En 1665, el científico inglés Robert Hooke, utilizando un microscopio primitivo, observó en un pedazo de corcho muy delgado pequeñas celdas a las cuales.

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1 Todos los seres vivos están formados por una o más células Célula 1: La Teoría celular

2 En 1665, el científico inglés Robert Hooke, utilizando un microscopio primitivo, observó en un pedazo de corcho muy delgado pequeñas celdas a las cuales llamó “células”, hasta este momento dichas celdas no se relacionaban con la vida de las plantas, sino con el almacenamiento de ciertos "jugos". Desde aquí el microscopio comenzó a ser una herramienta esencial en el ámbito científico de la época y en el desarrollo de la biología en general.

3 Unos años más tarde, Antonie van Leeuwenhoek observó las primeras células vivas.

4 A la Teoría Celular se llegó poco a poco: una acumulación de pruebas hace que una hipótesis adquiera el rango de teoría En 1824, René Dutrochet fue el primero en establecer que la célula era la unidad básica de la estructura, es decir, que todos los organismos están formados por células. Para 1838 Mathias Schleiden, un botánico de origen alemán, llegaba a la conclusión de que todos los tejidos vegetales estaban formados por células. Al año siguiente, otro alemán, el zoólogo Theodor Schwann extendió las conclusiones de Schleiden hacia los animales y propuso una base celular para toda forma de vida. Finalmente, en 1858, Rudolf  Virchow al hacer estudios sobre citogénesis de los procesos cancerosos llega a la siguiente conclusión: "las células surgen de células preexistentes"

5 Teoría celular Los tres principios de la Teoría celular: 1. Todos los organismos están compuestos por una o más células. 2. las células son las unidades de vida más pequeñas. 3. todas las células provienen de células preexistentes.

6 Hacia finales del siglo XIX el trabajo de muchos había ido consolidando la Teoría Celular: Louis Pasteur con sus experimentos había demostrado la inexistencia de la “generación espontánea” dando solidez al último postulado de la teoría

7 Algunas excepciones a la teoría celular
En diferentes organismos se dan células con varios núcleos resultante de la fusión de varias células. En el caso del músculo estriado en los mamíferos, se pueden observar células con varios núcleos en la periferia. Otro caso son ciertas algas y hongos con grandes células multinucleadas. Micrografía de un corte transversal de músculo esquelético estriado en humanos.

8 El género de algas verdes Caulerpa, es un ejemplo de especies que están constituidos por una única célula gigante que puede llegar a medir tres metros, lo que las convierte en las células vivientes más grandes del mundo.

9 Mediciones microscópicas

10 Prefijos del SI (debajo de la unidad)

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12 Tamaños relativos Célula (eucariota): 100 micras Virus: 100 nm
Organelos: hasta 10 micras Bacteria (procariota): 1 micra Virus: 100 nm Membranas: 10 nm Moléculas: 1 nm

13 Dimensiones de algunas células como el óvulo humano y un Protista (Paramecium)

14 ¿Qué tan pequeña es una célula o un virus?

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18 Células y tamaños Las células están hechas de diferentes subunidades, que son microscópicas. Se necesitan microscopios con alta magnificación y resolución para observar las células y sus subunidades.

19 microscopio óptico vrs. electrónico
Aum: 2000 X muestras vivas Microscopio electrónico Aum. 100,000X o más

20 Tipos de microscopios

21 trabajando con imágenes. magnificación y barras de escala
El tamaño de un organismo se refiere a sus medidas reales. El tamaño de una imagen son las medidas con que aparece el organismo en una fotos o diagrama. La magnificación de la imagen es cuanto más grande es la imagen con respecto al tamaño real del organismo Formula: Magnificación = tamaño imagen/tamaño real

22 Ejercicio Magnificación = tamaño imagen/tamaño real Si el largo de una imagen es 30 mm, y representa una estructura con tamaño real de 3 micras. ¿Cuál será la magnificación de la imagen?

23 Ejercicio Magnificación = tamaño imagen/tamaño real Si el largo de una imagen es 30 mm, y representa una estructura con tamaño real de 3 micras. ¿Cuál será la magnificación de la imagen? resolución: lo primero reducir la imagen a micras: 30 mm x (1000 micras/1mm) = 30,000 micras Magnificación = tamaño imagen/tamaño real Magnificación = 30,000 micras/ 3 micras = 10,000X

24 Limitaciones al tamaño
relación area/volumen La relación área/volumen limita el tamaño de las células. El grado de almacenamiento de calor, consumo y producción de desechos depende del volumen. La superficie controla el movimiento de materiales hacia dentro y fuera, y la pérdida de calor.

