26. Métodos de estudio de la célula. Células procariotas y eucariotas. La célula animal y vegetal. Formas acelulares

26. Métodos de estudio de la célula. Células procariotas y eucariotas. La célula animal y vegetal. Formas acelulares

1. 1.Introducción

   • El término célula proviene de las primeras investigaciones que realizó Hooke en el siglo XVII. Este investigador denominó "cellulae" a los poros que observaba en una muestra de corcho. Leewenhoek estudió diferentes tipos celulares, Brown acuñó el término de núcleo y Purkinje el de protoplasma. Rápidamente estos estudios avanzaron, y hoy en día se pueden observar prácticamente todos los componentes celulares y su ultraestructura. En el primer bloque de este tema se analizan los diferentes métodos de estudio celular. A continuación se mencionan las características principales de las células eucariotas y procariotas y animales y vegetales. Por último, se dedica un apartado a las formas acelulares, las cuales se encuentran a caballo entre la materia inerte y los seres vivos.  

2. 2. Métodos de estudio de la célula

   • El principal problema del estudio celular es el tamaño. Se necesita aumentar el poder de resolución del ojo humano. Además, la mayoría de componentes celulares están formados por agua. Esto se traduce en poco contraste, con demasiada transparencia en las muestras
   • 2.1 Microscopía
     • Es el instrumento por excelencia para el estudio de las células. Existen muchísimos tipos. A continuación se comentan los más importantes.
     • Según número lentes, oculares o dirección de la luz
       • Microscopio simple o lupa y compuesto Monoculares, binoculares y trinoculares De luz transmitida y de luz reflejada
     • Según luminosidad
       • La clasificación más usada
       • Microscopio óptico
         • Aumenta la resolución a través de la luz. Normalmente presenta dos lentes convexas (el objetivo y el ocular). Además contiene otros elementos como el condensador y el diafragma (que permiten concentrar la luz y regular la cantidad que se desea) y el micrométrico y el macrométrico que permiten enfocar la muestra. 
       • Electrónico
         • Utiliza un haz de electrones y por eso el poder de resolución aumenta. Las lentes son magnéticas y los electrones impactan contra la muestra en una cámara de vacío. Existen dos tipos principales; el de transmisión, que genera una imagen en 2D y el de barrido donde los electrones rebotan en la superfice y se genera una imagen en 3D
       • De luz ultravioleta
         • A veces, el microscopio óptico genera imágenes muy transparentes. Para resolver este problema se utiliza el microscopio de luz ultravioleta ya que mejorar el contraste y aumentar el poder de resolución.
       • Fluorescente
         • Algunas estructuras celulares que contienen ciertas sustancias pueden emitir luz si son iluminadas con una longitud de onda determinada. 
     • Otros tipos
       • Inverso
         • En este caso la luz se recibe desde la parte superior y los elementos ópticos se encuentran debajo de la platina. Es muy útil para observar muestras hidratadas o vivas
       • Estereoscópico
         • Normalmente se genera una imagen en 3D ya que a cada ocular le llega una imagen distinta. Tiene normalmente  menos resolución que un MO normal. 
       • Digital
         • Generalmente son trinoculares, y en uno de los oculares se instala una cámara digital que está conectada a un ordenador
       • Campo oscuro
         • Se forma una imagen clara sobre un fondo oscuro. Sirve para ver muestras sin teñir. Contiene un condensador especial que envía luz de forma oblicua a la muestra. De esta manera, los haces que llegan al objetivo han sido previamente desviados.
       • Contraste de fases
         • También interesante para observar células vivas sin teñir. El condensador y objetivo especial hacen que la iluminación vaya por diferentes zonas de la muestra
   • 2.2 Técnicas de preparación de muestras
     • Fijación
       • Se pueden emplear métodos físicos como el calor o la congelación.  Por otro lado el método químico es ampliamente utilizado. Etanol o formaldehído (MO) y glutaraldehído (ME)
     • Inclusión en bloque
       • Se suelen incorporar resinas en estado líquido, las cuales solidificarán. Una de las más comunes es la parafina.
     • Corte
       • La muestra incluida es cortada por microtomos o ultramicrotomos (ME) que producen finas láminas
       • Tinción
         • Hematoxilina-eosina
         • Gram: cristal de violeta (+) y safranina(-)
         • azul de metileno
           • Se suele utilizar en células animales para resaltar el núcleo
         • orceína
           • Visualizar división de los cromosomas
         • Impregnación de metales y carbono para ME
         • Técnica de Golgi
           • Dicromato potásico y nitrato de plata
   • 2.3 Otros métodos de estudio
     • Criofractura
       • Ultracongelación con nitrógeno líquido, se fracturan, se impregnan con carbono y metales y se observa MEB. Muchas veces la fractura se origina por las membranas y permite su estudio
       • Microcirugía
         • Con micropipetas se puede extraer componentes celulares como el núcleo. Con microelectrodos se puede calcular el potencial de membrana de las células
         • Fragmentación celular
           • A través de ultrasonidos o tratamiento enzimático se disgregan las distintas partes de la célula. Luego se pueden obtener las distintas fracciones mediante una ultracentrifugación
           • Estudios inmunológicos
             • Se utilizan  anticuerpos marcados, los cuales se unen a unos antígenos específicos en la célula. Mediante el microscopio de fluorescenica se puede detectar esta unión.

