tema 2 organización celular de los seres vivos
DESCRIPTION
Organización celular de los seres vivos. La teoría celular, los microscopios, orgánulos, metabolismo, virus... Revisado en Noviembre 2014. Se incorporan ejercicios de auto-evaluación de cada apartadoTRANSCRIPT
http://www.youtube.com/watch?v=_rDJ9zcXO7A&feature=c4-overview-vl&list=PLPczwzH3x8GjhLa1ZO6-8qX-9-oq94_0H
http://www.youtube.com/watch?v=u3cgxfxVc6E
Introducción a la célula
Células procariotas y eucariotas
http://www.youtube.com/watch?v=kxd7GbszcXQ
La teoría celular
Los seres vivos estamos constituidos por células.
Esta idea, que nadie pone en duda actualmente, es sinembargo, bastante reciente, porque la mayoría de lascélulas son invisibles a simple vista.
La teoría celular y su evolución han estado muy unidas aldesarrollo del microscopio (aparecido en Holanda en1390, y utilizado por Galileo en 1610).
Anteriormente, Aristóteles y Paracelso (médico suizo delrenacimiento) sostenían que los seres vivos estabanformados por pequeñas unidades vitales, pero sus ideasno tuvieron mucha trascendencia.
La teoría celular: un poco de cronología
Robert Hooke observa con lentes de aumento trozos de corcho y utiliza por primera vez el término "célula“.
Anton van Leewonhoek construye los primeros microscopios con los que observa y describe organismos unicelulares.
Robert Brown describe el núcleo celular.
Matthias Schleiden y Theodor Schwann proponen las ideas fundamentales de lo que será la "teoría celular": la célula como unidad de los seres vivos.
Purkinje propone el término "protoplasma" para definir el interior de la célula.
Rudolf Virchow enuncia la idea básica de que toda célula procede de otra.
Santiago Ramón y Cajal recibe el premio Nobel al demostrar que también los tejidos nerviosos están formados por células.
1665
1674
1831
1838-39
1839
1855
1906
La teoría celular: Robert Hooke
Robert Hooke publicó una serie de dibujos en un libro llamado Micrografía. Los dibujos estaban basados en sus observaciones con un microscopio que el mismo había inventado y construido (50 aumentos). En este libro aparece por primera vez la palabra célula en un sentido biológico para referirse a las celdas o cavidades que presentaba una lamina de corcho.
La teoría celular: Anton Van Leeuwenhoek
Leeuwenhoek, con microscopios construidos por el mismo (hasta 200 aumentos) realizo observaciones y dibujos muy precisos de glóbulos rojos, bacterias de la boca, espermatozoides levaduras...
La teoría celular: Robert Brown y Jan Evangelista Purkynje
En 1831 estableció la constancia del núcleo celular en la célula vegetal, lo que anticipó la teoría celular.También descubrió el movimiento browniano es decir, el movimiento desordenado de las partículas en suspensión en un líquido
Introdujo el término protoplasma. El protoplasma es todo el interior de la célula, es decir el citoplasma más el núcleo. También fue el primero en utilizar un micrótomo para realizar delgados cortes de tejidos para la observación microscópica y fue de los primeros en utilizar una versión mejorada del microscopio compuesto.
La teoría celular: los autores, Schleiden y Schwann
Theodor Schwann, histólogo y fisiólogo, y Jakob Schleiden, botánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de centros o núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente.
Asentaron el primer y segundo principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células" y "La célula es la unidad básica de organización de la vida".
La teoría celular: Rudolf Virchow y Louis Pasteur
El médico Rudolf Virchow, interesado en laespecificidad celular de la patología explicó lo quese puede considerar el tercer principio de la Teoríacelular:
"Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de ésta” (omnis cellula ex cellula)
La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.
La teoría celular: La aportación española, Ramón y Cajal
Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidosdel cuerpo en la teoría celular, al demostrar que eltejido nervioso está formado por células.
Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de laneurona”, explicaba el sistema nervioso como unconglomerado de unidades independientes.
Pudo demostrarlo gracias a las técnicasde tinción de su contemporáneoCamillo Golgi, quien perfeccionó laobservación de células mediante elempleo de nitrato de plata, lograndoidentificar una de las células nerviosas.
La teoría celular: Los postulados de la teoría celular
1.- La célula es la unidad estructural de los seres vivos. Todos los organismos se encuentran formados por una o más células.
2.- La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos. Es la mínima unidad de la materia que puede llevar a cabo todas las funciones de un ser vivo.
3.- Toda célula procede por división de otra ya existente.
4.- El material hereditario conteniendo las características genéticas de una célula pasa de la célula madre a la hija.
