BIOLOGIA BIOLOGIA E INTRODUCCIO INTRODUCCION N A LA BIOLOGIA BIOLOGIA CELULAR CELULAR Y MOLECULAR MOLECULAR
TEORIA CELULAR • •
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La unidad más pequeña considerada un ser vivo de llama célula. Toda célula se origina de otras celular y su continuidad se mantiene a través del material genético. Los seres vivos: están compuestos por células y sus productos. Sus propiedades dependen de las propiedades de sus células.
CARACTERISTICAS DE LOS SERES VIVOS
Están compuestos por células, existen organismos pluricelulares (compuestos por miles de células y unicelulares donde el organismo es una sola célula. Los seres vivos !"E!E#. El crecimiento es el aumento de tamaño (en pluricelulares se da por divisi$n de las células. Los seres vivos se %ES&""'LL&#, cada célula se ira especialiando en distintas tareas y )ormando distintas estructuras, lo que dará origen a los distintos $rganos y partes que con)orman a un individuo. individuo. Los seres vivos se renuevan continuamente, permanentemente se degradan moléculas (!&T&*'L+S' y se sintetian otras (&#&*'L+S', a este con-unto de reacciones qumicas se lo llama ET&*'L+S'. "equieren materia y energa para constituirse y )uncionar. &l ser sistemas &*+E"T'S, intercam/ian materia y energa con el am/iente. El intercam/io de energa sigue los principios de la segunda segunda ley de la termodinámica. termodinámica. odi)ican el medio en el que se encuentran. Son +""+T&*LES, +""+T&*LES, responden a estmulos del am/iente tanto externo como interno. Los seres seres vivos vivos mantie mantienen nen su medio medio intern internoo relati relativam vament entee con consta stante nte )rente )rente a un am/i am/ien ente te exte extern rnoo muy di)er di)eren ente te y cam/ cam/ia iant nte, e, a esta esta capa capaci cida dadd se la deno denomi mina na 0'E'ST&S+S. Se reproducen, lo que garantia que se perpet1en a lo largo del tiempo, ya sea de manera sexual o asexual. !am/ian a través del tiempo dando nuevas especies: evoluci$n Están )ormados por el mismo tipo de materia que los elementos inertes !, 0, ', #, 2, S3 la di)erencia de los seres vivos es la )orma en que sus componentes están organiados, se relacionan e interact1an entre s. 2oseen organiaci$n autopoiética, continuamente se producen a s mismos, produce sus propios componentes, que a su ve vuelven a producir los componentes que los produ-eron.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA 4. 2artc 2artcula ulass Su/at Su/at$mi $micas cas:: p5, p5, n6, n6, e7 8. &t$mi &t$mico: co: eleme elemento ntoss de la ta/la ta/la peri peri$di $dica. ca. 9. olecular: olecular: uniones uniones i$nicas i$nicas (covalent (covalentes es y i$nicas i$nicas y uniones uniones intermole intermolecula culares res (puentes (puentes de idrogeno. ;. acromolecu acromolecular: lar: lpidos lpidos,, protenas, protenas, idratos idratos de car/ono car/ono y ácidos ácidos nucleicos. nucleicos.
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acromolecular comple-o: organeros (compartimentos, poseen una mem/rana que delimita del resto de la célula a la organela, ri/osomas (estructuras )ormadas por 8 su/unidades, mayor y menor, sintetian protenas y no poseen mem/rana propia. Propiedad emergente a partir del nivel celular = VIDA
=. !elular: célula > mnima unidad de vida, unidad estructural y )uncional de todo ser vivo. ?. Te-ido: con-unto de células con una caracterstica com1n para cumplir una )unci$n determinada. @. Arganos: con-unto de te-idos asociados para cumplir una )unci$n especi)ica. B. Sistema de $rganos: con-unto de $rganos asociados para )ormar una determinada )unci$n. 46. +ndividuo: ser vivo, depende del individuo puede que la comple-idad sea célula. 44. 2o/laci$n: con-unto de individuos de la misma especie con limitante de tiempo y espacio (mismo lugar y mismo tiempo. 48. !omunidad: distintas po/laciones que conviven en igual tiempo y espacio. 49. Ecosistema: varias comunidades que interact1an entre s en un mismo lugar y tiempo. (/i$tico y a/i$tico
CADENA TROFICA Autótrofos: incorporan materia inorgánica para trans)$rmala en
orgánica. 2roduce su propia materia orgánica. Cuimiautrotro)os (energa qumica )otoautotro)os (energa lumnica.
