Biologia cel·lular Laura Piñero Tema 1.pdf

BLOC A: INTRODUCCIÓ 1 A. INTRODUCCIÓ TEMA 1. LA CÈL·LULA COM UNITAT ESTRUCTURAL I FUNCIONAL DELS SISTEMES VIUS 1.1 QUÈ ÉS UN SISTEMA VIU? CARACTERÍSTIQUES DELS ÉSSERS VIUS Els éssers vius venen definits per 3 característiques: 1. Són sistemes oberts: intercanvien contínuament matèria, energia i i...

BLOC A: INTRODUCCIÓ 1 A. INTRODUCCIÓ TEMA 1. LA CÈL·LULA COM UNITAT ESTRUCTURAL I FUNCIONAL DELS SISTEMES VIUS 1.1 QUÈ ÉS UN SISTEMA VIU? CARACTERÍSTIQUES DELS ÉSSERS VIUS Els éssers vius venen definits per 3 característiques: 1. Són sistemes oberts: intercanvien contínuament matèria, energia i informació mantenint un equilibri dinàmic. Capten matèria i energia del medi per tal de mantenir una estructura organitzada (equilibri). Segueixen els principis de la termodinàmica: I. La matèria ni es crea ni es destrueix, només es tranforma. II. Tots els sistemes oberts tendeixen a l’entropia (desordre de l’univers). III. Al 0 absolut no hi ha entropia. Totes les molècules deixen de funiconar i es deixa d’alliberar energia. Un sistema dissipatiu és un sistema autoorganitzat, allunyat de l’equilibri, de depenen de fluxos de matèria i energia per a la seva permanència. És a dir, per a compensar aquesta dissipació necessiten un aport continu d’energia i matèria de l’exterior. 2. Alt nivell d’organització i complexitat (molecular): Presenten estructures ordenades, formades per molècules complexes (proteïnes, lípids i àcids nucleics). Estan formats per un nombre elevat de molècules diferents i que a més són d’alt pes molecular. 2 3. Reproduir-se: poden produir còpies idèntiques o semblants a si mateixes de manera autònoma. 1.2 LA CÈL·LULA: UNITAT ESTRUCTURAL I FUNCIONAL DELS BIOSISTEMES 1.2.1 QUÈ ÉS UNA CÈL·LULA? La cèl·lula és la unitat estructural i funcional dels biosistemes (sistemes vius). La biologia és la ciència que estudia els éssers vius. El coneixement que tenim de la vida va de la mà amb els avenços tecnològics. De fet, es van observar cèl·lules per primera vegada amb els microscopis (Antonie van Leeuwenhoek i Robert Hooke). Les cèl·lules van ser descobertes per Robert Hooke l'any 1665 observant les "cel·les" de l'escorça de suro a un microscopi molt arcaic. I és que les estructures que va descobrir Hooke observant escorça de suro les anomena “cèl·lula”. El segon gran avenç en la microscopia la va fer Antoine van Leeuewenhoek l'any 1672 en observar paramecis (protists) en un microscopi simple. La biologia és la ciència que estudia els éssers vius. Els éssers vius són estructures que han estat formades a partir de les forces físiques de la natura. Aquesta els dona forma i els modela sense objectiu aparentment específic. La biologia cel·lular és la ciència que estudia les cèl·lules (unitat funcional i estructural dels éssers vius). La Cèl·lula 3 1.2.2 CARACTERÍSTIQUES ESSENCIALS DE LES CÈL·LULES: 1. Guarden la informació hereditària en el mateix codi químic (el DNA). 2. Repliquen la informació hereditària mitjançant una polimerització sobre un motlle. 3. Transcriuen part de la informació del DNA en un mateix tipus de molècula (RNA). 4. Utilitzen proteïnes com a biocatalitzadors (enzims). 5. Tradueixen el RNA a proteïna en la traducció (de la mateixa manera en tots els éssers vius). 6. Funcionen com factories bioquímiques que utilitzen els mateixos blocs moleculars bàsics (codi genètic, aminoàcids, glícids bàsics, proteïnes compartides...). 7. Estan envoltades d’una membrana plasmàtica per la qual han de passar els nutrients i els residus. 1.3 DOS TIPUS DE CÈL·LULES Existeixen dos tipus de cèl·lules: procariotes i eucariotes. 1.4 DIFERÈNCIES ENTRE PROCARIOTES I EUCARIOTES Diferències: 1. Les eucariotes presenten un nivell de complexitat molt superior. 