El documento presenta una introducción a la bioquímica y la relación entre la biología celular y la bioquímica. Explica que la vida está estructurada en varios niveles de organización biológica, siendo la célula la unidad básica. Describe las características de las células eucariotas y procariotas, y resume los principales hitos en el desarrollo de la teoría celular y las técnicas para el estudio de la célula a nivel microscópico y molecular.

1. Dra. Liliana Gómez Luna
lilimagl@gmail.com
Bioquímica I

2. Tema I: Introducción a la Bioquímica.
Interrelación com otras ciencias. El
binomio Biología Celular- Bioquímica
Conferencia No. 1: Introducción.
Sumario: 1. Bioquímica, Definición. Hitos históricos. La
Bioquímica y su relación con otras ciencias. El binomio
Biología Celular- Bioquímica. Concepto de célula. Teoría
celular. Características generales de las células eucariotas
animales y vegetales. Comparación entre células eucariotas
y procariotas. Principales técnicas y métodos para el
estudio de la célula. Métodos bioquímicos para el estudio
de la célula

3. Analizar la importancia de la
célula como unidad fundamental
de la materia viva y la teoría
celular.
¿Qué debes saber?

4.  Robertis, D; Nowinsky, W; y Saez, F. 1973. Biología
celular. Ed. Revoluicionarias. pp.147-170.
 Becker, W. And Deamer, D. 1991. The World of the
Cell. pp. 158-192.
 Madigan, M.T; Matinko, J.M and Parker, J. 1997.
Brock Biology of Microorganisms. Prentice Hall Int. Inc.
 Caris, N. And Underwood, H. 1996. Instructor's guide
for Campbell's Biology. The Benjamin Cummings
Publishing Co. Inc. Cap. 7-8. pp. 75-116.
 Temas de Biología Celular y Molecular. Tomo 1.
ISCM-CH. 1985. pp. 98-127.
Blog Grupo Ecotoxicología
http://ecotoxicología.uniblog.uo.edu.cu
Bibliografía

5. ¿Qué es una célula y
cuáles son sus
características
fundamentales?

6. Características generales
de las células eucariotas
animales y vegetales

7. Anatomía de la célula animal
Complejo de
Golgi
Cilios
Citoesqueleto
Centríolo
REL
RER
Ribosomas
Cromatina
Envoltura nuclear
Nucléolo
Poro nuclear
Núcleo
RER
Mitocondrias
Membrana
plasmática
Peroxisoma
Lisosoma
Microfilamentos

8. Anatomía de la célula vegetal
Plasmodesma
MitocondriaCloroplasto
Pared celular
Ribosomas
Complejo
de Golgi
REL
RERPeroxisoma
Membrana
plasmática
Citoplasma
Núcleo
Nucléolo
Envoltura nuclearVacuola

9. Hitos en el estudio de la
célula. La Biología celular
y su relación con otras
ciencias. Concepto de
célula

10. I. El descubrimiento de las lentes
permitió la observación de las
células y el desarrollo y refinamiento
de las técnicas microscópicas han
permitido un mejor conocimiento de
la estructura celular.
Ideas Generales

11.  En 1665 Robert Hooke introdujo el concepto de
célula al observar las células del corcho y no fue
reconocido hasta 150 años después.
 Antonie van Leeuwenhoek (1600's) usó el
microscopio para observar microorganismos vivos
en estanques, células de la sangre y esperma animal.
 Matthias Schleiden y Theodor Shwann (1839) a
partir de sus estudios microscópicos concluyen que:
Todos los organismos están hechos de
células, formando la base de la teoría
celular

12. II. La Biología Celular es una de las ramas más
jóvenes de las Ciencias Naturales, reconocida como
disciplina en el siglo XIX, ésta ha experimentado un
desarrollo acelerado.
III. La Biología Celular tiene su objeto de estudio
pero no se puede separar del estudio de la forma,
agregación y orientación de las moléculas y de la
estructura intramolecular de los constituyentes
esenciales de la célula, es decir, la Biología
Molecular.
Ideas Generales

13. La Biología Celular es una de las ramas más jóvenes
de las Ciencias Naturales, reconocida como
disciplina en el siglo XIX, ésta ha experimentado un
desarrollo acelerado debido a:
o la convergencia con otros campos de
investigación biológica, en especial la genética,
fisiología y bioquímica
o el aumento del poder resolutivo de
instrumentos de análisis y el desarrollo de la
microscopía y otros métodos.
Museo del Microscopio

