1

A ORGANIZACIÓN CELULAR

2

TEORÍA CELULAR (Schleiden e Schawnn, 1938)

­ Todos os organismos vivos están compostos por células.­ A célula é a unidade estructural e fisiolóxica dos seres vivos.­ As células constitúen as unidades básicas da reproducción.­ A célula é a unidade de vida independente máis elemental.

    O termo célula foi proposto  por Robert Hooke en 1665 ao observar cun microscopio rudimentario as "celdillas" que constituían o cortizo e outros tecidos vexetais, que correspondían en realidade a restos celulares e non a células vivas.

O verdadeiro punto de partida para o estudo da célula e da súa función, desenvolveuse paralelamente aos avances en microscopía e nos métodos de estudo da célula.

3

CÉLULAÉ a unidade fundamental de todos os seres vivos,  está constituída por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma e material xenético (ADN), e teñen a capacidade de realizar as tres funcións vitais: nutrición, relación e reproducción.

Célula procariota Célula eucariota

Célula animal          eCélula vexetal

4

   O avance no coñecemento do papel que levan a cabo os distintos elementos celulares foi posible gracias ao desenvolvemento de técnicas cada vez máis complexas, que non só permiten visualizar detalles da morfoloxía celular, senón tamén estudar a estrutura e función dos seus compoñentes.

Métodos de estudo da célula

Microscopía

Técnicas de tinción

Fraccionamento celular

Técnicas de cultivo

5

Microscopía   Os microscopios son instrumentos indispensabeis para o estudo da célula e os seus compoñentes estructurais, xa que permiten aumentar o tamaño dunha imaxe, facendo visíbeis partículas de pequenas dimensións.

Microscopio óptico

Microscopio electrónico de transmisión (MET)

Microscopio electrónico de barrido (MEB)

6

Inconvintes

­ As análises non poder ser moi detalladas ou profundas.

Vantaxes

­ Pódense observar células vivas.­ Pódense ver células enteiras.­ Pódense utilizar diversas técncas de tinción ou ver as cores reais das células.

Características

­ Poder de resolución teórico arredor de 0,2 μm.­ A mostra é atravesada por fotóns de luz natural ou artificial.­ As lentes son de vidro.­ Os cortes finos obtéñense cun microtomo. Deben ter un grosor de 5 a 15 μm.

Microscopio óptico

7

Tipos de microscopios ópticos

1. M.o. de campo claro: é o máis común. As mostras se observan directamente en contraste co medio circundante. Utilizan con frecuencia tincións con colorantes.

2. M.o. de contraste de fases: básase nos diferentes índices de refracción que posúen os compoñentes celulares. O resultado é unha imaxe máis nítida das estructuras internas.

3. M.o. de campo oscuro: un disco opaco bloquea o haz de luz, de forma que só a luz refractada pola mostra acada o obxectivo e ésta aparece iluminada sobre un fondo oscuro. Ten a vantaxe de poder observar as células ou organismos vivos.

4. M.o. de fluorescencia: pódense observar células ou compoñentes celulares capaces de emitir fluorescencia ou utilizar colorantes fluorescentes para observalas.

8

Vantaxes

 ­ Pódese observar a ultraestructura da célula.­ Utilízase para estudos macromoleculares.

Inconvintes

­ Non permite o estudo de células vivas.­ A "tinción" é unha fixación con sales de metais pesados. As imaxes son en B/N, sendo as partes máis oscuras as máis electrodensas.­ Non se poden realizar visións en conxunto.­ A miúdo aparecen estructuras artificiais (artefactos).

Características

­ Poder de resolución arredor de 3A, aínda que o máis habitual é de 10 A.­ A mostra é atravesada por un haz de electróns emitido por un filamento de tungsteno.­ As "lentes" son campos magnéticos.­ A imaxe se xenera sobre unha pantalla fluorescente e o enfoque se realiza mediante unha lupa binocular.­ Os cortes, ultrafinos, obtéñense mediante un ultramicrotomo. Deben ter un grosor medio de 0,05 μm.­ A imaxe sempre é rexistrada en B/N en placas fotográficas situadas debaixo da pantalla.

Microscopio electrónico

9

MET

 As mostras se montan sobre rejillas de cobre, que permiten o paso dos electróns.

   O contraste se aumenta utilizando metais pesados, que fai que as distintas estructuras absorban diferentes cantidades de electróns.

MEB

  As mostras cúbrense cunha fina capa de metal pesado, e a continuación, o haz de electróns "barre" a superficie, ofrecendo unha imaxe tridimensional detallada da mesma.

  Os electróns non atravesan a preparación, senón que emiten electróns secundarios cuia intensidade varía en función do relevo.

M.e. de transmisión (MET)

M.e. de barrido(MEB)

Tipos de microscopios electrónicos

Linfocito T Mitocondria

10

11

Técnicas de tinción Permiten aumentar o contraste das células en microscopía convencional.

A hematoxilina­eosina é un colorante básico utilizado para tinguir os ácidos nucleicos e outros compoñentes de natureza ácida.

Tincións específicasUtilízanse para poñer de manifesto distintos compoñentes químicos da célula.

12

A maioría dos cultivos celulares só se poden utilizar durante un tempo, pois as células dexeneran despois dunha serie de divisións.

Nalgúns casos prodúcense de maneira espontánea células que se reproducen indefinidamente e constitúen liñas ou clons celulares. A partir de células cancerosas, que se dividen con maior rapidez, pódense obter liñas celulares.

