Células eucarióticas y procarióticas

CURSO BIOLOGIA MENCION
MATERIAL N° 1
PROF. KATHERINE GALLEGUILLOS ADAROS.
UNIDAD: LA CELULA, ORGANIZACIÓN CELULAR, AGUA Y MINERALES.
Todos los organismos vivos están compuestos por células. Aunque algunos están
constituidos por una sola célula y otros por billones de ellas, incluso los organismos más
complejos se originan de una sola célula, el huevo fertilizado. En la mayor parte de los
organismos multicelulares, incluido el ser humano, una célula se divide y forma dos y cada
una de éstas a su vez se divide una y otra vez, dando lugar finalmente a los tejidos complejos
y a los órganos y sistemas de un organismo desarrollado. Al igual que los ladrillos de un
edificio, las células son los bloques de construcción de un organismo.
La célula es la unidad más pequeña de materia viva capaz de llevar a cabo todas las
actividades necesarias para el mantenimiento de la vida. Tiene todos los componentes físicos
y químicos necesarios para su propio mantenimiento, crecimiento y división. Cuando cuentan
con los nutrientes necesarios y un medio adecuado, algunas células son capaces de seguir
vivas en un recipiente de laboratorio por años y años. Ningún componente celular es capaz de
cumplir su función fuera del entorno celular.
TEORIA CELULAR
La célula fue descrita inicialmente por Robert Hooke (1665) al estudiar con el
microscopio unas finas laminillas de corcho, dichas laminillas estaban formadas por un
entramado de fibras que dejaban una serie de espacios los cuales parecían “celdillas” de los
panales de las abejas, y por ello las denomino células.
La idea de que las células son las unidades fundamentales de la vida es parte de la
llamada teoría celular. Dos científicos alemanes, el botánico Matthias Schleiden, en 1838,
y el zoólogo Theodor Schwann, en 1839, fueron los primeros en señalar que las plantas y
animales estaban compuestos de grupos de células y que éstas eran la unidad básica de los
organismos vivos. En 1855 Rudolph Virchow amplió esta teoría, estableciendo que sólo se
formaban células nuevas a partir de una célula preexistente, es decir que las células no se
forman por generación espontánea a partir de materia sin vida (idea que se había originado
en los escritos de Aristóteles y que había perdurado a través de los siglos). En 1880 otro
famoso biólogo, August Weismann, añadió un importante corolario a lo establecido por
Virchow: todas las células que existen actualmente tienen sus orígenes en células ancestrales.
La teoría celular de nuestra época incluye las ideas expuestas por los mencionados
investigadores:
1. Todos los seres vivos están compuestos de células y productos celulares.
2. Sólo se forman células nuevas a partir de células preexistentes.
3. Todas las células actuales son descendientes de células ancestrales.
4. las células contienen la información hereditaria de los organismos de los cuales son
parte y esta información pasa de la célula progenitora a la célula hija.
Se pueden encontrar evidencias de que las células descienden de células ancestrales al
observar las similitudes entre las complejas moléculas de proteína que se observan en todas las
células. Un ejemplo de ello son los citocromos que se encuentran tanto en bacterias como en
plantas y animales. Los citocromos de todas las células no sólo son iguales en estructura, sino
que también desempeñan funciones casi idénticas en células de especies completamente
distintas. Otro ejemplo, en este caso limitado a organismos autótrofos, son las clorofilas,
básicamente iguales en bacterias fotosintéticas, cianobacterias, algas, musgos, helechos,
coníferas y plantas con flores. El hecho de que todas las células tengan moléculas similares de
tal complejidad es un indicio de que las células "modernas" se han originado de un pequeño
grupo de células ancestrales.
CÉLULAS EUCARIÓTICAS Y PROCARIÓTICAS
Los organismos pueden clasificarse en dos grupos fundamentalmente diferentes, según
la estructura y complejidad de sus células. Los organismos eucariotes son aquellos que
contienen una estructura llamada núcleo que se encuentra limitado por una membrana
específica (la “envoltura nuclear”). El núcleo sirve para mantener el material genético, el
ADN, separado del resto de los componentes celulares. Las células de procariotes (que
significa "antes del núcleo") carecen de núcleo y generalmente son más pequeñas que las
eucarióticas. El ADN de las células procarióticas está confinado a una o más regiones
nucleares, que a veces se denominan nucleoides, pero los nucleoides no están limitados por
una membrana independiente. En algunas células procarióticas la membrana plasmática
puede plegarse hacia adentro y forma un complejo de membranas internas en donde se
llevarían a cabo las reacciones de transformación de energía. Algunas células procarióticas
también tienen una pared celular o membrana externa, que es una estructura que encierra a
toda la célula, incluida la membrana plasmática.
