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Tema 3 células procariotas y eucariotas

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Este documento describe las características de las células procariotas y eucariotas. Explica que las células procariotas carecen de núcleo y su ADN no está envuelto, mientras que las células eucariotas tienen su ADN dentro de un núcleo. También describe las principales estructuras de ambos tipos de células como la membrana, ribosomas, cromosomas y orgánulos.

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BLOQUE 2: MORFOLOGÍA, ESTRUCTURA Y FUNCIONES CELULARES. LA CÉLULA: UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIÓN
Tema 3 Modelos de organización celular. 1.- Células procariotas. Células eucariotas (vegetal y animal).
ORGANIZACIÓN CELULAR DE LOS SERES VIVOS Las células son unidades de materia viva constituidas por una membrana y un citoplasma. Se distinguen dos tipos: Células procariotas. Células eucariotas. ROBERT HOOKE
TEORÍA CELULAR En 1665, Robert Hooke , al observar al microscopio, un fragmento de corcho , descubre que está compuesto por una serie de estructuras parecidas a las celdas de los panales de las abejas, por lo que las llamó células . El posterior desarrollo de la microscopía permitió que en 1838 Scheleiden y en 1839 Schwan , uno para los vegetales y el otro para los animales, planteasen la denominada TEORÍA CELULAR .
TEORÍA CELULAR 1. La célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos. 2. La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos. En 1855, Virchow enuncia un tercer principio: 3. Toda célula procede por división de otra célula.
TEORÍA CELULAR En resumen, según la TEORÍA CELULAR, la célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de los seres vivos. Todo ser vivo está constituido por células: UNIDAD ANATÓMICA , su actividad es consecuencia de la actividad de sus células: UNIDAD FISIOLÓGICA y se reproduce a través de ellas: UNIDAD REPRODUCTORA (genética) .
Uni y pluricelulares Los seres vivos se pueden dividir en dos grandes grupos : Unicelulares : con una sola célula que debe desarrollar todas las funciones vitales. Pluricelulares : con muchas células. No todos los seres vivos están constituidos por células. Un claro ejemplo son los virus, a estos organismos que no son células se les conoce como acelulares .
Unicelulares Son organismos unicelulares procariotas las bacterias y las arqueobacterias. Son organismos unicelulares eucariotas los protozoos, las algas y hongos unicelulares . A veces los unicelulares se asocian y forman colonias , en las que cada célula sigue desempeñando todas las funciones ( no son pluricelulares ), no existen tejidos diferenciados ni especializados.
Pluricelulares Son seres pluricelulares aquellos constituidos por más de una célula . Se distinguen varios grados de complejidad: tejidos, órganos, sistemas y aparatos
La forma de las células Amplia variedad de formas dependiendo de la estirpe, su edad y su momento funcional o sutuación (libres o asociadas en tejidos). Algunas cambian constantemente de forma (amebas o leucocitos). Las células libres suelen tener forma globosa (cohesión del agua). Las células que se unen a otras , tienen formas particulares debido a las tensiones de las uniones de las células próximas. Amplia variedad de formas: elípticas, fusiformes, estrelladas, prismáticas, aplanadas, etc .
La forma de las células Aplanada Prismática Estrellada Fusiforme Elíptica Redondeada
La forma de las células La forma está relacionada con la función . Resumiendo la forma depende sobretodo de la función y puede variar según exista o no pared celular rígida, uniones con otras células, fenómenos osmóticos o citoesqueleto interno.
Tamaño de las células Normalmente son pequeñas (sólo se ven con ayuda del microscopio). Algunas (pocas) son visibles (yemas de los huevos). Las unidades de medida empleadas han de ser necesariamente pequeñas . Las bacterias suelen medir entre 1 y 2 micras . La mayoría de células humanas miden entre 5 y 20 micras .
Tamaño de las células Por encima de estos valores, hay células con funciones especiales, como el espermatozoide, los oocitos humanos, oocitos de las aves . Las células de mayor longitud son las neuronas (en cetáceos varios metros).
