TEMA 2 Organización celular de los seres vivos

ENUNCIADOS DE LA TEORÍA CELULAR SIGLO XVII 1637-1703 Robert Hooke. Describe una lámina de corcho y utiliza por primera vez el término célula para referirse a las celdillas que observa. 1632-1723 Anton van leeuwenhoek. Construyó el primer microscopio óptico y realiza las primeras observaciones. SIGLO XIX J. M. Schleiden, T. Schwann y R. Virchow ENUNCIADOS DE LA TEORÍA CELULAR 1.- LA CÉLULA ES LA UNIDAD ESTRUCTURA DE LOS S.V. Todos los organismos se encuentran formados por una o más células. 2.- LA CÉLULA ES LA UNIDAD FUNCIONAL DE LOS S.V. La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos. 3.- LA CÉLULA ES LA UNIDAD REPRODUCTORA DE LOS S.V. Toda célula procede por división de otra ya existente. SIGLO XX 1933 Santiago Ramón y Cajal Demuestra definitivamente la individualidad celular en el tejido nervioso concediendo validez universal a la teoría celular.

2.- EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO http://www.biologia.arizona.edu/cell/tutor/cells/cells2.html

MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN (el haz de electrones atraviesa la muestra)

MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO (los electrones rebotan en la muestra antes de ser recogidos)

DIFERENCIAS CON LAS CÉLULAS EUCARIOTAS 3.- CÉLULA PROCARIOTA Pared celular Escherichia coli (x61000) Plásmidos Mesosomas Citoplasma Ribosomas Material genético Membrana plasmática DIFERENCIAS CON LAS CÉLULAS EUCARIOTAS No tienen un verdadero núcleo. Carecen de orgánulos como el aparato de Golgi, la mitocóndrias o el retículo endoplasmático. No poseen citoesqueleto y, por eso, carecen de movilidad intracelular. Son más pequeñas que las células eucariotas.

4.- CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL Célula epitelial humana (x6400) Retículo endoplasmático rugoso (RER) Centriolos Nucleolo Núcleo Lisosoma Mitocondria La membrana plasmática es el límite externo de la célula. Lo que queda en su interior constituye el citoplasma. Aparato de Golgi Membrana plasmática Retículo endoplasmático liso (REL) CITOPLASMA ORGÁNULOS MEMBRANOSOS ESTRUCTURAS NO MEMBRANOSAS CITOSOL

ESTRUCTURAS NO MEMBRANOSAS ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS CITOESQUELETO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO Conjunto de filamentos de proteínas que da forma a la célula y es responsable de sus movimientos. Con ribosomas. Interviene en la síntesis de proteínas. CENTROSOMA RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO Zona cercana al núcleo que se encarga de organizar el citoesqueleto. Sin ribosomas. Sintetiza los lípidos de membrana.

ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS APARATO DE GOLGI LISOSOMAS Pilas de sacos membranosos que almacenan macromoléculas para la secreción o el transporte. Vesículas membranosas que contienen enzimas digestivas. MITOCONDRIAS NÚCLEO Orgánulo voluminoso de doble membrana que contiene el ADN. Orgánulos ovalados rodeados de doble membrana dónde se obtiene energía por oxidación de moléculas orgánicas.

* Estructuras y orgánulos exclusivos de células vegetales 5.- CÉLULA EUCARIOTA VEGETAL Célula vegetal (x7700) Pared celular* Retículo endoplasmático Núcleo Mitocondria Gran vacuola* Membrana plasmática Las células vegetales carecen de centríolos y tienen algunos orgánulos exclusivos. Cloroplasto* * Estructuras y orgánulos exclusivos de células vegetales

ORGÁNULO ESTRUCTURA FUNCIÓN CÉLULA MEMBRANA PLASMÁTICA Bicapa de lípidos (fosfolípidos) con proteínas transmembrana que la atraviesan y proteínas periféricas. Glucolípidos anclados en la cara externa Proteger y envolver a la célula. Controlar la salida y entrada de sustancias de la célula Procariota Eucariotas MESOSOMAS Repliegues de la membrana plasmática Albergar las enzimas necesarias para la respiración celular y la división de la célula NUCLEOIDE Lugar del citoplasma donde se ubica el material genético Albergar el material genético con el cual se controlan y regulan las funciones vitales de la célula NÚCLEO Compartimento separado por una doble membrana con poros que lo comunican con el citoplasma Controlar y regular las funciones vitales de la célula NUCLEOLO Esfera granular ubicada en el interior del núcleo Formar los ribosomas CITOSOL O HIALOPLASMA Disolución acuosa del citoplasma Mantener inmersos a los orgánulos y a las estructuras no membranosas del citoplasma CITOPLASMA Espacio interno de la célula, rodeado por la membrana plasmática Lugar donde se alojan los orgánulos y las estructuras no membranosas de la célula CITOESQUELETO Filamentos proteicos que se distribuyen por el citoplasma en forma de red Dar forma a la célula y es responsable de sus movimientos

