TEMA 2. La célula y sus funciones 1.La teoría celular. La célula es la unidad vital de los seres vivos - Más concretamente es la: - Unidad estructural (es la unidad más pequeña en la que se estructuran los seres vivos) - Unidad fisiológica o funcional (la estructura más pequeña que realiza las tres funciones vitales) - Unidad reproductiva (las células se forman por división de otras células) - Unidad genética (contiene toda la información genética para su desarrollo, funcionamiento y división) Debida a Scheleiden, Schwann y Virchow,

TEMA 2. La célula y sus funciones 2. TIPOS DE CÉLULAS. A. Célula Procariótica Características generales: –La más primitiva –Pequeña (1-3 micras) –Constituyen las bacterias –Organismos unicelulares Características diferenciadoras: –No tiene núcleo (ADN suelto en el citoplasma, en el nucleoide) –No tiene orgánulos con membrana –Pared celular protectora por fuera de la membrana

1.¿Por qué las bacterias pueden necesitar una cápsula que le proporciona: adherencia, fijación, resistencia y proteger contra la desecación? 2.¿Qué significa que los ribosomas son 70 S de coeficiente de sedimentación? 3.Los pili sirven para el intercambio genético entre bacterias, ¿para qué les puede servir este intercambio? 4. ¿Qué significa síntesis de proteínas? 5. ¿Por qué tienen una pared celular? 6. Funciones del citoplasma 7. Funciones de los mesosomas

1.¿Por qué las bacterias pueden necesitar una cápsula que le proporciona: adherencia, fijación, resistencia y proteger contra la desecación? Como son organismos unicelulares, están en contacto con el medio externo, que puede ser muy agresivo. En esas condiciones, necesitan protegerse, no desecarse si están en contacto con el aire y poder fijarse a sustratos de los que puedan nutrirse, etc. 2.¿Qué significa que los ribosomas son 70 S de coeficiente de sedimentación? Para indicar el tamaño se toma la velocidad con la que sedimentan (o precipitan) cuando se centrifugan. Es un índice de su tamaño (a mayor tamaño, más rápido precipitan). Los de eucariotas son 80 S.

3. Los pili sirven para el intercambio genético entre bacterias, ¿para qué les puede servir este intercambio? Las bacterias no tienen reproducción sexual, así que tienen que poder cambiar su ADN por otros mecanismos para tener la posibilidad de adaptarse a condiciones cambiantes del medio. Dos mecanismos principales: - Mutaciones genéticas - Intercambio de pequeñas porciones de ADN (plásmidos) entre ellas 4. Síntesis de proteínas: fabricación de proteínas. En química, a fabricar una molécula se le llama SINTETIZAR o SÍNTESIS de esa molécula

5. ¿Por qué una pared celular? -Mantiene la forma (no hay otras células alrededor, ni sustancia extracelular, ni ningún tipo de esqueleto) -Protege de los cambios de presión osmótica. El medio externo puede ser muy variado y variable (cambios de concentración salina) que sabemos que, por ósmosis, puede provocar que la célula pierda o gane demasiada agua. 6. Funciones del citoplasma - Se realizan las reacciones químicas necesarias - Se almacenan sustancias de reserva (no hay ningún orgánulo con membrana donde guardarlas) 7. Mesosomas Son repliegues de la membrana plasmática. - Función: se puede realizar respiración celular (en lugar de las mitocondrias) o fotosíntesis (en lugar de cloroplastos) ¿Por qué? Porque las reacciones químicas de estos procesos deben realizarse sobre membranas

TEMA 2. La célula y sus funciones 2. Tipos de células (Cont.) B. Célula eucariótica. -En todos los demás organismos (unicelulares y pluricelulares). -Entre 5-50 micras - Compuesta por: 1. Membrana 2. Citoplasma 3. Núcleo

TEMA 2. La célula y sus funciones Estructura general 1. Membrana plasmática. * Funciones: - Separa a la célula del exterior -Protege a la célula -Regula el intercambio de sustancias con el exterior * Estructura: -Compuesta de fosfolípidos, colesterol y proteínas formando una estructura en MOSAICO FLUIDO (puede haber movimiento lateral de algunos componentes )

