VII Biología. 2º Bachillerato. IES SANTA CLARA.
TEMA 7. LA CÉLULA I.
IES. Santa Clara Dpto. Biología y Geología.
Belén Ruiz
https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/2o-bachillerato/2o-biologia/
Las primeras observaciones microscópicas:
Robert Hooke (1637 – 1703) publica “Micrographia” en 1665.
Anton Van Leeuwenhoek(1632 – 1723)
Inicio del siglo XIX Verdaderos científicos Mejora del instrumental
Mathias J. Schleiden(1838) y Theodor Schwann (1839).”LA CÉLULA ES LA UNIDAD MORFOLÓGICA Y FUNCIONAL DEL SER VIVO”
Rudolph Virchow(1855) “Omnis cellulae a cellulae” (TODA CÉLULA PROCEDE DE OTRA CÉLULA)
§ La célula es la unidad estructural de los seres vivos.
§ La célula es la unidad funcional de los seres vivos.
§ La célula es la unidad reproductora de los seres vivos.
Santiago Ramón y Cajal (1852 – 1934) confirmó con sus investigaciones del Sistema Nervioso Central la teoría Celular
“ La célula como unidad morfológica,
fisiológica o funcional y genética”
En 1838 los alemanes Matthias J. Schleiden y Theodor
Schwann establecen la Teoría celular, que puede resumirse en tres puntos:
§ Unidad estructural: T odos los seres vivos están formados por células.
§ Unidad funcional. La célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos.
§ Unidad reproductora. Toda célula procede de la división de
otra célula. Schwann Schleiden
Schwann Schleiden Rudolph Virchow Santiago Ramón y Cajal Hooke
Van Leeuwenhoek
La célula constituye la unidad estructural y funcional básica de los seres vivos, ya que es capaz de realizar por sí misma las tres funciones vitales:
N u t r i c i ó n , R e l a c i ó n y R e p r o d u c c i ó n .
El tamaño de las células se mide en micras
(1 micra ( μm) = 10 -6 m)
La célula
El tamaño de las células es microscópico
Todos los seres vivos estamos formados por una o más células
Epidermis de cebolla
Unidad funcional: La célula es
“ lo más pequeño que tiene vida propia”, ya que es capaz, por sí misma, de nutrirse, relacionarse y reproducirse.
Este protozoo es un ser vivo unicelular (formado por una sola célula).
Unidad reproductora: Una
célula es capaz de originar
dos células hijas dividiéndose
(reproduciéndose).
Tú comenzaste siendo una célula, luego dos, luego cuatro…
2 células 4 células 8 células
Del enunciado de la teoría celular se deduce que la célula es la
UNIDAD DE VIDA.
MICROSCOPÍA
n
MICROSCOPIO ÓPTICO: lentes de vidrio, luz visible
n
Poder de resolución: límite máximo 0,2 µ m. limitada por la longitud de onda
n
“Microtomo”
n
MICROSCOPIO ELECTRÓNICO: Lentes electromagnéticas, Haz de electrones
n
TEM (m. e. de transmisión):
n
p. de resolución: 0,2 nm. (imágenes planas)
n
Aumentos: x 500.000 o más
n
“ Ultramicrotomos”
n
SEM (m. e. de barrido):
n
p. de resolución: 10 nm. (imágenes en relieve)
n
Aumentos: x 200.000
TAMAÑOS RELATIVOS DE LAS CÉLULAS Y SUS COMPONENTES
§ El ojo humano tiene una resolución de cerca de 100 µm.
§ El microscopio óptico tiene un límite de resolución de 0,25 µm.
§ Muchas de las estructuras y eventos biológicos son más pequeños de lo que el
ojo humano puede ver sin ayuda.
Tipos de microscopios:
STM ÓPTICO
ELÉCTRONICO
MICROSCOPIO ÓPTICO
SISTEMA ÓPTICO
OCULAR: Lente situada cerca del ojo del observador.
Amplía la imagen del objetivo.
OBJETIVOS: Lente situada cerca de la preparación.
Amplía la imagen de ésta.