Tamaño de las células Ovocito humano Ovocito de colibrí Ovocito de gallina Ovocito de avestruz
Relación tamaño, forma y estado Tamaño limitado por : Capacidad captación de nutrientes del medio . En células grandes la relación superficie/volumen es pequeña, lo que supone un problema a la captación de nutrientes. Capacidad funcional del núcleo . Grado de madurez . ADN en forma de cromatina extendida significa actividad metabólica alta . Cromatina empaquetada anuncia división.
Unidades de medida De longitud : Micra o micrómetro : 10-6 m. Tamaño célular. Nanometro : 10-9 m. Orgánulos. Angstrom : 10-10 m. Macromoléculas. De masa : Picogramo : 10-12 gramos. Orgánulos. Dalton : 1.66 x 10-24 gramos. Macromoléculas. Svedberg (S). Velocidad de sedimentación en centrífuga.
Longevidad celular Duración vital variable . Células de vida corta: epitelio intestinal y pulmonar. Células que duran toda la vida: ¿neuronas?
Estructura celular La estructura común a todas las células es: Membrana plasmática . Doble capa lipídica con proteínas. Citoplasma . Medio interno celular ( citosol o hialoplasma ), con estructuras con forma propia llamadas orgánulos ( morfoplasma ) El material genético . Una o varias moléculas de ADN.
ESTRUCTURA CELULAR Las células son unidades de materia viva constituidas por una membrana y un citoplasma . Se distinguen dos tipos de células : Células procariotas. Células eucariotas .
Estructura celular Según el material genético esté o no envuelto por una membrana, se distinguen: Células procariotas . Células eucariotas .
Células procariotas y eucariotas Célula procariota. Célula eucariota. La primera está representada a un aumento mucho mayor que la segunda (ver escala).
Células procariotas Carecen de envoltura nuclear . La información genética se halla dispersa en el citoplasma , más o menos condensada en una región llamada nucleoide . Además, su ADN no está asociado a ciertas proteínas como las histonas y usualmente está formando un único cromosoma Muy simples y primitivas. Apenas tienen estructuras en su interior . Son procariotas, entre otras: las bacterias y las cianofíceas .
Células eucariotas Tienen la información genética rodeada por una envoltura nuclear , constituyendo un núcleo bien diferenciado . Su ADN está asociado a proteínas (histonas y otras) y estructurado en numerosos cromosomas . Células características del resto de los organismos unicelulares y pluricelulares, animales y vegetales . Su estructura es más evolucionada y compleja que la de los procariotas. Tienen orgánulos celulares .
+Diferencias pro y eucariotas
Célula Procariota Membrana plasmática Pared celular Cápsula Flagelo Fimbrias Ribosomas Plasmidio Clorosomas Carboxisoma Vacuolas de gas Material genético ESTRUCTURA DE UNA BACTERIA TIPO
Célula Procariota Los componentes estructurales básicos de las bacterias son: Pared bacteriana. Cápsula bacteriana. Membrana. Ribosomas. Cromosoma bacteriano. Inclusiones. Flagelos. Fimbrias o pili.
Pared bacteriana Estructura presente en todas las bacterias. Es una envoltura rígida exterior a la membrana. Funciones: Da forma a la bacteria y sobre todo soporta las fuertes presiones osmóticas de su interior.
Pared bacteriana Estructura de la pared de una bacteria Gram negativa. Estructura de la pared de una bacteria Gram positiva.
Cápsula bacteriana En numerosas bacterias se forma en la parte externa de la pared una cápsula viscosa compuesta por sustancias glucídicas . Esta envoltura, que se presenta en casi todas las bacterias patógenas, las protege de la desecación y de la fagocitosis por los leucocitos del hospedador , así como del ataque de los anticuerpos, lo que aumenta la virulencia de las bacterias encapsuladas. La presencia de la cápsula no es, sin embargo, un carácter diferenciador, pues determinadas bacterias pueden o no formarla en función de los medios de cultivo.
Membrana Es una envoltura que rodea al citoplasma. Está constituida por una membrana de tipo unitario de 75 Å de espesor. Su estructura es idéntica a la de las células eucariotas, variando sólo en algunas de las moléculas que la componen; por ejemplo, en la membrana bacteriana no hay esteroides. Una particularidad que presenta la membrana bacteriana es la existencia de unos repliegues internos que reciben el nombre de mesosomas . Las funciones de la membrana plasmática bacteriana son las mismas que en la célula eucariota, es decir, limitan la bacteria y regulan el paso de sustancias nutritivas.
