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Breve introducción a la biología celular
Tipo: Apuntes
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Clase 1: Biología Celular 16-03- Introducción a la Célula La célula es la unidad mas simple de vida. A su vez, es la unidad fundamental de nuestra vida. Toda materia viva está constituida por una (Unicelular) o muchas cantidades de célula (Pluricelular). Podremos apreciar que no todas las células son iguales. Su estructura, forma, tamaño y función son las que nos permite diferenciar unas de otras. Cabe mencionar que también podemos diferenciar las células según sus requerimientos químicos. Algunas necesitan oxigeno para sobrevivir, otras no. Otras requieren de otros componentes como luz solar, temperatura, agua, etc. Todos los organismos a nuestro alrededor son diferentes, desde pequeñas bacterias y protozoos hasta los grandes mamíferos y vegetación. ¿A que se debe esto?, si bien las células de distintos organismos son diferentes una de otras, hay características que toda célula tiene en común: Todo lo que hasta hoy conocemos de la célula se debe gracias a la invención del microscopio, instrumento que proporciona una imagen ampliada de un objeto, en el siglo XVII. Debido a las posibilidades que este instrumento trajo a la ciencia fue posible el descubrimiento de la Célula. Robert Hooke (Microscopista ingles) deseaba saber por qué el corcho impedía el paso del aire, y al observarlo a través del microscopio vió pequeñas celdas a las que las llamó células. Después se supo que lo que observó Hooke fue la pared celular de células vegetales muertas. Esto fue el comienzo de la teoría celular: 1665 : Robert Hooke observa un corcho y ve unidades repetidas como celdillas de un panal, llamándolas Células. 1674-1683: Anton van Leeuwenhoek dewcubre los protozoos y observa por primera vez una bacteria. 1831: Robert Brown describe el núcleo de células Vegetales. 1838: Theodore Schwann (Zoólogo) y Matthias Schleiden (Botánico) postulan que todos los seres vivos están formados por células. La célula es la unidad estructural de los seres vivos. 1838: Johannes Purkinje denomina protoplasma al liquido que llena la célula. 1857: Kollike identifica las mitocondrias. 1858: Rudolf Virchow postula que todas las células provienen de una preexistente. La célula es la unidad de Origen. 1876: Camillo Golgi descubre el Aparato de Golgi. 1931: Ernst Ruska construye el primer microscopio electrónico 1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre la endosimbiosis, que explica el origen de la célula eucariota, a partir de un Ancestro común. Postulados: o La célula es la unidad estructural de los seres vivos: De ellos, todos están formados por células. o La célula es la unidad de origen : Toda proviene de una preexistente. Refuta teoría generación espontánea. o La célula es la unidad funcional o Fisiológica de la vida: Dentro de ella ocurren todas las funciones vitales. Basta una sola de ellas para tener un ser vivo. o La célula es la unidad de herencia de los seres vivos: Contienen la información hereditaria de los organismos, y va pasando de generación a generación. Necesaria para el control, desarrollo y funcionamiento de su misma especie. Las células poseen el material genético y la información hereditaria, almacenadas en
Características funcionales de las Células : nutrición: Mediante el metabolismo, las células son capaces de alimentarse tomasndo sustancias del medio externo y a la vez desechando aquellas que pierden su función. Crecimiento y multiplicación: Dirigen su propio control de desarrollo y síntesis, logrando originar células hijas idénticas. Diferenciación: Células se especializan en ciertas funciones, sufriendo cambios de forma o función, debido a alteraciones genéticas. Ejemplo: Celular neuronales y musculares. Señalización: Células pueden responder ante estímulos químicos o físicos, tanto externos como internos. Evolución: Cambios que puede sufrir la célula debido a la adaptación de nuevos entornos. Se selecciona los organismos mejor adaptados a vivir. Clasificación por cantidad : Unicelulares: Bacterias, levaduras, protozoos, mohos del fango, algas unicelulares, etc. Pluricelulares: Animales, plantas, hongos (Callampas y moho) Tipo de Células : Eucariontes: Verdadero núcleo/ Reinos: Vegetal, Animal, protista (Protozoos, algas unicelulares, mohos del Fango), fungi Procariontes: Antes núcleo/ Reinos: Bacterias y Archeas. Células Procarionte:
Organismos modelos: Procariontes Escherichia Coli : (Organismo Simple y tasa alta de proliferación) Bacteria que Habita en los intestinos de los humanos Saccharomyces cerevisiae (Levadura de Cerveza): Microorganismo utilizado para la elaboración de cerveza y pan. Hongo unicelular pequeño. Buen modelo de análisis Genético, alta tasa de reproductividad cumple toda función que cualquier célula eucarionte puede realizar. Arabidopsis thaliana: Hierba pequeña. Crece en ambientes de interior en grandes cantidades. Posee un genoma superior a la levadura. Sus genes son equivalentes en especies agrícolas. Su estudio aporta conocimientos sobre fisiología y desarrollo de cultivos Eucariontes Nemátodos: Caenorhabditis elegans. Fue el primer organismo pluricelular en el que fue secuenciado todo el genoma. Vive en el suelo, atacan las raíces de los cultivos. Se desarrolla con la precisión de un reloj. Su estudio permitió un conocimiento molecular detallado de la muerte celular programada. Drosophila Melanogaster: Mosca de fruta. Las bases de la genética clásica se establecieron gracias a los estudios de este insecto. Se comprobó que los genes se encuentran en los cromosomas. Se supo la base del desarrollo embrionario. Sus genes son similares a los de humanos, por ende sus estudios ayudan al estudio de enfermedades Xenopus laevis: Rana africana Danio Rerio: Pez cebra. Transparente durante las primeras dos semanas de vida, ideal para la observación de células durante el desarrollo del animal. Ratón: Modelo de estudio de genética, desarrollo, inmunología y la biología celular de los mamíferos. Casi todos los genes humanos tienen un homólogo en el ratón
Niveles de organización Las células se encuentran organizadas en tejidos. Estos son un conjunto de células que tienen un mismo origen embrionario, y que se diferencian y se agrupan para cumplir funciones diferentes: Tejido Epitelial: Recubren cavidades internas del cuerpo y la piel. Son Absorbentes (Tubo digestivo) o secretorias (glándulas). Tejido Conectivo: Ubicado en los espacios entre organos y tejidos. Tejido Muscular: Contracción muscular Tejido nervioso: Tejido de comunicación. Formado por Neuronas (Impulso nervioso) o glía: Astrocitos (Soporte y mantención) o Oligodendrocitos: (Vaina de mielina)
Microscopía de Fluorescencia Confocal: Construye una imagen por barrido del espécimen con un haz láser. La fluorescencia emitida en foco pasa por otra apertura y llega al detector. La fluorescencia emitida fuera del foco queda excluida de pasar por la segunda apertura Microscopio electrónico de transmisión (TEM): Consiste en que se realiza un corte muy fino a la muestra y se prepara sobre una grilla y se tiñe con metales pesados (Os, Pb, Au). Similar al óptico solo que se emplea un haz de electrones en lugar de luz, y bobinas magnéticas en lugar de lentes de cristal. Tiene un aumento de hasta 1 millón de veces. Microscopio Electrónico de barrido (MEB o SEM): El espécimen se recubre de una capa delgada de un metal pesado (Au, Pd, Cr, etc) o grafito (C). Es barrido por un haz de electrones dirigido a un foco por bobinas electromagnéticas que actúan como lentes. Se crean imágenes tridimensionales.