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Introducción a la Célula
JA Carde, PhD
Universidad Adventista
Cap 1 - Alberts et al.
Objetivos
Al finalizar la discusión de esta presentación los
estudiantes :
•Explicarán el concepto de unidad en la
diversidad
•Podrán comparar celulas eucariotas y procariotas
•Mencionarán todos los orgánulos celulares y
describrirán su función.
•Definirán lo que es un sistema modelo y
mencionarán ejemplos
Bosquejo
• Unidad en la diversidad
– Conservado a traves de la evolución
– Membranas, macromoléculas, procesos
• Células bajo el microscopio
• Procarioticas vs Eucarioticas
• Organismos modelos
01_01_Cell.shapes.sizes.jpg
Unidad en la
Diversidad
Células distintas:
- En que se parecen ?
- En que difieren?
01_03_All from cells.jpg
Universal General Principles of Living Cells
1. Genetic information is stored in DNA sequences (sometimes RNA)
and transmitted to daughter cells
2. DNA sequences specify both the primary and tertiary structures of
RNAs and proteins
3. Macromolecular structures assemble (spontaneously) from subunits
4. Membranes grow by expansion of pre-existing membranes
5. Zip codes and receptors target molecules to cellular locations
6. Cellular components move by diffusion, pumps or molecular motors
7. Receptors and signaling mechanisms allow cells to adapt to
environmental conditions and external stimuli
8. Molecular feedback mechanisms control most processes
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Células: Principios Universales
• 1ro. La información genética esta almacenada en
una molécula lineal de DNA (a veces RNA), la cual
es duplicada y pasada a las células hijas.
– Composición
– Estructura
» Meiosis
» Mitosis
01_04_Early microscopes.jpg
Células: Principios Universales
• 2do. La información que determina la secuencia lineal, así como,
la estructura 3D, tanto del RNA como de las proteínas esta
contenida en la secuencia lineal de la molécula de DNA.
– DNAmRNAproteínas
– Secuencia de AA  conformaciones
– Expresión diferencial = diferenciación desarrollo
EL DOGMA CENTRAL:
DNAtranscripción - RNA traducción Proteinas
01_02_DNA to RNA.jpg
Células: Principios Universales
• 3ro. Las estructuras macromoleculares se forman a partir de
sub-unidades.
– Permite variabilidad
– Aumenta la capacidad de adaptación de la célula.
• Proteínas  amino ácidos
• Almidones  azucares
• Grasas  lípidos
• 4to. Las membranas crecen mediante la expansión de
membranas pre-existentes
01_05_Cells form tissues.jpg
Signals and receptors
target cellular constituents
to their correct locations
•5to. La interacción de señalreceptor es responsable de indicar
la localización correcta a donde
una molécula debe llegar para
realizar su función.
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Fig. 1-6
Células: Principios Universales
• 6to. Los constituyentes celulares se mueven
en la célula debido a procesos pasivos y/o
activos
– Difusión
– Bombas biológicas
– Motores celulares
Células: Principios Universales
• 7mo. Mecanismos de receptor-ligando son utilizados para que
la célula se adapte a las variaciones en el medio ambiente
celular.
Células: Principios Universales
• 8vo. Mecanismos de retroalimentación molecular controlan
(regulan) los procesos de estructuración, crecimiento y
diferenciación.
Overview of cellular organization
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Fig. 1-2
01_06_What can we see.jpg
01_07_Internal structures.jpg
01_08_TEM.jpg
01_09_Scale.jpg
01_10_Bacteria shapes.jpg
01_11_E. Coli.jpg
01_12_bacteria photosyn.jpg
01_13_Sulfur bacterium.jpg
01_14_Yeasts.jpg
Organización celular eucariota y
su función
• Membrana citoplasmática
– Es la interfase entre la célula y su medio
ambiente.
– Esta constituida por fosfolípidos, colesterol y
proteínas
– Es mosaico/fluida
– Posee funciones variadas
•
•
•
•
Transporte
Generar energía
Delimitar la forma de la célula
Protección
01_15_Nucleus.jpg
Organización celular eucariota: funciones
• Núcleo
– Almacena la información genética
– Produccion y modificaciones al mRNA
• “5’Capping”
• “RNA splicing”
• “Poly Adenilation”
– Exporta e Importa (poros)
– Su membrana es de doble capa.
• Compartamentaliza
• Nucleolo
– ensamblaje de los ribosomas.
