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Tema 6 7 biología celular
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  • La electroforesis es una técnica para la separación de moléculas ( proteínas o ácidos nucleicos ) según la movilidad de estas en un campo eléctrico a través de una matriz porosa, la cual finalmente las separa por tamaños moleculares y carga eléctrica , dependiendo de la técnica que se use. Los ácidos nucleicos ya disponen de una carga eléctrica negativa, que los dirigirá al polo positivo, mientras que las proteínas se cargan con sustancias como el SDS ( detergente ) que incorpora cargas negativas de una manera dependiente del peso molecular. Para la separación se usa un gel de agarosa o poliacrilamida (fibras cruzadas, como una malla). Al poner la mezcla de moléculas y aplicar un campo eléctrico, éstas se moverán y deberán ir pasando por la malla, por la que las pequeñas se moverán mejor, más rápidamente. Así, las más pequeñas avanzarán más y las más grandes quedarán cerca del lugar de partida.
  • La membrana plasmática separa el medio intra del extraceluar. De hecho la mayorñia de las molñeculas presentes en los sistemas vivos son hidrosolubles por lo que la bicapa lipídica se convierte en una barrera excepcional para el paso de moléculas hidrosolubles y ello posibilita el mantenimiento de diferente concentración para diferentes sustancias entre el citosol y el exterior celular. De hecho se dice l que la membrana celular posee una permeabilidad selectiva. En general cuanto más pequeña e hidrofóbica es una molécula más rápido difunde a través de la membrana. Así, el O2 y el CO2 difunden sin problemas. Las pequeñas moléculas polares no cargadas, como el agua y la urea, también difunden aunque más lentamente. Por supuesto que la membrana celular es altamente impermeable para las moléculas cargadas (iones) ya que la carga y el elevado grado de hidratación disminuye su difusibilidad. Para el transporte de moléculas impermeables a la bicapa existen mecanismos específicos denominados proteínas transportadoras de membrana. Así pues existen dos tipos de transporte: 1- requiere la acción de transportador 2- sin intervención de transportador A su vez el primero puede dividirse en difusión facilitada y transporte activo. El transporte que no precisa de transportados se denomina difusión simple. La ósmosis es la difusión neta de disolvente (agua) a través de una membrana. En función de los requerimientos energéticos el transporte de membrana puede clasificarse en transporte pasivo, en el que el movimiento neto de moléculas e iones a través de una membrana se produce de una concentración más alta a una inferior (a favor de gradiente de concentración) y no requiere energía metabólica. El transporte pasivo comprende la difusión simple, la ósmosis y la difusión facilitada. El transporte activo es un movimiento neto a través de una membrana que se produce contragradiente de concentración (hacia la región de concentración más elevada). EL tgransporte activo requiere el gasto de energía metabólica o ATP e implica proteínas transportadoras específicas. Las proteínas transportadoras además pueden clasificarse en dos grandes grupos: 1-Proteínas transportadoras o permeasas. Las cuales se unen a un soluto específico y tras una serie de cambios conformacionales transfieren el solluto a tra vés de la membrana. 2- Proteínas canal. Las cuales forman un poro acuoso que se extiende a través de la membrana. Cuando ese poro se abre se permite el paso de solutos específicos (normalemnte iones inorgánicos de un tamaño y carga concretos). Es una transporte mucho más rápido que el mediado por transportador.
  • Difusión simple Las moléculas en solución se encuentran en continuo movimiento aleatorio como resultado de su energía térmica. Este movimiento tiende a distribuir las moléculas de forma homogénea. Por ello siempre que existe una diferencia de concentración entre dos regiones de una solución, o una solución dividida por una membrana permeable para la molécula objeto de estudio, el movimiento molecular aleatorio tiende a eliminar el gradiente y a distribuir de una forma homogénea las moléculas. De esta forma las moléculas de la parte con una concentración mayor difundirán a la zona de menor concentración. Existirá una difusión neta. Hemos indicado que la membrana plasmática es permeable a la difusión de moléculas apolares como el O2 o las hormonas esteroideas y para moléculas pequeñas polares sin carga. Este tipo de moléculas difunden a través de la membrana. De hecho la concentración de O2 es mayor en la porción extracelular y por ello tiende a entrar mientras que el CO2, cuya concentración es mayor dentro de la célula, tiende a salir. La velocidad de difusión depende de varios factores: 1- La magnitud de la diferencia de concentración a través de la membrana (es el motor que impulsa la difusión) 2-La permeabilidad de la membrana a la sustancia 3- La temperatura de difusión 4- La superficie de la membrana a través de la que difunden las sustancias (por ejemplo la existencia de pliegues aumenta el área de difusión). Ósmosis La ósmosis es la difusión neta de agua (del disolvente) a través de la membrana. Para que se produzca, la membrana debe ser de permeabilidad selectiva, es decir debe ser más permeable a las moléculas de agua que por lo menos a una especie de soluto. Así existen dos requerimientos: 1- Existir una diferencia de concentración de soluto entre ambos lados de la membrana selectivamente permeable 2- La membrana debe ser relativamente impermeable al soluto. Los solutos que no pueden pasar libremente a través de la membrana se dice que son osmóticamente activos. La difusión de agua se produce (al igual que con otros solutos y gases) cuando está más concentrada a una lado que a otro. La solución mñas diluida tiene mayor concentración de moléculas de agua y menor concentración de soluto. Aunque pueda parecer confuso los principios de la ósmosis son los mismos que gobiernan la difusión de un soluto pero haciendo referencia al agua. Si tenemos un tanque dividido en dos compartimientos iguales con una membrana artificial que puede moverse libremente. In compartimiento tiene 180g/L de glucosa y otro 360g/L. Si la membrana es permeable a la glucosa, ésta difundirá del compartimiento de 360 al de 180g/l, hasta que ambos compartimientos contengan 270g/L de glucosa. Si la membrana no es permeable a la glucosa sino al agua se logrará el mismo resultado por la difusión del agua. Cuando el agua difunde del compartimiento de 180g/L al de 360g/L la primera disolución se concentra más y la segunda se diluye. Esto va acompañado con variaciones de volumen. La ósmosis cesará cuando ambas concentraciones se hayan igualado. Las membranas celulares se comportan de manera similar porque el H2O puede atravesar la bicapa. La ósmosis y el movimiento de la partición de la membrana se podrían evitar por una fuerza que se les opusiera. La fuerza que sería necesaria ejercer para evitar la ósmosis es la presión osmótica. A mayor concentración de soluto mayor es la presión osmótica. Por lo tanto el agua pura tiene una presión osmótica de 0 y una solución de glucosa 360g/l tiene el doble de presión osmótica que una de 180g/L.
  • El transporte de moléculas grandes y polares se hace difícil por difusión simple. Para su transporte intervienen proteínas transportadoras. A este tipo de transporte se le denomina difusión facilitada y no precisa consumo de ATP. Al intervenir un transportador aparece una especificidad, competencia y saturación en el transporte. Al igual que en las enzimas estos transportadores sólo actúan sobre moléculas específicas. Así los transportadores de glucosa sólo interaccionan con la glucosa y no con monosacáridos emparentados. Lo mismo ocurre con los transportadores de aa. En el caso que dos aa sean transportados por el mismo transportador existirá una competencia por atravesar la bicapa. A medida que aumente la concentración de la molécula transportada la velocidad de transporte también aumentará hasta un límite, transporte máximo, en el que los transportadores se han saturado.
