UNIDAD 7

La célula. El núcleo

1. CÓNCEPTO DE CÉLULA. TEORÍA CELULAR

CONCEPTO DE CÉLULA

• CÉLULA: UNIDAD ANATÓMICA Y FISIOLÓGICA DE LOS SERES VIVOS.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA TEORÍA CELULAR

• LEEUVENHOEK (1632-1723)– Construyó el primer

microscopio óptico– Realizó interesantes

observaciones

Microscopio de Leeuvenhoek

Algunas observaciones de LEEUVENHOEK

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA TEORÍA CELULAR

• ROBERT HOOKE (1635-1702)– Al observar al

microscopio una laminilla de corcho se dio cuenta que estaba compuesta por celdillas.

En 1665 publicó el libro Micrographia. Este libro contiene por primera vez la palabra célula.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA TEORÍA CELULAR

• Scheleiden (1838) y Schwann(1839) establecieron

la TEORÍA CELULAR:

“CADA CÉLULA ES LA UNIDAD

ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE

TODOS LOS SERES VIVOS.”

• Virchow (1855) completó la teoría

celular añadiendo:

“OMNIS CELLULA EX CELLULA”

(toda célula procede de otra preexistente)

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA TEORÍA CELULAR

• Ramón y Cajal (1933)

Dio validez universal a la teoría celular al demostrar la individualidad de cada neurona, frente a las ideas de los reticularistas

POSTULADOS DE LA TEORÍA CELULAR

1. TODOS LOS ORGANISMOS SE ENCUENTRAN FORMADOS POR

CÉLULAS

2. LA CÉLULA ES LA UNIDAD ANATÓMICA Y FISIOLÓGICA DE LOS

SERES VIVOS

3. TODA CÉLULA PROCEDE POR DIVISIÓN DE OTRA YA EXISTENTE

4. EL MATERIAL HEREDITARIO QUE CONTIENE LAS

CARACTERÍSTICAS GENÉTICAS DE UNA CÉLULA PASA DE LA

CÉLULA MADRE A LA HIJA

2. ORIGEN Y EVOLUCIÓN CELULAR

• Existen dos tipos básicos de células: – PROCARIOTAS – EUCARIOTAS

• Los mecanismos moleculares básicos que rigen la vida de los dos tipos son los mismos , lo que implica que proceden de un antecesor común:

LUCA(Last Universal Celular Antecesor)

2.1 El comienzo de la vida

DATOS:

• Formación de la Tierra: 4500 M. a.

• Indicios del primer ser vivo: 3800 M. a de antigüedad

• Aparición de la vida: entre la formación de los océanos (4200 ma) y hace 3800 ma

La Tierra primitiva

• Atmósfera muy rica en hidrógeno, amoniaco, metano y vapor de agua. No tendría oxígeno

• Radiaciones ultravioleta

• Bombardeo meteorítico • Intensa actividad

volcánica• Tormentas con aparato

eléctrico

HIPÓTESIS DE LA SÍNTESIS PREBIÓTICAOPARÍN Y HALDANE (1922)

MILLER Y UREY (1934)GILBERT (1986)

• La vida proviene de moléculas orgánicas que surgieron en el planeta a partir de materia inorgánica

FASES1. Formación de moléculas

orgánicas, 2. Formación de

coacervados3. Formación de

macromoléculas con capacidad de autorreplicarse: ARN o ribozima

4. Primera célula: ARN autorreplicativo rodeado de una membrana de fosfólípidos (LUCA)

HALDANE Y OPARÍN

Experimento de Miller. Fue la primera demostración de que se pueden formar espontáneamente moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas simples en condiciones ambientales adecuadas

Formación de un coacervado

OTRAS TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

• TEORÍA DE LA PANSPERMIA (Juan Oró)

• TEORÍA DEL HIERRO-SULFURO

TEORÍA ENDOSIMBIONTE

• Explica el origen de las células eucarióticas por asociación simbiótica de bacterias de vida libre.

• Éstas bacterias serían las precursoras de las mitocondrias, cloroplastos y peroxisomas Lynn Margulis

ORIGEN DE LAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS

3. TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR

• CÉLULAS PROCARIOTAS– ADN localizado en una región: Nucleoide, no rodeada por una membrana.

– Células pequeñas 1-10 µm – División celular directa,

principalmente por fisión binaria. No hay centríolos, huso mitótico ni microtúbulos.

– Escasas formas multicelularesAusencia de desarrollo de tejidos

– Formas anaerobias estrictas, facultativas, microarerofílicas y aerobias

– Enzimas encargadas de oxidación de moleculas orgánicas y fotosíntesis en la membrana (mesosomas)

• CÉLULAS EUCARIOTICAS– Núcleo rodeado por una

membrana. Material genético fragmentado en cromosomas formados por ADN y proteínas.

