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UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO EN AGUADILLA
     DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES




           Capítulo 4:
Estructura y Funciones de la célula

          BIOL 3001
    c_lopez_pr@yahoo.com
Objetivos
1. Entender los principios básicos de la Teoría
   Celular.
2. Comparar las características generales de las
   células procarióticas y eucarióticas
3. Explicar por qué la relación entre área de
   superficie y volumen de una célula es importante.
4. Describir el núcleo de las células eucarióticas con
   respecto a su estructura y función.
5. Describir los orgánulos asociados con el sistema
   de citomembranas y entender la función de cada
   uno de ellos.
6. Distinguir entre retículo endoplásmico liso y
   rugoso en términos de estructura.
Objetivos

6. Describir la función de los lisosomas.
7. Comparar la función de los cloroplastos y
   mitocondrias.
8. Explicar la importancia del citoesqueleto en
   términos de composición y función.
9. Relacionar las características estructurales de
   cilios y flagelos con su función.
Célula
• La unidad mas pequeña que puede llevar
  a cabo todas las actividades asociadas
  con la vida.
  – Procariotas y algunos protistas y fungi son
    unicelulares
  – Plantas y animales son multicelulares
  – Células intercambian materiales y energía
    con el medio ambiente
Introducción : Historia
• 1665 - Robert Hooke: descubre la célula

• 1673 - Anton Van Leeuwenhoek :describe por
  primera vez organismos microscópicos

• 1838 -1839- Matthias Schleiden y Theodor Schwan:
  proponen que todas las plantas y animales están
  compuestos por células (teoría celular)



• 1855 – Virchow: observa células dividiéndose en
  células hijas
Observación de las células de corcho
           por R. Hooke
Teoría Celular

• La célula es la unidad básica de la vida.

• Todos los organismos estas compuestos
  por una o más células.

• Las células provienen de células
  preexistentes.
Organización Celular
• Similar en todas las células

  – Delimitadas por membrana celular
     • Separa su contenido del medio ambiente que
       la rodea.
     • Permite el intercambio de materiales y energía
       con el exterior.


  – Presencia de organelos - Estructuras
    internas especializadas en llevar a cabo
    funciones vitales en la célula
EL MICROSCOPIO
       •   Los especímenes biológicos
           pueden ser muy pequeños. Por
           esa razón, frecuentemente
           usamos un instrumento óptico
           que amplía la imagen, llamado
           microscopio.

       •   Existen muchos tipos de
           microscopios : de luz,
           electrónico, de contraste de
           fase, de luz ultravioleta, de
           fluorescencia. Los de uso más
           común son : el microscopio de
           luz y el microscopio electrónico.
Distintos tipos de
           microscopios

• Existen muchos tipos de microscopios : de
  luz, electrónico, de contraste de fase, de
  luz ultravioleta, de fluorescencia.

• Los de uso más común son : el
  microscopio de luz y el microscopio
  electrónico
EL MICROSCOPIO
             :

       • El microscopio de
         luz : Este instrumento
         magnifica y enfoca los rayos
         de luz por medio de lentes.
         Los rayos de luz pueden ser
         naturales o artificiales.
       • Es uno de los microscopios
         más utilizados y que se ve
         con mayor frecuencia.
          – Microscopio de campo
            claro
Conceptos básicos en microscopía
• Magnificación: factor por el cual la
  imagen es agrandada.

• Poder de resolución: capacidad del
  microscopio para distinguir objetos que
  están muy cercanos.

• Contraste: Se refiere a cuan bien se
  destacan los detalles de la imagen. El
  uso de tientes ayuda a aumentar el
  contraste.
Microscopio
• Dos tipos principales:

  – Microscopio de Luz
     • Fuente de iluminación: luz
     • Sistema de enfoque: lentes de vidrio


  – Microscopio Electrónico:
     • Fuente de iluminación: haz de electrones
     • Sistema de enfoque: electroimanes
Microscopio de luz
• Puede ser simple (un solo lente) o compuesto
  (dos o más lentes)

• Fuente de iluminación
   – Luz visible:
      • Campo claro
      • Contraste de fase
   – Luz ultravioleta:
      • Microscopio de fluorescencia)

• Magnificación Máxima: 2000X
• Resolución: 0.2 µm (1/1000 mm)
Microscopio compuesto de luz visible
           Imagen
          Aumentada




                       Lente
                       Ocular




                      Lente
                      Objetivo
                       Espécimen
                      Condensador

                       Fuente de
                          Luz
Microscopio electrónico de transmisión

• Produce      una     imagen
  bidimensional interna del
  espécimen
• Muestra debe cortarse muy
  fina con un microtomo




    Micrografía  electrónica    de
    transmisión mostrando cilios             16
Microscopio electrónico de rastreo

• Produce una imagen
  tridimensional     de   la
  superficie del espécimen
• Muestra debe ser cubierta
  de oro u otros metales
  conductores



 Micrografía electrónica de
 rastreo mostrando cilios

                                      17
Medidas De Longitud Usadas Por Los
Biólogos - Sistema Internacional (SI)
Relación Entre El
 Tamaño De Algunas
   Células Y Otros
     Niveles De
Organización Biológica
Measuring Cells