Generan una imagen real, invertida y aumentada. Los mas frecuentes son los de 4, 10, 40, y 100 aumentos.
Este último se llama de inmersión ya que para su utilización se necesita utilizar aceite de cedro sobre la preparación. En la superficie de cada objetivo se indican sus características principales, aumento, apertura numérica, y llevan dibujado un anillo coloreado que indica el número de aumentos (rojo 4X, amarillo 10X, azul 40X y blanco 100X).
CONDENSADOR: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.
DIAFRAGMA: Regula la cantidad de luz que entra en el condensador.
FOCO: Dirige los rayos luminosos hacia el
condensador.
SISTEMA MECÁNICO
SOPORTE: Mantiene la parte óptica.
Tiene dos partes: el pie o base y el brazo.
PLATINA: Lugar donde se deposita la preparación.
CABEZAL: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular, binocular, …..
REVÓLVER: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos.
T O R N I L L O S D E E N F O Q U E :
Macrométrico que aproxima el enfoque y
micrométrico que consigue el enfoque
correcto.
§
Se desarrolla a partir de 1930 y mejora espectacularmente la investigación microscópica. Se pasa de la observación celular a la observación de orgánulos.
§
Fundamento. Similar a un microscopio óptico difiere de él en dos aspectos: la luz es sustituida por un haz de electrones y las lentes son sustituidas por electroimanes.
§
Tipos:
§
Microscopio electrónico de transmisión (MET). Los electrones atraviesan la muestra en estudio generando una imagen en negativo de las estructuras observadas. p. de resolución: 0,2 nm. (imágenes planas). Aumentos: x 500.000 o más
§
Microscopio electrónico de barrido (MEB). Los electrones se reflejan sobre la muestra convenientemente teñida con una sustancia metálica que obliga a reflejarse al haz de electrones. La imagen que se observa es el positivo y en relieve de la muestra observada. p. de resolución: 10 nm. ( imágenes en relieve).Aumentos: x 200.000.
EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO.
MICROSCOPIO ELECTRÓNICO
Micrografía electrónica de una célula pilosa. (Fotografía por cortesía de Dean
E. Hillman, M.D.)
Células ciliadas de la cóclea
ESPECTACULAR IMAGEN DE UNA
MOLÉCULA
Estructura interna de una molécula de pentaceno, de 1,4 nanómetros de longitud. Abajo, modelo de la misma (los átomos grises son de carbono y los blancos de hidrógeno)
Científicos del centro de IBM en Zúrich han logrado visualizar la estructura química del pentaceno empleando un Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM). Aunque ya se habían fotografiado moléculas con anterioridad, es la primera vez que se consigue una fotografía con resolución atómica.
El logro, publicado en la revista Sciencie, representa un hito en el ámbito de la nanotecnología y la electrónica molecular y un avance en el desarrollo y mejora de las p r e s t a c i o n e s d e l o s d i s p o s i t i v o s electrónicos, explica la empresa. La molécula es el pentaceno (C22H14), consistente en cinco anillos de benceno enlazados formando una cadena aromática, que es candidato a ser utilizada en nuevos semiconductores orgánicos.
29/08/2009
Fuente El País
Límite o poder de resolución:
MÉTODOS DE ESTUDIO: MICROSCOPÍA: TÉCNICAS DE TINCIÓN:
§
Colorantes básicos, ácidos o neutros:
§ Ácidos: ej. Eosina, tiñe el citosol. Las proteínas básicas del citoesqueleto presentan abundantes grupos amino que se fijan a los colorantes ácidos debido al carácter básico de dicho grupo funcional. También tiñe membranas celulares (plasmática, mitocondrias, etc.)
§ Básicos: ej. Azul de metileno, tiñe los núcleos celulares. El ADN presenta carácter ácido y por tanto se fija a colorantes básicos. (núcleo)
§ Hematoxilina-eosina:
ü Hematoxilina: colorante básico tiñe los ácidos nucleicos.
ü Eosina: colorante ácido, tiñe los componentes citoplasmáticos.
§
Colorantes específicos :
§
Rojo Sudán, tiñe los lípidos de color rojo.
§
Tetróxido de osmio, tiñe los lípidos de color negro.
