BLOQUE TEMÁTICO: LA CÉLULA DPTO DE BIOLOGÍA NIVEL: 1MEDIO PROF. ELENA CAMPILLAY 2011 PROGRAMA BIOLOGÍA BLOQUE TEMÁTICO: LA CÉLULA

HISTORIA DEL DESARROLLO DE LA TEORÍA CELULAR

La historia de la Teoría Celular Robert Hooke: en 1665, observó al microscopio un tejido de corcho, descubrió unas cavidades que denominó celdillas, de ahi proviene la palabra célula B. Robert Brown — 1831— descubrió el "nucleo"

La historia de la Teoría Celular C. Theodor Schwann: en1838,observando células animales en cartílago, formuló la teoría que las células son las partes elementales de los animales D. Mattias Schleiden: Lplanteteó la teoría, células son las bases fundamentales de los vegetales E. Virchow: en 1858, afirmó:toda célula proviene de otra célula

La historia de la Teoría Celular Teoría Celular postula que: 1. Todos los seres vivos están formados por una o más células. 2. La célula es la unidad básica estructural y funcional de los seres vivos. Toda célula proviene de otra célula preexistente. La célula es la unidad genética de los seres vivos.

¿QUÉ DIFERENCIAS PRESENTAN ESTOS TIPOS CELULARES? CÉLULA PROCARIOTA CÉLULA EUCARIOTA

Diferencias entre células procariontes y eucariontes indicador Célula procarionte Célula eucarionte Evolución primitivas modernas Organelos endomembranosos No tiene Presenta varios tipos citoesqueleto tiene Cantidad de ADN Una sola molécula Más de una

Diferencias entre células procariontes y eucariontes indicador Célula procarionte Célula eucarionte presencia de núcleo No tiene Si tiene Organismos que las presentan Bacterias y cianobacterias Protozoos, hongos, Vegetales, animales

Retículo Endoplasmático DIFERENCIA ENTRE CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL Y VEGETAL Célula Animal Centríolos Cloroplastos Mitocondria Aparato de Golgi Núcleo Retículo Endoplasmático Célula vegetal

¿QUÉ PODEMOS SINTETIZAR DE LO ESTUDIADO? Las investigaciones que se realizaron para desarrollar la Teoría Celular, se iniciaron a partir de la observación que hizo R. Hooke. La teoría celular plantea como postulados que la célula es la unidad de estructura, la unidad fisiológica, la unidad de origen y la unidad genética de todos los seres vivos. Las estructuras fundamentales de las células procarióticas son: material genético, citoplasma, ribosomas, membrana plasmática, pared celular. Las estructuras fundamentales de las células eucarióticas son: membrana plasmática, cistoplasma (incluye una serie de organelos endomembranosos y el citoesqueleto), el núcleo que contiene varias moléculas de ADN.

IMPORTANCIA DEL MICROSCOPIO EN EL CONOCIMIENTO DE LAS CÉLULAS

células de corcho de Hooke microscopio electrónico CLASES DE MICROSCOPIOS células de corcho de Hooke microscopio óptico microscopio electrónico

Paramecium Comparación de imágenes microscópicas Microscopio Óptico microscopio electrónico de barrido microscopio electrónico de Transmisión microscopio electrónico de barrido

Microscopio electrónico Niveles de tamaño que destacan los microscopios y capacidad de visión del ojo humano Visible a simple vista 100 m Células Eucarióticas 10 m 1 m 10 cm Mitocondria 1 cm 1 mm Microscopio de luz Virus 100 m 10 m Microscopio electrónico Proteínas 1 m 100 nm Átomos especiales M. E. 10 nm Entre 1 milímetro y 1micrómetro 1 nm 0.1 nm Entre 10 micrómetro y 1 nanómetro

ORGANIZACIÓN GENERAL DE UNA CÉLULA ANIMAL Y VEGETAL Nucleolos Ribosomas Vacuola Central Célula vegetal Pared celular R.E. Liso

