BIOLOGÍA CELULAR

UNIDAD Y DIVERSIDAD EN LA MATERIA VIVA

La vida se compone de materia (todo lo que ocupa espacio y

tiene masa). La materia está constituida por la combinación

de elementos.

Existen unos 92 elementos químicos.

_ 25 son esenciales para la vida

_ 4 constituyen el 97% del cuerpo humano.

En el nivel químico, la partícula más pequeña de un elemento

es el átomo, que al combinarse con otros, origina los

compuestos.

En el nivel celular, átomos y macromoléculas se asocian y forman células (unidad estructural y funcional básica de la vida)

Las células forman tejidos, que a su vez se disponen en estructuras funcionales llamadas órganos. El conjunto de órganos origina sistemas o aparatos, los cuales se relacionan y cumplen funciones coordinadas en organismos pluricelulares.

Los organismos de una misma especie, que habitan la misma área y en el mismo tiempo constituyen una población. Las distintas poblaciones que interactúan forman una comunidad biótica o biocenosis

El ecosistema es aquel en que la comunidad se relaciona con el ambiente físico o abiótico (biotopo). Los ecosistemas que presentan similitudes se agrupan en la categoría de bioma y la totalidad de ellos es la biosfera.

La materia se organiza desde el nivel de partícula subatómica hasta el nivel de universo.

1.- Partículas: protones, electrones y neutrones 2.-Átomo: hidrógeno, Calcio, Azufre... 3.-Molécula: aminoácidos, nucleótidos…4.-Macromolécula: Proteínas, lípidos…5.-Orgánelos: ribosoma, mitocondrias... 6.- Célula: neuronas, hepatocitos... 7.- Tejido: nervioso, muscular...8.- Órgano: cerebro, corazón... 9.- Sistema: circulatorio, endocrino...10.- Aparato: respiratorio, digestivo... 11.-Individuo: seres humanos, salmones...

12.- Población: ciudades, conjunto de truchas de un río...

13.- Comunidad: animales de un bosque...

14.-Ecosistema: río, bosque...

15.-Bioma: la sabana, la tundra...

16.-Biósfera: Conjunto de seres vivos del planeta.

17.- Ecósfera: La Tierra

18.- Planeta: La Tierra y los otros planetas del sistema solar

19.- Sistema(con estrellas): Conjunto de planetas

20.- Galaxia: Vía Láctea

21.-Universo

La biología se ocupa de analizar jerarquías o niveles de

organización que van desde la célula a los ecosistemas.

CÉLULA

Una célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo.

La célula es el elemento de menor tamaño considerado vivo.

De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean:

• Si sólo tienen una, se les denomina unicelulares.

• Si poseen más, se les llama pluricelulares.

Tipos celulares

TEJIDO

Es un conjunto asociado de células de la

misma naturaleza, diferenciadas de un modo

determinado, ordenadas regularmente, con un

comportamiento fisiológico común y mismo

origen embrionario.

Cada tejido cumple una tarea particular para mantener al organismo vivo y saludable.

1.- Tejido conjuntivo (TC): también llamado tejido conectivo, es un conjunto heterogéneo de tejidos orgánicos que comparten un origen embrionario común.Su función primordial es de sostén e integración sistémica del organismo. De esta forma, el TC participa de la cohesión o separación de los diferentes tejidos que componen los órganos y sistemas.

2.- Tejido epitelial: El epitelio es el tejido formado por una o varias capas de células unidas entre sí que puestas recubren todas las superficies libres del organismo, y constituyen el revestimiento interno de las cavidades, órganos, huecos, conductos del cuerpo y la piel y que también forman las mucosas y las glándulas.

3.- Tejido adiposo: o tejido graso es el tejido conformado por la asociación de células que acumulan lípido en su citoplasma: los adipocitos.El tejido adiposo, por un lado cumple funciones mecánicas: una de ellas es servir como amortiguador, protegiendo y manteniendo en su lugar los órganos internos así como a otras estructuras más externas del cuerpo, y también tiene funciones metabólicas y es el encargado de generar grasas para el organismo

4.- Tejido sanguíneo: La sangre es un tejido fluido que circula por capilares, venas y arterias de todos los vertebrados. Su color rojo característico es debido a la presencia de hemoglobina contenido en los eritrocitos.Es un tipo de tejido conjuntivo especializado. Tiene una fase sólida y una fase líquida, representada por el plasma sanguíneo.

5.- Tejido muscular: Es un tejido que está formado por las

fibras musculares o miocitos. Compone aproximadamente entre

el 40% y 45% de la masa de los seres humanos y está

especializado en la contracción lo que permite que se muevan

los seres vivos.