25 Limitaciones al tamaño
A medida que aumenta el radio de la célula, la relación área:volumen se hace más pequeña. Así, una célula más grande tiene menos área en proporción a su volumen. Tendrá pues menos área de intercambio de materiales y calor con el medio ambiente que la rodea. Ejemplo: elefante vs. colibrí ....¿A cuál le cuesta más enfriarse o calentarse?

26 Imagina que las siguientes cubos son células
Imagina que las siguientes cubos son células. ¿Cuál tendría la menor razón área de superficie a volumen? = área/volumen

27 La razón o relación superficie-volumen está en función del tamaño celular. Si las células fueran “cubos” de tres tamaños diferentes, mientras el volumen aumenta, la superficie será proporcionalmente menor, y por tanto menos contacto directo con el medio exterior.

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30 Diferenciación celular

31 Diferenciación celular
Distinta expresión genética en las distintas células de un organismo. Se “expresa” solo una pequeña parte del ADN, pues cada célula posee todo el ADN de ese ser vivo. Diferenciación significa que las células en los organismos multicelulares para realizar funciones especializadas sintetizan proteínas a partir de algunos de sus genes pero no otros.

32 Propiedades emergentes: el todo es más que la suma de sus partes
Las propiedades emergentes surgen de la interacción entre las distintas partes componentes. La vida misma puede ser considerada una “propiedad emergente”

33 Células madre o tronco Poblaciones de células dentro de los organismos que mantienen la capacidad de diferenciarse. Ejemplo: meristemos vegetales, son totipotenciales. Células animales: adultas o embrionarias. Implicaciones éticas en el hombre.

34 Valoración moral

35 Ultraestructura de células procariotas y eucariotas
Ver animación:

36 Comparando las células procariotas (más pequeñas y primitivas, como las bacterias) con las eucariotas (más evolucionadas como las células de los protistas, animales, las plantas o los hongos)

37 Célula de una bacteria como ejemplo de célula procariota

38 Célula procariótica Son células primitivas que no poseen núcleo ni organelos. Se dan solo en el reino Monera: bacterias y algas azul-verde.

39 Célula procariota: se refiere principalmente a las bacterias (Reino Monera)
En general el tamaño es 1-2 um (micras) No existen organelos rodeados de membranas No hay un verdadero núcleo con membrana nuclear Los ribosomas son más pequeños que los de las células eucariotas. Algunas poseen una cápsula de protección que facilita su adherencia a superficies. Las bacteria flageladas poseen flagelos. Los plásmidos son trocitos circulares de ADN que se pueden transferir a otras bacterias.

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42 Una bacteria como los bacilos es un ejemplo de célula procariota

43 Estructuras de la célula procariota
Pared celular: protege y mantiene la forma de la célula. En la mayor parte de procariotas está compuesta de un complejo de proteína y carcarbohidrato llamado peptidoglicano. Diferencias en la pared hacen que las bacterias se clasifiquen en Gram negativas cuando se decoloran a rojo, o Gram positivas cuando permanecen de color morado. Citoplasma: contiene enzimas y al ADN en la región llamada nucleoide. Pili y flagelos: los pili son estucturas como pelos que atraviesan la pared celular y tienen función de adherencia al sustrato o a otras bacterias para facilitar transferencia de ADN. Los flagelos dan movilidad a la célula Membrana plasmática: controla la entrada y salida de sustancias. Puede facilitar o “bombear” sustancias al interior de la célula.

44 Estructuras de la célula procariota
Citoplasma: contiene enzimas necesarias para el metabolismo ya que no hay organelos. Ribosomas: de tipo 70S, se encuentran libres en el citoplasma. Su rol es la síntesis de proteínas como parte de la “expresión genética” Región nucleoide: contiene una larga, continua y circular molécula de ADN. Está relacionada con el control de las funciones de la célula y la reproducción (fisión binaria). Pueden existir trozos libres de ADN llamados plásmidos. El proceso de la “fisión binaria”: mecanismo simple de reproducción y división celular. El DNA es copiado (replicación) y se produce división en dos nuevas células.

45 Ejercicio célula procariota
Dibuje y rotule un diagrama de la estructura de Escherichia coli (E. coli) como ejemplo de procariota. El diagrama debe mostrar la pared celular, la membrana plasmática, el citoplasma, los pili, los flagelos, los ribosomas y el nucleoide (región que contiene el ADN desnudo). Anote las funciones de cada una de las estructuras nombradas en el diagrama. Identifique las estructuras citadas en micrografías electrónicas de E. coli.

