la célula, unidad estructural y funcional. el núcleo

Biología. 2º bachilleratoUnidad 7. Citología I

C.E.M HIPATIA-FUHEMProfesor: Miguel Ángel Madrid

7 La célula, unidad estructural y funcional. El núcleo

La célula y la teoría celular

Esquema de las células vistas por Hooke

Ilustración de organismos vistos por Leeuwenhoek

HookeHooke

Teoría celular:1838. Matthias Scheleiden: “Las plantas están formadas por células.1839. Theodor Schwann. “Los animales están formados por células”

Schleiden Schwann

1. La célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos.

2. La célula es la unidad fisiológica de los organismos

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

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

1902. Sutton y Boveri. La información genética reside en los cromosomas.

1952. Perfeccionamiento del microscopio electrónico.

Actualmente la teoría celular se resume:1. La célula es la unidad estructural

(anatómica) de los seres vivos.2. La célula es la unidad funcional

( fisiológica) de los seres vivos. La célula realiza todos los procesos metabólicos que le permiten vivir.

3. Toda célula procede, por división, de otra célula preexistente.

4. 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.

Unidades más empleadas en citología

1 mm = 10-3 m1 μm = 10-6 m = 0,001 mm1 nm= 10-9 m1A= 10-10 m = 10-1 nm1 picogramo = 1 pg = 10-12 g1 dalton = 1,66 10-24 g

La morfología celular

Diferentes formas celulares

Redondeada Elíptica Fusiforme

Estrellada Prismática Aplanada

VER TAMAÑOCELULAR

La morfología celular VOLVER

Adipocito Óvulo

BacteriaDiatomea

Bastón de la retina

Célula muscular

Neurona Osteoblasto

Célula del epitelio traqueal

Célula del epitelio intestinal

EritrocitosCélulas epidérmicas

Ovocito de avestruz

Ovocito de gallina

Ovocito de colibrí

Ovocito humano

La estructura celular

Célula procariota Célula animal Célula vegetal

Reino Moneras: Eubacterias y

ArqueobacteriasReino Protoctistas (protozoso y algas)

Reino Fungy

Reino animal

Reino vegetal

Célula procariota Célula animal

Todas las células poseen

Membrana plasmática

Citoplasma

Material genético

Dentro de una célula eucariota

Estructuras sin membrana

Ribosomas

Nucleolo

Centrosoma

Citoesqueleto

Dentro de una célula eucariota

Estructuras membranosas

Mitocondrias

Ap. Golgi

R. Endoplasmático

Lisosomas

Vacuolas

Núcleo

Cloroplastos

Célula animal Célula vegetal

Células animales:

Poseen centrosomas con centriolos

Células vegetales:

Poseen plastos.

Sistema vacuolar desarrollado

Pared celular con celulosa

No tienen centriolos

PROCARIOTAS EUCARIOTAS

Bacterias

Algas microscópicas Hongos

Protozoos

Arqueobacterias

Bacterias

Bacilo Coco Espirilo Vibrio

TIPOS MORFOLÓGICOS

VER AGRUPACIONES VER AGRUPACIONES

ESTRUCTURA BACTERIANA

FISIOLOGÍA BACTERIANA (RELACIÓN)

FISIOLOGÍA BACTERIANA (REPRODUCCIÓN)

VOLVER A TIPOS DE MICROORGANISMOS

Bacterias

TIPOS MORFOLÓGICOS

Bacilos ESTRUCTURA BACTERIANA

VER AGRUPACIONES

Ejemplos:

Lepra: Mycobacterium leprae

Legionella

Peste: Yersinia pestis

Bacterias

TIPOS MORFOLÓGICOS

Diplococos

Estreptococos

Sarcinas

Estafilococos

ESTRUCTURA BACTERIANA

VER AGRUPACIONES

La estructura celular (célula procariota)

Material genético

Pared celular

Fimbrias:Cortas yNumeros

as. Permiten fijación

Ribosomas 70 S

(50 + 30)

Plásmido

Clorosomas

Carboxisoma

Vacuolas de gas

FlageloCápsula

VOLVER

VER MESOSOMA

Pilis: Más largos. Lugar de

intercambio ADN

La estructura celular (célula procariota) VOLVER

Los mesosomas son pliegues de la

membrana, producidos como un artefacto de la

técnica de microscopía.

