7 La célula, unidad estructural y funcional. El núcleo.

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1 7 La célula, unidad estructural y funcional. El núcleo

2 La célula y la teoría celular
Ilustración de organismos vistos por Leeuwenhoek Esquema de las células vistas por Hooke

3 Hooke

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5 La célula y la teoría celular
1838. Matthias Scheleiden: “Las plantas están formadas por células. 1839. Theodor Schwann. “Los animales están formados por células” La célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos. La célula es la unidad fisiológica de los organismos Schleiden Schwann

6 La célula y la teoría celular
1839. Purkinje: Observación de protozoos. Protoplasma: medio interno de la célula. Formado por dos partes: - Citoplasma: rodea al núcleo - Carioplasma: contiene el núcleo 1855. Virchow. Omnis cellula e cellula. Tercer principio: TODA CÉLULA PROCEDE DE OTRA CÉLULA PREEXISTENTE POR DIVISIÓN DE LA MISMA 1890. Waldeger. Identificó cromosomas

7 1899. Santiago Ramón y Cajal. Individidualidad de las neuronas (contrario a los reticulistas, como Golgi)

8 La célula y la teoría celular
1902. Sutton y Boveri. La información genética reside en los cromosomas. 1952. Perfeccionamiento del microscopio electrónico.

9 La célula y la teoría celular
Actualmente la teoría celular se resume: La célula es la unidad estructural (anatómica) de los seres vivos. La célula es la unidad funcional ( fisiológica) de los seres vivos. La célula realiza todos los procesos metabólicos que le permiten vivir. Toda célula procede, por división, de otra célula preexistente. La célula es la unidad genética de todos los seres vivos. La célula contiene el material hereditario, a través del cual las características de una célula madre pasan a las células hijas. información genética se transmite de una generación a la siguiente.

10 Unidades más empleadas en citología
1 mm = 10-3 m 1 μm = 10-6 m = 0,001 mm 1 nm= 10-9 m 1A= m = 10-1 nm 1 picogramo = 1 pg = g 1 dalton = 1, g

11 Diferentes formas celulares
La morfología celular Diferentes formas celulares Redondeada Elíptica Fusiforme Estrellada Prismática Aplanada VER TAMAÑO CELULAR

12 VOLVER La morfología celular Adipocito Óvulo

13 VOLVER La morfología celular Bacteria Diatomea

14 VOLVER La morfología celular Célula muscular Bastón de la retina

15 VOLVER La morfología celular Neurona Osteoblasto

16 La morfología celular Célula del epitelio traqueal
VOLVER La morfología celular Célula del epitelio traqueal Célula del epitelio intestinal

17 VOLVER La morfología celular Células epidérmicas Eritrocitos

18 La morfología celular Ovocito de avestruz Ovocito de gallina
VOLVER La morfología celular Ovocito de avestruz Ovocito de gallina Ovocito de colibrí Ovocito humano

19 La estructura celular Célula procariota Célula animal Célula vegetal
Reino Moneras: Eubacterias y Arqueobacterias Reino Protoctistas (protozoso y algas) Reino Fungy Reino animal Reino vegetal

20 Todas las células poseen
La estructura celular Todas las células poseen Célula procariota Célula animal Membrana plasmática Citoplasma Material genético

21 Estructuras sin membrana
Dentro de una célula eucariota Estructuras sin membrana Ribosomas Nucleolo Centrosoma Citoesqueleto

22 Estructuras membranosas
Dentro de una célula eucariota Estructuras membranosas Mitocondrias Ap. Golgi R. Endoplasmático Lisosomas Vacuolas Núcleo Cloroplastos

23 La estructura celular Células animales:
Poseen centrosomas con centriolos Célula animal Célula vegetal Células vegetales: Poseen plastos. Sistema vacuolar desarrollado Pared celular con celulosa No tienen centriolos

24 PROCARIOTAS EUCARIOTAS Algas microscópicas Hongos Bacterias Protozoos Arqueobacterias VIRUS Virus

25 Bacterias TIPOS MORFOLÓGICOS Bacilo Coco Espirilo Vibrio
VOLVER A TIPOS DE MICROORGANISMOS Bacterias TIPOS MORFOLÓGICOS Bacilo Coco Espirilo Vibrio VER AGRUPACIONES VER AGRUPACIONES ESTRUCTURA BACTERIANA FISIOLOGÍA BACTERIANA (RELACIÓN) FISIOLOGÍA BACTERIANA (REPRODUCCIÓN)

