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Biología Celular y Molecular.

UNIDAD I

Célula: propiedades, componentes químicos y estructura

Biología

¿QUÉ ES?

CÉLULA

CICLO CELULAR

INTRODUCCIÓN

La Biología es la ciencia que estudia la vida.

Gottfried R. Treviranus, s XIX

Los comienzos de la Biología.

¿Por qué estudiamos la Biología?

Se estudia la Biología para tener el conocimiento concreto sobre lo que es una célula hasta de un ser vivo, conocer su comportamiento a diferentes factores que son sometidos como puede ser el entorno donde habitan. Esta ciencia ha ayudado con el avance de la cienca en general, nuevos descubriemientos y así mismo nuevas formas de emplear un microorganismo.

Se conoce que el tiempo de la humanidad es de 2 millones de años esto es poco comparado con los primeros organismos, las células eucariotas que surgieron hace 3500 millones de años.

La curiosidad, trae indagaciones y a partir de esta comienza la investigación, esto sucedió con Arístoteles, conocido como el Padre de la Ciencia, por sus aportes al conocimiento de la fauna y flora del planeta Tierra, la forma, de donde salieron, que aportan ellos al planeta y el origen de la vida. Una de sus teorías mas relevantes fue la ''Generación espontánea''

Para conocer la célula, debemos ir a los inicios de la misma, y me refiero a su descubrimiento.

El microscopio

Historia y los grandes aportes

Este artefacto, fue el principio de lo que conocemos sobre la célula y otros organismos. El microscopio ha tenido sus modificaciones que para bien de la ciencia nos ha brindado imágenes importantes para entender esta ciencia y el estudio de la misma

Su historia comenzó por el descubrimiento de su nombre, quién determino esto fue Robert Hooke en 1665, su gran observación de un corcho a través de un microscopio reconoció la existencia de células que estaban muertas, y que su estructura se asemejaba como un panal de abeja.

Este mérito se lo acredita al inventor Zacharias Janssen en 1590, quién inventó el primero microscopio.

Y permitió observar las pequeñas cosas que se miraban en él.

Según los antecedido, se indicará las diferentes clases de microscopios que existen hoy en día.

Microscopio óptico

Microscopio de flurescencia

Microscopio electrónico de transmisión

Microscopio eléctronico de barrido

Este es a base de lentes que funciona por medio de la luz, también es conocido como microscopio de campo claro.

Su funcionamiento es a través de un haz de electrones dispersos para observar el objeto, ya que la amplificadora es limitada y por eso no se produce con un haz de luz.

Este funciona a través de un haz de electrones, que se produce en su interior como una interacción electro-materia, en vez de un haz de luz, este refleja imágenes de alta resolución y en tres dimensiones.

Es a base de una sustancia fluorescente que ayuda a observar los organismo a través de la exposición de la luz ultravioleta.

A pesar de que Hooke solo observó células muertas, Marcello Malpigui 1628-1694, visualizó células vivas existentes en los vasos sanguíneos.

Otro personaje que aporto a la ciencia, fue Anton van Leeuwenhoek 1632- 1723, descubrió microorganismos vivos en una gota de agua, él las denominó ''animálculos'' a pesar de no ser científico y solo quién se dedicaba a contruir lentes, esa habilidad le permitió ejecutar una lente que le brindó la oportunidad de observar lo antecedido.

Francesco Redi 1667, él fue quién desmintió la teoría '' Generación espontánea'' de Aristóteles, quién describía que la existencia de los insectos surgen de la nada, sin embargo él médico Francesco realizó el experimento de los frascos que contenían carne en descomposción, con la diferencia que uno de aquellos frascos era tapado con una red que permitía salir los olores que emitía la carne, al esperar los días, se presenció en ambos frascos, gusanos y moscas y esto dio como comprobación que los insectos no nacen por generación espontánea.

Gregor Mendel 1822- 1884, él manifestó la herencia genética a través de un experimento de guisantes y arvejas.

Louis Pasteour 1822-1895, él químico realizó un gran descubrimiento que aportó mucho a la ciencia, esto sucedió cuando se dio cuenta que un caldo de pollo emitia un olor desagradable, entonces se puso las manos a la obra y presenció que existían organismos que provocaban ese peculiar olor, así que el mato aquellos con agua en alta temperatura. En conclusión, en todas las cosas que existen en este planeta tienen organismos en su interior.

Santiago Ramón y Cajal 1852-1934, ellos descubrieron que el sistema nervioso está hecho a base de células y estas formaban las neuronas.

