la cÉlula prof. maría josé borrego gutiérrez estudio de la cÉlula 1.conocer la función de los...

LA CÉLULALA CÉLULA

Prof. María José Borrego Gutiérrez

ESTUDIO DE LA CÉLULA

1. Conocer la función de los órganos de nuestro cuerpo

2. Conocer dónde reside el ADN

LA CÉLULA ES LA UNIDAD ANATÓMICO-FUNCIONAL DE LOS

SERES VIVOSTodas las células comparten dos

características esenciales:

• membrana externa

(separa el protoplasma de la célula del medio externo)

• material genético

(regula las actividades celulares y transmite las características a la descendencia)

Tipos de célulasTipos de células

PROCARIOTAS: pro = antes, Karion = núcleo

Material genético (molécula circular en una región denominada nucleoide, carente de membrana)

EUCARIOTAS: eu= verdadero, karion = núcleo

Núcleo rodeado por membrana

o envoltura nuclear.

Espiroqueta

Eritrocito

FORMA Y TAMAÑO CÉLULARRelacionados con su función:

• Forma característica: neuronas

• Equidimensionales: parénquima, eritrocitos

• Forma cambiante: leucocitos

• Forma esférica en estado líquido

• Forma poliédrica: células en grupo

• El tamaño suele ser constante en cada línea celular

• Existen células visibles al ojo humano

TAMAÑO CELULARTAMAÑO CELULAR

ESTRUCTURAESTRUCTURA EUCARIOTASEUCARIOTAS PROCARIOTASPROCARIOTAS

Membrana nuclear Presente Ausente

ADN Combinado proteínas Desnudo y circular

Cromosomas Múltiples Único

División celular Mitosis o meiosis Fisión binaria

Mitocondria Presentes( ribos.) 70S Ausente

Cloroplasto células vegetales Ausente

Ribosomas 80S 70S

Pared celular en vegetales: celulosa presente: mureina

Nucléolos Presentes Ausentes

Retículo endoplásmico Presente Ausente

Órganos locomoción Cilios y flagelos Flagelos sin estructura

ORGÁNULOS CELULARESCélula animal eucariota

•

MEMBRANA CELULARCITOPLASMANÚCLEO

ORGÁNULOS CELULARESCélula animal eucariota

• MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR

Metabolismo celular Barrera semipermeable, permite el paso de pocas moléculas manteniendo el interior celular constante Doble capa de fosfolípidos y proteínas Colesterol

Membrana celular

BICAPA: FOSFOLÍPIDOS Y PROTEÍNAS

Membrana celular

ORGÁNULOS CELULARESCélula animal eucariota

CITOPLASMA CELULARCITOPLASMA CELULAR Protoplasma Orgánulos:

Retículo endoplasmático Ribosomas Aparato de Golgi Lisosomas Mitocondrias Fibras intermedias, microfilamentos, microtúbulos Estructuras filamentosas y tubulares

Citoplasma celular

Célula Eucariota típica

Esquema de una célula animal

Retículo endoplasmático

Unicelular con flagelo Mitocondria

Ribosoma Aparato de Golgi

Citoesqueleto celular

ORGÁNULOS CELULARESCélula animal eucariota

NÚCLEO CELULARNÚCLEO CELULAR Centro de control celular Rodeado de membrana que separa protoplasma del nucleoplasma Depósito de la información genética celular formada por la cromatinacromatina (ADN+proteínas)

Dispersa Condensada cromosomas

Núcleo celular

Secuencias del Ciclo Celular Eucariota

• crecimiento

• replicación

• mitosis

• nuevo proceso de crecimiento

DESCUBRIMIENTO D

EL ADN

DESCUBRIMIENTO D

EL ADN

“Lo mejor que se me ocurre es citar lo que dijo el pintor John Minton en una brillante conferencia en la que se hablaba de sus creaciones artísticas: lo importante es estar ahí cuando se pinta el cuadro. Me parece una cuestión de suerte y de sensatez, de inspiración y dedicación constante”

Francis Crick, 1993.