TEMA 2. La célula y sus funciones 2. Citoplasma. Disolución coloidal de biomoléculas * Funciones: -Se realizan muchas reacciones químicas del metabolismo -Contiene varios orgánulos con funciones específicas

TEMA 2. La célula y sus funciones 2.1.Orgánulos en el citoplasma A. Sin membrana A.1.Ribosomas * Función: Síntesis de proteínas * Estructura: Sin membrana Muy pequeños Coeficiente de sedimentación: 80 S * Situación: dispersos por el citoplasma o pegados a la membrana del RER Ribosomas pegados a la membrana del RER Ribosomas sueltos en el citoplasma

A.2. Citoesqueleto Formado por: - Centríolos: - Participan en la división celular - A partir de ellos se forman los cilios y flagelos - Cuando están por parejas forman el centrosoma - Cilios y flagelos: - Movimiento celular - Cilios: muchos y cortos - Flagelos: pocos y largos - Microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos - Forman los cilios, flagelos y centríolos - Dan forma y estructura a la célula - Permiten y dirigen el movimiento de orgánulos

TEMA 2. La célula y sus funciones B. Con membrana B.1. Retículo endoplasmático liso (REL) *Funciones -Síntesis de lípidos -B.2. Retículo endoplasmático rugoso (RER) * Funciones -Recoge las proteínas (para exportación o para formar parte de orgánulos o membranas) que se fabrican en los ribosomas pegados a su membrana y las transporta y manda (metidas dentro de vesículas membranosas) hacia el Aparato de Golgi * Estructura - Sistema de cavidades rodeadas de membrana en forma de sacos Se ve la diferencia estructural entre el REL (más tubos) y el RER (más sacos aplanados)

TEMA 2. La célula y sus funciones B.3. Aparato de Golgi * Funciones - Modifica químicamente y saca al exterior o a las membranas, las proteínas y lípidos que le llegan del retículo endoplasmático a través de vesículas de membrana.

TEMA 2. La célula y sus funciones B.4. Mitocondrias * Función Respiración celular para obtener energía nutrientes + O 2 CO 2 + agua * Estructura - Tienen una doble membrana: la interna con invaginaciones llamadas crestas mitocondriales. - Poseen ribosomas similares a los procariontes y ADN de tipo bacteriano: hacen síntesis de proteínas.

TEMA 2. La célula y sus funciones B.5. Lisosomas * Función - Digestión celular - En células especiales como leucocitos para digerir sustancias o microorganismos que atrapan: FAGOCITOSIS -En todas las células, pueden servir para digerir sustancias o estructuras que no sirven o estropeadas: AUTOFAGIA -Contienen enzimas hidrolíticas o digestivas.

TEMA 2. La célula y sus funciones 3. Núcleo. Dirige todas las funciones celulares a través del ADN. Formado por: –Membrana nuclear, doble y con poros. –Lámina nuclear. Zona más oscura por dentro de la membrana pegada a ella. –Cromatina (adn + proteínas) – Nucleólo. Allí se origina el ARNr.

TEMA 2. La célula y sus funciones 3.1. LOS CROMOSOMAS Función. Facilitar el reparto exacto de la información genética contenida en el ADN de la célula madre a las dos células hijas. Para ello previamente se debe duplicar esa información. Diploidía. La mayoría de las especies son diploides, es decir las células somáticas poseen dos ejemplares de cada tipo de cromosoma (uno que procede del padre y otro de la madre). Esto se simboliza así: células 2n, siendo n el número diferente de cromosomas. Haploidía. Sólo las células reproductoras sexuales (gametos) son células haploides, es decir, sólo tienen un ejemplar de cada tipo lo que se simboliza como n.