La teoría celular: Cronología relevante sobre la teoría celular
Los microscopios
La biología es una área muy rica visualmente. Sin embargo muchas de las estructuras y eventos biológicos más interesantes son más pequeños de lo que el ojo humano puede ver sin ayuda. Esto explica que el desarrollo de la biología ha estado ligado al desarrollo de la microscopía.
http://learn.genetics.utah.edu/content/begin/cells/scale/
Tipos de microscopios
Los microscopios son instrumentos diseñados para producir imágenes visuales ofotográficas magnificadas de objetos pequeños.El microscopio debe lograr tres tareas: produzca una imagen magnificada delespécimen, separe los detalles en la imagen, y haga los detalles visibles al ojohumano o a la cámara fotográfica.
Tipos de microscopios
(usados en biología)
Ópticos normalesMicroscopio de fluorescencia
Microscopio de luz ultravioleta
Electrónicos
TEM
SEM
Se diferencian , entre otras cosas, por el tipo de luz que utilizan
El microscopio óptico
El microscopio óptico tiene un límite resolución de cerca de 200 nm (0.2 µm). Este límite se debe a la longitud de onda de la luz (0.4-0.7 µm ). Las células observadas bajo el microscopio óptico pueden estar vivas o fijadas y teñidas.
El Microscopio Electrónico de Transmisión (MET)
Permite la observación de muestra en cortes ultra finos. UnTEM dirige el haz de electrones hacia el objeto que sedesea aumentar. Una parte de los electrones rebotan o sonabsorbidos por el objeto y otros lo atraviesan formandouna imagen aumentada del espécimen. La muestra debecortarse en capas muy finas, (un par de miles deángstromgs). Se coloca una placa fotográfica o una pantallafluorescente detrás del objeto para registrar la imagenaumentada. Los microscopios electrónicos de transmisiónpueden aumentar un objeto hasta un millón de veces.
El Microscopio Electrónico de Barrido (MEB)
El microscopio electrónico de barrido (MEB)también tiene un limite de 2nm. Al igual que el MET,el MEB permite mirar a células muertas, después dehaber sido fijadas y teñidas con iones de metalespesados. Con esta técnica los electrones sonreflectados sobre la superficie del espécimen. No esnecesario cortar la muestra. Los microscopioselectrónicos de barrido pueden ampliar los objetos200.000 veces o más.
Resumen comparativo de los tipos de microscopios
Ejercicios de repaso
1. Organización celular de los seres vivos2. Teoría Celular3. Historia de la teoría celular4. Hechos importantes en la teoría celular5. Tipos de microscopios6. Partes del microscopio óptico7. Partes del microscopio electrónico de transmisión8. Partes del microscopio electrónico de barrido
Tipos de organización celular
No todas las células poseen el mismo grado de organización. Lasprimeras que surgen en el curso de la evolución debían ser muysimples. Sus representantes actuales son las bacterias y lascianobacterias (algas verde-azuladas). Son los llamados procariotas(que no tienen un núcleo verdadero separado del citoplasma poruna membrana).
El reto de los seres vivos actuales tenemos unas células máscomplejas, con un núcleo bien diferenciado y reciben el nombre decélulas eucariotas.
MEMBRANA PLASMÁTICA: una membrana que la separa del medio externo, pero que permite
el intercambio de materia.
La estructura básica de una célula (independientemente de si es una célula procariota o eucariota consta de:
CITOPLASMA: una solución acuosa en el que se llevan a cabo las reacciones
metabólicas.
ADN: material genético, formado por ácidos nucleicos.
ORGÁNULOS SUBCELULARES: estructuras subcelulares que desempeñan diferentes
funciones dentro de la célula.
La estructura de las células
Podemos encontrar dos tipos de células en los seres vivos:
CÉLULA PROCARIOTA
•El material genético ADN está libre en el citoplasma.
•Sólo posee unos orgánulos llamados ribosomas. No hay compartimentos internos rodeados de membranas
•Es el tipo de célula que presentan las bacterias
CÉLULA EUCARIOTA
•El material genético ADN está encerrado en una membrana y forma el núcleo.
•Poseen un gran número de orgánulos.
•Es el tipo de célula que presentan el resto de seres vivos.
Célula procariota y eucariota
Comparación de los dos tipos de células
La célula procariota: características generales
• Carecen de núcleo verdadero. El ADN circular y cerrado, forma una única molécula llamada cromosoma bacteriano o nucleoide que normalmente está en posición central en la célula. En algunos casos pueden aparecer plásmidos.
• El citoplasma contiene numerosos ribosomas y en las cianobacterias aparecen unos sistemas membranosos que contienen la clorofila y que se disponen de forma concéntrica en torno al ADN.
• La membrana plasmática esta rodeada por una cubierta rígida llamada pared celular y compuesta por peptidoglucano. Además, pueden tener otra capa por encima denominada cápsula.
• La membrana presenta unas invaginaciones llamadas mesosomas y donde se sitúan algunos enzimas relacionados con la obtención de energía.
• No tienen movimientos citoplasmáticos internos, (carecen de citoesqueleto). Esto impide el movimiento ameboide. Se mueven por flagelos, (diferentes de los de eucariotas).