15. o Los estudios bioquímicos demostraron que la materia
viviente está compuesta por los mismos elementos que
constituyen en mundo inorgánico; aislando además
complejas moléculas orgánicas como proteínas, lípidos,
polisacáridos, ácidos nucleicos y otras, por lo que en
esencia existen diferencias entre la materia viviente y la
inorgánica.
o Todos los fenómenos celulares tiene una base
molecular, condicionando ello la diversidad metabólica,
lo que es muy importante desde el punto de vista
biológico teniendo en cuenta que la diversidad y la
unidad son las dos caras de al vida en la tierra.

16. Cada molécula está formada por 4 nucleótidos : ACTG
(ACUG en el ARN). La secuencia lineal de éstos codifican la
información precisa en un gen, la unidad de la herencia de
padres a hijos. La compleja organización estructural de un
organismo se especifica por una gran cantidad de información
codificada, todo ello basado en procesos moleculares.
La herencia se basa en:
 Un complejo mecanismo de copia del ADN
 El paso de la información codificada de
padres a hijos
La continuidad de la vida se basa en la información
genética, contenida en el ADN. Las instrucciones
biológicas de la compleja estructura de un organismo
y sus funciones están codificadas en el ADN.

17. átomo
Moléculas biológicas
complejas
Partículas
subcelulares
Células
Tejidos
Órganos
Sistema de órganos
Organismos
complejos

18. IV. La vida está estructurada en varios niveles
estructurales y cada nivel de organización biológica
tiene sus propiedades emergentes: orden,
reproducción, crecimiento y desarrollo, utilización
de energía, respuesta al medio ambiente,
homeostasis, adaptación evolutiva.
V. La célula es la unidad morfológica, fisiológica y
de desarrollo, en la estructura de los seres vivos, así
como el átomo lo es en la estructura química. (kytos,
gr.: célula; cella, lat.: espacio vacío). Robet Hook,
1665. La base de la vida es la organización celular.
Ideas Generales

19. VI. Una sola célula bien sea eucariota o procariota
puede constituir un organismo entero en sí mismo, a
menudo muy especializado y compuesto por muchos
elementos que constituyen la unidad celular y tienen
un significado particular en el organismo como un
todo.
VII. Estructura y función están correlacionados en
todos los niveles de organización biológica, por tanto
a nivel celular.
Ideas Generales

20. Teoría
celular

21. VIII. La teoría celular tiene seis enunciados
fundamentales que se resumen a continuación:
Ideas Generales
 todos los seres vivos están compuestos por células y
productos celulares,
la célula es la unidad estructural básica de todos los
organismos vivos,
 toda célula proviene solamente de una célula prexistente
(omnis cellula e cellula),
 existen semejanzas fundamentales en la composición
química y actividad metabólica de todas las células,
 el funcionamiento de un organismo como una unidad es el
resultado de la suma de las actividades e interacciones de las
unidades celulares,
 el ADN es componente fundamental y constante de la
célula.
Schleiden ySchwann, 1839
Schleiden ySchwann, 1839
Virchow, 1855

22.  Una característica importante de la vida es el alto grado de
organización.
 La organización biológica se basa en la jerarquización de
niveles estructurales.
 Cada nivel biológico tiene sus propiedades emergentes:
ORDEN: Los organismos están altamente organizados y las características
de la vida dependen de esa compleja organización
REPRODUCCIÓN: Los organismos se reproducen. La vida viene de la vida
(Biogénesis).
CRECIMIENTO Y DESARROLLO: La información del ADN (herencia)
dirige el patrón de crecimiento y desarrollo.
UTILIZACIÓN DE ENERGÍA: Los organismos transforman la energía para
hacer trabajo, incluido el mantenimiento del estado del orden.
RESPUESTA AL MEDIO AMBIENTE: Los organismos responden a los
estímulos del entorno.
HOMEOSTASIS: Los organismos regulan su medio interno para mantener
su estado de equilibrio dinámico.
ADAPTACIÓN: La vida evoluciona en respuesta a las interacciones entre
organismos y entorno.

23. ¿Cuál de los enunciados
de la teoría celular
contradice la clonación?