NÚCLEO CELULARMATERIAL GENÉTICO:ADN Formado por nucleótidos:nucleótidos:ARN - azúcar (desoxirribosa, ribosa)

- fosfato- base nitrogenada (ACG,T, U)

ADN

Estructura en doble hélice:

La estructura de un fragmento de ADN está determinado por la secuencia de las bases nitrogenadas El orden de las bases constituye las instrucciones del programa genético de los organismos Secuenciar un ADN equivale a conocer un código genético El código es la explicación de las leyes de la herencia Se puede comparar con el lenguaje

LENGUAJE LENGUAJE

• Código de 33 caractéres

• Alfabeto, signos

• Palabras

• Frases

• Significado

• Obra

DNADNA

• Código de 4 caractéres

• Adenina y Timina

Citosina y Guanina

• Codones

• Proteínas

• Fenotipo

• Individuo

ANALOGÍA

LENGUAJE: Español

•Letras:enunlugardelamanchadecuyonombrenoquieroacordarme + espacios

• Palabras: 1. En 2. Un 3. Lugar 4. De 5. La 6. Mancha…

• Frase: “En un lugar de la Mancha de cuyo nombre no quiero acordarme…”

• Sentido: Estando en un sitio del cual no quiero recordar cómo se llamaba

• ¡Don Quijote de La Mancha!

LENGUAJE: GenomaLENGUAJE: Genoma

• Secuencia: AAATTCGCGTTACG

TTT AAGCGCAATGC

• Secuencia de aminoácidos

• Característica fenotípica: Color de ojos, tamaño de las orejas, grupo sanguíneo

• Individuo bio-psico-social

• ¡YO!, ¡Mi Padre!, ¡Charles Darwin!

ARNARN mensajero: secuencia de nucleótidos que corresponde a la transcripción de un trozo de ADN (gen). Transporta la información genética del núcleo a los ribosomasARN transferencia: son moléculas que cruciformes que leen el código del ARNm en los ribosomas y van sintetizando proteínas a partir de los aa que tienen en su estructuraARN ribosómico: ARN estructural que compone los ribosomas junto con las proteínas. Función enzimática

ARN

ESTRUCTURALESESTRUCTURALES: El ADN es de doble cadena, lo que confiere mayor protección a la información contenida en ella. El ARN es monocatenario lineal o cruciforme

EN LA COMPOSICIÓNEN LA COMPOSICIÓN: en el azúcar (en ARN es ribosa) y en una B.N. (en ARN es Uracilo)

EN LA FUNCIÓNEN LA FUNCIÓN: ADN: almacenar, conservar y transmitir la información

genética a las células hijasARN: expresar la información genética del ADN en la

síntesis de proteínas

DIFERENCIAS ENTRE ADN y ARN

ORGANIZACIÓN CROMOSÓMICA DEL MATERIAL HEREDITARIO

s. XIX, Flemming llamó cromatina a los palitos coloreados del núcleo1888, Waldeyer los llamó cromosomas1867, Miescher describe la nucleina1871, se aísla el ADN del núcleoMendel descubre las unidades de la herencia: genes

MATERIAL GENÉTICO

CROMOSOMASCROMOSOMAS: estructuras celulares formadas por cromatina (60% proteínas; 35% ADN y 5% ARN) encargadas de transmitir los caracteres hereditarios de una célula a otra.