– Por lo general células grandes, (10-100 µm)

– División celular por mitosis – Los organismos multicelulares

muestran desarrollo de tejidos – Casi exclusivamente aerobias– Mitocondrias y cloroplastos

4. FORMA Y TAMAÑO DE LAS CÉLULAS

• Depende de:– Estirpe celular– Edad– Momento funcional– Situación (libre, en

tejidos, cultivos)

• CÉLULAS ANIMALES– Gran diversidad

morfológica

• CÉLULAS VEGETALES– Menor diversidad que

en animales

• ORGANISMOS UNICELULARES– Gran diversidad

Diversidad morfológica células

animales

Mucosa exocervicalMúsculo estriado

Neuronas y glia

Conjuntivo (tendón)

Epidermis cebolla Tejido parenquimático

xilema

Diversidad morfológica células vegetales

Tamaño celular y escala

http://learn.genetics.utah.edu/content/begin/cells/scale/

•Células homólogas de organismos de diferente tamaño tienen igual magnitud.

•Las diferencias de tamaño entre organismos no depende del tamaño de sus células (ley de Driesch)

5. EL NÚCLEO

• Exclusivo de las células eucarióticas

• Alberga la información genética (ADN)

• En él se realiza la replicación del ADN y la transcripción de todos los ARN.

• Aspecto: depende del momento en el ciclo celular:– Núcleo interfásico– Núcleo mitótico

• Suele haber un núcleo por célula, aunque puede haber células:– Anucleadas: glóbulos rojos– Binucleadas: hepatocitos– Polinucleadas:

• Plasmodios• Sincitios:

Componentes del núcleo

• Envoltura nuclear

• Matriz nuclear o nucleoplasma– Cromatina– Proteínas

• Nucléolo

6. ENVOLTURA NUCLEAR

1. Membrana nuclear externa: unida al RER. Presenta ribosomas.

2. Espacio intermembranoso: en continuidad con el espacion reticular

3. Membrana nuclear interna: asociada a la lámina fibrosa o corteza nuclear.

4. Poros nucleares: canales acuosos que regulan el intercambio de moléculas.

Poros nucleares

7. LA CROMATINA

• Es el ADN asociado a proteína formando una estructura empaquetada y compacta en el núcleo interfásico

• Dependiendo del grado de compactación se diferencian:– Eucromatina (menos compacta)– Hetero cromatina (mas compacta)

Cromatina

Composición de la cromatina

• ADN

• Proteínas– Histonas: función estructural– No histonas: implicadas en la replicación y

transcripción

Ultraestructura de la cromatina

• “Collar de cuentas”: nucleosomas de 10nm unidos por fibrillas de 2 nm (espesor doble hélice)

• Espirilización de 1º grado. Fibras cromatínicas (30 nm). Estado de la cromatina en el núcleo.

• Espirilización de 2º grado (300 nm)

• Superespirilización (700 nm)

8. NUCLEOPLASMA

• Material cromatínico

• Material no cromatínico– Gránulos de intercromatina: enzimas,

ribonucleoproteína– Gránulos de pericromatina: ARNr– Partículas de ribonucleoproteína

NUCLÉOLO

• Función: síntesis de ARNr y procesado y empaquetamiento de las subunidades ribosomales

9. LOS CROMOSOMAS

• Representan la máxima compactación de la cromatina

• Permite el reparto del material genético durante la división celular.

ESTRUCTURA CROMOSOMA METAFÁSICO

– Cromátidas: resultado de la duplicación del ADN

– Centrómero: contiene heterocromatina. Divide el cromosoma en brazos

– Cinetocoro: puntos de polimerización de los microtúbulos

– Constricciones secundarias: NOR

– Telómeros: estructuras protectoras. Evitan la pérdida de información en cada ciclo de reproducción (129)

– Satélites– Bandas: permiten identificar

cromosomas homólogos

TIPOS DE CROMOSOMAS

A. TELOCÉNTRICOB. ACROCÉNTRICOC. SUBMETACÉNTRICOD. METACENTRICO

NÚMERO DE CROMOSOMAS

• El nº de cromosomas es característico de cada especie.• La mayoría de los organismos tienen un nº de

cromosomas que se representa como 2n, por lo que se denominan diploides.

• Que un organismo sea diploide quiere decir que en sus células existen dos juegos de cromosomas homólogos heredados de cada uno de sus progenitores

• Los cromosomas homólogos contienen información genética para los mismos caracteres.

• En los organismos diploides, sus células reproductoras sólo presentan un juego de cromosomas por lo tanto los gametos son células haploides (n)

CARIOTIPO

• Es un esquema de los cromosomas de una célula metafásica ordenados de acuerdo a su morfología y tamaño

• Se distinguen dos tipos de cromosomas:– Somáticos o autosomas– Sexuales o gonosomas