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Tema 7 ORGANIZACIÓN CELULAR. 1. Teoría celular Robert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras.

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1 Tema 7 ORGANIZACIÓN CELULAR

2 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

3 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

4 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.

5 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

6 2. Componentes de una célula. Los biolelementos se unen entre sí para dar las Biomoléculas Agua InorgánicasSales minerales Biomoléculas Glúcidos Lípidos Orgánicas Proteínas Ác. Nucleicos

7 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.

8 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.

9 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.

10 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

11 3. Biomoléculas inorgánicas. 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).

12 3. Biomoléculas inorgánicas. 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+, Mn 2+, Mg 2+, 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. distribución de agua

13 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 (CH 2 O) n

14 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 (CH 2 O) n

15 4. Biomoléculas orgánicas. 4.1 Glúcidos. MONOSACÁRIDOS Los monosacáridos son glúcidos sencillos, constituídos sólo por una cadena. Se nombran añadiendo la terminación -osa al número de carbonos.

16 4. Biomoléculas orgánicas. 4.1 Glúcidos. DISACÁRIDOS los disacáridos están formados por la unión de dos monosacáridos.

17 4. Biomoléculas orgánicas. 4.1 Glúcidos. POLISACÁRIDOS Los 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..

18 4. Biomoléculas orgánicas. 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.

19 4. Biomoléculas orgánicas. 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 f ósforo, 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.

20 4. Biomoléculas orgánicas. 4.2 Lípidos. CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS Los lípidos se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (Lípidos saponificables) o no lo posean(Lípidos insaponificables ). Lípidos saponificables Simples Acilglicéridos Céridos Complejos Fosfolípidos Glucolípidos Lípidos insaponificables Terpenos Esteroides Prostaglandinas

21 4. Biomoléculas orgánicas. 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. esterificación CERAS Las 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.

22 4. Biomoléculas orgánicas. 4.2 Lípidos. FOSFOLÍPIDOS Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática. TERPENOS Son 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. ESTEROIDES Los 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.

23 4. Biomoléculas orgánicas. 4.2 Lípidos. FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS Los 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

24 4. Biomoléculas orgánicas. 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 proteínaaminoácidos

25 4. Biomoléculas orgánicas. 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 crecimient o Defensiva Inmunoglobulina Trombina y fibrinógeno Transporte Hemoglobina Citocromos Reserva Ovoalbúmina, de la clara de huevo Gliadina, del grano de trigo Lactoalbúmina, de la leche

26 4. Biomoléculas orgánicas. 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

27 4. Biomoléculas orgánicas. 4.4 Ácidos nucleicos Los ácidos nucléicos están formados por largas cadenas de nucleótidos, enlazados entre sí por el grupo fosfato.

28 4. Biomoléculas orgánicas. 4.4 Ácidos nucleicos 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 ARN m y otros Traducción, en los ribosomas, del mensaje contenido en el ARN m a proteinas.

29 5.Estructura de la célula procariota. PROCARIOTAS

30 5.Estructura de la célula procariota. 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

31 5.Estructura de la célula procariota. Tamaño célula procariota versus célula eucariota

32 5.Estructura de la célula procariota. Estructura de una célula bacteriana

33 5.Estructura de la célula procariota. Formas de las Bacterias

34 5.Estructura de la célula procariota. Clasificación de las bacterias La 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.

35 5.Estructura de la célula procariota. Relaciones entre la bacteria y su huésped Ciertas 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.

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

37 6. Tipos de bacterias 6. 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 Simbiontes Comensales Parásitos

38 6. Tipos de bacterias 6. 2 Arqueobacterias Pueden vivir en condiciones extremas Arqueobacteria s 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

39 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

40 7.Estructura de la célula eucariota Comparación célula procariota-célula eucariota

41 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 7.Estructura de la célula eucariota

42 Comparación célula eucariota vegetal y animal.

43 7.Estructura de la célula eucariota Orgánulos de la célula eucariota animal.

44 7.Estructura de la célula eucariota Orgánulos de la célula eucariota animal. Fotocopias enviadas

45 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 CatabolismoAnabolismo Gasto de energía Producción de energía

46 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

47 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

48 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.

49 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

50 9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio (sin deformación de memb) 1,2-Difusión simple 3- Difusión facilitada 4- Trasporte

51 9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio (con deformación de memb) Endocitosis : La membrana engloba la partícula en una vacuola

52 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

53 9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio Osmosis : difusión de agua a través de una membrana semipermeable causado por difusión que permite el paso de líquidos y no de sólidos

54 9.Intercambio de sustancias entre la célula y el medio 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.

55 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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