ORGÁNULO ESTRUCTURA FUNCIÓN CÉLULA CENTROSOMA Zona cercana al núcleo donde se ubican 2centriolos (estructuras cilíndricas huecas dispuestas perpendicularmente) Originar y organizar los filamentos del citoesqueleto. Participar en el movimiento de los cromosomas durante la división celular Eucariota animal R.E. LISO Conjunto de túbulos y sacos aplanados comunicados entre sí. Fabricar los lípidos de la membrana Eucariotas R.E. RUGOSO Conjunto de túbulos y sacos aplanados comunicados entre sí y cubiertos externamente por ribosomas. Sintetizar las proteínas (en los ribosomas que llevan adheridos) APARATO GOLGI Conjunto de pilas de sacos membranosos (no más de 5), rodeados de vesículas Crear vesículas donde se almacenan las moléculas sintetizadas en el Retículo para expulsarlas al exterior o llevarlas a otros orgánulos LISOSOMAS Vesículas con enzimas digestivas fabricadas en el R.E. Rugoso Digerir materia orgánica y transformarla en moléculas orgánicas sencillas PARED CELULAR Pared rígida, formada por celulosa, adherida a la cara externa de la membrana plasmática Proteger a la célula y mantener su forma Eucariota vegetal VACUOLAS Vesículas rodeadas de membrana Almacenar sustancias y mantener la forma celular gracias a la presión que ejercen sobre la pared CILIOS Y FLAGELOS Expansiones del citoplasma, filiformes y móviles. Permitir el desplazamiento de la célula a través de un medio líquido

ORGÁNULO ESTRUCTURA FUNCIÓN CÉLULA RIBOSOMAS Partículas sin membrana formadas por 2 subunidades. Pueden aparecer libres en el citoplasma, adheridos al R.E. Rugoso o libres en el interior de mitocondrias y cloroplastos Intervenir en la síntesis de proteínas Procariota Eucariotas MITOCONDRIAS Orgánulo rodeado de doble membrana que delimita un espacio interno (matriz). La membrana interna se prolonga hacia el interior de la matriz formando crestas mitocondriales. La matriz contiene ribosomas (mitorribosomas) y ADN propio. Combustión de moléculas orgánicas, en presencia de O2, para obtener la energía que la célula necesita para su funcionamiento CLOROPLASTOS Orgánulo rodeado de doble membrana que delimita un espacio interno (estroma). En el estroma aparecen sacos con membrana (tilacoides) donde está la clorofila. Cuando los tilacoides se apilan, reciben el nombre de grana. El estroma contiene ribosomas (plastorribosomas) y ADN propio Realizar la fotosíntesis: sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica con la ayuda de la energía solar captada por la clorofila. Eucariota vegetal

(Adenosín TriFosfato) 6.- LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL: METABOLISMO El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas necesarias para la vida que ocurren en los seres vivos. Puede ser: Construcción de los componentes celulares a partir de los nutrientes (requiere energía… requiere ATP) Anabolismo Destrucción de compuestos químicos en componentes más sencillos (libera energía… libera ATP) Catabolismo ATP (Adenosín TriFosfato) Nucleótido “moneda energética” de los seres vivos Con enlaces de alta energía entre los grupos fosfato Desfosforilación ATP ADP 3 fosfatos Adenina Ribosa Fosforilación

ORGÁNICOS (glúcidos, lípidos, proteínas) 7.- TIPOS DE NUTRICIÓN CELULAR Todas las células necesitan... NUTRIENTES INORGÁNICOS (H2O, SM) (se obtienen del medio en el que viven) ORGÁNICOS (glúcidos, lípidos, proteínas) (los incorporan fabricados o los fabrican ellos) CÉLULAS HETERÓTROFAS: Incorporan nutrientes orgánicos complejos elaborados por otros organismos Han de ser transformadas en moléculas más sencillas Luego obtienen energía a partir de ellas RESPIRACIÓN CELULAR FERMENTACIONES CÉLULAS AUTÓTROFAS: Fabrican sus nutrientes orgánicos a partir de sustancias inorgánicas Lo hacen por Luego obtienen energía a partir de ellas FOTOSÍNTESIS QUIMIOSÍNTESIS

