UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA Calidad, Pertinencia y Calidez VICERRECTORADO ACADÉMICO CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA ÁREA DE LA SALUD NOMBRE: GRACE BRITO DOCENTE: BIOQ CARLOS GARCÍA PARALELO: V02
CITOLOGÍA La citología o biología celular es la rama de la biología que estudia las células en lo que concierne a su estructura, sus funciones y su importancia en la complejidad de los seres vivos.
CÉLULA: La célula se entiende como la unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma en su funcionamiento y reproducción. En consecuencia en el interior de las células se producen numerosas reacciones químicas que las permiten crecer, reproducirse, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas acciones se llama metabolismo . Todos los seres vivos están constituidos por una célula o por un número Muy variable de ellas que actúan en funcionamiento conjunto. Las diferencias entre los seres vivos, surgen de la organización y complejidad de las células de cada uno, del medio en que se desarrollan y del papel que cumplen en el equilibrio natural. En general, podemos clasificar los seres vivos en: Unicelulares: son aquellos constituidos por una única célula que realiza todas las funciones, por lo que son muy elementales como por ejemplo algunas algas. Pluricelulares: formado por un conjunto organizado de células que se especializan en una función, forman entidades superiores como tejidos, órganos, etcétera. A esta categoría pertenecen la mayoría de los seres vivos. TIPOS DE CÉLULAS De acuerdo con su estructura, las células pueden ser: Procariotas, cuando carecen de núcleo, estando su ADN disperso en el citoplasma, como ocurre en las bacterias y cianofíceas. Eucariotas, que son las que poseen un verdadero núcleo, conteniendo el ADN, protegido por la envoltura nuclear. Son las células de animales, plantas, hongos y protoctistas (organismos unicelulares).
DEFINICIÓN DE CÉLULA EUCARITA Las células eucariotas tienen su información genética encerrada dentro de la envoltura nuclear. Su citoplasma presenta orgánulos interconectados cuyos límites se encuentran fijados por membranas biológicas. El compartimiento más notorio del protoplasma es el núcleo. Las eucariotas suelen contener mitocondrias, que son orgánulos membranosos que producen energía. Algunas eucariotas protistas, sin embargo, ya no exhiben mitocondrias tras el curso de la evolución. La presencia de plastos en el citoplasma, por otra parte,
permite que ciertas eucariotas puedan realizar la célula procariota es una célula carente de núcleo celular. Esto significa que el ADN se encuentra diseminado en su interior sin ninguna recubierta especial. Esta circunstancia explica el nombre que recibe: procariota deriva de expresiones griegas que significan “antes de la nuez”, es decir, antes de la existencia del núcleo celular; las células procariotas, por cierto, son más antiguas que las células eucariotas (aquellas que tienen núcleo). En general son los organismos unicelulares los que están asociados a esta variante celular carente de núcleo. Dentro de los mismos existen bacterias y arqueas (un organismo unicelular capaz de desarrollarse en ámbitos extremos); en este sentido muchas veces se confundió a dichos organismos como una sola clase, pero distintos estudios concluyeron en sus diferencias sustanciales. DIFERENCIAS ENTRE UNA CÉLULA EUCARIOTA Y UNA CÉLULA PROCARIOTA Procariota Eucariota Su
antigüedad
es
de
3500 Su antigüedad es de 1500
millones de años.
Rasgos / estructuras Procariotas
millones de años.
Eucariotas Animal
Vegetal
Tamaño
1 a 5 micras
20 micras (*)
50 micras (*)
Forma
Variadas
Variadas
Variadas
Organización
Siempre unicelular
Uni y pluricelular
Uni y pluricelular
Movilidad intracelular No hay (no ciclosis)
Sí hay (ciclosis)
Sí hay (ciclosis)
Pared celular
Sí, pero no celulósica
No existe
Es celulósica
Cápsula
Puede exister
No existe
No existe
Glucocálix
No Hay
Sí hay
No hay
Sistemas membranosos
No hay. En todo caso, Sí hay: RE, Golgi, Sí hay: RE, Golgi, mesosomas; tilacoides Lisosomas, etc. Lisosomas, etc. en cianobacterias.
Vacuolas
No hay
Hay, pequeñas
Hay más grandes.
Cloroplastos
No existen
No existen
Hay, excepto hongos.