 One micrometer (μm) is one-thousandth of a
  millimeter
Different Microscopes,
Different Characteristics
human eye, no microscope
                                    light microscopes
                  electron microscopes                                   humans
                                                            hummingbirds
          lipids     virus                    most animal
                           mitochondria, cells and plant cells
                           chloroplasts
 small                                most
              proteins              bacteria
molecules                                             frog egg




0.1 nm 1 nm 10 nm 100 nm 1 µm 10 µm        100 µm1 mm 1 cm 0.1 m 1 m         10 m   100 m




                                                                                    Fig. 4-9, p. 59
Tamaño Celular

• Células procariótas – 0.1 – 10 µm

• Células eucariótas – 10 a 100 µm

• Algunas células pueden alcanzar una
  longitud de un metro.
Tamaño Celular

• Límite inferior –
  – Determinado por la cantidad mínima de
    componentes que una célula debe
    albergar (moléculas, orgánelos) y su
    función


• Límite superior –
  – Determinado por el radio de área de
    superficie a volumen
  – Alto radio de área de superficie a volumen:
    difusión de nutrientes, gases y excreción
    de desechos más eficiente
Célula
• Todas las células contienen:

  A) Membrana plasmática o celular: barrera
  con el medio ambiente
    • Formada por una bicapa de fosfolípidos y
      proteínas asociadas
    • Mantiene la permeabilidad selectiva de la célula

  B)Material genético:      DNA     organizado     en
  cromosoma(s)
    • Puede estar rodeado o no por una membrana. Si
      está rodeado, el área se llama núcleo
      (eucariótica). Si no lo está, el área se llama
      nucleoide (procariótica)
Célula
• Todas las células contienen:

  C) Citoplasma: matriz semifluida en el interior
  de la membrana
    • Compuesto por agua, macromoléculas y
      nutrimentos disueltos
    • Es de consistencia gelatinosa
    • Lugar en donde se llevan a cabo casi todas las
      actividades metabólicas de la célula


  D) Ribosomas: orgánulos responsables de
  llevar a cabo la síntesis de proteínas
Ribosomas
• Son organelos donde ocurre la síntesis de
  proteínas.

• Están compuestos de proteínas y RNA
  ribosomal (r-RNA)

• Aunque están presentes en todas las
  células, se pueden distinguir según su
  coeficiente de sedimentación (S):
  – 80S –ribosomas eucariotas
  – 70S – ribosomas procariotas
Estructura de un ribosoma
Ribosomas

• Se organizan en dos sub-unidades
  ribosomales de distinto tamaño:
              Eucariota       Procariota
  – Grande        60S             50S
  – Pequeña       40S             30S



  – 80S –ribosomas eucariotas
  – 70S – ribosomas procariotas
Célula
  • Según la complejidad de la células,
    éstas se pueden clasificar en dos
    categorías:

    – Célula procariota

    – Célula eucariota
Introducción a la células
      procariontes
Procariotas
• Formas de vida más antiguas.

• Formas de vida más pequeñas y con
  mayor diversidad metabólica.

• Bacteria y Arqueas

• Tiene una pared celular rígida
Ejemplo de un organismo procariótico:
Escherichia coli
Estructura de los procariotas

• Bacterias:
  – Pared celular : peptidoglucano

  – Capsula: capa externa que rodea las células
    de la mayoría de las bacterias patógenas de
    las defensas del huésped.
     • También ayuda a adherirse a superficies.
     • Formada por polisacáridos
• Arqueas:
  – Pared celular: proteínas
Estructura de células procariotas
 Fimbrias y pili:
    Apéndices finos que se proyectan de la pared celular
    Son de naturaleza proteica
    Ayudan a la célula a adherirse a superficies
    Algunos tipos especializados, como los pilis sexuales,
     intervienen en la conjugación bacteriana


 Flagelos:
    Estructuras de locomoción, actúan como hélices
    Compuestos principalmente de flagelina (proteína)
    Estructura distinta a los flagelos eucarióticos
Partes de una célula procariótica
Flagelos




lunes, 14 de mayo de 2012   37
Estructura de los procariotas
• Membrana plasmática: barrera
  selectivamente permeable que controla el
  flujo de sustancias hacia el citoplasma.

    – Tiene transportadores, receptores y proteínas
      que efectúan procesos metabólicos
      importantes.



lunes, 14 de mayo de                              38
2012
Estructura de la membrana celular




lunes, 14 de mayo de 2012                 39
Estructura de una célula procariótica

   • Ribosomas:
          – Son orgánulos donde ocurre la síntesis de proteínas
            que están presentes en todas las células

          – Pueden estar adheridos a membrana o libres en el
            citoplasmas

          – Están compuestos de proteínas y RNA ribosomal




lunes, 14 de mayo de 2012                                    40
Estructura de una célula procariótica
• Región nucleoide
  – No está delineada por membrana

  – Contiene el cromosoma procariótico
     • Está formado por una molécula de hebra
       doble de DNA circular súper enrollado

  – La célula procariótica puede contener material
    genético fuera del cromosoma
     • Se les conoce como plásmidos
        – DNA extracromosomal
        – Confiere resistencia a antibióticos
Estructura de células procariotas

• Biopelícula:
  – Capa de polisacáridos o glucoproteínas que
    secretan algunas bacterias y le que le permiten
    vivir a diferentes comunidades bacterianas en un
    misma área con otros microorganismos.

  – Consta de especie múltiples todas ellas
    entremezcladas en sus secreciones.

