LA VIDA COMIENZA CON LAS CÉLULAS

AL IGUAL QUE NOSOTROS, CADA CÉLULA QUE FORMA NUESTRO CUERPO ES CAPAZ DE:- CRECER- REPRODUCIRSE- PROCESAR INFORMACIÓN - RESPONDER A ESTIMULOS- LLEVAR A CABO UNA ASOMBROSA VARIEDAD DE REACCIONES QUÍMICAS

TEMA 1. LA VIDA COMIENZA CON LAS CÉLULAS

1.1 Diversidad y concordancia de la células 1.1.1 Diversidad celular1.1.2 Todas las células son procariontes o eucariontes1.1.3 Incluso las células pueden aparearse1.1.4 Los virus son los parásitos primarios1.1.5 Nos desarrollamos a partir de una sola célula1.1.6 Las células madres, la clonación y las técnicas relacionadas1.2 Las moléculas de las células1.2.1 Moléculas pequeñas que transportan energía, trasmiten señales y se unen en macromoléculas1.2.2 Las proteínas otorgan estructura a las células y realizan las mayoría de las tareas celulares1.2.3 Los ácidos nucleicos portan información codificada para realizar proteínas en el momento y lugar correctos1.2.4 El genoma esta condensado en cromosomas y se replica durante la división celular1.3 El trabajo de las células1.3.1 Las células construyen y degradan numerosas moléculas y estructuras

TEMA 1. BASES MOLECULARES Y CELULARES DE LA VIDA

1.3.2 Las células animales producen su ambiente externo y sus adhesivos propios1.3.3 Las células cambian de forma y se mueven1.3.4 Las células reciben y envían información1.3.5 Las células crecen y se dividen1.3.6 Las células mueren por una lesión agravada o por una programación interna

LITERATURA:Biología Celular y Molecular / Lodish et al./ 5ta Edición, Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana, 2005, CAPÍTULOS 1 y 5.Biología Celular y Molecular. Conceptos y experimentos / Karp G./ 4ta Edición, McGraw-Hill Interamericana, México, 2006.

DIVERSIDAD Y CONCORDANCIA DE LAS CÉLULAS

DIVERSIDAD CELULAR

- Diferentes tamaños y formas- Estructuras cambiantes o estables- Sensibilidad al oxígeno- Capacidad de vivir aisladamente, formando colonias o en estrecha relación con otros organismos- Forman tejidos o no

DE IZQUIERDA A DERECHA. PRIMERA FILA: LACTOCOCCUS LACTIS, ARQUEOBACTERIA METHANOSARCINA, CÉLULAS SANGUÍNEAS Y HUEVOS DE DINOSAURIO FOSILIZADOS. SEGUNDA FILA: ALGA VERDE VOLVOX AUREUS, NEURONA DE PURKINJE DEL CEREBELO, CAPA EPITELIAL DEL INTESTINO Y CÈLULAS VEGETALES

DIVERSIDAD EN TAMAÑOS Y FORMAS

LOS ERITROCITOS SANGUÍNEOS PRESENTAN UNA FORMA ESTABLE. EN CAMBIO, LA AMEBA EMITE SEUDÓPODOS QUE CAMBIAN SU FORMA

MIENTRAS ALGUNAS ARQUEOBACTERIAS NO EVOLUCIONARON PARA PODER VIVIR EN

PRESENCIA DE OXÌGENO, LOS PROTOZOOS SÌ

LAS CÉLULAS PUEDEN VIVIR AISLADAMENTE, FORMANDO COLONIAS O EN ESTRECHA RELACIÓN CON OTROS ORGANISMOS

DE IZQUIERDA A DERECHA. DINOFLAGELADO, BACTERIA, Y RELACIÒN SIMBIÒTICA ENTRE UN PARAMECIO Y EL ALGA CLORELA

LAS CÉLULAS PUEDEN FORMAR TEJIDOS

TODAS LAS CÉLULAS SON PROCARIONTES O

EUCARIONTES

PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS

Procariota EucariotaGenóforo

Un solo cromosoma Nucleoplasma

Varios cromosomas

ADN (cadena doble, circular cerrado covalentemente)

ADN (cadena doble lineal, terminado en telómeros)

No existe membrana nuclear

Existe membrana nuclear

No histonas Histonas

Replicación del material genético: no mitosis

Replicación del material genético: mitosis

Organización del citoplasma Organización del citoplasma

  No orgánulos de tipo eucarióticos

  Orgánulos: mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplásmico, Golgi, lisosomas, entre otros.

