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TM 1 – Introducción
- TM 1 – Introducción.........................................................................................................................
- INTRODUCCIÓN........................................................................................................................
- HISTORIA....................................................................................................................................
- 2.1. La teoría celular.................................................................................................................
- MÉTODOS DE ESTUDIO EN BIOLOGÍA CELULAR.............................................................
- 3.1. Microscopía........................................................................................................................
- 3.2. Microscopía Óptica............................................................................................................
- 3.3. Microscopía Electrónica....................................................................................................
- 3.4. Otros métodos de estudio...................................................................................................
- 3.5. Modelos de estudio.....................................................................................................
- ORIGEN DE LAS PRIMERAS CÉLULAS...............................................................................
- VIRUS.........................................................................................................................................
- CÉLULA PROCARIOTA...........................................................................................................
- CÉLULA EUCARIOTA.............................................................................................................
1. INTRODUCCIÓN
Célula: Unidad mínima de vida. Limitada por mb que alberga una solución acuosa de compuestos químicos. Capaz de crear copias de sí misma. Codifican su información genética de = modo SV proceden de un ancestro común.
Biología Celular: Estudio de la estructura, función, comportamiento y evolución de las células.
2. HISTORIA
Robert Hooke (s. XVII):
- “ Micrographia” aparece por 1ª vez el término célula.
- Estableció que todos los SV están constituidos por células. Anton van Leeuwenhoek
- (^) Describió protozos, espermatozoides, células sanguíneas…
- 1ª documentación del uso de colorante.
2.1. La teoría celular
Schleiden, Schwann, Ludwing, Virchow.
- Todos los SV están compuestos por células La célula es la unidad estructural básica de la material viva.
- Todas las células proceden de células preexistentes.
- La célula es la unidad fisiológica de la vida Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células o en su entorno inmediato.
- Las células contienen el material hereditario , que se transmite de generación en generación Son unidad genética. Investigaciones de Pasteur acabaron supusieron el triunfo de la “teoría celular”. Investigaciones de Cajal, hicieron extensiva la teoría celular al tejido nervioso.
3. MÉTODOS DE ESTUDIO EN BIOLOGÍA CELULAR
Sólo la luz que interfiere con algún elemento de la muestra se refracta y llega al objetivo.
3.2.3. Microscopía de contraste de fases
Aprovecha los cambios de fase de la luz y las interferencias que provocan.
3.2.4. Microscopía de interferencia diferencial
Utiliza luz polarizada. Crea interferencias entre puntos muy próximos de la muestra. Imágenes con efectos de pseudotridimensionalidad.
3.2.5. Microscopía de fluorescencia
En algunos materiales ( fluorocromos ), al incidir un fotón puede chocar con un e-^ y excitarlo. El e-^ excitado es enviado a un nivel energético superior. Al volver, el e-, a su nivel original de menor energía, la diferencia energética del salto se emite en forma de luz de una longitud de onda mayor ( fluorescencia ).
Podemos marcar células con fluorocromos y observar la emisión de fluorescencia. Célula marcada con el fluorocromo se ve sobre un fondo oscuro. Iluminación episcópica (muestras opacas)
3.2.6. Microscopía confocal
Las muestras de microscopía de fluorescencia son finas. La imagen en foco está degradada y borrosa por la luz de las zonas fuera del foco. Solución: enfocar un plano y eliminar la luz del resto de planos. Fuente de iluminación: láser. 2 diafragmas ( pinhole ) Uno asociado con el filtro primario y otro con el secundario. Mayor resolución con microscopía confocal Permite hacer reconstrucciones tridimensionales.
3.2.7. Microscopía multifotón
Un fluorocromo que se excite con 1 fotón de 350 nm puede alcanzar la misma excitación absorbiendo simultáneamente 2 fotones de 700 nm. Para ello, se necesita una densidad de fotones 1 millón de veces superior a la que se necesita para que se absorba 1. Se consigue con láseres muy potentes. Esta densidad de fotones requerida sólo se alcanza en el plano focal Por lo que sólo hay emisión de fluorescencia en el plano focal No se necesita un “pinhole confocal”. Reducida toxicidad Ya que puede utilizar luz excitadora poco energética. Principal utilidad Estudiar células “ in vivo ” sin dañarlas.