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50 Comparación células procariotas y eucariotas
ADN desnudo vs. ADN asociado a proteínas •ADN en el citoplasma vs. al ADN incluido dentro de una envoltura nuclear Ausencia de mitocondrias vs. a la presencia de mitocondrias Ribosomas 70S vs ribosomas 80S Las células eucarióticas tienen membranas internas que permiten compartimentar sus funciones.

51 Célula animal como ejemplo de célula eucariota

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53 videos La célula como un universo: Organelos célula animal: Organelos:

54 Célula vegetal Son también eucarióticas, y se diferencian de las células animales en que poseen una pared celular rígida (de celulosa), grandes vacuolas y cloroplastos para la fotosíntesis.

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56 Membrana plasmática Estructura formada por una bicapa de lípidos, formada por fosfolípidos dispuestos uno al lado de otro, formando una superficie continua, con proteínas insertadas y otras sustancias.

57 Membrana plasmática Su función es controlar la entrada y salida de sustancias de la célula.

58 Núcleo Cromatina (ADN) y ARN en el nucleolo Aquí se custodia la información, su replicación y distribución al citoplasma. La membrana nuclear posee poros para el paso de materiales

59 Núcleo Contiene el ADN y está rodeado por una membrana doble, que posee poros de comunicación. Aisla al ADN para que pueda desarrollar sus funciones fuera de todas las reacciones del citoplasma. El ADN se encuentra en “paquetes” llamados cromosomas, junto a proteínas llamadas histonas. Cuando el ADN cromosoma está “desenrrollado” se conoce como cromatina, de es forma es funcional y puede ser transcrito por el ARNm

60 Núcleo Hay células con varios núcleos, y otras tan especializadas que no lo necesitan, como los glóbulos rojos. El núcleo posee una zona más oscura, el nucléolo, donde se produce ARN para formar los ribosomas.

61 Mitocondria Metabolismo, ADN mitocondrial Aquí se produce el ATP en la respiración aeróbica

62 Mitocondria Función: producción de ATP para la célula a partir de la respiración aeróbica. De forma variable, suelen ser esféricas u ovoides. Poseen una doble membrana exterior. La membranas interiores son plegadas y formas las crestas. Rellenas de líquido llamado matriz. Poseen una pequeña cantidad de ADN = “ADN mitocondrial”

63 El aparato de Golgi Prepara materiales de secreción

64 Aparato de Golgi Función: procesa proteínas para secreción. En el proceso generalmente se le agregan sustancias no proteicas. Compuesto, al igual que el REr, por sacos planos de membranas llamados cisternas.

65 Retículo endoplásmico Membranas donde circulan sustancias y hay ribosomas en el rugoso. Aquí se sintetizan muchas proteínas

66 Retículo endoplásmico rugoso REr
Es una red de sacos planos delimitados por una membrana, cuya rugosidad se debe a la presencia de ribosomas en su superficie (ribosomas 80S). Su función es recibir en su interior las proteínas recién fabricadas por los ribosomas y permite plegarlas. Normalmente este organelo es muy abundante en células secretoras.

67 Retículo endoplásmico liso REL
Red de sacos aplanados, como los del REr pero sin los ribosomas en su superficie, lo que le da un aspecto liso y no rugoso. Zona rica en enzimas. Su función es sintetizar lípidos (colesterol, esteroides y fosfolípidos). En el hígado su función es destoxificar la célula de drogas y toxinas como el alcohol.

68 Citoplasma de células de hígado mostrando
Mitocondrias: las estructuras redondas y ovaladas con membranas interiores. RER: líneas en el centro de la foto, con puntitos oscuros (ribosomas) REL: líneas en la parte baja de la foto, sin puntitos. Credit: University of Edinburgh, Wellcome Images

69 Cloroplastos Plastidios donde se da la fotosíntesis

70 Pared celular Da rigidez y está formada por celulosa y otras sustancias. Su función es dar rigidez e impedir que la célula vegetal estalle por la presión de la acumulación de agua en su interior.

71 Centriolos Se encuentran en una región llamada centrosoma Formación del huso mitótico durante la reproducción celular Huso mitótico

72 Microtúbulos Esqueleto de la célula (citoesqueleto) y movimiento: flujo citoplásmico, cilios y flagelos

73 Los microtúbulos son vitales para la célula: en la enfermedad de Alzheimer, los cambios en la proteína tau producen la desintegración de los microtúbulos en las células cerebrales

74 Lisosomas Vesículas digestivas con enzimas
Son vesículas delimitadas por una membrana, que contienen grandes cantidades de enzimas hidrolíticas y cuyo pH óptimo es ácido. Su pH ácido se debe a una bomba de protones existente en su membrana. Su función es la de digestión intracelular. incluyendo bacterias y virus. Participan también en la autofagia, es decir, rodea a los organelos envejecidos en grandes vacuolas y son hidrolisados. Participan en la Autólisis, es decir, autodestrucción de la célula, como ocurre en la cola de los renacuajos.

