Introducción a la Biología celular

1. LA CÉLULA
UNIDAD BÁSICA DE LA
VIDA
Docente: Dr. Berardo Edgar Lopez Gonzales

2. LA CéLULA
UNIDAD BÁSICA DE LA VIDA
• ¿Qué significa estar vivo?
• Hace mas de 175 años cuando
se planteo una respuesta causo
una revuelta en el pensar de esa
época.
• Las células son las unidades
fundamentales para la vida.
• En consecuencia, buscamos
una respuesta en la biología
celular -el estudio de las células
y su estructura, función y
comportamiento- al interrogante
de qué es la vida y cómo
funciona.

3. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LAS
CÉLULAS
• Los biólogos estiman que hay alrededor de 100 millones
de especies distintas en el planeta.

4. LAS CÉLULAS VARIAN
ENORMEMENTE EN TAMAÑO Y
FUNCIÓN
• Al comparar una célula con
otra lo primero que
podríamos apreciar es la
diferencia de tamaño.

5. LAS CÉLULAS VARIAN
ENORMEMENTE EN TAMAÑO Y
FUNCIÓN
• También se aprecia una diferencia en su forma.

6. LAS CÉLULAS VARIAN
ENORMEMENTE EN TAMAÑO Y
FUNCIÓN
• Las células también varían en cuanto a sus
requerimientos químicos.
• O2, CO2
• Luz solar, compuestos producidos por otras células.

7. TODAS LAS CÉLULAS VIVAS TIENEN
UNA QUÍMICA BÁSICA SIMILAR
• Pese a la enorme variedad de células en cuanto
a forma, tamaño y requerimiento químico. Hay
algo que tienen en común.
• Si bien las células son fundamentalmente
distintas en el exterior son en algún sentido
semejantes en su interior.

8. TODAS LAS CÉLULAS VIVAS TIENEN
UNA QUÍMICA BÁSICA SIMILAR
Todas las células de los seres Vivos
tienen
como almacenamiento de su información
genética al ADN.

9. LAS CÉLULAS VIVAS SON
COLECCIONES DE CATALIZADORES
QUE SE AUTORREPLICAN
• Una de las propiedades principales de los seres vivos es
que tienen la capacidad de reproducirse a si mismos.
• Lo que permite esta autorreplicación es la relación que
existe entre las moléculas.

10. LAS CÉLULAS VIVAS SON
COLECCIONES DE CATALIZADORES
QUE SE AUTORREPLICAN
• Además de sus funciones en los polinucleotidos y en las
proteínas, las proteínas catalizan otras reacciones
químicas.
• Una célula viva puede utilizar los nutrientes que la rodean
y a partir de sus productos generar energía.
• Los virus no se consideran vivos.

11. LOS VIRUS NO SON SERES VIVOS

12. TODAS LAS CÉLULAS HAN
EVOLUCIONADO APARENTEMENTE
DE UNA MISMA CÉLULAANCESTRAL.
• Cuando una célula replica su ADN el resultado no es una
copia exacta.
• Las mutaciones hacen que las células cambien para peor,
mejor o con casi ningún cambio.
• La naturaleza elimina a los que tienen peor mutación,
favorece a los que tienen mejor y tolera a los que no
sufren casi ningún cambio.
• En muchos organismos que tienen reproducción de tipo
sexual esto puede ser complicado.

13. LOS GENES APORTAN INFORMACIÓN
PARA LA FORMA, FUNCION Y
COMPORTAMIENTO.
• El genoma de la célula provee un programa genetico de
como una célula debe comportarse.
• Cada célula emplea la información genética que tiene de
una forma u otra eso es lo que genera la variedad en las
células.

14. LAS CÉLULAS BAJO EL
MICROSCOPIO
• Hoy en día poseemos una amplia variedad de
instrumentos y técnicas para poder visualizar a las
células sin embargo esto no existía hace mucho tiempo.
• Las células no se visualizaron sino hasta el siglo XVII
cuando se invento el microscopio.
• Las propiedades de la luz influyen en
la calidad de imagen que provee.

15. LAS CÉLULAS BAJO EL
MICROSCOPIO
• 1665, R. Hooke-
observa primera vez
las células.
• 1674, Leewehoeck-
describe las primeras
células aisladas y
alguna organización
interna de la célula.

16. LAS CÉLULAS BAJO EL
MICROSCOPIO
• 1838 M. Schleiden-
todas las plantas están
compuestas por
células.
• 1839 T. Schwan
propuso las bases
celulares de la vida
animal.

17. LAS CÉLULAS BAJO EL
MICROSCOPIO
• En 1859 Charles darwin propone la teoría de la evolución.
• Ambas teorias nos explican el origen de la vida como tal.

