Teoría Celular y Características celulares Dra. Carmen Aída Martínez

El descubrimiento de las células Los organismos vivientes están formados por unidades básicas llamadas células.

El descubrimiento de las células La mayoría de las células son tan pequeñas que el ojo humano no puede verlas a simple vista. La invención del microscopio ha permitido estudiar las células en detalle. Los primeros microscopios se hicieron alrededor del año 1600.

El descubrimiento de las células Robert Hooke (1635-1703): mejoró el diseño del microscopio compuesto (30 X) y observó cortes finos de corcho. En 1965 , usó la palabra células (celdas pequeñas).

El descubrimiento de las células Anton van Leeuwenhoek (1632- 1723): construyó microscopios simples con solo una lente que aumentaba los objetos 300 veces. Observó células sanguíneas, bacterias y organismos simples en agua de charcas.

La teoría celular Para el siglo XIX, los microscopios se habían mejorado mucho y se habían podido estudiar estructuras nunca antes vistas en las células. En 1833, Robert Brown (1773-1858), un botánico escocés, descubrió que las células de las hojas de orquídeas tenían una estructura central (ahora llamada núcleo).

La teoría celular En 1838, Matthias Schleiden, botánico alemán, propuso la hipótesis de que todas las plantas están formadas por células. En 1839, Theodor Schwann, zoólogo alemán, propuso que los animales también están formados por células; y, que los procesos de vida ocurren dentro de las células.

La teoría celular En 1858, Rudolf Virchow, presentó evidencia de que las células se reproducen para formar nuevas. Schleiden, Schawnn y Virchow aportaron para el desarrollo de la teoría celular.

La teoría celular 1. Todos los organismos están formados por una o más células. 2. La célula es la unidad básica de la estructura de todos los organismos 3. Las células nuevas provienen, por reproducción celular, de células que ya existen.

Propiedades básicas de las células Poseen complejidad y organización elevadas Poseen programa genético Se reproducen a sí mismas Captan y consumen energía Efectúan reacciones químicas Poseen actividad mecánica Responden a estímulos Se autorregulan

Organismos pluricelulares Las características asociadas con la vida dependen de las actividades que ocurren dentro de las células. Existen: Organismos unicelulares Formados por una sola célula (dentro de ella se llevan a cabo todas las actividades de vida del organismo). Organismos pluricelulares Formados por muchas células (sus actividades se dividen entre sus células).

LOS TIPOS DE CÉLULAS

Los tipos de células Procariota Eucariota La mayoría de las células contienen estructuras llamadas organelos que llevan a cabo funciones específicas. Las células se clasifican en dos grupos, dependiendo de si poseen, o no, organelos rodeados por membranas: 1. Procarióticas. 2. Eucarióticas. Procariota Eucariota

Los tipos de células Una membrana es una estructura que rodea una célula o parte de una célula. Las células simples que no tienen organelos rodeados de membranas se llaman procarióticas. Tienen un diámetro promedio de 1 micrómetro (1 um). Ej: bacterias y archaeas (formas de vida más antiguas que se conocen)

Los tipos de células Las células que tienen organelos rodeados de una membrana se llaman eucarióticas. Tienen un diámetro promedio de 20 um. Los organismos con células procarióticas se llaman procariotas. células eucarióticas se llaman eucariotas.

Tamaños relativos

Procariontes Células que carecen de envoltura nuclear rodeando a su material genético, tamaño de 0.2-10 mm se dividen en: Arqueobacterias: primeros organismos en aparecer en el planeta, aquí encontramos: Metanógenos Halófilos Termoacidófilos Arqueobacterias

Procariontes Eubacterias: aquí se encuentran la mayor parte de bacterias, por ejemplo: micoplasma (bacteria más pequeña 0.2m) cianobacterias capaces de efectuar fotosíntesis y fijar N2. Variedad de cocos, bacilos y espirilos Cianobacterias

Procariontes Cocos Bacilos Espiroquetas

Elementos estructurales de una bacteria Cápsula Presente en muchas bacterias, sobre todo patógenas. Compuesta por glúcidos, tiene función protectora contra desecación, fagocitosis y ataque de linfocitos Pared Bacteriana Estructura rígida para que la bacteria soporte presiones osmóticas, compuesta por peptidoglucanos y otras sustancias. Su estructura permite diferenciar a las Gram + y Gram - Membrana plasmática Similar en composición y estructura a la de los eucariontes. Presenta repliegues internos llamados mesosomas

Elementos estructurales de una bacteria Mesosomas Repliegues de la membrana celular, con sustancias responsables de procesos metabólicos (transporte de electrones, fotosíntesis, replicación de ADN) Ribosomas Similares a los de las células eucariontes, pero de menor tamaño, participan en la síntesis proteica Nucleoide Formado por una sola molécula de ADN de doble hélice, circular y asociado a proteínas no histonas Plásmidos Moléculas de ADN extracromosómico y circular

Elementos estructurales de una bacteria Inclusiones Depósitos de sustancias de reserva Flagelos Estructuras filamentosas con función motriz, formados por fibrillas proteicas Fimbrias o pili Filamentos largos y huecos con funciones relacionadas con intercambio de material genético y adherencia a sustratos

Estructura de bacteria

Tinción Gram: método para identificar bacterias Técnica de coloración para diferenciar bacterias en dos grandes grupos: Gram positivo Gram negativo La tinción se basa en las propiedades químicas de su pared celular

