LA VIDA COMIENZA CON LAS CÉLULAS

Presentación del tema: "LA VIDA COMIENZA CON LAS CÉLULAS"— Transcripción de la presentación:

1 LA VIDA COMIENZA CON LAS CÉLULAS
AL IGUAL QUE NOSOTROS, CADA CÉLULA QUE FORMA NUESTRO CUERPO ES CAPAZ DE: CRECER REPRODUCIRSE PROCESAR INFORMACIÓN - RESPONDER A ESTIMULOS LLEVAR A CABO UNA ASOMBROSA VARIEDAD DE REACCIONES QUÍMICAS

2 TEMA 1. LA VIDA COMIENZA CON LAS CÉLULAS
1.1 Diversidad y concordancia de la células 1.1.1 Diversidad celular 1.1.2 Todas las células son procariontes o eucariontes 1.1.3 Incluso las células pueden aparearse 1.1.4 Los virus son los parásitos primarios 1.1.5 Nos desarrollamos a partir de una sola célula 1.1.6 Las células madres, la clonación y las técnicas relacionadas 1.2 Las moléculas de las células 1.2.1 Moléculas pequeñas que transportan energía, trasmiten señales y se unen en macromoléculas 1.2.2 Las proteínas otorgan estructura a las células y realizan las mayoría de las tareas celulares 1.2.3 Los ácidos nucleicos portan información codificada para realizar proteínas en el momento y lugar correctos 1.2.4 El genoma esta condensado en cromosomas y se replica durante la división celular 1.3 El trabajo de las células 1.3.1 Las células construyen y degradan numerosas moléculas y estructuras

3 TEMA 1. BASES MOLECULARES Y CELULARES DE LA VIDA
1.3.2 Las células animales producen su ambiente externo y sus adhesivos propios 1.3.3 Las células cambian de forma y se mueven 1.3.4 Las células reciben y envían información 1.3.5 Las células crecen y se dividen 1.3.6 Las células mueren por una lesión agravada o por una programación interna LITERATURA: Biología Celular y Molecular / Lodish et al./ 5ta Edición, Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana, 2005, CAPÍTULOS 1 y 5. Biología Celular y Molecular. Conceptos y experimentos / Karp G./ 4ta Edición, McGraw-Hill Interamericana, México, 2006.

4 DIVERSIDAD Y CONCORDANCIA DE LAS CÉLULAS

5 DIVERSIDAD CELULAR - Diferentes tamaños y formas
Estructuras cambiantes o estables Sensibilidad al oxígeno Capacidad de vivir aisladamente, formando colonias o en estrecha relación con otros organismos - Forman tejidos o no

6 DIVERSIDAD EN TAMAÑOS Y FORMAS
DE IZQUIERDA A DERECHA. PRIMERA FILA: LACTOCOCCUS LACTIS, ARQUEOBACTERIA METHANOSARCINA, CÉLULAS SANGUÍNEAS Y HUEVOS DE DINOSAURIO FOSILIZADOS. SEGUNDA FILA: ALGA VERDE VOLVOX AUREUS, NEURONA DE PURKINJE DEL CEREBELO, CAPA EPITELIAL DEL INTESTINO Y CÈLULAS VEGETALES

7 LOS ERITROCITOS SANGUÍNEOS PRESENTAN UNA FORMA ESTABLE
LOS ERITROCITOS SANGUÍNEOS PRESENTAN UNA FORMA ESTABLE. EN CAMBIO, LA AMEBA EMITE SEUDÓPODOS QUE CAMBIAN SU FORMA

8 MIENTRAS ALGUNAS ARQUEOBACTERIAS NO EVOLUCIONARON PARA PODER VIVIR EN PRESENCIA DE OXÌGENO, LOS PROTOZOOS SÌ

9 LAS CÉLULAS PUEDEN VIVIR AISLADAMENTE, FORMANDO COLONIAS O EN ESTRECHA RELACIÓN CON OTROS ORGANISMOS
DE IZQUIERDA A DERECHA. DINOFLAGELADO, BACTERIA, Y RELACIÒN SIMBIÒTICA ENTRE UN PARAMECIO Y EL ALGA CLORELA