ORGANIZACIÓN GENERAL DE UNA CÉLULA PROCARIOTA. Nucleoide (ADN) Plásmido (ADN) Prokaryotic cells are exemplified by bacteria, like the one in Figure 6-3. The internal part of the cell is not broken up into compartments by membranes (no organelles). There is not even a membrane around the genetic material. The area that contains the genetic material is referred to as the nucleoid, and the genes are usually in one continuous circular loop of DNA. There may be other small circles of DNA outside the nulceoid called plasmids. There is usually a cell wall, and may be another layer outside that called the capsule. There may be a whip-like flagellum used for motility, but these structures are very different from the eukaryotic structure of the same name. Citosol Flagelo Cápsula Pared celular Membrana Plasmática

ORGANIZACIÓN GENERAL CÉLULAS PROCARIOTAS EUCARIOTAS MEMBRANA PLASMÁTICA CITOPLASMA (ORGANELOS ENDOMEMBRANOSOS) MATERIAL GENÉTICO ( NÚCLEO) MEMBRANA PLASMÁTICA CITOPLASMA MATERIAL GENÉTICO (NUCLEOIDE)

ORGANIZACIÓN CÉLULA PROCARIOTA PARED CELULAR: rodea a la membrana plasmática, protege otorga y la forma. MEMBRANA PLASMÁTICA: Es una estructura viva, se ubica bajo la pared celular,regula el paso de sustancias, se repliega hacia el interior formando el mesosoma que participa en la reproducción de la célula. CITOPLASMA: sistema coloidal formado por agua y ribosomas. ADN BACTERIANO: una sola molécula circular, forma un cromosoma, se encuentra libre en el citoplasma formando el nucleoide. RIBOSOMAS: formados por ARN y proteínas, participa en la síntesis de proteínas PLÁSMIDOS: tipo de ADN que no forma cromosomas, codifica proteínas que le otorgan resistencia a los antibióticos.

ORGANIZACIÓN CÉLULA EUCARITA Es más compleja que la procariota. 2. Comprende: membrana plasmática. citoplasma. núcleo.

EL CITOPLASMA. Es la parte de la célula comprendida entre el núcleo y el citoplasma Comprende: organelos membranosos y no membranosos, el citosol y el citoesqueleto.

El citosol : Es la región del citoplasma de la célula eucarionte que se ubica entre los organelos citoplasmáticos. Está compuesto por una solución coloidal formada por agua, sales, iones, enzima encargadas de realizar el metabolismo celular. Contiene elementos fibroso que constituyen el citoesqueleto, los ribosomas, y la inclusiones.

ORGANELOS CITOPLASMÁTICOS NO MEMBRANOSOS MEBRANOSOS RIBOSOMAS SIMPLES DOBLES Retículo endoplasmático Aparato de Golgi Lisossomas Vesículas vacuolas Núcleo Mitocondrias Coroplastos

ORGÁNULOS DE MEMBRANA SIMPLE. Están formados por una sola membrana . Incluyen: al retículo endoplasmático, al aparato de golgi a los lisosomas a los peroxisomas a las vacuolas.

EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Retículo Endoplasmático (REP) Representa mas de la mitad de las endomenbranas de la célula. Forma una red de sacos interconectados que se extiende por todo el citoplasma. Se conecta con la membrana nuclear y el complejo de golgi. Hay dos tipos: rugoso y liso

EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO:¿QUÉ LO CARACTERIZA?

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (REPR) Lleva adherido ribosomas en su cara externa. Participa en la síntesis y almacenamiento de proteínas. Se inicia en la glucosilación proteica y lipídica (agregación de glúsidos a proteínas y a lípidos respectivamente). La gran mayoría de las proteínas son sintetizadas en los ribosomas del REPR, en los del citosol y en los de las mitocondrias y los coloroplastos.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REPL) Está constituido por túbulos interconectado que de distribuyen por todo el citoplasma. No presentan ribosomas adheridos a su superficie. Funciones: a. Participa en síntesis de lípidos de membrana (fosfolípidos y colesterol). b. Participa en la síntesis de hormonas esteroidales (sexuales) a partir de colesterol. c. Se inicia en él la detoxificacón (descomposición), de medicamentos, alcohol, drogas. d.- Almacena calcio, para la contracción muscular.