18. LOS MICROSCOPIOS REVELAN
ALGUNOS COMPONENTES DE LAS
CÉLULAS
• Si se corta un tejido de alguna planta o un animal y la
observamos bajo un microscopio inmediatamente nos
damos cuenta que esta constituido por células. Cada
célula suele medir 0.5 um de dm.
• Si se ha tenido el cuidado al momento de extraer la celula
entonces todavía es posible ver su comportamiento
(iones, moléculas, mitosis).
• Resulta difícil distinguir los componentes intracelulares de
una célula. (Pequeños, estructuras transparentes
incoloras, hay diferencia en el índice de refracción).

19. LOS MICROSCOPIOS REVELAN
ALGUNOS COMPONENTES DE LAS
CÉLULAS

20. LOS MICROSCOPIOS REVELAN
ALGUNOS COMPONENTES DE LAS
CÉLULAS
• Las células animales presentan estructuras que
visualizadas con el microscopio pueden denotar la
presencia de ciertas estructuras (Membrana celular,
Núcleo, citoplasma).
• Sin embargo al observar el citoplasma esta se ve
como un tumultuo de estructuras pequeñas que se
ven borrosas.
• Aparecen los microscopios de fluorescencia que
tienen superresolucion.

21. LOS MICROSCOPIOS REVELAN
ALGUNOS COMPONENTES DE LAS
CÉLULAS

22. LA CÉLULA EUCARIONTE
• Por lo general la célula eucarionte
suele ser mucho mas grande y mas
elaborada que una bacteria o una
arquea.
• Algunas unicelulares, otras
pluricelulares.
• Por definición una célula eucarionte
siempre tiene la presencia de un
núcleo acompañada de otras
estructuras.

23. EL NÚCLEO ES EL DEPÓSITO DE
INFORMACIÓN DE LA CÉLULA
• El núcleo es el orgánulo mas importante de la célula. Esta
encerrado dentro de 2 membranas perifericas que forman
la envoltura nuclear y encierran un polímero
denominado ADN.
• En el microscopio optico se observa como
cromosomas.

24. LAS MITOCONDRIAS GENERAN LA
ENERGIA QUIMICA DE LA CELULA
• Las mitocondrias se encuentran en todas las células
eucariontes y son de los orgánulos mas conspicuos de la
célula. Se ven diferente en microscopio de fluorescencia
y electrónico.
• Sin embargo al examen microscópico la información
recopilada de la mitocondria es escasa por ello se
recurrió al centrifugado.
• Contienen su propio ADN y son capaces de dividirse.
• Se sugiere que se originaron de la fagocitosis de una
celula procarionte aerobica por una celula eucarionte.

25. LAS MITOCONDRIAS GENERAN LA
ENERGIA QUIMICA DE LA CELULA

26. LOS CLOROPLASTOS CAPTURAN LA
ENERGIA QUIMICA DE LA LUZ SOLAR
• Son orgánulos de gran tamaño de color verde que se
encuentran en las células de las plantas y las algas pero
no en animales ni plantas.
• Tienen una estructura mas compleja que una mitocondria.
• Los cloroplastos llevan a cabo la fotosíntesis.

27. LAS MEMBRANAS INTERNAS CREAN
COMPARTIMIENTOS
INTRACELULARES
• Las mitocondrias, el núcleo, los cloroplastos no son las
únicas estructuras rodeadas por membranas.
• La mayoría de estas estructuras intervienen en el
transporte de ciertas moléculas dentro de la célula para
formar otras estructuras.

28. RETÍCULO ENDOPLÁSMICO
• Es un laberinto irregular
de espacios
interconectados
rodeados por
membrana.
• Este orgánulo muestra
un aumento
considerable de tamaño
y cantidad en las
células que sintetizan
proteínas.

29. APARATO DE GOLGI
• Es un orgánulo en forma de pilas aplanadas rodeadas por
membrana.
• Se dedica e recibir los productos del RE, modificarlos y
empaquetarlos.

30. LOS LISOSOMAS, PEROXISOMAS Y
VESICULAS DE TRANSPORTE
• Son orgánulos pequeños de forma irregular.
• Realizan la digestión celular.
• Los peroxisomas son orgánulos rodeados por membrana
destinados a catalizar reacciones químicas complejas.
• Las vesículas de transporte son creadas por la MC.

31. EL CITOSOL ES UN GELACUOSO
CONCENTRADO DE MOLECULAS
GRANDES Y PEQUEÑAS
• Si quitaramos la membrana
celular, organulos quedaria el
citosol.
• Es un embebido de moleculas
grandes y pequeñas.

32. EL CITOSOL DISTA DE SER ESTÁTICO
• El interior de la célula dista de
ser estático. “Jungla
dinámica”.
• Proteínas motoras utilizan
estas vías y cables para
transportar moléculas y
orgánulos por toda la célula
en cuestión de segundos.
• Las moléculas grandes y
pequeñas chocan
constantemente entre si y con
las estructuras de la célula
debido al movimiento térmico
aleatorio.

33. LOS EUCARIONTES PUEDEN
HABERSE ORIGINADO COMO
PREDADORES
• En general las células eucariontes son mas grandes y
voluminosos que las bacterias y arqueas.
• Existen características que las separan de las bacterias y
arqueas.
• El momento en que adquirieron esta diversidad aun sigue
siendo un misterio.
• Los eucariontes no adquirieron esta divergencia al mismo
tiempo.
• Se sugiere la existencia de una célula eucarionte
predadora que se alimentaba de otras células.

