La Célula: Unidad de Vida

• La vida es una manifestación de los procesos biológicos organizados.
• Permite a los seres vivos mantenerse, crecer y reproducirse.

La célula

• La célula es la unidad funcional y estructural de los seres vivos.
• Hans y Zacharias Janssen inventaron el microscopio compuesto en los siglos XVI y XVII.
• Anton van Leeuwenhoek (173) desarrolló esferas para ver mejor en el microscopio.
• Robert Hooke utilizó su propio microscopio para estudiar diversas estructuras.
• Todos los organismos están formados por células.
• Matthias Schleiden y Theodor Schwann propusieron que la estructura de las plantas y animales estaba constituida por células.

Cuatro postulados

• Las células producen toda la materia viva.
• Las células provienen de otras células.
• El material genético pasa de célula en célula.
• Las reacciones químicas, el metabolismo, se realizan en las células.
• La vida surgió hace 4,500 millones de años.
• El último ancestro común, hace 4,200 millones de años.
• Bacterias (Eubacterias) viven en suelo, aguas, y tejidos de otros organismos.
• Archaeas (Arqueobacterias) habitan en condiciones extremas, agua salinas o temperaturas elevadas.
• Bacteria: purple bacteria, Aquifex.
• Archea: Thermococcus, Pyro dictiom.
• Aerobios: Necesitan oxígeno para vivir
• Anaerobios: No necesitan oxígeno.
• Bacteria simbiótica ancestral: mitocondria.
• Las células eucariotas son el resultado de la herencia de dos genomas distintos.
• Uno de la bacteria ancestral y la otra de la archaea.
• Archeas: responsables de la duplicación del DNA, RNA y síntesis de proteínas.
• Bacterias: Síntesis de enzimas y actividades metabólicas.
• Transferencia horizontal de genes entre especies.

Procariota

• No tiene núcleo.
• Más pequeño.
• Bacterias.
• Reproducción.

Eucariota

• Tiene un núcleo.
• Más grande.
• Plantas y algas.
• Posee una bicapa lipídica.
• Tamaño de células: 10 a 30 micras.
• Tamaño de bacterias: 10.2 um.
• El tamaño mínimo de la célula es por el número de biomoléculas.

Modelo mosaico fluido

• Temperatura.
• Colesterol.
• Ácidos grasos saturados e insaturados.
• La mejor célula estudiada: procariota gramnegativo escherichia coli.
• Núcleo de los eucariotos: genoma.
• Organismos multicelulares: división de funciones.
• Organismos pequeños, unicelulares: más grandes multicelulares.
• Número de células: no cambian.
• Las células que tiene más el ser humano son las bacterias simbiontes de la microbiota.

Núcleo de la eucariota

• Nucleoplasma.
• Cromatina.
• Nucleolo.
• Envoltura nuclear.
• Nucleosoma.
• Cisterna perinuclear.
• Cromatina.
• Lamina nuclear.
• RER envoltura nuclear.
• Nucleolo: copias de ADN, orgánulo denso no membranoso, síntesis de ARN.
• Envoltura nuclear: Doble membrana con poros que permiten el intercambio de sustancias, membrana externa (RER) e interna (L).
• Nucleoplasma: Porción acuosa del núcleo, contiene cromosomas.
• Cromatina: Contiene material genético, ADN y proteínas.
• Nucleosoma: 8 histonas juntas.

Membrana plasmática

• Estructura que rodea y define los límites de la célula, actúa como una barrera semipermeable.
• Composición: Bicapa lipídica, fosfolípidos (fosfatidilcolina y esfingomielina externa), (fosfatidiletanolamina y fosfatidilserina) interna, Colesterol, Glicolípidos, Proteínas.

Mitocondria

• Orgánulo celular eucariota que generan mayor parte de la energía.
• Generan ATP por la respiración aeróbica.
• Centrales de energía de las células.
• Los músculos, hígado y riñones utilizan mucho ATP, por eso tienen un grado elevado de mitocondria.
• Se localizan donde entra oxígeno.
• Formada por doble membrana.
• La membrana interna forma crestas.
• La energía química liberada se utiliza para el ATP.
• Transporta energía.
• Contiene su propio DNA, ARN y ribosomas.
• Las mitocondrias se auto replican.
• Los genes mitocondriales solo se heredan de la madre.
• La síntesis de algunas de las proteínas se produce en los ribosomas de la matriz mitocondrial.

Citoplasma

• El citoplasma esta formado por todos los contenidos celulares entre la membrana plasmática y el núcleo.
• Componentes: Citosol y los orgánulos.

Citosol

• Solución acuosa de compuestos hidrofílicos.
• Composición: Sustancias hidrofílicas; iones, enzimas.
• Ribosomas: proteínas y RNA.
• Gránulos de almacenamiento: glucógeno y grasas.
• Complejos supramoleculares: chon de varia células.
• Es la porción líquida del citoplasma que rodea a los orgánulos y constituye alrededor del 55% del volumen.
• 75-90% del citosol está formado por agua.
• El citosol es el sitio donde acontecen muchas de las reacciones químicas.
• El núcleo de las eucariotas contiene el genoma, que están en moléculas de DNA.
• En la procariota, el material genético se encuentra en un nucleoide sin membrana.
• Cromatina: conjunto de DNA y proteína histónicas.
• Cromosomas, Son estructuras formadas por DNA e histonas.
• En los humanos son (46 cromosomas, 23 pares), uno materno y otro paterno.
• El DNA de una célula humana mide aproximadamente 2 metros, pero al compactarse solo 60nm de diámetro.
• Gracias a esto permite que grande información de genes se quede compactada para su replicación y transcripción.