Célula procariota: Cápsula bacteriana VOLVER

Los mesosomas son pliegues de la

membrana, producidos como un artefacto de la

técnica de microscopía.

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.

Estructura bacteriana. Pared bacteriana VOLVER A BACTERIAS

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

El distinto comportamiento de las bacterias Gram+ y las Gram- se debe a la diferencia

estructural existente en la estructura de sus paredes bacterianas.

Estructura bacteriana VOLVER A BACTERIAS

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.

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.

VOLVER

PARED BACTERIAS GRAM +

PARED BACTERIAS GRAM -

Mureína

Membrana externa

VOLVER

FLAGELO

Filamento flagelar Codo

Bastón central

Estructura discoidal

Cromosoma bacteriano y plásmidos VOLVER A BACTERIAS

VOLVER

Fimbrias y pilis sexuales VOLVER A BACTERIAS

Fimbrias: filamentos proteicos huecos, delgados, generalmente rectos y cortos. Relacionados con adherencia al sustrato

(tejidos del huésped, rocas, sustratos inertes…)

Pilis sexuales: semejantes a fimbrias pero más largos. Uno o dos por célula. Participan en el intercambio de fragmentos de ADN durante

la conjugación.

La estructura celular (célula animal)

Microfilamentos

Glucógeno

Aparato de Golgi

Núcleo

Filamentos intermedios

Cilios y flagelos

Microvellosidades

Vesículas

Retículo endoplasmático

Mitocondrias

Centrosoma

Microtúbulos

VOLVER

La estructura celular (célula vegetal) VOLVER

Microfilamentos

Aparato de Golgi

Núcleo

Filamentos intermedios

Retículo endoplasmático

Mitocondrias

Centrosoma

Pared de secreción

Vacuola

Almidón

Plastos

Origen de la célula eucariota

Formación Tierra: 4 600 m. a.

Aparición de la vida en la Tierra: hace 3. 800 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

Origen de la célula eucariota

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.

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).

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…

Progenota o protobionte (primera célula, hace 3 800 m.a)

ArquobacteriasArquobacterias EubacteriasEubacterias UrcariotasUrcariotas

Eucariotas(hace 1 500 m.a)

Por evoluciónPor evolución

1. La primitiva urcariota apareció

de una procariota que perdió su pared y

aumento de tamaño

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)

Datos que apoyan la Tª endosimbiótica (Lynn Margulis)

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

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

EL NÚCLEO INTERFÁSICO. COMPONENTES

Número

Células anucleadas

Células mononucleadas

Células polinucleadas

Paramecio

MacronúcleoMicronúcleo

Sincitio Fusión de varias células uninucleares

(desaparece mb plasmática)

Plasmodio división del núcleo sin divisiòn

del citoplasma.

Opalina ranarum: protozoo de intestino de rana

Número: Generalmente uno (uninucleadas)

MEMBRANA NUCLEAR

(EXTERNA E INTERNA)

NUCLEOPLASMA

CROMATINA

NUCLÉOLO

El núcleo celularRetículo endoplasmático

Heterocromatina

Eucromatina

Membrana nuclear externa

Membrana nuclear interna

Espacio perinuclear

Lámina nuclear

Nucléolo

RibosomasPoro nuclear

Nucleoplasma

Nucléolo

Núcleo

Citoplasma

El núcleo celular VOLVER

Citosol

Cromatina Nucleoplasma

Lámina nuclear: 3 polipéptidos lo láminas dispuestas en 3 capas .

Anclaje cromatina, regula crecimiento envoltura e

interviene formaciión poros

Membrana nuclear externa: con ribosomas. Unida al REl y REr.

Similar a Mb plasmática

Espacio perinuclear (intermembrana)

Gránulos

Proteína cónica

100 Å

Proteína central

Membrana nuclear externa

Espacio perinuclear

Estructuras dinámicas. Regulan intercambio de moléculas. Intervienen en transporte activo 8 partículas

proteícas

Número variable según célula. Abundantes en células con elevada actividad transcripcional

Estructuras plumosas

Carioplasma o nucleoplasma

Funciones:-Separa el nucleoplasma del citosol.- Regula el intercambio de sustancias (poros).-Interviene en la constitución de la cromatina.

