Introducción a la célulaIntroducción a la célula

1. Resumen histórico2. Teoría celular3. Métodos de estudio de la célula4. Célula procariótica y eucariótica5. Origen y evolución celular

LA CELULALA CELULA

Historia de la teoría celular

Malpighi inicia la microscopía

Hookeda nombre a las células

Leeuwenhoekobserva microorganismos

Brown define el núcleo

Schleiden, Schwann y Virchow postulan la teoría celular.

Ramón y Cajalinvestiga el tejido nervioso

Se perfeccionanlos microscopios

Siglo XVII Siglo XIX Siglo XX

• Médico y naturalista italiano nacido en 1628.

• Se considera el padre de la microscopía, pues realizó numerosas observacionesde tejidos de seres vivos mediante microscopios sencillos.

• Murió en Roma en 1694.

Marcelo Malpighi

Historia de la teoría celular

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA IHISTORIA DE LA CITOLOGÍA I

Robert Hooke - 1665

Microscopio de Hooke

“Célula” en lámina de corcho

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA IIHISTORIA DE LA CITOLOGÍA II

Reinier de GraafReinier de Graaf

1672. Describe la estructura de testículos y ovarios. En la imagen folículos de Graaf

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA IIIHISTORIA DE LA CITOLOGÍA IIIAntón van Leeuwenhoek – 1673Antón van Leeuwenhoek – 1673

El “homúnculo” de Leeuwenhoek

Fabricó numerosos microscopios con los que realizó observaciones de microorganismos-animáculos,- en sangre, esperma, sarro dental, agua de charcas.

Robert Brown

• Botánico escocés nacido en 1773 y fallecido en 1858.• Gracias al avance de los microscopios, pudo observar con mayor precisión el interior de las de células vegetales.•Brown descubrió como, en las células vegetales, existía una estructura a la que denominó núcleo.

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA IVHISTORIA DE LA CITOLOGÍA IV

• En 1937, Schleiden llegó a la conclusión de que la célula es la unidad estructural de los vegetales, es decir, que toda planta esta constituida por células.

• Un año después, Schwann concluyó que esto también es válido para los animales, es decir, todo animal está constituido por células.

A partir de los hallazgos de ambos científicos, se postuló el primer principio de la teoría celular:

La célula es la unidad estructural de los seres vivos.

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA VHISTORIA DE LA CITOLOGÍA V

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA VIHISTORIA DE LA CITOLOGÍA VI

TEORÍA CELULARTEORÍA CELULAR

Schleiden y Schwann – 1838 / 1839Schleiden y Schwann – 1838 / 1839Todos los organismos están formados por una o varias células

La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos

Toda célula proviene por división de otra célula preexistente

El material hereditario pasa de una célula madre a la hija

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA VIHISTORIA DE LA CITOLOGÍA VI

Rudolf Virchow, Rudolf Virchow, médico patólogo médico patólogo alemán del s. XIXalemán del s. XIX

““Omnis Omnis cellula cellula

e e cellula” cellula”

18551855

• Virchow realizó estudios sobre la fisiología de las células y concluyó que cada célula aislada realizaba las tres funciones vitales.

•Gracias a sus estudios se completaron los otros dos principios de la teoría celular:

La célula es la unidad funcional de los seres vivos.

Toda célula procede de otra anterior.

Rudolf Virchow – 1855Rudolf Virchow – 1855

Golgi Golgi “contra” Ramón y CajalRamón y CajalReticularistas Reticularistas “contra” neuronistasneuronistas

Ambos reciben el Premio Nobel en 1906 por sus aportaciones al estudio de la estructura del sistema nervioso

Camillo Golgi1843 - 1926

Santiago Ramón y Cajal 1852 - 19341852 - 1934

TEORÍA RETICULAR TEORÍA RETICULAR (Golgi)(Golgi)

TEORÍA NEURONAL TEORÍA NEURONAL (Ramón y Cajal)(Ramón y Cajal)

Decía que las neuronas forman un plexo o red

DemostróDemostró que las neuronas son que las neuronas son independientes y se comunican independientes y se comunican mediante sinapsismediante sinapsis

Con esto quedó Con esto quedó constatada la constatada la

universalidad de la universalidad de la Teoría CelularTeoría Celular

Mª Núñez Munáiz. I.E.S. Miguel de Cervantes. Móstoles. Introducción a la célula. 2008-09

Teoría cromosómica de Sutton y Boveri• La teoría cromosómica de Sutton y Boveri enuncia que los

alelos mendelianos están localizados en los cromosomas.• Esta teoría fue desarrollada independientemente en 1902 por

Theodor Boveri y Walter Sutton. También se denomina teoría cromosómica de la herencia.

• La teoría permaneció controvertida hasta 1915 , cuando Thomas Hunt Morgan consiguió que fuera universalmente aceptada después de sus estudios realizados en la mosca del vinagre Drosophila melanogaster.

