Chapter 1 Biología celular.

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1 Chapter 1 Biología celular

2 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Estructura y función de la célula Chapter 5

3 La historia de la teoría celular
Robert Hooke (1665) inventó la palabra célula, observando un trozo de corcho. B. Robert Brown (1831) descubrió el "nucleo“.

4 La historia de la teoría celular
C. Theodor Schwann (1838) observando células animales en cartílago. 1. Las células son las partes elementales de plantas y animales. D. Mattias Schleiden. Las células son las bases fundamentales de la vida. E. Virchow (1858). Toda célula proviene de otra célula.

5 La historia de la teoría celular
F. Teoría celular: 1. Todos los seres vivos están formados por una o más células. 2. La célula es la unidad básica estructural y funcional de los seres vivos. 3. Toda célula proviene de otra célula preexistente.

6 Células de corcho de Hooke Microscopio electrónico
Microscopios Células de corcho de Hooke Microscopio óptico Microscopio electrónico

7 Características de las células
A. Tamaño celular 1. 1 – 100 µm 2. ¿Qué determina el tamaño de la célula? a. La relación superficie – volumen. b. Distancia del centro de la célula a su superficie.

8 Microscopio electrónico
Tamaños relativos Células eucarióticas Visible a simple vista 100 m 10 m 1 m 10 cm Mitocondria 1 cm 1 mm Microscopio de luz Virus 100 m 10 m Microscopio electrónico Proteínas 1 m 100 nm Átomos especiales M. E. 10 nm 1 nm 0.1 nm

9 Comparación de imágenes microscópicas
Paramecium Microscopio óptico Microscopio electrónico de barrido Microscopio electrónico de transmisión Microscopio electrónico de barrido

10 Características de las células
Tipos de células 1. Procariótica — no tiene núcleo organizado, ADN circular, ribosomas. 2. Eucariótica — de mayor tamaño, núcleo organizado, cromosomas lineares, organelos membranosos.

11 Célula procariótica indiferenciada
Biology: Life on Earth (Audesirk) Célula procariótica indiferenciada Nucleoide (ADN) Plásmido (ADN) Prokaryotic cells are exemplified by bacteria, like the one in Figure 6-3. The internal part of the cell is not broken up into compartments by membranes (no organelles). There is not even a membrane around the genetic material. The area that contains the genetic material is referred to as the nucleoid, and the genes are usually in one continuous circular loop of DNA. There may be other small circles of DNA outside the nulceoid called plasmids. There is usually a cell wall, and may be another layer outside that called the capsule. There may be a whip-like flagellum used for motility, but these structures are very different from the eukaryotic structure of the same name. Citosol Flagelo Cápsula Pared celular Membrana plasmática Chapter 5

12 Estructura celular A. Todas las células poseen una membrana plasmática, citoplasma y material genético. 1. La membrana plasmática tiene una bicapa de fosfolípidos, embebidos en glucoproteínas. a. Separa al citoplasma del medio. b. Regula el movimiento molecular hacia y fuera de la célula. c. Permite interacción con otras células y el medio.

13 Estructura celular 2. Material genético— ADN, se encuentra en el núcleo (célula eucariótica). 3. Citoplasma—agua, sales, monómeros y polímeros orgánicos. a. Contiene organelos. B. Pared celular en células de plantas, células procarióticas y hongos. 1. Compuestas por polisacáridos. 2. Función: soporte, protección.

14 Célula indiferenciada
Célula animal Centríolos Cloroplastos Mitocondria Aparato de Golgi Núcleo Retículo endoplasmático Célula vegetal

15 Célula indiferenciada
Célula animal Nucleolos Ribosomas Vacuola central Célula vegetal Pared celular R.E. liso

16 Núcleo Núcleo, es el centro de control de la célula.
a. Rodeado por membrana (envoltura nuclear). b. Contiene nucleolos; sintetiza ARN ribosomal. c. ADN en cromosomas (ADN y proteínas).

