Introducción a la célula

LA CELULA Resumen histórico Teoría celular Métodos de estudio de la célula Célula procariótica y eucariótica Origen y evolución celular

Historia de la teoría celular Hooke da nombre a las células Ramón y Cajal investiga el tejido nervioso Se perfeccionan los microscopios Malpighi inicia la microscopía Brown define el núcleo Siglo XVII Siglo XIX Siglo XX Leeuwenhoek observa microorganismos Schleiden, Schwann y Virchow postulan la teoría celular.

Historia de la teoría celular Marcelo Malpighi Médico y naturalista italiano nacido en 1628. Se considera el padre de la microscopía, pues realizó numerosas observaciones de tejidos de seres vivos mediante microscopios sencillos. Murió en Roma en 1694.

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA I Robert Hooke - 1665 “Célula” en lámina de corcho Microscopio de Hooke

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA II Reinier de Graaf 1672. Describe la estructura de testículos y ovarios. En la imagen folículos de Graaf

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA III Antón van Leeuwenhoek – 1673 Fabricó numerosos microscopios con los que realizó observaciones de microorganismos-animáculos,- en sangre, esperma, sarro dental, agua de charcas. El “homúnculo” de Leeuwenhoek

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA IV Robert Brown Botánico escocés nacido en 1773 y fallecido en 1858. Gracias al avance de los microscopios, pudo observar con mayor precisión el interior de las de células vegetales. Brown descubrió como, en las células vegetales, existía una estructura a la que denominó núcleo.

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA V En 1937, Schleiden llegó a la conclusión de que la célula es la unidad estructural de los vegetales, es decir, que toda planta esta constituida por células. Un año después, Schwann concluyó que esto también es válido para los animales, es decir, todo animal está constituido por células. A partir de los hallazgos de ambos científicos, se postuló el primer principio de la teoría celular: La célula es la unidad estructural de los seres vivos.

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA VI TEORÍA CELULAR Schleiden y Schwann – 1838 / 1839 Todos los organismos están formados por una o varias células La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos Toda célula proviene por división de otra célula preexistente El material hereditario pasa de una célula madre a la hija

HISTORIA DE LA CITOLOGÍA VI “Omnis cellula e cellula” 1855 Rudolf Virchow, médico patólogo alemán del s. XIX

Rudolf Virchow – 1855 Virchow realizó estudios sobre la fisiología de las células y concluyó que cada célula aislada realizaba las tres funciones vitales. Gracias a sus estudios se completaron los otros dos principios de la teoría celular: La célula es la unidad funcional de los seres vivos. Toda célula procede de otra anterior.

Golgi “contra” Ramón y Cajal Reticularistas “contra” neuronistas Camillo Golgi 1843 - 1926 Santiago Ramón y Cajal 1852 - 1934 Ambos reciben el Premio Nobel en 1906 por sus aportaciones al estudio de la estructura del sistema nervioso

TEORÍA RETICULAR (Golgi) TEORÍA NEURONAL (Ramón y Cajal) Decía que las neuronas forman un plexo o red Demostró que las neuronas son independientes y se comunican mediante sinapsis

Con esto quedó constatada la universalidad de la Teoría Celular Mª Núñez Munáiz. I.E.S. Miguel de Cervantes. Móstoles. Introducción a la célula. 2008-09

Teoría cromosómica de Sutton y Boveri La teoría cromosómica de Sutton y Boveri enuncia que los alelos mendelianos están localizados en los cromosomas. Esta teoría fue desarrollada independientemente en 1902 por Theodor Boveri y Walter Sutton. También se denomina teoría cromosómica de la herencia. La teoría permaneció controvertida hasta 1915 , cuando Thomas Hunt Morgan consiguió que fuera universalmente aceptada después de sus estudios realizados en la mosca del vinagre Drosophila melanogaster.

Las células se estudian mediante… MICROSCOPÍA… ÓPTICA Y ELECTRÓNICA

Microscopía electrónica Microscopía óptica Microscopía electrónica Aumentos de 25 a 1 500 veces Poder de resolución 0,2 micras Muestra atravesada por fotones (luz) Las lentes son de vidrio Se ve una imagen virtual Corte de la muestra de grosor entre 5 y 15 micras Se pueden ver células enteras Se pueden observar células vivas Unidad de medida: micrómetro (µm) o micra Aumentos de x 100 000 a x 500 000 Poder de resolución entre 3 y 10 Å Muestra atravesada por electrones Las “lentes” son campos magnéticos Imagen en pantalla fluorescente Cortes ultrafinos. Grosor medio 0,05 micras Se ve estructura fina (ultraestructura) de la célula y sus orgánulos, virus, etc. Tipos: MEB (microscopio electrónico de barrido) y MET (de transmisión) Unidades de medida: nanómetro y ángstrom (Å)

Y TAMBIÉN… ANÁLISIS BIOQUÍMICO ULTRACENTRIFUGACIÓN CROMATOGRAFÍA Separación de sustancias que presentan distinta solubilidad frente a un mismo disolvente - 13 1 S (svedberg) = 10 segundos ELECTROFORESIS Permite separar los componentes celulares: 1º se rompen las células por choque osmótico o ultrasonido. 2º mediante la ultracentrifugación, por diferencias de tamaño se separan los distintos componentes celulares, sedimentando antes los mayores que los más pequeños. Separa sustancias que tienen diferencias en cuanto a carga electroquímica y tamaño, aplicando un campo eléctrico sobre un gel

TAMAÑO DE LA CÉLULA En general oscila entre 10 y 100 μm Algunas son visibles a simple vista, como el alga Acetabularia o la yema de los huevos. 53 micras 150 micras 15 cm 5-10 cm 7 micras

FORMA DE LAS CÉLULAS Determinada por: FUNCIÓN QUE REALIZA  Relación forma-función PRESIONES DE CELULAS VECINAS VISCOSIDAD DEL CITOPLASMA PRESENCIA DE MICROTÚBULOS...