  No citosqueleto (no corrientes citoplásmicas)

  Citosqueleto y corrientes citoplásmicas

  Ribosomas 70S   Ribosomas 80S

A PESAR DE ESTAS Y DE OTRAS DIFERENCIAS, TODAS LAS

CÉLULAS COMPARTEN CIERTAS CARACTERÍSTICAS

ESTRUCTURALES Y REALIZAN VARIOS PROCESOS

COMPLICADOS BÁSICAMENTE DE LA MISMA MANERA DE

DONDE SE INFIERE UN ORIGEN COMÚN

ANÁLISIS DE SECUENCIA DE ADN

INCLUSO LAS CÉLULAS PUEDEN APAREARSE

ESTADO EXTRACELULAR

ESTADO INTRACELULAR VIRUS VIRIÓN

INFECCIÓN

REPLICACIÓN Y LIBERACIÓN

LOS VIRUS SON LOS PARÁSITOS PRIMARIOS

Debido a que los virus no pueden crecer o reproducirse

por si mismos, no se les considera seres vivos

Las propiedades que caracterizan a los

sistemas vivientes no se dan en las formas extracelulares de los

virus

NOS DESARROLLAMOS A PARTIR DE UNA SOLA CÈLULA

FECUNDACIÒN Y DESARROLLO DE EMBRIÒN DE FASE TEMPRANA

LAS CÉLULAS MADRES, LA CLONACIÓN Y LAS TÉCNICAS RELACIONADAS

PRINCIPALES TÉCNICAS:Fecundación in vitro: Extracción del núcleo del espermatozoide e inyección en el óvulo, con posterior implantación en la madre.Clonación: Eliminación del núcleo del ovulo y sustitución por el de una célula somática del donante.

LAS MOLÉCULAS

DE LA CÉLULA

LAS PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS SURGEN A PARTIR DE EVENTOS MOLECULARES ESENCIALES COMO:

1) EL ENSAMBLAJE DE MOLÉCULAS GRANDES2) LA UNIÓN DE GRANDES MOLÉCULAS3) LOS EFECTOS CATALÍTICOS QUE

PROMUEVEN REACCIONES QUÍMICAS PARTICULARES

4) EL DESPLIEGUE DE INFORMACIÓN TRANSPORTADA POR MOLÉCULAS GIGANTES

¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?

1) Iones2) Moléculas pequeñas que

transportan energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas5) Moléculas que forman

membranas

LA ENERGÍA PARA SINTETIZAR LAS MOLÉCULAS CELULARES PROVIENE DE LOS ENLACES

QUÌMICOS DE LAS SUSTANCIAS QUE ESTA METABOLIZA

¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?

1) Iones (Sodio, Cloruros, Calcio, etc.)

2) Moléculas pequeñas que transportan

energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas5) Moléculas que forman

membranas

El glicerol 3-fosfato, presenta un enlace fosfoéster, cuyo

AGo para hidrólisis es de -2.2 Kcal/mol).

En casi todos los organismos, el adenosintrifosfato o ATP, es la molécula más

importante para la captación, almacenamiento transitorio y la transferencia subsiguiente de

energía para realizar trabajos (biosíntesis, movimientos mecánicos, etc.). En esta molécula

los enlaces fosfoanhidridos son altamente energéticos (AGo de -7.3 Kcal/mol), cerca de tres veces mayor que el enlace fosfoéster del glicerol

¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?