3. 3. Células procariotas y eucariotas

   • Tamaño
     • Las procariotas más pequeñas y como mucho forman colonias. En cambio las eucariotas son más grandes y en muchas ocasiones forman seres pluricelulares
     • Material genético
       • El material genético en las procariotas suele ser una sola molécula de ADN o ARN circular que no se encuentra envuelto en un núcleo. La región donde se encuentra se denomina nucleoide. Los plásmidos son moléculas que se encuentran libremente por el citoplasma de las células procariotas que contienen información genética. Los eucariotas suelen presentar más de una molécula de ADN, no circular que se encuentran protegidos por una envoltura nuclear.
       • orgánulos
         • Eucariotas: retículo, aparato de golgi, lisozimas, vacuolas, ribosomas, mitocondrias y cloroplastos Las procariotas solo disponen de ribosomas e invaginaciones de la membrana celular (mesosomas) donde se realiza la fotosíntesis
         • División celular
           • La división en procariotas es muy simple, por bipartición. En cambio, en las eucariotas está más organizado y ocurre la mitosis y la meiosis (en células sexuales) y la citocinesis
           • Expresión génica
             • Los procariotas realizan la transcripción y la traducción de forma simultánea en el citoplasma. En cambio, los eucariotas realizan primeramente la transcripción en el núcleo y la traducción en el citoplasma
         • Movilidad
           • Los procariotas disponen de flagelos como orgánulos encargados del movimiento. Estos están compuestos de flagelina. Por otro lado, los eucariotas presentan cilios y flagelos compuestos por microtúbulos.
       • Pared celular
         • Todas las procariotas contienen pared de peptidoglucanos. Las cacterias gram + tienen una capa de peptidoglucanos muy gruesa y las - muy fina y se recubre por una membran externa. Las eucariotas animales no tienen pared pero los vegetales si de celulosa, hemicelulos y lignina. También los hongos presentan pared pero de quitina

4. 4. Célula animal y vegetal

   • Vacuolas Cloroplastos Centriolos que forman el huso acromático o mitótico Pared

5. 5. Formas acelulares

   • Virus
     • Parásitos intracelulares compuestos de una cápside proteica y por una molécula de ADN o ARN. Existen dos cilos de infección: Ciclo lítico. Invaden una célula, controlan su maquinaria para replicar su material genético y sintetizar sus proteínas. Una vez realizado el ensamblaje, salen de la célula provocando su muerte en búsqueda de nuevos huéspedes. Ciclo lisogénico El virus se introduce en el genoma celular y permanece inactivo ( profago). Tras un teimpo el profago se activa pasando al ciclo lítico
   • Viroides
     • Son moléculas parásitas de ARN que infectan principalmente a vegetales. La diferencia con los virus es que no presentan cápsula proteica (no codifica proteínas). Constituyen una etapa primitiva de los virus
   • Priones
     • Son proteínas modificadas, las cuales pueden provocar enfermedades neurodegenerativas como las encefalopatías espongiformes transmisibles. La enfermedad de las vacas locas (encefalopatía espongiforme bovina) es ocasionada por un prión