REPASO BIOLOGIA CELULAR Y MICROBIOLOGIA

Teoría celular

(1632-1723)Usando microscopios

simples, realiza innumerables observaciones

sentando las bases de la Morfología Microscópica

(1839)Se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en

particular la presencia de núcleos"Todo en los seres vivos está formado por células o

productos secretados por las células."

Principios de la Teoría Celular Moderna:

•Todo en los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción.

•Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula e cellula). Es la unidad de origen de todos los seres vivos.

•Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan.

•Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.

PROPIEDADES DE LA VIDA…

• Organización• Homeostasis Equilibrio• Irritabilidad Es una reacción ante estímulos

externos. • Metabolismo Los organismos consumen energía y

liberan energía.• Desarrollo Cambian a través de tiempo (aumento de

tamaño y cambios en tu equilibrio interno)

• Reproducción Es la habilidad de producir copias similares de si mismos, tanto asexualmente a partir de un único progenitor, como sexualmente a partir

de al menos dos progenitores.• Adaptación Las especies evolucionan y se adaptan al

ambiente.

LA CÉLULAUna célula  es la unidad morfológica  y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.

Los virus, un caso especial: Los virus cumplen con algunas de estas características (materia organizada y compleja, reproducción y evolución), pero no tienen metabolismo ni desarrollo.

ULTRAESTRUCTURAS CELULARES

1. MEMBRANA CELULAR

• Es una estructura laminar formada que engloba a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de éstas.

• La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, iones y  metabolitos, a la vez que mantiene el potencial electroquímico(haciendo que el medio interno esté cargado negativamente).

Proteínas de membrana

• En el componente proteico reside la mayor parte de la funcionalidad de la membrana; las diferentes proteínas realizan funciones específicas:

• Proteínas estructurales: estas proteínas hacen de "eslabón clave" uniéndose al  citoesqueleto  y la matriz extracelular.

• Receptores de membrana: que se encargan de la recepción y transducción de señales químicas.

• Transportadoras a través de membrana: mantienen un gradiente electroquímico mediante el transporte de membrana de diversos iones.

• Estas a su vez pueden ser: - Proteínas transportadoras: Son enzimas con centros de

reacción que sufren cambios conformacionales. - Proteínas de canal: Dejan un canal  hidrofílico  por donde

pasan los iones.

Transporte a través de membranas Conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, como iones y

pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas, esto es, bicapas lipídicas que poseen proteínas embebidas en ellas. Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana, una característica de las membranas celulares que las faculta como agentes de separación específica de sustancias de distinta índole química; es decir, la posibilidad de permitir la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de otras.

Tipo de sustancia Ejemplos Comportamient

oMoléculas polares pequeñas sin carga Urea, agua, etanol Permean, total o

parcialmente

Grandes moléculas polares sin carga Glucosa ,  fructosa No permean

Iones K+, Na+, Cl-, HCO3- No permeanMoléculas polares cargadas

ATP , aminoácidos,glucosa-6-fosfato No permean

Gases CO2, N2, O2 Permean

• Transporte pasivo: No necesita energía: gradiente de concentración (mayor a menor)

• Difusion simple

• Difusión facilitada

Transporte activo:

En él se efectúa un transporte en contra del gradiente de concentración o electroquímico y, para ello, las proteínas transportadoras implicadas consumen energía metabólica (comúnmente  adenosín trifosfato, ATP).

Según la direccionalidad y cantidad de sustancias el transporte puede ser:• I Uniporte.• II Simporte.• III Antiportadores

Presión osmóticaLa presión osmótica es la presión hidrostática producida por una solución en un volumen dividido por una membrana permeable debido a la diferencia en concentraciones del soluto.

2. CITOPLASMA

Citosol• Es un material acuoso que es una solución

o suspensión de  biomoléculas  vitales celulares. Muchos procesos bioquímicos, incluyendo la glucólisis, ocurren en el citosol. Está compuesto aproximadamente de un 70% de  agua  mientras que el resto de sus componentes son moléculas que forman una disolución coloidal. Estas moléculas suelen ser macromoléculas. Al ser un líquido acuoso, el citosol carece de forma o estructura estables, si bien, transitoriamente, puede adquirir dos tipos de formas: Una forma con consistencia de gel y el estado sol de consistencia fluida.

Citoesqueleto• En el citoplasma existe una red de filamentos proteicos, que le confieren forma y

organización interna a la célula y permiten su movimiento. A estos filamentos se le denomina  citoesqueleto. Existen varios tipos de filamentos:

• Microfilamento o filamentos de actina, típicos de las células musculares.• Microtúbulo, que aparecen dispersos en el hialoplasma o forman estructuras más complejas,

como el huso acromático.• Filamentos intermedios como los filamentos de queratina típicos de las célula epidérmicas.

A su vez, esta estructuras mantienen una relación con las proteínas, y originan otras estructuras más complejas y estables. Asimismo, son responsables del movimiento citológico.

ORGANELOS DEL CITOPLASMA

Ribosoma

Los ribosomas son gránulos citoplasmáticos encontrados en todas las células, y miden alrededor de 20  nm. Son portadores, además, de ARN ribosómico. La síntesis de proteínas tiene lugar en los ribosomas del citoplasma. El ribosoma consta de dos partes, una subunidad mayor y otra menor; estas salen del núcleo celular por separado.

Retículo endoplasmático

Es un complejo sistema y conjunto de membranas conectadas entre sí,que forma un

esqueleto citoplásmico. Forman un extenso sistema de canales y mantienen unidos a los

ribosomas. Su forma puede variar, ya que su naturaleza depende del arreglo de células,

que pueden estar comprimidas u organizadas de forma suelta.