Nutrición de los procariotas:
Pueden ser:
1.Heterótrofos• Parásitos• Simbiontes• Saprobiontes
2.Autótrofos• Fotosintéticos• Quimiosintéticos
La célula animal
Son mucho más grandes (10.000veces de media) y más complejas quelas procariotas.
Su nombre deriva del hecho de tenerun núcleo verdadero, separado pormembranas del citoplasma.
Su principal característica es queposeen sistemas de membranas quedividen el interior de la célula ennumerosos compartimentos (noexisten en las procariotas)especializados en las distintasfunciones.
La compartimentación permite unmetabolismo más complejo (sin el, lasenzimas estarían mezclados y laactividad sería caótica) http://www.youtube.com/watch?v=hBTImxRZrDM
Células animales
Célula al microscopio óptico
Célula al microscopio electrónico de
transmisiónCélula al microscopio electrónico de barrido
Mitocondria
Estructuras de la célula animal
Partes de la célula
Membrana
Citoplasma
Hialoplasma Orgánulos membranosos
Retículo endoplasmático
Aparato de Golgi
Lisosomas
Mitocondrias
Peroxisomas
Orgánulos no membranosos
Citoesqueleto
Centrosoma
Ribosomas
Núcleo
Membrana nuclear
Cromatina
Nucléolo
Nucleoplasma
Se pueden diferenciar
Membrana plasmática
Representa el límite externo de la célula. Su grosor es menor de 7,5 nm. Todas las células y orgánulos presentan el mismo tipo de membrana, y por esta razón, a esta estructura se le ha denominado membrana unidad, o membrana unitaria.
Composición de la membrana
Esta formada por lípidos (principalmente fosfolípidos y colesterol), dispuestos en dos capas con los extremos hidrófilos hacia el exterior y los hidrófobos hacia el interior. Por ambos lados de esta bicapa lipídica e insertadas en ella, aparecen proteínas.
En la parte exterior de la membrana se encuentran glúcidos unidos a las proteínas (glucoproteínas) que forman una estructura llamada glucocálix. Su función es protectora, de reconocimiento de adhesión y de identidad celular.
1. Delimita la célula2. Fenómenos relativos al movimiento3. Transporte en ambos sentidos, con selectividad de los materiales que entran en
la célula4. Fenómenos de excitabilidad5. Recepción de señales (para la división celular, receptores hormonales, par los
procesos inmunitarios, adhesión celular, etc.).
Membrana plasmática: Funciones
El citoplasma
Citoplasma
HialoplasmaOrgánulos
membranosos
Retículo endoplasmático
Aparato de Golgi
Lisosomas
Mitocondrias
Peroxisomas
Orgánulos no membranosos
Citoesqueleto
Centrosoma
Ribosomas
El citoplasma: Citosol o hialoplasma
El citoplasma es la región comprendida entre la membranaplasmática y el núcleo. Consta de citosol o hialoplasma yorgánulos.
El citosol es el medio acuoso en el que seencuentran gran cantidad debiomoléculas que intervienen en lasreacciones metabólicas. En este medio sehallan inmersos los orgánulos,estructuras granulosas (granos deglucógeno y de grasas) y estructurasfibrilares que forman el citoesqueleto
Orgánulos no membranosos: El citoesqueleto
• El citoesqueleto comprende tres tipos de estructuras fibrilares:microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos. Las tres estáncompuestas por proteínas que al unirse forman fibras que en conjunto dansu forma a la célula.
Las principales funciones del citoesqueleto son:
1. Estabilidad celular y forma celular
2. Locomoción celular3. División celular4. Movimiento de los orgánulos
internos5. Regulación metabólica
Distribución de los elementos del citoesqueleto
El centrosoma
El centrosoma es exclusivo de células animales. Está próximo al núcleo y es un centro organizador de microtúbulos.
La estructura consta de una zona interior dondeaparece el diplosoma, formado por dos centriolosdispuestos perpendicularmente entre sí. Estediplosoma está inmerso en un material pericentriolarque es el centro organizador de microtúbulos. Así en élse disponen microtúbulos que parten radialmente yque se llaman áster.
Cada centriolo consta de 9 grupos de 3 microtúbulosque forman un cilindro. Este cilindro se mantienegracias a unas proteínas que unen los tripletes.
Su función es organizar los microtúbulos. De él se derivanestructuras de movimiento como cilios y flagelos y formael huso acromático que facilita la separación de lascromátidas en la mitosis.
Centrosoma
Cilios y flagelos
Los cilios y los flagelos son prolongaciones de lamembrana de algunas células sostenidos en suinterior por microtúbulos que parten de uncentriolo situado en la base (corpúsculo basal).
Los cilios son cortos y numerosos, mientras quelos flagelos son largos y escasos.
Ambos son móviles y proporcionan locomoción acélulas libres o agitan partículas del medio.