El tejido muscular consta de tres elementos básicos:

- Las fibras musculares.

- Una abundante red capilar.

-Tejido conectivo fibroso.

En el aspecto funcional, el músculo puede ser voluntario o involuntario. En lo estructural, puede mostrar bandas transversales regulares a todo lo largo de las fibras (músculo estriado) o no presentarlas (músculo liso o no estriado).

6.- Tejido óseo: es un tipo especializado de tejido conjuntivo, constituyente principal de los huesos en los vertebrados. El tejido óseo está compuesto por células y componentes extracelulares calcificados que forman la matriz ósea. Se caracteriza por su rigidez y su gran resistencia tanto a la tracción como a la compresión.

7.- Tejido nervioso: comprende aproximadamente un millón de neuronas con interconexiones, que forman el complejo sistema de comunicación neuronal. Las neuronas tienen receptores, especializados para percibir diferentes tipos de estímulos ya sean mecánicos, químicos, térmicos, etc. y traducirlos en impulsos nerviosos. Estos impulsos se propagan sucesivamente a otras neuronas para procesamiento y transmisión y percibir sensaciones o iniciar reacciones motoras.

TEJIDO UBICACIÓN FORMA DE LAS CÉLULAS

FUNCIÓN DEL TEJIDO

ENFERMEDAD ASOCIADA

1.- TEJIDO CONECTIVO

2.- TEJIDO EPITELIAL

3.- TEJIDO NERVIOSO

4.- TEJIDO MUSCULAR

TEJIDO DE ORGANISMOS EUCARIONTES PLURICELULARES (ANIMAL)

TEJIDO UBICACIÓN FORMA DE LAS CÉLULAS

FUNCIÓN DEL TEJIDO

ENFERMEDAD ASOCIADA

1.- TEJIDO CONECTIVO

Unión entre tejidos y órganos

Variable(circulares,

alargadas, disco bicóncavo)

Unión y sostén

OsteoporosisLeucemiaAnemiaArtrosis

2.- TEJIDO EPITELIAL

Cubiertas corporales

CúbicasPlanas

Cilíndricas

Protección DermatitisUlcerasColitis

3.- TEJIDO NERVIOSO

Sistema nervioso

Estrelladas con prolongaciones

Transmisión de la

información nerviosa.(sinapsis)

AlzheimerParkinsonNeuritis

4.- TEJIDO MUSCULAR

Músculos Alargadas Movimiento DesgarrosDistrofia muscular

TEJIDO DE ORGANISMOS EUCARIONTES PLURICELULARES (ANIMAL)

TEJIDOS VEGETALES

TEJIDO DE ORGANISMOS EUCARIONTES PLURICELULARES (VEGETAL)

TEJIDO UBICACIÓN FORMA DE LAS CÉLULAS

FUNCIÓN DEL TEJIDO

1.- TEJIDO EPIDÉRMICO

Cubierta de hojas, tallos, flores y frutos

Regulares, cúbicas, rectangulares, variables Protección

2.- XILEMA Y FLOEMA Vasos conductores Alargadas cilíndricasMovimiento de savia cruda y

elaborada

3.- PARÉNQUIMA Estructura interna de hojas, tallos, flores y

frutos

Poliédricas, cúbicas, rectangulares,

variables.

Sostén, fotosíntesis,

almacén, etc.

4.- COLÉNQUIMA Y ESCLERÉNQUIMA

Colénquima: periferia de órganos vegetales.

Esclerénquima: Por toda la planta.

Alargadas Soporte, protección

5.- MERISTEMATICOEn ápices de tallos,

hojas y raíces Pequeñas poliédricasResponsable del

crecimiento vegetal

stem epidermis

simple and complex tissues inside the stem

parenchymavessel of

xylem phloem

fibers of sclerenchyma

DIFERENCIACIÓN CELULAR

Es el proceso en que las células sufren

modificaciones citológicas dando lugar a una forma

y una función determinada durante el desarrollo

embrionario o la vida de un organismo pluricelular,

especializándose en un tipo celular.

CÉLULAS MADRES O CÉLULAS TRONCALES

Son células cuyo destino todavía no se ha "decidido“,

son indiferenciadas y tienen la capacidad de dividirse

indefinidamente sin perder sus propiedades y llegar a

producir células especializadas.

Se pueden transformar en varios tipos de células

diferentes, a través de un proceso denominado

"diferenciación".

Existen tres tipos de células madre:

Células totipotentes: Son capaces de transformarse en cualquiera de los tejidos de un organismo. Cualquier célula totipotente colocada en el útero de una mujer tiene capacidad de originar un feto y un nuevo individuo.