17 Cromatina (cromosomas)
El núcleo Nucleolo Poros Cromatina (cromosomas) Envolturanuclear

18 Núcleo: microfotografía electrónica de célula de levadura
Biology: Life on Earth (Audesirk) Núcleo: microfotografía electrónica de célula de levadura Membrana plasmática Poros nucleares See previous slide. This is a scanning electron microscope image of a freeze etched surface of the nucleus. It was made by freezing a cell, breaking the frozen cell with a blow, then spraying the exposed fracture with gold atoms (which are opaque to electrons). Núcleo Chapter 5

19 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Cromosomas Núcleo Cromosomas Nucleolos These are onion skin cells stained with a stain that has an affinity for chromosomes but not cytoplasm. The cell on the left has a nucleus that is in the metabolic state. The granular material is the unraveled chromosomes, and is called chromatin material in this state. The cell on the right is about to divide. The chromosomes have shortened and thickened so as to facilitate the distribution of genes to the two daughter cells that will result from the division. The nuclear envelope has disappeared. Pared celular Chapter 5

20 Retículo endoplasmático y ribosomas
Biology: Life on Earth (Audesirk) Retículo endoplasmático y ribosomas El retículo endoplasmático, consiste de membranas plegadas adosadas al núcleo. a. Rugoso (RER) es el lugar de síntesis y secreción de proteínas. b. Liso (REL), síntesis de lípidos. Los ribosomas unen aminoácidos monoméricos para formar cadenas polipeptídicas. a. Asociado con el RE. b. Formado por ARN y proteínas. Extensively folded unit membrane, found most abundantly in cells undergoing synthesis. Occurs as two functionally different types. Rough Endoplasmic Reticulum. Flat sheets of membrane. Involved in protein synthesis. Outside surface studded with ribosomes. Composed of rRNA and enzymes. Actually assemble amino acids into polypeptides. Products are released inside small vesicles that are pinched off. Smooth Endoplasmic Reticulum. More often tubular than flat. Involved in synthesis of lipids, including phospholipids and steroids. Not studded with ribosomes. Chapter 5

21 Retículo endoplasmático
Ribosomas Vesículas

22 Retículo endoplasmático rugoso vs. RE liso
Biology: Life on Earth (Audesirk) Ribosomas Retículo endoplasmático liso TEM means Transmission Electron Microscope. You can actually see the “rough” texture of the rough ER here. Note the flat layer-like arrangement of the rough ER, vs. the tubular arrangement of the smooth ER. Retículo endoplasmático rugoso Chapter 5

23 Ribosomas

24 El aparato de Golgi y los lisosomas
Aparato de Golgi (dictiosomas) son sacos membranosos asociados con el RE. a. Procesamiento y transporte de proteínas y lípidos. b. Síntesis y transporte de polisacáridos. Los lisosomas, derivados del Golgi son vesículas que contienen enzimas digestivas.

25 Biology: Life on Earth (Audesirk)
El aparato de Golgi Vesículas que se separan del aparato de Golgi Vesículas del RE This is like the shipping and central receiving of the cell. Note how the Golgi apparatus is usually concave on one end and convex on the other. The convex surface is usually the receiving surface while the concave surface is usually the shipping surface. The vesicles containing synthesized products from the ER arrive at the “receiving” surface of the Golgi and fuse with the membrane there. The contents are then processed as the Golgi adds more membrane on the receiving surface and looses membrane from the shipping surface. Eventually the products from the ER find themselves on the shipping end of the Golgi, and they are then released in a vesicle that has a label of some sort telling the vesicle where to take the material. The image at the bottom is a transmission electron micrograph of a Golgi. Chapter 5

26 Retículo endoplasmático
El flujo de la membrana Se separan del Golgi Lisosoma Aparato de Golgi Retículo endoplasmático Hacia el Golgi

27 Vacuolas b. Pueden ocupar sobre el 90% del volumen celular.
a. En plantas grandes, espacios llenos de agua (savia celular). b. Pueden ocupar sobre el 90% del volumen celular. c. Rodeadas por tonoplastos (una membrana simple). d. Funciones: Almacenamiento de rojo/azul antocianinas, ácidos, sales, desechos. 2) Mantienen presión celular (presión de turgencia) la planta se marchita cuando sus células pierden presión de turgencia.