¿QUÉ CARACTERIZA AL APARATO DE GOLGI?

APARATO DE GOLGI. (AG) Se localiza en el centro de la célula, cerca del núcleo y el REPR. Está constituido por una serie vesículas y sacos aplanados o cisternas. Estos saco aplanadas: son los dictiosomas. Es muy desarrollado en células glandulares (que secretan hormonas).

FUNCIONES DEL APARATO DE GOLGI: Almacenamiento, maduración, transporte y secreción de las proteínas que se sintetizaron en el REP. Empaqueta en vesículas, proteínas para ser secretadas de la célula o para distribuirlas dentro de la célula. Forma los lisosomas con enzimas digestivas. Termina la glicosilación iniciada en el REPL.

Los lisosomas Son vesículas que se originan del aparato de Golgi. Contienes enzimas digestivas sintetizadas en el REPR. Presente en la mayoría de las células, excepto los glóbulos rojos. Son organelos destinados a realizar la digestión intracelular.

Peroxisomas Vesículas similares a los lisosomas, pero se originan del REPL. Se encuentran tanto en células animales como vegetales. Forma ovoide y de un diámetro entre 0,5 y 0,7 mm, si el diámetro es menor, se llaman microperoxisomas. En las células vegetales, se denominan glioxisomas. Se ubican junto al REP. Al igual que los lisosomas, contienen enzimas, oxidasas. Las principales son: A) la peroxidasa: degradan ácidos grasos generando peróxido de hidrógeno (agua oxigenada). B) la catalasa: degrada el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno.

VACUOLAS. Son orgánulos típicos de las células vegetales. Su número es variable: puede haber una gran vacuola o varias de pequeño tamaño. Su contenido es líquido. Función: almacenamiento de nutrientes (almidón) o de desechos, regulan la turgencia. A veces contienen pigmentos que dan coloración a los pétalos de las flores, también pueden contener venenos para defenderse de depredadores. Expulsan líquidos de la célula: vacuola contráctil VACUOLAS.

Depósito lleno con agua VACUOLAS CONTRÁCTILES Depósito lleno con agua Paramecium sp. 1 2 Depósito expulsando agua

Citoplasma Vacuola central Pared celular VACUOLA CENTRAL Célula vegetal normal Escasa de agua normal Citoplasma privada de soporte de agua Vacuola central Espacio entre la pared y la mambrana celular Pared celular

En síntesis: Las vacuolas a. En plantas son grandes y su espacio interno está lleno de agua (savia celular ) b. Pueden ocupar sobre el 90% del volumen celular c. Están formadas por una membrana simple d. Funciones: Almacenamiento de pigmentos, ácidos, sales, desechos. 2) Mantienen presión celular (presión de turgencia) la planta se marchita cuando sus células pierden presión de turgencia.

EL CITOESQUELETO

Filamentos intermedios Subunidades de Tubulina Retículo Endoplasmático CITOESQUELETO: ES UNA RED DE FILAMENTOS PROTEICOS: Subunidades de actina Membrana Plasmática Microfilamentos Filamentos intermedios Mitocondria Microtúbulos Subunidades de Tubulina Retículo Endoplasmático

Funciones del citoesqueleto: 1. Responsable de mantener la forma celular 2. Movilizar y organizar los organelos celulares en el citoplasma. 3. Posibilita la contracción de la células musculares. 4. Participa en la división celular

MICROFILAMENTOS. Están formados principalmente por la proteína actina. Son los principales constituyentes del citoesqueleto y los mas delgados. En las células musculares, estos microfilamentos de actina, están asociados a microfilementos de miosinas para la contracción muscular

Filamentos intermedios. Presenta un grosor intermedio entre los microfilamentos y los microtúbulos. Están formados por proteínas fibrosas, como la queratina que dota de una gran resistencia a ciertas células, como las de la piel. Regulan la forma de las células y se encuentran muy desarrollados en células sometidas a esfuerzo mecánico, como las musculares. Otros, como los neurofilamentos, constituyen parte importante del citoesqueleto de los axones y de las dendritas de las neuronas.