FOTOSÍNTESIS Es un proceso anabólico que ocurre en los cloroplastos y se divide en 2 fases FASE LUMINOSA Membrana externa Ocurre en las membranas de los tilacoides Tilacoides Solo se puede realizar en presencia de luz Membrana interna La energía de la luz solar es captada por la clorofila Clorofila Se obtiene ATP y se desprende O2 X (aceptor final) XH2 e - ADP ATP e - H2O FASE OSCURA 1/2 O2 FASE OSCURA Ocurre en el estroma del cloroplasto Estroma CO2 Puede realizarse en la oscuridad a partir de los productos obtenidos en la fase anterior Materia orgánica Con estos productos se transforma CO2 en materia orgánica. Materia inorgánica (CO2, H2O, SM) Energía luminosa Materia orgánica (azúcares, grasas, etc.) + + O2

3  foforilación oxidativa: 8.- LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA RESPIRACIÓN CELULAR Es un proceso catabólico que ocurre en las mitocondrias y se divide en tres fases 1  Glucólisis: la glucosa (6C) se transforma en piruvato (3C) CITOSOL Glucosa 6C ADP + Pi ATP Espacio intermembrana 2  Ciclo de Krebs: el piruvato se oxida a CO2 Ciclo de Krebs Crestas mitocondriales 3C XH2 X H+ e- + H+ Matriz mitocondrial H2O e- e- 3  foforilación oxidativa: Se sintetiza ATP H+ 1/2O2 O2 + 2H+ e- e- ATP ADP C6H12O6 (glucosa) + O2 + ADP + Pi CO2 + H2O + ATP (energía útil) + calor

FERMENTACIONES ETÍLICAS FERMENTACIONES LÁCTICAS Es un proceso catabólico que utilizan algunas células para obtener ATP CARACTERÍSTICAS: Son anaeróbicas (no se utiliza O2) Las realizan bacterias y levaduras El rendimiento energético es mucho menor que en la respiración Los productos finales pueden ser: ETANOL  Fermentaciones etílicas ÁCIDO LÁCTICO  Fermentaciones lácticas FERMENTACIONES ETÍLICAS FERMENTACIONES LÁCTICAS

9.- ORIGEN DE LA CÉLULA EUCARIOTA Lynn Margulis (1967) La teoría endosimbiótica: las células eucarióticas se originaron a partir de una primitiva célula urcariota que en un momento determinado englobaría a otras células u organismos procarióticos, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte. Bacterias anaerobias Bacterias fotosintéticas ancestrales Células eucarióticas autótrofas: plantas, algunos protistas ... se convierten en cloroplastos Huésped antecesor procariota sin pared celular (URCARIOTA) Endosimbiosis Células eucarióticas heterótrofas: animales, hongos, algunos protistas ADN Bacterias oxidantes se convierten en: peroxisomas mitocondrias

10.- LOS VIRUS Son formas acelulares de 30-300nm constituidas por: ÁCIDO NUCLEICO + CÁPSULA PROTEICA (Cápsida) ADN / ARN una / varias moléculas circular / lineal mono / bicatenario No realizan la función de nutrición ni relación; sí la de reproducción pero utilizando la maquinaria metabólica de la célula huésped Son parásitos intracelulares obligados de bacterias (bacteriófagos), animales y plantas Las cápsidas están formadas de múltiples copias de las proteínas CAPSÓMEROS Algunos presentan una ENVOLTURA membranosa que rodea a la cápsida

Virus helicoidal: Virus envuelto: Virus bacteriófago: · Cabeza icosaédrica con el ácido nucleico · Zona caudal helicoidal que termina en placa basal con espinas de anclaje a la bacteria Virus helicoidal: el ADN forma una espiral interna Virus envuelto: presentan un recubrimiento membranoso exterior a la cápsida Virus icosaédrico: la cápsida es un icosaedro

VIRUS HELICOIDAL Infectan células vegetales p.e. Virus del mosaico del tabaco

VIRUS ICOSAÉDRICO con ENVOLTURA Infectan células animales p.e. Virus de la gripe

VIRUS BACTERIÓFAGO Infectan bacterias p.e. Fago T4

CICLO VITAL DE VIRUS BACTERIÓFAGO: Genoma bacteriano ADN Bacteriófago Componentes víricos Bacteria Lisis Ensamblaje de componentes víricos Nuevos virus