  – Puede incluir bacterias, algas, hongos, protistas y
    arqueas.
Introducción a las células
       eucariotas
Célula eucariota
• Posee organelos membranosos internos

• Posee un sistema de membranas internas
  que crean compartimientos y permiten la
  separación y especialización de funciones
  celulares específicas

• Posee núcleo definido: organulo rodeado
  por doble membrana célular, contiene DNA
  y ejerce control genético sobre la célula
Estructura de una célula eucariota
                (El nucleo)
• Núcleo:
  – Contiene en su interior y protege el ADN


• Envoltura nuclear (membrana nuclear):
  – Formada por dos capas de fosfolipidos
  – Tiene proteínas ancladas en su superficie
     • Sistemas de transportes
     • Receptores
     • Poros
  – Los gases y el agua la atraviesan sin dificultad,
    las demás sustancias solo pueden atravesarla
    mediante transportadores y poros nucleares.
Estructura de la célula eucariota
             (El núcleo)
• Nucleoplasma:
  – Líquido viscoso en el interior del núcleo,
    similar al citoplasma.


• Nucleolo:
  – Región densa, de forma irregular que
    consiste de DNA, RNA y proteínas
  – Produce el r-RNA para la formación de
    ribosomas y proteínas
  –
Estructura de la célula eucariota
             (El núcleo)
• Cromatina: ADN + proteínas asociadas
  en el núcleo.



• Cromosoma: cada molécula de ADN
  junto a las proteínas unidas a ellas.
  – Durante la división celular se condensa y se
    puede observar.
Estructura del Núcleo Celular
Sistema interno de membranas

• Es una serie de organelos que trabajan de
  una de manera conjunta, principalmente
  para:
  – Sintetizar y modificar las proteínas y lipidos
    de la membrana celular.
Sistema interno de membranas

• Conjunto de organelos que trabajan en
  la síntesis, almacenaje y transporte de
  moléculas biológicas

• Se compone de:
  – Retículo endoplásmico rugoso o arrugado
  – Retículo endoplásmico liso
  – vesículas
  – Aparato de Golgi
  – Lisosomas
Estructura de la célula eucariota
• Retículo endoplásmico (RE):
  – Extensión de la envoltura nuclear
  – Compartimiento continuo que forma sacos
    aplanados y tubulares

  – Tipos:
  A. Reticulo endoplasmico rugoso (RER): tiene
      ribosomas pegados en su superficie
     -Ribosomas: sintetizan cadenas de polipepidos
     En el RER las proteínas se doblan y adquieren su
     forman.
     - Muchas de estas proteínas son transportadas a
     distintas partes de la célula.
Estructura de la célula eucariota
• B. Retículo endoplásmico Liso:
 Es continuo con el retículo endoplásmico rugoso o
  arrugado

 Forma una red de canales interconectados que carecen
  de ribosomas

 Funciones:
      Síntesis          de            lípidos   (ácidos
       grasos, esteroides, fosfolípidos)
      Regula la cantidad de azúcar liberada por células
       hepáticas
      Detoxificación de drogas y otras toxinas
      Almacenaje de iones de calcio
lunes, 14 de mayo de 2012   53
Retículos endoplásmicos
Estructura de una célula eucariota

• Vesículas:
  – Pequeños oraganelos similares a sacos
    recubiertos de membranas.
  – Se forman en gran número
  – Funciones:
    • Muchos transportan sustancias de un oraganelo a
      otro o hacia adentro o hacia afuera de la
      membrana plasmática.

    • Otros (peroxisomas) contienen enzimas que
      digieren ácidos grasos y aminoácidos.
Aparato de Golgi
• Complejo de membranas aplanadas

• Posee espacio interno llamado lumen

• Almacenaje y transporte de moléculas de
  importancia biológica
   – Proteínas     sintetizadas   en RE son
     transportadas en vesículas al aparato de
     Golgi
   – Coloca los detalles finales a las proteínas y
     lípidos que llegan del RE
   – Clasifica, modifica empaca y distribuye
     las proteínas
Aparato de Golgi
Aparato de Golgi
Lisosomas
• Vesículas rodeadas de membrana
  especializadas en la digestión.

• Contienen    enzimas     hidrolíticas   o
  digestivas


• Presentes    solamente     en     células
  animales
Lisosomas
• Sirven para disponer de desechos y como
  centro de reciclado.

• Las enzimas de su interior rompen las
  moléculas de gran tamaño en subunidades más
  pequeñas que la célula puede emplear como
  material de síntesis o eliminación.

• Mal funcionamiento puede resultar en
  consecuencias letales:
  – Mal de Tay-Shas= descomposición de gangliósidos
The Endomembrane System
The Endomembrane System
The Endomembrane System
Mitocondria
• Tipo de organelo que se especializa en
  sintetizar ATP (molécula que nos provee
  energía).

• El proceso de respiración aerobia ocurre
  dentro del mitocondria.

• Formado por dos membranas, una de ella
  muy plagada dentro de la otra, da lugar a
  dos compartimientos.
Mitocondria

• Casi todas las células eucariotas tienen
  mitocondria, pero las procariotas NO.

• El número de mitocondrias varia según el
  tipo o el organismo (desde 1 hasta miles).