10 LAS CÉLULAS PUEDEN FORMAR TEJIDOS

11 TODAS LAS CÉLULAS SON PROCARIONTES O EUCARIONTES

12 PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Genóforo Un solo cromosoma Nucleoplasma Varios cromosomas ADN (cadena doble, circular cerrado covalentemente) ADN (cadena doble lineal, terminado en telómeros) No existe membrana nuclear Existe membrana nuclear No histonas Histonas Replicación del material genético: no mitosis Replicación del material genético: mitosis Organización del citoplasma No orgánulos de tipo eucarióticos Orgánulos: mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplásmico, Golgi, lisosomas, entre otros. No citosqueleto (no corrientes citoplásmicas) Citosqueleto y corrientes citoplásmicas Ribosomas 70S Ribosomas 80S

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14 A PESAR DE ESTAS Y DE OTRAS DIFERENCIAS, TODAS LAS CÉLULAS COMPARTEN CIERTAS CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES Y REALIZAN VARIOS PROCESOS COMPLICADOS BÁSICAMENTE DE LA MISMA MANERA DE DONDE SE INFIERE UN ORIGEN COMÚN

15 ANÁLISIS DE SECUENCIA DE ADN

16 INCLUSO LAS CÉLULAS PUEDEN APAREARSE

17 LOS VIRUS SON LOS PARÁSITOS PRIMARIOS

18 Debido a que los virus no pueden crecer o reproducirse por si mismos, no se les considera seres vivos Las propiedades que caracterizan a los sistemas vivientes no se dan en las formas extracelulares de los virus

19 NOS DESARROLLAMOS A PARTIR DE UNA SOLA CÈLULA
FECUNDACIÒN Y DESARROLLO DE EMBRIÒN DE FASE TEMPRANA

20 LAS CÉLULAS MADRES, LA CLONACIÓN Y LAS TÉCNICAS RELACIONADAS
PRINCIPALES TÉCNICAS: Fecundación in vitro: Extracción del núcleo del espermatozoide e inyección en el óvulo, con posterior implantación en la madre. Clonación: Eliminación del núcleo del ovulo y sustitución por el de una célula somática del donante.

21 LAS MOLÉCULAS DE LA CÉLULA

22 LAS PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS SURGEN A PARTIR DE EVENTOS MOLECULARES ESENCIALES COMO: EL ENSAMBLAJE DE MOLÉCULAS GRANDES 2) LA UNIÓN DE GRANDES MOLÉCULAS 3) LOS EFECTOS CATALÍTICOS QUE PROMUEVEN REACCIONES QUÍMICAS PARTICULARES 4) EL DESPLIEGUE DE INFORMACIÓN TRANSPORTADA POR MOLÉCULAS GIGANTES

23 ¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?
Iones Moléculas pequeñas que transportan energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas 5) Moléculas que forman membranas

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25 LA ENERGÍA PARA SINTETIZAR LAS MOLÉCULAS CELULARES PROVIENE DE LOS ENLACES QUÌMICOS DE LAS SUSTANCIAS QUE ESTA METABOLIZA

26 ¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?
Iones (Sodio, Cloruros, Calcio, etc.) Moléculas pequeñas que transportan energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas 5) Moléculas que forman membranas

27 El glicerol 3-fosfato, presenta un enlace fosfoéster, cuyo AGo para hidrólisis es de -2.2 Kcal/mol).

28 En casi todos los organismos, el adenosintrifosfato o ATP, es la molécula más importante para la captación, almacenamiento transitorio y la transferencia subsiguiente de energía para realizar trabajos (biosíntesis, movimientos mecánicos, etc.). En esta molécula los enlaces fosfoanhidridos son altamente energéticos (AGo de -7.3 Kcal/mol), cerca de tres veces mayor que el enlace fosfoéster del glicerol

29 ¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?
Iones Moléculas pequeñas que transportan energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas 5) Moléculas que forman membranas

30 NEUROTRASMISORES Y HORMONAS
NEUROTRASMISORES QUE PARTICIPAN EN EVENTOS DE SEÑALIZACIÒN PARACRINA INTERACCIÒN DE LA HORMONA DEL CRECIMIENTO CON SU RECEPTOR AL NIVEL DE MEMBRANA PLASMÀTICA