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76 Estructura de una célula animal típica:
1. Nucléolo 2. Núcleo celular 3. Ribosoma 4. Vesículas de secreción 5. Retículo endoplasmático rugoso 6. Aparato de Golgi 7. Citoesqueleto 8. Retículo endoplasmático liso 9. Mitocondria 10. Vacuola (pequeñas) 11. Citosol (o citoplasma) 12. Lisosoma 13. Centriolo

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78 ejercicio célula eucariota
Dibuje y rotule un diagrama de la ultraestructura de una célula del hígado como ejemplo de célula animal. El diagrama debe mostrar ribosomas libres, el retículo endoplasmático rugoso, lisosomas, el aparato de Golgi, mitocondrias y el núcleo. Anote las funciones de cada una de las estructuras nombradas en el diagrama.

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82 Estructura de una célula vegetal
Plasmodesmos Membrana plasmática Pared celular Cloroplasto: tilacoides, estroma. Gránulos de almidón: leucoplasto Vacuola Mitocondria Citoplasma Pequeñas vesículas membranosas Retículo endoplásmico rugoso Rer Núcleo Poro nuclear Envoltura nuclear Nucléolo Ribosomas Retículo endoplásmico liso (REL) Aparato de Golgi Citoesqueleto filamentoso.

83 Test on-line sobre la estructura de las células:
célula vegetal: Célula animal:

84 Células eucarióticas comparación entre células animales y vegetales

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87 http://hazell11bio. blogspot

88 http://prom11hack. files. wordpress

89 ANEXO: Bioética del uso y potencialidades de las células madre o células tronco.

90 Clasificación Células Madre Embrionarias: proceden de embriones que se destruyen (se matan). Células Madre Adultas: presentes en tejidos del cuerpo de la persona ya desarrollada. Células procedentes del cordón umbilical Células Pluripotentes inducidas (iPS): células adultas somáticas reprogramadas.

91 Términos Totipotencialidad: da lugar a todo un organismo.
Células madre embrionarias Pluripotencialidad: Capacidad de diferenciarse en células de cualquier tejido. Multipotencialidad: Dan lugar a algunos tejidos, no todos. Células madre adultas

92 Valoración moral Para la valoración ética hay que considerar tanto los métodos de recolección de células troncales como los riesgos de su utilización clínica o experimental. Se deben considerar lícitos los métodos que no procuran grave daño al sujeto del que se extraen: a) Extracción de células de tejidos de un organismo adulto. b) De la sangre del cordón umbilical en el momento del parto. c) De los tejidos de fetos muertos de muerte natural. El uso de células troncales embrionarias o de células diferenciadas derivadas de ellas, que han sido eventualmente provistas por otros investigadores mediante la supresión de embriones o que están disponibles en comercio, pone serios problemas desde el punto de vista de la cooperación al mal y del escándalo. (DP n. 32)

93 «¿Es moralmente lícito producir y/o utilizar embriones humanos vivos para la preparación de células madre?» (Pontificia Academia para la Vida, DECLARACIÓN SOBRE LA PRODUCCIÓN Y USO CIENTÍFICO Y TERAPÉUTICO DE LAS CÉLULAS ESTAMINALES EMBRIONARIAS HUMANAS , 25-ago-200) # 1 Sobre la base de un análisis biológico completo, el embrión humano vivo es, a partir de la fusión de los gametos, un sujeto humano con una identidad bien definida, el cual comienza desde ese momento su propio desarrollo, coordinado, continuo y gradual, de tal modo que en ningún estadio sucesivo puede ser considerado como una simple masa de células....

94 #5... al fruto de la generación humana, desde el primer momento de su existencia, se ha de garantizar el respeto incondicional que moralmente se le debe al ser humano en su totalidad y unidad corporal y espiritual:  "El ser humano debe ser respetado y tratado como persona desde el instante de su concepción y, por eso, a partir de ese mismo momento se le deben reconocer los derechos de la persona, principalmente el derecho inviolable de todo ser humano inocente a la vida"»

95 # 4. Ningún fin considerado bueno, como la utilización de las células estaminales que podrían obtenerse para la preparación de otras células diferenciadas con vistas a procedimientos terapéuticos de grandes expectativas, puede justificar esa intervención. Un fin bueno no hace buena  una acción en sí misma mala.

96 FIN