26 Bacterias TIPOS MORFOLÓGICOS Bacilo Coco Espirilo Vibrio Bacilos
VOLVER A TIPOS DE MICROORGANISMOS Bacterias TIPOS MORFOLÓGICOS Bacilo Coco Espirilo Vibrio VER AGRUPACIONES Bacilos ESTRUCTURA BACTERIANA Ejemplos: Lepra: Mycobacterium leprae Legionella Peste: Yersinia pestis FISIOLOGÍA BACTERIANA (RELACIÓN) FISIOLOGÍA BACTERIANA (REPRODUCCIÓN)

27 Bacterias TIPOS MORFOLÓGICOS Bacilo Coco Espirilo Vibrio Sarcinas
VOLVER A TIPOS DE MICROORGANISMOS Bacterias TIPOS MORFOLÓGICOS Bacilo Coco Espirilo Vibrio VER AGRUPACIONES Sarcinas ESTRUCTURA BACTERIANA Diplococos FISIOLOGÍA BACTERIANA (RELACIÓN) FISIOLOGÍA BACTERIANA (REPRODUCCIÓN) Estreptococos Estafilococos

28 La estructura celular (célula procariota)
VOLVER La estructura celular (célula procariota) Material genético Clorosomas Vacuolas de gas Carboxisoma Plásmido Ribosomas 70 S ( ) Fimbrias: Cortas y Numerosas. Permiten fijación Membrana plasmática Flagelo Pared celular Cápsula Pilis: Más largos. Lugar de intercambio ADN VER MESOSOMA

29 La estructura celular (célula procariota)
VOLVER La estructura celular (célula procariota) Los mesosomas son pliegues de la membrana, producidos como un artefacto de la técnica de microscopía.

30 Célula procariota: Cápsula bacteriana
VOLVER Célula procariota: Cápsula bacteriana Capa viscosa o pegajosa. Aparece en patógenas (tanto Gram + como Gram -) Naturaleza glucídica. Protege de la desecación, del ataque de anticuerpos del hospedador y de la fagocitosis de leucocitos. Los mesosomas son pliegues de la membrana, producidos como un artefacto de la técnica de microscopía.

31 Estructura bacteriana. Pared bacteriana
VOLVER A BACTERIAS Estructura bacteriana. Pared bacteriana

32 Estructura bacteriana. Pared bacteriana
VOLVER A BACTERIAS Estructura bacteriana. Pared bacteriana TINCIÓN DIFERENCIAL DE GRAM Paso 1: Se tiñe la muestra de bacterias con el primer colorante, cristal de violeta. Se tiñe todo de violeta-azul Paso 2: Se añade el mordiente: yodo (lugol) que refureza la tinción Paso 3: Se decolora, con etanol al 95%. Inmediatamente se lava con agua. Las bacterias Gram + retienen el colorante, las Gram – pierden el color Paso 4: Se añade safranina como colorante de contraste. Las bacterias Gram- se tiñen de rosa El distinto comportamiento de las bacterias Gram+ y las Gram- se debe a la diferencia estructural existente en la estructura de sus paredes bacterianas.

33 TINCIÓN DIFERENCIAL DE GRAM
VOLVER A BACTERIAS Estructura bacteriana TINCIÓN DIFERENCIAL DE GRAM Bacteria Gram positiva a las bacterias que se visualizan de color moradas y Bacteria Gram negativa a las que se visualizan de color rosa o rojo o grosella.

34 Estructura bacteriana
Bacterias Gram-: El peptidoglucano constituye el 10 %. Sobre esta capa se sitúa una membrana externa (bicapa lipidica con lipopolisacáridos y proteína asociadas, la mayoría con función enzimática). Presenta porinas, proteínas que permiten el paso de moléculas. Bacterias Gram+: El peptidoglucano constituye el 90 %. La capa de mureína se asocia con proteínas , polisacáridos y ácidos teicoicos.

