Biología 2º de bachillerato

Morfología celular

Panorama general Los seres vivos están formados por células. Las células son pequeñas a escala humana. Tamaño de micras (milésimas de milímetro) Las células fueron descubiertas con el microscopio. A mediados del s XVII. Hooke . Leeuwenhoek. En principio no se las dio importancia. No tenían cabida en los conocimientos de la época. Hasta s XIX no se reconoció su importancia. Fue una sorpresa. Más cuando se vio que todo lo que hacían los organismos lo hacían en realidad sus células. Teoría celular - Todo ser vivo formado por una o más unidades constitucionales y funcionales llamadas células - Cada célula capaz de mantener su vitalidad por sí misma - Cada célula procede de otra preexistente Las células son las unidades estructurales y funcionales de los seres vivos. Cada ser vivo procede de, al menos, una célula. Mínima unidad biótica; con las funciones vitales

En organismos pluricelulares Son colonias celulares. De unas pocas a billones Los organismos pluricelulares parecen una unidad. En realidad son colonias celuylares muy coordinadas gracias a mecanismos de comunicación entre sus células. Las células mantienen toda su información. El ADN de el organismo está en cada célula completo Siguen manteniendo todo el metabolismo. Hay que abastecerlas de nutrientes y eliminar sus desechos Estas características son consecuencia de su origen evolutivo: Se produjeron por un aumento de tamaño por aumento en número de células y especialización de las mismas Fué más sencillo hacerse grandes con células que ya funcionan correctamente activando y anulando genes

Organización Las células tienen partes especializadas llamadas orgánulos La mínima estructura de una célula consiste en: Membrana Separación entre interior y exterior de la célula Intercambio de sustancias Recepción de estímulos Citoplasma Medio interno. Funcionamiento celular Material genético. Información Los elementos funcionales principales de las células son las proteínas - Una célupa procariota tiene del orden de E7 proteínas de unos 4.000 tipos diferentes - Una célula eucariota tiene del orden de E10 proteínas de unos 10.000 tipos diferentes La información de todas las células se encuentra almacenada en forma de ADN de doble cadena y se expresa en forma de ARN Las células mantienen su capacidad para realizar las funciones vitales autónomamente (nutrición, relación, reproducción).

Forma de las células Muy variadas Algunas siempre la misma y otras modificable Algunas solitarias otras en colonias más o menos complejas Determinada por la función o modo de vida

Tamaños  Muy variables Eucariotas Típicas : 5 - 50 µm. Huevos y algunos protistas muy grandes. No raras hasta 0.5 mm Expansiones celulares de hasta metros. (Neuronas...) Células plurinucleadas pueden ser también macroscópicas (Hongos, protistas ...) Procariotas Típicos: 1 - 5 µm. Pequeños 0.2 µm Grandes 10 µm Limitaciones al tamaño No pueden ser demasiado grandes por: Escasa relación superficie / volumen lo que limita la entrada de sustancias (alimentos, gases ... ) Escaso material nuclear para la símtesis de proteínas Problemas con la difusión de sustancias en el interior celular. Han de tener mecanismos de transporte No pueden ser demasiado pequeñas por: Orgánulos necesarios para el funcionamiento celular

Longevidad  Algunas potencialmente inmortales Otras envejecen y mueren. Pueden dividirse antes o no

Mediciones en células Las células son pequeñas a nuestra escala Las unidades de medida por tanto también lo son Magnitud Tamaños Pesos  Sedimentación Metro m   Gramo  g   Svedberg (S) Milímetro mm 10 E-3 m Miligramo mg 10 E-3 g   Micrómetro o micra µm 10 E-6 m Microgramo µm 10 E-6 m Nanómetro nm 10 E-9 m Nanogramo ng 10 E-9 m Amgstron A 10 E-10 m Picogramo pg 10 E-12 m   Unidades de peso molecular Daltons 1g H= 6.023 E23

