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TEMA 1: LA CELULA. Unidad fundamental de los seres vivos DEFINICIÓN: Es una unidad anatómica, fisiológica y reproductiva de todo ser vivo, siendo el elemento más pequeño que se considera vivo. Anatómica: todos los seres vivos están compuestos por células. Fisiológica: Todos sus componentes cumples una función especifica Reproductiva: solo pueden originarse de otras células. ESQUEMATIZACIÓN TEORIA CELULAR: A mediados del siglo XV los Daneses Hanz y Zacrías Jenssen inventan el microscopio, que servía para observar pequeñas partículas de materia. El instrumento fue perfeccionado por el danés Anton Von Leeuwenhoek. Dos siglos más tarde Robert Hooke en el año 1665 utilizando un microscopio examinó una corteza de alcornoque ( el corcho ) y observó que esta estaba formada por muchas diminutas cavidades, muy semejantes a los poros de una esponja, y les dio el nombre de "cellulae" o célula. Estructural: Todos los seres vivos estan formados por celulas Funcional: Realiza todos los procesos que le permite vivir. Genetica: contiene el material hereditario que pasa de celulas madres a celulas hijas Reproductiva: precede de una celula existente
Pasaron otros 175 años, sin embargo, antes de que científicos empezaran a entender la verdadera importancia de las células. En sus estudios de plantas y células de animales durante principios del siglo XIX, el botánico alemán Matthias Jakob Schleiden y el zoólogo alemán Theodor Schwann reconocieron las similitudes fundamentales entre los dos tipos de células. en particular la presencia de núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1827). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen, Berlin, 1839). Asentaron el primer principio de la teoría celular histórica: La teoría celular, surgió por tanto con las ideas indirectas de la célula planteada como el elemento esencial, el componente, unidad de los organismos vivientes surgió, se puede decir que la teoría celular fue formulada oficialmente entre 1838-1839. Las células no se vieron sin embargo como estructuras diferenciadas. Se asumió que existía una organización no viviente por debajo de la materia viviente. La aparición de la teoría de Matthias Jakob Schleiden (1804-1881),de “la formación celular libre” - el crecimiento de las plantas, según afirmó en 1837, se producía mediante la generación de células nuevas que, según sus especulaciones, se propagarían a partir de los núcleos de las viejas células - era recordativo de “la vieja doctrina de la generación espontánea” aunque con una variante intracelular, pero se refutó en los 1850’s por Robert Remak (1815–1865), Rudolf Virchow (1821–1902) y Alberto Kölliker (1817–1905) quienes mostraron que las células se forman a través de escisión celular pre-existente. El patólogo y también estadista Rudolf Virchow (1821 – 1902), en su trabajo “Patología celular” (1858), consideró a la célula como la unidad básica metabólica y estructural. En ese mismo trabajo subrayó la
- CELULAS PROCARIOTAS:
Se llama procariota a las células sin núcleo celular definido, es decir cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma (ADN). Las células procariotas estructuralmente son las más simples y pequeñas. Simplemente hacen fisión, se reproducen y mueren. Mide de 6 nanómetros. Su tiempo de vida, es corto. EJEMPLO: Virus, bacterias, entre otros. NOTAS DE PROCARIOTA:
- Sin núcleo: No tiene envoltura nuclear. ADN formado por una sola molécula circular.
- Posee una pared celular: contiene protección. Envoltura rígida de polisacáridos y proteínas. POLISACARIDOS: Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos EJEMPLO: Almidón, Glucógeno, Celulosa, Quitina
- Membrana plasmática: bajo la anterior. Regula la entrada y salida de sustancias. A veces se pliega (mesosomas, en procesos metabólicos).
- Ribosomas: para la fabricación de proteínas. Todo lo que tenga material genético tiene ribosomas.
- Flagelos: prolongación para desplazase.
- Fimbria: estructuras cortas para fijarse. -CELULA EUCARIOTA: Se llama célula eucariota a las células que tienen un núcleo definido gracias a una membrana nuclear donde contiene su material hereditario (ADN). Las células eucariotas tienen un modelo de organización mucho más complejo que las procariotas. Su tamaño es mucho mayor, mide 32 nanómetros y en el citoplasma es posible encontrar un conjunto de estructuras celulares que cumplen diversas funciones y en conjunto se denominan organelos celulares. ESQUEMA: PLAN GENERAL DE ORGANIZACIÓN MEMBRANA CELULAR (PLASMATICA) NÚCLEO CITOPLASMA DETERMINA CONTIENE SE ENCUENTRAN SU INDIVIDUALIDAD MATERIAL GENETICO LOS ORGANELOS El siguiente esquema representa el corte de una célula a la mitad para poder observar todas sus organelos internas.