Mitocondrias
No existen
Hay, numerosas
Hay, menor número
Ribosomas
Los hay (70 s)
Hay (80 s)
Hay (80 s)
Microtúbulos
No existen
Sí que hay
Sí que hay
Microfilamentos
Sí hay
Hay (citoesqueleto)
Hay (citoesqueleto)
Centríolos
Nos hay
Sí que hay
No hay en vegetales superiores
Flagelos
Hay, muy simples
Con estructura '9+2'
No hay en vegetales superiores
Envuelta nuclear
No hay
Doble vuelta
Doble vuelta
Nucleolo
No hay
Hay uno o más
Hay uno o más
Cromosomas
Uno (genóforo)
Más de uno
Más de uno
Bicatenario circular, no Doble hélice lineal, Doble hélice lineal, forma nucleosomas; forma nucleosomas; forma nucleosomas; presentan plásmidos. no hay plásmidos. no hay plásmidos.
ADN ARNm
No hay maduración
Sí hay maduración
Sí hay maduración
En el protoplasma
En el núcleo
En el núcleo
Traducción
Ribosomas protoplasma
Ribosomas citoplasma Ribosomas citoplasma
Respiración
Anaerobia y aerobia
Aerobia (en ocasiones Aerobia (en ocasiones fermentación) fermentación)
Fotosíntesis
Anoxígena en algunos casos. Oxígena en No hay cianobacterias.
Oxigénica (excepto en hongos)
Quimiosíntesis
En algunos casos
Nunca
Replicación transcripción
y
Nunca
Como ya hemos visto en otros apartados que tratan sobre células animales y vegetales, por lo general, ambas células son eucariotas, lo que significa que gozan de una mayor complejidad que las células procariotas. Ya el prefijo “pro” nos indica que hablamos de algo anterior y que está sin evolucionar.
Las células procariotas suelen tener unos tamaños que varían de 0,2 a 2 micrómetros de diámetro, mientras que las eucariotas tienen de 10 a 100 micrómetros de diámetro. Otra de las diferencias más importantes que destacan son las que tienen que ver con el núcleo. Las eucariotas tienen lo que se denomina “núcleo verdadero” en cuyo interior se albergan lisosomas, el complejo de Golgi, el retículo endoplasmático…etc. Mientras que las procariotas carecen de membrana celular, por lo que tienen sus propios orgánulos esparcidos a lo largo de la célula. Las células procariotas suelen tener flagelos formados por proteínas, así como una pared celular compuesta por aminoácidos y glucosa. En cambio, en las células eucariotas, el flagelo es mucho más complejo y se forma mediante la añadidura de micro tubos. Las procariotas, se caracterizan porque su división celular se produce a través de la división binaria y no mediante la mitosis, produciendo únicamente trasferencia de parte del ADN. En cambio, la división celular en organismos con células eucariotas se produce a través de la mitosis, así como la reproducción sexual a través de la meiosis. Dentro de las células eucariotas, la membrana plasmática contiene esteroles y carbohidratos. Los ribosomas son más grandes, y el ADN mucho más complejo que el de las procariotas. En cambio, en las procariotas, sus membranas carecen de hidratos de carbono y de esteroles y los ribosomas son pequeños.
LAS CÉLULAS PROCARIOTAS:
Como hemos dicho antes, las células procariotas son las más antiguas y más primitivas, y se caracterizan por lo siguiente:
Forman seres de una sola célula. No tienen núcleo. Se alimentan por endocitosis. El citoplasma es muy sencillo y con ribosomas. Reproducción por división binaria. Distintos metabolismos. Los organismos formados por estas células son “procariontes”
LAS CÉLULAS EUCARIOTAS: Este tipo de células son menos primitivas, más modernas y se cree que surgieron como evolución de las procariotas, y se caracterizan por lo siguiente: 1. 2. 3. 4.
Forman seres pluricelulares. Si tienen núcleo. Se alimentan por endocitosis. Gran variedad de orgánulos.
SEMEJANZAS
1. 2. 3. 4. 5.
ENTRE
CELULAS
EUCARIOTAS
Y
PROCARIOTAS
Ambas son células Las dos tienen membrana celular Las dos poseen ADN Ambas tienen ribosomas Las dos son seres vivos
Las células eucariotas aparecieron por un proceso de endosimbiosis de células procariotas, y a ello se debe que los orgánulos de las células eucariotas sean membranosos, a diferencia de los de las células eucariotas que no tienen membranas.
DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS EUCARIOTAS ANIMALES Y VEGETALES. Célula eucariota animal: Características diferenciales
El exterior y el interior celular están separados por una membrana plasmática que interviene en los procesos de intercambio de sustancias, la regulación hídrica y osmótica, el reconocimiento celular, etc. Las células animales tienen un esqueleto flexible interno, llamado citoesqueleto, que colabora en dar forma a la célula y en mantener un orden interno. Tienen un par de orgánulos no membranosos llamados centriolos, encargados de la regulación del citoesqueleto e implicados en la división celular. Tienen un tipo de nutrición heterótrofa, es decir obtienen materia y energía a partir de sustancias orgánicas que han producido otros organismos.
Célula eucariota vegetal Características diferenciales
Son generalmente de mayor tamaño que las células eucariotas animales. Están recubiertas por una estructura rígida de aspecto poligonal, cuyo componente principal es la celulosa en las plantas y la quitina en los hongos, y que llamamos pared vegetal. No tiene centriolos, aunque tenga fibras del citoesqueleto. Las vaculoas, orgánulos membranosos que almacenan sustancias de diverso tipo, están muy desarrolladas, llegando a ocupar hasta el 90% del total del volumen de la célula. La nutrición de la célula vegetal en las plantas es autótrofa: realiza la fotosíntesis en unos orgánulos especializados llamados cloroplastos, que contienen clorofila, pudiendo así obtener la materia y la energía a partir de la luz y materia inorgánica (CO2 y agua)
SEMEJANZAS: Ambas poseen un Núcleo organizado formado por la envoltura nuclear o Carioteca que separa el ADN del resto de la célula, son células Eucariotas Ambas poseen Múltiples moléculas de ADN de tipo Histónico formando un complejo de Nucleoproteínas o Cromatina Ambas poseen membrana plasmática con Permeabilidad selectiva de tipo activa(con gasto de energía) y pasiva(sin gasto de energía) Ambas realizan los procesos de Endocitosis y Exocitosis Ambas poseen todos los organelos membranosos(lisosomas, vacuolas, mitocondrias, etc) y no membranosos(ribosomas) Ambas poseen Sistemas membranosos internos o sistemas de Endomembranas (Carioteca, Retículo endoplasmático rugoso, liso, complejo de golgi) Ambas se dividen por Mitosis(solo las células somáticas) y por Meiosis(solo las célualas germinales o gametas)
PARTES DE LA CÉLULA Membrana plasmática- La membrana que rodea la célula se compone de dos capas de lípidos llamada "bicapa lipídica". Los lípidos que están presentes en la membrana plasmática se llaman "fosfolípidos". Estas capas de lípidos están formadas por una serie de ácidos grasos. El ácido graso que forma esta membrana tiene dos partes diferentes, una pequeña parte que ama el agua- la cabeza hidrofilia. Hidro significa agua y fílica amor. La otra parte de este ácido graso es repelente al agua. Esta parte, la cola del ácido, hidrofóbica. Hidro significa agua y el fóbica significa miedo. La membrana plasmática está organizada de tal forma que las colas se ven unas a otras en el interior y la cara se dirige hacia el exterior de la membrana.
Canales/poros- Un canal en la membrana plasmática de la célula. Este canal se compone de ciertas proteínas cuya función es controlar el movimiento de nutrientes y agua en la célula. Estos canales se componen de ciertas proteínas.
Núcleo- El núcleo es el centro de control de la célula. Es el mayor orgánulo de la célula y contiene el ADN de la célula.
ADN (ácido desoxirribonucleico) contiene toda la información para que las células vivan y puedan realizar sus funciones y reproducirse.
Dentro del núcleo es otro orgánulo denominado nucléolo. El nucléolo es responsable de crear los ribosomas. Los círculos en la superficie del núcleo son los poros nucleares. Aquí es donde los ribosomas y otros materiales entran y salen del núcleo a la célula. Retículo endoplásmatico (RE)- Es una red de membranas en el citoplasma de la célula. Hay dos tipos de RE. Cuando el RE tiene ribosomas adheridos se llama RE rugoso y RE liso cuando no tienen ribosomas en el RE. El retículo endoplásmatico rugoso es donde más se produce la síntesis de proteínas en la célula. La función del retículo endoplásmico liso es sintetizar los lípidos en la célula. El RE liso también ayuda en la desintoxicación de sustancias dañinas en la célula.
Ribosomas- Orgánulos que ayudan en la síntesis de proteínas. Los ribosomas están compuestos de dos partes, llamados subunidades.