35 Estructura bacteriana
VOLVER A BACTERIAS Estructura bacteriana Mureína PARED BACTERIAS GRAM - Mureína Membrana externa Membrana plasmática PARED BACTERIAS GRAM + Membrana plasmática VOLVER

36 Estructura bacteriana
VOLVER A BACTERIAS Estructura bacteriana FLAGELO Bastón central Estructura discoidal Filamento flagelar Codo VOLVER

37 Cromosoma bacteriano y plásmidos
VOLVER A BACTERIAS Cromosoma bacteriano y plásmidos VOLVER

38 Fimbrias y pilis sexuales
VOLVER A BACTERIAS Fimbrias y pilis sexuales Pilis sexuales: semejantes a fimbrias pero más largos. Uno o dos por célula. Participan en el intercambio de fragmentos de ADN durante la conjugación. Fimbrias: filamentos proteicos huecos, delgados, generalmente rectos y cortos. Relacionados con adherencia al sustrato (tejidos del huésped, rocas, sustratos inertes…)

39 La estructura celular (célula animal)
VOLVER La estructura celular (célula animal) Microtúbulos Microfilamentos Centrosoma Glucógeno Aparato de Golgi Mitocondrias Núcleo Filamentos intermedios Retículo endoplasmático Cilios y flagelos Vesículas Microvellosidades

40 La estructura celular (célula vegetal)
VOLVER La estructura celular (célula vegetal) Núcleo Pared de secreción Retículo endoplasmático Centrosoma Microfilamentos Vacuola Filamentos intermedios Mitocondrias Aparato de Golgi Plastos Almidón

41 Origen de la célula eucariota
Formación Tierra: m. a. Aparición de la vida en la Tierra: hace m.a. 1922. Oparin. Hipóteis origen materia orgánica (sopa primitiva) 1950. Experimento de S. Miller Origen del Primer Ser Vivo: Progenota o protobionte. De Su evolución se originaron las eubacterias y las urcariotas (precursoras de eucariotas) Origen célula eucariota: teoría de Lynn Margulis

42 Origen de la célula eucariota

43 Para la formación de los primeros compuestos orgánicos se necesitaba una atmósfera primitiva rica en hidrógeno (proveniente del metano y del amoniaco) y poco oxígeno. El hidrógeno es necesario para que las moléculas complejas se construyan a base de reacciones químicas de tipo “reductor”, lo que implica ganancia de electrones. La atmósfera actual ya no es reductora. Para la formación de los primeros compuestos orgánicos se necesitaba una atmósfera primitiva rica en hidrógeno (proveniente del metano y del amoniaco) y poco oxìgeno. El hidrógeno es necesario para que las moléculas complejas se construyan a base de reacciones químicas de tipo “reductor”, lo que implica ganancia de electrones. La atmósfera actual ya no es reductora.

44 Actualmente se piensa que los volcanes apenas emiten compuestos reductores. La atmósfera primitiva, al contrario de lo que se creía, no debió de ser muy rica en hidrógeno, ya que era destruido por la potente radiación UV (no había capa de O3). El problema es que con una atmósfera no reductora es muy difícil sintetizar compuestos orgánicos complejos. Hoy se piensa que la atmósfera era rica en CO2, N2, H2O(v).

45 ¿Entonces, cómo se originó la vida en la Tierra?

46 Las chimeneas hidrotermales podrían ser los ambientes más propicios para que se originase la vida.
Se forman en la zonas donde la corteza del planeta está fracturada. El agua del mar entra por las grietas, se calienta, y al salir de nuevo arrastra minerales que deposita en el fondo formando las chimeneas. Por ellas salen gases volcánicos a 300 ºC. En ellas proliferan los organismos más primitivos que se conocen (bacterias termófilas). Ventajas: las chimeneas no dependen de la luz solar, pueden propiciar ambiente reductor…

47 Progenota o protobionte (primera célula, hace 3 800 m.a)
Por evolución Arquobacterias Eubacterias Urcariotas Eucariotas (hace m.a)

48 2. La célula replegó su membrana. Engulló a una
arqueobacteria, que formó el núcleo 3. La célula englobó bacterias aerobias (mitocondrias), peroxisomas y bacterias fotosintéticas (cloroplastos) 1. La primitiva urcariota apareció de una procariota que perdió su pared y aumento de tamaño

49 Resultado Simbiosis altamente ventajosa

50 Datos que apoyan la Tª endosimbiótica (Lynn Margulis)

51 El núcleo FUNCIÓN: Alberga en su interior la información genética en forma de ADN. En él se realiza la duplicación del ADN y la síntesis de todos los ARN NUCLEÓ INTERFÁSICO CROMATINA NÚCLEO EN DIVISIÓN  CROMOSOMAS

52 EL NÚCLEO INTERFÁSICO. Posición
Forma  esférica, ovalada, polilobulada. Depende del tipo de célula y del momento Tamaño  Proporcional a la célula. Normalmente 10 % del volumen total