LOS MICROTÚBULOS (MT) Tienen forma de cilindros huecos. Están constituidos por proteína tubulina. A partir de ellos se organizan: Centríolos y el huso mitótico. Cilios y flagelos.

Cilios y Flagelos Son delgadas extensiones de la membrana plasmática Cada cilio y flagelo contiene un anillo de nueve pares fusionados de microtúbulos, con un par no fusionado en el centro Ayudan el movimiento de organismos simples

par fusionado de microtúbulos CILIOS Y FLAGELOS par fusionado de microtúbulos Paramecium Membrana celular Cuerpo basal

Los cilios y flagelos. Los cilios son mas cortos y numerosos que los flagelos. Su Son estructuras alargadas y móviles que se localizan en la superficie función es la propulsión y desplazar líquidos sobre la superficie de células fijas.

par central no fusionado tripletes de microtúbulos ORGANIZACIÓN DEL FLAGELO membrana celular par fusionado brazos proteicos par central no fusionado tripletes de microtúbulos corte del cuerpo basal cuerpo basal

Estructura de cilios y flagelos. Se organizan en base a dos microtúbulos centrales y nueve dobletes periféricos (9+2), unidos por proteínas.

Dirección de locomoción Movimiento ondulatorio y propulsión continua Movimiento del Flagelo Dirección de locomoción Propulsión del agua Movimiento ondulatorio y propulsión continua Microfotografía con microscopio electrónico de barrido del flagelo de un espermatozoide y un óvulo humano

Microfotografía con microscopio electrónico de barrido de un cilio Movimiento del cilio Brazada de potencia Brazada de retorno Propulsión del fluido Microfotografía con microscopio electrónico de barrido de un cilio

Estructura centríolo Es un orgánulo cilíndrico. Está constituido por 9 triplete de microtúbulos periféricos, sin ningún par central (9+0). Forma parte del centro celular o centro soma. Es el encargado de formar el huso mitótico. Las células vegetales no lo tienen. Existen dos en cada célula y se ubican cerca del núcleo en forma perpendicular uno respecto al otro.

ORGANELOS DE MEMBRANA DOBLE: MITOCONDRIAS PLASTIDIOS NÚCLEO.

Mitocondrias Membrana Exterior Membrana Interior Matriz Crestas

¿Qué caracteriza a las mitocondrias? Tienen una doble membrana: una externa y otra interna que delimitan dos espacios: externo o intermembranoso, interno o matriz. Tienen ADN propio y ribosomas (en la matriz) se encuentran en todas las células eucariontes. Se distribuyen en todo el citoplasma. Se

FUNCIONES DE LA MITOCONDRIAS: La principal función es la obtención de energía bajo la forma de ATP mediante la degradación de la glucosa a través de una serie de reacciones químicas, iniciadas en el citoplasma y continuada en le matriz mitocondrial y terminada en las crestas mitocondriales. El conjunto de reacciones químicas se conoce como respiración celular o metabolismo oxidativo. En este proceso la mitocondria consume oxígeno y produce anhídrido carbónico.

En síntesis, las mitrocondrias: Son bolsas redondas, ovaladas o cilíndricas, formadas por dos membranas: Membrana exterior lisa. membrana interna replegada (crestas) Compartimientos: intermembranoso o externo matriz o compartimiento interno. Funcionalmente: Utilizan energía almacenada en las moléculas de alimento para producir ATP. Proporcionan la energía necesaria para el funcionamiento celular (respiración)

Plástidos Doble Membrana Gránulos de almidón

Cloroplastos Son plástidos altamente especializados Verdes. contienen el pigmento clorofila Tienen su propio ADN y ribosomas Se autorreplican Su número es variable, pero se pueden encontrar,más de 100 por célula La forma es ovoide o lenticular. Solo se encuentran en las células vegetales, capaces de realizar fotosíntesis. Mitocondrias y plástidos, dieron base a la hipótesis endosimbiótica