Heterótrofos:
no pueden )a/ricar su propia materia orgánica, la incorporan del medio al
alimentarse. REINOS
MONERA
PROTISTA
FUNGI
PLANTAE
ANIMALIA
Tipo celular
Procariota
Eucariota
Eucariota
Eucariota
Eucariota
N° Clula!
U"icelular
U"icelular
Pluricelular# e$cepto le%a&ura!'
Pluricelular
Pluricelular
Tipo "utrici("
Cia"o)acteria!* Aut(tro+o
Aut(tro+o* al.a!
-eter(tro+o
Aut(tro+o
-eter(tro+o
Si# &e 0uiti"a
Si# &e celulo!a
No
,acteria!* -eter(tro+o
Pare& celular
Si# &e Pepti&o.lica"o
-eter(tro+o* proto/oo!
Proto/oo! "o Al.a! !i
Repro&ucci("
E1e2plo
A!e$ual
,acteria! 3 cia"o)acteria!
A!e$ual
A!e$ual
A!e$ual
Se$ual
Se$ual
Se$ual
Proto/oo! 4para2ecio!5
Le%a&ura!# 6o".o!'
Pla"ta!
Se$ual
A"i2ale!
Al.a! 4a2e)a5
CARACTERISTICAS GENERALES DE LAS CELULAS !onsideramos a la célula como unidad estructural y )uncional de todos los seres vivos, es la materia más pequeña que se puede caracteriar como viva. Los modelos celulares son: células procariotas, eucariotas animales y eucariotas vegetales. Todos los seres vivos están )ormados por células. Todas las células están )ormadas por agua y por las mismas clases de moléculas orgánicas, u"i&a& &e co2po!ici(" (ácidos nucleicos, protenas, gl1cidos, lpidos Son u"i&a&e! &e e!tructura y su desestructuraci$n implica la muerte. Son u"i&a&e! &e +u"ci(" ya que de/en cumplir con todas las )unciones vitales esenciales de la materia viva. !omo todos los seres vivos las células son sistemas comple-os (desde procariontes asta eucariontes, se reproducen (toda célula surge de otra célula por medio de la divisi$n celular, meta/olian (cata/olismo 5 ana/olismo, son irrita/les (responden a estmulos internos o externos, mantienen el equili/rio interno (omeostasis y evolucionan (cam/ian y originan nuevas especies.
TIPOS DE COMPLE7IDAD
La di)erencia entre organismos unicelulares (crecen pero contin1an siendo una sola unidad asta que llega a determinado tamaño y se divide generando dos organismos independientes y pluricelulares (cada célula se especialia en di)erentes tareas y )orman di)erentes estructuras reside en la cantidad de células que tiene cada uno y en el nivel de especialiaci$n de ellas. Los unicelulares tienen como 1nico lmite con el exterior, la mem/rana celular, por lo tanto intercam/ian materia y energa directamente con el exterior. Los pluricelulares al estar )ormados por mucas células algunas de ellas no estarán en contacto con el exterior, aquellas que si intercam/iaran materia y energa con el medio, el resto tendrá )unci$n en sistemas de $rganos. Los organismos unicelulares pueden so/revivir en am/ientes carentes de oxgeno, en cam/io los pluricelulares son aer$/icos estrictos. ESTRUCTURA CELULAR Todas las células poseen una mem/rana plasmática o celular, citoplasma y material genético (&%#
Dos modelos celulares: • •
Procariota : El material genético está en el citoplasma Eucariota* El material genético está encerrado en un n1cleo. Tienen un sistema de mem/ranas internas que Dseparan las )unciones en compartimientos di)erenciado. El resto del contenido celular es llamado citoplasma y all se llevan a ca/o las reacciones meta/$licas y en él se encuentran las organelas.