• Los mitocondrias se asemejan a las
  bacterias en su forma, tamaño y
  bioquímica.
Mitocondria

• Tiene su propio ADN
• Se dividen independientemente de la
  célula
• tienen sus propios ribosomas

• Teoría: los mitocondrias evolucionaron de
  una bacteria aerobia que comenzaron a
  residir de manera permanente en una
  célula huésped.
Mitochondrion
Plástidos
• Son organelos recubiertos de membrana
  que tienen funciones en la fotosíntesis o
  almacenamiento en células vegetales y
  algas.

• Ejemplos:
  – Cloroplastos
  – Cromoplastos
  – Amiloplastos
Plástidos
• Cloroplastos: organelos responsables de
  la fotosíntesis en algas y plantas.
  – Tienen forma de disco
  – Tiene dos membranas internas
  – Liquido intermembranal= estroma
    • Contiene DNA (propio de las cloroplastos) y
      enzimas
  – Membrana tilacoide: incorpora pigmentos y
    proteínas
    • Clorofila: pigmento más abundante
The Chloroplast
Plástidos
• Cromoplastos: sintetizan y almacenan
  pigmentos diferentes a la clorofíla.
  – Carotenoides: pigmento anaranjado (flores,
    frutas, hojas)


• Amiloplasto: son plástidos no
  pigmentados que almacenan gránulos de
  almidón
  – Se encuentran en tallos, tubérculos
Células de Elodea sp.




    Cloroplastos    Pared celular
Vacuolas Central
• Compartimientos rodeados de membrana
  biológica. Son de mayor tamaño que los
  lisosomas.

• Toman parte en la digestión y almacenaje de
  sustancias en la célula (H20, nutrimentos,
  aminoácidos, iones, desechos y otros).

• En la célula vegetal la presión del líquido
  mantiene la célula firme. (Ocupa del 50-90%
  del interior de la célula junto con el citoplasma)
4.7 Visual Summary of Eukaryotic Cells
Pared celular en células eucariotas

• Presente en plantas, hongos, protistas.
  – NO se encuentra en animales


• Estructura porosa que sirve de protección
  y apoyo a la célula
Pared celular
• Es una capa rígida y gruesa que provee
  protección y permiten que la célula
  tenga su forma definida

• Está principalmente        compuesta        de
  polisacáridos:
  – Células vegetales: celulosa
  – Células de hongos: quitina
  – Células de protistas: sílica, celulosa, entre
    otros
Pared celular en plantas
• Pared celular primaria: formada por
  celulosa.

• Pared celular secundaria: formada por
  lignina.

• Cutícula: capa cerosa sobre su superficie creada
  para evitar la desecación.
Organelles of Eukaryotic Cells
Matrices en las células
• Matriz extracelular:
  – Mezcla sin vida de proteínas fibrosas y
    polisacáridos.
  – Es secreta por las células
  – Varia según el tipo de tejido
  – Sirve de apoyo y anclaje a la célula
  – Separa los tejidos
  – Tiene funciones en la señalización celular
Matriz extra celular

 A bone cell surrounded by extracellular matrix
Matriz Extracelular
Uniones celulares
• Uniones celulares:
  – Estructuras que conectan las células con
    otras vecinas y el entorno.


• Funciones:
  – Enviar, recibir iones, moléculas o señales
  – Ayudan a las células a reconocerse unas con
    otras y con la matriz extracelular y a pegarse.
Tipos de uniones celulares
• Plasmodesmos (plasmodesmata)
  – Canales entre células vegetales adyacentes
  – Sistema circulatorio y de canales


• Uniones comunicantes (Gap Junctions)
  – Canales abiertos que conectan el citoplasma
    de células adyacentes
  – Permiten flujo de iones entre células
    adyacentes
Tipos de uniones celulares
• Uniones estrechas (Tight Junctions)
  – Barreras a la difusión
  – Se encuentran células que recubren las
    superficies y cavidades internas de los
    animales
  – Sellan células y evitan que el líquido escape


• UnionesadherentesDesmosomas
  (Desmosomes)
  – Sirven de estructura de anclaje entre células
Conexiones Celulares
Citoesqueleto
• Sistema interconectado por muchos
  filamentos proteicos.

• Partes de este sistema refuerzan,
  organizan y mueven estructuras.

• Algunos filamentos son permanentes otros
  se forman solo en determinado momento,
Citoesqueleto
• Microfilamentos
  – Estructuras helicoidales sólidas
  – Hechas de una proteína globular llamada
    actina
  – Involucrados en movimiento, soporte y división
    celular

• Filamentos Intermedios
   – Estructura similar a una soga
   – Compuestas de proteínas fibrosas
   – Involucrados en el anclaje de ciertos orgánulos
   – Refuerzan y mantiene las estructuras de
     células y tejidos
Citoesqueleto
• Microtúbulos
  – Cilindros rectos y huecos
  – Hechos de una proteína globular llamada tubulina
  – Forman un andamiaje dinámico para muchos
    procesos celulares.
  – Se ensamblan con rapidez cuando se necesitan y
    desensamblan cuando no s necesitan.
  – Ejemplo:
     • Se forman en el extremo o crecimiento de una célula
       nerviosa joven, sirviendo de apoyo para su elongación.
Citoesqueleto


                                                            Tubulina

                                        Proteínas
              Actina                    Fibrosas
                                                                             25 nm
                            7 nm                    10 nm

Microfilamentos                    Filamentos intermedios     Microtúbulos

lunes, 14 de mayo de 2012                                                       92
Citoesqueleto
Cilios y flagelos
• Estructuras        compuestas       por
  microtúbulos, cubiertas por la membrana
  celular