Células pluripotentes: Capaces de producir las mayor parte de los tejidos de un organismo. Aunque pueden producir cualquier tipo de célula del organismo, no pueden generar un embrión.

Células multipotentes: Se encuentran en los individuos adultos. Pueden generar células especializadas concretas, pero se ha demostrado que pueden producir otro tipo diferente de tejidos.

Existen diferentes tipos de células madres:

Célula madre embrionaria (pluripotentes)

Célula madre germinales (pluripotenciales)

Células madres fetales Estas células madres aparecen en tejidos y órganos fetales como sangre,hígado, pulmón

Célula madre adulta: Son células no diferenciadas que se encuentran en tejidos y órganos adultos y que poseen la capacidad de diferenciarse para dar lugar a células adultas del tejido en el que se encuentran, por lo tanto se consideran células multipotenciales.

La célula madre por excelencia es el cigoto, formado cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide. El cigoto es totipotente, es decir, puede dar lugar a todas las células del feto y a la parte embrionaria de la placenta.

ÓRGANO

En biología, un órgano (del latín órganum:

‘instrumento, herramienta’) es un conjunto

asociado de tejidos que coinciden en estructura y

función. Los órganos representan el nivel de

organización biológica superior al "tejido" e

inferior al "sistema".

SISTEMA

Un sistema es un conjunto ordenado de elementos

cuyas propiedades se interrelacionan e interactúan

de forma armónica entre sí.

Poseen el mismo tipo de tejido.

Por ejemplo:

Sistema endocrino

Sistema circulatorio

Sistema nervioso

Sistema linfático

APARATOEn anatomía, un aparato es un conjunto de

órganos que desempeñan una misma función.

Poseen distintos tipos de tejidos.

Por ejemplo:

Aparato digestivo

Aparato respiratorio

Aparato reproductor

Organismo

Una o más células caracterizadas por un único tipo de información en su ADN. Puede ser unicelular o multicelular. Los individuos multicelulares muestran tipos celulares especializados y división de funciones en tejidos, órganos y sistemas.

Reconocimiento de las células: Robert Hooke, 1655

“Células” vistas por Robert Hooke en una lámina de corcho - 1655

Reconocimiento de las células: Robert Hooke, 1655

Estudio y esquematización de células:Anton Van Leeuwenhoek, 1673

Estudio y esquematización de células:Anton Van Leeuwenhoek, 1673

Identificación del núcleo y del “protoplasma”

Robert Brown, 1831

Jan Evangelista Purkinje, 1839

núcleoprotoplasma

POSTULADOS DE LA TEORIA CELULAR

1.- Las células constituyen la unidad morfológica elemental de los seres vivos siendo equivalente en todos los organismos. 2.- La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.

3.- Las células sólo pueden existir a partir de células preexistentes.

4.- La célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos.

En resumen, la teoría celular enuncia que la célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos

DIVERSIDAD CELULAR

Las tres porciones de una célula

• Membrana celular o plasmática

• Citoplasma y organelos.

• Información genética.

Dominios de la vida y sus reinos

Célula procariontebacteriana

Célula eucarionte vegetal

Célula eucarionte

vegetal

Célula eucarionte animal

Estructuras de la célula eucarionte• Núcleo

– Cromatina– Nucléolo

• Organelos– Retículo endoplásmico rugoso– Retículo endoplásmico liso– Ribosomas– Complejo de Golgi– Lisosomas– Vacuolas– Peroxisomas– Mitocondrias– Plastidios (célula vegetal)

• Citoesqueleto– Microtúbulos– Microfilamentos– Filamentos intermedios– Centriolos– Cilios– Flagelos

• Membrana plasmática

Núcleo

• Contienen los genes

Núcleo: Nucléolo

• Síntesis de ARN

Organelos: R.E.R.• Síntesis de muchas

proteínas destinadas a la secreción o la incorporación a membranas

Organelos: R.E.L.

• Síntesis de lípidos y detoxificación de sustancias

Organelos: Ribosomas

• Síntesis de proteínas (procariontes y eucariontes)

Organelos: Complejo de Golgi• Modificación, empaque para secreción y distribución

de proteínas para otros organelos

Organelos: Complejo de Golgi

Organelos: Lisosomas

Degradación de materiales ingeridos, secreciones y desechos celulares

Organelos: Lisosomas• Degradación

de materiales ingeridos,

secreciones y desechos celulares

Organelos: Peroxisomas• Catálisis de varias reacciones metabólicas. Ejs.

