TEMA 2

Organización celular de los seres vivos

ENUNCIADOS DE LA TEORÍA CELULAR

SIGLO XVII

1632-1723 Anton van leeuwenhoek. Construyó el primer microscopio óptico y realiza las primeras observaciones.

1637-1703 Robert Hooke. Describe una lámina de corcho y utiliza por primera vez el término célula para referirse a las celdillas que observa.

SIGLO XIX J. M. Schleiden, T. Schwann y R. Virchow

SIGLO XX

1933 Santiago Ramón y CajalDemuestra definitivamente la individualidad celular en el tejido nervioso concediendo validez universal a la teoría celular.

1.- LA CÉLULA ES LA UNIDAD ESTRUCTURA DE LOS S.V.Todos los organismos se encuentran formados por una o más células.

2.- LA CÉLULA ES LA UNIDAD FUNCIONAL DE LOS S.V.La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos.

3.- LA CÉLULA ES LA UNIDAD REPRODUCTORA DE LOS S.V.Toda célula procede por división de otra ya existente.

1.- LA TEORÍA CELULAR

2.- EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO

http://www.biologia.arizona.edu/cell/tutor/cells/cells2.html

MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN (el haz de electrones atraviesa la muestra)

MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO(los electrones rebotan en la muestra antes de ser recogidos)

3.- CÉLULA PROCARIOTA

Escherichia coli (x61000)

Plásmidos

Pared celular

Mesosomas

Citoplasma

Material genético

Ribosomas

Membrana plasmática

DIFERENCIAS CON LAS CÉLULAS EUCARIOTAS

• No tienen un verdadero núcleo.• Carecen de orgánulos como el aparato de Golgi, la mitocóndrias o el retículo endoplasmático.• No poseen citoesqueleto y, por eso, carecen de movilidad intracelular.• Son más pequeñas que las células eucariotas.

CentriolosRetículo endoplasmático rugoso (RER)

Nucleolo

Núcleo

Lisosoma

Mitocondria

Retículo endoplasmático liso (REL)

Aparato de Golgi Membrana

plasmática

La membrana plasmática es el límite externo de la célula.Lo que queda en su interior constituye el citoplasma.

Célula epitelial humana (x6400)

CITOPLASMA

ORGÁNULOS MEMBRANOSOS

ESTRUCTURAS NO MEMBRANOSAS

CITOSOL

4.- CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL

ESTRUCTURAS NO MEMBRANOSAS

CITOESQUELETO

Conjunto de filamentos de proteínas que da forma a la célula y es responsable de sus movimientos.

CENTROSOMA

Zona cercana al núcleo que se encarga de organizar el citoesqueleto.

ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO

Con ribosomas. Interviene en la síntesis de proteínas.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO

Sin ribosomas. Sintetiza los lípidos de membrana.

Orgánulos ovalados rodeados de doble membrana dónde se obtiene energía por oxidación de moléculas orgánicas.

Pilas de sacos membranosos que almacenan macromoléculas para la secreción o el transporte.

ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS

Vesículas membranosas que contienen enzimas digestivas.

Orgánulo voluminoso de doble membrana que contiene el ADN.

LISOSOMAS

MITOCONDRIAS

APARATO DE GOLGI

NÚCLEO

Pared celular*

Retículo endoplasmático

Núcleo

Mitocondria

Granvacuola*

Membrana plasmática

Cloroplasto*

Las células vegetales carecen de centríolos y tienen algunos orgánulos exclusivos.

Célula vegetal (x7700)

* Estructuras y orgánulos exclusivos de células vegetales

5.- CÉLULA EUCARIOTA VEGETAL

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. Controlar la salida y entrada de sustancias de la célula

ProcariotaEucariotas

MESOSOMAS Repliegues de la membrana plasmática

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

Eucariota animal

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

Eucariota animal

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 tilacoides se 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

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas necesarias para la vida que ocurren en los seres vivos. Puede ser:

Anabolismo

Catabolismo

Construcción de los componentes celulares a partir de los nutrientes (requiere energía… requiere ATP)

Destrucción de compuestos químicos en componentes más sencillos (libera energía… libera ATP)

6.- LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL: METABOLISMO

ATP(Adenosín TriFosfato)

Nucleótido “moneda energética” de los seres vivosCon enlaces de alta energía entre los grupos fosfato

ATP ADP

Desfosforilación

FosforilaciónRibosa

3 fosfatos Adenina

7.- TIPOS DE NUTRICIÓN CELULAR

NUTRIENTESTodas las células necesitan...