  • Transporte activo El transporte activo está mediado por proteínas transportadoras que precisan de energía para llevar a cabo su labor. Existen ocasiones en los que la difusión simple y la difusión facilitada son incapaces de explicar ciertos aspectos del transporte celular. Los revestimientos del intestino delgado y de los túbulos renales mueven glucosa del lado de menor concentración al de mayor (de luz a sangre). Otras células expulsan Ca2+ al medio extracelular y asi mantienen una concentración intracelular del catión entre 1000 y 10000 veces más baja que en el exterior celular. El transporte activo es el movimiento de iones y moléculas en contra de gradiente de concentración, desde las concentraciones más bajas a las más elevadas. Este transporte requiere el aporte de energía a partir del ATP. Podemos dividir entre un transporte activo primario (cuando es necesaria la hidrólisis de ATP para que el transportador funcione) Transporte activo secundario o transporte acoplado. En el transporte activo primario los transportadores abarcan todo el espesor de la membrana y se piensa que la secuencia de acontecimientos en el transporte ocurre: 1- Unión de la molécula o ión a transportar en uno de los lados de la membrana en el lugar de reconocimiento 2- degradación de ATP estimulada por la unión al lugar de reconocimiento y fosforilación del transportador 3- cambio conformacional del transportador inducido por la fosforilación 4- liberación de la molécula, ión, al lado opuesto de la membrana Este tipo de transportadores a menudo se denominan bombas. Aunque algunos de ellos sólo transportan una molécula o ión cada vez, otros intercambian una molécula o ión por otra. El más importante de estos últimos es la boma Na+/K+. La bomba Na+/K+ es capaz de impulsar tres iones Na+ fuera de la célula por cada dos iones K+ que introduce en la misma. La bomba Na+/K+ se encuentra en practicamente todas las células animales. Trabaja como un sistema de recambio antiporte, bombeando Na+ en contra de concentración hacia fuera y K+ hacia el interior celular. La bomba Na+/K+ está constituida por dos proteínas globulares, una mayor de unos 100000Da y otra menor de unos 45000Da. Se ha determinado como la subunidad mayor del complejo posee tres sitios de unión a Na+ en el interior celular y dos sitios de unión a K+ en el exterior. Además en la cara intracelular y próxima al lugar de unión de los iones Na+, dicha subunidad tiene actividad ATPasa. Así pues, una vez se han fijado los iones Na+ y K+ a sus respectivos enclaves en el interior y exterior celular, la energía aportada por la ruptura de la molécula de ATP origina un cambio conformacional en la molécula que impulsa los iones Na+ al exterior y los K+ al interior celular. Este transporte activo contragradiente de energía origina el acúmulo intracelular de K+ y liberación de Na+. (último dibujo: 1. Coupled carriers couple the uphill transport of one solute across the membrane to the downhill transport of another. 2. ATP-driven pumps couple uphill transport to the hydrolysis of ATP. 3. Light-driven pumps , which are found mainly in bacterial cells, couple uphill transport to an input of energy from light, as with bacterio-rhodopsin.
  • Podemos observar que es lo que ocurre a nivel molecular. El grupo fosfato terminal del ATP se transfiere a un residuo de aspártico de la ATPasa en presencia de Na+. Luego, este grupo fosfato se hidroliza en presencia de K+. La fosforilación dependiente de Na+ está acoplada a un cambio conformacional de la ATPasa que da lugar al transporte de Na+ hacia el exterior celular, mientras que la desfosforilación dependiente de K+ que tiene lugar subsecuentemente, da lugar al transporte de K+ hacia el interior de la célula cuando la ATPasa recupera su conformación original. El gradiente Na+/K+ que genera la bomba cumple importantes funciones celulares: 1- Proporciona energía para el transporte de acoplado de otras moléculas. 2- La actividad de las bombas Na+/K+ puede ser ajustado (generalmente por hormonas tiroideas) para regular el gasto calórico en reposo y el índice metabólico basal del cuerpo. 3- Los gradientes de Na+ y K+ en células nerviosas y musculares son utilizados para producir impulsos electroquímicos (necesarios para el fduncionamiento de nervios y músculo). 4- La extrusión activa de Na+ es importante para mantener el equilibrio osmótico celular. Su acumulación promovería la entrada de agua hasta lesionar la célula.
  • Transporte activo secundario o transporte acoplado En este tipo de transporte la energía necesaria para llevar a cabo el trabajo contragradiente se obtiene del transporte a favor de gradiente electroquímico de un soluto, normalmente un ión, para transportar el otro. Un ejemplo típico y muy común en las células de este tipo de transporte se da por la acción del Na+. Evidentemente la acción de la bomba Na+/K+ y la hidrólisis de ATP se hacen necesarias de forma indirecta, ya que mantiene las bajas concentraciones de Na+ en el interior celular. La difusión de Na+ hacia el interior celular, a favor de gradiente de concentración puede impulsar el movimiento de un ión o molécula en contra de su gradiente de concentración. En el caso que la otra molécula se mueva en la misma dirección que el Na+ (es decir hacia el interior celular) el transporte acoplado se denomina cotransporte o simporte. Si la otra molécula se mueve en dirección opuesta (hacia el exterior celular) se denomina contratransporte o antiporte. Ejemplo de este tipo de transporte lo podemos encontrar en las células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales. Transportan glucosa en contra de su gradiente de concentración por un transportador que requiere la unión simultánea de Na+. La glucosa y el Na+ son transportados al interior de la célula como resultado del gradiente de Na+ creado por las bombas Na+/K+. Así la glucosa pasa de la luz intestinal y de los túbulos renales a la sangre. Otro ejemplo con otro ión que no es el Na+ es el intercambio de Cl- por bicarbonato a trasvés de la membrana del eritrocito. La difusión de bicarbonato al exterior de la célula impulsa la entrada de cloruro.

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  • 1. TEMA 6 BIOLOGÍA CELULAR
  • 2.
    • Fue a partir de la invención del microscopio que empezó el estudio de la célula.
    • Los primeros microscopios se hicieron alrededor del año 1600.
    • En 1590, los artesanos holandeses Hans y Zacharias Jansen, improvisaron el primer microscopio compuesto.
    • Robert Hook, científico inglés, mejoró el microscopio compuesto.
    LOS COMIENZOS DE LA BIOLOGIA CELULAR
  • 3. El descubrimiento de la célula Antony Van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos. Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek
  • 4. DECUBRIMIENTO DE LA CÉLULA Robert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio (mejorado) comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamó células. Fue el primero en utilizar este término. Dibujo de R. Hooke de una lámina de corcho al microscopio
  • 5. OBSERVACIÓNES DE HOOKE (EN EL LIBRO DE MICROGRAPHIA)
  • 6. TEORÍA CELULAR ENUNCIADOS DE LA TEORÍA CELULAR SIGLO XVII 1632-1723 Anton van leeuwenhoek. Construyó el primer microscopio óptico y realiza las primeras observaciones. 1635-1702 Robert Hooke. Describe una lámina de corcho y utiliza por primera vez el término célula para referirse a las celdillas que observa. SIGLO XIX Brown (1831) observa la existencia del núcleo. Purkinje (1839), el protoplasma. SIGLO XX 1933 Santiago Ramón y Cajal Demuestra definitivamente la individualidad celular en el tejido nervioso concediendo validez universal a la teoría celular . 1.- La célula es la unidad morfológica y funcional de los sistemas biológicos, es decir, es la parte más pequeña de un ser vivo que tiene vida propia y es capaz de funcionar de manera autónoma. 2.- Todo ser vivo esta formado por células y sustancias procedentes del metabolismo celular.. 3.- Toda célula procede por división de otra ya existente. J. M. Schleiden (1838), T. Schwann (1839) y R. Virchow (1855)
  • 7. LA MICROSCOPIA
      • La microscopía es la técnica de producir imágenes visibles de estructuras o detalles demasiado pequeños para ser percibidos a simple vista.