01_16_Chromosomes.jpg
01_17_Mitochondria.jpg
01_18_folds mito.jpg
Organización celular eucariota: funciones
• Mitocondria
– Orgánulo membranoso
– Ocurre el proceso de
fosforilación oxidativa:ATP
– Ciclo de Krebs.
– Lugares de alta demanda de
ATP
– Rol especial en la repuesta
celular a contaminantes
tóxicos del medioambiente.
(apoptosis)
01_19_engulfed bacteria.jpg
01_20_Chloroplasts.jpg
01_21_Chloro.engulfed.jpg
01_22_ER.jpg
Organización celular eucariota: funciones
• Retículo endoplásmico
– Sistema membranoso contínuo a la membrana
nuclear.
– Procesamiento de proteínas
– Síntesis de lípidos
– [ Ca2+]
– Existen dos tipos
• Rugoso
– Ribosomas asociados
– Secuencia señal
• Liso
01_23_Golgi apparatus.jpg
Organización celular eucariota: funciones
• Aparato de Golgi
– Procesamiento y Sorteo de Proteinas.
– Cis y Trans
• Glucosilaciones - glucoproteínas
EM of organelles in a thin section of a liver cell
Rough
endoplasmic
reticulum
Smooth
endoplasmic
reticulum
Golgi apparatus
Mitochondrium
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Fig. 1-11
01_24_Organelles.jpg
Organización celular eucariota: funciones
• Lisosomas
– Orgánulo membranoso que separa enzimas con
funciones de degradación de otros componentes
celulares.
• sintetizadas en el RER, luego son modificadas en
Golgi y luego por señales intracelulares son dirigidas
al lisosoma.
– Manosa fosfatada
Organización celular eucariota: funciones
• Endosomas y fagosomas
– Orgánulos membranosos.
– Vesículas que conducen el material a ser
degradado por los lisosomas.
• Fagosoma acarrea el material exógeno.
• Endosoma acarrea el material endógeno.
• Peroxisoma
– Orgánulo membranoso
– Contiene enzimas que participan en reacciones
oxidativas.
• Oxidación de ácidos grasos= energía no para ATP
01_25_endocytosis exoc.jpg
01_26_cytoplsm stuffed.jpg
Citoesqueleto
01_27_cytoskeleton.jpg
-Unico de eucariotas
-Actina, tubulina
- Dirigen y Guian los Movimientos
celulares
•
Organización celular eucariota y
Citoesqueleto
su función
– Compuesto por:
• Filamentos de actina
• Microtúbulos
• Filamentos intermedios
– Funciones
•
•
•
•
Transporte
Movimiento
Forma
Fortaleza
01_28_Microtubules.jpg
- Abonan al concepto de un citop
dinamico!!
01_29_eucaryotes origin.jpg
01_30_protozoan eats.jpg
Organismos Modelos
E. coli:
-Bacilo intestinal, cultivado en lab
-Adaptable, reproducción rápida
-DNA circular doble simple: 4.6 Mb, 4.300 prot
- Replicación y decodificación
01_11_E. Coli.jpg
Sacharomyces cerevisiae
-Eucariota
- hongo unic
- igual de cerca
de plantas q de
animales
01_32_model eucaryote.jpg
- simple pero con
todas la
funciones de
eucariota
- Ciclo celular y
mitosis
Arabidopsis thaliana
-Origen y biol cel de plantas
- reproducción rápida
- 110 Mbp- secuenciada
-
01_33_model plant.jpg
Drosophila melanogaster: representa la mayoría de organismos
multicelulares – insectos
- Fundamento de genética clásica: genes unidad de la herencia, en
cromosomas
-Desarrollo
-Expresión
diferencial
01_34_Drosophila.jpg
- cuerpo
-Conducta
- 125 Mbp
-13,000 genes
-n=4
Temperature Sensitive Mutations
01_35_Yeast mutation.jpg
Transformación…
-cdc2
- cdc28
-CDC
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Homología de secuencias
-CDC2 63% con cdc2
- CDC2 58% con cdc28
01_37_amino acid sequ.jpg
Caenorhabditis elegans – nemátodos
-959 células, como un reloj
- conocidos todos sus pasos, divisiones,
- 19,000 genes, 97Mbp, secuenciado
70% homología con humanos en proteínas
- Apoptosis
01_38_C.elegans.jpg
Homo sapiens ……………………Mus musculus
01_39_similar genes.jpg
-Medicinas
-genética, desarrollo, inmuno
-Mutaciones
- cruces mutantes, KO
-Etica
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¿Preguntas?