1) Iones2) Moléculas pequeñas que

transportan energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas5) Moléculas que forman

membranas

NEUROTRASMISORES Y HORMONAS

INTERACCIÒN DE LA HORMONA DEL CRECIMIENTO CON SU RECEPTOR AL NIVEL DE MEMBRANA PLASMÀTICA

NEUROTRASMISORES QUE PARTICIPAN EN EVENTOS DE SEÑALIZACIÒN PARACRINA

LA SEÑALIZACIÓN MEDIANTE MOLÉCULAS EXTRACELULARES SOLUBLES PUEDEN CLASIFICARSE EN TRES TIPOS:

Señalización endocrina: Las moléculas de señalización (hormonas) actúan sobre células dianas distantes de sus sitios de síntesis por células de diversos órganos endocrinos.Señalizaciòn paracrina: Las moléculas de señalización liberadas (neurotransmisores y factores de crecimiento) por una célula afectan a la célula diana solo cuando se encuentran muy próximas.Señalización autocrina: Las células responden a sustancias que ellas mismas liberan (algunos factores de crecimiento)

Algunas moléculas de señalización actúan tanto a corta como a larga distancia. La adrenalina funciona como neurotransmisor y como una hormona sistémica.

Otro ejemplo es el factor de crecimiento epidérmico (EGF), sintetizado como una proteína integral de la membrana plasmática. El EGF unido a la membrana puede fijarse a una célula adyacente y actuar como señal por contacto directo. El corte por acciòn de una proteasa extracelular libera una forma soluble de EGF que actúa como señal de manera autocrina y paracrina.

¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?

1) Iones2) Moléculas pequeñas que

transportan energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas5) Moléculas que forman

membranas

LOS MONÓMEROS (AMINOÁCIDOS, NUCLEÓTIDOS Y MONOSACÁRIDOS) SE UNEN PARA FORMAR

POLÌMEROS O MACROMOLÈCULAS (PROTEÍNA, ÁCIDOS NUCLEICOS Y POLISACÁRIDOS)

¿CUALES SON LOS TIPOS FUNDAMENTALES?

1) Iones2) Moléculas pequeñas que

transportan energía 3) Moléculas que trasmiten señales 4) Moléculas que se unen en macromoléculas5) Moléculas que forman

membranas

LOS ÁCIDOS GRASOS SON PRECURSORES DE MUCHOS LIPIDOS CELULARES

ÁCIDOS GRASOS QUE PREDOMINAN EN LOS

FOSFOLÍPIDOS QUE FORMAN MEMBRANAS

EL TRABAJO DE LAS CÉLULAS

EL CITOSOL Y LOS ESPACIOS INTERNOS DE LOS ORGANUELOS DIFIEREN EN ACIDEZ, COMPOSICIÓN IÓNICA Y CONTENIDO DE PROTEÍNAS, LO QUE DETERMINA UN “MICROCLIMA” PARTICULAR EN CADA UNO DE ELLOS. LAS FUNCIONES ÙNICAS Y LOS “MICROCLIMAS” DE LOS COMPARTIMIENTOS CELULARES SE DEBEN PRINCIPALMENTE A LAS PROTEÌNAS QUE RESIDEN EN SUS MEMBRANAS O EN SU INTERIOR

PRINCIPALES SUBESTRUCTURAS CELULARES

1) Membrana plasmática2) Mitocondrias3) Lisosomas4) Envoltura nuclear5) Nucléolo6) Núcleo7) Retículo endoplasmàtico liso8) Retículo endoplasmàtico rugoso9) Complejo de Golgi10) Vesículas secretoras11) Peroxisomas12) Fibras citoesqueléticas13) Microvellosidades14) Pared celular15) Vacuola16) Cloroplastos

LAS CÉLULAS CONSTRUYEN NUMEROSAS MOLÈCULAS Y ESTRUCTURAS

GRAN PARTE DEL TRABAJO CELULAR LO REALIZAN LAS MAQUINARIAS MOLECULARES,

QUE SE ENCUENTRAN EN EL CITOSOL Y EN VARIOS ORGÁNULOS

AZÙCARESGRASASLUZ SOLAR

MITOCONDRIASCLOROPLASTOSMEMBRANAS CITOPLASMÀTICA

LAS CÉLULAS CONSTRUYEN NUMEROSAS MOLÉCULAS Y ESTRUCTURAS

LA MAYORÍA DE LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE UNA CÉLULA DEPENDE DE LAS

PROTEÍNAS, Y ESTAS DEBEN SER TRANSPOTADAS DESDE DONDE SON FABRICADAS A SUS LOCALIZACIONES

APROPIADAS

LAS PROTEÍNAS PUEDEN SER SINTETIZADAS POR:

1) RIBOSOMAS LIBRES DEL CITOSOL2) RIBOSOMAS ASOCIADOS AL

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE), DONDE ADEMÁS SE PRODUCEN LÌPIDOS. LAS CADENAS DE PROTEÍNAS PRODUCIDAS EN EL RE SON POSTERIORMENTE MODIFICADAS EN EL APARATO DE GOLGI ANTES DE SER ENVIADAS A SU DESTINO FINAL

LAS CÉLULAS DEGRADAN NUMEROSAS MOLÉCULAS Y ESTRUCTURAS

LAS CÉLULAS NECESITAN DEGRADAR PARTES DESGASTADAS U OBSOLETAS EN MOLÉLULAS PEQUEÑAS QUE PUEDAN SER DESCARTADAS O RECICLADAS, TAREA

ASIGNADA, EN MAYOR MEDIDA A LOS LISOSOMAS Y PEROXISOMAS

LAS CÉLULAS ANIMALES PRODUCEN SU AMBIENTE EXTERNO Y SUS ADHESIVOS

PROPIOSMATRIZ EXTRACELULAR: Jalea de proteínas y polisacáridos secretada por las células que crean un entorno inmediato a estas. En las células animales el mayor componente es el colágeno.

LAMINA BASAL: Es un tipo de matriz especializada (más resistente), la cual constituye una superficie de soporte que impide que las células se suelten.

MOLÈCULAS DE ADHESIÒN CELULAR: Moléculas que conectan células

UNIONES DE HENDIDURA: Puentes en las membranas citoplasmáticas que conectan a las células animales

PLASMODESMOS: Puentes en las membranas citoplasmáticas que conectan a las células vegetales

LAS CÉLULAS CAMBIAN DE FORMA Y SE MUEVEN

El CITOESQUELETO IMPIDE QUE LA MEMBRANA PLAMÁTICA DE LAS CÉLULAS ANIMALES SE RELAJE FORMANDO UNA ESFERA; TAMBIEN

PARTICIPA EN LA LOCOMOCIÒN DE LA CÉLULA Y EN EL TRANSPORTE INTRACELULAR DE VESÍCULAS, CROMOSOMAS Y MACROMOLÉCULAS

LAS CÉLULAS RECIBEN Y ENVÍAN INFORMACIÓN

1) LAS CÉLULAS CONTINUAMENTE CONTROLAN SU ALREDEDOR, Y DE ACUERDO A ESTE, AJUSTA SUS PROPIAS ACTIVIDADADES Y COMPOSICIÒN.

2) LAS CÉLULAS ENVÍAN SEÑALES (COMPUESTOS SIMPLES, GASES, PROTEÍNA, LUZ Y MOVIMIENTOS MECÁNICOS) A OTRAS CÉLULAS

3) LAS CÉLULAS POSEEN NUMEROSAS PROTEÍNAS RECEPTORAS PARA DETECTAR SEÑALES Y ELABORAR VÍAS PARA TRASMITIRLAS AL INTERIOR Y EVOCAR UNA RESPUESTAS

ENTRE EL 10 Y 15 % DE LAS PROTEÍNAS EN LOS EUCARIONTES FUNCIONAN COMO SEÑALES EXTRACELULARES SECRETADAS, RECEPTORES DE SEÑALES, O PROTEÍNAS INTRACELULARES O TRANSDUCTORAS DE SEÑALES, LAS CUALES

HACEN PASAR UNA SEÑAL A TRAVÉS DE UNA SERIE DE PASOS PARA CULMINAR EN UNA RESPUESTA CELULAR EN PARTICULAR.

LAS CÉLULAS CRECEN Y SE DIVIDEN

El TIPO MÁS SIMPLE DE REPRODUCCIÓN IMPLICA LA DIVISIÓN DE UNA CÉLULA

PROGENITORA EN DOS CÉLULAS HIJAS, PROCESO

DENOMINADO MITOSIS

1) DURANTE LA FASE S (SÍNTESIS), SON COPIADOS LOS CROMOSOMAS Y EL DNA.