• Funciones: locomoción y movimiento de
  fluidos

• Difieren en su longitud
  – Cilios: son cortos y actúan como remos
  – Flagelos: son largos y usualmente
    ondulan
Flagelo de un espermatozoide
Pseudópodos
• Conocidos como pies falsos.
Corte Transversal de un Cilio
Estructura de un Flagelo
Diagramas de Comparación
 entre diferentes tipos de
          células
Organización de una Célula Animal

                      Nucleolo
Organización de una Célula
                            Vegetal     Retículo
                                        endoplásmico
                                        rugoso

                                                       Ribosomas



                                                              Retículo endoplásmico liso


               Aparato de
                 Golgi

                                                                   Microtúbulos
              Vacuola
               Central                                             Filamento      Citoesqueleto
Sólo en
                                                                   intermedio
células
vegetales    Cloroplasto
                                                               Microfilamento
            Pared celular



                   Mitocondria


                   Peroxisoma

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Estructura y funcion de la célula

  • 1. UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO EN AGUADILLA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Capítulo 4: Estructura y Funciones de la célula BIOL 3001 c_lopez_pr@yahoo.com
  • 2. Objetivos 1. Entender los principios básicos de la Teoría Celular. 2. Comparar las características generales de las células procarióticas y eucarióticas 3. Explicar por qué la relación entre área de superficie y volumen de una célula es importante. 4. Describir el núcleo de las células eucarióticas con respecto a su estructura y función. 5. Describir los orgánulos asociados con el sistema de citomembranas y entender la función de cada uno de ellos. 6. Distinguir entre retículo endoplásmico liso y rugoso en términos de estructura.
  • 3. Objetivos 6. Describir la función de los lisosomas. 7. Comparar la función de los cloroplastos y mitocondrias. 8. Explicar la importancia del citoesqueleto en términos de composición y función. 9. Relacionar las características estructurales de cilios y flagelos con su función.
  • 4. Célula • La unidad mas pequeña que puede llevar a cabo todas las actividades asociadas con la vida. – Procariotas y algunos protistas y fungi son unicelulares – Plantas y animales son multicelulares – Células intercambian materiales y energía con el medio ambiente
  • 5. Introducción : Historia • 1665 - Robert Hooke: descubre la célula • 1673 - Anton Van Leeuwenhoek :describe por primera vez organismos microscópicos • 1838 -1839- Matthias Schleiden y Theodor Schwan: proponen que todas las plantas y animales están compuestos por células (teoría celular) • 1855 – Virchow: observa células dividiéndose en células hijas
  • 6. Observación de las células de corcho por R. Hooke
  • 7. Teoría Celular • La célula es la unidad básica de la vida. • Todos los organismos estas compuestos por una o más células. • Las células provienen de células preexistentes.
  • 8. Organización Celular • Similar en todas las células – Delimitadas por membrana celular • Separa su contenido del medio ambiente que la rodea. • Permite el intercambio de materiales y energía con el exterior. – Presencia de organelos - Estructuras internas especializadas en llevar a cabo funciones vitales en la célula
  • 9. EL MICROSCOPIO • Los especímenes biológicos pueden ser muy pequeños. Por esa razón, frecuentemente usamos un instrumento óptico que amplía la imagen, llamado microscopio. • Existen muchos tipos de microscopios : de luz, electrónico, de contraste de fase, de luz ultravioleta, de fluorescencia. Los de uso más común son : el microscopio de luz y el microscopio electrónico.
  • 10. Distintos tipos de microscopios • Existen muchos tipos de microscopios : de luz, electrónico, de contraste de fase, de luz ultravioleta, de fluorescencia. • Los de uso más común son : el microscopio de luz y el microscopio electrónico
  • 11. EL MICROSCOPIO : • El microscopio de luz : Este instrumento magnifica y enfoca los rayos de luz por medio de lentes. Los rayos de luz pueden ser naturales o artificiales. • Es uno de los microscopios más utilizados y que se ve con mayor frecuencia. – Microscopio de campo claro
  • 12. Conceptos básicos en microscopía • Magnificación: factor por el cual la imagen es agrandada. • Poder de resolución: capacidad del microscopio para distinguir objetos que están muy cercanos. • Contraste: Se refiere a cuan bien se destacan los detalles de la imagen. El uso de tientes ayuda a aumentar el contraste.
  • 13. Microscopio • Dos tipos principales: – Microscopio de Luz • Fuente de iluminación: luz • Sistema de enfoque: lentes de vidrio – Microscopio Electrónico: • Fuente de iluminación: haz de electrones • Sistema de enfoque: electroimanes
