Tema 7 ORGANIZACIÓN CELULAR. 1. Teoría celular Robert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio...

Tema 7

ORGANIZACIÓN CELULAR

1. Teoría celular

Robert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamó células. Fue el primero en utilizar este término.

Dibujo de R. Hooke de una lámina de corcho al microscopio

1. Teoría celular

Antony van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos.

Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek

1. Teoría celular

Estos estudios y los realizados posteriormente permitieron establecer en el siglo XIX lo que se conoce como Teoría Celular, que dice lo siguiente:

1- Todo ser vivo está formado por una o más células.

2- La célula es lo más pequeño que tiene vida propia: es la unidad anatómica y fisiológica del ser vivo.

3- Toda célula procede de otra célula preexistente.

4- El material hereditario pasa de la célula madre a las hijas.

2. Componentes de una célula.

Bioelementos: los elementos que forman a los s.v

Según su abundancia se dividen en:

Primarios o principales-% elevado en los s.v. Son C,H,O,N,P

Bioelementos Secundarios- Tienen una menor presencia en los s.v. Son elementos como S,F,Cl,….

Oligoelementos- Su abundancia es mínima (≤1%) pero sin ella el s.v no podría vivir. Son elementos como Au

2. Componentes de una célula.

Los biolelementos se unen entre sí para dar las Biomoléculas

AguaInorgánicas Sales minerales

Biomoléculas GlúcidosLípidos

Orgánicas ProteínasÁc. Nucleicos

3. Biomoléculas inorgánicas.

3.1 Agua

La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes.

H-O-H El enlace entre O-H esaproximadamente de 104'5:, además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.

3. Biomoléculas inorgánicas.Propiedades del agua

1-Acción disolvente El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias

2-Elevada fuerza de cohesión Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incomprensible.

3. Biomoléculas inorgánicas.Propiedades del agua

3- Gran calor específico . El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper los p.de h. por lo que la temperatura se eleva muy lentamente.

4- Elevado calor de vaporización Para evaporar el agua , primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa.

3. Biomoléculas inorgánicas.Funciones del agua

•Soporte o medio donde ocurren las reacciones

metabólicas

•Amortiguador térmico

•Transporte de sustancias

•Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos

•Favorece la circulación y turgencia

•Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos

•Puede intervenir como reactivo en reacciones del

metabolismo


3.2 Sales minerales

En función de su solubilidad en agua se distinguen dos tipos: insolubles y solubles en agua. 1.-SALES INSOLUBLES EN AGUA. Forman estructuras sólidas, que suelen tener función de sostén o protectora, como :

•Esqueleto interno de vertebrados, en el que encontramos : fosfatos, cloruros, y carbonatos de calcio •Caparazones de carbonato cálcico de crustáceos y moluscos. •Endurecimiento de células vegetales, como en gramíneas (impregnación con sílice). •Otolitos del oído interno,formados por cristales de carbonato cálcico (equilibrio).


3.2 Sales minerales

2-SALES SOLUBLES EN AGUA.

Se encuentran disociadas en sus iones (cationes y aniones ) que son los responsables de su actividad biológica. Desempeñan las siguientes funciones:

•Funciones catalíticas. Algunos iones, como el Cu+, Mn2+, Mg2+, Zn+,...actúan como •Funciones osmóticas. Intervienen en los procesos relacionados con la distribución de agua entre el interior celular y el medio donde vive esa célula.

4. Biomoléculas orgánicas.

4.1 Glúcidos.

Son biomoléculas constituidas por C, H, y O (a veces tienen N,

S, o P)

El nombre de glúcido deriva de la palabra "glucosa" que

proviene del vocablo griego glykys que significa dulce,

aunque solamente lo son algunos monosacáridos y

disacáridos. Su fórmula general suele ser (CH2O)n


4.1 Glúcidos.

MONOSACÁRIDOS

Los monosacáridos son glúcidos sencillos, constituídos sólo por una cadena. Se nombran añadiendo la terminación -osa al número de carbonos.


4.1 Glúcidos.

DISACÁRIDOS

los disacáridos están formados por la unión de dos monosacáridos.


4.1 Glúcidos.

POLISACÁRIDOSLos polisacáridos están formados por la unión de muchos monosacáridos (puede variar entre 11 y varios miles),

Tienen pesos moleculares muy elevados, no poseen poder reductor y pueden desempeñar funciones de reserva energética o función estructural.

Los polisacáridos que tienen función de reserva energética presentan enlace a-glucosídico y son :

•Almidón, que es el polisacárido de reserva propio de los vegetales, y está integrado por dos tipos de polímeros: •Glucógeno es el polisacárido propio de los animales. Se encuentra abundantemente en el hígado y en los músculos. Molécula muy similar a la amilopectina, pero con mayor abundancia de ramificaciones.

