Bloque 3. Biología Celular.
Unidad 1. La célula, estructura y observación.
1. Concepto de célula. La teoría celular.
1.1. Teoría celular. Antecedentes y desarrollo.
La teoría celular afirma que la célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos.
Siglo XVII:
- El comerciante neerlandés Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) perfeccionó el microscopio
y observó muestras de agua, sarro, sangre y semen, lo que lo llevó a hablar por primera vez
de "animálculos", hoy conocidos como bacterias y protozoos.
- El científico inglés Robert Hooke (1635-1702) observó al microscopio una fina lámina de
corcho, comparando su estructura con la de un panal de abejas, y denominó "celdilla" o
"célula" a cada uno de las estructuras poliédricas repetitivas.
Siglo XIX:
- El botánico alemán Matthias Jakob Schleiden (1838), afirmó que todos los elementos
estructurales de las plantas están formados por células.
- El zoólogo alemán Theodor Schwann (1839), postuló que todas las partes elementales de los
tejidos animales están formadas por células.
Ambos concluyeron que la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.
- Rudolf Virchow (1855), completó la teoría celular con el principio “omnis cellula ex cellula”
(toda célula procede de otra preexistente).
Siglo XX:
- En 1902 Santiago Ramón y Cajal visualizó neuronas individuales e independientes en el
tejido nervioso, concediendo validez universal a la teoría celular.
1.2. Postulados de La teoría celular.
1. Todos los organismos se encuentran formados por una o más células.
2. La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos.
3. Toda célula procede por división de otra ya existente.
4. El material hereditario que contiene las características genéticas de una célula pasa de la célula
madre a las dos células hija
,2. Tipos de organización celular.
2.1. Las células procariotas.
La diferencia esencial con las eucariotas es que las procariotas carecen de verdadero núcleo.
Las procariotas fueron las primeras células sobre nuestro planeta y lo ocuparon en exclusiva durante
2000 Ma, antes de la aparición de las eucariotas.
Comprenden dos phyla: arqueobacterias (archaeas) y eubacterias. Las arqueobacterias incluyen a las
bacterias extremófilas, que habitan en ambientes con condiciones extremas por su elevada salinidad,
Tº muy altas o bajas, acidez, alcalinidad…
Características principales.
- Son células muy pequeñas (entre 1 y 10 um).
- Poseen una membrana recubierta de pared celular de composición variable; a veces, por
encima de ella puede existir una cápsula o vaina gelatinosa.
- El citoplasma tiene dos regiones bien diferenciadas: el material genético (nucleoide o
cromosoma bacteriano), y el citoplasma restante, donde destacan los ribosomas. Este
citoplasma carece de citoesqueleto y de sistema de endomembranas.
- Según su morfología se distinguen bacilos (forma de bastón), cocos (forma esférica), espirilos
(forma de bastón espiralado) y vibrios (forma de coma).
Estructura general.
Como modelo se recurre a la Escherichia coli, una bacteria bastonada del tracto intestinal (1 um de
diámetro y alrededor de 2 um de longitud).
Citoplasma. Casi sin estructuras membranosas. Contiene el material genético, ribosomas e
inclusiones con sustancias de reserva.
Ribosomas. Complejos macromoleculares compactos formados por ARNr que intervienen en la
síntesis de proteínas. En procariotas son 70 S.
Flagelos. Estructuras filamentosas simples que proporcionan movimiento. No están siempre
presentes.
Pili. Estructuras de membrana con forma de dedo. Su función es el intercambio de ADN
(reproducción sexual).
Fimbrias. Estructuras más cortas y numerosas. Su función es la fijación a sustratos.
ADN. Es un único cromosoma bacteriano circular sin membrana. Localizado en el nucleoide.
Plásmidos. Pequeñas moléculas de ADN circular complementarias al genoma básico de la célula.
Producen proteínas que neutralizan la acción de los antibióticos y proporcionan resistencia.
Membrana plasmática. Envoltura formada por fosfolípidos (glicerol, ác. grasos, grupo fosfato y
aminoalcohol unidos por enlace éster).
Pared celular rígida. De polisacáridos y péptidos (mureína). Rodea la membrana plasmática.
Cápsula o glicocálix. Cubierta glucídica que presentan algunas células y que rodea a la pared rígida.
, 2.2. Las células eucariotas.
Son más complejas estructural y funcionalmente. Ambas poseen membrana y ribosomas, pero las
eucariotas poseen también núcleo, citoesqueleto y orgánulos citoplasmáticos. La presencia de
orgánulos citoplasmáticos provoca una compartimentación, que origina espacios donde tienen lugar
actividades metabólicas concretas, lo que hace más eficaz su función.
Muchas células eucariotas muestran también polaridad (ordenación específica de los orgánulos en
algunas células) como las neuronas, células tiroideas y células plasmáticas. No todas las células
presentan polaridad (sanguíneas).
Componentes básicos.