Métodos de estudio Microscopio óptico Aprovechan la luz y lentes parara aumentar imágenes de células. Pueden lograr 1.000 aumentos y 0.2 µm de resolución En grandes aumentos se recurre al microscopio de inmersión para acercar suficientemente la célula al objetivo Con longitudes de onda corta se logra mayor aumento: Microscopio óptico ultravioleta Para lograr un enfoque adecuado es necesario cortes muy finos: Corte en microtomo.En este proceso de corte han de ser fijadas por diversos procesos; alcoholes, parafinas... Se recurre a procesos de tinción para mayor contraste Existen diversos colorantes que se fijan a determinadas estructuras celulares Se pueden utilizar tinciones fluorescentes Microscopio electrónico Se basa en la dispersión de electrones. Utilizan lentes electromagnéticas Las preparaciones deben estar en cortes muy finos: Ultramicrotomo Pueden alcanzar hasta 1.000.000 de aumentos y una resolución de (0.4 nm Han de teñirse por sustancias opacas a los electrones: Metales pesados (Osmio..) Existen varias técnicas alternativas de observación como la criofractura o el microscipio de barrido Otros tipos de Microscopios Existen microscopios alternativos que funcionan con sonidos y otros Ultracentrifugación Separación por gravedad en centrifugadoras en gradiente de densidad Marcadores Se pueden marcar elementos celulares con: Marcadores radiactivos. Permiten seguimineto de sustancias Anticuerpos Alta especificidad

Tipos celulares

Existen tres dominios de seres vivos : Arqueobacterias - Archaea Eubacterias - Bacteria Eucariotas - Eukaria Los Eucariotas son las células más diferenciadas y complejas. Los otros dos dominios presentan células más sencillas : Organización procariota   Procariotas Eucariotas Bacteria Archaea Eukaria Adaptaciones genenerales Sencillez Rapidez y eficiencia metabólica Estrategia de la R Sencillez Ambientes extremos Complejudad Tamaño grande Estrategia de la K Tamaño Pequeñas Normalmente de 1 a 5 micras Pequeñas Normalmente de 1 a 5 micras Grandes Normalmente de 5 a 50 micras Entre 1.000 y 10.000 veces mayores que procariotastípicas Material genético ADN circular Sin nucleosomas: Sin histonas 1 Cromosoma ADN circular Con nucleosomas: Con proteínas semejantes a histonas 1 Cromosoma ADN lineal Con nucleosomas y estructuras superiores Ligado a histonas y otras proteínas Varios cromosomas Membranas internas Pocas o ninguna Sin membrana nuclear Ninguna Sin membrana nuclear Muchas membranas internas - Retículo endoplasmático - Golgi - Lisosomas - Vacuolas - Membrana nuclear Formadas por fosfolípidos Formadas por éteres de terpenos Formadas por fosfolípidos Pared celular Casi siempre presente Formada por peptidoglucano y otros compuestos Casi siempre presente No formada por peptidoglucano Frecuente Formada por polisacáridos (celulosa, quitina...) y otras sustancias Otros orgánulos Ribosomas pequeños 70s Ribosomas pequeños 70s (?) Ribosomas grandes 80s Mitocondrias y Plastos Microtúbulos Formas No muy variadas - Cocos - Bacilos - Espirilos - Filamentos No muy variadas - Cocos - Bacilos - Filamentos - Aplanadas Muy variadas Reproducción y Sexualidad Reproducción asexual Pueden tener procesos parasexuales Reproducción asexual Pueden tener procesos parasexuales Reproducción sexual o asexual - Asexual: Mitosis - Sexula: Meiosis y fecundación Metabolismo Muy variado Variado Poco variado. Todos aerobios Esquema de la evolución de una célula eucariota a partir de un procariota ancestral

Seres vivos: Células   - Dominio Bacteria :Bacterias y cianobacterias   - Dominio Archaea   - Dominio Eucaria     - Protistas : Varios reinos de algas y protozoos     - Reino Hongos     - Reino Animales     - Reino Plantas Formas acelulares con información en Ácidos Nucleicos   - Virus : Genoma de ADN o ARN con faseextracelular: Virón   - Plásmidos, viroides, trasposones : Genoma de ADN o ARN sin fase extracelular Elementos infecciosos sin Ácido nucléico   Priones: proteínas autotransformables de neuronas