.


4.1 Glúcidos.

FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS.

1.Energética. El glúcido más importante y de uso inmediato es la glucosa. Sacarosa, almidón (vegetales) y glucógeno (animales) son formas de almacenar glucosas.

2.Estructural.La celulosa, hemicelulosas y pectinas forman la pared vegetal.


4.2 Lípidos.

Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .

Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:

1. Son insolubles en agua 2. Son solubles en disolventes orgánicos, como éter,

cloroformo, benceno, etc.


4.2 Lípidos.


4.2 Lípidos.

ACILGLICÉRIDOS

Son lípidos simples formados por la esterificación de una,dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples.

CERASLas ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga. En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo , la piel,las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora.


4.2 Lípidos.

FOSFOLÍPIDOS Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática.

TERPENOSSon moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones muy variadas, entre los que se pueden citar:

•Esencias vegetales como el mentol, el geraniol, limoneno, alcanfor, eucaliptol,vainillina. •Vitaminas, como la vit.A, vit. E, vit.K.

ESTEROIDESLos esteroides son lípidos que derivan del esterano. Comprenden dos grandes grupos de sustancias:

•Esteroles: Como el colesterol y las vitaminas D. •Hormonas esteroideas: Como las hormonas suprarrenales y las hormonas sexuales.


4.2 Lípidos.

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOSLos lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:

•Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. (4'1 kilocaloría/g). •Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de piés y manos. •Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas. •Función transportadora. El tranporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos


4.3 Proteínas

Las proteínas son biopolímeros (macromoléculas orgánicas), de elevado peso molecular, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (Y), etc...

Pueden considerarse polímeros de unas pequeñas moléculas que reciben el nombre de aminoácidos y serían por tanto los monómeros unidad. La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido; si el n: de aa. que forma la molécula no es mayor de 10, se denomina oligopéptido, si es superior a 10 se llama polipéptido y si el n: es superior a 50 aa. se habla ya de proteína


4.3 Proteínas

Estructural•Como las glucoproteínas que forman parte de las membranas. •Las histonas que forman parte de los cromosomas •El colágeno, del tejido conjuntivo fibroso. .

Enzimatica •Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas

Hormonal •Insulina y glucagón •Hormona del crecimiento

Defensiva•Inmunoglobulina Trombina y fibrinógeno

Transporte•Hemoglobina •Citocromos

Reserva•Ovoalbúmina, de la clara de huevo •Gliadina, del grano de trigo •Lactoalbúmina, de la leche


4.4 Ácidos nucleicos

Los ácidos nucléicos son grandes moléculas formadas por la repetición de una molécula unidad que es el nucleótido.Pero a su vez, el nucleótido es una molécula compuesta por tres:

Una pentosa ribosa desoxirribosa

Ácido fosfórico Una base nitrogenada,que puede ser una de estas cinco

adenina guanina citosina timina uracilo



Los ácidos nucléicos están formados por largas cadenas de nucleótidos, enlazados entre sí por el grupo fosfato.



FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.

Entre las principales funciones de estos ácidos tenemos:•Duplicación del ADN•Expresión del mensaje genético:•Transcripción del ADN para formar ARNm y otros•Traducción, en los ribosomas, del mensaje contenido en el ARNm a proteinas.

5.Estructura de la célula procariota.

PROCARIOTAS


Características de la célula bacteriana:

•Reducido tamaña (más pequeño que las células eucariotas)

•Doble cadena de ADN en forma de anillo no rodeado por una

membrana nuclear.

•Ribosomas como único orgánulo.

•Posee pared celular que envuelve a la célula y le da forma.

•Reproducción asexual.

•Muchas bacterias pueden presentar flagelos generalmente

rígidos, implantados en la membrana mediante un corpúsculo

basal. Pueden poseer también fimbrias o pili muy numerosos

y cortos, que pueden servir como pelos sexuales para el paso

de ADN de una célula a otra


Tamaño célula procariota versus célula eucariota


Estructura de una célula bacteriana


Formas de las Bacterias


Clasificación de las bacteriasLa identificación de las bacterias es tanto más precisa cuanto mayor es el número de criterios utilizados. Esta identificación se realiza sobre la base de modelos, agrupados en familias y especies en la clasificación bacteriológica. Las bacterias se reúnen en once órdenes:- Las eubacteriales, esféricas o bacilares, que comprenden casi todas las bacterias patógenas y las formas fotótrofas.- Las pseudomonadales, orden dividido en diez familias entre las que cabe citar las Pseudomonae y las Spirillacae.- Las espiroquetales (treponemas, leptospiras).- Las actinomicetales (micobacterias, actinomicetes).- Las rickettsiales.- Las micoplasmales.- Las clamidobacteriales.- Las hifomicrobiales.- Las beggiatoales.- Las cariofanales.- Las mixobacteriales.

