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BIOLOGÍA SEMINARIO 2 /BIOLOGÍA 1 ACADEMIAS Integral Turno Mañana 2016 - I ITMPI2BIO S2 SEMINARIO 2 CITOLOGÍA I Y II PROCARIÓTICAS, EUCARIÓTICAS, PARED, MEMBRANA I. HISTORIA A. 1665, Robert Hooke Observó un fino corte de corcho al microscopio compuesto de bajo poder (poco más de 9 aumentos), y claramente notó que era totalmente poroso y agujereado como un panal de abejas, a las que le llamó CELDA por su parecido a las celdas de un panal de abejas. Con ello se convertiría en el primero en ver estas estructuras. . B. 1831, Robert Brown Observa la celda y se da cuenta que presenta una estructura central: El núcleo C. 1835, Dujardin Observa a la celda y se da cuenta que no son cavidades huecas sino que están llenas de un fluido: El citoplasma. D. 1838, Matthias Schleiden (Botánico) Hace una serie de estudios exhaustivos en estructuras vegetales, llegando a la conclusión de que todas las plantas están hechas de CÉLULAS (diminutivo del latín cella = celda), y que estas células están vivas y contribuyen al funcionamiento del organismo del que forma parte. E. 1839, Theodor Schwann (Zoólogo) Concluyó de la misma manera en lo referente a animales. II. TEORÍA CELULAR M. SCHLEIDEN y T. SCHWANN se juntaron y plan- tearon la TEORÍA CELULAR que sostiene: 1. Todos los seres vivos están compuestos de células. 2. Las células están vivas, y son unidades estructurales y funcionales del organismo del que forma parte. Desarrolo del Tema ACADEMIAS Seminario 2 Biología SEMINARIO 2 /BIOLOGÍA 2 Integral Turno Mañana 2016 - I 1858, Rudolf Virchow Amplía la "teoría celular". Plantea que "toda célula pro- viene de otra ya existente". III. DEFINICIÓN La célula es la mínima unidad anatómica, patológica, evolutiva, funcional y hereditaria de todo ser vivo, es decir la unidad básica de todo ser vivo. IV. CLASIFICACIÓN Hay muchos criterios para clasificar a las células por su forma, su función su tamaño, etc. nosotros clasifica- remos por los criterios más comunes: A. Por su evolución Procarioticas (Procitos) Eucarióticas (Eucitos) - Son las primeras células que aparecieron. - Provienen de algunas células procarióticas que evolucionaron. - No presentan carioteca y su ADN está en el citoplasma. - Presentan carioteca y su ADN está fundamentalmente dentro del Núcleo. - ADN circular y desnudo (Sin histonas) - ADN alargado con histonas: Cromatina. - Presentan como organela sólo a Ribosomas. 70S - Presentan a todas las organelas incluyendo a los Ribosomas. 80S - Miden menos de 10 µm y cuando se juntan forman colonias. - Miden más de 10 µm y cuando se juntan forman tejidos. - Estas células hasta ahora existen: REINO MONERA Bacterias Cianobacterias - Estas células hasta ahora existen: Reino protista: Algas, protozoarios Reino fungi Hongos Reino plantae Vegetales Reino animalia Animales ACADEMIAS Integral Turno Mañana 2016 - I Seminario 2 Biología SEMINARIO 2/BIOLOGÍA 3 B. Por su nutrición • Autótrofas: (Productoras) Células que sintetizan sus propios alimentos, mediante la fotosíntesis, como: Algunas bacterias, algas y vegetales. • Heterótrofas: (Consumidoras) Células que consumen los alimentos sintetizados por las Autótrofas, como: la mayoría de bacterias, protozoarios, hongos y animales. • Mixótrofas: (Mixtas) Células que de acuerdo a la circunstancia de su vida, realiza la síntesis o consumo de alimentos, como: la Euglena (Protista). V. ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIÓTICA De afuera hacia adentro presenta: A. Envolturas B. Membrana C. Citoplasma D. Núcleo A. Envolturas 1. Pared celular a. Definición: Son agregados supramoleculares de constitución GLUCÍDICA (Glúcidos) y está presente en: SER VIVO COMPOSICIÓN ALGAS CELULOSA HONGOS QUITINA VEGETALES HEMICELULOSA, CELULOSA b. Estructura de la pared celular de los vegetales c. Función: Proteger a la célula de ruptura mecánica y osmótica (agua). 2. Glucocálix a. Definición: Agregado supramolecular de constitución GLUCOLIPOPROTEICA (Glúcido, lípido y proteína) b. Función: Reconocimiento celular y sirven como receptor de muchas hormonas. c. Ubicación: En la Monocapa externa de la membrana celular de animales y protozoarios. B. Membrana celular 1. Definición Agregado supramolecular de constitución fundamentalmente LIPOPROTEICA (Lípidos y Proteína), flexible y semipermeable. 