Cilios y flagelos
Ribosomas
Los ribosomas son globulares sin membrana estánformados por proteínas y ARN ribosómico y constan dedos subunidades de diferente tamaño.
Están en el hialoplasma de todas las células. Puedenestar dispersos o agrupados como las cuentas de uncollar (polisomas o polirribosomas) adheridos a lamembrana del retículo endoplasmático a través deunas proteínas (riboforinas) y su función es la síntesisde proteínas.
Orgánulos membranosos: Retículo endoplasmático
El retículo endoplasmático es un sistema complejo de membranas que delimitancavidades o sacos comunicados entre si como una red.
El retículo endoplasmático rugoso (RER) posee ribosomas adosados a la caraexterna de sus sacos muy aplanados y su función esta relacionada con la síntesis deproteínas (recoge las proteínas sintetizadas por los ribosomas).
El retículo endoplasmático liso (REL)no tiene ribosomas en susmembranas de aspecto tubular y sufunción es la síntesis de lípidos(fosfolípidos y colesterol de formaespecial). A través de sus cavidadescirculan moléculas de un lado a otrode la célula.
R.E.R.
R.E.L.
Orgánulos membranosos: Aparato de Golgi
El aparato de Golgi es otro sistema de membranas aplanadas y ensanchadas en losextremos dispuestas en paquetes como pilas de platos. Cada paquete se llamadictiosoma y puede haber varios por célula.
Su función consiste en elaborar productos de secreción que son proteínasprocedentes del retículo que aquí se modifican y clasifican embalándolas en elinterior de vesículas que cruzan el citoplasma y se vierten en la superficie. Tambiénse encarga de la formación de lisosomas, peroxisomas y vesículas de secreción
Orgánulos membranosos: Lisosomas
Los lisosomas son vesículas delimitadas por una membrana que se forman como burbujas liberadas de los dictiosomas.
Contienen enzimas digestivos pues su función es unirse a vacuolas digestivas y descomponer las partículas alimenticias que estas han introducido del exterior.
Intervienen también en procesos de degeneración celular por autodigestion.
Orgánulos membranosos: Peroxisomas
Los peroxisomas son otras vesículas muy similares a los lisosomas, que contienenenzimas del tipo catalasas o peroxidasas que descomponen el peróxido dehidrogeno (agua oxigenada) formado en ciertas reacciones.
Intervienen en procesos de destoxificación y reacciones metabólicas de oxidaciónde ácidos grasos, ciclo del glioxilato (solo en las células vegetales) ofotorrespiración
Orgánulos membranosos: Mitocondrias
Las mitocondrias son alargadas y con forma de habichuela.Presentan doble membrana: la interna plegada hacia el interiorforma las crestas mitocondriales. El contenido o matriz tieneribosomas parecidos a los de los procariotas (menores que los delcitoplasma) y moléculas de ADN desnudo y circular, por lo quepuede fabricar alguna de sus proteínas.
Son las centrales energéticas de las células porque realizan lasultimas etapas de la respiración aerobia, en las que moléculassencillas en presencia de oxigeno se descomponen en CO2 y H2O yse libera energía en forma de ATP.
El núcleo celular
• Es la estructura mas voluminosa del interiorcelular.
• Sus principales funciones son:• Contiene el material genético • Organiza su reparto en la división • Dirige la actividad de la célula.
• Existen dos estados morfológicos y funcionales diferentes en el núcleo: núcleo en interfase y durante la división (en la que desaparece como estructura definida)
• El núcleo interfásico es una estructuraúnica (aunque hay células plurinucleadas),generalmente esférica aunque de forma ytamaño definidos para cada célula.
El núcleo celular: la envoltura nuclear
La envoltura nuclear es una doble membrana: la externa se prolonga con las del retículo y ambas se fusionan en muchos puntos Las membranas nucleares están atravesadas por poros que permiten el paso selectivo de moléculas de cierto tamaño como el ARN.
El núcleo celular: Nucleoplasma, nucléolo y cromatina
El nucleoplasma es el medio en el que se realizala síntesis de los ácidos nucleicos y contienetodos los elementos necesarios para ello.
El nucléolo es una estructura esférica sinmembrana formada por una fracción de ADN,proteínas y ARN ribosómico que se fabrica aeste nivel, por lo que su función es organizar loscomponentes de los ribosomas.
La cromatina está formada por una maraña defilamentos ultramicroscópicos de ADN yproteínas es decir el material genético querealiza sus dos actividades: se transcribe paradar ARN y dirigir la síntesis de proteínas o seduplica para repartirse cuando llegue la división.
Nucleoplasma
La célula vegetal
En general son similares a las células animales, pero presentan una serie dediferencias: carecen de centriolos y poseen organulos y estructuras exclusivas comolos cloroplastos, la pared celular y las vacuolas
La célula vegetal: La pared celular
Pared rígida que protege las células y mantiene la forma. Su composición es mayoritariamente de celulosa.