Ribosomas Se encuentran dispersos en el protoplasma bacteriano, aislados o asociados en cadenas de ARNm (polirribosomas), y se encargan de la síntesis de proteínas.
Cromosoma bacteriano El ADN de la bacteria está constituido por una sola molécula en doble hélice (esta molécula es muy grande en comparación con el tamaño de la bacteria), circular , superenrollada y asociada a proteínas no histonas . En las células bacterianas puede haber también una o varias moléculas de ADN circular extracromosómico de menor masa molecular que el cromosoma denominadas plásmidos .
Inclusiones En el protoplasma bacteriano se encuentra una gran variedad de granulaciones , que cumplen, generalmente, la función de depósitos de sustancias de reserva .
Flagelos Son apéndices filiformes de mayor longitud que la bacteria que permiten su locomoción .
Fimbrias o pili Son filamentos huecos, delgados y rectos, situados en la superficie de determinadas bacterias y cuya función no está relacionada con la locomoción, sino con la adherencia a los substratos y el intercambio de fragmentos de ADN durante la conjugación
CÉLULA EUCARIOTA
ESTRUCTURA GENERAL DE LA CÉLULA EUCARIÓTICA En toda célula eucariótica vamos a poder distinguir la siguiente estructura: Membrana plasmática Citoplasma Núcleo
ESTRUCTURA GENERAL DE LA CÉLULA EUCARIÓTICA
DIFERENCIAS ENTRE LAS CÉLULAS VEGETALES Y ANIMALES Por lo general las células vegetales son de mayor tamaño que las animales, tienen plastos y están envueltas en una gruesa pared celular , también llamada pared celulósica o membrana de secreción. Sus vacuolas son de gran tamaño y no tienen centriolos .
ULTRAESTRUCTURA DE LA CÉLULA VEGETAL 1 Membrana plasmática 2 Retículo endoplasmático granular 3 Retículo endoplasmático liso 4 Aparato de Golgi 5 Mitocondria 6 Núcleo 7 Ribosomas 8 Cloroplasto 9 Pared celulósica 10 Vacuola
ULTRAESTRUCTURA DE LA CÉLULA VEGETAL Núcleo Centrosoma Filamentos intermedios Aparato de Golgi Plastos Almidón Mitocondrias Vacuola Microfilamentos Retículo endoplasmático Pared de secreción
ULTRAESTRUCTURA DE LA CÉLULA ANIMAL CÉLULA ANIMAL 1 Membrana plasmática 2 Retículo endoplasmático granular 3 Retículo endoplasmático liso 4 Aparato de Golgi 5 Mitocondria 6 Núcleo 7 Ribosomas 8 Centrosoma (Centriolos) 9 Lisosomas 10 Microtúbulos (citoesqueleto)
ULTRAESTRUCTURA DE LA CÉLULA ANIMAL Microfilamentos Glucógeno Aparato de Golgi Núcleo Filamentos intermedios Cilios y flagelos Microvellosidades Vesículas Retículo endoplasmático Mitocondrias Centrosoma Microtúbulos
MEMBRANA Membrana plasmática : Delgada lámina que recubre la célula. Está formada por lípidos, proteínas y oligosacáridos. Regula los intercambios entre la célula y el exterior . Pared celular : Gruesa capa que recubre las células vegetales. Está formada por celulosa y otras sustancias. Su función es la de proteger la célula vegetal de las alteraciones de la presión osmótica .
CITOPLASMA Hialoplasma : Es el citoplasma desprovisto de los orgánulos. Se trata de un medio de reacción en el que se realizan importantes reacciones celulares , por ejemplo: la síntesis de proteínas y la glicolisis. Contiene los microtúbulos y microfilamentos que forman el esqueleto celular. Retículo endoplasmático : Red de membranas intracitoplasmática que separan compartimentos en el citoplasma. Hay dos clases: granular y liso. Sus funciones son: síntesis de oligosacáridos y maduración y transporte de glicoproteínas y proteínas de membrana . Ribosomas : Pequeños gránulos presentes en el citoplasma, también adheridos al retículo endoplasmático granular. Intervienen en los procesos de síntesis de proteínas en el hialoplasma.