Célula animal

Célula vegetal

Modificado por L. Margulis y K. V. Schwartz

CÉLULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA Bacteria Protozoo

(tomando como ejemplo las bacterias) PROCARIOTA (tomando como ejemplo las bacterias) EUCARIOTA ESTRUCTURA Sencilla, sin núcleo Compleja, con núcleo ORGANIZACIÓN Y SITUACIÓN DEL ADN Libre en el citoplasma, no unido a proteínas (desnudo), ni rodeado de membranas Organizado en cromosomas, unido a proteínas y rodeado de la membrana nuclear (protegido) TAMAÑO CELULAR 1 - 10 μm 10 – 100 μm TIPOS DE ORGANISMOS Microorganismos siempre unicelulares: eubacterias (bacterias, cianobacterias, micoplasmas) y arqueobacterias. Como mucho forman colonias. Unicelulares: protozoos y algas y hongos unicelulares. Pluricelulares: algas y hongos pluricelulares y todas las plantas y animales. REPRODUCCIÓN Por bipartición (mitosis especial) Por mitosis y meiosis TIPOS CELULARES Células idénticas Células especializadas en tejidos (no en todos: algas…) MOVILIDAD Inmóviles o por flagelos de estructura fibrilar (proteína flagelina) Inmóviles o por cilios o flagelos formados por microtúbulos 9 + 2 de tubulina ORGÁNULOS CELULARES Solo ribosomas 70 S (50 S + 30 S) Diversos orgánulos (especialización de sus funciones metabólicas). Ribosomas 80 S (60 S + 40 S) TIPOS DE PARED Paredes no celulósicas Paredes vegetales celulósicas y de hongos quitinosas ENZIMAS ENERGÉTICOS Situados en la membrana de los mesosomas o en los cromatóforos o en los tilacoides En orgánulos membranosos: mitocondrias y cloroplastos ORIGEN EVOLUTIVO Temprano Más tardío. Endosimbiótico Otras diferencias: membrana plasmática (en procariotas sin esteroles), citoesqueleto (parece que poseen citoesqueleto ambas células)…

CÉLULA ANIMAL Y CÉLULA VEGETAL

CÉLULA ANIMAL CÉLULA VEGETAL Membrana plasmática + Glucocálix (no siempre) Membrana plasmática + Pared celular de celulosa No cloroplastos Cloroplastos Centríolos No centríolos (en general. Sí existe en algas flageladas) Forma: diversas según la función Forma: generalmente poliédricas Tamaño: menor que la vegetal Tamaño: mayor que la animal Lisosomas muy abundantes Lisosomas menos abundantes Vacuolas pequeñas y numerosas Vacuolas grandes y escasas Aparato de Golgi agrupado Aparato de Golgi disperso (dictiosomas dispersos) Cilios y flagelos No cilios ni flagelos (excepto en algas flageladas)

ORIGEN DE LA VIDA Teoría de Oparin – 1922 “sopa primitiva” Experimento de Miller - 1950

Evolución prebiótica Coacervados de Oparin

EVOLUCIÓN CELULAR Moléculas orgánicas sencillas  moleculas orgánicas complejas, macromoleculas  asociacion de macromoleculas formando membranas (coacervados de Oparin y microesferas de Fox)  Membranas conteniendo moleculas autorreplicativas (1º ARN, después ADN)  célula procariota ancestral (PROGENOTE o PROTOBIONTE de Woese, ahora llamado L.U.C.A.)  Bacterias, Arqueobacterias y células eucariotas. En cuanto a su nutrición: Heterótrofas anaerobias  Autótrofas  Heterótrofas aerobias

Evolución celular: TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA Lynn Margulis 1980

TEORÍA ENDOSIMBIONTE 1 4 2 5 3 6

PRUEBAS DE LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA 1. En la actualidad existen numerosas relaciones endosimbióticas (el tunicado colonial Diplosoma virens lleva procariontes fotosintéticos (Phrochloron) dentro de sus células; las termitas, en su intestino llevan un protozoo Myxotricha paradoxa, que tiene bacterias espiroquetas como endosimbiontes que funcionan como flagelos.

2- La estructura y función de cloroplastos y mitocondrias tiene rasgos procariontes como ADN bicatenario circular no asociado a proteínas, reproducción por fisión binaria, ribosomas 70 S, enzimas metabólicos en los repliegues membranosos (mesosomas en las bacterias y membranas tilacoidales en cianobacterias  crestas y lamelas o tilacoides en eucariotas), membrana interna sin colesterol.

http://www.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzA

ENLACES INTERESANTES La teoría endosimbiótica: http://bioinformatica.uab.es/biocomputacio/treballs02-03/S_Serrano/ Cómo pasar de procariota a eucariota: http://oldearth.wordpress.com/2009/05/06/como-pasar-de-procariota-a-eucariota/ Introducción a la Biología Celular: http://genomasur.com/lectu.htm Historia de la teoría celular: http://mabydg.blogspot.com/2007/11/teoria-celular.html La célula vegetal: http://www.etsmre.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_1.htm#La%20Teor%C3%ADa%20Celular Proyecto Biosfera: Biología 2º de bachillerato. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/La_celula/contenidos.htm Proyecto Biológico de la Universidad de Arizona: Biología celular. http://www.biologia.arizona.edu/cell/cell.html

Esta presentación de diapositivas la han realizado las profesoras de biología: M. Núñez y N. Flores Contiene imágenes: Diferentes páginas relacionadas con la biología. Google imágenes