fundamentos básicos de biología

Fundamentos Básicos de

Biología

Sergio H. Pratto Rillo

Sergio Hernán Pratto 2

Características de los seres vivos

• Organización compleja ->celular• Sistemas termodinámicos

obligatoriamente abiertos -> metabolismo -> acoplamiento energético.

• Homeostasis• Captar señales del medio y

responder• Reproducirse


Niveles de organización


Teoría Celular

• 1. Todos los seres vivos constan de una o más células y sus productos celulares. (La célula como unidad estructural). Schleiden / 1.839 Schwann

• 2. Toda célula proviene de otra preexistente.1.858 Virchow / 1.864 Pasteur

• 3. Todos los procesos metabólicos tienen lugar dentro de la célula. (La célula como unidad funcional). S. XX

• 4. Cada célula de un organismo multicelular consta del programa genético completo para desarrollar todo el organismo. S. XX


Tamaño Celular

1A 1nm 10nm 100nm 1 m 10 m 100 m 1m m 1cm

virus bacteriacélu laanim al

célu lavegeta l

cm = 10 mm m = 10 m

m = 10 mnm = 10 m

= 10 m

-2

-5

-6

-9

-10

A

m i c r o s c o p i o e l e c t r ó n i c o

m i c r o s c o p i o ó p t i c o

p e q u e ñ am o l é c u l a


Tamaño Celular


Clasificación de los seres vivos

• Organizada según un orden jerárquico.• La especie es la unidad básica.• Dominio -> Reino -> Philum -> Clase->

Orden-> Familia-> Género-> Especie.


Clasificación en Cinco Reinos (Whitaker)

REINO CARACTERÍSTICAS

MONERACarecen de núcleo y de organelas membranosas, microscópicos,

representado por bacterias, algas cianofíceas y micoplasmas

PROTISTAEucariontes, unicelulares, algunos forman colonias. Están

representados por protozoos, algas pardas y rojas.

FUNGIEucariontes, heterótrofos, no fotosintéticos, pluricelulares,

unicelulares escasos: levaduras; paredes celulares de quitina, pueden formar simbiosis con algas: líquenes

PLANTASEucariontes, uni o pluricelulares, autótrofos, modelo celular típico de

célula vegetal :pared celular de celulosa, plástidos característicos: cloroplastos, gran vacuola central, etc.

ANIMALESEucariontes, sin pared celular ni cloroplastos, pluricelulares,

heterótrofos, la mayoría con movilidad, muchos presentan organización tisular y sistemas de órganos complejos.


Nivel de organización celular

• Todas las células se parecen y responden a un patrón común por más diversas que sean.

• Una célula consta de tres elementos fundamentales: un límite, la membrana celular; un contenido o citoplasma y el material genético, el cual se halla en una o más estructuras llamadas cromosomas.


Principales características comunes entre células eucariotas y procariotas

• En ambos tipos celulares el ADN es el material genético.

• Ambos tipos celulares poseen membranas plasmáticas como límite celular.

• Poseen ribosomas para la síntesis proteica.

• Poseen un metabolismo básico similar.• Ambos tipos celulares son muy diversos

en formas y estructuras.


Estructura de una célula procariota

P rocariontes

P ared C e lu lar P eptidog lucano

M em brana P lasm áticaFunciones E nergéticas,b ios inté ticas y regulatorias

C itop lasm aP lásm idos

N ucleoide A D N


Particularidades estructurales de las células procariotas

• Plásmidos: molécula de ADN extracromosómico.

• Transposones: fragmentos de ADN.• Pared Celular: peptidoglicano-

>mureína• Cápsula: defensa y adherencia


Estructura de las células procariotas

(Bacterias, Micoplasmas y Algas Cianofíceas)


Lipopolisacárido


Estructura de las células eucariotas

• Protista, Hongos, Plantas y Animales

C élu la E ucarionte

M em brana P lasm ática

C itop lasm a

N úcleo A D N

C itoso l

O rgane las

M itocondriasC lorop lastosP eroxisom asP lástidos

R etículo E ndoplasm ático R ugosoR eíicu lo E ndop lasm ático L isoA para to de G olg iL isosom as, vacuo las y vesícu lasE nvo ltu ra N uclear


Estructura de las células eucariotas


Núcleo celular


Características del Núcleo Celular y sus ComponentesNúcleo Celular Descripción Función

Núcleo

Estructura rodeada por una doble membrana con poros. Contiene cromatina/cromosomas y nucleolo.