- Eucromatina- Heterocromatina

Pueden ser:- AutosomasAutosomas: llevan la información somática,

siempre homólogos. 22 pares

- HeterocromosomasHeterocromosomas: determinan el sexo

Están formados por:- CentrómeroCentrómero, movimiento del cromosoma

durante la división celular

- CromátidasCromátidas, brazo corto “p” y brazo largo “q”

CLASIFICACIÓN:CLASIFICACIÓN:- Metacéntricos: “p” y “q” iguales- Submetacéntricos: brazos diferentes- Acrocéntricos: centrómero en un extremo- Telocéntricos: sólo presenta el brazo largo

TELÓMEROSEnvejecimiento Cáncer

Secuencia de etapas o fases que atraviesa una Secuencia de etapas o fases que atraviesa una célula entre una división y la siguientecélula entre una división y la siguiente

DIVISIÓN CELULARDIVISIÓN CELULAR

División delnúcleo

(mitosis)

División delCitoplasma

(cariocinesis)

Profase Metafase Anafase Telofase

Comprende

Dividida en

CariocinesisCariocinesis: División del núcleoMitosisMitosis: células hijas idénticas a la célula

madreMeiosisMeiosis: células hijas (gametos) presentan

la mitad de material genético que la célula madreCitocinesisCitocinesis: División del citoplasma

Una célula se divide cuando ha doblado su Una célula se divide cuando ha doblado su volumenvolumen

DIVISIÓN CELULARDIVISIÓN CELULAR

MITOSISMITOSIS Proceso de división celular mediante el cual una célula nueva adquiere un número de cromosomas idéntico al de sus progenitores. Implica el reparto equitativo de los materiales celulares entre las dos células hijas. Por tanto, la mitosis es un mecanismo que permite a la célula distribuir en las mismas cantidades los materiales duplicados durantela interfase

MITOSISMITOSIS

0

Membranaplasmática

Nucleolo

Cromatina

Membrananuclear

Citoplasma

Centríolos

Microtúbulosdel áster

Comienza a desaparecer lamembrana nuclear

Empiezan avisualizarse loscromosomas

Los centriolosse duplican y van a los polos opuestosde la célula

Se empieza aconstituir elhuso mitótico

Los cromosomasse colocan en elecuador

Las cromátidashermanas de cadacromosoma se separan, cada una va a un polo

La célula comienzaa estrangularse

Empieza a formarsela membrana nuclear

Las cromátidasse descondensan

0

0

Resultado final: dos célulashijas idénticas a la madre

0

0

En células vegetales la separación de las dos células hijas se produce porla formación de un tabique:El fragmoplasto

Pared celular

Membranaplasmática

MEIOSISMEIOSIS

Aspectos generales

Primera división meiótica

Segunda división meiótica

MEIOSISMEIOSIS

• Es uno de los métodos de reproducción celular.• Mediante la meiosis se reproducen las células

sexuales o gametos haploides.

¿QUÉ ES LA MEIOSIS?¿QUÉ ES LA MEIOSIS?

¿QUÉ ES UNA CÉLULA HAPLOIDE?¿QUÉ ES UNA CÉLULA HAPLOIDE?

Son las que tienen la mitad de información genética, por ejemplo:

Los óvulos y espermatozoides humanos son haploides (haploos= simple) y poseen 23 cromosomas.

• Son células especializadas que participan en el proceso de reproducción sexual y se producen en las gónadas.

• Los GAMETOS en el ser humano se denominan:• Espermatozoides: se producen en los testículos.• Óvulos: se producen en los ovarios.

¿QUÉ ES UN GAMETO?¿QUÉ ES UN GAMETO?

GGÓÓNNAADDAASS

HHUUMMAANNAASS

GGÓÓNNAADDAASS

HHUUMMAANNAASS

GGÓÓNNAADDAASS

VVEEGGEETTAALLEESS

GGÓÓNNAADDAASS

VVEEGGEETTAALLEESS

MEIOSIS: FORMACIÓN DE MEIOSIS: FORMACIÓN DE GAMETOSGAMETOS

• Esta ocurre en el interior de las gónadas y se inicia en células sexuales no diferenciadas llamadas: ovogonias y espermatogonias.

¿ EN QUE CONSISTE LA MEIOSIS?¿ EN QUE CONSISTE LA MEIOSIS?