28 Vacuolas contráctiles
Biology: Life on Earth (Audesirk) Vacuolas contráctiles Depósito lleno con agua Paramecium sp. This shows the contractile vacuole in its swollen state (1) and in its expelling state (2). The star-shaped structure in the drawing and the micrograph show the vacuole about half full. In a live Paramecium, it cycles about every 5 seconds. 1 2 Depósito expulsando agua Chapter 5

29 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Vacuola central Célula vegetal normal Escasa de agua What this slide is showing is a progression of changes that take place in a plant cell when exposed to high concentrations of dissolved materials. Note that plants typically have a semirigid wall outside the cell membrane, and also have a great vacuole full of water in the interior of the cell. When salt water is applied, water is draw across the cell membrane (and cell wall) toward the exterior. The vacuole loses water and the cell membrane shrinks away from the cell wall. This causes a plant to wilt like on the plant on the right The same thing happens when the plant looses water to evaporation faster than its roots can replace it. The process can be reversed by simply applying pure water to wash away the salt (or replace water lost to evaporation). Normal Citoplasma Privada de soporte de agua Vacuola central Espacio entre la pared y la mambrana celular Pared celular Chapter 5

30 Mitrocondrias Utilizan energía almacenada en las moléculas de alimento para producir ATP. Proporcionan la energía necesaria para el funcionamiento celular (respiración). Bolsas redondas, ovaladas o cilíndricas, formadas por un par de membranas. Membrana exterior lisa –membrana interior forma pliegues (crestas). Compartimento intermembranas. Matriz.

31 Mitocondrias Membrana exterior Membrana interior Matriz Crestas

32 Plástidos Asociados a la fotosíntesis.
Rodeados por una doble membrana. Desempeñan diversas funciones. Almacenan pigmentos. Guardan productos fotosintéticos.

33 Plástidos Doble membrana Gránulos de almidón

34 Cloroplastos Son plástidos altamente especializados. Realizan la fotosíntesis. Verdes –contienen el pigmento clorofila. Estroma / grana (tilacoides). Tienen su propio ADN y ribosomas. Se autorreplican. Más de 100 por célula. Mitocondrias y plástidos dieron base a la hipótesis endosimbiótica.

35 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Cloroplastos Una grana Membrana exterior The figure on the right is an electron micrograph. Estroma Membrana interior Tilacoides Chapter 5

36 Citoesqueleto Citoesqueleto. Los organelos están unidos a una red de fibras protéicas (microfilamentos, filamentos intermedios, microtúbulos). 1. Forma celular. 2. Movimiento celular. 3. Movimiento de organelos. 4. División celular.

37 Filamentos intermedios Subunidades de tubulina Retículo endoplasmático
Citoesqueleto Subunidades de actina Membrana plasmática Microfilamentos Filamentos intermedios Mitocondria Microtúbulos Subunidades de tubulina Retículo endoplasmático

38 Cilios y flagelos Son delgadas extensiones de la membrana plasmática.
Cada cilio y flagelo contiene un anillo de nueve pares fusionadas de microtúbulos, con un par no fusionado en el centro. Ayudan el movimiento de organismos simples.

39 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Cilios y flagelos #1 is a drawing of a cilium, and its base beneath the plasma membrane. #2 shows a cross section (x.s.) of the shaft near the tip. The image on the right is an artist’s rendition, and the image on the left is an actual transmission electron micrograph. Note the nine microtubule doublets around the periphery and the two singlet microtubules at the center producing the “9+2” arrangement of microtubules in the shaft. #3 is a view of the shaft with the sheath removed. #4 is a ciliate protozoan named Paramecium. #5 shows a cross section (x.s.) of the base (centriole). The image on the right is an artist’s rendition, and the image on the left is an actual transmission electron micrograph. Note the nine microtubule triplets around the periphery and no microtubules at the center. These structures apparently moves by alternately pulling on different sets of microtubules like puppet strings. ATP is used as an energy source. par fusionado de microtúbulos Paramecium Membrana celular Cuerpo basal Chapter 5

40 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Partes del flagelo Membrana celular Par fusionado Brazos proteicos Par central no fusionado Fig 6-18 This is an animation showing the relationships between the components of cilia and flagella. Tripletes de microtúbulos Corte del cuerpo basal Cuerpo basal Chapter 5

41 Movimiento del flagelo
Biology: Life on Earth (Audesirk) Movimiento del flagelo Dirección de locomoción Propulsión del agua Movimiento ondulatorio y propulsión continua Flagella are much longer, fewer, and can ether push or pull. Pushing flagella whip back and forth like a snake swimming in water. Pulling flagella operate in a spiraling or corkscrew fashion, and like the corkscrew pulls the wine cork, the flagellum pulls the water along. Microfotografía con microscopio electrónico de barrido de un espermatozoide y un óvulo humano Chapter 5