Regular la función celular. Control del metabolismo, reproducción (ciclo celular) y diferenciación celular.

Envoltura Nuclear

Estructura formada por dos unidades de membrana unidas a nivel de los poros nucleares.

Continuación del REG. Posee poros que regulan el pasaje entre núcleo y citoplasma

NucleoloCuerpo granular en el núcleo, que consiste en ARN y proteínas.

Sitio de síntesis del RNA ribosómico y de ensamble de los ribosomas.

Cromatina

ADN asociado a proteínas, tanto estructurales (histonas) como a proteínas regulatorias. La cromatina es visible durante la interfase celular

Empaquetamiento (plegamiento) de ADN. El ADN compone los genes. Funciones regulatorias de la transcripción genética.

Cromosomas

ADN asociado a proteínas, en estado superenrrollado. Visible en forma de estructuras cilíndricas cuando la célula se divide, ya sea en mitosis o meiosis.

Contienen los genes que son las unidades de información, que rigen las funciones y estructura celular.


Membrana plasmática


Organización del Sistema de endomembranasEstructura Descripción Función

Retículo endoplasmátic

o rugoso (RER)

Membranas internas en forma de sacos aplanados y túbulos. Con ribosomas adheridos a su superficie externa. Es parte del RER.

Síntesis de Proteínas destinadas a secreción o a la incorporación de membranas.

Retículo endoplasmátic

o liso (REL)

Membranas internas donde predominan los túbulos. Sin ribosomas adheridos.

Sitio de biosíntesis de lípidos y detoxificación de medicamentos.

Aparato de GolgiPilas de sacos membranosos aplanados (dictiosomas). Funcional y estructuralmente polarizado.

Glicosilación y empaquetamiento de proteínas. Clasificación de las proteínas que se distribuyen a membrana plasmática, secreción o lisosomas.

Lisosomas Vesículas (sacos) membranosasContienen enzimas hidrolíticas.

VacuolasSacos membranosos principalmente, en plantas, hongos y algas.

Transporte de materiales, deshechos y agua.


RE

Golgi


Organelas: Mitocondrias (animal y veg)


Organelas: Cloroplasto (vegetal)


Organelas: peroxisomas


OrganelasPrincipales organelas membranosos de la célula eucarionte

Estructura Descripción Función

Mitocondria

Organelas semiautónomas. Una doble membrana les sirve de envoltura. La membrana interna forma las crestas mitocondriales.

Metabolismo aeróbico. Allí se realizan el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. Es decir la transformación de la energía de lípidos o glucosa (moléculas combustibles) en ATP (moneda energética).

Cloroplasto

Organela semiautónoma. Una doble membrana envuelve a los tilacoides. La clorofila, se encuentra en las membranas tilacoidales.

La clorofila capta la energía luminosa para formar ATP y otros compuestos con gran cantidad de energía. Estos compuestos altamente energéticos sirven para sintetizar, glucosa a partir de CO2.

Peroxisomas

Vesículas membranosas que contienen diversas enzimas relacionadas con el metabolismo del oxigeno y el peróxido de hidrogeno.

Sitio de muchas reacciones metabólicas. Enzimas que protegen de la toxicidad del oxigeno, por ejemplo la catalasa.


Ribosomas


Polirribosomas


Citoesqueleto

Microfilamentos (actina); Microtúbulos (tubulina) y Filamentos intermedios.


Citoesqueleto


Organización General del citoesqueletoEstructura Descripción Función

Microtúbulos

Tubos huecos compuestos por la forma monomérica de la proteína tubulina. (monómero globular)

Sostén estructural, participan en el movimiento de organelas y la división celular (aparato mitótico), componentes de cilios, flagelos y centríolos.