24. La teoría celular no
contradice incluso los últimos
hitos de la genética y la
biología celular y molecular.
Ideas Generales
Clonación

25. Comparación entre
células eucariotas y
procariotas

26. IX. Existen dos tipos celulares bien diferenciados:
eucariotas y procariotas
Ideas Generales

28. Células procariotas
Casi siempre suelen formar organismos unicelulares (es muy difícil
encontrar seres pluricelulares hechos con este tipo de células).
Carecen de núcleo (ADN disperso en el citoplasma).
Se alimentan por absorción, no por endocitosis.
El citoplasma no tiene muchos orgánulos celulares, destacando
principalmente la existencia de ribosomas y no posee SEM.
Se reproducen por fisión binaria.
Tienen pared celular, con una composición diferente a la que tienen
las paredes celulares de las células vegetales o la de los hongos.
Metabolismo muy variado, pudiendo encontrarse células procariotas
en ambientes con unas condiciones extremas de temperatura y acidez.
Poseen periplasma
Ribosomas de menor tamaño 70S
Membrana carente de esteroles, con presencia de hopanoides

29. Células eucariotas
Se cree que éstas surgieron por evolución de algún tipo de célula
procariota primigenia, gracias a un mecanismo denominado endosimbiosis.
Puede formar tanto organismos unicelulares (protistas), como
pluricelulares (hongos, vegetales y animales).
Poseen un núcleo diferenciado, rodeado por una membrana nuclear,
dentro del cual se encuentra todo el material genético agrupado en
cromosomas.
Se alimentan por endocitosis.
Poseen una cantidad elevada de orgánulos diferentes, cada uno con una
función determinada: ribosomas, mitocondrias, cloroplastos, aparato de
Golgi, centríolos, lisosomas, etc.
Se reproducen por división celular (mitosis), en la cual se produce un
reparto equitativo de material genético y orgánulos entre las células
resultantes del proceso de división.
En las células de los hongos y los vegetales hay pared celular, sin
embargo, en el resto de las células eucariotas no existe pared celular. En
estos casos solo una membrana celular separa el medio interno del externo
en una célula.
Presenta SEM
Los ribosomas tienen un peso de 80S

33. Principales técnicas y
métodos para el
estudio de la célula
Diferentes tipos de microscopía: óptica y
electrónica. Métodos de coloración
Citoquímica. Autorradiografía.
Fraccionamiento Celular y Cultivos de tejidos.
Otras técnicas bioquímicas empleadas en la
actualidad.

34. Primera lente de la que se tiene conocimiento en la
historia de la humanidad. Se trata de una lente
plano convexa de cristal de roca tallada toscamente,
encontrada en las excavaciones de Ninive por el ex
abogado y arqueólogo británico Sir Austin Henry
Layard en 1847.
Microscopio compuesto realizado por los
hermanos Juan y Zacharias
Janssen en 1590, en Midelburg,
HOLANDA. (25 cm). Está formado por
dos tubos de latón, soportando una
lente cada uno, que se deslizan dentro
de otro tubo de latón lo que permite el
enfoque. Se considera el primer
microscopio compuesto de la historia.

35. Microscopio compuesto de Galileo
Galilei 1612 ITALIA. (12 cm).
Aunque Galileo Galilei no destacó
por sus estudios microscópicos, si
lo hizo por la aplicación de las
lentes en diversos aparatos como el
telescopio y este microscopio de
pequeño tamaño. Este microscopio
posee dos lentes instaladas en dos
cilindros de madera que se deslizan
sobre uno exterior de cartón,
forrado de cuero verde,
permitiendo el enfoque. El
acabado, con tapadera incluida, es
de un marcado carácter
renacentista italiano.

36. Microscopio de diseccion Carl
Zeiss hacia 1900.. (18 x 50 cm).
Consta este microscopio de una
base de herradura que soporta
mediante un pilar una sólida
platina y un brazo articulado
donde se coloca el sistema óptico.
Este brazo se desplaza
verticalmente mediante un
sistema de cremallera introducido
en el pilar. En la platina se
engastan dos apoyabrazos de
madera. El microscopio se
acompaña de caja y accesorios en
perfecto estado.