3.3. Microscopía Electrónica
Ernst Ruska y Max Knoll. Fuente: haz de electrones (menor longitud de onda). Límite de Resolución = 0,1 nm. En blanco y negro.
3.3.1. Preparación de muestras para MET
- Fijación
- Inclusión y corte
Proporciona información sobre la superficie de la célula.
3.4. Otros métodos de estudio
3.4.1. División subcelular por Ultracentrifugación
Centrifugación diferencial Se obtienen fracciones de orgánulos no puras.
- Se lisan las células.
- El homogeneizado se centrifuga en una ultracentrífuga.
- Orgánulos sedimentan a diferentes velocidades de centrifugación.
3.4.2. División subcelular por Centrifugaciónen un gradiente de densidad
Se obtienen fracciones + puras.
- Se coloca el homogeneizado en un gradiente de sacarosa.
- Se centrifuga el gradiente.
- Orgánulos sedimentan en bandas a diferentes alturas, dentro del gradiente.
- Se separan las bandas.
3.4.3. Cultivos celulares
Tipos:
- (^) Cultivos primarios
- Cultivos de explantes Trozo de tejido. Duran pocos días.
- Cultivos organotípicos. Rebanada de tejido. No hay proliferación. Duran pocos días.
3.4.4. Inyecciones intracelulares
Permiten registrar actividad sobre tejido sin fijar. Ej. Tejido nervioso
3.4.5. Creación de animales transgénicos y ratones Knock-out
Animales transgénicos Sobreexpresión de un gen
Ratones knock-out Eliminación de un gen
Para determinar la presencia de una proteína en una célula:
- Se generan anticuerpos frente a dicha proteína y se marcan.
- (^) Se incuban las células con los anticuerpos y se analiza la marca.
3.5. Modelos de estudio
Unicelulares:
Escherichia coli Saccharomyces cerevisiae
Ventajas •^ Simple (pocos genes)
- Alta tasa de crecimiento (división cada 20 min)
- (^) Necesidades nutricionales simples.
- (^) Simple (pocos genes)
- Alta tasa de crecimiento. (división cada 2h)
- (^) Necesidades nutricionales simples
Útil en
estudios de…
Codificación genética, replicación y traducción ADN, expresión génica…
Replicación ADN, procesamiento ARN, división celular…
Multicelulares:
Caenorhabditis elegans Drosophila
melanogaster
Arabidopsis thaliana
Ventajas •^ Simple
- Se ha podido trazar el origen embrionario y linaje de todas sus células - Simple - Ciclo reproductivo corto - Simple - Fácil de cultivar en laboratorio
Útil en
estudios de…
Desarrollo animal Desarrollo animal y manipulación genética
Desarrollo vegetal y manipulación genética
Xenopus laevis (rana africana) y
Danio rerio (pez cebra)
Rattus norvegicus (rata) y Mus
musculus (ratón)
Ventajas • Fácil manipulación genética de
sus huevos y embriones.
- Desarrollo embrionario fuera de la madre.
- Embrión del pez cebra es transparente. - Fácil manipulación genética. - Mutaciones de genes de ratón homólogos a los humanos dan efectos similares en el desarrollo.
5. VIRUS
Paquete de material genético envuelto por proteínas. No pueden reproducirse por sí mismos. Tamaño: 10 – 300 nm. Formas variadas. Estructura:
- Cápside
- Ácido nucleico : ARN o ADN
- Envoltura (algunos)
Ciclo vital:
6. CÉLULA PROCARIOTA
Formas: cocos, bacilos, espirilos. Algunas con pared celular.
PROCARIOTA EUCARIOTA
Más primitiva Más evolucionada Núcleo no delimitado (Sin carioteca) Núcleo delimitado (Con carioteca) Cromosoma circular (DNA circular) Cromosomas lineales No compartimentalizada (Sin orgánulos) Compartimentalizada (Con orgánulos) Ej: bacilos, cocos, espirilos Ej: cél animal y vegetal
7. CÉLULA EUCARIOTA
CÉLULA VEGETAL CÉLULA ANIMAL
Con pared celular Sin pared celular Cloroplastos Sin cloroplastos Sin centriolos Con centriolos Forma poliédrica Diversas formas y tamaños
