Concepto: La unidad fundamental de todo ser vivo. Su tamaño es muy pequeño por lo que se requiere para su estudio de aparatos especializados como el microscopio. Sus formas son muy variadas, dependiendo del trabajo que realicen.

¿Cómo se estudian las células? Microscopía óptica Microscopio óptico Células eucariontes tratadas con colchicina Gram negativo Gram positivo

Microscopia de un alga roja antes de formar su pared Microscopia electrónica de transmisión. Microscopia de un alga roja antes de formar su pared

Microscopia electrónica de barrido. Óvulo de hamster con espermatozoides Criofractura de epitelio gástrico vista por microscopia de barrido

La teoría celular 1- Todo ser vivo está formado por una o más células. Los estudios realizados 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.

LA CÉLULA Estructura o composición: Fisiología: Membrana: Límite externo de la célula. Citoplasma: Zona que contiene los orgánulos. Núcleo: Controla la vida celular. Fisiología: Funciones celulares: Nutrición Relación Reproducción

La estructura de la célula La estructura básica de una célula consta de: MEMBRANA PLASMÁTICA: una membrana que la separa del medio externo, pero que permite el intercambio de materia. CITOPLASMA: una solución acuosa en el que se llevan a cabo las reacciones metabólicas. Material genético: formado por ADN, controla el funcionamiento celular. ORGÁNULOS CELULARES: estructuras subcelulares que desempeñan diferentes funciones dentro de la célula.

Tipos de Células Podemos encontrar dos tipos de células en los seres vivos: CÉLULA PROCARIOTA El material genético ADN está libre en el citoplasma. Sólo posee unos orgánulos llamados ribosomas. Es el tipo de célula que presentan las bacterias CÉLULA EUCARIOTA El material genético ADN está encerrado en una membrana y forma el núcleo. Poseen un gran número de orgánulos. Es el tipo de célula que presentan el resto de seres vivos.

Célula procariota

Tipos de células eucariotas Célula eucariota animal

Célula eucariota vegetal

RECUERDA: La célula es la unidad funcional de todo organismo viviente Procariontes Eucariontes

ORGÁNULOS DE UNA CÉLULA

MEMBRANA CELULAR Es la envoltura exterior de la célula formada por una doble capa de fosfolípidos, en la que se hallan moléculas de proteínas. Tiene un comportamiento selectivo al paso de iones y moléculas sencillas y complejas.

CITOPLASMA El citoplasma es el contenido celular que hay entre la membrana plasmática y la membrana nuclear, está constituido por sistemas de membranas, orgánulos celulares y sustancias solubles en agua.

Citoesqueleto El citoesqueleto celular consiste en una malla tridimensional de filamentos proteicos cuyas principales funciones son: proporcionar el soporte estructural para la membrana plasmática y los orgánulos celulares ser el responsable del movimiento intracelular de orgánulos y otros componentes del citosol

Retículo endoplasmático Conjunto de sáculos aplanados y de conductos tubulares en comunicación. Existen dos tipos: ► El RE rugoso está formado por una serie de sáculos aplanados a los que se adosan externamente gran número de ribosomas. Está en contacto con la envoltura nuclear , que es una parte especializada de este retículo. ► El RE liso está formado por una serie de sacos tubuliformes carentes de ribosomas .

Aparato de Golgi Este orgánulo está formado por grupos de sáculos aplanados y apilados que rodean a los centriolos. En la periferia de los sáculos, se producen por estrangulación , vesículas que almacenan diversos materiales. En resumen, el aparato de Golgi se encarga de dirigir el tráfico de macromoléculas.

Vacuolas Son sáculos cuya principal misión es el almacenamiento. Proceden del engrosamiento de sáculos del R.E.L., aunque también proceden del A.G., de las mitocondrias, de los plastos o de invaginaciones de la membrana plasmática. Su misión es almacenar sustancias de reserva, como sales minerales, ácidos, proteínas

Mitocondrias Son orgánulos de forma esférica, ovalada o ramificada, de tamaño similar a muchas bacterias. Su función consiste en proporcionar la energía suficiente para mantener la vida de la célula, ya que sintetizan el ATP (adenosín trifosfato). Están limitadas por dos membranas, la interior de las cuales está plegada hacia adentro en forma de crestas y túbulos.

Ribosomas Los ribosomas tienen un tamaño tan pequeño que solo son visibles al microscopio electrónico. Su nombre se debe a la riqueza en ARN que los compone junto a proteínas. Son encargados de ensamblar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm).

Se encuentran flotando en el citoplasma son vesículas esféricas. Lisosomas Se encuentran flotando en el citoplasma son vesículas esféricas. Contienen alrededor de 50 enzimas, que son las sustancias que necesita la célula para realizar la digestión de los materiales que le llegan del exterior o digerir partes de la propia célula que se han vuelto viejas o inservibles.

