La célula como unidad de los seres vivos y la diversidad de los organismos

La Célula como Unidad de los Seres Vivos

UNIDAD 2: La célula como unidad de los seres vivos y la diversidad de los organismos. Teoría celular. Biodiversidad: dominios y grupos. La célula procariota: bacterias y arqueas. Características. Descripción y función de sus estructuras. Célula eucariota, características generales, tamaño. Célula eucariota animal, vegetal, de hongos y de protistas.

Células Procariotas y Eucariotas

Una célula es la estructura más simple a la que consideramos viva. Hoy se reconocen tres linajes celulares presentes en la Tierra:

• las arqueas (DOMINIO ARQUEA)
• las bacterias (DOMINIO BACTERIA)

Tipos de Organización Celular

PROCARIOTAS UNICELULARES ·las células eucariotas (DOMINIO EUKARYA) Que pueden ser organismos unicelulares o formar organismos pluricelulares.Tipos de organización celular 10 um - - Núcleos 2 Vacuola 0 0 Mitocondria . & Cloroplasto Célula vegetal (20 x 30 pm) Célula animal (20 pm) Bacteria (1 x 2 pm) 1 PROCARIOTA EUCARIOTAS DOMINIO EUKARYA DOMINIO BACTERIA

Diferencias entre Células Procariotas y Eucariotas

Células Procariotas

• pro del griego, significa «antes», sugiriendo una forma de vida evolutivamente anterior; karyon refiere al «núcleo».
• No tienen envoltura nuclear. .No poseen compartimentos internos rodeados por membranas, salvo excepciones.
• El ADN procariótico está en contacto directo con el citoplasma.

Células Eucariotas

• eu quiere decir en griego «verdadero» o «genuino»; karyon refiere al «núcleo».
• Poseen un núcleo verdadero: rodeado por una membrana o envoltura nuclear. ·Contienen orgánulos membranosos internos.
• ADN eucariota envuelto en la envoltura nuclear.

Características Comunes entre Células Eucariotas y Procariotas

A PESAR DE SUS DIFERENCIAS, ¿CUALES SON LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS COMUNES ENTRE CÉLULAS EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS?

• En ambos tipos celulares el ADN es el material genético. . Ambos tipos celulares poseen membranas plasmáticas como límite celular. Poseen ribosomas para la síntesis proteica.
• Poseen un metabolismo básico similar . Ambos tipos celulares son muy diversos en formas y estructuras.

Características Diferenciales entre el Modelo Celular Procariótico y Eucariótico

CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES entre el Modelo Celular Procariótico y Eucariótico

Dominios Archaea y Bacteria

DOMINIOS ARQUEA Y BACTERIA PROCARIOTA DOMINIO EUKARYA EUCARIOTA PARED CELULAR: plantas, hongos, algunos protistas MEMBRANA PARED CELULAR O 0 0 O O NUCLEOIDE O MEMBRANA D 0 0 e RIBOSOMA 2 0 NÚCLEO O 0 RIBOSOMA Todas las células entran en alguna de estas dos grandes categorías

Células Procariotas

Forman casi siempre organismos unicelulares (algunos forman colonias o filamentos que contienen celulas especializadas, las cianobacterias pueden agruparse formando filamentos con cierta especialización celular). DEI tipo de celula más antiguo y mas abundante sobre la Tierra. OLos organismos con células procariotas presentan gran diversidad metabólica y rápido ritmo de división celular (fisión binaria).

Estructura de las Células Procariotas

ESTRUCTURA Citoplasma Pili Flagelo bacteriano Cápsula Ribosomas ADN Membrana Plasmática Pared Celular

FIMBRIAS CITOPLASMA MEMBRANA PLASMÁTICA RIBOSOMA PARED CELULAR CROMOSOMA BACTERIANO CÁPSULA CUERPOS DE INCLUSIÓN PLÁSMIDO PILI - FLAGELO

Estructuras y Organoides de las Células Procariotas

ESTRUCTURAS Y ORGANOIDES DE LAS CÉLULAS PROCARIOTAS

• Pared Celular (la mayoría, excepto micoplasmas)
• Cápsula (algunas bacterias, las patógenas)
• Membrana Plasmática Generalmente no poseen. Pueden tener estructuras membranosas que son Organoides membranosos proyecciones internas de la membrana plasmática, por ejemplo laminillas o lamelas. Excepción: tilacoides de cianobacterias.
• Citoplasma Cromosoma bacteriano único (ADN circular). Ribosomas (más pequeños que los de las células eucariotas). Organoides o estructuras sin membrana Plásmidos (porción de ADN circular separada del cromosoma). Algunas bacterias poseen proteinas fibrosas que componen estructuras similares al citoesqueleto eucariota.
• Flagelos, pelos (pili) y fimbrias: estructuras proteicas no recubiertas por la membrana presentes en algunas bacterias y arqueas

Formas de las Bacterias

Las bacterias: tienen varias formas comunes Dennis Kunkel Microscopy/ Visuals Unlimited, Inc. 0.6 um (a) Bacterias cocos. Micrografía coloreada obtenida con un microscopio electrónico de barrido (MEB) de Staphylococcus aureus. Estas bacterias producen infecciones y lesiones en la piel, intoxicaciones por alimentos y síndrome del shock tóxico. @ Dr. Gary Gaugler/Photo Researchers, Inc. 3 um (b) Bacterias bacilos. Micrografía MEB coloreada de Salmonella. Estos bacilos causan intoxicación por alimentos. Center for Disease Control 12 um (c) Bacterias espiroquetas. Micrografía MEB coloreada de Borrelia burgdorferi. Estas espiroquetas causan la enfermedad de Lyme, que es transmitida por garrapatas de ciervo infectadas.