ÓPTICAÓPTICA

Las células se estudian mediante…

MICROSCOPÍA…MICROSCOPÍA…Y ELECTRÓNICAELECTRÓNICA

Microscopía ópticaMicroscopía óptica Microscopía electrónicaMicroscopía electrónica• Aumentos de 25 a 1 500 vecesAumentos de 25 a 1 500 veces

• Poder de resolución 0,2 micrasPoder de resolución 0,2 micras• Muestra atravesada por fotones (luz)Muestra atravesada por fotones (luz)• Las lentes son de vidrioLas lentes son de vidrio• Se ve una imagen virtualSe ve una imagen virtual• Corte de la muestra de grosor entre 5 yCorte de la muestra de grosor entre 5 y

15 micras15 micras• Se pueden ver células enterasSe pueden ver células enteras• Se pueden observar células vivasSe pueden observar células vivas• Unidad de medida: micrómetro (Unidad de medida: micrómetro (µm)µm)

o micrao micra

• Aumentos de x 100 000 a x 500 000Aumentos de x 100 000 a x 500 000

• Poder de resolución entre 3 y 10 Poder de resolución entre 3 y 10 ÅÅ• Muestra atravesada por electronesMuestra atravesada por electrones• Las “lentes” son campos magnéticosLas “lentes” son campos magnéticos• Imagen en pantalla fluorescenteImagen en pantalla fluorescente• Cortes ultrafinos. Grosor medio 0,05Cortes ultrafinos. Grosor medio 0,05

micrasmicras• Se ve estructura fina (ultraestructura) Se ve estructura fina (ultraestructura)

de la célula y sus orgánulos, virus, etc. de la célula y sus orgánulos, virus, etc. • Tipos: MEB (microscopio electrónico deTipos: MEB (microscopio electrónico de

barrido) y MET (de transmisión)barrido) y MET (de transmisión)• Unidades de medida: nanómetro yUnidades de medida: nanómetro y

ángstrom (Å)ángstrom (Å)

Y TAMBIÉN… Y TAMBIÉN… ANÁLISIS BIOQUÍMICOANÁLISIS BIOQUÍMICOULTRACENTRIFUGACIÓN CROMATOGRAFÍA

ELECTROFORESISPermite separar los componentes celulares:

1º se rompen las células por choque osmótico o ultrasonido.

2º mediante la ultracentrifugación, por diferencias de tamaño se separan los distintos componentes celulares, sedimentando antes los mayores que los más pequeños.

1 S (svedberg) = 10 - 13- 13segundossegundos

Separación de Separación de sustancias que sustancias que

presentan presentan distinta distinta

solubilidad solubilidad frente a un frente a un

mismo mismo disolventedisolvente

Separa Separa sustancias que sustancias que

tienen tienen diferencias en diferencias en cuanto a carga cuanto a carga

electroquímica y electroquímica y tamaño, tamaño,

aplicando un aplicando un campo eléctrico campo eléctrico

sobre un gelsobre un gel

TAMAÑO DE LA CÉLULATAMAÑO DE LA CÉLULA- En general oscila entre 10 y 100 μm

- Algunas son visibles a simple vista, como el alga Acetabularia o la yema de los huevos.

53 micras 150 micras

7 micras5-10 cm15 cm

FORMA DE LAS CÉLULASFORMA DE LAS CÉLULASDeterminada por:

FUNCIÓN QUE REALIZA Relación forma-función

PRESIONES DE CELULAS VECINAS

VISCOSIDAD DEL CITOPLASMA

PRESENCIA DE MICROTÚBULOS...

Célula animal Célula animal

Célula vegetal Célula vegetal

Modificado por L. Margulis y K. V. Schwartz

CÉLULA PROCARIOTA Y EUCARIOTACÉLULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA

Bacteria Protozoo

PROCARIOTAPROCARIOTA(tomando como ejemplo las bacterias)(tomando como ejemplo las bacterias)

EUCARIOTAEUCARIOTA

ESTRUCTURAESTRUCTURA Sencilla, sin núcleo Compleja, con núcleo

ORGANIZACIÓN Y ORGANIZACIÓN Y SITUACIÓN DEL ADNSITUACIÓN DEL ADN

Libre en el citoplasma, no unido a proteínas (desnudo), ni rodeado de membranas

Organizado en cromosomas, unido a proteínas y rodeado de la membrana nuclear (protegido)

TAMAÑO CELULARTAMAÑO CELULAR 1 - 10 μm 10 – 100 μm

TIPOS DE ORGANISMOSTIPOS DE ORGANISMOS Microorganismos siempre unicelulares: eubacterias (bacterias, cianobacterias, micoplasmas) y arqueobacterias. Como mucho forman colonias.

Unicelulares: protozoos y algas y hongos unicelulares. Pluricelulares: algas y hongos pluricelulares y todas las plantas y animales.