2. Estructura • Lípidos: (40%) – FOSFOLÍPIDOS ( ): Forman la bicapa lipídica en las membranas. – COLESTEROL: Sólo en la membrana de la célula animal, cuya función es regular la fluidez de la membrana. – GLUCOLÍPIDO (G.L). • Proteínas: (52%) – PROTEÍNAS PERIFÉRICAS (P.P) – PROTEÍNAS INTEGRALES (P.I) – GLUCOPROTEÍNAS (G.P) 3. Modelo de membrana Se plantearon varios modelos, pero el más aceptado es del MOSAICO y FLUIDO propuesto por SINGER y NICHOLSON en 1972. 4. Fisiología de membrana • Compartimentalización Separa los medios intra y extracelular manteniendo una composición diferente para ambas. • Controla el transporte de sustancias Que deben ingresar o salir de la célula VI. TRANSPORTE PASIVO A. Definición • No se gasta energía en forma de ATP. • Se da por difusión (Paso de sustancias de mayor a menor concentración). ACADEMIAS Seminario 2 Biología SEMINARIO 2 /BIOLOGÍA 4 Integral Turno Mañana 2016 - I X X X X X X X X X X X X X X X X [A] > [B] [A] = [B] B. Tipos de difusión 1. Osmosis: Difusión de agua (H2O) 2. Dialisis: Difusión de solutos (Cl–, K+, Na+,…) 3. Difusión: Paso de gases C. Células en soluciones VII.TRANSPORTE ACTIVO A. Definición – Se gasta energía en forma de ATP – Se da en contra de la gradiente de concentración y cuando la masa a transportar al interior o exterior de la célula es muy grande. B. Tipos 1. Mediante bombas Se transporta en contra de la gradiente de concentración (generalmente Iones), como la bomba de sodio y potasio, la bomba de calcio. 2. Mediante masas Es un transporte activo que ocurre, cuando se transportan sustancias cuyas masas son muy grandes y no pueden pasar por el poro de la proteína integral de la membrana. De acuerdo a la dirección de transporte son: • Endocitosis: La sustancia ingresa a la célula y de acuerdo al estado de la sustancia son: – Fagocitos is: Ingresan sustancias SÓLIDAS, como polvo, bacterias, etc. – Pinocitosis: Ingresan sustancias LÍQUI- DAS, como aceite, etc. • Exocitosis: La sustancia sale de la célula, como desechos, etc. CITOPLASMA Y NÚCLEO I. DEFINICIÓN DE CITOPLASMA Es la región comprendida entre la mem- brana celular y la membrana nuclear (carioteca), siendo su componente más abundante el agua (80% del volumen citoplasmático), debido a esto proporcio- na un medio acuoso para que se realicen las reacciones metabólicas como: Glucolisis (degradación de glucosa), traducción (sín- tesis de proteínas), Digestión (Degrada- ción de nutrientes), etc. ACADEMIAS Integral Turno Mañana 2016 - I Seminario 2 Biología SEMINARIO 2/BIOLOGÍA 5 ACADEMIAS Seminario 2 Biología SEMINARIO 2 /BIOLOGÍA 6 Integral Turno Mañana 2016 - I II. ESTRUCTURAS A. Citosol B. Organelas C. Sistemas de endomembranas D. Inclusiones Citosol o matriz citoplasmática 1. Definición Es un coloide de apariencia y consistencia a la clara de huevo, es decir fluido acuoso de tipo coloidal constituido por agua, sales, iones, proteínas, glúcidos, etc.; contiene el resto de componentes citoplasmáticos. 2. Propiedades • Tixotropia: Es el intercambio constante entre PLASMA GEL(más soluto) y PLASMA SOL(más agua) debido a la variación de la TEMPERA-TURA. • Potencial Eléctrico: Es generado por los IONES que pueden ser CATIONES Y ANIONES. CITOESQUELETO: Esta formado por un conjunto de MICROTÚBULOS, MICROFILAMENTOS y FILAMENTOS INTER- MEDIOS que atraviesa el CITOSOL y que esta relacionada con varias formas de MOTILIDAD CELULAR. NÚCLEO I. IMPORTANCIA 1. Es el corpúsculo diferencial evolutivo entre la célula eucariótica, de la célula procariótica. 2. Contiene al materialgenético en el ADN, y es allí donde este se replica y se transcribe. 