  • 14. Microscopio de luz • Puede ser simple (un solo lente) o compuesto (dos o más lentes) • Fuente de iluminación – Luz visible: • Campo claro • Contraste de fase – Luz ultravioleta: • Microscopio de fluorescencia) • Magnificación Máxima: 2000X • Resolución: 0.2 µm (1/1000 mm)
  • 15. Microscopio compuesto de luz visible Imagen Aumentada Lente Ocular Lente Objetivo Espécimen Condensador Fuente de Luz
  • 16. Microscopio electrónico de transmisión • Produce una imagen bidimensional interna del espécimen • Muestra debe cortarse muy fina con un microtomo Micrografía electrónica de transmisión mostrando cilios 16
  • 17. Microscopio electrónico de rastreo • Produce una imagen tridimensional de la superficie del espécimen • Muestra debe ser cubierta de oro u otros metales conductores Micrografía electrónica de rastreo mostrando cilios 17
  • 18. Medidas De Longitud Usadas Por Los Biólogos - Sistema Internacional (SI)
  • 19. Relación Entre El Tamaño De Algunas Células Y Otros Niveles De Organización Biológica
  • 20. Measuring Cells  One micrometer (μm) is one-thousandth of a millimeter
  • 22. human eye, no microscope light microscopes electron microscopes humans hummingbirds lipids virus most animal mitochondria, cells and plant cells chloroplasts small most proteins bacteria molecules frog egg 0.1 nm 1 nm 10 nm 100 nm 1 µm 10 µm 100 µm1 mm 1 cm 0.1 m 1 m 10 m 100 m Fig. 4-9, p. 59
  • 23. Tamaño Celular • Células procariótas – 0.1 – 10 µm • Células eucariótas – 10 a 100 µm • Algunas células pueden alcanzar una longitud de un metro.
  • 24. Tamaño Celular • Límite inferior – – Determinado por la cantidad mínima de componentes que una célula debe albergar (moléculas, orgánelos) y su función • Límite superior – – Determinado por el radio de área de superficie a volumen – Alto radio de área de superficie a volumen: difusión de nutrientes, gases y excreción de desechos más eficiente
  • 25. Célula • Todas las células contienen: A) Membrana plasmática o celular: barrera con el medio ambiente • Formada por una bicapa de fosfolípidos y proteínas asociadas • Mantiene la permeabilidad selectiva de la célula B)Material genético: DNA organizado en cromosoma(s) • Puede estar rodeado o no por una membrana. Si está rodeado, el área se llama núcleo (eucariótica). Si no lo está, el área se llama nucleoide (procariótica)
  • 26. Célula • Todas las células contienen: C) Citoplasma: matriz semifluida en el interior de la membrana • Compuesto por agua, macromoléculas y nutrimentos disueltos • Es de consistencia gelatinosa • Lugar en donde se llevan a cabo casi todas las actividades metabólicas de la célula D) Ribosomas: orgánulos responsables de llevar a cabo la síntesis de proteínas
  • 27. Ribosomas • Son organelos donde ocurre la síntesis de proteínas. • Están compuestos de proteínas y RNA ribosomal (r-RNA) • Aunque están presentes en todas las células, se pueden distinguir según su coeficiente de sedimentación (S): – 80S –ribosomas eucariotas – 70S – ribosomas procariotas
  • 28. Estructura de un ribosoma
  • 29. Ribosomas • Se organizan en dos sub-unidades ribosomales de distinto tamaño: Eucariota Procariota – Grande 60S 50S – Pequeña 40S 30S – 80S –ribosomas eucariotas – 70S – ribosomas procariotas
  • 30. Célula • Según la complejidad de la células, éstas se pueden clasificar en dos categorías: – Célula procariota – Célula eucariota
  • 31. Introducción a la células procariontes
  • 32. Procariotas • Formas de vida más antiguas. • Formas de vida más pequeñas y con mayor diversidad metabólica. • Bacteria y Arqueas • Tiene una pared celular rígida
  • 33. Ejemplo de un organismo procariótico: Escherichia coli
  • 34. Estructura de los procariotas • Bacterias: – Pared celular : peptidoglucano – Capsula: capa externa que rodea las células de la mayoría de las bacterias patógenas de las defensas del huésped. • También ayuda a adherirse a superficies. • Formada por polisacáridos • Arqueas: – Pared celular: proteínas
  • 35. Estructura de células procariotas  Fimbrias y pili:  Apéndices finos que se proyectan de la pared celular  Son de naturaleza proteica  Ayudan a la célula a adherirse a superficies  Algunos tipos especializados, como los pilis sexuales, intervienen en la conjugación bacteriana  Flagelos:  Estructuras de locomoción, actúan como hélices  Compuestos principalmente de flagelina (proteína)  Estructura distinta a los flagelos eucarióticos
  • 36. Partes de una célula procariótica
  • 37. Flagelos lunes, 14 de mayo de 2012 37
  • 38. Estructura de los procariotas • Membrana plasmática: barrera selectivamente permeable que controla el flujo de sustancias hacia el citoplasma. – Tiene transportadores, receptores y proteínas que efectúan procesos metabólicos importantes. lunes, 14 de mayo de 38 2012
  • 39. Estructura de la membrana celular lunes, 14 de mayo de 2012 39
  • 40. Estructura de una célula procariótica • Ribosomas: – Son orgánulos donde ocurre la síntesis de proteínas que están presentes en todas las células – Pueden estar adheridos a membrana o libres en el citoplasmas – Están compuestos de proteínas y RNA ribosomal lunes, 14 de mayo de 2012 40
  • 41. Estructura de una célula procariótica • Región nucleoide – No está delineada por membrana – Contiene el cromosoma procariótico • Está formado por una molécula de hebra doble de DNA circular súper enrollado – La célula procariótica puede contener material genético fuera del cromosoma • Se les conoce como plásmidos – DNA extracromosomal – Confiere resistencia a antibióticos