4 2. Les procariotes són sempre unicel·lulars o colonials (només cocs). Mentre que les eucariotes poden ser unicel·luars o pluricel·lulars que formen teixits i òrgans. 5 3. Mida diferent. Procariotes: 0’1 µm -1 µm; eucariotes: 1µm-1mm. 4. El genoma de l’eucariota conté molta més informació que el procariota. Per això ha d’estar compactat d’una manera molt més complexa. 5. Les eucariotes presenten compartició intracel·lular (orgànuls): RE, Aparell de Golgi, lisosomes, mitocòndries... 6. Les eucariotes presenten citoesquelet, format per filaments de tubulina, actina o intermedis. 6 7. Els cilis i flagels de les eucariotes estan formats per microtúbuls i estan recoberts per membrana. Els de procariotes només estan fets de proteïnes (flagelina). 8. Les eucariotes presenten invaginacions de la membrana plasmàtica que permet fenòmens d’endocitosi i exocitosi. 7 9. Diferents tipus de reproducció cel·lular. 10. La reproducció dels eucariotes implica l’existència de la meiosi. PROCARIOTES/EUCARIOTES Característiques de les cèl·lules procariotes: • Molt menys complexes que les eucariotes. • Unicel·lulars formant colònies (només cocs). • Mida de 0,1μm a 1μm. • Genoma amb poca informació comparat amb els eucariotes (cromosoma bacterià circular). 8 • No presenten compartimentació cel·lular (no orgànuls). • Absència de citoesquelet. • Cilis i flagels formats per molècules proteiques (flagel·lina en els flagels). • Reproducció per bipartició. Característiques de les cèl·lules eucariotes: • Molt més complexes que les procariotes. • Unicel·lulars i pluricel·lulars formant teixits i òrgans (els protists també poden formar colònies!). • Mida de 1μm a 1mm (òvul). • Genoma amb molta més informació comparat amb els procariotes (cromosomes hipercondensats en metafase). • Presenten compartimentació intracel·lular (orgànuls com el nucli, reticle endoplasmàtic, aparell de Golgi, lisosomes...). • Citoesquelet (filaments d'actina, de tubulina i intermedis). • Cilis i flagels amb presència de microtúbuls. • Formen invaginacions de la membrana plasmàtica que permet fenòmens d'endocitosi i d'exocitosi. • Reproducció per mitosi (cèl·lules somàtiques) o meiosi (cèl·lules sexuals haploides). 1.5 CLASSIFICACIÓ DELS ÉSSERS VIUS EN 5 REGNES: 9 Preguntes sobre el quadre-classificació dels 5 regnes (quadre): Estructura cel·lular de les moneres→ Procariotes Estructura cel·lular dels protists→ Eucariotes Estructura cel·lular dels fongs→ Eucariotes Estructura cel·lular dels vegetals→ Eucariotes Estructura cel·lular dels animals→ Eucariotes Organització cel·lular de les moneres→ Unicel·lular/colonial. Organització cel·lular dels protists→ Unicel·lular/colonial. Organització cel·lular dels fongs→ Unicel·lular (llevats)/pluricel·lular (llevadures i bolets). Organització cel·lular dels vegetals→ Pluricel·lular. Organització cel·lular dels animals→ Pluricel·lular. Nivell nutricional de les moneres→ Autòtrofs/heteròtrofs, aeròbis/anaerobis. Nivell nutricional dels protists→ Autòtrofs/heteròtrofs, aeròbis/anaerobis. Nivell nutricional dels fongs→ Heteròtrofs (externa). Nivell nutricional dels vegetals→ Autòtrofs. Nivell nutricional dels animals→ Heteròtrofs (interna). Exemples de moneres→ Bacteris (paret cel·lular), micoplasmes(sense paret cel·lular, pasràsits), algues verd-blaves (cianòfits i cianofícies, és a dir, cianobacteris amb paret cel·lular). Exemples de protists→ Algues unicel·lulars amb paret cel·lular de cel·lulosa (e.g. Euglena diatomees) i protozous (e.g. foraminífers amb closca de carbonat de calci). Paret cel·lular dels fongs→ Quitina (N-acetilglucosamines). Paret cel·lular dels vegetals→ Paret vegetal de cel·lulosa. 10