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Introducción a la célula LA CELULA 1. 2. 3. 4. 5. Resumen histórico Teoría celular Métodos de estudio de la célula Célula procariótica y eucariótica Origen y evolución celular Historia de la teoría celular Hooke da nombre a las células Malpighi inicia la microscopía Siglo XVII Leeuwenhoek observa microorganismos Ramón y Cajal investiga el tejido nervioso Brown define el núcleo Siglo XIX Schleiden, Schwann y Virchow postulan la teoría celular. Se perfeccionan los microscopios Siglo XX Historia de la teoría celular Marcelo Malpighi • Médico y naturalista italiano nacido en 1628. • Se considera el padre de la microscopía, pues realizó numerosas observaciones de tejidos de seres vivos mediante microscopios sencillos. • Murió en Roma en 1694. HISTORIA DE LA CITOLOGÍA I Robert Hooke - 1665 “Célula” en lámina de corcho Microscopio de Hooke HISTORIA DE LA CITOLOGÍA II Reinier de Graaf 1672. Describe la estructura de testículos y ovarios. En la imagen folículos de Graaf HISTORIA DE LA CITOLOGÍA III Antón van Leeuwenhoek – 1673 El “homúnculo” de Leeuwenhoek Fabricó numerosos microscopios con los que realizó observaciones de microorganismosanimáculos,- en sangre, esperma, sarro dental, agua de charcas. HISTORIA DE LA CITOLOGÍA IV Robert Brown • Botánico escocés nacido en 1773 y fallecido en 1858. • Gracias al avance de los microscopios, pudo observar con mayor precisión el interior de las de células vegetales. •Brown descubrió como, en las células vegetales, existía una estructura a la que denominó núcleo. HISTORIA DE LA CITOLOGÍA V • En 1937, Schleiden llegó a la conclusión de que la célula es la unidad estructural de los vegetales, es decir, que toda planta esta constituida por células. • Un año después, Schwann concluyó que esto también es válido para los animales, es decir, todo animal está constituido por células. A partir de los hallazgos de ambos científicos, se postuló el primer principio de la teoría celular: La célula es la unidad estructural de los seres vivos. HISTORIA DE LA CITOLOGÍA VI TEORÍA CELULAR Schleiden y Schwann – 1838 / 1839 Todos los organismos están formados por una o varias células La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos Toda célula proviene por división de otra célula preexistente El material hereditario pasa de una célula madre a la hija HISTORIA DE LA CITOLOGÍA VI “Omnis cellula e cellula” 1855 Rudolf Virchow, médico patólogo alemán del s. XIX Rudolf Virchow – 1855 • Virchow realizó estudios sobre la fisiología de las células y concluyó que cada célula aislada realizaba las tres funciones vitales. •Gracias a sus estudios se completaron los otros dos principios de la teoría celular: La célula es la unidad funcional de los seres vivos. Toda célula procede de otra anterior. Golgi “contra” Ramón y Cajal Reticularistas “contra” neuronistas Camillo Golgi 1843 - 1926 Santiago Ramón y Cajal 1852 - 1934 Ambos reciben el Premio Nobel en 1906 por sus aportaciones al estudio de la estructura del sistema nervioso TEORÍA RETICULAR (Golgi) TEORÍA NEURONAL (Ramón y Cajal) Decía que las neuronas forman un plexo o red Demostró que las neuronas son independientes y se comunican mediante sinapsis Con esto quedó constatada la universalidad de la Teoría Celular Mª Núñez Munáiz. I.E.S. Miguel de Cervantes. Móstoles. Introducción a la célula. 