CITOPLASMA Aparato de Golgi : Sistema de membranas similar, en cierto modo, al retículo pero sin ribosomas. Sirve para sintetizar, transportar y empaquetar determinadas sustancias elaboradas por la célula y destinadas a ser almacenadas o a la exportación . Lisosomas : Vesículas que contienen enzimas digestivas. Intervienen en los procesos de degradación de sustancias . Vacuolas : Estructuras en forma de grandes vesículas. Almacenamiento de sustancias . Mitocondrias : En ellas se extrae la energía química contenida en las sustancias orgánicas (ciclo de Krebs y cadena respiratoria). Centrosoma : Interviene en los procesos de división celular y en el movimiento celular por cilios y flagelos . Plastos : Orgánulos característicos de las células vegetales. En los cloroplastos se realiza la fotosíntesis .
NÚCLEO Contiene la información celular . Nucleoplasma : En él se realizan las funciones de replicación y transcripción de la información celular. Esto es, la síntesis de ADN y ARN . Nucleolo : Síntesis del ARN de los ribosomas . Envoltura nuclear : Por sus poros se realizan los intercambios de sustancias entre el núcleo y el hialoplasma.

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  • 4. TEORÍA CELULAR En 1665, Robert Hooke , al observar al microscopio, un fragmento de corcho , descubre que está compuesto por una serie de estructuras parecidas a las celdas de los panales de las abejas, por lo que las llamó células . El posterior desarrollo de la microscopía permitió que en 1838 Scheleiden y en 1839 Schwan , uno para los vegetales y el otro para los animales, planteasen la denominada TEORÍA CELULAR .
  • 5. TEORÍA CELULAR 1. La célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos. 2. La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos. En 1855, Virchow enuncia un tercer principio: 3. Toda célula procede por división de otra célula.
  • 6. TEORÍA CELULAR En resumen, según la TEORÍA CELULAR, la célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de los seres vivos. Todo ser vivo está constituido por células: UNIDAD ANATÓMICA , su actividad es consecuencia de la actividad de sus células: UNIDAD FISIOLÓGICA y se reproduce a través de ellas: UNIDAD REPRODUCTORA (genética) .
  • 7. Uni y pluricelulares Los seres vivos se pueden dividir en dos grandes grupos : Unicelulares : con una sola célula que debe desarrollar todas las funciones vitales. Pluricelulares : con muchas células. No todos los seres vivos están constituidos por células. Un claro ejemplo son los virus, a estos organismos que no son células se les conoce como acelulares .
  • 8. Unicelulares Son organismos unicelulares procariotas las bacterias y las arqueobacterias. Son organismos unicelulares eucariotas los protozoos, las algas y hongos unicelulares . A veces los unicelulares se asocian y forman colonias , en las que cada célula sigue desempeñando todas las funciones ( no son pluricelulares ), no existen tejidos diferenciados ni especializados.
  • 9. Pluricelulares Son seres pluricelulares aquellos constituidos por más de una célula . Se distinguen varios grados de complejidad: tejidos, órganos, sistemas y aparatos
  • 10. La forma de las células Amplia variedad de formas dependiendo de la estirpe, su edad y su momento funcional o sutuación (libres o asociadas en tejidos). Algunas cambian constantemente de forma (amebas o leucocitos). Las células libres suelen tener forma globosa (cohesión del agua). Las células que se unen a otras , tienen formas particulares debido a las tensiones de las uniones de las células próximas. Amplia variedad de formas: elípticas, fusiformes, estrelladas, prismáticas, aplanadas, etc .
  • 11. La forma de las células Aplanada Prismática Estrellada Fusiforme Elíptica Redondeada
  • 12. La forma de las células La forma está relacionada con la función . Resumiendo la forma depende sobretodo de la función y puede variar según exista o no pared celular rígida, uniones con otras células, fenómenos osmóticos o citoesqueleto interno.