      • En este campo ha habido gran impulso por parte de la física.
  • 8. ¿CÓMO SON LAS CÉLULAS? Tamaño y forma
  • 9. ¿CÓMO SON LAS CÉLULAS? Tamaño y forma Tamaño: En general microscópico, con algunas excepciones Se usa como unidad de medida el micrómetro ( μ m) 1 μ m = 0,001 mm
  • 10. ¿CÓMO SON LAS CÉLULAS? Tamaño y forma Forma: Muy variada, depende de la función que realice
  • 11. El microscopio óptico compuesto EL ESTUDIO DE LAS CÉLULAS EN LA ACTUALIDAD Micrométrico Macrométrico Platina Muestra Pie o estativo Ocular Revolver Objetivo Condensador Ajuste de platina Diafragma de campo Fuente de luz
  • 12.  
  • 13. Es cilindro hueco metálico, provisto de una lente o un sistema de lentes convergentes, cuya finalidad es aumentar la imagen real e invertida enviada por el objetivo. Actúa como una lupa. EL OCULAR
  • 14. Parte más importante del microscopio. Varias lentes convergentes que corrigen las aberraciones cromáticas. EL OBJETIVO
  • 15. Son: 1- el espejo. 2- el condensador. 3- el diafragma-iris. APARATOS DE ILUMINACIÓN
  • 16. Parte mecánica: También denominado estativo o montura del microscopio. Se compone de las siguientes partes: 1- Pie. 2- Tubo.. 3- Columna 4- Mecanismo de movimiento. 5- Platina.
  • 17. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
    • Las lentes de un microscopio óptico son el condensador, el objetivo y el ocular.
    • La luz que entra en el sistema debe enfocarse sobre la preparación para lo que se usa elcondensador.
    • El objetivo es la lente situada cerca del objeto que se observa. El aumento primario del objeto es producido por la lente objetivo y la imagen se transmite al ocular.
    • En el ocular se realiza el aumento final.
  • 18. AUMENTO Y RESOLUCIÓN
    • Es importante recordar que un microscopio, aparte de tener la capacidad de dar AUMENTO al tamaño de la imagen de la muestra, también tiene PODER RESOLUTIVO , esto es la capacidad de mostrar distintos y separados dos puntos muy cercanos.
    • Cuanto mayor sea el poder resolutivo, mayor será la definición de un objeto. Los microscopios de gran poder resolutivo son especialmente buenos para ver pequeñas estructuras.
  • 19. A) Microscopía de campo brillante: el material se observa sin coloración. La luz pasa directamente y se aprecian detalles que están naturalmente coloreados, o simplemente contornos. B) Microscopía en contraste de fase: se usa principalmente para aumentar el contraste entre las partes claras y oscuras de las células sin colorear. Es ideal para especimenes delgados, o células aisladas. MICROSCOPÍA DE CAMPO BRILLANTE Y CONTRASTE DE FASES
  • 20. Microscopio de contraste de fases
  • 21. MICROSCOPÍA DIFERENCIAL Y DE CAMPO OSCURO
    • C) Microscopía diferencial de contraste de interferencia (DIC) – Nomarski: Utiliza dos rayos de luz polarizada y las imágenes combinadas aparecen como si la célula estuviera proyectando sombras hacia un lado. Es muy utilizado en los tratamientos de fertilización in-vitro actuales. D) Microscopía en campo oscuro : El microscopio utiliza una luz muy intensa en forma de un cono hueco concentrado sobre el espécimen. Esta forma de iluminación se utiliza para analizar elementos biológicos transparentes y sin manchas, invisibles con iluminación normal.
  • 22. Micrografías con microscopios ópticos MICROSCOPIO DE INTERFERENCIA DIFERENCIAL MICROSCOPIO DE CAMPO BRILLANTE O DE CAMPO CLARO MICROSCOPIO DE CAMPO OSCURO MICROSCOPIO DE CONTRASTE DE FASE MICROSCOPIO DE FLUORESCENCIA O LUZ ULTRAVIOLETA
  • 23. Micrografías con microscopio óptico
  • 24. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
    • En un microscopio óptico, la potencia amplificadora está limitada por la longitud de onda de la luz visible.
    • El microscopio electrónico utiliza electrones para iluminar un objeto; los electrones tienen una longitud de onda mucho menor que la de la luz, y pueden mostrar estructuras mucho más pequeñas.
  • 25. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
    • Es importante el vac ío dentro del cañón del microscopio electrónico, ya que l os electrones pueden ser desviados por las moléculas del aire, de forma que tiene que hacerse un vacío casi total en el interior de un microscopio de estas características.
  • 26. MICROSCOPIO ELECTRÓNICO
  • 27. MICROSCOPIO ELECTRÓNICO
    • Existen dos tipos b ásicos de microscopio electrónico:
      • 1. Microscopio electr ónico de transmisión (TEM)
      • 2. Microscopio electronico de barrido (SEM)
  • 28. Microscopio electrónico de transmisión (MET) Linfocito a MET Cátodo Ánodo Lente condensadora Lente objetivo Lupa de aumento de la panalla visual Lente de proyección Brazo de soporte de la muestra Pantalla visual
  • 29. Microscopio electr ónico de transmisión (TEM) Microscopios Electr ónicos de Transmisión
  • 30. Microscopio electrónico de barrido (MEB) Ameba a MEB Haz de electrones Lente condensador Deflector del haz Lente objetivo Brazo de soporte de la muestra Detector Pantalla fluorescente Generador de barrido
  • 31. Escherichia coli
        • E. coli
        • Células de Escherichia coli , bacteria habitante del tracto intestinal.
  • 32. Escherichia coli
  • 33. Escherichia coli (scanner)
  • 34. Comparación de microscopios
  • 35. Resumen comparativo de los tipos de microscopios Característica MO MET MEB Portátil sí no no Aumento X 2 500 X 500 000 X 20 000 Tamaño mínimo observable 120 nm 1 nm 10 nm Fotografía B/N y color B/N B/N Observación in vivo sí no no
  • 36. Tamaño celular Célula nerviosa de jirafa Ameba Bacteria Linfocito Yema de huevo de avestruz Célula intestinal
  • 37. FRACCIONAMIENTO CELULAR
    • Se basa en la propiedad de las partículas que están en suspensión en un medio líquido, las cuales tienden a sedimentar por acción de la gravedad.
    • Si aumenta el efecto de la gravedad por las fuerzas centrífugas, esto permitirá ir separando los diversos componentes celulares en centrifugaciones progresivas.
    • Esta técnica se denomina fraccionamiento celular por centrifugación diferencial.