Tipo Celular
Procariota
Eucariota
Nivel de organización
Desde celular a colonial
Desde celular a sistema de órganos
Tamaño celular
Hasta 10 um
Hasta 1 m
Movilidad intracelular
Ausente
Presente. Hay movimiento de organelas y división celular
Genoma
romosoma circular !nico en el "roto"lasma. ADN no asociado a #istonas
$arios cromosomas no circulares% con ADN asociado a #istonas. &n el n!cleo
'ios(ntesis "roteica
)curre en el "roto"lasma. A*Nm se transcri+e y traduce simult,neamente
Trancri"ción% ensam+la-e y maduración en el n!cleo. Traducción en el cito"lasma
División celular
isión +inaria trasversal
Mitosis o meiosis
Pared celular
Presente en algunos gru"os
Presente en vegetales y #ongos
ilios y /lagelos
ilios ausente. lagelos
Presentes en "rotistas%
sim"les% con un solo /ilamento
animales y "lantas cri"tógamas
Meta+olismo
Anaeró+ico y aeró+ico
Aeró+ico% anaeró+ico% /acultativo
itoesueleto
Ausente e2ce"to micro"lasmas3
Presente.
PROCARIOTAS
EUCARIOTAS
4500 millones de años
1500 millones de años
Arueo+acterias% 'acterias% Mico"lasmas
Protistas% Hongos% Animales y Plantas
ADN circular% desnudo
ADN lineal 6 #istonas
7in mem+rana nuclear
Do+le mem+rana nuclear
ito"lasma sin com"artimentalización
ito"lasma com"artimentalizado
7in organelas mem+ranosas
on organelas mem+ranosas8 *el% *eg% etc.
7in citoesueleto
on citoesueleto
7in centr(olo
on centr(olo
isión +inario o mitosis
Mitosis 9 Meiosis
Pared celular mureina3
Pared celular celulosa3
:nicelulares
Pluricelulares
*i+osomas ;0s
*i+osomas <0s
lagelo macizo /lagelina3
lagelo #ueco Ti+ulina3
Estructuras
Célula Vegetal
Célula Animal
Nutrición
Autótro/os con "resencia de Heterótro/os. cloro"lastos cloro"lastos
Pared celular
om"uesta "or celulosa y Ausente otros "olisac,ridos
$acuolas
)cu"an el 0E del volumen &scasas y "eueñas celular
Plasmodesmos
Presentes
Ausentes
Microcuer"os
Pero2isomas y Glio2isomas
Pero2isomas
arecen
de
=as c>lulas eucariotas son m,s e/icientes ue las "rocariotas de+ido a la "resencia de endomem+ranas ue "ermite la com"artimentalización de las /unciones celulares. uanto mayor sea una c>lula y m,s com"le-a sea su organización% mayor ser, la ca"acidad "ara resistir a cam+ios. =as c>lulas de mayor volumen necesitan tener m,s su"er/icie de intercam+io% "or eso aumentan su ,rea su"er/icial mediante circunvalaciones% "liegues y otras modi/icaciones de la mem+rana. =as c>lulas eucariotas tienen mem+rana "lasm,tica% cito"lasma y un n!cleo. &n el cito"lasma est, el citosol% el citoesueleto% el sistema de endomem+ranas *.&.G% *.&.=% Golgi% =isosomas3 y los organoides *i+osomas% Mitocondrias% Pero2isomas y entr(olos3. &n el n!cleo esta la envoltura nuclear% el -ugo nuclear% cromatina% matriz nuclear nucl>olo. =A :N?@N D& T*AN7P)*T& ?NT*A&=:=A* D& $&7:=A7 &7 &B=:7?$A D& =A7 C=:=A7 &:A*?)TA7
Me2)ra"a Pla!28tica