• Los sucesos más característicos de la meiosis son:Dos divisiones nucleares, llamadas primera y segunda división meiótica. Una división de los cinetocoros.Una reducción a la mitad en el número de cromosomas.La formación de 4 núcleos hijos haploides.

• Cada división nuclear tiene profase, metafase, anafase y telofase.

• Interfase I: Es una etapa acompañante de la meiosis, donde la célula sexual no diferenciada (ovogonia o espermatogonia) se prepara para dividirse.

¿QUÉ OCURRE EN LA PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA? ¿QUÉ OCURRE EN LA PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA?

PROFASE I PROFASE I

• Es la etapa que inicia la primera división meiótica y se caracteriza por los siguientes eventos:

• Aparición de cromosomas homólogos.• Son cromosomas idénticos en forma y tamaño.• Son dobles y codifican para el mismo tipo de

información.

c

d

a

b

A

B

CD

Los cromosomas homólogos codifican para el mismo tipo de información, aun cuando la “cualidad” puede ser dife-rente; por ejemplo:En uno de los homólogos podemos encontrar a los genes dominantes, mientras que en el otro, estarán los genes recesivos.

En este dibujo se observan los pares homólogos dobles. Ambos cromosomas dobles codifican para el mismo tipo de información genética.El color diferente de uno y otro solo nos servirá para explicar un proceso llamado entrecruzamiento.

Apareamiento de los homólogos:

Se aparean en un proceso llamado sinapsisCada sitio de unión se conoce como quiasmaLa estructura que resulta de la sinapsis se denomina tétradaSi la célula es humana, se formarán 23 tétradas.

Tétradas

Entrecruzamiento de los homólogosDurante este proceso, los cromosomas homólogos intercambian genes.Esta mezcla de genes entre los cromosomas, permitirá mejorar las características de la descendencia.

Cd

Ab

aB

cD

cd

ab

AB

CD

METAFASE IMETAFASE I

Las tétradas se alinean en el ecuador del huso acromático.Si la célula es humana se observarán 23 tétradas alineadas.

ANAFASE IANAFASE I

Las tétradas se separan y se forman cromosomas hijos dobles.Son 23 cromosomas dobles que se dirigen hacia polos opuestos

TELOFASE ITELOFASE I

Marca el final de la primera división meiótica. Se caracteriza por la formación de dos núcleos hijos idénticos.Cada uno de ellos tiene información para formar 23 cromosomas dobles.

CITOCINESIS ICITOCINESIS I

Se caracteriza por la división del citoplasma para formar dos células hijas.

Citocinesis I

Cada una de las células resultantes, pasa a la segunda división meiótica, donde el número de cromosomas se reduce a la mitad. Para explicar esta segunda división, solo tomaremos a una de las células

Interfase II: La célula se prepara para dividirse.Generalmente esta etapa es tan rápida que pasa desapercibida.

¿QUÉ OCURRE EN LA SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA? ¿QUÉ OCURRE EN LA SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA?

PROFASE II TEMPRANA PROFASE II TEMPRANA

Aparecen los cromosomas dobles.En cada una de las células se observarán 23 cromosomas dobles.

PROFASE II TARDÍA PROFASE II TARDÍA

Desaparece el núcleo y nucleolo.Aparece el huso acromático.Los cromosomas dobles se adhieren a las fibras del huso acromático.

METAFASE II METAFASE II

Los cromosomas dobles se alinean en el ecuador del huso acromático.En las células humanas serán 23 cromosomas dobles

ANAFASE II TEMPRANA ANAFASE II TEMPRANA

Se duplica el cinetocoro, forman-do cromosomas hijos.Los cromosomas hijos se orientan hacia polos contrarios. Son 23 hacia cada polo.

ANAFASE II TARDÍA ANAFASE II TARDÍA

Los cromosomas hijos migran hacia polos contrarios.El número de cromosomas se ha reducido a la mitad. Hay 23 en cada polo.