  • 38. CENTRIFUGACIÓN DIFERENCIAL
  • 39. CENTRÍFUGA
  • 40. análisis y purificación Separación de biomoléculas…
    • proteínas
    • péptidos
    • aminoácidos
    • lípidos
    • ADN/ARN …
    Mikhail Tswett 1906 CROMATOGRAFÍA “escribir en colores” ( chroma -color y graphein -escribir) A B FASE MÓVIL FASE ESTACIONARIA … en función de su diferente distribución en dos FASES (¡siempre!)  Principio de retención selectiva
  • 41. CLASIFICACIÓN 1_ Según el estado físico de la fase móvil : FASE MÓVIL líquido  Cromatografía de LÍQUIDOS gas  Cromatografía de GASES 3_ Según la metodología utilizada para el desarrollo de la cromatografía (relacionado con la fase estacionaria: tipo de SOPORTE que la contiene): FASE ESTACIONARIA  Sobre superficie plana  En columna CRITERIOS 2_ Según la causa por la que se separan los componentes de la muestra (relacionado con las propiedades físico-químicas de las biomoléculas):
    • Solubilidad
    • Tamaño
    • Carga eléctrica
    • Hidrofobicidad
    • Interacciones por afinidad biológica
    • Interacciones inespecíficas
  • 42. CROMATOGRAFÍA EN PAPEL PROPIEDAD: Solubilidad H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H- H- H- H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O Molec. Hidrofílica (soluble) Molec. Hidrofóbica (insoluble) F. MÓVIL  Disolvente orgánico (LÍQUIDA) F. ESTACIONARIA  Celulosa (SÓLIDA)  LENTA  RÁPIDA Retenida por f. estacionaria Disuelta en fase móvil RESULTADO
  • 43. SIMULACIÓN DE CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA (CLICKEAR)
  • 44. CROMATOGRAFÍA DE GEL FILTRACIÓN Molec. GRANDES  RÁPIDAS * Avanzan a mayor velocidad a través de los espacios intersticiales entre las bolas (con f. móvil)  son eluidas antes Molec. PEQUEÑAS  LENTAS * Penetran en los pequeños conductos de las bolas de gel y avanzan a menor velocidad (con f. estacionaria)  son eluidas después APLICACIÓN MUESTRA ELUCIÓN 1 2 4 5 6 7 8 9 3 respuesta del detector fracción PERFIL DE ELUCIÓN grande pequeña
  • 45. INTRODUCCIÓN Separar y analizar moléculas: proteínas ADN/ARN ELECTROFORESIS ... en función de su diferente movilidad al aplicar un campo eléctrico (dependerá de su carga eléctrica) * Moléc. (+)  polo (-) o cátodo * Moléc. (-)  polo (+) o ánodo
    • ELECTROFORESIS LIBRE
    • moléculas en disolución o suspensión:
    • poco resolutiva
    • ELECTROFORESIS DE ZONA
    • SOPORTE que retiene las moléculas:
    • elevado poder de resolución
    cátodo ánodo Arne Tiselius 1937 (Nobel 1948)
  • 46. ELECTROFORESIS 2D * 1ª dimensión: ISOELECTROENFOQUE  separa por pI * 2ª dimensión: SDS-PAGE  separa por PM 1ª DIMENSIÓN 2ª DIMENSIÓN
  • 47. ELECTROFORESIS 2D
  • 48. ELECTROFORESIS ACTIVIDAD INTERACTIVA (CLICKEAR)
  • 49. IMPORTANTE FOTOGRAFÍA…
    • Cristalografia de rayos X del DNA B obtenida por Rosalind Franklin
    • De esta foto se obtuvieron datos cruciales para proponer la estructura en doble helice del DNA
  • 50. TÉCNICAS HISTOQUÍMICAS
  • 51.
    • Casi todo el Oxígeno se combinó con Hidrógeno para formar agua. También se unió con Carbono para formar moléculas de Dióxido de Carbono
    • Se combinó con elementos más pesados para formar minerales (Silicatos, Carbonatos, etc)
    • Luego de millones de años, la tierra se enfrió lo suficiente para permitir la existencia de agua líquida.
    • En la superficie, el agua disolvió muchos minerales y formó un océano salado.
    • Los rayos de las tormentas, el calor de los volcanes y la intensa luz ultravioleta procedente del sol derramaban energía en los jóvenes mares
    ORIGEN DE LA ATMÓSFERA
  • 52.
    • En base a la composición química de las rocas de esa época, se cree que la atmósfera primitiva contenía:
    • Dióxido de carbono
    • Metano
    • Amoniaco
    • Hidrógeno
    • Nitrógeno
    • Ácido clorhídrico
    • Sulfuro de hidrógeno
    • Vapor de agua
    La atmósfera y el clima primitivos gobernaron la evolución prebiótica PRACTICAMENTE NO HABÍA OXÍGENO LIBRE
  • 53. El origen de la vida según Oparin Alexander Ivanovich Oparin publica en 1923 “El origen de la Vida” en el seno de la revolución bolchevique Componentes de la atmósfera primitiva (reductora) Las frecuentes tormentas aportan la energía necesaria Se forman las primeras moléculas orgánicas que se acumulan en el mar. SOPA PRIMITIVA Los componentes de la sopa primitiva se unen entre si Se forman los coacervados Se inicia la evolución celular
  • 54. ÉVOLUCIÓN BIOQUÍMICA DE LA VIDA Los gases de la atmósfera primitiva: CH 4 , NH 3 , H 2 Miller en 1950 reprodujo la hipótesis planteada por Oparín y obtuvo compuestos orgánicos biológicos a partir de materia inorgánica.
    • Una vez formadas moléculas orgánicas éstas debieron:
    • Unirse entre sí para formar macromoléculas
    • Autorreplicarse: Seguramente las primeras macromoléculas autorreplicativas fueron
    RIBOZIMAS Descargas eléctricas que simulaban las de tormentas. Refrigeración y condensación Mezcla de moléculas orgánicas: Ácido aspártico, ácido glutámico, ácido acético, ácido fórmico, urea y aminoácidos. Agua hirviendo
  • 55. ¿Fue el ARN la primera molécula autorreproductora?
    • En la década de 1980, Thomas Cech de la Universidad de Colorado y Altman de la Universidad de Yale descubrieron que ciertas moléculas pequeñas de ARN, llamadas ribozimas, actúan como enzimas que catalizan reacciones celulares, entre ellas, la síntesis de más moléculas de ARN.
    • Sin embargo, la transición al moderno mecanismo de “ADN  ARN-> Proteína” debió haber requerido una serie compleja de etapas intermedias.
  • 56. Protocélula
    • Si una microesfera hubiera encerrado ribozimas, se habría formado algo parecido a una célula viva, a la que se llamaría protocélula.
    • Dentro se habrían producido proteínas, y por difusión habrían entrado nucleótidos y aminoácidos necesarios para sintetizar nuevos ARN y proteínas.
    • Cuando la microesfera creció lo suficiente, pudo haberse dividido, dando casi fin al camino hacia la evolución de las primeras células.
  • 57. Las protocélulas pudieron haber consistido en ribozimas encerradas en microesferas
    • Los químicos han demostrado que si se agita agua que contenga proteínas y lípidos a modo de simular las olas que golpeaban contra las antiguas costas, se forman estructuras huecas llamadas microesferas.