TEMAS 2. La célula y sus funciones Hay 2 tipos de células eucarióticas: 1. Célula animal. Tiene los orgánulos ya vistos. En animales. 2. Célula vegetal. Tiene además: –Cloroplastos. Para fotosíntesis –Pared celular vegetal. Le da rigidez y forma geométrica a la célula. –Suelen tener una gran VACUOLA con diferentes funciones (es un orgánulo redondeado rodeado de membrana). –No tiene lisosomas –No tienen centrosomas

LOS CLOROPLASTOS *Función - Realizan la fotosíntesis: fase luminosa en los tilacoides y fase oscura en el estroma * Estructura * Tienen doble membrana * La membrana interna se pliega dando lugar a los tilacoides * El medio interno se llama ESTROMA * Tienen ribosomas, ADN y ribosomas Cloroplasto al microscopio electrónico Cloroplastos al microscopio óptico. Cada hexágono es una célula

Tipo de célula SubtipoCaracterísticas diferencialesEjemplos Procariótica- No tienen endomembranas (ni núcleo, ni orgánulos con membrana) - Tienen pared celular externa de peptidoglucano - ADN circular sin histonas - Ribosomas más pequeños (70 S) Son las bacterias EucarióticaVegetal- Tienen cloroplastos - Tienen pared celular de celulosa - Tienen abundantes o grandes vacuolas * NO TIENEN: - Lisosomas - Centrosomas En las células de los vegetales Animal* NO TIENEN: - Cloroplastos - Pared celular - Tienen pocas o ninguna vacuola En las células de los animales

1.Intenta razonar por qué las proteínas de exportación se fabrican en ribosomas pegados a la membrana del RER y se introducen en éste para pasar a través de él hacia el Aparato de Golgi. 2.Las mitocondrias y los cloroplastos, tienen características peculiares y además semejantes: - Doble membrana - Tienen ADN y ribosomas parecidos a los de las bacterias ¿Se te ocurre alguna hipótesis para explicar este fenómeno tan peculiar? 3. ¿Por qué el material que está dentro de los lisosomas no sale nunca al citoplasma?

1. Las proteínas que se fabrican en el citoplasma solo pueden actuar allí, ya que como son macromoléculas no pueden atravesar las membranas para salir al exterior o formar parte de orgánulos o de las propias membranas. Las proteínas de exportación o que formar parte de los orgánulos u orgánulos, deben formarse ya dentro de vesículas de membrana, que por ejemplo puedan fusionarse con la membrana plasmática para poder salir al exterior. 2. Teoría endosimbiótica. Se piensa que los cloroplastos y las mitocondrias eran pequeñas bacterias capaces de realizar fotosíntesis (clor.) o respiración celular (mitoc.) y que entraron a otras bacterias más grandes a hacer una simbiosis (mutuo beneficio). Evidentemente, ellos aportan la capacidad de obtener energía mediante esos mecanismos.

3. Las enzimas hidrolíticas que tienen los lisosomas sirven para digerir (degradar) sustancias que entran en la célula por fagocitosis (incluidas en vesículas membranosas). Si esas enzimas se pusieran en contacto con el citoplasma, también degradaría las sustancias presentes en el mismo, provocando su destrucción

A B C D Identifica los siguientes orgánulos

E F G

1.Mitocondria 2.Aparato de Golgi 3.Retículo Endoplasmático Liso (REL) 4.Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) 5.Lisosoma 6.Centríolo 7.Cilios

TEMA 2. La célula y sus funciones 3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS (y de la célula) Las funciones básicas de los seres vivos (y de cada una de sus células) son: –Nutrición. Intercambian materia y energía con el exterior. Puede ser autótrofa o heterótrofa. –Relación. Interaccionan con el medio y así pueden adaptarse a las condiciones cambiantes. –Reproducción. Forman nuevos individuos semejantes a los originales.

3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS 3.1. LA NUTRICIÓN -Las sustancias que la célula toma del exterior (nutrientes) se utilizan para 2 cosas: -1. Obtener la energía necesaria para llevar a cabo las funciones vitales. -2. Conservar y renovar las estructuras celulares. -TIPOS. Existen dos tipos, dependiendo de la forma en que los seres vivos obtienen las moléculas necesarias para llevar a cabo su actividad celular: AUTÓTROFA y HETERÓTROFA.

Tipos de nutrición 1.AUTÓTROFA. * Toman moléculas sencillas inorgánicas del exterior (CO 2, sales minerales, agua) * Transforman el carbono inorgánico en carbono orgánico utilizando la energía que obtienen de dos posibles maneras: 1.De la luz solar (organismos fotoautótrofos o fotosintéticos) (bacterias fotosintéticas, algas y plantas) 2.De la que se desprende de ciertas reacciones químicas (organismos quimioautótrofos) (bacterias quimiosintéticas)

2. HETERÓTROFA Se nutren de moléculas orgánicas (no pueden fabricarlas como los autótrofos) Son los animales, hongos y mayoría de bacterias y protoctistas. La mayoría no pueden utilizar directamente las moléculas. Deben hacer primero la digestión.