  • 42. Estructura de células procariotas • Biopelícula: – Capa de polisacáridos o glucoproteínas que secretan algunas bacterias y le que le permiten vivir a diferentes comunidades bacterianas en un misma área con otros microorganismos. – Consta de especie múltiples todas ellas entremezcladas en sus secreciones. – Puede incluir bacterias, algas, hongos, protistas y arqueas.
  • 43. Introducción a las células eucariotas
  • 44. Célula eucariota • Posee organelos membranosos internos • Posee un sistema de membranas internas que crean compartimientos y permiten la separación y especialización de funciones celulares específicas • Posee núcleo definido: organulo rodeado por doble membrana célular, contiene DNA y ejerce control genético sobre la célula
  • 45. Estructura de una célula eucariota (El nucleo) • Núcleo: – Contiene en su interior y protege el ADN • Envoltura nuclear (membrana nuclear): – Formada por dos capas de fosfolipidos – Tiene proteínas ancladas en su superficie • Sistemas de transportes • Receptores • Poros – Los gases y el agua la atraviesan sin dificultad, las demás sustancias solo pueden atravesarla mediante transportadores y poros nucleares.
  • 46. Estructura de la célula eucariota (El núcleo) • Nucleoplasma: – Líquido viscoso en el interior del núcleo, similar al citoplasma. • Nucleolo: – Región densa, de forma irregular que consiste de DNA, RNA y proteínas – Produce el r-RNA para la formación de ribosomas y proteínas –
  • 47. Estructura de la célula eucariota (El núcleo) • Cromatina: ADN + proteínas asociadas en el núcleo. • Cromosoma: cada molécula de ADN junto a las proteínas unidas a ellas. – Durante la división celular se condensa y se puede observar.
  • 49. Sistema interno de membranas • Es una serie de organelos que trabajan de una de manera conjunta, principalmente para: – Sintetizar y modificar las proteínas y lipidos de la membrana celular.
  • 50. Sistema interno de membranas • Conjunto de organelos que trabajan en la síntesis, almacenaje y transporte de moléculas biológicas • Se compone de: – Retículo endoplásmico rugoso o arrugado – Retículo endoplásmico liso – vesículas – Aparato de Golgi – Lisosomas
  • 51. Estructura de la célula eucariota • Retículo endoplásmico (RE): – Extensión de la envoltura nuclear – Compartimiento continuo que forma sacos aplanados y tubulares – Tipos: A. Reticulo endoplasmico rugoso (RER): tiene ribosomas pegados en su superficie -Ribosomas: sintetizan cadenas de polipepidos En el RER las proteínas se doblan y adquieren su forman. - Muchas de estas proteínas son transportadas a distintas partes de la célula.
  • 52. Estructura de la célula eucariota • B. Retículo endoplásmico Liso:  Es continuo con el retículo endoplásmico rugoso o arrugado  Forma una red de canales interconectados que carecen de ribosomas  Funciones:  Síntesis de lípidos (ácidos grasos, esteroides, fosfolípidos)  Regula la cantidad de azúcar liberada por células hepáticas  Detoxificación de drogas y otras toxinas  Almacenaje de iones de calcio
  • 53. lunes, 14 de mayo de 2012 53
  • 55. Estructura de una célula eucariota • Vesículas: – Pequeños oraganelos similares a sacos recubiertos de membranas. – Se forman en gran número – Funciones: • Muchos transportan sustancias de un oraganelo a otro o hacia adentro o hacia afuera de la membrana plasmática. • Otros (peroxisomas) contienen enzimas que digieren ácidos grasos y aminoácidos.
  • 56. Aparato de Golgi • Complejo de membranas aplanadas • Posee espacio interno llamado lumen • Almacenaje y transporte de moléculas de importancia biológica – Proteínas sintetizadas en RE son transportadas en vesículas al aparato de Golgi – Coloca los detalles finales a las proteínas y lípidos que llegan del RE – Clasifica, modifica empaca y distribuye las proteínas
  • 59. Lisosomas • Vesículas rodeadas de membrana especializadas en la digestión. • Contienen enzimas hidrolíticas o digestivas • Presentes solamente en células animales
  • 60. Lisosomas • Sirven para disponer de desechos y como centro de reciclado. • Las enzimas de su interior rompen las moléculas de gran tamaño en subunidades más pequeñas que la célula puede emplear como material de síntesis o eliminación. • Mal funcionamiento puede resultar en consecuencias letales: – Mal de Tay-Shas= descomposición de gangliósidos
  • 61.
  • 62.
  • 66. Mitocondria • Tipo de organelo que se especializa en sintetizar ATP (molécula que nos provee energía). • El proceso de respiración aerobia ocurre dentro del mitocondria. • Formado por dos membranas, una de ella muy plagada dentro de la otra, da lugar a dos compartimientos.
  • 67. Mitocondria • Casi todas las células eucariotas tienen mitocondria, pero las procariotas NO. • El número de mitocondrias varia según el tipo o el organismo (desde 1 hasta miles). • Los mitocondrias se asemejan a las bacterias en su forma, tamaño y bioquímica.
  • 68. Mitocondria • Tiene su propio ADN • Se dividen independientemente de la célula • tienen sus propios ribosomas • Teoría: los mitocondrias evolucionaron de una bacteria aerobia que comenzaron a residir de manera permanente en una célula huésped.