James Watson y Francis Crick 1916- 2004, ellos descubrieron la estructura del ADN, a pesar de las circunstancias lograron hacer conocer al mundo su gran aporte a la ciencia.

TEORÍA CELULAR

Matthias Schleiden (1838), Theodor Schwann (1839) y Rudolf Virchow , ellos proporcionaron conocimientos que ayudaron a establecer la teoría celular.

Teoría Celular

1. Todos los organismos vivos están compuestos por una o más células.

2. Las reacciones químicas de un organismo vivo, incluidos sus procesos liberadores de energía y sus reacciones biosintéticas, tiene lugar dentro de las células.

3. Las células se originan de otras células.

4. Las células contienen la información hereditaria de los organismos de los cuales son parte, y esta información pasa de una célula progenitora a una célula hija.

PROPIEDAS DE LAS CÉLULAS

- Las células tiene un programa genético.

- Las células son capaces de reproducirse .

- Las células adquieren y utilizan energía.

-Las células tienen reacciones químicas.

- Las células participan en actividades mecánicas.

- Las células responden a estímulos.

- Las células se autoarreglan.

- Las células evolucionan.

TIPOS DE CÉLULA

PROCARIOTA

EUCARIOTA

Partes:

- Cápsula

- Pili

- Pared Celular

- Membrana Celular

-Ribosoma

- ADN

- Flagelo

Partes:

-Ribosoma

- Centriolo

-Membrana plasmática

- Citoplasma

- Aparato de Golgi

- Nucléolo

- Peroxisoma

-Retículo endoplasmático

- Núcleo

- Citoesqueleto

- Mitocondria

COMPONENTES QUÍMICOS

Hay que tomar en cuenta, tres puntos importantes , que todo comienza en base a Células madres, también que este proceso se manifestará divisiones de otras células y habrá diferencias permanentes en células.

Esto se entenderá más fácil en el ciclo celular, en el cual existen 2 tipos de este:

-Mitosis

-Meiosis ( I y II)

Es el proceso que asegura el crecimiento y desarrollo de toda célula (interfase), que culmina con la información de nuevas células a partir de una célula madre (divisón)

MITOSIS

MEIOSIS

La mitosis se dividen en dos partes importantes, la Interfase Celular, y es una división ecuacional, y son:

- Etapa G1

- Etapa S

- Etapa G2

Y la siguiente etapa es la división celular, que son:

-Etapa M (Cariocinesis y la Citocinesis)

- Profase, Prometafase, Metafase, Anafase y Telofase.

En la Fase G1, comienza la especialización de la célula, aumenta su volumen y la síntesis de proteínas e incrementa el ARNm.

En la Fase S, se duplica el ADN, síntesis de proteínas histónicas y la síntesis de la ADN.

La Fase G2, se fosforila la histona, esto ayuda a condensar los filamentos de cromatina.

En la Etapa M, se da inicio la división celular para la producción y desarrollo de más células. (Pero esta etapa se la explicará mas detallada)

ETAPA M

-PROFASE: La cromatina se condensa y forma cromosomas, que se encuentran en el núcleo.

Centriolos diametralmente hacia los polos.

Desaparece la membrana nuclear.

Se empieza a tomar el huso acromático.

-PROMETAFASE: Se desintegra la cariotecay el nucléolo.

Los cromosomas quedan en aparante desorden en la placa ecuatorial.

El huso acromático continúa formándose.

Centriolos se encuentran diametralmente opuestos.

-METAFASE: Cromosomas se encuentran bien condensados.

Los cromosomas se ainean en la placa ecuatorial.

El huso acromático completa en unirse con la ayuda de los cinetocoros gracias a la respuesta de los centriolos.

ANAFASE: Etapa de separación o disyunción de los cromátides hermanas a través del centrómero.

EL huso acromático se contrae, jalándolos a cada polo.

TELOFASE: Las cromátides se encuentran ubicadas en los polos de descondensan.

Se reintegra la carioteca, gracias al retículo en endoplasmático rugoso.

Se reorganiza el núcleo.

CITOCINESIS: Se inicia la formación de un anillo de micro filamentos en la placa ecuatorial y se contrae de forma centrípeta (desde afuera hacia adentro) y esto ocurre solo en la célula animal.

La célula plantae, no se divide del todo, sino se divide de adentro hacia afuera, solo se separa con una pared celular.

Tiene el mismo proceso que la mitosis , pero se diferencia que son dos divisiones para el resultado de 4 células, lo contrario a la mitosis que solo es para obtener 2 células.