La célula vegetal: Las vacuolas
Vacuola
Las vacuolas en células adultas pueden ocupar el 90% del volumen celular.
Su función es estructural, manteniendo la presión interna y acumulando sustancias de reserva, pigmentos o productos de desecho
La célula vegetal: Los cloroplastos
Es el orgánulo encargado de realizar la fotosíntesis.
La célula vegetal: Los cloroplastos
Estructura
• Doble membrana• Espacio interno: estroma• Forma lenticular• Tamaño (entre 2 y 6 µm) y
número variable (entre 20 y 40 por célula).
• En el estroma (equivalente a la matriz mitocondrial) se sitúan unas formaciones membranosas en forma de sacos apilados y aplanados llamados tilacoides. Una pila de tilacoides recibe el nombre de grana. Los cloroplastos tienen ADN propio,
con el que puede fabricar algunasproteínas propias y ribosomas en elestroma.
La célula vegetal: Otros tipos de plastos
ORGÁNULO ESTRUCTURA FUNCIÓN CÉLULA
MEMBRANA PLASMÁTICA
Bicapa de lípidos (fosfolípidos) con proteínas transmembrana que la atraviesan y proteínas periféricas. Glucolípidos anclados en la cara externa
Proteger y envolver a la célula. Controlarla salida y entrada de sustancias de la célula
ProcariotaEucariotas
MESOSOMAS Repliegues de la membranaplasmática
Albergar las enzimas necesarias para la respiración celular y la división de la célula
Procariota
NUCLEOIDE Lugar del citoplasma donde se ubica el material genético
Albergar el material genético con el cual se controlan y regulan las funciones vitales de la célula
Procariota
NÚCLEO Compartimento separado por una doble membrana con poros que lo comunican con el citoplasma
Controlar y regular las funciones vitales de la célula
Eucariotas
NUCLEOLO Esfera granular ubicada en el interior del núcleo
Formar los ribosomas Eucariotas
CITOSOL O HIALOPLASMA
Disolución acuosa del citoplasma Mantener inmersos a los orgánulos y a las estructuras no membranosas del citoplasma
ProcariotaEucariotas
CITOPLASMA Espacio interno de la célula, rodeado por la membrana plasmática
Lugar donde se alojan los orgánulos y las estructuras no membranosas de la célula
ProcariotaEucariotas
CITOESQUELETO Filamentos proteicos que se distribuyen por el citoplasma en forma de red
Dar forma a la célula y es responsable de sus movimientos
Eucariotas
ORGÁNULO ESTRUCTURA FUNCIÓN CÉLULA
CENTROSOMA Zona cercana al núcleo donde se ubican 2centriolos (estructuras cilíndricas huecas dispuestas perpendicularmente)
Originar y organizar los filamentos del citoesqueleto. Participar en el movimiento de los cromosomas durante la división celular
Eucariotaanimal
R.E. LISO Conjunto de túbulos y sacos aplanados comunicados entre sí.
Fabricar los lípidos de la membrana Eucariotas
R.E. RUGOSO Conjunto de túbulos y sacos aplanados comunicados entre sí y cubiertos externamente por ribosomas.
Sintetizar las proteínas (en los ribosomas que llevan adheridos)
Eucariotas
APARATO GOLGI Conjunto de pilas de sacos membranosos (no más de 5), rodeados de vesículas
Crear vesículas donde se almacenan las moléculas sintetizadas en el Retículo para expulsarlas al exterior o llevarlas a otros orgánulos
Eucariotas
LISOSOMAS Vesículas con enzimas digestivas fabricadas en el R.E. Rugoso
Digerir materia orgánica y transformarla en moléculas orgánicas sencillas
Eucariotas
PARED CELULAR Pared rígida, formada por celulosa, adherida a la cara externa de la membrana plasmática
Proteger a la célula y mantener su forma
Eucariota vegetal
VACUOLAS Vesículas rodeadas de membrana Almacenar sustancias y mantener la forma celular gracias a la presión que ejercen sobre la pared
Eucariotas
CILIOS Y FLAGELOS Expansiones del citoplasma, filiformes y móviles.
Permitir el desplazamiento de la célula a través de un medio líquido
Eucariotaanimal
ORGÁNULO ESTRUCTURA FUNCIÓN CÉLULA
RIBOSOMAS Partículas sin membrana formadas por 2 subunidades. Pueden aparecer libres en el citoplasma, adheridos al R.E. Rugoso o libres en el interior de mitocondrias y cloroplastos
Intervenir en la síntesis de proteínas ProcariotaEucariotas
MITOCONDRIAS Orgánulo rodeado de doble membrana que delimita un espacio interno (matriz). La membrana interna se prolonga hacia el interior de la matriz formando crestas mitocondriales.La matriz contiene ribosomas (mitorribosomas) y ADN propio.