5.Estructura de la célula procariota.Relaciones entre la bacteria y su huéspedCiertas bacterias son:

• Parásitas• Simbiontes• Comensales• Patógenas

El poder patógeno es la capacidad de un germen de implantarse en un huésped y de crear trastornos en él. Dicho poder patógeno está ligado a dos causas:

- La producción de lesiones en los tejidos mediante constituyentes de la bacteria, como pueden ser enzimas que ella excreta y que atacan tejidos vecinos, o productos tóxicos provenientes del metabolismo bacteriano.

- La producción de toxinas. A estas agresiones microbianas, el organismo opone reacciones defensivas ligadas a procesos de inmunidad.

5.Estructura de la célula procariota.Principales enfermedades bacterianas.

6. Tipos de bacterias6. 1 Eubacterias

Se les llaman Bacterias verdaderas.

Nutrición

Autótrofa

Heterótrofa

Quimiosintéticos: Obtienen la energía a partir de la oxidación de moléculas inorgánicas

Fotosintéticos:obtienen la energía a partir de la luz. Pueden liberar oxígeno o no

Saprófitos: descomponedores

SimbiontesComensales

Parásitos

6. Tipos de bacterias6. 2 Arqueobacterias

Pueden vivir en condiciones extremas

Arqueobacterias

Halófilas: viven en ambientes saturados de sal

Metanógenas: Producen metano a partir de Dióxido de carbono e hidrógeno

Termoacidófilas: vien an ambientes calientes y ácidos

7.Estructura de la célula eucariota

•Teoría endosimbionte de Margulis:

La célula eucariota ancestral evolucionó gracias a la incorporación de células procariotas independientes, con las que estableció una relación simbiótica


•Comparación célula procariota-célula eucariota

MEMBRANA PLASMÁTICA: una membrana que la separa del medio externo, pero que permite el intercambio de materia.Su componente mayoritario son los fosfolípiodos

La estructura básica de una célula consta de:

CITOPLASMA: una solución acuosa en el que se llevan a cabo las reacciones metabólicas. Formado por un medio líquido y orgánulos subcelulares

NÚCLEO: dirige la actividad de la célula. Formada por una doble membrana con poros donde se trasmite la información genética desde el núcleo al citoplasma



•Comparación célula eucariota vegetal y animal.


•Orgánulos de la célula eucariota animal.


•Orgánulos de la célula eucariota animal.

Fotocopias enviadas

8.Metabolismo celular

•Se define metabolismo celular como el conjunto de reacciones químicas que se dan en la célula

Metabolismo

Catabolismo: rotura de moléculas. Se desprende energía

Anabolismo: síntesis de moléculas. Se gasta energía

Catabolismo Anabolismo

Gasto de energía

Producción de energía

9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio

Intercambio

Sin deformación de membrana

Con deformación de membrana

Osmosis

Tpte pasivo

Tpte activo

Exocitosis

Endocitosis

9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio (sin deformación de memb)Tpte pasivo: se realiza sin gasto de energía y a favor de gradiente.

Tpte pasivo

Difusión simple: Sustancias de pequeño tamaño como gases

Difusión facilitada: moléculas que se unen a proteínas de membrana.

9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio (sin deformación de memb)Tpte Activo: las moléculas se mueven en contra gradiente. Con gasto de energía. Se conocen como “bombas”

Bomba sodio-potasio

9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio (sin deformación de memb)

1,2-Difusión simple3- Difusión facilitada

4- Trasporte

9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio (con deformación de memb)

Endocitosis: La membrana engloba la partícula en una vacuola

9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio (con deformación de memb)

Exocitosis: las sustancias se engloban en vacuolas y son sacadas fuera de la célula


Osmosis: difusión de agua a través de una membrana semipermeable causado por difusión que permite el paso de líquidos y no de sólidos


Hipotónico viene del griego "hypo," que significa bajo, y "tonos," que significa dilatarse. En una solución hipotónica, el total de la concentración de las partículas disueltas, es menor que el del interior de la célula.

Hipertónica viene del griego "hyper," que significa sobre y "tonos," que significa expandirse. En una solución hipertónica, la concentración molar total de todas las partículas de soluto disuelto, es más grande que el de la otra solución, o más grande que la concentración de la célula.

Cuando dos medios son isotónicos, el total de la concentración molar de los solutos disueltos es el mismo en ambos.

10.Función de relación de la célula

A las variaciones del medio, en general, se las llama estímulos, y a las reacciones de las células y de los seres vivos en general, respuestas. Las respuestas más básicas suelen ser movimientos hacia el estímulo (respuesta positiva) o en dirección opuesta al mismo (respuesta negativa). Estos movimientos reciben el nombre de tactismos o taxias. Otro tipos de respuestas son los enquistamientos

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