    • Las microesferas se asemejan a las células vivas:
      • -Tienen una membrana similar a la membrana celular.
      • -Absorben material de la solución.
  • 58. EVOLUCIÓN BIOQUÍMICA DE LA VIDA RODEADAS DE UNA MEMBRANA FOSFOLIPÍDICA PROTOCÉLULAS FUENTE ILIMITADA DE MATERIA ORGÁNICA APARICIÓN DE LA FOTOSÍNTESIS ARN COMO MATERIAL GENÉTICO CON FUNCIÓN AUTORREPLICATIVA Y CATALÍTICA EXTREMADAMENTE SENCILLAS AL PRINCIPIO POCO A POCO FUE REEMPLAZADO POR ADN Y PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS METABOLISMO FERMENTATIVO TRANSFORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA DE REDUCTORA A OXIDANTE APARICIÓN DEL METABOLISMO OXIDATIVO AL ESCASEAR LA MATERIA ORGÁNICA DISPONIBLE FORMACIÓN DE LA CAPA DE OZONO COLONIZACIÓN DEL MEDIO AÉREO
  • 59. ORGANIZACIÓN CELULAR CARACTERÍSTICAS COMUNES A TODOS LOS TIPOS CELULARES Membrana celular SEGÚN CÓMO ALMACENEN SU MATERIAL GENÉTICO
    • Tienen el ADN mezclado con el resto de los componentes celulares
    • Su organización interna es tan sencilla que, prácticamente, no se distingue ninguna estructura intracelular.
    • Su tamaño medio oscila entre 1 y 10  m de diámetro.
    • No dan lugar a organismos pluricelulares.
    Citoplasma Núcleo CÉLULAS PROCARIOTAS CÉLULAS EUCARIOTAS
    • Tienen el ADN separado del resto de los componentes celulares por una doble membrana formando un verdadero núcleo.
    • En el citoplasma distinguimos una amplia gama de corpúsculos con estructuras diferentes: los orgánulos.
    • Pueden tener vida libre o formar parte de organismos pluricelulares.
    • Su tamaño medio oscila en tomo a las 100  m de diámetro.
  • 60. CÉLULAS EUCARIOTAS CÉLULA VEGETAL CÉLULA ANIMAL Cloroplastos (realizan la fotosíntesis) Mitocondrias (realizan un metabolismo oxidativo para la obtención de ATP) Lisosomas y peroxisomas (intervienen en procesos digestivos y oxidativos) Citoesqueleto (responsable de la forma y movimiento celular y de la distribución de las estructuras celulares) Vacuolas (digestivas, de almacenamiento o de excreción) Retículo endoplásmico y complejo de Golgi (transporte de proteínas y síntesis de lípidos)
  • 61. ORIGEN DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS Las bacterias se convierten en: La teoría endosimbiótica de Lynn Margulis propone que las células eucarióticas se originaron a partir de una primitiva célula urcariota que en un momento determinado englobaría a otras células u organismos procarióticos, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte. Huesped antecesor universal (urcariota) Células eucarióticas: plantas, algunos protistas Células eucarióticas: animales, hongos, algunos protistas Endosimbiosis ADN Bacterias fotosintéticas ancestrales Bacterias aerobias peroxisomas mitocondrias ... se convierten en cloroplastos
  • 62. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA: MODELO DEL MOSAICO FLUIDO Cara interna Cara externa La membrana está formada por una bicapa lípídica formada por fosfolípidos entre los que se intercalan moléculas de colesterol. En la bicapa se intercalan también proteínas. Otras se adosan a ella. Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución de sus componentes químicos. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente. Los glúcidos (oligosacáridos) se encuentran en la cara externa formando el glucocálix. Proteínas intrínsecas Glucolípidos Colesterol Proteínas extrínsecas Glucoproteínas Fosfolípidos
  • 63. COMPOSICIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA LÍPIDOS GLÚCIDOS PROTEÍNAS Fosfolípidos, glucolípidos y esteroles. TRANSMEMBRANALES O INTRÍNSECAS PERIFÉRICAS O EXTRÍNSECAS Cara externa Cara interna Glucocálix Difusión lateral Rotación Flip-flop Proteínas intrínsecas Unidas a los lípidos Unidas a las proteínas Oligosacáridos unidos a proteínas Oligosacáridos unidos a lípidos
  • 64. Transporte a través de la membrana.
    • La MP tiene una permeabilidad selectiva.
    • A ↓ tamaño de la molécula ↑facilidad para difundirse a través de la bicapa.
    • Moléculas hidrosolubles y cargadas no pueden atravesar la bicapa (la mayoría).
    • Es necesario un sistema de transporte para las moléculas impermeables a la bicapa: proteínas transportadoras de membrana
  • 65. Transporte a través de la membrana. TRANSPORTE ACTIVO TRANSPORTE PASIVO DIFUSIÓN SIMPLE DIFUSIÓN FACILITADA Tipos de transporte:
  • 66.
    • No necesita energía (ATP).
    • La DIFUSIÓN SIMPLE ocurre a través de la bicapa (inespecífico) o por poros (específico).
    • Ocurre A FAVOR DE GRADIENTE
    • La capacidad de difundir a través de la bicapa depende de:
      • La diferencia de concentración a través de la membrana
      • La permeabilidad de la membrana a la sustancia (hidrofobicidad = lipofilia)
      • - La Tª: determina la energía cinética de las moléculas
      • - La superficie de la membrana
    • Ej.: O 2 y CO 2, EtOH, NH 3 , fármacos liposolubles
    Transporte pasivo: difusión simple.
  • 67.
    • Agua : aquaporinas (permiten el paso por ósmosis).
    • Iones (Na + , K + ). La apertura del canal está regulada por:
    • - Ligando, su unión a una determinada región del canal provoca la transformación estructural que induce la apertura.
    • - Voltaje
    Transporte pasivo: difusión simple. YOUTUBE Difusión simple a través de canales:
  • 68. Transporte pasivo: difusión facilitada.
    • T Pasivo: No necesita energía.
    • Ocurre a favor de gradiente.
    • La difusión facilitada es específica y está mediada por proteínas transportadoras.
    • Implica un cambio conformacional en la proteína.
    • Ejemplos: glucosa, algunos aminoácidos…
  • 69. Transporte activo
    • Necesita energía (ATP) y proteínas transportadoras (receptor + ATPasa).
    • Es en contra de gradiente (“contracorriente”).
    • Mantiene las diferencias de concentración a ambos lados de la membrana (p.e. K + , Na + , Ca +2 …), permite la absorción de micronutrientes en intestino y la reabsorción en el riñón y la generación y transmisión del impulso nervioso
    • Tipos:
      • - TA primario: la energía procede directamente del ATP
      • - TA secundario o acoplado: la energía procede del gradiente generado por el TA primario.
  • 70. Transporte activo Bomba de Ca +2 Bomba de Na + /K + Mantiene ↓ [Ca +2 ] LIC Mantiene ↓ [Na + ] LIC ↑ [K + ] LIC LEC LIC
    • Transporte de iones: Na + , K + , Ca +2 , H + , Cl - …
    • Ocurre en todas las células, fundamental en miocitos y neuronas
  • 71. Transporte activo - Proporciona energía para el transporte secundario de otras moléculas. - Las células nerviosas y musculares utilizan el gradiente K + /Na + para producir impulsos eléctricos. - La salida activa de Na + es importante para mantener el equilibrio osmótico celular. Funciones de la bomba de Na + /K + :
  • 72. Transporte activo
    • La difusión de Na + hacia el interior celular (a favor de gradiente) impulsa el movimiento de otra molécula en contra de su gradiente.