ORGÁNICOS (glúcidos, lípidos, proteínas)(los incorporan fabricados o los fabrican ellos)

INORGÁNICOS (H2O, SM)

(se obtienen del medio en el que viven)

CÉLULAS HETERÓTROFAS:• Incorporan nutrientes orgánicos complejos elaborados por otros organismos

• Han de ser transformadas en moléculas más sencillas

• Luego obtienen energía a partir de ellas

CÉLULAS AUTÓTROFAS:• Fabrican sus nutrientes orgánicos a partir de sustancias inorgánicas

• Lo hacen por

• Luego obtienen energía a partir de ellas

RESPIRACIÓN CELULAR

FERMENTACIONES

FOTOSÍNTESISQUIMIOSÍNTESIS

Es un proceso anabólico que ocurre en los cloroplastos y se divide en 2 fases

Membrana externa

Tilacoides

Membrana interna

XH2

e -

H2O

1/2 O2 CO2 FASE OSCURA

Estroma

Materia orgánica

Materia inorgánica

(CO2, H2O, SM)

Energía luminosa+ O2+Materia orgánica

(azúcares, grasas, etc.)

FASE LUMINOSA

FASE OSCURA

• Ocurre en las membranas de los tilacoides

• Solo se puede realizar en presencia de luz

• La energía de la luz solar es captada por la clorofila

• Se obtiene ATP y se desprende O2

• Ocurre en el estroma del cloroplasto

• Puede realizarse en la oscuridad a partir de los productos obtenidos en la fase anterior

• Con estos productos se transforma CO2 en materia orgánica.

ADPATP

e -

Clorofila

X (aceptor final)

FOTOSÍNTESIS

Es un proceso catabólico que ocurre en las mitocondrias y se divide en tres fases

Espacio intermembrana

Crestas mitocondriales

Matriz mitocondrial

Ciclo de

Krebs

Glucosa

6C

3C

ADP + Pi

ATP

XH2

X

H2O e-

H+

e-

e-

H+ e-+

ATP

ADP

H+

H+

H+

H+

+ 2H+1/2O2

O2

CITOSOL1 Glucólisis: la glucosa (6C) se transforma en piruvato (3C)

2 Ciclo de Krebs: el piruvato se oxida a CO2

3 foforilación oxidativa:

Se sintetiza ATPe-

C6H12O6 (glucosa) + O2 + ADP + Pi CO2 + H2O + ATP (energía útil) + calor

8.- LA OBTENCIÓN DE ENERGÍARESPIRACIÓN CELULAR

FERMENTACIONES

Es un proceso catabólico que utilizan algunas células para obtener ATP

CARACTERÍSTICAS:• Son anaeróbicas (no se utiliza O2)• Las realizan bacterias y levaduras• El rendimiento energético es mucho menor que en la respiración• Los productos finales pueden ser:

• ETANOL Fermentaciones etílicas• ÁCIDO LÁCTICO Fermentaciones lácticas

FERMENTACIONES ETÍLICAS

FERMENTACIONES LÁCTICAS

9.- ORIGEN DE LA CÉLULA EUCARIOTA

Huésped antecesor procariota sin pared celular

(URCARIOTA)

Células eucarióticas autótrofas: plantas, algunos protistas

Células eucarióticas heterótrofas: animales, hongos, algunos protistas

Bacterias oxidantes se convierten en:

Endosimbiosis

ADN

Bacterias fotosintéticas ancestrales

Bacterias anaerobias

peroxisomasmitocondrias

... se convierten en cloroplastos

La teoría endosimbiótica: las células eucarióticas se originaron a partir de una primitiva

célula urcariota que en un momento determinado englobaría a otras células u organismos

procarióticos, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte.

Lynn Margulis (1967)

10.- LOS VIRUS Son formas acelulares de 30-300nm constituidas por:

ÁCIDO NUCLEICO + CÁPSULA PROTEICA (Cápsida)

No realizan la función de nutrición ni relación; sí la de reproducción pero utilizando la maquinaria metabólica de la célula huésped Son parásitos intracelulares obligados de bacterias (bacteriófagos), animales y plantas Las cápsidas están formadas de múltiples copias de las proteínas CAPSÓMEROS Algunos presentan una ENVOLTURA membranosa que rodea a la cápsida

- ADN / ARN- una / varias moléculas- circular / lineal- mono / bicatenario

Virus helicoidal: el ADN forma una

espiral interna

Virus icosaédrico: la cápsida

es un icosaedro

Virus bacteriófago: · Cabeza icosaédrica con el ácido nucleico· Zona caudal helicoidal que termina en placa basal con espinas de anclaje a la bacteria

Virus envuelto: presentan un recubrimiento membranoso exterior a la

cápsida

VIRUS HELICOIDAL- Infectan células vegetales- p.e. Virus del mosaico del tabaco

VIRUS ICOSAÉDRICO con ENVOLTURA- Infectan células animales- p.e. Virus de la gripe

VIRUS BACTERIÓFAGO- Infectan bacterias- p.e. Fago T4

Genoma bacteriano

Bacteriófago ADN

Componentes víricos

Ensamblaje de componentes víricosNuevos virus

Lisis

Bacteria

CICLO VITAL DE VIRUS BACTERIÓFAGO: