) VacuolaVacuola

Una vacuola es una cavidad rodeada por una membrana que se encuentra en el citoplasma de las células, principalmente de las vegetales. Se forman por fusión de las vesículas procedentes del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi. En general, sirven para almacenar sustancias de desecho o de reserva.

i. i. MITOCONDRIAMITOCONDRIA

Las mitocondrias son los orgánulos que se encuentran en prácticamente todas las células eucariotas (también hay en células gaméticas), encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP por la fosforilación oxidativa.

La mitocondria presenta una membrana exterior permeable a iones, metabolitos y muchos polipéptidos.

c. RIBOSOMA:c. RIBOSOMA:

Están en todas las células

vivas (excepto en el espermatozoide). Su función es ensamblar proteínas a partir de la información genética que le llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm). La forma en la que actúa el ribosoma es la siguiente, el ribosoma lee el ARN mensajero y ensambla la proteína con los aminoácidos suministrados por el ARN de transferencia.

El núcleo celular es la estructura más característica de las células eucariotas. Se rodea de una cubierta propia, llamada envoltura nuclear y contiene el material hereditario, que es la base del repertorio de instrucciones en que se basa el desarrollo y el funcionamiento de cada organismo, y cuya composición se basa en el ácido desoxirribonucleico (ADN).

b. NÚCLEO CELULAR:

ESTRUCTURA DEL NÚCLEO CELULAR

Envoltura nuclear, Compuesta por 2 membranas y perforada por poros nucleares, a través de los cuales el interior del núcleo se comunica con el citosol. La envoltura presenta ribosomas adheridos externamente y es la continuación del retículo endoplasmático rugoso.

Cromatina, Es la forma que toma el material hereditario durante la interfase del ciclo celular. Consiste en ADN asociado a proteínas.

Nucleoplasma, también llamado carioplasma o cariolinfa. Se trata del medio interno indiferenciado que llena el núcleo, semejante al citosol o hialoplasma, bañando a sus componentes.

Nucléolo(s), Una o más estructuras esferoidales, relacionadas con la síntesis de las principales piezas de los ribosomas y con su ensamblaje parcial. Éste está conformado por ARN y proteínas básicas.

• Las células pasan por un ciclo que comprende dos periodos: la interfase y la división celular. Esta ultima tiene lugar por mitosis o meiosis.

• La mayoría de las células pasan la parte más extensa de su vida en interfase, durante la cual duplican su tamaño y el contenido cromosómico.

• El ciclo celular puede ser considerado como una compleja serie de fenómenos que culminan cuando el material celular se distribuye en las células hijas.

REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR

Esquema global de los elementos más relevantes implicados en la regulación del ciclo celular.

SUSTANCIAS QUE CONTROLAN EL CICLO CELULAR

• FPM o Factor Promotor de la Maduración: Está formado por la KdC y las ciclinas que desencadenan la progresión del ciclo celular.

• KdC o quinasa dependiente de ciclinas. Las quinasas agregan un grupo fosfato a las proteínas. Las kdc junto con ciclinas son los mayores controladores del ciclo celular, provocando que la célula pase de G1 a S o de G2 a M.

• Las quinasas (o cinasas) dependientes de ciclinas (Cdk) son enzimas que regulan el correcto desarrollo del ciclo celular. Estructuralmente, son heterodímeros constituidos por una subunidad quinasa y una subunidad ciclina. Esta última dota de especificidad a la Cdk y permite la regulación de su actividad, fundamentalmente mediante proteólisis dependiente de ubiquitinación y posterior traslado al proteasoma.

QUINASAS DEPENDIENTES DE CICLINAS (CDK)

CICLINAS

• Las ciclinas son una familia de proteínas involucradas en la regulación del ciclo celular.

• Las ciclinas forman complejos con quinasas dependientes de ciclinas activando en estas últimas su función de quinasas. La concentración de las ciclinas varia con el ciclo celular; cuando su concentración es baja la función de su correspondiente quinasa dependiente de ciclina es inhibida.