SE ORGANIZA COMO MODELO DE
MOSAICO FLUIDO
COMPUESTO POR
PROTEINAS LIPIDOS GLUCIDOS
DE TIPO DE TIPO DE TIPO
-INTEGRALES -FOSFOLIPIDOS -GLUCOPROTEINA
-PERIFERICOS -COLESTEROL
-GLUCOLIPIDOS
FUNCION
QUE FORMAN LA
TRANSPORTE BICAPA LIPIDICA
COMUNICACIÓN
QUE ACTUA COMO
BARRERA SEMIPERMEABLE
ORGANELOS :
Son las diferentes estructuras que se encuentran en el citoplasma para cumplir funciones específicas. 1.NUCLEO: Centro de control celular, se encuentra únicamente en EUCARIOTAS, tiene dos membranas nucleares. Envoltura nuclear es la que tiene comunicación con el RER Polo nuclear que tiene comunicación con el citoplasma y posee membrana nuclear Nucleoplasma, que es el medio acuoso del interior Nucléolo, corpúsculo esférico sin membrana, forma los ribosomas, puede haber más de uno en la celular Cromatinas, filamentos de ADN asociados a proteínas, células, se divide organiza y condensa en cromosomas. CITOPLASMA: Contiene un sistema de endomembranas que ocupa gran parte del citoplasma. Se divide en 2 compartimientos. Se divide en: Matriz Citoplasmatica o Citosol. Contenido dentro del sistema de endomembranas que representa las diferentes estructuras que se hallan incluidas en el interior del citoplasma. ORGANELOS NO MEMBRANOSOS: Centriolos Cilios y flagelos Ribosomas libres Microtubulos Microfilamentos
Proteicas
CARACTERISTICAS DEL RIBOSOMA.
- Tipicamente los ribosomas estan compuestos de dos sub unidades: una sub unidad larga y una sub unidad pequeña
- Las sub unidades de los ribosomas están sintetizadas por el nucléolo.
- Las sub unidades de los ribosomas se unen juntos cuando lo ribosomas se unen al ARN mensajero durante el proceso de síntesis de proteínas.
- Los ribosomas, junto con una molécula de ARN de transferencia (ARNt), ayuda a traducir los genes codificantes de proteínas de ARNm a proteínas. Lisosoma: sostienen enzimas que fueron creadas por la celula, se convierten en proteínas. Su función es degradar grandes moléculas o partículas ya que contiene enzimas digestivas. Celula Procariota Celula Eucariota Envoltura Nuclear AUSENTE PRESENTE ADN DESNUDO Combinado con proteínas Cromosomas UNICO MULTIPLES Nucleolos AUSENTES PRESENTES Division MITOSIS MITOSIS Y MEIOSIS Ribosomas 70S(50S-30S) 80S(60S-40S) Endomembranas AUSENTES PRESENTES Mitocondrias ENZ. RESPIRATIVAS PRESENTES Cloroplastos AUSENTES PRESENTES PERO SOLO EN LAS VEGETALES Pared Celular NO CELULOSICA CELULOSICA VEGETALES Exocitosis y Endocitosis
AUSENTES PRESENTES
Locomocion FIBRILLA UNICA(FLAGELO)
CILICIOS Y
FLAGELOS
Las células procariotas se diferencian de las eucariotas por las siguientes características: Su núcleo es primitivo, pues carece de membrana nuclear. La información genética se almacena en moléculas de ADN que tienen forma circular (no en doble hélice como en las eucariotas). Dichas moléculas se ubican, en algunas bacterias, en la llamada zona nuclear. En lugar de tener organelos, como cloroplastos y mitocondrias, encargados de las funciones energéticas, presentan los llamados cuerpos membranosos, que se forman de invaginaciones de la membrana plasmática; y cumplen funciones de respiración y fotosíntesis. La transmisión del material genético no se cumple por mitosis, sino mediante división directa. No se forma entonces el aparato miótico. La pared celular tiene estructura y composición química particulares. En ellas predominan un glucopíptedo llamado mureína. El volumen de las células procariotas es menor pues oscila entre 1 y 2 micrómetros. Las células eucariotas presentan tamaño mayor: de 10 a 100 micrómetros. La división celular en procariotas es por fisión binaria gemación, no hay mitosis. En eucariotas sí hay diversas formas asociadas con mitosis. Sistema sexual, cuando está presente en procariotas, hay transferencia unidireccional de genes desde el dador al receptor. En las eucariotas hay fusión nuclear completa de genomas gaméticos equivalentes, asociados con la meiosis. Organelos de movimiento: en procariotas son flagelos simples; en eucariotas cilias o flagelos complejos, cuando están presentes.
Las Estructuras y Organelos que forman una Célula PROCARIOTA son:
- PARED CELULAR no celulósica constituida por Péptidoglucanos y una serie de ácidos orgánicos sintetizados por la propia bacteria.
- MEMBRANA PLASMÁTICA (membrana lipoprotecia) con permeabilidad selectiva activa y pasiva, encargada de la selección de sustancias del medio externo pero sin Endocitosis ni Exocitosis. La Cadena Oxidativa, Respiratoria o de transporte de electrones, asociada a la membrana plasmática, tienen como función la degradación aerobia (con O2) de los metabolitos que la bacteria incorpora sea anaerobia facultativa u obligada.