  • 13. Tamaño de las células Normalmente son pequeñas (sólo se ven con ayuda del microscopio). Algunas (pocas) son visibles (yemas de los huevos). Las unidades de medida empleadas han de ser necesariamente pequeñas . Las bacterias suelen medir entre 1 y 2 micras . La mayoría de células humanas miden entre 5 y 20 micras .
  • 14. Tamaño de las células Por encima de estos valores, hay células con funciones especiales, como el espermatozoide, los oocitos humanos, oocitos de las aves . Las células de mayor longitud son las neuronas (en cetáceos varios metros).
  • 15. Tamaño de las células Ovocito humano Ovocito de colibrí Ovocito de gallina Ovocito de avestruz
  • 16. Relación tamaño, forma y estado Tamaño limitado por : Capacidad captación de nutrientes del medio . En células grandes la relación superficie/volumen es pequeña, lo que supone un problema a la captación de nutrientes. Capacidad funcional del núcleo . Grado de madurez . ADN en forma de cromatina extendida significa actividad metabólica alta . Cromatina empaquetada anuncia división.
  • 17. Unidades de medida De longitud : Micra o micrómetro : 10-6 m. Tamaño célular. Nanometro : 10-9 m. Orgánulos. Angstrom : 10-10 m. Macromoléculas. De masa : Picogramo : 10-12 gramos. Orgánulos. Dalton : 1.66 x 10-24 gramos. Macromoléculas. Svedberg (S). Velocidad de sedimentación en centrífuga.
  • 18. Longevidad celular Duración vital variable . Células de vida corta: epitelio intestinal y pulmonar. Células que duran toda la vida: ¿neuronas?
  • 19. Estructura celular La estructura común a todas las células es: Membrana plasmática . Doble capa lipídica con proteínas. Citoplasma . Medio interno celular ( citosol o hialoplasma ), con estructuras con forma propia llamadas orgánulos ( morfoplasma ) El material genético . Una o varias moléculas de ADN.
  • 20. ESTRUCTURA CELULAR Las células son unidades de materia viva constituidas por una membrana y un citoplasma . Se distinguen dos tipos de células : Células procariotas. Células eucariotas .
  • 21. Estructura celular Según el material genético esté o no envuelto por una membrana, se distinguen: Células procariotas . Células eucariotas .
  • 22. Células procariotas y eucariotas Célula procariota. Célula eucariota. La primera está representada a un aumento mucho mayor que la segunda (ver escala).
  • 23. Células procariotas Carecen de envoltura nuclear . La información genética se halla dispersa en el citoplasma , más o menos condensada en una región llamada nucleoide . Además, su ADN no está asociado a ciertas proteínas como las histonas y usualmente está formando un único cromosoma Muy simples y primitivas. Apenas tienen estructuras en su interior . Son procariotas, entre otras: las bacterias y las cianofíceas .
  • 24. Células eucariotas Tienen la información genética rodeada por una envoltura nuclear , constituyendo un núcleo bien diferenciado . Su ADN está asociado a proteínas (histonas y otras) y estructurado en numerosos cromosomas . Células características del resto de los organismos unicelulares y pluricelulares, animales y vegetales . Su estructura es más evolucionada y compleja que la de los procariotas. Tienen orgánulos celulares .
  • 25. +Diferencias pro y eucariotas
  • 26. Célula Procariota Membrana plasmática Pared celular Cápsula Flagelo Fimbrias Ribosomas Plasmidio Clorosomas Carboxisoma Vacuolas de gas Material genético ESTRUCTURA DE UNA BACTERIA TIPO
  • 27. Célula Procariota Los componentes estructurales básicos de las bacterias son: Pared bacteriana. Cápsula bacteriana. Membrana. Ribosomas. Cromosoma bacteriano. Inclusiones. Flagelos. Fimbrias o pili.
  • 28. Pared bacteriana Estructura presente en todas las bacterias. Es una envoltura rígida exterior a la membrana. Funciones: Da forma a la bacteria y sobre todo soporta las fuertes presiones osmóticas de su interior.
  • 29. Pared bacteriana Estructura de la pared de una bacteria Gram negativa. Estructura de la pared de una bacteria Gram positiva.