Aparato de Golgi

• Proceso y empaquetamiento de proteínas y lípidos.
• Cistema llamada dictiosomas.
• Cara cis; hacia el retículo endoplasmático rugoso.
• Cara trans; hacia la membrana plasmática.
• Llega la proteína al aparato y de ahí a las cisternas , donde las enzimas pasan por la cara trans, y se dirigen a su unidad.
• Destino de las proteínas: empaquetadas en vesículas de secreción que se almacenan y liberan.
• Incorporadas en los lisosomas.
• Unidas a la membrana plasmática.

Los lisosomas

• Posee enzimas hidrolíticas.
• Estas enzimas pueden romper proteína, polisacáridos, ácidos nucleicos, y lípidos .
• Digieren a las sustancias.
• Llevan a cabo la autofagia que es la digestión.
• Son responsables de la digestión extracelular.

Peroxisomas

• Destruir el peróxido de H que se produce en la degradación de aminoácidos y grasas.
• Son similares a los lisosomas pero más pequeños son los peroxisomas.
• Tienen una membrana de doble capa lipídica, que tiene proteínas.
• Los peroxisomas son muy abundantes en el hígado por la desintoxicación alcohol y otras sustancias nocivas.
• Enzima clave: La catalasa que es muy tóxica, descompone el H2O2.
• Se pueden autoreplicar.
• Se pueden crear nuevos de uno ya existente, a través de su crecimiento y división.

Formación de los peroxisomas

• Por crecimiento y división de los preexistente.
• Crecen por el traspaso de lípido desde el retículo endoplásmico.
• Se dividen por estrangulamiento.
• Incorporan proteína.
• Por generación desde el retículo endoplásmico y mito condria, (cuando no hay peroxisomas previos).
• Se eliminan los peroxisomas existentes.
• Segregan Vesícula, pre-peroxisomde.
• Las vesículas se fusionan y maduran en pre-perovkisomes.

Dos tipos de eliminación de peroxisomas

• Macro autofagia selectiva y Macroautofagia no selectiva.

Síntesis de proteínas; los ribosomas

• Sitio de síntesis de proteínas.
• Grandes super complejos de RNA y proteínas.
• Encargados de la traducción del ARN a proteínas.
• 23 nanómetros en células eucariotas.
• Formados por ARN ribosómico y proteínas.
• Células sub unidad mayor + Subunidad menor = ribosoma completo funcional.
• Núcleo se forman las subunidades, por separado supr.
• Núcleo se preensamblan.
• Se sintetizan, abandonan el núcleo.
• Maduran en el citoplasma, se forma el ribosoma.
• Algunos se quedan adheridos, mitocondria, citosol.

Retículo endoplasmático

• Red tridimensional de cisternas membranosas, que están en todo el citoplasma.
• Aspecto rugoso.

REL

• Biosíntesis de lípidos de membrana.
• Actividades enzimáticas.
• Síntesis de materiales de secreción.

Citoesqueleto

• Es una malla tridimensional.
• Ayuda al movimiento y soporte mecánico.
• Filamentos: Microfilamentos de actina, filamentos intermedio, microtúbulos.

Microfilamentos de actina

• Proteínas clave: Filamina y fodrina.
• Estabilizan la malla, estructura.
• Aumentan viscosidad.

Filamentos intermedios

• Soporte mecánico a la célula.
• Componen al grupo de queratinas, cabello, uñas, etc, piel.
• Rigidez.

Microtúbulos

• División celular.
• Distribuye a los cromosomas.

Cilios y flagelos

• Proyecciones, se encuentran en las células animales y hongos, proteguen.
• Están formados por cilindro de microtúbulos.
• Son parecidos a las eucariotas.
• Los cilios mueven los líquidos a lo largo de la superficie celular.
• El flagelo mueve la célula entera.
• Importancia clínica: síndrome de Kartagener, afecta los pulmonares y fertilidad.

Transporte de moléculas pequeñas

• Las células intercambian moléculas con su entorno a través de la membrana plasmática, utilizando mecanismos de transporte.

Difusión Pasiva

• No requiere energía (ATP).
• Se da a favor del gradiente de concentración (de mayor a menor concentración).
• Ocurre a través de la bicapa lipídica.
• Ejemplo: O2 y CO2, Moléculas pequeñas sin carga y liporrítricas.

Difusión facilitada

• Transporte que no requiere energía.
• Se da a favor del gradiente de concentración.
• Utiliza proteínas especializadas para permitir el paso de moléculas.

Proteínas transportadoras

• Se unen a la molécula y cambian de forma para transportarla.
• Es un transporte selectivo.
• GLUT.

Proteínas de canal

• Forman poros o túneles en la membrana.
• Permite el paso de iones y moléculas pequeñas con carga.
• Puede abrirse o cerrarse.
• Na y K.