34. LOS EUCARIONTES PUEDEN
HABERSE ORIGINADO COMO
PREDADORES
• Células eucariontes=mitocondrias=cloroplastos.
• Esto se confirma debido a que los protozoos poseen este
mismo comportamiento. Ejm didinium.

35. LOS EUCARIONTES PUEDEN
HABERSE ORIGINADO COMO
PREDADORES
• El didinium es un protozoo carnívoro.
• No todos son predadores. Varían en sus características

36. ORGANISMO MODELO
• Se considera que todas las células surgieron de un
antepasado común cuyas características se han ido
manteniendo a lo largo de la evolución.
• El conocimiento obtenido de un organismo contribuye al
conocimiento de otro. Ejm algunos se reproducen con
rapidez, otros son transparentes.

37. LOS BIOLOGOS MOLECULARES SE
HAN CENTRADO EN LA E. COLI
• En términos moleculares conocemos el funcionamiento
de E. coli mucho mas que cualquier otro organismo.
• La mayoría de nuestros conocimientos de mecanismos
moleculares básicos de la vida lo conocemos gracias a la
E. coli.

38. LA LEVADURA DE LA CERVEZA ES UN
EUCARIONTE SIMPLE
• Tendemos a interesarnos por los
eucariontes porque nosotros
mismos somos eucariontes.
• S. cerevisiae es un pequeño
hongo unicelular que esta
estrechamente relacionado tanto
con hongos como con animales.
• Cuando abundan los nutrientes
puede reproducirse casi con
tanta rapidez que una bacteria.
• Los estudios genéticos y
bioquímicos de las levaduras nos
permitieron conocer muchos de
los procesos químicos básicos.

39. ARABIDOPSIS HA SIDO ELEGIDA
COMO PLANTA MODELO
• Los organismos multicelulares
que nos rodean si bien
parecen muy distintos son
muy cercanos entre si.
• Las diferentes especies de
seres vivos se separaron
entre si hace millones de
años.
• La relación evolutiva entre las
distintas especies de plantas
con flores nos permite
centrarnos en una sola
especie Arabhidopsis thaliana.
• Los conocimientos de esta
planta permite comprender a
las otras especies de plantas
de cultivo.

40. LOS MODELOS ANIMALES
COMPRENDEN MOSCAS,
HELMINTOS, PECES Y RATONES
• Los animales multicelulares
representan la mayoria de las
especies nombradas de
organismos vivos y la mayor
parte son insectos.
• Se estudia a la mosca de la
fruta Drosophila
melanogaster-------- unidades
de la herencia se localizan en
los cromosomas.
• Nos permitió comprender
como las instrucciones
genéticas codificadas en el
ADN influyen en el desarrollo
del oocito.

41. LOS MODELOS ANIMALES
COMPRENDEN MOSCAS,
HELMINTOS, PECES Y RATONES
• Otro organismo bastante estudiado es el Caenorhabditis
elegans------- se desarrolla con la precisión de un
mecanismo de relojería.
• Alrededor del 70% de los genes del ser humano se
relacionan con este helminto.

42. LOS MODELOS ANIMALES
COMPRENDEN MOSCAS,
HELMINTOS, PECES Y RATONES
• Otro animal que ha
aportado mucho al
conocimientos de los
organismos animales es el
pez cebra.
• Nos permitió comprender
como se comportan las
células durante el
desarrollo embrionario.
• Otro organismo utilizado
son los ratones.

43. LOS BIOLOGOS TAMBIEN ESTUDIAN
DIRECTAMENTE A LOS SERES
HUMANOS Y SUS CÉLULAS
• Los seres humanos no son los animales mencionados. Es por ello que
hay científicos dedicados al estudio del ser humano y sus células.
• Diferenciar estudios in vitro de in vivo.
• Además de estudiar las células humanas in vitro también se las estudia
in vivo en clínicas.

44. LA COMPARACIÓN DE LAS
SECUENCIAS DEL GENOMA REVELA
LA HERENCIA COMUN DE LA VIDA
• En el nivel molecular el cambio evolutivo ha sido
notoriamente lento.
• Lo primero que observamos al estudiar un ser vivo es el
tamaño de su ADN.

45. LA COMPARACIÓN DE LAS
SECUENCIAS DEL GENOMA REVELA
LA HERENCIA COMUN DE LA VIDA

46. LA COMPARACIÓN DE LAS
SECUENCIAS DEL GENOMA REVELA
LA HERENCIA COMUN DE LA VIDA

47. LOS GENOMAS CONTIENEN MAS
QUE SOLO GENES
• Si bien hasta ahora solo nos enfocamos en los genes en
realidad el genoma es mas que solo un conjunto de
genes.
• La vasta mayoria de nuestro ADN no cumple el dogma
central sino que regula su expresión.