      • - Simporte: la otra molécula se mueve en la misma dirección que el Na+
      • - Antiporte: en dirección opuesta
    • Ejemplos: transporte acoplado al Na + de GLUCOSA y AMINOÁCIDOS en células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales, antiporte de H + y Ca +2
  • 73. Transporte activo YOUTUBE
  • 74. 4. Transporte activo
  • 75. Receptores de membrana
        • Receptores con actividad tirosin-quinasa
        • Receptores acoplados a proteína G
          • Sistema adenilato ciclasa-AMPc
          • Sistema fosfolípidos de membrana
          • Sistema del calcio
    • Los mensajeros hidrosolubles (p.e., hormonas) interaccionan con receptores de la superficie de las células diana.
    • El acoplamiento ligando-receptor desencadena una señal intracelular mediada por SEGUNDOS MENSAJEROS. TIPOS:
    TRANSPORTE DE HORMONAS Y GRANDES SUSTANCIAS
  • 76.
    • TRANSPORTE PASIVO (DIFUSIÓN SIMPLE A TRAVÉS DE CANALES)
    • TRANSPORTE PASIVO (DIFUSIÓN FACILITADA A TRAVÉS DE PERMEASAS)
    • TRANSPORTE ACTIVO
    ANIMACIONES (CLICKEAR)
  • 77. ENDOCITOSIS -> YOUTUBE
    • ENDOCITOSIS: Incorporación de sustancias líquidas o sólidas de sustancias para su posterior digestión por lisosomas.
    YOUTUBE: FAGOCITOSIS DE UNA BACTERIA ENTRADA DE SUSTANCIAS DE GRAN TAMAÑO
  • 78.
    • FAGOCITOSIS
  • 79. EXOCITOSIS
    • Eliminación de sustancias de desecho que son producto de la DIGESTIÓN CELULAR
  • 80. LA PARED CELULAR COMPOSICIÓN QUÍMICA Célulosa, hemicelulosa y pectina embutidas en una matriz proteica ESTRUCTURA Pared primaria: flexible, permite crecimiento celular Pared secundaria: rígida, formada por fibras de celulosa ordenadas. Lámina media: delgada, formada por pectina MODIFICACIONES DE LA PARED SECUNDARIA
    • LIGNIFICACIÓN: Lignina. Forma la madera.
    • SUBERIFICACIÓN: Suberina. Forma el corcho.
    • MINERALIZACIÓN: Sales minerales. Órganos de sostén de plantas verdes.
    COMUNICACIONES ENTRE CÉLULAS VECINAS Pared primaria (hemicelulosa) Lámina media (pectinas) Pared secundaria (celulosa) Membrana plasmática Célula vecina
  • 81. HIALOPLASMA COMPOSICIÓN 70-80% de agua 20-30% de proteínas Iones, aminoácidos, glúcidos, ATP, etc. GEL viscoso SOL fluido FUNCIONES Regulador del pH intracelular Lugar donde se realizan reacciones metabólicas celulares Es la solución líquida intracelular en la que se encuentran el citoesqueleto y los orgánulos. ESTRUCTURA Almacenamiento de sustancia en forma de gránulos Puede presentar dos estados físicos
    • Glucogenogénesis
    • Glucogenolisis
    • Biosíntesis de aminoácidos
    • Modificación de proteínas
    • Biosíntesis de ácidos grasos
    • Reacciones con ATP y ARNt
  • 82. CITOESQUELETO Responsable de la morfología celular, la organización de los orgánulos citoplasmáticos y del movimiento celular. MICROFILAMENTOS DE ACTINA YOUTUBE FILAMENTOS INTERMEDIOS YOUTUBE MICROTÚBULOS YOUTUBE CÉLULAS EN DIVISIÓN YOUTUBE Filamentos de queratina Neurofilamentos (tejido nervioso) Tonofilamentos (tejido epitelial) Sección transversal del microtúbulo 8 nm Filamento de actina (actina F)  - tubulina  - tubulina Dímero de tubulina Monómero de actina (actina G) Extremo - Extremo + 24 nm 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 8
  • 83.  
  • 84. Organización General del Citoesqueleto Estructura Descripción Función Microtúbulos Tubos huecos compuestos por la forma monomérica de la proteína tubulina. (monómero globular) Sostén estructural, participan en el movimiento de orgánulos y la división celular (huso mitótico), componentes de cilios, flagelos y centríolos. Filamentos de actina (microfilamentos) Estructura sólida en forma de huso consistente en la proteína actina. (monómero globular) Sostén estructural, participan en el movimiento de la célula y sus orgánulos y en la división celular. Filamentos intermedios Proteínas filamentosas, en forma de tubos. Compuestas por monómeros fibrosos. Sostén estructural. Forman redes que conectan la membrana plasmática con la envoltura nuclear. Centríolos Pares de cilindros huecos, localizados cerca del centro de la célula, formados por microtúbulos. El huso mitótico se forma entre los centríolos durante la división de células animales, fija y organiza los microtúbulos. Están ausentes en las plantas superiores. Cilios Proyecciones relativamente cortas que se extienden desde la superficie celular. Compuestas por microtúbulos. Movimiento de algunos organismos unicelulares. Se utiliza para mover materiales en la superficie de algunos tejidos. Flagelos Proyecciones largas compuestas por microtúbulos. Cubiertos por membrana plasmática Locomoción celular de espermatozoides y algunos organismos unicelulares.
  • 85. EL CENTROSOMA CORTE TRANSVERSAL (estructura 9+0) FUNCIÓN Es el centro organizador de los microtúbulos. De él derivan todas las estructuras formadas por microtúbulos (cilios, flagelos, huso mitótico...) Centriolo Microtúbulos Centriolo Material pericentrolar Estructura en “rueda de carro” Microtúbulo A Microtúbulo B Microtúbulo C Nexina Centrosoma al MET 0,2  m
  • 86. CILIOS Y FLAGELOS CORTE TRANSVERSAL DIFERENCIAS Estructuras móviles que permiten desplazamientos celulares en medios líquidos Los cilios son muy abundantes y se mueven como un látigo (aunque no es asi exactamente) Los flagelos son escasos (uno o dos) y se mueven mediante ondulaciones que recorren toda la longitud del mismo. Cilios F lagelo Fibras secundarias Microtúbulos centrales Brazos de dineína Microtúbulos periféricos
  • 87. SISTEMA DE ENDOMEMBRANA: EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO TIPOS DE RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO R.E. RUGOSO. Con ribosomas adosados a su cara externa. ULTRAESTRUCTURA (Sjostrand, Palade y Porter, 1950) Sáculos muy polimorfos formados por una membrana unitaria e interconectados entre sí. Sáculos aplanados Cisternas Sáculos esféricos Vesículas Sáculos tubulares túbulos R.E. LISO. Sin ribosomas adosados a su cara externa.
  • 88. FUNCIONES DEL RETÍCULO FUNCIONES DEL R.E.LISO
    • Síntesis de lípidos
    Se sintetizan los fosfolípidos, el colesterol y la mayoría de los lípidos de las membranas celulares.