• Proteínas homólogas a las ciclinas se encuentran en algunos herpesvirus.

Cdc2 =Cdk1(Cyclin dependent kinase 1)

Ser/Thr kinasa

Ciclina B

REGULADORES DEL CICLO CELULAR

TIPOS DE CICLINAS

• Existen varios tipos de ciclinas que son activas en distintas fases del ciclo celular. Se incluyen:

• Ciclina A • Ciclina B • Ciclina D • Ciclina E

CICLINA A

• Se sintetiza al final de G1• Es requerida para la progresión normal tanto

de la fase S como de la mitosis• Capaz de activar a Cdk2 y Cdk1=Cdc2

CICLINA B

• Su síntesis comienza al final de la fase S• Se une a Cdk1, formando el factor promotor

de la maduración/mitosis (MPF)• La activación de MPF marcará el final de G2 y

el comienzo de la mitosis.• Su destrucción es tan importante para la

salida de la mitosis como la síntesis lo fue para entrar en ella

CICLINA D• La ciclina D es una proteína que participa en el ciclo celular.• Durante la fase del ciclo celular G1 temprana la ciclina D se

une a las quinasas dependientes de ciclinas 4 o 6 (CDK4 o CDK6) y el complejo resultante "libera" el freno que impedía la progresión hacia la G1 tardía y, por lo tanto, el pase a la fase S. El complejo ciclina D- CDK4/6 desarma un potente inhibidor de la progresión del ciclo celular: el formado por la proteína pRB y los factores de transcripción inactivos.

• Dada la participación de la ciclina D en el proceso de división celular, se ha sugerido que esta proteína podría participar en el desarrollo de distintos tipos de cáncer.

REPRESIÓN DEL CICLO • pRB: proteína que bloquea la transcripción de genes necesarios para la

proliferación celular. Su nombre deriva de una enfermedad genética: el RetinoBlastoma, donde su ausencia está relacionada con el desarrollo del tumor (hoy se sabe que esta relacionada con diferentes tumores)

• Las proteínas p15 y p16 bloquean la actividad del complejo CDK-ciclina D (recuerde que esta quinasa en su forma activa activa la pRB) e impiden que el ciclo progrese de G1 a S.

• Otro inhibidor de CDK, la proteína p21 actúa a lo largo de todo el ciclo celular.La p21 esta bajo el control de la denominada :

– "PROTEÍNA SUPRESORA DE TUMORES", la hoy famosa p53 , que entre sus múltiples efectos pueden mencionarse:

• Control de la integridad del ADN• Terminación correcta de las diferentes fase del ciclo• Detención del "crecimiento celular" (duplicación celular) o senescencia• Puesta en marcha del suicidio celular o apoptosis, cuando existe daño

en el ADN o los sistemas de control se desregulan.

• p27: Es una proteína que se une a ciclinas y KdC bloqueando la entrada en fase S. Se ha demostrado que niveles bajos de p27 predicen un mal pronóstico para las pacientes con cáncer de mama.

• p53: Es una proteína que funciona bloqueando el ciclo celular si el ADN está dañado, codificada por un gen supresor tumoral. Si el daño es severo esta proteína puede provocar la apoptosis o muerte celular programada. A la p53 se la conoce como el guardián del genoma. Los niveles de p53 están aumentados en células lesionadas como por ejemplo por radiaciones ionizantes, con lo que se aumenta el tiempo para reparar el ADN por bloqueo del ciclo celular. Las mutaciones de la p53 son las más frecuentes encontradas en el cáncer. Las mutaciones de la p53 heredades produce el síndrome de Li Fraumeni que conduce a una alta frecuencia de cáncer en los individuos afectados.

¿Están todos los cromosomas alineados en el huso?

¡FINALIZAR MITOSIS!