El término eucariote significa “núcleo verdadero” y se refiere a que el material genético,
el ADN, está incluido en un estructura especializada (el “núcleo”), que está limitada por la
envoltura nuclear. Estas células también presentan varios organelos limitados por
membranas que dividen el citoplasma celular en compartimientos adicionales. En el cuadro se
resumen los distintos tipos de organelos que suelen encontrarse en las células eucarióticas.
Algunos organelos sólo se presentan en ciertas variedades celulares específicas. Por ejemplo,
los cloroplastos, que atrapan la luz solar para conversión de energía, se hallan en las
protistas células que realizan fotosíntesis (plantas o algas).
Estructura
Descripción
Función
Núcleo celular
Núcleo
Nucleolo
Cromosomas
Gran estructura rodeada por una
doble membrana; contiene al
nucleolo y los cromosomas
Zona de diferentes características
de tinción, carece de membrana
limitante.
Compuestos de un complejo de
ADN y proteínas, llamado
cromatina; se observan en forma
de estructuras en cilindro
durante la división celular
Sistema de membranas de la célula
Membrana
Membrana limitante de la célula
celular
viva
(membrana
plasmática)
Retículo
endoplásmico
(RE)
Red de membranas internas que
se extienden a través del
citoplasma
Liso (REL)
Carece de ribosomas en su
superficie externa
Los ribosomas tapizan su
superficie externa
Rugoso (RER)
Ribosomas
Aparato de Golgi
Lisosomas
Vacuolas
Microcuerpos
(p.ej.
peroxisomas)
gránulos compuestos de RNA y
proteínas; algunos unidos al ER,
otros libres en el citoplasma
Compuesto de saculaciones
membranosas planas
Citoesqueleto
Microtúbulos
Microfilamentos
Centríolos
Cilios
Lugar de síntesis ribosómica;
ensamble de subunidades
ribosómicas
Contiene genes (unidades de
información hereditaria que
gobiernan la estructura y la actividad
celular)
Contiene al citoplasma; regula el
paso de materiales hacia dentro y
fuera de la célula; ayuda a mantener
la forma celular; comunica a la célula
con otras
Sitio de síntesis de lípidos y de
proteínas de membrana; origen de
vesículas intracelulares de
transporte, que acarrean proteínas
en proceso de secreción.
Biosíntesis de lípidos; desintoxicación
de medicamentos
Fabricación de muchas proteínas
destinadas a secreción o
incorporación en membranas
Síntesis de polipéptidos
Modifica, empaca (para secreción) y
distribuye proteínas a vacuolas y a
otros organelos
Sacos membranosos (en
Contiene enzimas que degradan
animales)
material ingerido, las secreciones y
desperdicios celulares
Sacos membranosos (sobre todo Transporta y almacena material
en plantas, hongos y algas)
ingerido, desperdicios y agua
Sacos membranosos que
Sitio de muchas reacciones
contienen una gran diversidad de metabólicas del organismo
enzimas
Organelos transductores de energía
Mitocondrias
Sacos que constan de dos
membranas: la membrana
interna está plegada en crestas
Cloroplastos
Control de la célula
Sistemas de tres membranas;
contienen clorofila en las
membranas tilacoideas internas
Tubos huecos formados por
subunidades de tubulina
Lugar de la mayor parte de las
reacciones de la respiración celular;
transformación en ATP de la energía
proveniente de glucosa o lípidos
La clorofila captura energía luminosa;
se producen ATP y otros compuestos
energéticos que después se utilizan
en la conversión de CO2 en glucosa
Proporcionan soporte estructural;
intervienen en el movimiento y
división celulares; forman parte de
los cilios, flagelos y centríolos
Estructuras sólidas, cilíndricas,
Proporcionan soporte estructural;
formados por actina
participan en el movimiento de las
células y organelos, así como en la
división celular
Par de cilindros huecos cerca del Durante la división celular en
centro de la célula; cada
animales se forma un huso mitótico
centríolo consta de nueve grupos entre ambos centríolos; en animales
de tres microtúbulos (estructura puede iniciar y organizar la formación
9 x 3)
de microtúbulos; no existen en las
plantas superiores
Proyecciones más o menos cortas Locomoción de algunos organismos
que se extienden de la superficie unicelulares; desplazamiento de
celular, cubiertos por la
materiales en la superficie celular de
membrana plasmática;
algunos tejidos
Flagelos
compuestos de dos microtúbulos
centrales y nueve pares
periféricos (estructura 9 + 2)
Proyecciones largas formadas por Locomoción de las células
dos microtúbulos centrales y
espermáticas y de algunos
nueve periféricos (estructura9 + organismos unicelulares
2); se extienden desde la
superficie celular; recubiertos por
membrana plasmática
Características diferenciales de las células vegetales
Aunque las plantas y los animales son eucariotes, las células vegetales difieren de las células
animales en varios aspectos:

Aunque todas las células están delimitadas por membranas plasmáticas, las células vegetales están
rodeadas además de una pared rígida que contiene celulosa y otros polisacáridos, además de otros
componentes. Esta pared permite mantener altas concentraciones de solutos si que se produzca la
ruptura de las células.