Como se menciono, se divide en dos partes, y estas son:

MEIOSIS I

MEIOSIS II

PROFASE I :

Esta parte diferencia a la mitosis, porque se presencia una divisón reduccional, además esta se divide en 5 partes importantes, las cuales son:

1. LEPTOTENO: Los cromosomas formando un BOUQUET (un ramilete).

2. CIGOTENO: Los cromosomas se aparean por una sinapsis.

3. PAQUITENO: Ocurre el entrecruzamiento cromosómico (crossing over)

4. DIPLOTENO: Se observan putnos de unión QUIASMAS.

5. DIACINESIS: Continúa el proceso de separación.

-METAFASE I

- PROMETAFASE I

- METAFASE I

- ANAFASE I

- TELOFASE I

Mismo proceso de la mitosis, resultado de 2 células haploides, cada cromosoma aún consiste de 2 cromátides hermanas

- MEIOSIS II: Aquí se separan las cromátidas hermanas además, es una división ecuacional.

- PROFASE II

- PROMETAFASE II

-METAFASE II

-ANAFASE II

- TELOFASE II

Durante otro ronda de división celular, las hermanas cromátidas finalmente son separadas, por 4 células hijas haploides como resultado.

ENVEJECIMIENTO

Aparecen los telómeros, cuyo objetivo es la estabilidad de la estructura, y con carga genética en los extremos ventrales, que producen el envejecimiento.

MUERTE CELULAR

Sucede de 2 maneras, la Apoptosis y la Necrosis.

- Apoptosis: Cuando la célula tiene programada su muerte, suceso natural, que no causaría adversidades malas para el cuerpo del ser vivo.

-Necrosis: Muerte de la célula por factores externos , como el contacto de la radiación y el suceso de us muerte causaría daños hacia el cuerpo del ser vivo.

ÁTOMOS Y MOLÉCULAS

MOLÉCULAS ORGÁNICAS

AGUA

El cuerpo humano, la mayor parte está compuesto por Carbono y Oxígeno, en su mayoría, en minoría es el Hidrógeno, Nitrógeno, Fósforo y Azufre, con un total de 97,90%.

Átomos: la partícula más pequeña de un elemento que mantiene sus propiedades.

Molécula: es la unidad mínima de una sustancia que conserva sus propiedades químicas. Está formada por, al menos, dos átomos enlazados covalentes y que forman un sistema estable y eléctricamente neutro.

Se encuentran los hidrocarburos como:

-Metano

- Etano

-Butano

CARBOHIDRATOS:

Compuestos por : azúcares.

Se unen por : enlaces glucosídicos.

Sirven para: alamcenamiento de energía (corto plazo) y estructurales.

Ejemplos: Las frutas

LÍPIDOS

Compuestos por : ácidos grasos.

Se unen por : enlaces éster.

Sirven para: almacenamiento de energía (largo plazo) y estructurales.

Ejemplos: Grasas y aceites.

PROTEÍNAS

Compuestos por : aminoácidos.

Se unen por : enlaces peptídicos.

Sirven para: almacenamiento de energía, estructurales (soportes y movimiento), catalizadores, reguladores, receptores, transporte, defensa.

ÁCIDOS NUCLÉICOS.

Compuestos por : nucleótidos.

Se unen por : enlaces fosfodiéster.

Sirven para: llevar la información que codificará las proteínas.

El agua es el elemento mas importante del mundo, está compuesto por 2 moléculas de hidrógeno y 1 de oxígeno, y se unen a través de puentes de hidrógeno.

TENSIÓN SUPERFICIAL:

Emite energía, la cantidad necesaria para que aumente la superficie.

Cohesión: unión de moléculas de la misma sustancia.

CAPILARIDAD E IMBIBICIÓN:

La capilaridad es la capacidad de objeto o sustancia de absorver sin ningún problema.

Adhesión: unión de moléculas de distintas sustancias

Imbibición: penetración capilar de moléculas de agua en determinadas sustancias que, como resultado, se hinchan.

RESISTENCIA A LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA:

Calor específico: cantidad de calor que requiere una cantidad dada de una sustancia para que se produzca un aumento dado de temperatura.

VAPORIZACIÓN:

Calor de vaporización: cantidad de calor que requiere una cantidad dada de una sustancia para que cambie de estado líquido a estado gaseoso.

OSMOSIS

Difusión de una sustancia a través de una membrana,comportamiento que sucede sin gastar energía.

CONGELAMIENTO:

Sucede cuando el agua en estado líquido, es sometido en bajas temperaturas que en ese lapso de tiempo, se convierte en estado sólido.