Maquinaria de la mitosis

Maquinaria de replicación del DNA

¿Se ha replicado todo el DNA?

¿Es el entorno favorable?

¿Tiene la célula el tamaño adecuado?

CONTROL DE LA FASE G2

CONTROL DE LA FASE G1

¡COMENZAR MITOSIS!

Crecimiento celular

Entorno

Crecimiento celular

Entorno

PUNTOS DE CONTROL DEL CICLO CELULAR

CONTROL DE LA FASE S

¡CONTINUAR LA SÍNTESIS DE

DNA!

¿Se ha producido daño en el DNA?

¿Se ha producido daño en el DNA?

¿Se ha producido daño en el DNA?

CONTROL DE LA METAFASE

¿Se ha producido daño en el DNA?

¿Es el entorno favorable?

¿Tiene la célula el tamaño adecuado?

¡ENTRAR EN CICLO!

EL PUNTO R

• Un instante crucial del ciclo es el que ocurre en el punto R (por restrictivo) de la fase G1 momento en el cual la célula decide si debe o no avanzar en la prosecución del ciclo. La "llave" de este paso es un conmutador molecular que pasa de "apagado" a "encendido".

• Las ciclinas D y E aumentan su nivel • A medida que sube el nivel de las ciclinas, las mismas se

combinan con quinasas dependientes de ciclinas (es decir enzimas fosforilantes cuya actividad depende de los niveles de ciclinas).

• Las quinasas activas transfieren fosfatos del ATP a la proteína pRB (el "freno" del ciclo celular)

• Si la pRB no esta fosforilada "secuestra" (es decir permanece unida) a otras proteínas claves para la prosecución del ciclo: los factores de transcripción, en otras palabras, mantiene la llave en "apagado".

• Cuando el complejo ciclina-quinasa añade suficientes fosfatos a la pRB, la misma libera los factores de transcripción que actuan sobre los genes

• Los genes estimulados producen proteínas necesarias para que avance el ciclo celular

EL PUNTO R

EL PUNTO R

PRIMER PUNTO DE CONTROL

El primer punto de control, se encuentra justo después del punto de restricción, aún en G1

El primer control se encarga de:1) Revisar las condiciones del medio, buscando factores

externos que induzcan el progreso del ciclo celular.2) Revisar que la célula haya crecido lo suficiente3) Que el material genético esté intacto.4) La búsqueda de factores externos es muy importante, pues

éstos estimulan la síntesis de proteínas como algunas cdk’s y ciclinas, y sin estas, la continuación y el control del ciclo celular serían imposibles.

• Se encuentra al final de G2• El segundo punto de control se encarga de revisar: 1) que el material genético se haya duplicado

completamente, 2) que el material genético no tenga errores y 3) que el medio extracelular sea adecuado.

• En este punto actúa también la p53, que como ya vimos detecta alteraciones en el ADN y desencadena a la activación de la CIP p21

encargada de la inhibición de cualquier complejo cdk 1,2, 4 y 6-ciclina.

BIBLIOGRAFÍA

Libros: D.P. De Robertis Eduardo. (1997). Biología Celular y Molecular. Editorial EL ATENTO. 12va edición 2da reimpresión. Buenos Aires – Argentina. 469 ppg. Páginas Web: http://www.entradagratis.com/Acuicultura-pag./1810/Filogenia.htm •http://enciclopedia.us.es/index.php/Cladismo •http://diccionario.sensagent.com/cladismo/es-es/#•http://www.bionova.org.es/biocast/documentos/cuestionario1.pdf•http://members.nbci.com/sciencebrain/Art07.htm•http://whyfiles.org/012mad_cow/3.html•http://www.mad-cow.org/~tom/prion_evol.html•http://www.sciam.com/askexpert/medicine/medicine14.html•http://www.sciam.com/0896issue/prion.html•http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/organizacion_sv/enlaces.htm#celulas_procariotas