Combustión de moléculas orgánicas, en presencia de O2, para obtener la energía que la célula necesita para su funcionamiento
Eucariotas
CLOROPLASTOS Orgánulo rodeado de doble membrana que delimita un espacio interno (estroma). En el estroma aparecen sacos con membrana (tilacoides) donde está la clorofila. Cuando los tilacoidesse apilan, reciben el nombre de grana. El estroma contiene ribosomas (plastorribosomas) y ADN propio
Realizar la fotosíntesis: sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica con la ayuda de la energía solar captada por la clorofila.
Eucariota vegetal
Célula vegetal Célula animal
La forma y el tamaño de la célula depende de la pared celular. En general, forma prismática.
La forma y el tamaño están, en parte, dados por el citoesqueleto. En general, formas mucho más variadas..
Autótrofa Heterótrofa
Con gran cantidad de plástidos como cloroplasto (clorofila), amiloplastos (almidón), cromoplasto, ficoeritrina, olaplastos y protoplastos
Sin plástidos o estructuras que permitan acumular pigmentos y otras sustancias
Con depósitos en forma de cristal en el citoplasma
Sin cristales en el citoplasma
Presentan vacuolas de gran tamañoNo presentan vacuolas grandes, aunque si pequeñas vesículas
Generalmente almacenan almidón Almacenan glucógeno
Las células se dividen por tabicamiento Las células se dividen por estrangulamiento
No tienen centriolos: no tienen cilios ni flagelos Si hay centriolos, que originan cilios y flagelos
Diferencias entre la célula vegetal y la animal
Ejercicios de repaso
1. Organización estructural de las células2. Orgánulos3. Diferencias entre procariotas y eucariotas4. Fotografías de orgánulos5. Secreción de proteínas en la célula (1)6. Secreción de proteínas (2)7. Estructura de la mitocondria8. Estructura de los cloroplastos9. Elementos de la célula animal10.Elementos de la célula vegetal11.Célula animal y vegetal
La célula como unidad funcional
En el interior de las células tiene lugar una enorme cantidad de reacciones químicas como consecuencia de la realización de las funciones biológicas. El conjuntos de todas estas reacciones se llama metabolismo.
Las reacciones del metabolismo cumplen una serie de características:
1. Son reacciones encadenadas, le producto de una reacción es el reactivo de la siguiente. Esta secuencia de reacciones se denomina rutas metabólicas.
2. Pueden ser ramificadas, de manera que según las necesidades de la célula se obtienen unos productos u otros.
3. Todas las reacciones metabólicas son catalizadas por enzimas.
4. La mayor parte de las reacciones metabólicas son de oxidación-reducción.
Procesos metabólicos
Hay dos tipos de procesos metabólicos: Anabolismo y catabolismo
• Anabolismo. La célula construye nuevas moléculas a partir de otras más sencillas. Requiere un aporte de energía
• Catabolismo. Las moléculas grandes se oxidan, se rompen y en el proceso se libera energía que contiene en los enlaces y que se utiliza en otros procesos (los anabólicos, transporte activo, movimiento...)
Esta energía que se intercambia de un proceso a otro, no se intercambia directamente de manera tan simple, sino que necesita un intermediario que la capte en los procesos catabólicos y la ceda en los anabólicos:el ATP
El ATP
El ATP (Adenosín trifosfato), una molécula del tipo nucleótido, presente en todas lascélulas y que está compuesta por una pentosa (ribosa) una base nitrogenada(adenina) y tres grupos fosfatos.
Los enlaces entre los grupos fosfato se llaman enlaces de alta energía, porque cuandose rompe uno de ellos (se hidroliza) se libera una gran cantidad de energía y se formael ADP (adenosín difosfato).
Para formar de nuevo ATP hace falta aportar la misma cantidad de energía
ADP + Pi
Energía
ATP
Energía
Moléculas simples
Moléculas complejas
CATABOLISMO
Moléculas complejas
Moléculas sencllas
ANABOLISMO
Relación entre catabolismo y anabolismo
Tipos de nutrición celular
La función de nutrición tiene como misión incorporar a la célula materia y energía, que serán utilizadas en las funciones vitales.
Tipos de nutrición
Autótrofa
Fotoautótrofa
Quimioautótrofa
Heterótrofa
(según la naturaleza química de la sustancias que se incorporan y de la fuente de energía utilizada)
La fotosíntesis
Es el proceso que consiste en la obtención de materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos. • La fotosíntesis la realizan los organismos autótrofos como algas, vegetales y
muchos microorganismos. • Es un proceso anabólico y la energía necesaria para realizarlo es suministrada
por la luz. • La luz es captada por la clorofila de modo que sólo las células que tengan ese
pigmento podrán realizar la fotosíntesis.• Los productos finales son moléculas orgánicas muy variadas, pero la que más
importancia tiene desde el punto de vista de los demás seres vivos es la glucosa.