31 LA SEÑALIZACIÓN MEDIANTE MOLÉCULAS EXTRACELULARES SOLUBLES PUEDEN CLASIFICARSE EN TRES TIPOS:
Señalización endocrina: Las moléculas de señalización (hormonas) actúan sobre células dianas distantes de sus sitios de síntesis por células de diversos órganos endocrinos. Señalizaciòn paracrina: Las moléculas de señalización liberadas (neurotransmisores y factores de crecimiento) por una célula afectan a la célula diana solo cuando se encuentran muy próximas. Señalización autocrina: Las células responden a sustancias que ellas mismas liberan (algunos factores de crecimiento)

32 Algunas moléculas de señalización actúan tanto a corta como a larga distancia. La adrenalina funciona como neurotransmisor y como una hormona sistémica. Otro ejemplo es el factor de crecimiento epidérmico (EGF), sintetizado como una proteína integral de la membrana plasmática. El EGF unido a la membrana puede fijarse a una célula adyacente y actuar como señal por contacto directo. El corte por acciòn de una proteasa extracelular libera una forma soluble de EGF que actúa como señal de manera autocrina y paracrina.

33 ¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?
Iones Moléculas pequeñas que transportan energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas 5) Moléculas que forman membranas

34 LOS MONÓMEROS (AMINOÁCIDOS, NUCLEÓTIDOS Y MONOSACÁRIDOS) SE UNEN PARA FORMAR POLÌMEROS O MACROMOLÈCULAS (PROTEÍNA, ÁCIDOS NUCLEICOS Y POLISACÁRIDOS)

35 ¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?
Iones Moléculas pequeñas que transportan energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas 5) Moléculas que forman membranas

36 LOS ÁCIDOS GRASOS SON PRECURSORES DE MUCHOS LIPIDOS CELULARES

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38 ÁCIDOS GRASOS QUE PREDOMINAN EN LOS FOSFOLÍPIDOS QUE FORMAN MEMBRANAS

39 EL TRABAJO DE LAS CÉLULAS

40 PRINCIPALES SUBESTRUCTURAS CELULARES
1) Membrana plasmática 2) Mitocondrias 3) Lisosomas 4) Envoltura nuclear 5) Nucléolo 6) Núcleo 7) Retículo endoplasmàtico liso 8) Retículo endoplasmàtico rugoso 9) Complejo de Golgi 10) Vesículas secretoras 11) Peroxisomas 12) Fibras citoesqueléticas 13) Microvellosidades 14) Pared celular 15) Vacuola 16) Cloroplastos EL CITOSOL Y LOS ESPACIOS INTERNOS DE LOS ORGANUELOS DIFIEREN EN ACIDEZ, COMPOSICIÓN IÓNICA Y CONTENIDO DE PROTEÍNAS, LO QUE DETERMINA UN “MICROCLIMA” PARTICULAR EN CADA UNO DE ELLOS. LAS FUNCIONES ÙNICAS Y LOS “MICROCLIMAS” DE LOS COMPARTIMIENTOS CELULARES SE DEBEN PRINCIPALMENTE A LAS PROTEÌNAS QUE RESIDEN EN SUS MEMBRANAS O EN SU INTERIOR

41 LAS CÉLULAS CONSTRUYEN NUMEROSAS MOLÈCULAS Y ESTRUCTURAS
AZÙCARES GRASAS LUZ SOLAR CLOROPLASTOS MEMBRANAS CITOPLASMÀTICA MITOCONDRIAS GRAN PARTE DEL TRABAJO CELULAR LO REALIZAN LAS MAQUINARIAS MOLECULARES, QUE SE ENCUENTRAN EN EL CITOSOL Y EN VARIOS ORGÁNULOS

42 LAS CÉLULAS CONSTRUYEN NUMEROSAS MOLÉCULAS Y ESTRUCTURAS
LAS PROTEÍNAS PUEDEN SER SINTETIZADAS POR: RIBOSOMAS LIBRES DEL CITOSOL RIBOSOMAS ASOCIADOS AL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE), DONDE ADEMÁS SE PRODUCEN LÌPIDOS. LAS CADENAS DE PROTEÍNAS PRODUCIDAS EN EL RE SON POSTERIORMENTE MODIFICADAS EN EL APARATO DE GOLGI ANTES DE SER ENVIADAS A SU DESTINO FINAL LA MAYORÍA DE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE UNA CÉLULA DEPENDE DE LAS PROTEÍNAS, Y ESTAS DEBEN SER TRANSPOTADAS DESDE DONDE SON FABRICADAS A SUS LOCALIZACIONES APROPIADAS