TELOFASE II TELOFASE II

Marca el final de la segunda división meiótica y se forman 4 núcleos haploides. Dos núcleos por cada célula que inició la segunda división. Si las células son humanas, los núcleos tendrán información para formar 23 cromosomas cada uno.

CITOCINESIS II CITOCINESIS II

Se caracteriza por la división del citoplasma para formar 4 células haploides.

Citocinesis II

Citocinesis II

La finalidad de la meiosis es formar 4 núcleos haploides.

En la citocinesis II se obtienen 4 células haploides; estas células son las que finalmente darán origen a los gametos masculinos o femeninos en el humano.

La meiosis en la mujer se inicia a los tres meses de su desarrollo embrionario; se suspende en la etapa de profase I de leptoteno para volver a reiniciarse a los 13 –14 años de edad.

La meiosis en el hombre se inicia en la pubertad (10-14 años de edad).

MEIOSISMEIOSIS Sólo se realiza en células específicas

Su objetivo es producir gametos con la mitad de dotación cromosómica que una célula somática

En un organismo diploide con doble copia de cromosomas (2n) los gametos tienen una sola copia de cada cromosoma (n)

La meiosis es el proceso que genera diversidad genética

MEIOSISMEIOSISProfase I:Profase I: desintegración membrana nuclear, desaparición del nucléolo y formación del huso mitótico.

- LeptotenoLeptoteno: los cromosomas se condensan y se acortan

- CigotenoCigoteno: los cromosomas homólogos se aparean punto por punto, a lo largo, en un proceso llamado sinapsis (único de meiosis) los cromosomas apareados se llaman bivalentes

- PaquitenoPaquiteno: los cromosomas continúan acortándose y engrosándose. Cada uno está formado por dos cromátidas hermanas (tétradas). Se produce el sobrecruzamiento o crossing over : intercambio recíproco de segmentos entre homólogos

MEIOSISMEIOSIS- DiplotenoDiploteno: los cromosomas parecen repelerse,

quedando unidos por unos puntos: quiasmas- DiacinesisDiacinesis: los cromosomas se unen a las

fibras del huso cinetocórico y los quiasmas se desplazan a los extremos

Prometafase I:Prometafase I: la membrana nuclear desaparece. Los cromosomas empiezan a moverse en las fibras del huso

Metafase I:Metafase I: los homólogos, cada uno formado por dos cromosomas (4 cromátidas) aún unidos son arrastrados al ecuador por las fibras del huso: “placa metafásica”. La orientación es al azar. 50% padre/ 50% madre

Anafase I:Anafase I: los cromosomas se separan y las cromátidas permanecen unidas por sus centrómeros. Los cromosomas se mueven a los polos opuestos. Cada célula hija es haploide pero con 2 cromátidas

Telofase I:Telofase I: Se reorganizan los núcleos y se da la citocinesisLas membranas nucleares se pueden reformar o dar paso a la meiosis II

Meiosis II: división mitótica, con las Meiosis II: división mitótica, con las cromátidas diferentescromátidas diferentes

MEIOSISMEIOSIS

CÉLULAS HIJASCÉLULAS HIJAS

CÉLULAS HIJASCÉLULAS HIJAS

DIFERENCIAS ENTRE MITOSIS Y MEIOSISDIFERENCIAS ENTRE MITOSIS Y MEIOSISComportamiento de los cromosomas:Comportamiento de los cromosomas:

1. Mitosis: los cromosomas homólogos son independientes

2. Meiosis: los cromosomas homólogos se aparean formando bivalentes hasta anafase I

Número de cromosomas:Número de cromosomas:1. Mitosis: genera células hijas idénticas diploides2. Meiosis: genera células hijas haploides

Identidad genética de la progenie:Identidad genética de la progenie: 1. Mitosis: genera células hijas idénticas2. Meiosis: presentan nueva variedad de

cromosomas paternos. Las cromátidas no son idénticas debido al intercambio de segmentos