- NUCLEOIDE, región nuclear o esbozo de núcleo primitivo o rudimentario carente de carioteca tienen como función alojar al ADN procariota compactado y plegado. No poseen Carioteca o Membrana Nuclear.
- CITOPLASMA, tiene como función degradar los metabolitos que incorpora la bacteria ya que allí se encuentran concentradas la mayoría de las enzimas líticas que intervienen en la degradación aerobia o anaerobia de los alimentos.
- RIBOSOMAS en forma libre o bien agrupados en forma de Polisomas participan en la síntesis de proteínas celulares por traducción.
- MICROTÚBULOS (cilios, flagelos) no hay centríolos en procariotas. Los FLAGELOS (apéndices de locomoción) participan en la Locomoción o traslado dentro de su hábitat natural.
- CROMATÓFOROS (organelos membranosos propios de las bacterias fotosintéticas) participan en la Fotosíntesis bacteriana.
Los Organelos que forman una Célula EUCARIOTA son:
- NÚCLEO presenta 2 Membranas que separa el material hereditario del citoplasma y lo protege de posibles agresiones. La Envoltura Nuclear se llama CARIOTECA.
- NUCLEOLO: Participa en la Síntesis de las subunidades de los Ribosomas.
- CROMOSOMAS: Contienen y controlan el uso del ADN, quien codifica la información necesaria para construir una célula y controlar la actividad celular.
- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO, que tiene adosados a Ribosomas y su función es realizar la Síntesis de Proteínas.
- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO, que no presenta Ribosomas y su función es realizar la Síntesis de Lípidos.
- APARATO de GOLGI, formado por diferentes cisternas donde se modifican proteínas y lípidos añadiendo los glúcidos necesarios para su buen funcionamiento.
- VACUOLAS: Poseen una membrana protectora llamada Tonoplasto y es escasa es Células Animales y muy grande y única en Células Vegetales. Acumula gran cantidad de agua, deschos y sales.
- PLASTIDIOS: Son Organelos membranosos que sólo están presentes en las plantas y en las algas. Entre los Plastidios se encuentran: Los Amiloplastos (Acumulan gran cantidad de Almidón), Leucoplastos (Plastidos incoloros), Carotenoides (Plastidios que poseen Carotenos), Cromoplastos (Plastidios de colores desde amarillo hasta naranja), Proteinoplastos (Acumulan proteínas), Elaioplastos (Almacenan aceites y grasas).
- LISOSOMAS (Vesículas de degradación). Están provistos de
CICLO CELULAR: es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Se dividen en 2 periodos: -Interfase -división INTERFASE: la celula se encuentra en relativo reposo y se prepara para la division, mediante la duplicación de cromosomas y otras funciones nucleares. Durante la interfase se definen otras tres fases.
- FASE G1: La celula dobla su tamaño Duplica el numero de ribosomas y mitocondrias.
- FASE S: Se duplica el material genético Se sintetiza proteína ARN Otras funciones
- Fase G2: Se forman los organelos o estructuras utilizados para la division. DIVISION: consiste en una serie de procesos en donde los cromosomas se organizan y separan para luego dividirse y repartirse para asi formar las células hijas. En los organismos superiores ya sean animal o vegetal, se distinguen dos clases de células: 1.Somaticas: Constituyen la estructura del organismo Se divide mediante mitosis Da origen a células diploides Poseen la carga cromosómica completa de la especie a la que pertenecen. 2.Sexuales:Tambien llamadas germinales Constituyen los gametos Poseen la mitad de carga cromosómica a la especie que pertenece Son llamadas células haploides
Se forman mediante el proceso reduccional denominado Meiosis Mitosis: es el proceso de division celular en el cual una celula asomatica diploide(zinc) organiza sus cromosomas, los separa y los divide para dar origen a dos moléculas hijas con la misma carga cromosómica de la celula de origen. Se realiza en las siguientes fases:
- Interfase: La cromatina ya esta duplicada pero todavía no se ha condesado. Dos pares de centriolos se encuentran justo al lado de la envoltura nuclear. 2.-Profase: Los centriolos empiezan a moverse en dirección a los polos opuestos de la celula Los cromosomas condensados son ya visibles 3.Metafase: Los pares de cromatidas se alinean en el ecuador de la celula. 4.Anafase: Las fibras polares y cinetonicas huso tiran de cada par de cromatidas hacia un lado y otra. 5.Telofase: La envoltura nuclear se forma alrededor de cada dotación cromosómica y los cromosomas se descondensan Adquieren nuevamente un aspecto 6.Meiosis: Proceso mediante el cual las células germinativas diploides(2n), sufren dos divisiones consecutivas, produciendo 4 celulas hijas haploides(h), se pasa entonces de una celula con 2n cromosomas a una con ncromosomas. En la meiosis se producen los siguientes procesos: -Primera Division Meiotica: *Profase I Temprana: la cromatina comienza a condensarse. *Profase I Media: se alinean los homologos y los cromosomas se condensan. *Metafase I: Los cromosomas se colocan en el plano de la placa ecuatorial. *Anafase I: los cromosomas homologos se mueven hacia polos opuestos de la celula.
