Introducción a la Célula JA Carde, PhD Universidad Adventista Cap 1 - Alberts et al.

Objetivos Al finalizar la discusión de esta presentación los estudiantes : Explicarán el concepto de unidad en la diversidad Podrán comparar celulas eucariotas y procariotas Mencionarán todos los orgánulos celulares y describrirán su función. Definirán lo que es un sistema modelo y mencionarán ejemplos

Bosquejo Unidad en la diversidad –Conservado a traves de la evolución –Membranas, macromoléculas, procesos Células bajo el microscopio Procarioticas vs Eucarioticas Organismos modelos

01_01_Cell.shapes.sizes.jpg Unidad en la Diversidad Células distintas: - En que se parecen ? - En que difieren?

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Universal General Principles of Living Cells 1. Genetic information is stored in DNA sequences (sometimes RNA) and transmitted to daughter cells 2. DNA sequences specify both the primary and tertiary structures of RNAs and proteins 3. Macromolecular structures assemble (spontaneously) from subunits 4. Membranes grow by expansion of pre-existing membranes 5. Zip codes and receptors target molecules to cellular locations 6. Cellular components move by diffusion, pumps or molecular motors 7. Receptors and signaling mechanisms allow cells to adapt to environmental conditions and external stimuli 8. Molecular feedback mechanisms control most processes Copyright 2008 by Saunders/Elsevier. All rights reserved.

Células: Principios Universales 1ro. La información genética esta almacenada en una molécula lineal de DNA (a veces RNA), la cual es duplicada y pasada a las células hijas. –Composición –Estructura »Meiosis »Mitosis

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Células: Principios Universales 2do. La información que determina la secuencia lineal, así como, la estructura 3D, tanto del RNA como de las proteínas esta contenida en la secuencia lineal de la molécula de DNA. –DNA  mRNA  proteínas –Secuencia de AA  conformaciones –Expresión diferencial = diferenciación  desarrollo

01_02_DNA to RNA.jpg EL DOGMA CENTRAL: DNA  transcripción - RNA  traducción  Proteinas

Células: Principios Universales 3ro. Las estructuras macromoleculares se forman a partir de sub-unidades. –Permite variabilidad –Aumenta la capacidad de adaptación de la célula. Proteínas  amino ácidos Almidones  azucares Grasas  lípidos 4to. Las membranas crecen mediante la expansión de membranas pre-existentes

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Signals and receptors target cellular constituents to their correct locations Fig. 1-6 Copyright 2008 by Saunders/Elsevier. All rights reserved. 5to. La interacción de señal- receptor es responsable de indicar la localización correcta a donde una molécula debe llegar para realizar su función.

Células: Principios Universales 6to. Los constituyentes celulares se mueven en la célula debido a procesos pasivos y/o activos –Difusión –Bombas biológicas –Motores celulares

7mo. Mecanismos de receptor-ligando son utilizados para que la célula se adapte a las variaciones en el medio ambiente celular. Células: Principios Universales

8vo. Mecanismos de retroalimentación molecular controlan (regulan) los procesos de estructuración, crecimiento y diferenciación. Células: Principios Universales

Copyright 2008 by Saunders/Elsevier. All rights reserved. Overview of cellular organization Fig. 1-2

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Organización celular eucariota y su función Membrana citoplasmática –Es la interfase entre la célula y su medio ambiente. –Esta constituida por fosfolípidos, colesterol y proteínas –Es mosaico/fluida –Posee funciones variadas Transporte Generar energía Delimitar la forma de la célula Protección

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Organización celular eucariota: funciones Núcleo –Almacena la información genética –Produccion y modificaciones al mRNA “5’Capping” “RNA splicing” “Poly Adenilation” –Exporta e Importa (poros) –Su membrana es de doble capa. Compartamentaliza Nucleolo –ensamblaje de los ribosomas.

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Organización celular eucariota: funciones Mitocondria –Orgánulo membranoso –Ocurre el proceso de fosforilación oxidativa:ATP –Ciclo de Krebs. –Lugares de alta demanda de ATP – Rol especial en la repuesta celular a contaminantes tóxicos del medioambiente. (apoptosis)

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Organización celular eucariota: funciones Retículo endoplásmico –Sistema membranoso contínuo a la membrana nuclear. –Procesamiento de proteínas –Síntesis de lípidos –[ Ca2+] –Existen dos tipos Rugoso –Ribosomas asociados –Secuencia señal Liso

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Organización celular eucariota: funciones Aparato de Golgi –Procesamiento y Sorteo de Proteinas. –Cis y Trans Glucosilaciones - glucoproteínas

EM of organelles in a thin section of a liver cell Golgi apparatus Rough endoplasmic reticulum Smooth endoplasmic reticulum Mitochondrium Fig Copyright 2008 by Saunders/Elsevier. All rights reserved.

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Organización celular eucariota: funciones Lisosomas –Orgánulo membranoso que separa enzimas con funciones de degradación de otros componentes celulares. sintetizadas en el RER, luego son modificadas en Golgi y luego por señales intracelulares son dirigidas al lisosoma. –Manosa fosfatada

Organización celular eucariota: funciones Endosomas y fagosomas –Orgánulos membranosos. –Vesículas que conducen el material a ser degradado por los lisosomas. Fagosoma acarrea el material exógeno. Endosoma acarrea el material endógeno. Peroxisoma –Orgánulo membranoso –Contiene enzimas que participan en reacciones oxidativas. Oxidación de ácidos grasos= energía no para ATP

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01_27_cytoskeleton.jpg Citoesqueleto - Unico de eucariotas -Actina, tubulina - Dirigen y Guian los Movimientos celulares

Organización celular eucariota y su función Citoesqueleto –Compuesto por: Filamentos de actina Microtúbulos Filamentos intermedios –Funciones Transporte Movimiento Forma Fortaleza

01_28_Microtubules.jpg - Abonan al concepto de un citop dinamico!!

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Organismos Modelos

01_11_E. Coli.jpg E. coli: -Bacilo intestinal, cultivado en lab -Adaptable, reproducción rápida -DNA circular doble simple: 4.6 Mb, prot - Replicación y decodificación

01_32_model eucaryote.jpg Sacharomyces cerevisiae -Eucariota - hongo unic - igual de cerca de plantas q de animales - simple pero con todas la funciones de eucariota - Ciclo celular y mitosis

01_33_model plant.jpg Arabidopsis thaliana -Origen y biol cel de plantas - reproducción rápida Mbp- secuenciada -

01_34_Drosophila.jpg Drosophila melanogaster: representa la mayoría de organismos multicelulares – insectos - Fundamento de genética clásica: genes unidad de la herencia, en cromosomas -Desarrollo -Expresión diferencial - cuerpo -Conducta Mbp -13,000 genes - n = 4

01_35_Yeast mutation.jpg Temperature Sensitive Mutations

01_36_S. pombe rescued.jpg Transformación… -cdc2 - cdc28 -CDC

01_37_amino acid sequ.jpg Homología de secuencias -CDC2 63% con cdc2 - CDC2 58% con cdc28

01_38_C.elegans.jpg Caenorhabditis elegans – nemátodos -959 células, como un reloj - conocidos todos sus pasos, divisiones, - 19,000 genes, 97Mbp, secuenciado 70% homología con humanos en proteínas - Apoptosis

01_39_similar genes.jpg -genética, desarrollo, inmuno - cruces mutantes, KO Homo sapiens ……………………Mus musculus -Medicinas -Mutaciones -Etica

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¿ Preguntas ?