Reciben sus nombres por su tamaño. Una unidad es más grande que la otra por lo que se llaman subunidades grandes y pequeñas. Estas dos subunidades son necesarias para la síntesis de proteínas en la célula. Cuando las dos unidades se acoplan con una unidad de información especial llamada ARN mensajero, producen proteínas. Algunos ribosomas se encuentran en el citoplasma, pero la mayoría están unidos al retículo endoplásmatico. Mientras están unidas al RE, los ribosomas producen proteínas que la célula necesita y también otras proteínas que serán exportadas fuera de la celular hacia otras partes del cuerpo para desempeñar sus respectivas funciones. Aparato de Golgi- Este el orgánulo de la célula es el que es responsable de la correcta clasificación y envío de las proteínas producidas en el RE. Al igual que los paquetes de correo que debe tener una dirección correcta de envío, las proteínas producidas en el RE, deben ser correctamente enviadas a su respectiva dirección. En la célula, el transporte y la clasificación se realizada por el aparato de Golgi. Es un paso muy importante durante la síntesis de proteínas. Si el aparato de Golgi comete un error en el envío de las proteínas a la dirección correcta, determinadas funciones en la célula puede parar. Este orgánulo lleva el nombre de un cirujano Italiano llamado Camillo Golgi. Fue el primero en describir este orgánulo en la célula. También es el orgánulo único que se escribe con mayúscula.
Mitocondrias- Aquí es de donde sale la energía para la célula. Este orgánulo guarda la energía de los nutrientes en la forma de ATP. Cada tipo de célula tiene una cantidad diferente de mitocondrias. Hay más mitocondrias en las células que tienen que realizar mucho trabajo, por ejemplo las células musculares de la pierna, las células musculares del corazón, etc. Otras células necesitan menos energía para hacer su trabajo por lo cual tienen menos mitocondrias.
Cloroplasto- El orgánulo celular en el que se realiza la fotosíntesis. En este orgánulo la energía de la luz del sol se convierte en energía química. Los cloroplastos se encuentran sólo en las células vegetales, no las células animales. La energía química que se produce en los cloroplastos finalmente se utiliza para hacer carbohidratos como el almidón, que se almacenan en la planta. Los cloroplastos contienen pigmentos diminutos llamados clorofilas. Clorofilas son responsables de atrapar la energía de la luz del sol. Vesículas- Este orgánulo ayuda a almacenar y transportar los productos producidos por la célula. Las vesículas son los vehículos de transporte y de entrega como nuestro correo y camiones de Federal Express. Algunas vesículas entregan materiales a partes de la célula y otras pueden transportar materiales fuera de la célula en un proceso llamado exocitosis.
Vacuolas- Células vegetales tienen lo que parece un espacio vacío muy grande en el centro. Este espacio se llama la vacuola. No te dejes engañar, la vacuola contiene grandes cantidades de agua y otros materiales importantes, tales como azúcares, iones y pigmentos. Citoplasma- Un término para todo el contenido de una célula aparte del núcleo. A pesar de que la ilustración no parece, el citoplasma contiene principalmente agua. Algunos datos curiosos sobre el agua y el cuerpo humano:
Un cuerpo humando de un adulto contiene entre 50 y 65 por ciento de agua. El cuerpo de un niño tiene un poco más de 75 por ciento agua en un. El cerebro humano es aproximadamente 75 por ciento de agua.
Pared celular y plasmodesmos- Además de las membranas celulares, las plantas tienen paredes celulares. Las paredes celulares proporcionan protección y apoyo para las plantas. A diferencia de las membranas celulares materiales no pueden pasar a través de las paredes celulares. Esto sería un problema para las células vegetales por si no fuera por las aberturas especiales llamadas plasmodesmos. Estas aperturas se utilizan para la comunicación y el transporte de materiales entre las células vegetales, porque las membranas celulares son capaces de tocar y por lo tanto poder intercambiar materiales necesarios.
Peroxisomas- Estos juntan y descomponen las sustancias químicas que son tóxicas para la célula.
Centriolos- Estos solo se encuentran en las células animales y entran en acción cuando las células se dividen, ayudando a la organización de los cromosomas.
Lisosomas- Creado por el aparato de Golgi, estas ayudan a romper las moléculas grandes en trozos más pequeños que la célula puede utilizar.
Citoesqueleto- Formado por filamentos y túbulos que ayudan a dar forma y soportar la célula. También ayuda a mover las cosas dentro de la célula. Con fines de ilustrarlo, el citoesqueleto se dibuja en un solo lugar de la celular, cuando en realidad se encuentra en toda la célula entera.