2) DURANTE LA FASE M (MITOSIS) LOS CROMOSOMAS REPLICADOS SE SEPARAN EN CADA CÈLULA HIJA

3) LAS FASES S Y M ESTÀN SEPARADAS POR DOS ETAPAS DE PAUSA O LATENCIA, LAS FASES G1 Y G2; DURANTE LAS CUALES SE SINTETIZAN LOS mRNA Y LAS PROTEÌNAS

4) EN LOS ORGANISMOS UNICELULARES, A MENUDO (AUNQUE NO SIEMPRE), AMBAS CÈLULAS HIJAS SE PARECEN A LA PROGENITORA (DIVISIÓN SIMÉTRICA).

5) EN LOS MULTICELULARES, LAS CÉLULAS MADRES PUEDEN DAR ORIGEN A DOS CÈLULAS DIFERENTES, UNA QUE SE ASEMEJA A LA CÉLULA PROGENITORA Y LA OTRA NO. TAL DIVISIÓN ASIMÉTRICA ES CRÍTICA PARA LA GENERACIÓN DE DIFERENTESTIPOS DE CÉLULAS CORPORALES

LA MITOSIS ES UN PROCESO AXESUAL DEBIDO A QUE LAS CÈLULAS HIJAS TIENEN EXACTAMENTE LA MISMA INFORMACIÓN GENÉTICA QUE LA CÉLULA PROGENITORA; ES DECIR, EL ESTADO DE PLOIDIA NO CAMBIA. SE PRODUCEN CÉLULAS DIPLOIDES (2N CROMOSOMAS).

LA MEIOSIS ES UN TIPO ESPECIAL DE DIVISIÓN CELULAR MEDIANTE LA CUAL SE MANTIENE CONTANTE EL NÚMERO DE CROMOSOMAS DE LA ESPECIE.

A) Las dos células resultante de la división simétrica son idénticas entre sí y a la célula progenitora. En cambio, las dos células hijas resultantes de la división asimétrica difieren a partir de nacimiento y consecuentemente, tienen destino diferentes. B) La formación de los tejidos funcionales y de los órganos durante el desarrollo de un organismos multicelular depende en parte de patrones específicos de división celular mitótica o linajes genéticos

LAS CÉLULAS CRECEN Y SE DIVIDEN(DIVISIÓN SIMÉTRICA, ASIMÉTRICA Y LINAJES GENÉTICOS)

PATRONES DE DIVISIÓN DE UNA CÉLULA MADRE. a) La división de una célula madre produce dos células, una idéntica a la que le dio origen. b) La otra célula hija, una célula madre de potencial mas restringido, comienza una vía hacia la producción de mas células diferenciadas. c) las células progenitoras (precursoras) pueden dividirse para reproducirse a si mismas y, en respuesta a señales apropiadas, pueden diferenciarse en una célula que no se divide, finalmente diferenciada.

LAS CÉLULAS CRECEN Y SE DIVIDEN(DIFERENCIACIÒN CELULAR)

LAS CÉLULAS CRECEN Y SE DIVIDEN(DIFERENCIACIÓN CELULAR)

LAS CÉLULAS SE MUEREN POR UNA LESIÓN AGRAVADA O POR UNA PROGRAMACIÓN

INTERNALA MUERTE CELULAR PROGRAMADA, O APOPTOSIS, ES UN PROCESO DETERMINADO GENÈTICAMENTE, DURANTE EL CUAL SE PRODUCEN LAS PROTEÍNAS NECESARIAS PARA LA AUTODESTRUCCIÒN CELULAR. A DIFERENCIA DE LO QUE OCURRE CUANDO UNA CELULA MUERE POR INFECCIÓN VIRAL O POR UN DAÑO, LA APOPTOSIS EVITA LA LIBERACIÓN DE COMPONENTES CELULARES POTANCIALMENTE TÓXICOS

CARACTERÍSTICA DE LA MUERTE CELULAR POR APOPTOSIS.a) Esquemas que ilustran la progresión de los cambios morfológicos observados en las células apoptóticas. Al comienzo de la apoptosis, se produce una densa condensación cromosómica en la periferia nuclear. También disminuyen en tamaño las células del cuerpo, aunque la mayoría de los orgánulos permanecen intactos. Posteriormente, se fragmenta tanto el núcleo como el citoplasma y forman los cuerpos apoptóticos que son fagocitados por las células circundantes

b) Célula normal (arriba) y apoptótica (abajo)