Ultraestructura de los Cloroplasto Están formados por tres membranas independientes que delimitan tres compartimientos, y son: la membrana externa o plasmidial la membrana interna la membrana tilacoidal Los espacios son: la cámara externa el estroma espacio tilacoidal

CÁMARAS O ESPACIOS DE LOS CLOROPLASTOS a.- cámara externa: espacio comprendido entre la membrana externa e interna. (La membrana interna no se repliega como en la mitocondria). b.- El estroma: es el espacio que queda delimitado por la membrana interna( es equivalente a la matriz mitocondrial) .Contiene, el ADN, los plastorribosomas, inclusiones de lípidos, almidón, iones, nucleótidos, azucares y todas las enzimas para realizar el proceso fotosintético. c.- Los tilacoides: son sacos membranosos aplanados que aparecen inmerso en el estroma. Se apilan en un número variable (de 1 a 50), constituyendo las granas. Éstos se conectan entre sí por tilacoides del estroma o intergrana. A su vez, los tilacoides se encuestan comunicados internamente por un tercer compartimiento, el espacio tilacoidal. Contiene los pigmentos de clorofila que determinan el color verde de los cloroplastos.

Los Cl. Y la Fotosíntesis

PROCESO DE LA FOTOSÍNTESIS fotosintesis, transporte de electrones y sintesis de atp.swf

FASES DE LA FOTOSÍNTESIS Consiste en dos etapas FASE SECUNDARIA O INDEPENDIENTE DE LA LUZ FASE PRIMARIA O FOTÓNICA ACTIVACIÓN CLOROFILA PARA FORMAR NADPH Y ATP Y FOTOLISIS DEL AGUA PARA GENERAR ELECTRONES E HIDRÓGENOS TRANSFERENCIA DE H+ DEL NADPH AL CO2 FORMAR C6H12O6 CON LA ENEGIA DEL ATP

FASES FOTÓNICA Es dependiente de la luz. Se lleva a cabo en la membrana de los tilacoides. La ecuación general es: H2O +NADP + ADP+P + energía lumínica  => O2 + ATP + NADH. La luz es captada por la clorofila, cuyos electrones son exitados a tal nivel que saltan de sus átomos para ser captados por el NADP. Durante este proceso se genera energía para trasformar el ADP en ATP. Simultáneamente se produce la fotolisis del agua, producto de ello, se generan electrones para compensar los que se desprenden de la clorofila, a su vez se generan H+ los que son captados por el NADP y se desprende O2 el que es expulsado de la planta.

FASE INDEPENDIENTE DE LA LUZ Se denomina también ciclo de Calvin. Se lleva a cabo en el estroma del cloroplasto. Se utiliza la energía proporcionada por las moléculas de ATP y NADH producidas en la fase fotónica para reducir el CO2 hasta C6H12O6.. La ecuación general es: CO2 + ATP + NADPH => C6H12O6 +ADP +P + NADP. A partir de la glucosa se sintetizan otras moléculas orgánicas (energía química) como almidón, ácidos grasos y aminoácidos que son los principales combustibles que utilizan los seres vivos para realizar todas sus funciones.

¿QUÉ PODEMOS SINTETIZAR DE LA FOTOSÍNTESIS? Es el proceso bioquímico más importante de la biósfera. Es un proceso anabólico. Mediante este proceso la planta transforma la energía lumínica en energía química bajo la forma de glucosa. Consta de dos fases: La dependiente de la luz: se sintetiza ATP y NADH + O2 ( lo excreta al ambiente la planta) La Independiente de la luz: se sintetiza glucosa a partir del CO2 con la participación del NADPH y el ATP. De esta manera la energía es introducida en el ecosistema y fijada como moléculas orgánicas.

FIN

Fases de la fotosíntesis: lumínica o dependiente de la luz de la fotosíntesis: en ésta la, planta obtiene ATP y NADPH, a partir del agua y los electrones de la clorofila excitados por la luz solar. Fase oscura o no dependiente de la luz: en ésta ocurre la fijación del CO2, utilizando los productos sintetizados en la fase lumínica, formándose de esta forma glucosa y una serie de otras moléculas derivadas a partir de dicha molécula, como lípidos, aminoácidos.