Las células vegetales contienen plástidos, estructuras delimitadas por una doble membrana, que
producen y almacenan nutrientes o pigmentos. Los más comunes y abundantes son los cloroplastos


Casi todas las células vegetales tienen un compartimiento grande o varios pequeños, Ilamados
vacuolas, que se utilizan en el transporte y almacenamiento de nutrientes, agua y productos de
desecho.
Las células de plantas complejas carecen de ciertos organelos, como los centríolos y los lisosomas.
Taller°1 Organización y Teoría Celular
I. Indica qué organismos presentan células eucariontes y procariontes
Células Procariontes:____________________________________________
Células Eucariontes: ______________________________________________
II. Marca la alternativa correcta
1. ¿Qué organelo contiene el material hereditario de una célula eucarionte?
A. Núcleo.
B. Mitocondria.
C. Ribosoma.
D. Aparato de Golgi.
E. Cloroplasto.
2. ¿En qué organelo se sintetiza casi todo el ATP de la célula?
A. Núcleo.
B. Mitocondria.
C. Ribosoma.
D. Aparato de Golgi.
E. Cloroplasto.
3. ¿Cuál(es) de las siguientes características define(n) mejor a una célula eucarionte?
I. Presencia de una membrana plasmática.
II. Presencia de organelos en el citoplasma.
III. Presencia de ribosomas para la síntesis de proteínas.
IV. Desarrollo de membranas internas que separan compartimentos según función.
A. I, II y III.
B. II, III y IV.
C. Solo IV.
D. III y IV.
E. II y IV.
4.-El nivel de organización biológica que agrupa ecosistemas con características
similares corresponde a
A) bioma.
B) biótopo.
C) biosfera.
D) población.
E) comunidad
5.-¿Cuál de las estructuras señaladas en la figura es común en células procariontes y
eucariontes?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5
III. Realiza un cuadro comparativo entre las células procariontes y eucariontes.
IV. Teoría Celular
1. A partir de la siguiente afirmación, expliquen el primer postulado de la teoría celular:
“Millones de células forman la piel de nuestro cuerpo”.
2. Expliquen el segundo postulado de la teoría celular, considerando la siguiente
afirmación: “El estómago secreta jugos gástricos que son producidos por algunas de sus
células”.
3. A partir de la siguiente afirmación, expliquen el tercer postulado de la teoría celular:
“Para que un órgano dañado se regenere, las células deben formar nuevas células”.
4. Hay seres vivos unicelulares (formados por una célula) y multicelulares o pluricelulares
(formados por muchas células). Si los organismos unicelulares corresponden a una
célula, ¿se cumplen en ellos los postulados de la teoría celular?, ¿por qué?
5. Para cada enunciado anterior indica el o los científicos responsables.
Curso: Biología Mención
Material N° 2
Prof. Katherine Galleguillos Adaros
Agua y Sales Minerales
El agua, el líquido más común de la superficie terrestre, el componente principal en peso de
todos los seres vivos, mas abundantes de los seres vivos, tiene un número de propiedades
destacables. Estas propiedades son consecuencia de su estructura molecular y son
responsables de la “aptitud” del agua para desempeñar su papel en los sistemas vivos.