- Membrana plasmática. Límite entre medio extracelular e intracelular. Compuesta por una
bicapa de fosfolípidos, esfingolípidos y esteroles con proteínas integradas.
- Núcleo. Consta de una envoltura nuclear (doble membrana) y una matriz nuclear o
nucleoplasma que contiene la cromatina (ADN y proteínas asociadas) y el nucléolo (donde se
sintetiza en ARN ribosómico).
- Hialoplasma o citosol. Solución líquida donde flotan los orgánulos que ocupa entre el
50-80% de la célula. Actúa como regulador del pH intracelular y en él tienen lugar la mayoría
de las reacciones metabólicas celulares.
Orgánulos membranosos.
- Mitocondrias. Presentes en todas las eucariotas. En su interior se lleva a cabo el metabolismo
oxidativo, durante el cual se forman la mayoría de las moléculas de ATP a partir de la
glucólisis. Poseen ribosomas 70 S, dos membranas (externa eucariótica e interna
procariótica), espacio intermembranoso, cromosoma (ADN) y matriz mitocondrial.
- Retículo endoplasmático (RE). Sistema membranoso que se extiende entre las membranas
plasmática y nuclear. Su función es sintetizar y empaquetar proteínas, y llevar a cabo la
detoxificación celular (RER) o sintetizar lípidos (REL).
- Aparato de Golgi (dictiosoma). Conjunto de sáculos membranosos aplanados que recoge y
modifica las proteínas y lípidos fabricados en el RE, que son luego englobados en vesículas
en las que se almacenan y transportan.
- Lisosomas. Vesículas membranosas que contienen enzimas que rompen o digieren
(fagolisosoma) los elementos celulares que es necesario destruir.
- Peroxisomas. Orgánulos redondeados que contienen enzimas peroxidasas que rompen el
peróxido de hidrógeno (H2O2) en H2O y O2.
- Vacuolas. Vesículas que almacenan sustancias y digieren macromoléculas.
Orgánulos no membranosos.
- Citoesqueleto. Red de filamentos y proteínas asociadas que se extiende por todo el
citoplasma en la eucariota animal. Da forma y estabilidad a la célula.
- Ribosomas. Partículas densas formadas por ARNr y proteínas. Están en el citoplasma (5%,
sintetizan histonas), adheridos a la cara externa de la membrana del RE rugoso (95%) o a la
cara citoplasmática de la membrana nuclear externa, y en la matriz de mitocondrias y
cloroplastos. Son 80 S.
Unidad 1. La célula, estructura y observación.
1. Concepto de célula. La teoría celular.
1.1. Teoría celular. Antecedentes y desarrollo.
La teoría celular afirma que la célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos.
Siglo XVII:
- El comerciante neerlandés Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) perfeccionó el microscopio
y observó muestras de agua, sarro, sangre y semen, lo que lo llevó a hablar por primera vez
de "animálculos", hoy conocidos como bacterias y protozoos.
- El científico inglés Robert Hooke (1635-1702) observó al microscopio una fina lámina de
corcho, comparando su estructura con la de un panal de abejas, y denominó "celdilla" o
"célula" a cada uno de las estructuras poliédricas repetitivas.
Siglo XIX:
- El botánico alemán Matthias Jakob Schleiden (1838), afirmó que todos los elementos
estructurales de las plantas están formados por células.
- El zoólogo alemán Theodor Schwann (1839), postuló que todas las partes elementales de los
tejidos animales están formadas por células.
Ambos concluyeron que la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.
- Rudolf Virchow (1855), completó la teoría celular con el principio “omnis cellula ex cellula”
(toda célula procede de otra preexistente).
Siglo XX:
- En 1902 Santiago Ramón y Cajal visualizó neuronas individuales e independientes en el
tejido nervioso, concediendo validez universal a la teoría celular.
1.2. Postulados de La teoría celular.
1. Todos los organismos se encuentran formados por una o más células.
2. La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos.
3. Toda célula procede por división de otra ya existente.
4. El material hereditario que contiene las características genéticas de una célula pasa de la célula
madre a las dos células hija
,2. Tipos de organización celular.
2.1. Las células procariotas.
La diferencia esencial con las eucariotas es que las procariotas carecen de verdadero núcleo.
Las procariotas fueron las primeras células sobre nuestro planeta y lo ocuparon en exclusiva durante
2000 Ma, antes de la aparición de las eucariotas.
Comprenden dos phyla: arqueobacterias (archaeas) y eubacterias. Las arqueobacterias incluyen a las
bacterias extremófilas, que habitan en ambientes con condiciones extremas por su elevada salinidad,
Tº muy altas o bajas, acidez, alcalinidad…
Características principales.
- Son células muy pequeñas (entre 1 y 10 um).
- Poseen una membrana recubierta de pared celular de composición variable; a veces, por
encima de ella puede existir una cápsula o vaina gelatinosa.