3. Es el centro de regulación de la célula. II. DEFINICIÓN Es la región corpuscular más importante de la célula que controla todas las funciones de la célula, como las actividades metabólicas y reproductivas. Durante la división celular detiene esta función y se desorganiza. III. UBICACIÓN A. Célula animal Generalmente es esférica y su ubicación es central. B. Célula vegetal Generalmente es ovoide y su ubicación es periférica, debido al gran espacio ocupado por la vacuola. NÚCLEO ACADEMIAS Integral Turno Mañana 2016 - I Seminario 2 Biología SEMINARIO 2/BIOLOGÍA 7 A. Carioteca o membrana nuclear Es un sistema de endomembrana compuesta por doble membrana y presenta poros, por donde se realiza el intercambio de sustancias con el CITOPLASMA. Se forma a partir del R.E.R. y presenta ribosomas en la capa externa. B. Carioplasma o nucleoplasma Es un coloide que contiene enzimas y nucleótidos libres. NÚCLEO NÚCLEO VACUOLA (Animal) (Vegetal) IV. ESTRUCTURA Presenta la siguiente estructura: CÉLULA RIBOSOMA R.E.R. PORO CROMATINA HISTONAS CARIOPLASMA NUCLEOLO CARIOTECA ADN También es el lugar donde ocurre la replicación, transcripción y traducción. C. Nucléolo Es una estructura generalmente esférica y formada fundamentalmente por ARN, aunque también presentan ADN y proteínas. El nucleolo puede ser único o múltiple, y su papel es el de sintetizar las moléculas de ARNr y las numerosas proteínas (RIBOFORINAS) que forman al ribosoma. Presenta la siguiente estructura: ACADEMIAS Seminario 2 Biología SEMINARIO 2 /BIOLOGÍA 8 Integral Turno Mañana 2016 - I 1. Centro Cromosomal También se les llama R.O.N. (Región organizadora de nucleolo) y esta formado por el ADN que codifica a los ARNr. En la división celular no desaparece. 2. Componente fibrilar Está formado principalmente por el ARNr (ARN ribosómico). En la división celular desaparece. 3. Componente granular Está formado por partículas precursores del ribosoma como RIBOFORINAS (proteínas) en distintos estadíos de su ensamblado y procesamiento. Básicamente son las subunidades del ribosoma en su fase terminal. En la división célular desaparece. D. Cromatina Formada por proteínas (70%), ADN (15-20%) y en menor proporción ARN. Durante la división celular se condensan en “cromosomas”. I. TRASCENDENCIA BIOLÓGICA Contiene a la molécula (ADN) que almacena la infor- mación genética o rasgos biológicos. II. DEFINICIÓN Agregado supramolecular heterogéneo de constitu- ción nucleoproteica, porque esta formado por Ácido Nucleico (ADN descondensado) y proteínas básicas (Histonas). III. ESTRUCTURA Esta formado por un polímero de NUCLEOSOMAS uni- dos por ADN puente. (LYNKER) El NUCLEOSOMA esta formado por un octamero de histonas con dos vueltas de ADN (200 pares de ba- ses) a su alrededor. Los histonas son de cuatro tipos: H2A, H2B, H3 y H4, la histona H1 no forma parte del NUCLEOSOMA más bien la estabiliza. Los seres vivos que presenten histonas H1 son los más evolucionados. CROMATINA ( Flemmig es el 1.° en usar el término) ACADEMIAS Integral Turno Mañana 2016 - I Seminario 2 Biología SEMINARIO 2/BIOLOGÍA 9 CROMOSOMAS I. DEFINICIÓN Son cuerpos nucleares que resultan de la “duplicación y condensación de la cromatina”, durante el proceso de división celular. Se observan en la profase tardía, alcanzando su máxima condensación en la metafase. ACADEMIAS Seminario 2 Biología SEMINARIO 2 /BIOLOGÍA 10 Integral Turno Mañana 2016 - I II. ESTRUCTURA A. Cromátide Es la longitud total del cromosoma que contiene una molécula de ADN, siendo dos cromátides en cromosomas METAFÁSICOS y una cromátide en los cromosomas ANAFASICOS. B. Centrómero Es la estructura que se forma por la constricción primaria que une las hebras de las cromatides. Es el lugar donde convergen los asteres de microtúbulos del huso acromático. C. Cinetócoro Es un anillo proteico que se encuentra en el centrómero y lugar donde se fijan los asteres de microtúbulos del huso acromático en una división celular. III. CLASIFICACIÓN Debido a la gran biodiversidad de organismos hasta la fecha conocidos, existen también una diversidad de formas y tamaños de los cromosomas, que clasificare- mos empleando los criterios más comunes: Por la posición del centromero 1. Metacéntrico Centrómero en el centro del cromosoma, por lo tanto la longitud de los brazos son iguales. 2. Submetacéntrico Centrómero un poco al extremo del cromosoma, por lo tanto la longitud de los brazos son diferentes. 3. Acrocéntrico Centrómero muy al extremo, por lo tanto la longitud de los brazos son muy diferentes. Además presentan satélites. 4. Telocéntrico Centrómero en uno de sus extremos, por lo tanto el cromosoma es anormal. No se encuentra en HUMANOS. Cada cromátide solo presenta brazo q.
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