Filamentos de actina (microfilamentos)

Estructura sólida en forma de huso consistente en la proteína actina. (monómero globular)

Sostén estructural, participan en el movimiento de la célula y sus organelos y en la división celular.

Filamentos intermedios

Proteínas filamentosas, en forma de tubos. Compuestas por monómeros fibrosos.

Sostén estructural. Forman redes que conectan la membrana plasmática con la envoltura nuclear.


Organización General del citoesqueletoEstructura Descripción Función

Centríolos

Pares de cilindros huecos, localizados cerca del centro de la célula, formados por microtúbulos.

El huso mitótico se forma entre los centríolos durante la división de células animales, fija y organiza los microtúbulos. Están ausentes en las plantas superiores.

Cilios

Proyecciones relativamente cortas que se extienden desde la superficie celular. Compuestas por microtúbulos.

Movimiento de algunos organismos unicelulares. Se utiliza para mover materiales en la superficie de algunos tejidos.

Flagelos

Proyecciones largas compuestas por microtúbulos. Cubiertos por membrana plasmática

Locomoción celular de espermatozoides y algunos organismos unicelulares.


Características Diferenciales entre el Modelo Celular Procariota y Eucariota

Característica Célula Procariota Célula Eucariota

NúcleoNo posee membrana nuclear

Posee membrana nuclear

Cromosomas

Un único cromosoma circular y desnudo

Posee uno o más cromosomas lineales unidos a proteínas (cromatina)

ADN extracromosómico

Puede estar presente como plásmidos

Presente en organelas

Organelas citoplasmáticas

No posee Mitocondrias y cloroplastos, (los cloroplastos presentes sólo en células vegetales)

Membrana plasmática

Contiene las enzimas de la cadena respiratoria, también puede poseer los pigmentos fotosintéticos.

Semipermeable, sin las funciones de la membrana procariótica.

Sistema de endomembranas

No posee Presenta RER, REL, Golgi, lisosomas, vacuolas y vesículas.


Características Diferenciales entre el Modelo Celular Procariota y Eucariota

Característica Célula Procariota Célula Eucariota

Pared celular

Capa rígida de peptidoglicano (excepto micoplasmas)

No poseen pared de peptidoglicano. Pueden poseer una pared de celulosa o quitina

EsterolesAusentes (excepto micoplasmas)

Generalmente presentes

CitoesqueletoAusente? Presente. Formado por

filamentos proteicos.

Exocitosis y Endocitosis

Ausente Presente

Ribosomas70S en el citoplasma 80S en el retículo

endoplásmico y en el citosol

División Fisión Binaria (amitosis) Mitosis - Meiosis

Tamaño 0,2 a 10 m Siempre superior a 6 m


Célula eucariota animal y vegetal

C élu laE ucarion te

A utó tro fasfotosin téticas

H eterótro fas

C é lu las Vegeta lesC lorop lastos

M itocondrias

C é lu las A n im ales M itocondrias

H ongos M itocondrias


Diferencias entre células animales y células vegetales

Estructura Célula animal Célula vegetal

Pared celular AusentePared celular constituída por celulosa.

Aparato mitótico (Huso acromático )

Astral Anastral

Centríolos Presente Ausente

VacuolasVacuolas pequeñas

Vacuolas grandes, puede ser una grande central

Metabolismo Heterótrofo Autótrofo

Mitocondrias Presentes Presentes

Cloroplastos Ausentes Presentes


Nivel prebiótico o subcelular: Virus, viroides y priones

• Los virus se caracterizan por ser partículas acelulares infecciosas.

• "Únicamente serán considerados virus aquellos agentes infecciosos cuya partícula elemental contenga un solo tipo de ácido nucleico" (Postulado de Lwoff).

• Parásitos intracelulares obligados de procariotas y eucariotas.


Estructura de los virus

• ADN o ARN asociado a proteínas= core +

• Cápside de proteínas = virus desnudos

• ADN o ARN asociado a proteínas=core +

• Cápside de proteínas +

• Envoltura lipoproteica= virus envueltos


Virus de la Inmunodeficiencia Humana (HIV)


Ciclo de un retrovirus

fundamentos básicos de biología

Documents