Clasificación por Forma

FORMA S DE LAS BACTERIAS

Cocos

Cocos Otros Coco Diplococo Diplococo encapsulado Pneumococo Estafilococo Barra alargada Fusobacterium Estreptococo Sarcina Tétrada

Bacilos

Bacilos Empalizada Cocobacilo Bacilo 0 Diplobacilo Estreptobacilo Bastón Corynebacteriaceae Helicobacter pylori

Otras Formas

Sacacorchos Borrella burgdorferi Filamento Espiroqueta Vibrio Comma Bdellovibrio Hélice

Forma de las Arqueas

FORMA DE LAS ARQUEAS Tipos de Archaea según su hábitat Caminicella sporogenes I Marinitoga piezophila Caminibacter hydrogenophilus S TF CN Thermodesulfatator indicus Methanococcus vulcanius Thermococcus atlanticus

Diferencias entre Arqueas y Bacterias

D I F E R E N C I A S

Pared Celular de las Bacterias

Gram Positivas

GRAM + Pared celular Gruesa capa de peptidoglicano Membrana plasmática Proteína de transporte

Gram Negativas

GRAM - Polisacáridos Lipoproteína Membrana exterior Pared celular Delgada capa de peptidoglicano Membrana plasmática Proteina de transporte

Citoesqueleto Procariota

EL CITOESQUELETO PROCARIOTA ¿Qué es el citoesqueleto bacteriano ?: estructuras filamentosas que se basan principalmente en polímeros de una única clase de proteína y que forman filamentos poliméricos extendidos. El citoesqueleto bacteriano consta de varios grupos de estructuras intracelulares con funciones en la división de la bacteria y en el mantenimiento de su forma ..

Funciones del Citoesqueleto

División Polaridad Forma Eucariotas Procariotas Tubulina Actina Filamentos intermedios FtsZ MreB CreS Caulobacter DIVISIÓN CELULAR MANTENIMIENTO DE LA FORMA CELULAR

Apéndices Externos Bacterianos

Flagelos

Flagelos Fimbrias Pelos (PILI) Funcion Movimiento Adhesion Conjugación bacteriana Nº/Forma Pocos y largos Cubren toda la superficie y son cortos Más largos que las Fimbrias y poco numerosos Composición Proteínas globulares de disposición helicoidal.fimbrias Flagelo flagelos 1 um Fotografie al miroucapio electrónico de transsuas una pilula de Purudomaiun putita

Fimbrias

Fimbriae Bristle-like C Present in multiple numbers C Adhere to host tissues

Pili

Pili Bristle-like Longer than fimbriae C Present singly or in pairs C Adhere to another bacterium during DNA transfer pili Recipient Cells Sex Pili Fimbriae Donor cell microbeonline.com TEM 1 μm

Pelo Sexual

PILI: Pelo sexual O C 899 b Célula donante Célula receptora Plasmido Cromosoma 1 El plásmido se duplica y se transfiere

Reproducción Procariota

CREPRODUCIÓN La mayoría de los procariotas se reproducen por división celular simple, también llamada fisión binaria (reproducción asexual). Se produce la replicación del ADN, se forma la pared transversa por crecimiento de la membrana y de la pared celular. Se producen clones de células genéticamente idénticas.

Fisión Binaria

Reproducción: fisión binaria cromosoma mesosoma Replicación división E. coli

Éxito Evolutivo de los Organismos Procariotas

Los organismos procariotas constituyen el grupo más abundante y antiguo sobre la Tierra Son los que primero aparecieron en la evolución de la vida en la tierra. Y su éxito se debe a:

• 1. Su rápido ritmo de división celular.
• 2. Sus mecanismos de transferencia de genes.
• 3. Sus mecanismos de adaptación al medio.
• 4. Su gran diversidad metabólica.

Rápido Ritmo de División Celular Bacteriano

1. Rápido ritmo de división celular bacteriano Una sola bacteria Escherichia coli a 37 ℃ se puede dividir una vez cada 20 minutos; repitiendo este proceso durante 11 horas se obtiene una colonia con casi diez mil millones de individuos. Si hubiera nutrientes suficientes, en dos días la masa de esta colonia excedería la masa de la Tierra. «Exponential growth of bacteria: Constant multiplication through division,» American Journal of Physics 78: 1290-1296, December 2010. E. Bacteria coli, dividiéndose. (Cortesía de UC San Diego.)

Mecanismos de Transferencia de Genes

2. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE GENES TRANSFERENCIA HORIZONTAL DE GENES EN LAS PROCARIOTAS COMO MECANISMO DE VARIABILIDAD

Transformación

A. TRANSFORMACIÓN TRANSFORMACIÓN 8% 5 La célula DONADORA se lisa Gen de La célula aceptora capta ADN libre resistencia a antibióticos Es la captación, por una bacteria receptora, de material genético del medio. El material ha sido liberado por una bacteria donadora. La bacteria receptora ha resultado con su material genético modificado.