37. Microscopio moderno,
posterior a 1900. (35 cm).
Este microscopio ya posee
las características de los
microscopios actuales y que,
con algunas variantes, van a
marcar el prototipo del siglo
XX. La incorporación del
sistema revolver para
cambiar los objetivos se
realiza a partir de 1880. El
carro para desplazar la
preparación sobre la platina
y la óptica son Leitz. Posee
un ocular con "pelo
indicador“

38. Microscopio de disección Leitz
Wetzlar,1920. (32 cm). Lleva
incorporado un sistema eléctrico de
iluminación a través del objetivo,
que permite observar la muestra
con luz incidente. Los dos objetivos
se cambian por un sistema de
bayoneta .

40. Polarización
Campo claro
Campo Oscuro
Contraste de fase
DIC Differential
Interference Contrast
(Nomarski)
Confocal
De fuorescencia
Microscopio
ÓPTICO

41. Polarización Campo claro
Campo Oscuro
Contraste de fase
DIC Differential Interference
Contrast (Nomarski)
Confocal
De fuorescencia

42. Microscopio
electrónico
De transmisión
De barrido

44. Método analítico por el que se mide la emisión de múltiples
fluorescencias y la dispersión de luz (“ light scatter”) de
células o partículas microscópicas, alineadas
secuencialmente mediante una corriente líquida laminar,
cuando son presentadas de una en una y a gran velocidad
(hasta miles de células/ segundo) frente a un haz de luz láser
de longitud de onda adecuada.
Citómetría de Flujo con activación
por láser

45. Citometría de
Flujo con
activación
por láser

46. Análisis inmunoabsorbente ligado a
enzimas (ELISA)
 Permite identificar inmunocomplejos por medio
de enzimas unidas al antígeno o anticuerpo,
estando uno de ellos adsorbido a un soporte
sólido (placa de poliestireno).
 La reacción antígeno-anticuerpo se detecta
mediante la utilización de un marcador, una
enzima (peroxidasa ó fosfatasa), conjugada
químicamente al antígeno o al anticuerpo en su
caso, se añade un sustrato y la reacción entre
ellos da un producto coloreado.

48. Inmunohistoquímica
Utilizando anticuerpos monoclonales, marcados con
fluorescencia o con peroxidasa, frente a los
diferentes linfocitos, se puede valorar la situación de estas
células en cualquier tejido. Incluso utilizando dos anticuerpos
monoclonales, cada uno frente a una población linfocitaria
distinta, y cada uno marcado con una enzima diferente (doble
marcaje) (peroxidasa –fosfatasa alcalina) se pueden estudiar
dos poblaciones celulares a la vez en cualquier tejido .

49. Inmunofluorescencia
 Es una técnica útil para detectar y localizar
antígenos en células o tejidos, permitiendo
conservar las estructuras finas de la célula.
En el método directo, se utiliza un
anticuerpo específico conjugado con un
compuesto fluorescente (isotiocianato de
fluoresceína, p. ej.) dando como resultado
una marca que permite localizar al
antígeno.

50. Inmunofluorescencia
 Directa. El anticuerpo conjugado se añade
directamente a la sección de tejido o
suspensión de células viables
 Indirecta. Se basa en la unión de
anticuerpos antivirales a los antígenos
virales expresados en la superficie y en el
citoplasma de células infectadas (fijadas
en un portaobjetos). Útil para la
determinación de anticuerpos antivirales
en el suero del paciente.

51. Inmunofluorescencia
 Puede usarse para detectar el virus de la influenza A y
B; Parainfluenza 1, 2, 3 y Adenovirus, entre otros

52. Virus de la influenza
Presencia de anticuerpos en el citoplasma y
superficie de las células infectadas

53. Técnicas de hibridación “in situ”
La hibridación se refiere a la unión de secuencias
complementarias de nucleótidos entre si con alta
especialidad.
La hibridación del ácido nucleico es la técnica que permite la
identificación de secuencias específicas de DNA o RNA
basadas en la habilidad de un solo segmento del ácido
nucleico que se une específicamente al segmento gemelo de
ácido nucleico previamente identificado y conocido.
Para localizar secuencias específicas de DNA (genes) o
mensajeros de RNA en células o componentes celulares se
puede aplicar la hibridación "in situ" a los cortes de tejidos,
"extendidos" o frotis, cromosomas de células mitóticas
aplastadas.