    • Detoxificación
    Elimina sustancias tóxicas para el organismo. Debido a esto los hepatocitos presentan un gran desarrollo del REL FUNCIONES DEL R.E.RUGOSO
    • Síntesis y almacenamiento de proteínas
    • Sintesis de las proteínas
    Espacio interreticular Citoplasma A medida que se sintetizan, las proteínas pueden pasar al lumen intermembranoso o quedarse en la membrana. Las celulas secretoras presentan un gran RER. Sintesis de proteinas Proteína recién sintetizada Saco del RER Ribosoma ARNm Riboforina
  • 89. APARATO DE GOLGI Dictiosoma FUNCIONES DEL COMPLEJO DE GOLGI
    • Secreción de productos sintetizados en el R.E. liso.
    • Glucosilacion de lipidos y proteinas que formaran parte del glucocalix y matriz de la PC
    Las proteínas exportadas por el RER van desplazándose de una cisterna a otra mediante vesiculas. ULTRAESTRUCTURA CARA DE FORMACIÓN O CARA CIS CARA DE MADURACIÓN O TRANS
    • Síntesis de lisosomas
    • Formación del fragmoplasto
    Vesícula de transición RER Vesícula de secreción.
  • 90. RUTA DE LAS PROTEÍNAS
  • 91. LOS LISOSOMAS
    • Contienen en su interior enzimas hidrolíticas
    Lisosoma primario Lisosoma secundario
    • Digieren material procedente de la pinocitosis, la fagocitosis y la autofagia.
    Se forman vacuolas fagocíticas y pinocíticas. Las vesículas se fusionan con los lisosomas primarios para formar los lisosomas secundarios. Vesícula fagocítica Vesícula pinocítica Autofagosoma Dictiosoma R.E. rugoso Cuerpo residual Vesícula exocítica Una vez finalizada la digestión, los lisosomas secundarios se transforman en cuerpos residuales que permiten eliminar los desechos. Los orgánulos y proteinas inservibles se digieren mediante autofagosomas. 1 2 1 2 Lisosomas secundarios al MET 3 4 3 4
  • 92. MICROGRAFÍA DE AUTOFAGOSOMA FAGOCITANDO UNA MITOCONDRIA AUTOFAGOSOMA MITOCONDRIA
  • 93. PEROXISOMAS
    • Contienen en su interior enzimas implicadas en numerosas rutas metabólicas.
    • Se escinden por división aunque no contienen genoma propio.
    LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN DE LOS GLIOXISOMAS
    • Oxidación de los ácidos grasos.
    • Biosíntesis de lípidos.
    • En las células vegetales intervienen en la conversión de ácidos grasos a glúcidos.
    FUNCIONES Se produce en el ciclo del glioxilato. Los peroxisomas se llaman en este caso glioxisomas. Cloroplasto Núcleo Centro cristalino Glioxisoma Ácidos grasos Grasas Ciclo del glioxilato Glúcidos
    • Descomposición del agua oxigenada. Por catalasa
    Mitocondria
  • 94. LA MITOCONDRIA Cámara mitocondrial externa Membrana mitocondrial externa Membrana mitocondrial interna Cámara mitocondrial interna Matriz mitocondrial Crestas mitocondriales Partícula elemental Complejo F 1 Complejo F 0 ADN circular
  • 95. CLOROPLASTOS Cloroplasto en zig-zag de Spyrogira visto al m.o. Cloroplasto visto al m.e. de transmisión Cloroplasto en forma de estrella de Zygnema visto al m.o.
  • 96. TIPOS DE PLASTOS Leucoplastos Cromoplastos Almacenan sustancias. Contienen pigmentos que les dan color. LOS PLASTOS Amiloplastos Oleoplastos Proteoplastos Células vegetales con cloroplastos Cloroplastos PROPLASTOS Proceden de los Si maduran en la oscuridad Si maduran con luz Se clasifican en Almidón Proteínas Grasas Clorofila
  • 97. ULTRAESTRUCTURA Cavidad tilacoidal (lumen) Membrana externa Membrana interna Espacio intermembranoso Estroma Lamelas intergranales Tilacoide Grana
  • 98. ENDOSIMBIOSIS
  • 99. RELACIÓN DE MITOCONDRÍAS Y CLOROPLASTOS CON BACTERIA PRUEBAS A FAVOR DE SU ORIGEN ENDOSIMBIÓTICO Las mitocondrias y cloroplastos contienen ADN El núcleo eucariótico contiene genes que derivan de bacterias Las mitocondrias y los cloroplastos contienen sus propios ribosomas Sensibilidad de estos orgánulos a antibióticos antibacterianos Filogenia molecular: comparación de secuencias de ARNr de mitocondrias, cloroplastos y Bacteria
  • 100. LAS VACUOLAS
    • Consta de una membrana llamada tonoplasto, que la separa del citoplasma.
    • Las vacuolas de la célula se fusionan a medida que madura.
    FUNCIONES
    • Mantenimiento de la forma de la célula.
    • Control de la presión osmótica.
    • Almacenamiento de sustancias nutritivas.
    Los pétalos deben su color a los pigmentos almacenados en sus vacuolas.
    • Las células adultas tienen una sóla vacuola de gran tamaño.
    • Acumulación de sustancias de desecho.
    Tonoplasto Líquido vacuolar amorfo Núcleo Cloroplasto Vacuola
  • 101. INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS Hepatocitos con inclusiones lípidicas (vacuolas vacías) y glucógeno (PAS +). M/E: El glucógeno forma rosetas en el citoplasma de estas células
  • 102. LOS RIBOSOMAS Descubiertos por Palade (1953) …“ pequeñas partículas globulares abundantes en el citoplasma de las células” .
    • LOCALIZACIÓN
    • Libres en el citoplasma (polirribosomas).
    • Pegados a la membrana del retículo endoplasmático.
    • Pegados a la cara citoplasmática de la envoltura nuclear.