Técnicas de cultivo As células ou os fragmentos de tecido colócanse nunha placa de cultivo cun medio nutritivo complexo que permite a súa proliferacción.

13

Fraccionamento celularConsiste na rotura controlada de tecidos e células para separar orgánulos ou compoñentes intracelulares.

Primeiro se homogeneiza o tecido, por plasmólisis, aplastado, batido ou ultrasonidos, coa finalidade de romper as células.

Posteriormente, o extracto celular sométese a unha ultracentrifugación diferencial, que consiste en centrifugacións sucesivas a distintas velocidades, que permite a separación dos distintos compoñentes celulares.

14

Célula vexetalCélula animal

Organización celular

Célula procariota Célula eucariota

15

Células procariotas

­ É a estructura característica e exclusiva das bacterias.­ Miden entre 1 e 5 micras.­ Teñen poucas formas: cocos, bacilos, espirilos e vibrios.­ Sempre son unicelulares, aínda que poden formar colonias.­ Teñen unha membrana de secreción constituída por mureína.­ Os orgánulos membranosos son os mesosomas. As cianobacterias presentan tamén tilacoides.­ As estructuras non membranosas son os ribosomas, de 70 S.

­ Non teñen núcleo, o ADN está condensado nunha rexión do citoplasma denominada nucleoide. Non posúen nucléolos.­ O ADN é una soa molécula circular de dobre hélice que equivale a un único cromosoma. Presentan plásmidos. O ARNm non presenta maduración. A transcripción e a traducción teñen lugar no mesmo lugar.­ Non hai mitose. O citoplasma divídese por bipartición.­ O catabolismo pode ser por fermentación, respiración aeróbica ou por respiración anaeróbica. Realízase nos mesosomas.­A fotosíntese pode ser anoxixénica (bacterias) ou oxixénica (cianobacterias).­ Algunhas bacterias obteñen a enerxía mediante quimiosíntese.

16

Células eucariotas

­ Posúen esta estructura todos os seres vivos agás as bacterias: reinos Protoctistas, Fungos, Prantas e Animais.­ Miden entre 20 e 50 μ.­ Teñen formas variadas debido a que hai células moi especializadas. Poden ser unicelulares ou pluricelulares.­ As células vexetais teñen unha parede grosa de celulosa. As células animais poden presentar matriz extracelular, ou carecer dela.

­ Os orgánulos membranosos son: o retículo endoplasmático, aparello de Golgi, vacuolas, lisosomas, mitocondrias, cloroplastos e peroxisomas.­ As estructuras non membranosas son os ribosomas 80 S, citoesquelete e, nas células animais, tamén os centríolos.­ Teñen núcleo e un ou máis nucléolos.­ O ADN é lineal e de dobre hélice, asociado a histonas. Cada fibra ao condensarse forma un cromosoma. Tamén hai ADN circular de dobre hélice nos cloroplastos e nas mitocondrias. O ARNm experimenta maduración. A transcripción realízase no núcleo e a traducción no citoplasma.­ O núcleo divídese por mitose e por meiose. A reproducción é de tipo sexual.­ O catabolismo é por respiración aeróbica e realízase nas mitocondrias.­A fotosíntese a realizan só as células vexetais, nos cloroplastos..­ Presentan correntes citoplasmáticas, dixestión intracelular, fagocitosis e pinocitose.

17

Célula animal Célula vexetal

18

Teoría endosimbiótica (Lynn Margulis en 1970)

Según esta teoría, algúns dos orgánulos fundamentais das células procariotas (mitocondrias e cloroplastos) proceden de asociacións endosimbióticas entre unha célula primitiva con capacidade de fagocitose, e distintos tipos de procariotas primitivos.

Esta teoría está avalada por estudos filoxenéticos realizados con ARN ribosomal e outras moléculas conservadas que se empregan como "cronómetros evolutivos".

Evolución da célula e dos seus orgánulos

19

Carecen de estructura celular e metabolismo propio, non se alimentan nin medran, e só son capaces de reproducirse dentro dunha célula hóspede.

Agás os prións, todas posúen un ácido nucleico que se replica de forma autónoma.

Formas acelulares

Prións

Virus

Viroides

20

Estructura: ácido nucleico, cápsida e envoltura membranosa (ás veces).

Poden infectar bacterias, células animais e células vexetais.

Son parásitos intracelulares obrigados: carecen de metabolismo propio e para reproducirse empregan a maquinaria metabólica da célula á que parasitan para producir múltiples copias dos seus compoñentes (ácido nucleico e proteínas víricas) e formar novos virus.

VIRUS

21

PRIÓNS

Son proteínas infecciosas.

Afectan a células animais (neuronas dos mamíferos), causando enfermidades dexenerativas do sistema nervioso central: encefalopatía espongiforme bovina ou enfermidade das vacas tolas.

Son proteínas infecciosas cun plegamento anormal capaces de transmitir este defecto ás proteínas normais. Estas proteínas defectuosas acumúlanse nas neuronas provocando a súa morte.    Débense a unha mutación puntual no xen que codifica a proteína normal, ou unha infección por contaxio.

VIROIDES

Están formados por ARN monocatenario

Infectan a células vexetais, producindo enfermidades en patacas, cítricos, etc.

O viroide ou molécula de ARN non se traduce, replícase no núcleo da célula vexetal infectada, e afecta a xenes que codifican hormonas, causando enanismo e deformacións do tallo, folla e froitos. Transmítense polos insectos ou polo material agrícola infectado.