  • 30. Cápsula bacteriana En numerosas bacterias se forma en la parte externa de la pared una cápsula viscosa compuesta por sustancias glucídicas . Esta envoltura, que se presenta en casi todas las bacterias patógenas, las protege de la desecación y de la fagocitosis por los leucocitos del hospedador , así como del ataque de los anticuerpos, lo que aumenta la virulencia de las bacterias encapsuladas. La presencia de la cápsula no es, sin embargo, un carácter diferenciador, pues determinadas bacterias pueden o no formarla en función de los medios de cultivo.
  • 31. Membrana Es una envoltura que rodea al citoplasma. Está constituida por una membrana de tipo unitario de 75 Å de espesor. Su estructura es idéntica a la de las células eucariotas, variando sólo en algunas de las moléculas que la componen; por ejemplo, en la membrana bacteriana no hay esteroides. Una particularidad que presenta la membrana bacteriana es la existencia de unos repliegues internos que reciben el nombre de mesosomas . Las funciones de la membrana plasmática bacteriana son las mismas que en la célula eucariota, es decir, limitan la bacteria y regulan el paso de sustancias nutritivas.
  • 32. Ribosomas Se encuentran dispersos en el protoplasma bacteriano, aislados o asociados en cadenas de ARNm (polirribosomas), y se encargan de la síntesis de proteínas.
  • 33. Cromosoma bacteriano El ADN de la bacteria está constituido por una sola molécula en doble hélice (esta molécula es muy grande en comparación con el tamaño de la bacteria), circular , superenrollada y asociada a proteínas no histonas . En las células bacterianas puede haber también una o varias moléculas de ADN circular extracromosómico de menor masa molecular que el cromosoma denominadas plásmidos .
  • 34. Inclusiones En el protoplasma bacteriano se encuentra una gran variedad de granulaciones , que cumplen, generalmente, la función de depósitos de sustancias de reserva .
  • 35. Flagelos Son apéndices filiformes de mayor longitud que la bacteria que permiten su locomoción .
  • 36. Fimbrias o pili Son filamentos huecos, delgados y rectos, situados en la superficie de determinadas bacterias y cuya función no está relacionada con la locomoción, sino con la adherencia a los substratos y el intercambio de fragmentos de ADN durante la conjugación
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  • 46. CITOPLASMA Hialoplasma : Es el citoplasma desprovisto de los orgánulos. Se trata de un medio de reacción en el que se realizan importantes reacciones celulares , por ejemplo: la síntesis de proteínas y la glicolisis. Contiene los microtúbulos y microfilamentos que forman el esqueleto celular. Retículo endoplasmático : Red de membranas intracitoplasmática que separan compartimentos en el citoplasma. Hay dos clases: granular y liso. Sus funciones son: síntesis de oligosacáridos y maduración y transporte de glicoproteínas y proteínas de membrana . Ribosomas : Pequeños gránulos presentes en el citoplasma, también adheridos al retículo endoplasmático granular. Intervienen en los procesos de síntesis de proteínas en el hialoplasma.
  • 47. CITOPLASMA Aparato de Golgi : Sistema de membranas similar, en cierto modo, al retículo pero sin ribosomas. Sirve para sintetizar, transportar y empaquetar determinadas sustancias elaboradas por la célula y destinadas a ser almacenadas o a la exportación . Lisosomas : Vesículas que contienen enzimas digestivas. Intervienen en los procesos de degradación de sustancias . Vacuolas : Estructuras en forma de grandes vesículas. Almacenamiento de sustancias . Mitocondrias : En ellas se extrae la energía química contenida en las sustancias orgánicas (ciclo de Krebs y cadena respiratoria). Centrosoma : Interviene en los procesos de división celular y en el movimiento celular por cilios y flagelos . Plastos : Orgánulos característicos de las células vegetales. En los cloroplastos se realiza la fotosíntesis .
  • 48. NÚCLEO Contiene la información celular . Nucleoplasma : En él se realizan las funciones de replicación y transcripción de la información celular. Esto es, la síntesis de ADN y ARN . Nucleolo : Síntesis del ARN de los ribosomas . Envoltura nuclear : Por sus poros se realizan los intercambios de sustancias entre el núcleo y el hialoplasma.