43 LAS CÉLULAS DEGRADAN NUMEROSAS MOLÉCULAS Y ESTRUCTURAS
LAS CÉLULAS NECESITAN DEGRADAR PARTES DESGASTADAS U OBSOLETAS EN MOLÉLULAS PEQUEÑAS QUE PUEDAN SER DESCARTADAS O RECICLADAS, TAREA ASIGNADA, EN MAYOR MEDIDA A LOS LISOSOMAS Y PEROXISOMAS

44 LAS CÉLULAS ANIMALES PRODUCEN SU AMBIENTE EXTERNO Y SUS ADHESIVOS PROPIOS
MATRIZ EXTRACELULAR: Jalea de proteínas y polisacáridos secretada por las células que crean un entorno inmediato a estas. En las células animales el mayor componente es el colágeno. LAMINA BASAL: Es un tipo de matriz especializada (más resistente), la cual constituye una superficie de soporte que impide que las células se suelten. MOLÈCULAS DE ADHESIÒN CELULAR: Moléculas que conectan células UNIONES DE HENDIDURA: Puentes en las membranas citoplasmáticas que conectan a las células animales PLASMODESMOS: Puentes en las membranas citoplasmáticas que conectan a las células vegetales

45 LAS CÉLULAS CAMBIAN DE FORMA Y SE MUEVEN
El CITOESQUELETO IMPIDE QUE LA MEMBRANA PLAMÁTICA DE LAS CÉLULAS ANIMALES SE RELAJE FORMANDO UNA ESFERA; TAMBIEN PARTICIPA EN LA LOCOMOCIÒN DE LA CÉLULA Y EN EL TRANSPORTE INTRACELULAR DE VESÍCULAS, CROMOSOMAS Y MACROMOLÉCULAS

46 LAS CÉLULAS RECIBEN Y ENVÍAN INFORMACIÓN
1) LAS CÉLULAS CONTINUAMENTE CONTROLAN SU ALREDEDOR, Y DE ACUERDO A ESTE, AJUSTA SUS PROPIAS ACTIVIDADADES Y COMPOSICIÒN. 2) LAS CÉLULAS ENVÍAN SEÑALES (COMPUESTOS SIMPLES, GASES, PROTEÍNA, LUZ Y MOVIMIENTOS MECÁNICOS) A OTRAS CÉLULAS 3) LAS CÉLULAS POSEEN NUMEROSAS PROTEÍNAS RECEPTORAS PARA DETECTAR SEÑALES Y ELABORAR VÍAS PARA TRASMITIRLAS AL INTERIOR Y EVOCAR UNA RESPUESTAS ENTRE EL 10 Y 15 % DE LAS PROTEÍNAS EN LOS EUCARIONTES FUNCIONAN COMO SEÑALES EXTRACELULARES SECRETADAS, RECEPTORES DE SEÑALES, O PROTEÍNAS INTRACELULARES O TRANSDUCTORAS DE SEÑALES, LAS CUALES HACEN PASAR UNA SEÑAL A TRAVÉS DE UNA SERIE DE PASOS PARA CULMINAR EN UNA RESPUESTA CELULAR EN PARTICULAR.