Degradación de H2O2, en O2 y H2O

Organelos: Vacuolas

• Transporte y almacenamiento de materiales, desechos y agua

Organelos: Mitocondrias• Respiración celular

Organelos: Plastidios• Clomoplastos:

– Cloroplastos: fotosíntesis– Plastidios para pigmentación de flores y frutos

• Leucoplastos:– Amiloplastos: almacenamiento de almidón

Citoesqueleto: Microtúbulos, filamentos intermedios y microfilamentos

• Estructuras sólidas, de subunidades de actina

• Soporte estructural, movimiento celular y de organelos, división celular

• Fibras resistentes estables, formadas de polipéptidos: Ej. Miosina

• Refuerzan citoesqueleto, estabilizan la forma celular

• Tubos huecos de tubulina• Soporte estructural, movimiento

celular y de organelos, división celular, en cilios, flagelos, centriolos y cuerpos basales

Citoesqueleto

Citoesqueleto: Centriolos

• Organización del huso mitótico

• Ausente en plantas

Citoesqueleto: Cilios• Desplazamiento

en organismos unicelulares y movimiento de materiales en superficies epiteliales

Citoesqueleto: Flagelos

• Locomoción de espermatozoides y algunos organismos unicelulares

MEMBRANA PLASMÁTICA

CARACTERÍSTICAS GENERALES:

-Rodea a la célula, definiendo su extensión y

manteniendo las diferencias entre el contenido de la

célula y su entorno.

- Son estructuras dinámicas y fluidas.

- El modelo actual de membrana fue aceptado

ampliamente es el modelo de mosaico fluido propuesto

por S. J. Singer y G. L. Nicolson (1972).

-Es tan fina que no se puede observar con el microscopio

óptico, siendo sólo visible con el microscopio electrónico.

- La membrana presenta una permeabilidad selectiva,

ya que permite el paso de pequeñas moléculas, siempre

que sean hidrofóbicas, pero regula el paso de moléculas

hidrofílicas.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA:

1.- Constituir el límite fundamental de toda célula.

2.- Regula los movimientos de sustancias desde y hacia la célula, manteniendo la concentración intracelular de moléculas en los niveles adecuados para que se realicen los procesos celulares básicos.

3.- Participa en interacciones directas con la membrana plasmática de células vecinas, formando uniones intercelulares. (desmosomas, uniones estrechas y uniones comunicantes)

4.- Mantiene estable la forma celular con la ayuda de la interacción con elementos del citoesqueleto .

5.- Recibe y transmite señales químicas.

Composición química de la membrana

- Lípidos 40%

- Proteínas 50% - Glúcidos 10%

LÍPIDOS

En la membrana de la célula eucariota encontramos

tres tipos de lípidos:

1.- Fosfolípidos.

2.- Glucolípidos.

3.- Colesterol.

Todos tienen carácter anfipático

- Tienen un doble comportamiento

- Parte de la molécula es hidrófila y

- Parte de la molécula es hidrófoba

Cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan

formando una:

Bicapa lipídica

http://portales.educared.net/wikiEducared/index.php?title=Imagen:Membrana_estructura.jpg

PROTEÍNAS

Las proteínas de membrana se pueden clasificar en:

Proteínas integrales o intrinsecas:

Están unidas a los lípidos íntimamente, suelen atravesar la bicapa lípidica una o varias veces, por esta razón se les llama

proteínas de transmembrana.

Proteínas periféricas:

Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno

GLÚCIDOS

Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas

Estos glúcidos son oligosacáridos

unidos a los lípidos ------ glucolípidos

Unidos a las proteínas --- glucoproteinas

CUBIERTA CELULAR O GLUCOCÁLIX

Esta cubierta de glúcidos representan la cédula de identidad de las células, a la que se atribuyen funciones fundamentales:

- Protege la superficie de las células de posibles lesiones

-Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento.

- Presenta propiedades inmunitarias.

- Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular.

- En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide.

PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA

TIPOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Transporte

Pasivos

Activos

Osmosis

Difusión

Simple

Facilitada

Endocitosis

Exocitosis

Fagocitosis

Pinocitosis

Transporte pasivo: Se trata de un proceso que no

requiere energía, pues las moléculas se desplazan

espontáneamente a través de la membrana a favor del

gradiente de concentración, es decir, desde una zona de

concentración de solutos elevada a otra de concentración

de solutos más baja. 

Transporte activo: Transporte que ocurre en contra del

gradiente de concentración y, por lo tanto, necesita aporte

energético (ATP). Las proteínas transportadoras que

intervienen se llaman "bombas"

Gradiente concentración

Gradiente concentración

Gradiente concentración

hipertónica hipotónica

membrana semipermeabl

e

Comportamiento de dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable.

Presión osmótica