54. Separación y Fraccionamiento celular
 Aislamiento de linfocitos: Gradiente sobre Ficoll/Hypaque (Boyum 1968)
Humanos: Sangre Periférica – Órganos
Modelo experimental : bazo, timo

55. Todo proceso de fraccionamiento subcelular tiene dos etapas :
rotura de las células o tejidos para obtener un lisado celular (o tisular) en el
que la fracción deseada se encuentre en condiciones adecuadas para su
purificación.
separación de la fracción deseada del resto de componentes de la célula o del
tejido mediante algún criterio como puede ser una diferencia de densidad
(centrifugación en gradientes o centrifugación diferencial), la presencia de algún
antígeno (cromatografía inmunoafinidad, inmunoprecipitación)

57. Citoquímica: Localización intracelular de las sustancias que
componen las células. Puede ser aplicado a nivel de
microscopía óptica y electrónica. En el primer caso, el
producto de la reacción histoquímica debe ser teñido y, el
segundo, debe dispersar a los electrones, es decir, poseer
“densidad electrónica”.
Inmunocitoquímica: Localización intracelular de proteínas
específicas basándose en la reacción antígeno-anticuerpo.
Cromatografía de columna: Se basa en la variación de la
velocidad de proteínas cuando están una mezcla disuelta en
agua, pasada por una matriz sólida y porosa contenida en un
tubo de vidrio; se utiliza para aislar ADN y ARN.
Electroforesis: Determina la migración de moléculas
proteicas sobre gel, sometidas a un campo eléctrico.

58. Autorradiografía: Se basa en la sensibilidad de emulsiones fotográficas a
las radiaciones ionizantes utilizando compuestos radiactivos introducidos a
las células con finalidades experimentales. (Cerebro de conejo)
 seguir el rastro de moléculas marcadas
radioactivamente por el interior de un
organismo
 seguir el rastro de moléculas marcadas
radioactivamente por el interior de una célula
 identificar una colonia de células son
portadoras de una secuencia de DNA capaz de
hibridar con una sonda (una molécula de DNA
radioactiva y de secuencia conocida)
 identificar las bandas de un
gel de agarosa que contienen
una secuencia de DNA
complementaria a la sonda
(una molécula de DNA
radioactiva y de secuencia
conocida)

60. Procedimiento
1. Se coloca la muestra sobre una placa fotográfica
protegida de la luz en el interior de un cassette
2. Se espera el tiempo suficiente para que la radioactividad
emitida por la muestra impresione la placa
3. Se revela la placa fotográfica según los procedimientos
normales
4. Se obtiene una placa impresionada
5. La intensidad de la impresión es proporcional a la
cantidad de radioactividad presente en la muestra
Experimentos George Palade

61. Centrifugación: La separación de
Componentes celulares por centrifugación
en general es efectuada por la técnica conocida
como centrifugación fraccionada o
centrifugación diferencial, que consiste en una
serie de centrifugaciones a velocidades crecientes. Los
organelos o inclusiones mayores y más densa se sedimentan
entes y el sobrenadante de cada centrifugación es centrifugado
de nuevo, pero con mayor velocidad.
Cultivos celulares: Las células retiradas del cuerpo de un
animal o de una planta pueden ser estudiada, por algún
tiempo, mientras están vivas. Cuando el tiempo de estudio es
más largo, se acostumbra a cultivarlas en soluciones nutritivas
(medios de cultivos), donde el comportamiento y el
metabolismo celular son estudiado en condiciones mejor
definidas que en el cuerpo de un animal.

62. Enlaces….
https://www.youtube.com/watch?v=kHYLCVts5tk

63. Célula: La célula es la unidad morfológica,
fisiológica y de desarrollo, en la estructura de
los seres vivos, así como el átomo lo es en la
estructura química (cell).
Propiedades emergentes: Propiedades que
emergen como resultado de la interacción
entre componentes (emergent properties).
Miniglosario

64. ¿Cuales son los enunciados de la teoría celular?
¿Qué importancia ha tenido y tiene la teoría celular en el
campo de las investigaciones biológicas?
¿Cómo fundamentarías la importancia de la bioquímica en
el estudio de la célula?
¿Son los virus células ? Fundamenta.
¿Qué es una célula?
¿Qué se entiende por propiedades emergentes? Cita
ejemplos

65. ¿Cuáles han sido las principales limitaciones de
las técnicas utilizadas para el estudio de la
célula?
¿Hay algún equipo que resuelva estas limitaciones?
Menciona al menos tres métodos bioquímicos para
el estudio de la célula.
¿Podría decirse que de los postulados de la teoría
celular el más importante es el de Virchow?