    • En mitocondrias y cloroplastos
    ULTRAESTRUCTURA (Lake, 1980) POLIRRIBOSOMAS (MET) COMPOSICIÓN QUÍMICA ARN ribosómico= 60 % del peso seco. Proteínas = 40 %. Más de 50 diferentes. Muchas de ellas enzimas. Subunidad menor Subunidad mayor Ribosoma completo Ribosoma ARN mensajero
  • 103. EL NÚCLEO INTERFÁSICO TAMAÑO: Entre 5 y 25 µm de diámetro. NÚMERO: Suele ser único pero se producen excepciones. - Células anucleadas (eritrocitos) - Células binucleadas (paramecio) - Células plurinucleadas (fibras musculares) ESFÉRICO OVALADO POLILOBULADO POSICIÓN: - Central (blastómeros) - Lateralizado (adipocitos) - Basal (células secretoras) FORMA: Nucleoplasma (matriz nuclear) Envoltura nuclear (doble membrana) Nucléolo (dónde se sintetiza el ARN r) Cromatina (ADN y proteínas asociadas)
  • 104. ENVOLTURA NUCLEAR NÚCLEO CITOPLASMA DOBLE MEMBRANA NUCLEAR Membrana interna Presenta un material electrodenso : la lámina fibrosa o corteza nuclear Membrana externa 7 a 8 nm PORO NUCLEAR Espacio perinuclear o intermembranoso
  • 105. POROS NUCLEARES Los poros nucleares regulan el intercambio de moléculas entre el núcleo y el citosol. Son estructuras dinámicas, capaces de formarse y desaparecer, dependiendo del estado funcional de la propia célula. Lámina fibrosa Diafragma (deja libre sólo unos 10 nm) Anillo (formado por proteínas dispuestas en octógonos) Fibrilla Gránulo central (ribosomas recién formados)
  • 106. NUCLEOPLASMA Y NUCLEOLO SÍNTESIS DEL ARNr COMPONENTE ESTRICTAMENTE NUCLEOLAR ZONA GRANULAR CROMATINA INTRANUCLEOLAR NUCLÉOLO CONTIENE ENZIMAS PARA LA REPLICACIÓN Y LA TRANSCRIPCIÓN NUCLEOPLASMA Las fibras de cromatina pueden encontrarse como COMPONENTE NUCLEAR tiene como funciones ENSAMBLAJE DE LAS SUBUNIDADES RIBOSÓMICAS al microscopio electrónico presenta ZONA FIBRILAR CROMATINA PERINUCLEOLAR en el que se distinguen DEBE POSEER UNA RED FIBRILAR COMO EL CITOESQUELETO Disolución acuosa en estado de gel
  • 107. Tabla Características del Núcleo Celular y sus Componentes Partes del Núcleo Celular Descripción Función Núcleo Estructura rodeada por una doble membrana con poros. Contiene cromatina/cromosomas y nucleolo. Regular la función celular. Control del metabolismo, reproducción (ciclo celular) y diferenciación celular. Envoltura Nuclear Estructura formada por dos unidades de membrana unidas a nivel de los poros nucleares. Continuación del RER. Posee poros que regulan el pasaje entre núcleo y citoplasma Nucleólo Cuerpo granular en el núcleo, que consiste en ARN y proteínas. Sitio de síntesis del RNA ribosómico y de ensamble de los ribosomas. Cromatina ADN asociado a proteínas, tanto estructurales (histonas) como a proteínas regulatorias. La cromatina es visible durante la interfase celular Empaquetamiento (plegamiento) de ADN. El ADN compone los genes. Funciones regulatorias de la transcripción genética. Cromosomas ADN asociado a proteínas, en estado superenrrollado. Visible en forma de estructuras cilíndricas cuando la célula se divide, ya sea en mitosis o meiosis. Contienen los genes que son las unidades de información, que rigen las funciones y estructura celular.
  • 108. LA CROMATINA ADN espaciador (54 pares de bases) ADN de la partícula nuclear (146 pares de bases) Nucleosoma Fibra de cromatina de 30 nm Solenoide (6 nucleosomas por vuelta) Fibra de cromatina de 10 nm Octámero de histonas (dos moléculas de H 2A , dos de H 2B , dos de H 3 , y otras dos de H 4 ) Histona H 1
  • 109. EL CROMOSOMA METAFÁSICO El cromosoma metafásico está constituido por dos cromátidas unidas por el centrómero que divide al cromosoma en dos brazos . El ciclo celular G 1 G 2 S Interfase Mitosis BRAZO BRAZO Cinetocoro Centrómero Constricciones secundarias Telómero Bandas
  • 110. TIPOS DE CROMOSOMAS Metacéntrico Submetacéntrico Acrocéntrico Telocéntrico Central Iguales Desplazado hacia un extremo Desiguales Próximo a un extremo Muy desiguales En un extremo Uno de ellos inexistente En función de la posición del centrómero y de la longitud de los brazos, se distinguen cuatro tipos. CROMOSOMA POSICIÓN CENTRÓMERO LONGITUD DE BRAZOS TELOCÉNTRICOS ACROCÉNTRICOS SUBMETACÉNTRICOS METACÉNTRICOS
  • 111. LA CÉLULA PROCARIOTA
    • Las células procariotas son estructuralmente simples:
    • Sólo se encuentren formando seres unicelulares o colonias.
    • El núcleo celular no está envuelto por una membrana, poseen el material genético disperso en toda su estructura en una región llamada nucleoide, de ahí su nombre de procariota (sin verdadero núcleo)
  • 112. PROCARIOTAS VERSUS EUCARIOTAS Característica Célula Procariótica Célula Eucariótica Núcleo No posee membrana nuclear Posee membrana nuclear Cromosomas Un único cromosoma circular y desnudo Posee uno o más cromosomas lineales unidos a proteínas (cromatina) ADN extracromosómico Puede estar presente como plásmidos Presente en organelas Organelas citoplasmáticas No posee Mitocondrias y cloroplastos, (los cloroplastos presentes sólo en células vegetales) Membrana plasmática Contiene las enzimas de la cadena respiratoria, también puede poseer los pigmentos fotosintéticos Semipermeable, sin las funciones de la membrana procariótica Sistema de endomembranas No posee Presenta REG, REL, Golgi, lisosomas, vacuolas y vesículas. Pared celular Capa rígida de peptidoglucano (excepto micoplasmas) No poseen pared de peptidoglucano. Pueden poseer una pared de celulosa o quitina Esteroles Ausentes (excepto micoplasmas) Generalmente presentes Citoesqueleto Ausente Presente. Formado por filamentos proteicos. Exocitosis y Endocitosis Ausente Presente Ribosomas 70 S en el citoplasma 80 S en el retículo endoplásmico y en el citosol División Fisión Binaria (amitosis) Mitosis - Meiosis Tamaño 0,2 a 10 m m Siempre superior a 6 m m
  • 113. ESTRUCTURA DE LA CÉLULA PROCARIOTA
  • 114. FORMAS BACTERIANAS ESPIRILOS
  • 115.  
  • 116.  
  • 117. CILIOS Y FLAGELOS
    • Algunas tienen extensiones largas y delgadas, conocidas como flagelos
    • Los FLAGELOS, constituyen el medio de movilidad de las células, Cuando éstas habiten en un medio acuoso
    • Las FIMBRIAS son varillas cilíndricas rígidas. Sirven para unir las bacterias a una fuente alimenticia, a la superficie de un líquido, o a dos bacterias en conjugación.
  • 118. ADN DE PROCARIOTAS
    • Entre las características de las células procariota que las diferencian de las eucariota, podemos señalar:
    • 1) DNA desnudo y circular; carencia de mitocondria, nucleolo y retículo endoplásmico.
    • 2) La membrana celular de las procariotas carece de colesterol u otros esteroides. Poseen, además una pared celular que contienen polisacáridos y polímeros complejos formados a partir de aminoácidos y azúcares (mureína)
  • 119. PARED BACTERIANA GRAM - GRAM +
  • 120. GRAM + Y GRAM -
  • 121.  
  • 122.  
  • 123. LA MITOSIS INICIO DE LA PROFASE FINAL DE LA PROFASE METAFASE INICIO DE LA ANAFASE INICIO DE LA TELOFASE TELOFASE Cromosomas Huso mitótico Centrosoma Envoltura nuclear Fibras del áster Microtúbulos cinetocóricos Cinetocoro Placa metafásica Microtúbulos polares Cromátidas Cromosomas en descondensación Envoltura nuclear en formación Envoltura nuclear Microtúbulos polares Anillo contrátil
  • 124. MICROGRAFÍAS MITOSIS