53 EL NÚCLEO INTERFÁSICO. COMPONENTES
Número Células anucleadas Células mononucleadas Células polinucleadas Micronúcleo Macronúcleo Paramecio

54 EL NÚCLEO INTERFÁSICO. COMPONENTES
Número: Generalmente uno (uninucleadas) Plasmodio  división del núcleo sin divisiòn del citoplasma. Opalina ranarum: protozoo de intestino de rana Sincitio  Fusión de varias células uninucleares (desaparece mb plasmática)

55 EL NÚCLEO INTERFÁSICO. COMPONENTES
MEMBRANA NUCLEAR (EXTERNA E INTERNA) NUCLEOPLASMA CROMATINA NUCLÉOLO

56 El núcleo celular Retículo endoplasmático Heterocromatina Nucléolo
Eucromatina Núcleo Citoplasma Membrana nuclear externa Membrana nuclear interna Envoltura nuclear Espacio perinuclear Lámina nuclear Nucleoplasma Nucléolo Poro nuclear Ribosomas

57 Membrana nuclear interna
VOLVER El núcleo celular Membrana nuclear externa: con ribosomas. Unida al REl y REr. Similar a Mb plasmática Poro Citosol Espacio perinuclear (intermembrana) Membrana nuclear interna Lámina nuclear: 3 polipéptidos lo láminas dispuestas en 3 capas . Anclaje cromatina, regula crecimiento envoltura e interviene formaciión poros Nucleoplasma Cromatina

58 VOLVER El núcleo celular Estructuras dinámicas. Regulan intercambio de moléculas. Intervienen en transporte activo Gránulos 8 partículas proteícas Membrana nuclear externa Espacio perinuclear Membrana nuclear interna 100 Å Número variable según célula. Abundantes en células con elevada actividad transcripcional Proteína cónica Proteína central

59 Carioplasma o nucleoplasma
VOLVER El núcleo celular Carioplasma o nucleoplasma Funciones: Separa el nucleoplasma del citosol. Regula el intercambio de sustancias (poros). Interviene en la constitución de la cromatina. Estructuras plumosas

60 El núcleo celular. Cromatina
VOLVER El núcleo celular. Cromatina Eucromatina: se tiñe débilmente. Cromatina activa. Se descondensa totalmente en interfase. Permite la transcripción Tipos de cromatina Heterocromatina: se tiñe fuertemente. No se descondensa totalmente en interfase.

61 El núcleo celular. Cromatina
VOLVER El núcleo celular. Cromatina Facultativa: Su condensación depende del estado de desarrollo del organismo. No aparece condensada en todas las células del organismo. Se inactiva durante la diferenciación. Heterocromatina: Constitutiva: aparece condensada en todas las células del organismo durante todo el ciclo celular. No se transcribe. En humanos forma el ADN satélite y centrómeros. Ejemplo corpúsculo de Barr Estructuras plumosas

62 El núcleo celular: nucléolo
VOLVER El núcleo celular: nucléolo Nucléolo Orgánulo sin membrana. Desaparece durante la división. - Relacionado con la actividad de la célula (mayor a mayor actividad). Función: síntesis y ensamblaje de las subunidades de los ribosomas. - Composición: proteínas + ADN + ARN 1 ó varios por núcleo.

63 El núcleo celular: nucléolo
VOLVER El núcleo celular: nucléolo Nucléolo ZONA FIBRILAR: zona interna (ARNn + proteínas). Zona donde el ADN comienza a transcribirse. Se forma a partir de las NOR (genes con información para la síntesis de ARN) ZONA GRANULAR: zona periférica (r+ proteínas). Da lugar a las subunidades de los ribosomas

64 Nucleosomas en cromatina
VOLVER El núcleo celular Nucleosomas en cromatina

65 VOLVER Los cromosomas Segmentos en la cromatina que presentan diferentes intensidades de coloración cuando son teñidos con un colorante.

66 Centrómero y telómero Centrómero Telómero
Elemento de DNA responsable de la segregación en mitosis y meiosis (no distingue entre cromosomas). Está compuesto de proteínas de unión a los microtúbulos y puede poseer gran cantidad de DNA repetitivo. A ambos lados aparecen estructuras proteicas, cinetocoros, lugares de polimerización de los microtúbulos. Telómero Elemento de DNA que sella los extremos de los cromosomas y les confiere estabilidad. Integridad estructural Asegura la replicación de los extremos del cromosoma Protegen los cromosomas de las nucleasas (enzimas que digieren ADN) Envejecimiento celular y cáncer

67 VOLVER Los cromosomas Los telómeros contienen secuencias cortas y ricas en T y G que se acortan durante la división celular. Con el tiempo esta erosión termina por eliminar los telómeros y, con ellos, algunos genes decisivos, por lo que la célula deja de dividirse y muere. Algunas células, como las células madre contienen telomerasa que alarga los extremos de los cromosomas perdidos en cada división celular.