2008-09 Teoría cromosómica de Sutton y Boveri • La teoría cromosómica de Sutton y Boveri enuncia que los alelos mendelianos están localizados en los cromosomas. • Esta teoría fue desarrollada independientemente en 1902 por Theodor Boveri y Walter Sutton. También se denomina teoría cromosómica de la herencia. • La teoría permaneció controvertida hasta 1915 , cuando Thomas Hunt Morgan consiguió que fuera universalmente aceptada después de sus estudios realizados en la mosca del vinagre Drosophila melanogaster. Las células se estudian mediante… MICROSCOPÍA… ÓPTICA Y ELECTRÓNICA Microscopía óptica • Aumentos de 25 a 1 500 veces • Poder de resolución 0,2 micras • Muestra atravesada por fotones (luz) • Las lentes son de vidrio • Se ve una imagen virtual • Corte de la muestra de grosor entre 5 y 15 micras • Se pueden ver células enteras • Se pueden observar células vivas • Unidad de medida: micrómetro (µm) o micra Microscopía electrónica • Aumentos de x 100 000 a x 500 000 • Poder de resolución entre 3 y 10 Å • Muestra atravesada por electrones • Las “lentes” son campos magnéticos • Imagen en pantalla fluorescente • Cortes ultrafinos. Grosor medio 0,05 micras • Se ve estructura fina (ultraestructura) de la célula y sus orgánulos, virus, etc. • Tipos: MEB (microscopio electrónico de barrido) y MET (de transmisión) • Unidades de medida: nanómetro y ángstrom (Å) Y TAMBIÉN… ANÁLISIS BIOQUÍMICO ULTRACENTRIFUGACIÓN CROMATOGRAFÍA Separación de sustancias que presentan distinta solubilidad frente a un mismo disolvente 1 S (svedberg) = 10 - 13 segundos Permite separar los componentes celulares: 1º se rompen las células por choque osmótico o ultrasonido. 2º mediante la ultracentrifugación, por diferencias de tamaño se separan los distintos componentes celulares, sedimentando antes los mayores que los más pequeños. ELECTROFORESIS Separa sustancias que tienen diferencias en cuanto a carga electroquímica y tamaño, aplicando un campo eléctrico sobre un gel TAMAÑO DE LA CÉLULA - En general oscila entre 10 y 100 μm - Algunas son visibles a simple vista, como el alga Acetabularia o la yema de los huevos. 53 micras 150 micras 15 cm 5-10 cm 7 micras FORMA DE LAS CÉLULAS Determinada por: FUNCIÓN QUE REALIZA Relación forma-función PRESIONES DE CELULAS VECINAS VISCOSIDAD DEL CITOPLASMA PRESENCIA DE MICROTÚBULOS... Célula animal Célula vegetal Modificado por L. Margulis y K. V. Schwartz CÉLULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA Bacteria Protozoo PROCARIOTA (tomando como ejemplo las bacterias) EUCARIOTA Sencilla, sin núcleo Compleja, con núcleo Libre en el citoplasma, no unido a proteínas (desnudo), ni rodeado de membranas Organizado en cromosomas, unido a proteínas y rodeado de la membrana nuclear (protegido) TAMAÑO CELULAR 1 - 10 μm 10 – 100 μm TIPOS DE ORGANISMOS Microorganismos siempre unicelulares: eubacterias (bacterias, cianobacterias, micoplasmas) y arqueobacterias. Como mucho forman colonias. Unicelulares: protozoos y algas y hongos unicelulares. Pluricelulares: algas y hongos pluricelulares y todas las plantas y animales. REPRODUCCIÓN Por bipartición (mitosis especial) Por mitosis y meiosis TIPOS CELULARES Células idénticas Células especializadas en tejidos (no en todos: algas…) MOVILIDAD Inmóviles o por flagelos de estructura fibrilar (proteína flagelina) Inmóviles o por cilios o flagelos formados por microtúbulos 9 + 2 de tubulina ORGÁNULOS CELULARES Solo ribosomas 70 S (50 S + 30 S) Diversos orgánulos (especialización de sus funciones metabólicas). Ribosomas 80 S (60 S + 40 S) TIPOS DE PARED Paredes no celulósicas Paredes vegetales celulósicas y de hongos quitinosas ENZIMAS ENERGÉTICOS Situados