• En las células eucariotas autótrofas, el proceso tiene lugar en los cloroplastos.
• Hay dos fases: Luminosa y oscura.
En esta fase se producen tres fenómenos:1.Fotólisis del agua.2.Síntesis de poder reductor, NADPH.3.Síntesis de energía en forma de ATP.
http://www.youtube.com/watch?v=AjQd-TaQpuQ
Fase luminosa de la fotosíntesis
Esta fase tiene lugar en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos. Laclorofila presente en estas membranas capta la energía solar, que se utilizarapara formar los compuestos necesarios en la fase oscura (ATP y NADPH) yromper la molécula de agua.
Fase oscuraEl proceso fundamental de la fase oscura es la fijación reductora del C a partir del CO2, formándose primero glúcidos sencillos de los que derivarán el resto de compuestos orgánicos. Este proceso ocurre en la mayoría de las plantas a través de una secuencia cíclica de reacciones conocida como ciclo de Calvin o ciclo C3.Se distinguen tres etapas en el ciclo de Calvin:
1.Carboxilación: mediante el enzima RuBisCo, el CO2 se fija a un azúcar preexistente, la ribulosa-1,5-difosfato, formándose un compuesto muy inestable de seis carbonos que se rompe inmediatamente en dos moléculas de 3-fosfoglicerato.2.Reducción: El 3-fosfoglicerato se reduce a gliceraldehido-3-fosfato consumiéndose el NADPH y el ATP que se obtuvieron en la fase luminosa.3.Recuperación: de cada seis moléculas de gliceraldehido-3-fosfato que se forman, una se considera el rendimiento neto de la fotosíntesis. Las otras cinco sufren una serie de transformaciones consecutivas en las que también se consume ATP, para regenerar la ribulosa 1,5-difosfato, con la que se cierra el ciclo.
Fase oscura de la fotosíntesis
Quimiosíntesis
Ciertas bacterias utilizan la energía generada en reacciones de oxidación-reducciónpara producir materia orgánica. Este tipo de bacterias transforman sales inorgánicas yson muy importantes desde un punto de vista ecológico puesto que forman parte delos ciclos biogeoquímicos de muchos elementos químicos fundamentales para la vida(bacterias nitrificantes, sulfooxidantes, ferrooxidantes,....)
Quimiosíntesis
Teniendo en cuenta que los primeros seres vivos fueron heterótrofos, podemos pensar que la quimiosíntesis surgió como una adaptación posterior de algunas bacterias a medios inorgánicos específicos y por lo tanto como una forma metabólica evolucionada:
Hay dos razones para esta consideración:
1. Constituye una forma muy eficaz de independencia del resto de los seres vivos, al depender de compuestos inorgánicos que se oxidan en una reacción específica. Son organismos independientes de la luz.
2. Presentan una maquinaria bioquímica tan compleja como la de otras bacterias
Sustrato inorgánico reducido
Sustrato inorgánico oxidado
Compuestos orgánicos
O2
Energía ATP
Energía ATP
Procesos catabólicos
Glucosa
Glucólisis
Vía de entrada fundamental del catabolismo
La respiración celular
Una parte de las moléculas obtenidas en el proceso de nutrición celular servirán como combustible destinado a la obtención de energía (ATP) para el resto de las funciones biológicas. El principal combustible es la glucosa y su degradación se lleva a cabo en presencia (respiración celular) o en ausencia de oxígeno (fermentaciones).
Nutrientes
Glucosa
Vía aerobia (respiración) Vía anaerobia (fermentación)
Tras la conversión de la glucosa en piruvato, en presencia de oxígeno, se continúa la degradación de estas moléculas:
a. Entrada del piruvato en la mitocondria.b. conversión a Acetil CoA (2C)c. Ciclo de Krebsd. Cadena respiratoria (transporte electrónico). Fase en la que se obtienen la
mayor parte de la energía (ATP)
Vía aerobia: La respiración celular
En ausencia de oxígeno, se produce la fermentación, que se caracteriza por:
a. Es un proceso anaerobiob. Los productos finales son materia orgánica (etanol, lactato…) de los que
todavía se podría obtener energía, es decir, no hay una degradación completa de la materia orgánica.
c. El rendimiento energético es mucho menor que en la respiración celular.
Vía anaerobia: Las fermentaciones
Puede ser la única vía posible de obtención de energía para algunos tipos de células (anaerobias estrictas), o una vía alternativa para obtener energía en caso de necesidad (células musculares, anaerobias facultativas)
Resumiendo los procesos metabólicos…
Las primeras células
Las primeras células aparecieron en la Tierra hace unos 3500 millones de años. Se trataba de células procariotas (sin núcleo), con una organización celular simple.Durante 2000 millones de años, en la Tierra sólo hubo células procariotas.La aparición de la célula eucariota fue hace 1500 millones de años.Según la teoría de Lynn Margulis (ampliamente aceptada en la actualidad) la célula eucariota surgió por procesos de fagocitosis y posterior endosimbiosis entre células procariotas.