68 Los cromosomas (máxima condensación de la cromatina)
Cromosoma anafásico Cromosoma metafásico Telómero Telómero Cromátidas Constricción secundaria Centrómero: une cromátidas Brazos Cinetocoro Brazos Cinetocoro: COM Centrómero o constric 1ªria Constricción secundaria. Zonas asociadas a los nucléolos. Regiones NOR Satélite VER TIPOS DE CROMOSOMAS VER IDIOGRAMA

69 Los cromosomas Tipos de cromosomas Metacéntrico Submetacéntrico
VOLVER Los cromosomas Tipos de cromosomas Metacéntrico Submetacéntrico Brazos iguales Brazos ligeramente desiguales Acrocéntrico Telocéntrico Brazos desiguales. Centrómero desplazado hacia un extremo. Cromosoma con un solo brazo. Centrómero en un extremo.

70 VOLVER Los cromosomas

71 VOLVER Los cromosomas Cromosomas homólogos. Ambos poseen información para los mismos caracteres, aunque pueden expresarse de distinta forma.

72 Células sexuales: n, especializadas en la reproducción
VOLVER Los cromosomas. CARIOTIPO HUMANO AUTOSOMAS Cariotipo: Ordenación de los cromosomas por parejas de homólogos, tamaño y posición del centrómero. Idiograma: Representación esquemática mediante un dibujo a escala, que incluya las bandas e interbandas, del cariotipo de una especie. Células somáticas: células diploides (2n) no especializadas en la reproducción. Células sexuales: n, especializadas en la reproducción CROMOSOMAS SEXUALES (HETEROCROMOSOMAS)

73 ¿Cómo se hace un cariotipo?

74 Organismo o célula diploide
VOLVER Los cromosomas. Organismo o célula diploide Células somáticas que poseen dos juegos de cromosomas, uno heredado del padre y otro de la madre. Cariotipo de ratón Cariotipo de toro

75 Organismo o célula haploide
VOLVER Los cromosomas. Organismo o célula haploide Contienen un solo juego de cromosomas. Es el caso de ciertas algas, las esporas de helechos y musgos, las hifas de algunos musgos y los gametos de animales y plantas (espermatozoides y óvulos).

76 Los cromosomas. CARIOTIPO HUMANO
VOLVER Los cromosomas. CARIOTIPO HUMANO Organismo o célula triploide, tetraploide… poliploide Contienen más de dos juegos de cromosomas (4, 5 …n)

77 Los microscopios Óptico Electrónico
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78 Los microscopios (óptico)
VOLVER Los microscopios (óptico) Lentes Ocular Ocular VER PREPARACIONES Lentes Brazo Brazo Objetivos Objetivos Platina Platina Condensador y diafragma Condensador y diafragma Luz Luz Tornillos de enfoque (macrométrico y micrométrico) Tornillos de enfoque (macrométrico y micrométrico)

79 Microscopios ópticos y sus imágenes
15 Microscopios ópticos y sus imágenes MICROSCOPIO DE CAMPO BRILLANTE O DE CAMPO CLARO MICROSCOPIO DE POLARIZACIÓN MICROSCOPIO DE CAMPO OSCURO MICROSCOPIO DE INTERFERENCIA DIFERENCIAL MICROSCOPIO DE FLUORESCENCIA O LUZ ULTRAVIOLETA MICROSCOPIO DE CONTRASTE DE FASE

80 Los microscopios (electrónico)
VOLVER Los microscopios (electrónico) Fuente de electrones Condensador magnético Preparación Lentes magnéticas Ocular Pantalla fluorescente

81 Los microscopios (preparación)
VOLVER Los microscopios (preparación) Fijación Inclusión Corte Tinción Montaje

82 Característica MO MET MEB
Resumen comparativo de los tipos de microscopios Característica MO MET MEB Portátil sí no Aumento X 2 500 X X Tamaño mínimo observable 120 nm 1 nm 10 nm Fotografía B/N y color B/N Observación in vivo sí no