Citoe!0ueleto* Es una red de )ilamentos proteicos, )ormada por icro t1/ulos, icro )ilamentos y Filamentos intermedios. Su )unci$n es de soporte mecánico y movilidad. Los )ilamentos intermedios acen que la piel sea muy resistente. Los icrot1/ulos y la quinesina participan en la transportaci$n de vesculas con neurotrasmisores desde el cuerpo de la neurona asta el )inal del ax$n. Si!te2a &e e"&o2e2)ra"a!* %e este )orman parte el ".E.L, el ".E.G y el aparato de Golgi. Tiene cono )unci$n la sntesis de macromoléculas, la circulaci$n intracelular y el soporte mecánico Ret9culo e"&opla!28tico ru.o!o* Sntesis de protenas de secreci$n, lisosomales e integrales de mem/rana y glicosilaci$n (se agrega a1car a protenas o lpidos de protenas. !onsiste en una serie de cavidades aplanadas. Ret9culo e"&opla!28tico li!o* Tiene una apariencia tu/ular y esta asociado con la sntesis de lpidos. "eserva de calcio y glic$geno, secretor, detoxi)icacion. ("E"5"EL> delimitan el lumen
Aparato &e Gol.i* Está )ormado por una serie de cisternas delimitadas por una mem/rana lisa. Es el encargado de la recepci$n y modi)icaci$n qumica de moléculas provenientes del "etculo endoplasmático, la sntesis de polisacáridos comple-os y la )ormaci$n de vesculas lisosomales y secretoras. E"&o!o2a: vescula que se )orma luego de la endocitosis. Lisosoma: Peueñas ves(culas dis"ersas en el cito"lasma% ue contienen enzimas
digestivas "ara la degradación de mol>culas com"le-as% es decir ue su /unción es la digestión ?ntracelular. 7e une con un endosoma F y se activan las enzimas ue #acen ue +a-e el P#% se /orma un lisosoma F y el endosoma se degrada.
Ribosoma: &structuras con/ormadas "or F su+unidades ri+osomales8 A*N y "rote(nas.
7u /unción es la s(ntesis de "rote(nas
Mitoconria: Tiene una mem+rana e2terna lisa y "ermea+le y otra mem+rana interna
altamente "legada% selectivamente "ermea+le. 7u /unción es la "roducción de energ(a a "artir de la res"iración celular. 7e encuentran li+res en el cito"lasma y "ueden tener ri+osomas y ADN desnudo. Pero!isoma: Deto2i/icación celular. Degradan "eró2ido de #idrógeno. "lio!isoma: Microcuer"os ue "oseen enzimas "ara la conversión de los l("idos en
gl!cidos Centriolos: Tiene una matriz ue lo rodea% material "ericentriolar% y tri"letes de
microt!+ulos% ligados "or "rote(nas. unciona como centro organizador microtu+ular y coordinador de movimiento. romosoma centriolos 6 material "ericentriolar =)7 M?*)TI':=)7% y "or ende los cuer"os +asales% los /lagelos y las cilias% &7TJN )*MAD)7 P)* T:':=?NA7.
N:cleo Celular* Esta delimitados por una envoltura de do/le mem/rana con poros y contiene el material genético de la célula. Sus )unciones son el almacenamiento del material genético, la expresi$n del material genético y la replicaci$n del material genético. La envoltura le sirve como protecci$n y para intercam/ios de sustancias n1cleo7citosol. El nucleolo es una agrupaci$n macromolecular de &"#, &%# y protenas, encargado del ensam/la-e de ri/osomas. La cromatina7cromosomas son asociaciones de &%# e istonas responsa/les de almacenar y trasmitir la in)ormaci$n genética. Tam/ién ay -ugo y matri nuclear dentro del n1cleo.