- El citoplasma tiene dos regiones bien diferenciadas: el material genético (nucleoide o
cromosoma bacteriano), y el citoplasma restante, donde destacan los ribosomas. Este
citoplasma carece de citoesqueleto y de sistema de endomembranas.
- Según su morfología se distinguen bacilos (forma de bastón), cocos (forma esférica), espirilos
(forma de bastón espiralado) y vibrios (forma de coma).
Estructura general.
Como modelo se recurre a la Escherichia coli, una bacteria bastonada del tracto intestinal (1 um de
diámetro y alrededor de 2 um de longitud).
Citoplasma. Casi sin estructuras membranosas. Contiene el material genético, ribosomas e
inclusiones con sustancias de reserva.
Ribosomas. Complejos macromoleculares compactos formados por ARNr que intervienen en la
síntesis de proteínas. En procariotas son 70 S.
Flagelos. Estructuras filamentosas simples que proporcionan movimiento. No están siempre
presentes.
Pili. Estructuras de membrana con forma de dedo. Su función es el intercambio de ADN
(reproducción sexual).
Fimbrias. Estructuras más cortas y numerosas. Su función es la fijación a sustratos.
ADN. Es un único cromosoma bacteriano circular sin membrana. Localizado en el nucleoide.
Plásmidos. Pequeñas moléculas de ADN circular complementarias al genoma básico de la célula.
Producen proteínas que neutralizan la acción de los antibióticos y proporcionan resistencia.
Membrana plasmática. Envoltura formada por fosfolípidos (glicerol, ác. grasos, grupo fosfato y
aminoalcohol unidos por enlace éster).
Pared celular rígida. De polisacáridos y péptidos (mureína). Rodea la membrana plasmática.
Cápsula o glicocálix. Cubierta glucídica que presentan algunas células y que rodea a la pared rígida.
, 2.2. Las células eucariotas.
Son más complejas estructural y funcionalmente. Ambas poseen membrana y ribosomas, pero las
eucariotas poseen también núcleo, citoesqueleto y orgánulos citoplasmáticos. La presencia de
orgánulos citoplasmáticos provoca una compartimentación, que origina espacios donde tienen lugar
actividades metabólicas concretas, lo que hace más eficaz su función.
Muchas células eucariotas muestran también polaridad (ordenación específica de los orgánulos en
algunas células) como las neuronas, células tiroideas y células plasmáticas. No todas las células
presentan polaridad (sanguíneas).
Componentes básicos.
- Membrana plasmática. Límite entre medio extracelular e intracelular. Compuesta por una
bicapa de fosfolípidos, esfingolípidos y esteroles con proteínas integradas.
- Núcleo. Consta de una envoltura nuclear (doble membrana) y una matriz nuclear o
nucleoplasma que contiene la cromatina (ADN y proteínas asociadas) y el nucléolo (donde se
sintetiza en ARN ribosómico).
- Hialoplasma o citosol. Solución líquida donde flotan los orgánulos que ocupa entre el
50-80% de la célula. Actúa como regulador del pH intracelular y en él tienen lugar la mayoría
de las reacciones metabólicas celulares.
Orgánulos membranosos.
- Mitocondrias. Presentes en todas las eucariotas. En su interior se lleva a cabo el metabolismo
oxidativo, durante el cual se forman la mayoría de las moléculas de ATP a partir de la
glucólisis. Poseen ribosomas 70 S, dos membranas (externa eucariótica e interna
procariótica), espacio intermembranoso, cromosoma (ADN) y matriz mitocondrial.
- Retículo endoplasmático (RE). Sistema membranoso que se extiende entre las membranas
plasmática y nuclear. Su función es sintetizar y empaquetar proteínas, y llevar a cabo la
detoxificación celular (RER) o sintetizar lípidos (REL).
- Aparato de Golgi (dictiosoma). Conjunto de sáculos membranosos aplanados que recoge y
modifica las proteínas y lípidos fabricados en el RE, que son luego englobados en vesículas
en las que se almacenan y transportan.
- Lisosomas. Vesículas membranosas que contienen enzimas que rompen o digieren
(fagolisosoma) los elementos celulares que es necesario destruir.
- Peroxisomas. Orgánulos redondeados que contienen enzimas peroxidasas que rompen el
peróxido de hidrógeno (H2O2) en H2O y O2.
- Vacuolas. Vesículas que almacenan sustancias y digieren macromoléculas.
Orgánulos no membranosos.
- Citoesqueleto. Red de filamentos y proteínas asociadas que se extiende por todo el
citoplasma en la eucariota animal. Da forma y estabilidad a la célula.
- Ribosomas. Partículas densas formadas por ARNr y proteínas. Están en el citoplasma (5%,
sintetizan histonas), adheridos a la cara externa de la membrana del RE rugoso (95%) o a la
cara citoplasmática de la membrana nuclear externa, y en la matriz de mitocondrias y
cloroplastos. Son 80 S.