en la membrana de los mesosomas o en los cromatóforos o en los tilacoides En orgánulos membranosos: mitocondrias y cloroplastos ORIGEN EVOLUTIVO Temprano Más tardío. Endosimbiótico ESTRUCTURA ORGANIZACIÓN SITUACIÓN DEL ADN Y Otras diferencias: membrana plasmática (en procariotas sin esteroles), citoesqueleto (parece que poseen citoesqueleto ambas células)… CÉLULA ANIMAL Y CÉLULA VEGETAL CÉLULA ANIMAL Membrana siempre) plasmática + Glucocálix CÉLULA VEGETAL (no Membrana plasmática + Pared celular de celulosa No cloroplastos Cloroplastos Centríolos No centríolos (en general. Sí existe en algas flageladas) Forma: diversas según la función Forma: generalmente poliédricas Tamaño: menor que la vegetal Tamaño: mayor que la animal Lisosomas muy abundantes Lisosomas menos abundantes Vacuolas pequeñas y numerosas Vacuolas grandes y escasas Aparato de Golgi agrupado Aparato de dispersos) Cilios y flagelos No cilios ni flagelos (excepto en algas flageladas) Golgi disperso (dictiosomas ORIGEN DE LA VIDA Teoría de Oparin – 1922 “sopa primitiva” Experimento de Miller - 1950 Evolución prebiótica Coacervados de Oparin EVOLUCIÓN CELULAR Moléculas orgánicas sencillas moleculas orgánicas complejas, macromoleculas asociacion de macromoleculas formando membranas (coacervados de Oparin y microesferas de Fox) Membranas conteniendo moleculas autorreplicativas (1º ARN, después ADN) célula procariota ancestral (PROGENOTE o PROTOBIONTE de Woese, ahora llamado L.U.C.A.) Bacterias, Arqueobacterias y células eucariotas. En cuanto a su nutrición: Heterótrofas anaerobias Autótrofas Heterótrofas aerobias Evolución celular: TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA Lynn Margulis 1980 TEORÍA ENDOSIMBIONTE 1 4 2 5 3 6 PRUEBAS DE LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA 1. En la actualidad existen numerosas relaciones endosimbióticas (el tunicado colonial Diplosoma virens lleva procariontes fotosintéticos (Phrochloron) dentro de sus células; las termitas, en su intestino llevan un protozoo Myxotricha paradoxa, que tiene bacterias espiroquetas como endosimbiontes que funcionan como flagelos. 2- La estructura y función de cloroplastos y mitocondrias tiene rasgos procariontes como ADN bicatenario circular no asociado a proteínas, reproducción por fisión binaria, ribosomas 70 S, enzimas metabólicos en los repliegues membranosos (mesosomas en las bacterias y membranas tilacoidales en cianobacterias crestas y lamelas o tilacoides en eucariotas), membrana interna sin colesterol. http://www.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzA ENLACES INTERESANTES La teoría endosimbiótica: http://bioinformatica.uab.es/biocomputacio/treballs02-03/S_Serrano/ Cómo pasar de procariota a eucariota: http://oldearth.wordpress.com/2009/05/06/como-pasar-de-procariota-a-eucariota/ Introducción a la Biología Celular: http://genomasur.com/lectu.htm Historia de la teoría celular: http://mabydg.blogspot.com/2007/11/teoria-celular.html La célula vegetal: http://www.etsmre.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_1.htm#La%20Teor%C3%ADa%20Celular Proyecto Biosfera: Biología 2º de bachillerato. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/La_celula/contenidos.htm Proyecto Biológico de la Universidad de Arizona: Biología celular. http://www.biologia.arizona.edu/cell/cell.html Esta presentación de diapositivas la han realizado las profesoras de biología: M. Núñez y N. Flores Contiene imágenes: - Diferentes páginas relacionadas con la biología. - Google imágenes