3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS. LA NUTRICIÓN EL METABOLISMO. Definición. Conjunto de reacciones químicas que se dan en las células. Es una parte de la nutrición. * Se divide en dos tipos, según las reacciones que se produzcan: 1.Catabolismo. Conjunto de reacciones de oxidación o degradación de las moléculas para obtener energía. 2.Anabolismo. Conjunto de reacciones de reducción, que requieren energía, para fabricar moléculas más complejas.

3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS. LA NUTRICIÓN Las reacciones del metabolismo se caracterizan por: 1.Están encadenadas en rutas metabólicas (el producto de una reacción actúa de reaccionante de la siguiente reacción). Los cambios químicos en cada reacción son muy pequeños. RUTA METABÓLICA A, B, C …. Representan las sustancias químicas que se van transformando en las sucesivas reacciones químicas

4. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS. LA NUTRICIÓN 2.Cada reacción necesita una catalizador, que se denomina ENZIMA (es una proteína). * Cada enzima es específica de una reacción. - La enzima acelera la velocidad a la que se produce la reacción - La enzima no se gasta, por lo que actúa en pequeñas cantidades.

3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS. LA NUTRICIÓN 3. Las reacciones pueden ser: - de oxidación (desprenden energía) - de reducción (necesitan energía) - La energía está almacenada en los enlaces entre los átomos de carbono. - Si se rompen: se libera energía - Para formarse: se gasta energía

La energía que se forma no se utiliza directamente (sería muy difícil acoplar la formación y el consumo) Por eso la energía se almacena en forma química, en una molécula llamada ATP El ATP tiene enlaces ricos en energía, que desprenden energía cuando se rompen y la almacenan cuando se forman 3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS. LA NUTRICIÓN

A. CATABOLISMO. Existen 2 tipos de catabolismo para obtener energía: 1. Respiración (aerobia) * Oxidación de moléculas energéticas (glucosa, ácidos grasos) * Se desprenden electrones ricos en energía que son recogidos por la cadena transportadora de electrones, que les va sacando poco ese exceso de energía para formar ATP * Finalmente, los electrones, los protones y el oxígeno forman agua * También puede ser anaerobia (sin oxígeno, con otras moléculas) en algunas bacterias

3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS. LA NUTRICIÓN 2. Fermentación. La realizan bacterias y algunas levaduras Las moléculas energéticas sufren una oxidación incompleta y origina productos finales orgánicos (en lugar del CO 2 y el agua de la respiración). Se obtiene menos energía (solo 2 ATP a partir de una glucosa) Varios tipos: –Alcohólica. Se obtiene alcohol etílico (vino, cerveza, pan, etc.) –Láctica. Se obtiene ácido láctico (para hacer yogur) EtanolGlucosa

3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS. LA NUTRICIÓN EL ANABOLISMO –Reacciones que requieren energía para construir moléculas más complejas –Dos tipos de procesos: 1. A partir de moléculas orgánicas sencillas se obtienen otras más complejas. Se produce en todos los seres vivos. Ejemplos: –Aminoácidos Proteínas –Nucleótidos ADN –Precursores Colesterol

3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS. LA NUTRICIÓN 2. A partir de moléculas inorgánicas se hacen moléculas orgánicas –Sólo lo hacen los autótrofos. * Fotosíntesis - Plantas, algunas bacterias y algas. - Es un proceso de oxido-reducción. * Tiene dos fases: - Fase luminosa: La energía solar se transforma en energía química (ATP) - Se obtiene de residuo el O 2 que respiramos los heterótrofos. - Fase oscura: - La energía química (ATP) se utiliza para transformar 6 moléculas de CO2 en glucosa (molécula orgánica) -No necesita luz solar.

3. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS. LA NUTRICIÓN * En células eucarióticas: - En los cloroplastos: -LUMINOSA: tilacoides. -OSCURA: estroma * En células procarióticas: - En los mesosomas