Sus principales funciones incluyen:

• Circulación de sustancias que no se liberan al citoplasma.• Servir como área para reacciones químicas.• Síntesis y transporte de proteínas producidas por los ribosomas

adosados a sus membranas (RER únicamente).• Glicolisación de proteínas (RER únicamente).• Producción de lípidos y esteroides (REL únicamente).• Proveer como un esqueleto estructural para mantener la forma

celular.

Aparato de Golgi: Centro de empaquetamiento celular

Está compuesto de sacos de membrana de forma discoidal y cada pila de estos sacos se llama Dictiosoma. En las células eucarióticas, el aparato de Golgi se encuentra más o menos desarrollado, según la función que desempeñen.

Funciones:Desempeña un papel organizador dentro

de la célula, participa en el transporte, maduración, clasificación y distribución de proteínas, termina la glucosilación de lípidos y proteínas y sintetiza mucopolisacáridos de la matriz extracelular de células animales y sustancias como pectina, celulosa y hemicelulosa que forman la pared de las vegetales. Transportar y almacenar lípidos, Formar lisosomas primarios.

• Rodeados solamente por una membrana, contienen gran cantidad de enzimas digestivas que degradan todas las moléculas de la célula. Funcionan como "estómagos" de la célula y además de digerir cualquier sustancia que ingrese del exterior, participan en la degradación restos celulares viejos (Autofagia). Las enzimas son hidrolasas ácidas. Las membranas de los lisosomas tienen proteínas integrales muy glucosiladas cuya cadena de carbohidratos protege a la membrana contra el ataque de las enzimas que encierra,

Los lisosomas se forman a partir del Retículo endoplásmico rugoso y posteriormente las enzimas son empaquetadas por el Complejo de

Golgi. 

Lisosomas: Digestión celular

•PeroxisomasMetabolismo lipídico, en especial en el acortamiento de los ácidos grasos de cadena muy larga, para su completa oxidación en las mitocondrias, y en la oxidación de la cadena lateral del colesterol, necesaria para la síntesis de ácidos biliares; también interviene en la síntesis de glicerlípidos, ésteres lipídicos del glicerol(plasmógenos) e isoprenoides; también contienen enzima que oxidan aminoácidos,  ácido úrico y otros sustratos utilizando oxígeno molecular con formación de agua oxigenada. El agua oxigenada es un producto tóxico, que se degrada rápidamente dentro del propio peroxisoma por la enzima oxidativa catalasa en agua y oxígeno usando como intermediarios de ciertas sustancias orgánicas

• Presente en las células vegetales y en algunas animales. Algunas funciones.• Pueden actuar como un depósito temporal de alimento (azúcares y amoniácidos) y de antocianinas

(pigmentos plantas) .• Objetos pulsátiles: expulsa agua de la célula.• Generalmente poseen enzimas y pueden tomar la función de los lisosomas.• La función de las vacuolas en la célula animal es actuar como un lugar donde se almacenan

proteínas.  La vacuola, además, puede ser usada para el proceso de endocitosis; este proceso consiste en transportar materiales externos de la célula, que no son capaces de pasar por la membrana, dentro de la célula.

Vacuolas

• Mitocondria: Producción de energía. La función principal de las mitocondrias es la de producir energía (aportan cerca

del 90% de la energía que necesita la célula) por medio de la utilización de ciertas enzimas capaces de transformar los materiales nutrientes en moléculas ATP (trifosfato de adenosina) las cuales son aprovechadas por la célula como fuente directa de energía.

La célula necesita energía para crecer y multiplicarse, y las mitocondrias aportan casi toda esta energía realizando las últimas etapas de la descomposición de las moléculas de los alimentos. Estas etapas finales consisten en el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono, proceso llamado respiración, por su similitud con la respiración pulmonar. Sin mitocondrias, los animales y hongos no serían capaces de utilizar oxígeno para extraer toda la energía de los alimentos y mantener con ella el crecimiento y la capacidad de reproducirse. Los organismos llamados anaerobios viven en medios sin oxígeno, y todos ellos carecen de mitocondrias. 

NUCLEO• El núcleo es un orgánulo característico de las células eucariotas. El material

genético de la célula se encuentra dentro del núcleo en forma de cromatina. El nucleo dirige las actividades de la célula y en él tienen lugar procesos tan importantes como la autoduplicación del ADN o replicación, antes de comenzar la división celular, y la transcripción o producción de los distintos tipos de ARN, que servirá para la síntesis de proteínas.

Clasificación de los seres vivos

En 1969, R. H. Whittaker propuso un sistema de clasificación en cinco reinos: Monera, incluye a todos los microorganismos procariotas. Protista, incluye a todos los microorganismos eucariotas unicelulares u ocasionalmente multicelulares. Hongos, reino que incluye a los hongos en sus diversas formas. Plantae, corresponde al reino vegetal Animalia, corresponde al reino animal.

En 1978, Carl R. Woese propuso elevar los tres tipos de células a un nivel por encima del reino, llamado dominio y de ahí surgió el sistema de clasificación de tres dominios que se conoce en la actualidad y que comprende:

•Bacteria (procariotas unicelulares cuya pared celular contiene peptidoglucano) • Arquea (procariotas unicelulares cuya pared celular no contiene peptidoglucano) • Eukarya (todos los eucariotas)

Clasificación de las Bacterias

De acuerdo a su forma

De acuerdo a la estructura de la membrana plasmática: Tinción de Gram

• Las bacterias Gram + retienen el cristal violeta después de la decoloración y aparecen de color azul intenso. Las bacterias Gram- no son capaces de retener el cristal violeta después de la decoloración, y son teñidas de rojo con el colorante de contraste safranina dando un color rosa suave.