El agua está constituida por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno que se
mantienen unidos por enlaces covalentes polar. Presenta una estructura angular con polos
positivos en los hidrógenos y un pole negativo en el oxigeno (Figura 1) por ello la molécula de
agua tiene características de dipolo.
Cada molécula de agua puede formar puentes de hidrógeno con otras
cuatro moléculas de agua. Aunque los enlaces individuales son débiles y
se rompen continuamente, la fuerza total de los enlaces que mantienen
a las moléculas juntas es muy grande.
Propiedades del agua
Fuerza de cohesión: A raíz de la existencia de los puentes de hidrógeno que mantienen
unidas a las moléculas de agua (cohesión), estas característica hace que el agua sea
incomprensible, actúa como lubricante o almohadón para proteger frente a golpes o lesiones
el agua tiene una alta tensión superficial
Elevado calor específico: (la cantidad de calor que una cantidad dada de sustancia requiere
para un aumento dado de temperatura). El agua puede absorber una gran cantidad de calor
mientras que su temperatura solo asciende ligeramente, convirtiéndola en un buen aislante
térmico que mantiene la temperatura interna de los seres vivos a pesar de las variaciones
externas, la temperatura corporal permanece relativamente constante.
Alto calor de vaporización: La vaporización, o evaporación como se la llama más
comúnmente, es el cambio de líquido a gas. El agua tiene un alto calor de vaporización. En
su punto de ebullición (100°C a una presión de una atmósfera), se necesitan 540 calorías
para convertir un gramo de agua líquida en vapor, Para que una molécula de agua se separe
de las moléculas vecinas, o sea, para que se evapore, deben romperse los puentes de
hidrógeno. Esto requiere energía térmica. En consecuencia, cuando el agua se evapora, ya
sea de la superficie de la piel o de una hoja, las moléculas que escapan llevan consigo una
gran cantidad de calor. Así, la evaporación tiene un efecto refrigerante.
Estados del Agua: Inmediatamente antes de congelarse, el agua se expande es decir
aumenta su volumen y disminuye su densidad, de esta forma el hielo tiene una densidad
menor y un volumen mayor que el agua líquida y, como resultado, el hielo –sólido– flota en el
agua líquida. Las capas de hielo en lagos y mares se mantienen en la superficie, lo cual aisla
al medio acuatico de las bajas temperaturas permitiendo el desarrollo de una diversidad de
seres vivos.
El agua como solvente: las moléculas polares de
agua atraen iones y otros compuestos polares,
haciendo que se disocien. Las moléculas que se
disuelven fácilmente en agua se conocen como
hidrofílicas. Gracias a esta propiedad pueden
disolverse en las células muchos tipos de moléculas
permitiendo gran variedad de reacciones químicas
y el transporte de numerosas sustancias.
LAS SALES MINERALES
Las sales minerales son biomoléculas inorgánicas que aparecen en
forma precipitada, disuelta en forma de iones o asociada a otras moléculas
los
seres
vivos
de
Precipitadas
Las sales se forman por unión de un ácido con una base, liberando agua. En forma precipitada forman
estructuras duras, que proporcionan estructura o protección al ser que las posee. Ejemplos son las
conchas, los caparazones o los esqueletos
Disueltas
Las sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas. Los cationes más abundantes en la
composición de los seres vivos son Na+, K+, Ca2+, Mg2+... Los aniones más representativos en la
composición de los seres vivos son Cl-, PO43-, CO32-... Las sales disueltas en agua pueden realizar
funciones tales como:
Mantener el grado de grado de salinidad.
Amortiguar cambios de pH, mediante el efecto tampón.
Controlar la contracción muscular
Producir gradientes electroquímicos
Estabilizar dispersiones coloidales.
Asociadas a otras moléculas
Los iones pueden asociarse a moléculas, permitiendo realizar funciones que, por sí solos no
podrían, y que tampoco realizaría la molécula a la que se asocia, si no tuviera el ión. La
hemoglobina es capaz de transportar oxígeno por la sangre porque está unida a un ión Fe++.
Los citocromos actúan como transportadores de electrones porque poseen un ión Fe+++. La
clorofila captura energía luminosa en el proceso de fotosíntesis por contener un ión Mg++ en
su estructura.
Algunos minerales esenciales en la nutrición humanan