  • 70. Plástidos • Son organelos recubiertos de membrana que tienen funciones en la fotosíntesis o almacenamiento en células vegetales y algas. • Ejemplos: – Cloroplastos – Cromoplastos – Amiloplastos
  • 71. Plástidos • Cloroplastos: organelos responsables de la fotosíntesis en algas y plantas. – Tienen forma de disco – Tiene dos membranas internas – Liquido intermembranal= estroma • Contiene DNA (propio de las cloroplastos) y enzimas – Membrana tilacoide: incorpora pigmentos y proteínas • Clorofila: pigmento más abundante
  • 73. Plástidos • Cromoplastos: sintetizan y almacenan pigmentos diferentes a la clorofíla. – Carotenoides: pigmento anaranjado (flores, frutas, hojas) • Amiloplasto: son plástidos no pigmentados que almacenan gránulos de almidón – Se encuentran en tallos, tubérculos
  • 74. Células de Elodea sp. Cloroplastos Pared celular
  • 75. Vacuolas Central • Compartimientos rodeados de membrana biológica. Son de mayor tamaño que los lisosomas. • Toman parte en la digestión y almacenaje de sustancias en la célula (H20, nutrimentos, aminoácidos, iones, desechos y otros). • En la célula vegetal la presión del líquido mantiene la célula firme. (Ocupa del 50-90% del interior de la célula junto con el citoplasma)
  • 76. 4.7 Visual Summary of Eukaryotic Cells
  • 77. Pared celular en células eucariotas • Presente en plantas, hongos, protistas. – NO se encuentra en animales • Estructura porosa que sirve de protección y apoyo a la célula
  • 78. Pared celular • Es una capa rígida y gruesa que provee protección y permiten que la célula tenga su forma definida • Está principalmente compuesta de polisacáridos: – Células vegetales: celulosa – Células de hongos: quitina – Células de protistas: sílica, celulosa, entre otros
  • 79. Pared celular en plantas • Pared celular primaria: formada por celulosa. • Pared celular secundaria: formada por lignina. • Cutícula: capa cerosa sobre su superficie creada para evitar la desecación.
  • 80.
  • 82. Matrices en las células • Matriz extracelular: – Mezcla sin vida de proteínas fibrosas y polisacáridos. – Es secreta por las células – Varia según el tipo de tejido – Sirve de apoyo y anclaje a la célula – Separa los tejidos – Tiene funciones en la señalización celular
  • 83. Matriz extra celular  A bone cell surrounded by extracellular matrix
  • 85. Uniones celulares • Uniones celulares: – Estructuras que conectan las células con otras vecinas y el entorno. • Funciones: – Enviar, recibir iones, moléculas o señales – Ayudan a las células a reconocerse unas con otras y con la matriz extracelular y a pegarse.
  • 86. Tipos de uniones celulares • Plasmodesmos (plasmodesmata) – Canales entre células vegetales adyacentes – Sistema circulatorio y de canales • Uniones comunicantes (Gap Junctions) – Canales abiertos que conectan el citoplasma de células adyacentes – Permiten flujo de iones entre células adyacentes
  • 87. Tipos de uniones celulares • Uniones estrechas (Tight Junctions) – Barreras a la difusión – Se encuentran células que recubren las superficies y cavidades internas de los animales – Sellan células y evitan que el líquido escape • UnionesadherentesDesmosomas (Desmosomes) – Sirven de estructura de anclaje entre células
  • 89. Citoesqueleto • Sistema interconectado por muchos filamentos proteicos. • Partes de este sistema refuerzan, organizan y mueven estructuras. • Algunos filamentos son permanentes otros se forman solo en determinado momento,
  • 90. Citoesqueleto • Microfilamentos – Estructuras helicoidales sólidas – Hechas de una proteína globular llamada actina – Involucrados en movimiento, soporte y división celular • Filamentos Intermedios – Estructura similar a una soga – Compuestas de proteínas fibrosas – Involucrados en el anclaje de ciertos orgánulos – Refuerzan y mantiene las estructuras de células y tejidos
  • 91. Citoesqueleto • Microtúbulos – Cilindros rectos y huecos – Hechos de una proteína globular llamada tubulina – Forman un andamiaje dinámico para muchos procesos celulares. – Se ensamblan con rapidez cuando se necesitan y desensamblan cuando no s necesitan. – Ejemplo: • Se forman en el extremo o crecimiento de una célula nerviosa joven, sirviendo de apoyo para su elongación.
  • 92. Citoesqueleto Tubulina Proteínas Actina Fibrosas 25 nm 7 nm 10 nm Microfilamentos Filamentos intermedios Microtúbulos lunes, 14 de mayo de 2012 92
  • 94. Cilios y flagelos • Estructuras compuestas por microtúbulos, cubiertas por la membrana celular • Funciones: locomoción y movimiento de fluidos • Difieren en su longitud – Cilios: son cortos y actúan como remos – Flagelos: son largos y usualmente ondulan
  • 95. Flagelo de un espermatozoide
  • 98. Estructura de un Flagelo
  • 99. Diagramas de Comparación entre diferentes tipos de células
  • 100. Organización de una Célula Animal Nucleolo
  • 101. Organización de una Célula Vegetal Retículo endoplásmico rugoso Ribosomas Retículo endoplásmico liso Aparato de Golgi Microtúbulos Vacuola Central Filamento Citoesqueleto Sólo en intermedio células vegetales Cloroplasto Microfilamento Pared celular Mitocondria Peroxisoma Membrana plasmática
  • 102. Partes de una célula procariótica