Endosimbiosis
Los procariotas primitivos, aíslan el
núcleo y su información
genética por invaginación de las
membranas
A través de un proceso de endosimbiosis, aparecen flagelos,
mitocondrias y cloroplastos
Endosimbiosis
Pruebas a favor de la endosimbiosis (1)
1. El tamaño de las mitocondrias es similar al tamaño de algunas bacterias.2. Las mitocondria y los cloroplastos contienen ADN bicatenario circular cerrado
covalentemente - al igual que los procariotas- mientras que el núcleo eucariota posee varios cromosomas bicatenarios lineales.
3. Están rodeados por una doble membrana, lo que concuerda con la idea de la fagocitosis: la membrana interna sería la membrana plasmática originaria de la bacteria, mientras que la membrana externa correspondería a aquella porción que la habría englobado en una vesícula.
4. Las mitocondrias y los cloroplastos se dividen por fisión binaria al igual que los procariotas (los eucariotas lo hacen por mitosis). En algunas algas, tales como Euglena, los plastos pueden ser destruidos por ciertos productos químicos o la ausencia prolongada de luz sin que el resto de la célula se vea afectada. En estos casos, los plastos no se regeneran.
5. En mitocondrias y cloroplastos los centros de obtención de energía se sitúan en las membranas, al igual que ocurre en las bacterias. Por otro lado, los tilacoides que encontramos en cloroplastos son similares a unos sistemas elaborados de endomembranas presentes en cianobacterias.
Pruebas a favor de la endosimbiosis (2)
6. En general, la síntesis proteica en mitocondrias y cloroplastos es autónoma.7. Algunas proteínas codificadas en el núcleo se transportan al orgánulo, y las
mitocondrias y cloroplastos tienen genomas pequeños en comparación con los de las bacterias.. Esto es consistente con la idea de una dependencia creciente hacia el anfitrión eucariótico después de la endosimbiosis. La mayoría de los genes en los genomas de los orgánulos se han perdido o se han movido al núcleo. Es por ello que transcurridos tantos años, hospedador y huésped no podrían vivir por separado.
8. En mitocondrias y cloroplastos encontramos ribosomas 70s, característicos de procariotas, mientras que en el resto de la célula eucariota los ribosomas son 80s.
9. El análisis del RNAr 16s de la subunidad pequeña del ribosoma de mitocondrias y plastos revela escasas diferencias evolutivas con algunos procariotas.
10. Una posible endosimbiosis secundaria (es decir, implicando plastos eucariotas) ha sido observado por Okamoto e Inouye (2005). El protista heterótrofo Hatena se comporta como un depredador e ingiere algas verdes, que pierden sus flagelos y citoesqueleto, mientras que el protista, ahora un anfitrión, adquiere nutrición fotosintética, fototaxiay pierde su aparato de alimentación.
Los virus
http://www.youtube.com/watch?v=KyI8cu-nzRc
Los virus no están formados por células. Son parásitos y necesitan alojarse en el interior de las células de un ser vivo para vivir y multiplicarse. Este es el motivo por el cual no se incluyen en ninguno de los cinco grandes reinos de seres vivos.
Su tamaño es tan pequeño que sólo el descubrimiento del microscopio electrónico (a mediados del siglo XX) ha permitido su observación.
Los virus producen enfermedades, e incluso la muerte, a bacterias, plantas, animales y personas. Pueden encontrarse en cualquier parte: en el suelo, en el aire, en el agua, en el interior o el exterior de seres vivos, etc. Sin embargo, no son capaces de moverse por sí mismos.
Algunos de ellos son bien conocidos, como responsables de la polio, el sarampión, la varicela, la hepatitis B, la gripe común, la gripe A o el SIDA. Contra ellos se aplican vacunas en algunos casos, pero a muchos otros no hay, hoy por hoy, forma de combatirlos.
Estructura de los virus
Su forma es muy variada pero, en general, todos presentan esta simple estructura: envoltura externa, cápsida y ácido nucleico.
1. Envoltura externa. Es característicade algunos virus como el de la gripe oel virus de inmunodeficienciahumano (VIH) que produce el SIDA.
2. Cápsida. Está en el interior de laenvoltura externa. Es una estructurade naturaleza proteica que puedepresentar formas diferentes.
3. Ácido nucleico. Es el materialgenético del virus y se encuentra enel interior de la cápsida.
Ciclo vital de un vrus
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072556781/student_view0/chapter17/animation_quiz_2.html
Ejercicios de repaso
1. Metabolismo2. Metabolismo de distintos organismos3. Fotosíntesis4. Quimiosíntesis5. Respiración celular6. Fases del ciclo de un bacteriofago7. Virus8. Los virus9. Virus 210. Partes de un virus11. Pruebas de la teoría endosimbionte