REPRODUCCIÓNREPRODUCCIÓN Por bipartición (mitosis especial) Por mitosis y meiosis

TIPOS CELULARESTIPOS CELULARES Células idénticas Células especializadas en tejidos (no en todos: algas…)

MOVILIDADMOVILIDAD Inmóviles o por flagelos de estructura fibrilar (proteína flagelina)

Inmóviles o por cilios o flagelos formados por microtúbulos 9 + 2 de tubulina

ORGÁNULOS CELULARESORGÁNULOS CELULARES Solo ribosomas 70 S (50 S + 30 S) Diversos orgánulos (especialización de sus funciones metabólicas). Ribosomas 80 S (60 S + 40 S)

TIPOS DE PAREDTIPOS DE PARED Paredes no celulósicas Paredes vegetales celulósicas y de hongos quitinosas

ENZIMAS ENERGÉTICOSENZIMAS ENERGÉTICOS Situados en la membrana de los mesosomas o en los cromatóforos o en los tilacoides

En orgánulos membranosos: mitocondrias y cloroplastos

ORIGEN EVOLUTIVOORIGEN EVOLUTIVO Temprano Más tardío. Endosimbiótico

Otras diferencias: membrana plasmática (en procariotas sin esteroles), citoesqueleto (parece que poseen citoesqueleto ambas células)…

CÉLULA ANIMAL Y CÉLULA VEGETALCÉLULA ANIMAL Y CÉLULA VEGETAL

CÉLULA ANIMALCÉLULA ANIMAL CÉLULA VEGETALCÉLULA VEGETAL

Membrana plasmática + Glucocálix (no siempre)

Membrana plasmática + Pared celular de celulosa

No cloroplastos Cloroplastos

Centríolos No centríolos (en general. Sí existe en algas flageladas)

Forma: diversas según la función Forma: generalmente poliédricas

Tamaño: menor que la vegetal Tamaño: mayor que la animal

Lisosomas muy abundantes Lisosomas menos abundantes

Vacuolas pequeñas y numerosas Vacuolas grandes y escasas

Aparato de Golgi agrupado Aparato de Golgi disperso (dictiosomas dispersos)

Cilios y flagelos No cilios ni flagelos (excepto en algas flageladas)

ORIGEN DE LA VIDAORIGEN DE LA VIDA

Teoría de Oparin – 1922

“sopa primitiva”

Experimento de Miller - 1950

Evolución prebiótica

Coacervados de Oparin

EVOLUCIÓN CELULAREVOLUCIÓN CELULAR

Moléculas orgánicas sencillas Moléculas orgánicas sencillas moleculas orgánicas complejas, moleculas orgánicas complejas,

macromoleculas macromoleculas asociacion de macromoleculas formando membranas asociacion de macromoleculas formando membranas

(coacervados de Oparin y microesferas de Fox) (coacervados de Oparin y microesferas de Fox) Membranas conteniendo Membranas conteniendo

moleculas autorreplicativas (1º ARN, después ADN) moleculas autorreplicativas (1º ARN, después ADN) célula procariota célula procariota

ancestral (PROGENOTE o PROTOBIONTE de Woese, ahora llamado L.U.C.A.) ancestral (PROGENOTE o PROTOBIONTE de Woese, ahora llamado L.U.C.A.)

Bacterias, Arqueobacterias y células eucariotas. Bacterias, Arqueobacterias y células eucariotas.

En cuanto a su nutrición: En cuanto a su nutrición:

Heterótrofas anaerobias Heterótrofas anaerobias Autótrofas Autótrofas Heterótrofas aerobias Heterótrofas aerobias

Evolución celular: TEORÍA ENDOSIMBIÓTICATEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

Lynn Margulis

1980

1

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TEORÍA ENDOSIMBIONTE

PRUEBAS DE LA TEORÍA PRUEBAS DE LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICAENDOSIMBIÓTICA

1. En la actualidad existen numerosas relaciones endosimbióticas (el tunicado colonial Diplosoma virens lleva procariontes fotosintéticos (Phrochloron) dentro de sus células; las termitas, en su intestino llevan un protozoo Myxotricha paradoxa, que tiene bacterias espiroquetas como endosimbiontes que funcionan como flagelos.

2- La estructura y función de cloroplastos y mitocondrias tiene rasgos procariontes como ADN bicatenario circular no asociado a proteínas, reproducción por fisión binaria, ribosomas 70 S, enzimas metabólicos en los repliegues membranosos (mesosomas en las bacterias y membranas tilacoidales en cianobacterias crestas y lamelas o tilacoides en eucariotas), membrana interna sin colesterol.

http://www.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzA

La teoría endosimbiótica: http://bioinformatica.uab.es/biocomputacio/treballs02-03/S_Serrano/

Cómo pasar de procariota a eucariota:http://oldearth.wordpress.com/2009/05/06/como-pasar-de-procariota-a-eucariota/

ENLACES INTERESANTESENLACES INTERESANTES

Introducción a la Biología Celular:http://genomasur.com/lectu.htm

Historia de la teoría celular:http://mabydg.blogspot.com/2007/11/teoria-celular.html

La célula vegetal: http://www.etsmre.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_1.htm#La%20Teor%C3%ADa%20Celular

Proyecto Biosfera: Biología 2º de bachillerato.http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/La_celula/contenidos.htm

Proyecto Biológico de la Universidad de Arizona: Biología celular.http://www.biologia.arizona.edu/cell/cell.html

Esta presentación de diapositivas la han realizado las profesoras de biología:

M. Núñez y N. Flores

Contiene imágenes:- Diferentes páginas relacionadas con la biología.- Google imágenes