El núcleo celular. Cromatina VOLVER

Tipos de cromatina

Eucromatina: se tiñe débilmente. Cromatina activa. Se descondensa totalmente en interfase. Permite la transcripción

Heterocromatina: se tiñe fuertemente. No se descondensa totalmente en interfase.

El núcleo celular. Cromatina VOLVER

Estructuras plumosas

Heterocromatina:

Facultativa: Su condensación depende del estado de desarrollo del organismo. No aparece condensada en todas las células del organismo. Se inactiva durante la

diferenciación.

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

El núcleo celular: nucléolo VOLVER

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.

El núcleo celular: nucléolo VOLVER

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

Nucleosomas en cromatina

VOLVERLos cromosomas

Segmentos en la cromatina que presentan diferentes intensidades de coloración cuando son teñidos con un

colorante.

Centrómero y telómeroCentrómero y telómero

Centrómero

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

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.

Los cromosomas (máxima condensación de la cromatina)

Cromosoma anafásico Cromosoma metafásico

Brazos

Telómero

Constricción secundaria

Centrómero o constric 1ªria

CinetocoroCinetocoro:

CromátidasTelómero

Brazos

Constricción secundaria. Zonas asociadas a los

nucléolos. Regiones NOR

Satélite

Centrómero: une cromátidas

VER TIPOS DECROMOSOMAS

VER IDIOGRAMA

Tipos de cromosomas

Metacéntrico Submetacéntrico

Acrocéntrico Telocéntrico

Brazos iguales Brazos ligeramente desiguales

Brazos desiguales. Centrómero desplazado hacia un extremo.

Cromosoma con un solo brazo. Centrómero en un extremo.

Cromosomas homólogos. Ambos poseen información para los mismos caracteres,

aunque pueden expresarse de distinta forma.

VOLVERLos cromosomas. CARIOTIPO HUMANO

AUTOSOMAS

CROMOSOMASSEXUALES

(HETEROCROMOSOMAS)

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

¿Cómo se hace un

cariotipo?

VOLVERLos cromosomas.

Organismo o célula diploide

Cariotipo de ratón

Cariotipo de toro

Células somáticas que poseen dos juegos de cromosomas, uno heredado del padre y otro de la

madre.

VOLVERLos 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).

VOLVERLos cromosomas. CARIOTIPO HUMANO

Organismo o célula triploide,

tetraploide… poliploide

Contienen más de dos juegos de cromosomas (4, 5 …n)

Los microscopios

Óptico Electrónico

CLIC SOBRE LAS IMÁGENESPARA AMPLIAR

Los microscopios (óptico)

OcularOcular

Objetivos

Platina

Condensador y diafragma

Tornillos de enfoque(macrométrico y micrométrico)

Lentes

BrazoObjetivos

Platina

Condensador y diafragma

Tornillos de enfoque(macrométrico y micrométrico)

Lentes

VOLVER

VER PREPARACIONES

15 Microscopios ópticos y sus imágenes

MICROSCOPIO DE INTERFERENCIA

DIFERENCIAL

MICROSCOPIO DE CAMPO BRILLANTE O DE CAMPO CLARO

MICROSCOPIO DE CAMPO OSCURO

MICROSCOPIO DE CONTRASTE DE FASE

MICROSCOPIO DE FLUORESCENCIA O LUZ

ULTRAVIOLETA

MICROSCOPIO DE POLARIZACIÓN

Los microscopios (electrónico) VOLVER

Fuente de electrones

Condensador magnético

Preparación

Lentes magnéticas

Ocular

Pantalla fluorescente

Los microscopios (preparación) VOLVER

Fijación

Inclusión

Tinción

Montaje

Resumen comparativo de los tipos de microscopios

Característica MO MET MEB

Portátil sí no no

Aumento X 2 500 X 500 000 X 20 000

Tamaño mínimo observable 120 nm 1 nm 10 nm

Fotografía B/N y color B/N B/N

Observación in vivo sí no no

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