§
Feulgen, para ADN, color morado.
§
Lugol, el almidón, se tiñen de color violeta.
§
Gram (método que tiñe la pared bacteriana las Gram+)
Según su TIPO DE NUTRICIÓN:
§ Autótrofas, Células capaces de sintetizar materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas
ü Quimiautótrofas, energía química desprendida de la oxidación de sustancias químicas sencillas.
ü Fotoautótrofas
§ Heterótrofas:
ü Saprófitas.
ü Parásitas.
ü Simbióticas.
Según su ESTRUCTURA:
§ CÉLULAS PROCARIOTAS. (SIN sistemas membranosos internos)
§ CÉLULAS EUCARIOTAS. (CON sistemas membranosos
internos).
Células Eucariotas:
- Animal - Vegetal
Célula Procariota
Según su
estructura
Tipos de células
Procariota
Eucariota
ANIMAL VEGETAL
Más simple, más primitiva.
Más pequeña
Más compleja, más
evolucionada. Más grande.
Material genético disperso en el citoplasma.
Sin un verdadero núcleo.
Con verdadero
núcleo
Sin cloroplastos§ Con cloroplastos para hacer la fotosíntesis.
§ Sin centriolos, con o r g a n i z a d o r e s nucleares
Sin pared celular de celulosa
Con Centriolos
Con pared celular de celulosa
Reino Monera (bacterias)
Reino Fungi,
Protoctista,
Metazoo y Metafita
NIVELES DE ORGANIZACIÓN CELULAR
Ambos tipos de células presentan los siguientes elementos comunes:
§ Membrana plasmática.
§ Citosol (sin citoesqueleto en procariotas)
§ Elementos citoplasmáticos:
§ Procariotas: inclusiones (vesículas o gránulos constituidos por sustancias insolubles no rodeadas de membrana, normalmente de reserva y orgánulos no membranosos como los ribosomas.)
§ Eucariotas: inclusiones, en ocasiones rodeadas de membrana que pueden ser de reserva (grasas, glucógeno o almidón) o pigmentos como la hemoglobina (eritrocitos), la melanina (epitelios y ojo) o los carotenoides (órganos coloreados de los vegetales) y orgánulos no membranosos como los ribosomas.
§ ADN, ARN y ribosomas.
§
Concepto y Características
§
Tipos según su forma: cocos, bacilos, espirilos y vibrios
§
Esféricos (cocos)
§
De bastón ( bacilos)
§
Espirales (espirilos)
§
De coma ( víbrios)
REINO MONERA (BACTERIAS)
cocos bacilos espirilos Vibrios
Se clasifican según su forma en …
Las bacterias
Bacilos (bacterias)
Las bacterias son organismos muy p e q u e ñ o s (microorganismo s o microbios, t a m b i é n llamados a veces
“ gérmenes”).
Son unicelulares
y procariotas.
Morfología:
§
Cápsula
§
Membrana plasmática y mesosomas
§
Nucleoide
§
Citosol
§
Órganulos sin membrana:Ribosomas 70S
§
Inclusiones
§
Pared celular (con peptidoglicanos)
ü
Gram +
ü
Gram -
§
Pelos, fimbrias y flagelos
Contienen una estructura celular básica común:
§ Membrana plasmática, similar va la eucariota, con pliegues denominados mesosomas.
§ Nucleoide: lugar del citoplasma donde se encuentra el material genético (un cromosoma único circular de ADN de doble cadena) y pequeños fragmentos de ADN extracromosómico denominados plásmidos.
§ Citoplasma: todo el interior celular, que a su vez contiene:
ü Hialoplasma o citosol: hidrogel con sales y otras biomoléculas en disolución.
ü Ribosomas: orgánulos encargados de la
síntesis de proteínas.
§
CAPA MUCOSA Y CÁPSULAS:
rodeando a la pared puede existir una envoltura gelatinosa que engloba a varia bacterias formando colonias y llamada capa mucosa, cuando es rígida e individual se llama cápsula, suele estar formado por polisacáridos y presenta funciones variadas como:
§
Resistencia a la deshidratación
§
Responsable de una mayor virulencia bacteriana (bacterias capsuladas) ya que las protege de los macrófagos, que no pueden fagocitarlas
§
Adherencia a superficies.