Bacterias Gram positivo Se tiñen de color morado Pared celular: peptidoglucano+proteína+carbohidrato

Bacterias Gram negativo Se tiñen de color rosado Pared celular: es más delgada Tiene una doble membrana que posee lípidos

Eucariontes Células que poseen núcleo verdadero Dimensión celular: 5-200 mm Las poseen los siguientes grupos de organismos: Protistas (unicelulares) Hongos (unicelulares y pluricelulares) Plantas Animales

Tincion de gram

Células Eucariontes Célula de hongos Célula animal Célula vegetal Célula protista

Cuadro comparativo entre Procariontes y Eucariontes Característica Procariotas Eucariotas Pared celular Presente Presente en células vegetales y fungi (hongos) Membrana Celular Material genético ADN en un nucleoide y en plásmido ADN en núcleo verdadero, en mitocondria y cloroplastos

Cuadro comparativo entre Procariontes y Eucariontes Característica Procariotas Eucariotas Material genético ADN circular bicatenario ADN lineal bicatenario, en cromatina Citoplasma Sin organelos membranosos Con organelos membranosos Ribosomas Sí poseen (pequeños) Sí poseen

Cuadro comparativo entre Procariontes y Eucariontes Característica Procariotas Eucariotas Mesosomas Presentes Ausentes Movimiento celular Flagelo (rotación) Muy especializado necesita citoesqueleto Nutrición Menores requerimientos Requerimientos complejos

Cuadro comparativo entre Procariontes y Eucariontes Característica Procariotas Eucariotas Reproducción Multiplicación Asexual (Fisión binaria) Sexual y asexual Mitosis y meiosis División celular Duplicación DNA y membrana Mitosis (microtúbulos) Conjugación Si la realiza No la realiza

procariota eucariota

Comparación entre procariota y eucariota

Comparación entre célula animal y vegetal Característica Célula animal Célula vegetal Pared celular Presente Ausente Cloroplastos y otros plastidios Vacuolas Presentes de gran tamaño Ausentes o pequeñas Nutrición Autótrofas Heterótrofas Tamaño Aproximadamente 10 mm Aproximadamente 100 mm

Célula animal

Célula vegetal

Organismos unicelulares y pluricelulares Unicelular: organismo formado por una sola célula, ejemplo: Bacterias Algas verdes Levaduras Protista Pluricelular: organismos formado por muchas células que constituyen tejidos, órganos y sistemas

Tipos de células en organismos pluricelulares Célula especializada: Forma parte de un tejido definido, tiene funciones específicas y con limitado poder de división Célula somática: Cualquier célula del cuerpo excepto la germinal Célula germinal: Célula que sufre meiosis y da lugar a gametos

Célula Totipotencial El desarrollo humano comienza cuando un espermatozoide fertiliza a un óvulo y crea un cigoto, o sea una célula con el potencial para formar un organismo entero. 

Célula Totipotencial Esta célula se divide en células totipotenciales idénticas, si una de estas fuera implantada en el útero de una mujer, podría dar lugar a un feto.  Los gemelos se desarrollan cuando dos células totipotenciales se separan y desarrollan dos humanos idénticos.

Células pluripotenciales Aproximadamente 4 días luego de la fertilización, las células totipotenciales comienzan a especializarse, formando una esfera hueca de células, llamado blastocisto.  Tiene una capa de células externas (trofoblasto) y en su interior un grupo de células llamadas masa interna celular (embrioblasto)

Células pluripotenciales La masa interna celular desarrollará todos los tejidos del cuerpo humano, pero no pueden formar a un organismo entero porque no pueden dar lugar a la placenta y a los tejidos de soporte necesarios para el desarrollo del feto en el útero humano Estas son llamadas células pluripotenciales, células madre o troncales (stem cells)

Célula madre de blastocisto

Células multipotenciales Las células madre pluripotenciales sufren una especialización en otro tipo de células madre que van a dar lugar a células con una función particular Por ejemplo, las stem cells sanguíneas, que dan lugar a los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas  Las stem cells multipotenciales también se encuentran en niños y adultos

Células Multipotenciales

Virus Son parásitos intracelulares obligatorios de animales, plantas y bacterias No se nutren, carecen de metabolismo propio Necesita de una célula viva para replicarse

Virus Las partículas víricas o viriones están constituidas por una molécula de ADN o ARN, nunca los dos en un mismo virus Posee una cubierta proteica o cápside que protege al material genético En ocasiones presentan envoltura membranosa que obtiene de la célula huesped

Tipos de virus

Microfotografías de virus

Viroides Molécula circular pequeña de RNA desprovista de cubierta proteínica Tamaño 246 – 375 ribonucleótidos Son patógenos en plantas (papas, aguacates, cocos, crisantemos)

Plantas afectadas por viroides

Priones El prion es una proteína alterada, que logra modificar a las proteínas celulares normales Agentes infecciosos que carecen de un genoma La versión modificada se acumula dentro de las células nerviosas formando agregados que matan la célula. Kuru Creutzfeldt-jakob Encefalitis espongiforme ( screpie)

Priones Existen diferentes enfermedades ocasionadas a mamíferos (ovejas, vacas, humanos) Estas son resistentes a las proteasas

Laboratorio

Núcleo de una célula de epidermis de cebolla (Allium cepa) suavemente teñida con lugol y aumentado 1000 veces. A su alrededor pueden verse orgánulos celulares

Célula epitelial