DIVISIÓN CELULAR La división celular es una parte muy importante del ciclo celular en la que una célula inicial se divide para formar células hijas. Gracias a la división celular se produce el crecimiento de los seres vivos. En los organismos pluricelulares este crecimiento se produce gracias al desarrollo de los tejidos y en los seres unicelulares mediante la reproducción vegetativa. Los seres pluricelulares reemplazan su dotación celular gracias a la división celular y suele estar asociada con la diferenciación celular. En algunos animales la división celular se detiene en algún momento y las células acaban envejeciendo. Las células senescentes se deterioran y mueren debido al envejecimiento del cuerpo. Las células dejan de dividirse porque los telómeros se vuelven cada vez más cortos en cada división y no pueden proteger a los cromosomas como tal.
PROCESOS DE DIVISIÓN CELULAR
Interfase es la preparación de las células para la división. Mitosis es la forma más común de la división celular en las células eucariotas. Una célula que ha adquirido determinados parámetros o condiciones de tamaño, volumen, almacenamiento de energía, factores medioambientales, puede replicar totalmente su dotación de ADN y dividirse en dos células hijas, normalmente iguales. Ambas células serán diploides o haploides, dependiendo de la célula madre. Meiosis es la división de una célula diploide en cuatro células haploides. Esta división celular se produce en organismos multicelulares para producir gametos haploides, que pueden fusionarse después para formar una célula diploide llamada cigoto en la fecundación.
Los seres pluricelulares reemplazan su dotación celular gracias a la división celular y suele estar asociada a la diferenciación celular. En algunos animales, la división celular se detiene en algún momento y las células acaban envejeciendo. Las células senescentes se deterioran y mueren, debido al envejecimiento
del cuerpo. Las células dejan de dividirse porque los telómeros se vuelven cada vez más cortos en cada división y no pueden proteger a los cromosomas. Las células cancerosas son inmortales. Una enzima llamada telomerasa permite a estas células dividirse indefinidamente. La característica principal de la división celular en organismos eucariotas es la conservación de los mecanismos genéticos del control del ciclo celular y de la división celular, puesto que se ha mantenido prácticamente inalterable desde organismos tan simples como las levaduras a criaturas tan complejas como el ser humano, a lo largo de la evolución biológica.
Reproducción celular que involucra la mitosis. La mayoría de los organismos eucariotas como los humanos tienen más de un cromosoma. Con el fin de asegurarse de que una copia de cada cromosoma sea segregado en cada célula hija se utiliza el huso mitótico. Los cromosomas se mueven a lo largo de los microtúbulos largos y delgados como los trenes en movimiento a lo largo de las vías del tren. Los seres humanos son diploides, tenemos dos copias de cada tipo de cromosoma, uno del padre y uno de la madre.
Reproducción celular que involucra la meiosis. Las células sexuales, denominadas también gametos, son producidas por meiosis. Para la producción de esperma hay dos pasos (citocinesis) que producen un total de cuatro células N, cada una con la mitad del número normal de cromosomas. La situación es diferente: en los ovarios la producción de huevos en uno de los cuatro conjuntos de cromosomas que se segrega se coloca en una célula huevo grande, listo para ser combinado con el ADN de una célula de esperma.
CIENTÍFICOS QUE APORTARON EN LA HISTORIA DE LA CIENCIA. Año 1665
Científico Robert Hooke
1670
Aton Van Leeuven Hoek
1676
Aton Van Leeuven Hoek
1830 1831
Mathias Scheleiden y Theodor Schwann Robert Brawn
1838
Theodor Schwann
1839
Purkinje
1855
Remarck y Virchow
Descubrimiento Construyo un microscopio y observo por primera vez células vegetales (Muerta) Observo diversas células eucariotas(Espermatozoides), Cèlulas procariotas (Bacterias) Construye un microscopio de mayor aumento Estudiaron la célula animal y postulados celulares. Observo que el núcleo estaba en todas las células vegetales Postulo que la célula era un principio de construcción de organismos mas complejos Observo en el microscopio citoplasmas celulares. Afirmaron que toda célula proviene de otra célula.
1865
Gregor Mendel
1869 1902
Friedrich Miescher Suttonp Boveri
1911
Stutevan
1914
Robert Tedyen
1953
Watson y Crick
1997
Lan Vilmut
2000
EEUU, Gran Bretaña, Francia, Alemania, Japón y China.
1) Ley o principio de la segregación. 2) Ley o principio de distribución independiente. Aisló el ADN Refiere que la información biológica hereditaria reside en los cromosomas Comenzó a escribir mapas cromosómicos los lucis de los genes. Descubrió que el ADN se encuentra en los cromosomas de las células y puede teñirse confutsia. Elaboraron un modelo de doble hélice del ADN Científico que clono la oveja Dolly Países que dieron lugar al genoma humano