MEMBRANA PLASMÁTICA:
Estructura
Similar a la membrana de eucariotas aunque con algunos lípidos diferentes (no presenta colesterol, algunos grupos de archeobacterias presentan monocapas en lugar de bicapas de fosfolípidos, etc.). Presenta invaginaciones “mesosomas”.
Funciones
Está implicada en los mecanismos de permeabilidad selectiva (transporte)
MESOSOMAS
§ Función: incrementan la superficie de la membrana plasmática.
ü Dirige la duplicación del ADN y su reparto en la bipartición.
ü Realiza la respiración celular (transporte electrónico) ü Regula el crecimiento de las membrana plasmática.
ü Los fotosistemas se encuentran en la membrana de las bacterias fotosintéticas. (fase luminosa)
ü Asimila N
2, los nitratos y los nitritos en bacterias nitrificantes.
FLAGELOS
FIMBRIAS ADHESIVAS
PILIS SEXUALES
PARED CELULAR:
§ Función:
§ Dar forma a la célula.
§ Función antigénica
§ Previene la lisis osmótica
§ Regula el intercambio de sustancias
§ Estructura: rígida y fuerte.
§ Tipos:
ü Pared Gram (+) es monoestratificada, formada por una capa basal de mureína o peptidoglicanos. Se asocian ácidos teicoicos y proteínas.
ü Pared Gram (-) es una estructura trilaminar que consta de: una capa basal de peptidoglucano o mureína, sobre la cual existe otra capa de naturaleza lipídica que contiene fosfolípidos, polisacáridos y proteínas, entre ellas aparece el periplasma (consistencia de gel, formado por proteínas receptores y enzimas hidrolíticas).
La Pared celular
Gram+, presentan una gruesa capa de peptidoglicanos (90%) unidas por péptidos y ácidos teioicos (polialcoholes)
con función antigénica (es reconocido como extraño por el sistema inmune de organismos superiores)
Gram -, con una estructura en doble membrana intercalada por una fina capa de peptidoglicanos (10%) embebido en el espacio periplásmico (gel)
La MUREINA o PEPTIDOGLICANO
e s t á f o r m a d o p o r c a d e n a s
polisacáridas de NAG (N-acetil-
glucosamina) y NAM (N-acetil-
murámico) unidos por enlace O-
glucosídico. Al NAM se une una
cadena de 4 aa.
ADN:
§ Estructura: bicatenario circular superenrollado, unida a los mesosomas. La región donde se encuentra se llama nucleoide. Se asocia a proteínas no histonas y ARN.
§ Función: mantiene y conserva la información genética y dirige el funcionamiento de la bacteria.
PLASMIDOS
§ Pequeños fragmentos de ADN circular extracromosómico.
§ Se replican de forma independiente al cromosoma principal.
§ Mecanismos parasexuales de las bacterias
Otros ADN anulares pequeños llamados plásmidos, que son moléculas no esenciales
para la bacteria, que se replican
independientemente del cromosoma bacteriano y
pueden integrarse en él
RIBOSOMAS 70S :
§ Estructura:
ü S u b u n i d a d g r a n d e : 5 0 S : formado por: ARNr (23 S y 5S) más 34 proteínas.
ü Subunidad pequeña: 50 S.
ARNr 16 S y 21 proteínas.
§ Función: Síntesis de proteínas.
FLAGELOS
§ F u n c i ó n : m e c a n i s m o d e movimiento.
§ Composición química: la proteína
estructural flagelina, compuesta
por subunidades de bajo peso
molecular, ordenadas de forma
helicoidal a lo largo de un tubo
axial. El flagelo se mueve por
rotación a lo largo de su eje axial.
A. Microscopía electrónica de células de Escherichia coli con tinción negativa mostrando flagelos ondulados y numerosas estructuras, cortas mas finas y mas rígidas, similares a "cabellos", los pili.
B. El largo pili sexual de Escherichia coli claramente distinguible de los pili comunes y más cortos.
