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La célula:unidad estructural y funcional de los seres vivos
Mónica Giraldo R.
Fertilización
BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA
Lodish H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D, Darnelll J.Biología Molecular de la Célula. Freeman & Co. 4ed. 2000.
Karp G. Biología Celular y Molecular. McGraw-Hill. 4ed. 2005
Cooper GM. La Célula. Marban. 2ed. 2000.
Spinel C. Biología Molecular de la Célula eucariótica animal.Biogénesis. 1ed. 2002
Patiño P (editor). Biología de la célula. Fondo editorial Biogénesis. 2006
objetivos
Comprender la hipótesis, aceptada desde la biología ,sobre el surgimiento de las primeras células
Reconocer la estructura general de las células procariotas y eucariotas
LA CREACIÓN Michelangelo
La Gran Explosión La Teoría del Big Bang
Se calcula que la tierra se formó hace 4600 millones de años
¿cómo surgieron las primera formas de vida?
Posibles fuentes de energía para la síntesis química en la atmósfera primitiva de la tierra
Radiación ultravioleta Descargas eléctricas Calor volcánico
El experimento de Urey-Miller:Síntesis de compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos
La autorreplicación de los organismos vivos se logra gracias a la presencia de un sistema
que codifica la información que es necesaria para su existencia
Sin compartimentalización
Con compartimentalización
Significado evolutivo de la
compartimentalización celular
Coacervados: una forma de segregación de la materia
Los organismos vivos que comparten un medio
común con otros seres vivos tienen
que quedar separados por alguna frontera o
superficie que impida que se diluyan y desaparezcan
Crisis osmótica en los prebiontes
Generación de gradientes iónicos
Características básicas de los seres vivos
Capacidad de metabolismo Reorganizar los átomos de los compuestos que ingresan, transformándolos en lasmoléculas necesarias para su mantenimiento
Capacidad de reproducciónDar lugar a una descendencia con capacidades químicas similares con lo cual, indirectamente, sobrevivea largo plazo
Genoma DNA, transcripción a RNA, traducción a proteínas
Síntesis de péptidos específicos catalizada por moléculas de RNA
Participación creciente de péptidos en lareplicación de RNA. Coevolución RNA-proteína
Desarrollo de sistemas primitivos de traducción. Genoma RNA. Catálisis RNA-proteína
Genoma RNA comienza a copiarse en DNA
Producción de pequeñas moléculas de RNA con secuencias al azar
Replicación selectiva de segmentos de RNA autocatlíticos
Sopa prebiótica con los elementos de la atmósfera primitiva
EVOLUCIÓN DE SISTEMAS REPLICATIVOS
D-glucosaD-manosa D-galactosa
fosfato Base nitrogenadaPurina o pirimidina
Pentosa
El ADN es una hélice dobleComplementaria y antiparalela.El contenido de A igual a T y el contenido de C igual a G
Código genético
Es universal, conservado, degenerado.
L-gliceraldehído D-gliceraldehído
L-alaninaL-alanina D-alanina
Secuencia hipotética de eventos para el surgimiento de la Célula:
Síntesis de monómeros biológicos a partir de compuestos no orgánicos aminoácidos, azúcares, bases orgánicas.
Polimerización de monómeros biológicos: ácidos nucleicos, proteínas
Segregación de protobiontes dotados de identidad química
Desarrollo de capacidad autorreplicativa
La célula Unidadesmonoméricas
macromoléculasComplejossupramoleculares
nucleótidos
aminoácidos
carbohidratos
proteína
celulosa
Pared celular
Membrana plasmática
cromosomas
Cyanobacterias
Durante los siguientes 2000 millones de añoscambió la composición de la atmósfera terrestre:
Pasó de ser una atmósfera reductora, pobre en oxígeno,a una atmósfera oxidante rica en oxígeno
(1 de cada 5 moléculas) y provista de una capa de ozono que filtra la radiación ultravioleta,
con lo cual finaliza la síntesis no biológica de materia orgánica
Diversificación de eucariotes multicelulares(plantas, hongos, animales).
Aparición de algas rojas y verdes
Aparición de endosimbiontes(mitocondria, plástidos)
Aparición de los primeros eucariotes: protistos
Aparición de bacterias aeróbiasDesarrollo de una atmósfera rica en oxígeno
Aparición de cianobacterias fotosintéticasProductoras de oxígeno
Formación de océanos y continentes
Formación de la tierra.
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Primeros humanos
Millo
nes d
e a
ños
Principios básicos de los sistemas que evolucionan
Capacidad de replicación o reproducción
Variación (mutación)
Competencia
“célula” Robert Hooke, 1665.
Tipos de células
Organismos vivos
fotótrofos quimiótrofos
AutótrofosC derivado de CO2
Cianobacteriasplantas
HeterótrofosC derivado de compuestos OrgánicosBacterias rojas Y verdes
HeterótrofosC derivado de compuestos Orgánicos
litótrofosEnergía de CompuestosInorgánicosHidrogeno Y sulfuro bactarias
OrganótrofosEnergía de CompuestosOrgánicosMuchos procariotesTodos losEucariotes no fototróficos
Procariotes
Tamaño: Generalmente pequeños (1-10m)Genoma: DNA sin proteínas asociadas, circular, laxo,
genoma en nucleoide, no rodeado por membrana.
Ciclo celular: Fisión binaria. No ocurre mitosis.Organelas: Ausentes.Nutrición: Absorción, algunos fotosíntesis.Metabolismo: sin mitocondria, enzimas oxidativas unidas
a la membrana celular. Diversos patronesenzimáticos.
Citoesqueleto: No poseen.Movimiento intracelular: No realizan.
Organismos unicelulares. Pueden formar colonias
Representación esquemática de una célula Procariota
Fotomicrografia electrónica de una célula procariota
Estafilococo spp
NeumococoE. Coli
Salmonella sppTreponema spp
Las bacterias son células procariotas
Streptococo spp
Existen estructuras más simples que los procariotas: Los Virus
DengueAdenovirus
Herpes
Influenza
Papilomavirus
PrionesPartículas proteícas infecciosas
Insomnio familiar fatalEnfermedad de las vacas locas
KuruEncefalopatía esponjiforme bovina
Scrapie
Eucariotes
Tamaño: Generalmente grande (5-100m)Genoma: DNA organizado en torno a proteínas tipo histonas,
cromosomas en el núcleo, Genoma rodeado de membrana.
Ciclo celular: Mitosis y meiosis. Organelas: Membranosas y no membranosas.Nutrición: Absorción, algunos fotosíntesis.Metabolismo: Enzimas oxidativas en la mitocondria.
Patrón enzimático oxidativoCitoesqueleto: complejo de microtúbulos, microfilamentos y
filamentosMovimiento intracelular: Endocitosis, fagocitosis, transporte vesicular, mitosis.
Organismos unicelulares y multicelulares (diferenciación celular)
Célula Eucariota
Hipótesis de la endosimbiosis
Los protozoarios son células eucarióticas
Leishmania spp Trypanosma cruzi
Toxoplasma gondiiPlasmodium spp
Aspergillus spp
Sacaromises cerevisaePenicillium roqueforti
Penicillium spp
Los hongos son células eucarioticas
Los vegetales son células eucarióticas
Niveles de organización celular
Factores decrecimiento
La cLa células pluripotentes pueden diferenciarse en muchos tiposélulas pluripotentes pueden diferenciarse en muchos tipos
Célulasmusculares
CCélulasélulassanguineassanguineas
neuronas