Centriolos Sólo presentes en células animales, posicionados en cualquier punto alrededor del núcleo. Los centríolos son una pareja de estructuras que forman parte del citoesqueleto. Su papel es repartir los cromosomas entre las células hijas durante el proceso de la división celular

Cilios y flagelos Prolongaciones. Si son cortas se llaman cilios. Si son largas se llaman flagelos.

Los cloroplastos son orgánulos típicos y exclusivos de las células vegetales que poseen clorofila. Por ellos las plantas son capaces de realizar el proceso de fotosíntesis, proceso que transforma la energía luminosa en energía química contenida en las moléculas de ATP. Como las mitocondrias, también producen energía.

NÚCLEO Es el orgánulo principal de la célula por ser el portador del material genético. Está formado por membrana nuclear, núcleoplasma, cromatina y nucleolo. De aspecto esférico o lobulado. Su tamaño es proporcional al de la célula

Los cromosomas contienen el ácido nucleico ADN Los cromosomas (término que significa "cuerpos coloreados", por la intensidad con la que fijan determinados colorantes al ser teñidos para poder observarlos al microscopio), son un componente del núcleo celular que sólo aparecen cuando la célula está en división, ya sea mitosis o meiosis; tienen una estructura filiforme, en forma de cadena lineal, más o menos alargada, en el caso de eucariotas, o en forma de anillo circular cerrado, en el caso de procariotas, y están compuestos por ácidos nucleicos y proteínas. Los cromosomas contienen el ácido nucleico ADN

LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL Las células son estructuras dinámicas que están cambiando continuamente El cambio es el resultado del METABOLISMO

LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL CÉLULAS constituyen REACCICONES QUÍMICAS Funcionan por medio de METABOLISMO Catabolismo Anabolismo Moléculas complejas Moléculas simples ENERGÍA ENERGÍA Moléculas simples Moléculas complejas

PANORAMA GENERAL DEL METABOLISMO LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL El metabolismo es el resultado de la interacción entre dos tipos de procesos: ANABOLISMO Construcción de los componentes celulares a partir de los nutrientes. CATABOLISMO Destrucción de compuestos químicos en componentes más sencillos liberando energía. Energía solar ANABOLISMO Construcción y reparación de los constituyentes celulares Energía química Nutrientes Calor Trabajo PANORAMA GENERAL DEL METABOLISMO CATABOLISMO

Adenosin trifosfato ATP LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL ATP Adenosin trifosfato Actúa como intermediario entre las reacciones que producen energía y las que consumen energía Es un nucleótido formado por adenina, ribosa y tres fosfatos Los enlaces entre los fosfatos son enlaces de alta energía, inestables que liberan energía al ser hidrolizados

LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL La energía que se necesita para las reacciones endergónicas (anabolismo) se obtiene de la hidrólisis del ATP. Desfosforilación ATP ADP Fosforilación Además del ATP y el ADP también existen los nucleótidos de guanina GTP y GDP con función similar. Cuando las reacciones son exergónicas (catabolismo), la energía se emplea en la formación de ATP.

puede ser HETERÓTROFA AUTÓTROFA TIPOS DE NUTRICIÓN CELULAR Materia: para mantener y renovar sus estructuras, crecer y reproducirse Las CÉLULAS necesitan los nutrientes para: Energía: para realizar sus actividades, moverse o intercambiar sustancias con el medio. los obtienen por Proceso de NUTRICIÓN puede ser HETERÓTROFA AUTÓTROFA Incorporan materia orgánica fabricada por otros seres vivos. Las moléculas complejas se hidrolizan hasta glucosa o ácidos grasos Producen materia orgánica rica en energía a partir de materia inorgánica

Proceso anabólico realizado por organismos autótrofos TIPOS DE NUTRICIÓN CELULAR Fotosíntesis Proceso anabólico realizado por organismos autótrofos Es un proceso anabólico que ocurre en los cloroplastos y se divide en dos fases. Membrana externa Tilacoides FASE LUMINOSA Membrana interna Ocurre en las membranas de los tilacoides. Clorofila Sólo se puede realizar en presencia de luz. Se utiliza la energía de la luz solar para obtener ATP y átomos de hidrógeno que son captados por un aceptor final. X (aceptor final) e - ADP ATP e - XH2 H2O Se desprende oxígeno. Por ruptura del agua 1/2 O2 FASE OSCURA Estroma FASE OSCURA CO2 Ocurre en el estroma del cloroplasto. Puede realizarse en la oscuridad. Materia orgánica Depende del ATP y los hidrógenos obtenidos en la fase anterior. Materia orgánica (grasas, azúcares, etc) Materia inorgánica (CO2, H2O y sales) Energía luminosa + + O2 Con estos productos se transforma CO2 en materia orgánica.

LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA NUTRIENTES Una parte constituye Combustible celular El principal es Se oxida Sintetizando ATP GLUCOSA Por medio de RESPIRACIÓN CELULAR FERMENTACIÓN

LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA Es un proceso catabólico que ocurre en las mitocondrias y se divide en tres fases. RESPIRACIÓN CELULAR Glucosa 1 CO2 CITOSOL 6C ADP + Pi ATP Espacio intermembrana 2 Ciclo de Krebs Crestas mitocondriales 3C XH2 X H+ e- + H+ H2O Matríz mitocondrial e- e- 1/2O2 O2 H+ + 2H+ 3 e- e- ATP ADP 3 2 1 En la membrana interna la energía liberada en las oxidaciones anteriores se usa para fabricar ATP y el hidrógeno se une al oxígeno para formar agua C6H12O6 (glucosa) + O2 + ADP + Pi En la matriz mitocondrial se oxida la materia orgánica hasta CO2 por el ciclo de Krebs. Es un proceso aerobio En el citoplasma las glucosa (6C) se transforma en una molécula de 3C y se produce un poco de ATP CO2 + H2O + ATP (energía útil) + calor

LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA FERMENTACIÓN Es un proceso catabólico degrada compuestos y se obtiene ATP. Es un proceso anaerobio Los productos finales son orgánicos, etanol o ácido láctico Tiene menor rendimiento energético que la respiración Anaerobios estrictos: La única vía que tienen para producir energía es la fermentación Anaerobios facultativos: Vía alternativa que se emplea si no hay oxígeno

PRIMERAS CÉLULAS EUCARIOTAS (2.000 M.a.) PRIMEROS PROTOCTISTAS DE LAS CÉLULAS PROCARIÓTAS A LAS EUCARIÓTAS ORIGEN DE LA VIDA Estromatolitos (3.800 M.a.) PRIMERAS CÉLULAS EUCARIOTAS (2.000 M.a.) PRIMEROS PROTOCTISTAS PRIMEROS ORGANISMOS PLURICELULARES (700 M.a.) Fauna Ediacara

Aparición del primer ser vivo, hace unos 4.000 M.a. DE LAS CÉLULAS PROCARIÓTAS A LAS EUCARIÓTAS Aparición del primer ser vivo, hace unos 4.000 M.a. PROTOCÉLULA MEMBRANA Para separarla del medio Debió poseer ORGANIZACÍON INTERNA Para permitir su automantenimiento y reproducción Para lo que debía tener Metabolismo Ácidos nucleicos Muy rudimentario Capaces de autoreplicarse y de contener información para sintetizar enzimas

DE LAS CÉLULAS PROCARIÓTAS A LAS EUCARIÓTAS La teoría endosimbiótica de Lynn Margulis propone que 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 Células eucarióticas: plantas, algunos protistas Bacterias fotosintéticas ancestrales Huesped antecesor universal (urcariota) ... se convierten en cloroplastos Endosimbiosis Células eucarióticas: animales, hongos, algunos protistas ADN Las bacterias se convierten en: peroxisomas mitocondrias Mitocondrias y cloroplastos poseen moléculas de ADN independientes del ADN nuclear y ribosomas

Son partículas de tamaño menor a las células ¿SON LOS VIRUS CÉLULAS? VIRUS Son partículas de tamaño menor a las células Están formados por Ácido nucleico Puede ser ADN o ARN Cápsida Cubierta de proteínas que recubre al ácido nucleico, se forma por capsómeros Envoltura Rodea a la cápsida en algunos virus, es similar a las membranas celulares

REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN ¿SON LOS VIRUS CÉLULAS? VIRUS GENOMA REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN EJEMPLOS Transcripción Bacteriófago T4, poxvirus, herpesvirus Tipo I ADN bicatenario ADN ARNm Síntesis Transcripción Bacteriófago X174 y M13 Tipo II ADN monocatenario ADN ADN ARNm Transcripción ARNm Tipo III ARN bicatenario ARN Reovirus, picornavirus Uso directo Bacteriófago MS2, polivirus Tipo IV ARN monocatenario ( + ) ARN (+) ARNm Transcripción Tipo V ARN monocatenario ( - ) ARN (-) ARNm Virus de la rabia Transcripción inversa Transcripción ARN (+) ADN (±) ARN monocatenario ( + ) ARNm Tipo VI Retrovirus

Poseen información genética ¿SON LOS VIRUS CÉLULAS? VIRUS Poseen información genética No tienen metabolismo propio Son parásitos intracelulares obligados

¿SON LOS VIRUS CÉLULAS? Un bacteriófago es un virus, que parásita a bacterias, formado por ADN y una cápsida compleja. Genoma bacteriano ADN Bacteriófago Componentes víricos Bacteria Lisis Ensamblaje de componentes víricos Nuevos virus