47 LAS CÉLULAS CRECEN Y SE DIVIDEN
1) DURANTE LA FASE S (SÍNTESIS), SON COPIADOS LOS CROMOSOMAS Y EL DNA. 2) DURANTE LA FASE M (MITOSIS) LOS CROMOSOMAS REPLICADOS SE SEPARAN EN CADA CÈLULA HIJA 3) LAS FASES S Y M ESTÀN SEPARADAS POR DOS ETAPAS DE PAUSA O LATENCIA, LAS FASES G1 Y G2; DURANTE LAS CUALES SE SINTETIZAN LOS mRNA Y LAS PROTEÌNAS 4) EN LOS ORGANISMOS UNICELULARES, A MENUDO (AUNQUE NO SIEMPRE), AMBAS CÈLULAS HIJAS SE PARECEN A LA PROGENITORA (DIVISIÓN SIMÉTRICA). 5) EN LOS MULTICELULARES, LAS CÉLULAS MADRES PUEDEN DAR ORIGEN A DOS CÈLULAS DIFERENTES, UNA QUE SE ASEMEJA A LA CÉLULA PROGENITORA Y LA OTRA NO. TAL DIVISIÓN ASIMÉTRICA ES CRÍTICA PARA LA GENERACIÓN DE DIFERENTESTIPOS DE CÉLULAS CORPORALES El TIPO MÁS SIMPLE DE REPRODUCCIÓN IMPLICA LA DIVISIÓN DE UNA CÉLULA PROGENITORA EN DOS CÉLULAS HIJAS, PROCESO DENOMINADO MITOSIS

48 LA MITOSIS ES UN PROCESO AXESUAL DEBIDO A QUE LAS CÈLULAS HIJAS TIENEN EXACTAMENTE LA MISMA INFORMACIÓN GENÉTICA QUE LA CÉLULA PROGENITORA; ES DECIR, EL ESTADO DE PLOIDIA NO CAMBIA. SE PRODUCEN CÉLULAS DIPLOIDES (2N CROMOSOMAS).

49 LA MEIOSIS ES UN TIPO ESPECIAL DE DIVISIÓN CELULAR MEDIANTE LA CUAL SE MANTIENE CONTANTE EL NÚMERO DE CROMOSOMAS DE LA ESPECIE.

50 LAS CÉLULAS CRECEN Y SE DIVIDEN
(DIVISIÓN SIMÉTRICA, ASIMÉTRICA Y LINAJES GENÉTICOS) A) Las dos células resultante de la división simétrica son idénticas entre sí y a la célula progenitora. En cambio, las dos células hijas resultantes de la división asimétrica difieren a partir de nacimiento y consecuentemente, tienen destino diferentes. B) La formación de los tejidos funcionales y de los órganos durante el desarrollo de un organismos multicelular depende en parte de patrones específicos de división celular mitótica o linajes genéticos

51 LAS CÉLULAS CRECEN Y SE DIVIDEN (DIFERENCIACIÒN CELULAR)
PATRONES DE DIVISIÓN DE UNA CÉLULA MADRE. a) La división de una célula madre produce dos células, una idéntica a la que le dio origen. b) La otra célula hija, una célula madre de potencial mas restringido, comienza una vía hacia la producción de mas células diferenciadas. c) las células progenitoras (precursoras) pueden dividirse para reproducirse a si mismas y, en respuesta a señales apropiadas, pueden diferenciarse en una célula que no se divide, finalmente diferenciada.

52 LAS CÉLULAS CRECEN Y SE DIVIDEN (DIFERENCIACIÓN CELULAR)

53 LAS CÉLULAS SE MUEREN POR UNA LESIÓN AGRAVADA O POR UNA PROGRAMACIÓN INTERNA
LA MUERTE CELULAR PROGRAMADA, O APOPTOSIS, ES UN PROCESO DETERMINADO GENÈTICAMENTE, DURANTE EL CUAL SE PRODUCEN LAS PROTEÍNAS NECESARIAS PARA LA AUTODESTRUCCIÒN CELULAR. A DIFERENCIA DE LO QUE OCURRE CUANDO UNA CELULA MUERE POR INFECCIÓN VIRAL O POR UN DAÑO, LA APOPTOSIS EVITA LA LIBERACIÓN DE COMPONENTES CELULARES POTANCIALMENTE TÓXICOS

54 CARACTERÍSTICA DE LA MUERTE CELULAR POR APOPTOSIS.
a) Esquemas que ilustran la progresión de los cambios morfológicos observados en las células apoptóticas. Al comienzo de la apoptosis, se produce una densa condensación cromosómica en la periferia nuclear. También disminuyen en tamaño las células del cuerpo, aunque la mayoría de los orgánulos permanecen intactos. Posteriormente, se fragmenta tanto el núcleo como el citoplasma y forman los cuerpos apoptóticos que son fagocitados por las células circundantes b) Célula normal (arriba) y apoptótica (abajo)