1.2. Ultraestructura de la célula

Ultraestructura de la célula

NCI-Frederick, 2004

El conocimiento de la ultra estructura celular sólo fue posible una vez que se desarrolló el microscopio electrónico

START

Chambers, 2020

Índice

4. Procariotas: esquemas

1. Microscopioelectrónico

Interpretación de micrografías

Procariotas: estructura

2. Procariotas: estructura

5. Eucariotas: estructura

Referencias

Eucariotas: esquemas

3. Procariotas: división

1. Microscopio electrónico

La mejora en los microscopios nos ha permitido conocer mejor la célula. La célula bacteriana se conoció a mediados del siglo XIX y cien años después, el microscopio electrónico reveló la ultra estructura de las células

Avances facilitados por el microscopio

Siglo XIX

• Se conoce la célula bacteriana
• Se observaron los cromosomas
• Se descubrieron procesos como la mitosis y la meiosis
• Se conoció la fecundación, con la consecuente fusión de gametos, y el desarrollo del embrión
• Se conocieron la mitocondria, los cloroplastos y otros organelos

Corte histológico que muestra la división celular en una célula de cebolla (Adobe Stock)

¿Por qué microscopio electrónico?

• Los microscopios ópticos no pueden producir imágenes claras de estructuras inferiores a 0.2 µm (micras)

• Muchas estructuras celulares son de tamaños menores, por ejemplo, la membrana mide 0.1 µm

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Eosinófilo visto al microscopio electrónico de transmisión (Howard, 2009 en Wikimedia commons)

Eosinófilo visto al microscopio óptico (Adobe Stock)

El desarrollo del microscopio electrónico

• Los microscopios electrónicos se desarrollaron en Alemania en la década de 1930 (Ruska, Siemens).

• Empezaron a utilizarse en laboratorios entre los años 40 y 50, mostrando imágenes de estructuras de incluso 0.001 µm

SEM

TEM

Primer microscopio electrónico (von Ardenne, 1937 en Wikimedia commons)

Microscopio electrónico actual (Morgan, 2003)

2. Procariotas: estructura

La célula más simple, y sin compartimentalización

Ilustración de la célula procariota (Kaulitzki, s.f.)

Estructura de la célula procariota

No poseeen núcleo ni organelos membranosos

La célula es simple, sin compartimentación

Este tipo de célula es el más antiguo en la Tierra

Son pequeños (0.1 a 5 μm) y están en todos los hábitats

Poseen ribosomas libres en el citoplasma

Además de la membrana poseen una pared celular

Diferencias con eucariotas

Dentro de las estructuras que los procariotas comparten con los eucariotas también hay algunas diferencias:

Ribosomas

Pared celular

Material genético

Componentes estructurales de la célula procariota

Estructura general de la célula procariota

Clarivan, s.f.

Kon, s.f.

3. Procariotas: división

Todos los procariotas se dividen por fisión binaria

División bacteriana (CNRI, s.f.)

Uno de los postulados de la Teoría Celular establece que toda célula proviene de una preexistente. La forma en la que los procariotas se dividen se denomina fisión binaria y es un tipo de reproducción asexual. El único cromosoma circular se replica, cada copia del cromosoma se traslada hacia extremos opuestos de la célula, la célula crece en tamaño y después se divide el citoplasma de la célula mediante una invaginación. Cada célula tiene el mismo material genético, es decir que son genéticamente idénticas.

Micrografía al microscopio electrónico de la bacteria Escherichia coli. Al centro se observa una célula dividiéndose en dos, por fisión binaria (Dowsett, s.f.)

4. Procariotas: esquemas

Una de las habilidades que debes desarrollar, es la capacidad de dibujar la ultraestructura de una célula procarionte. Otra de las habilidades que debes desarrollar, es la interpretación de micrografías de células procariontes.

¿Cómo dibujar una célula procarionte?

Debido al tamaño de las células procariontes, para dibujar una célula de este tipo deberás basarte en lo que se puede observar en una micrografía. Como sabes, esta puede revelar el exterior (superficie) o el interior de la célula, dependiendo de con qué microscopio se adquirió la imagen.

Micrografía obtenida con el MEB

Micrografía obtenida con el MET

5. Eucariotas: estructura

Organelos membranosos y una membrana invisible

El hongo Candida albicans (Kon, s.f.)

WELCOME!

Organelle Meet and Greet

Cuando se te quite "mute"te presentarás ante los demás organelos

01

04

Únete a los organelos como tú

02

Investiguen la estructura, localización y función de ese organelo

Room 1: Ribosomas libresRoom 2: Retículo endoplasmático rugoso Room 3: Retículo endoplasmático liso Room 4: Vacuola Room 5: Aparato de Golgi Room 6: Mitocondria Room 7: Cloroplasto Room 8: Núcleo

03

Cambia temporalmente en Zoom tu nombre por el del organelo

Eucariotas al microscopio

Las células eucariotas pueden observarse al microscopio de luz pero sólo revelará estructuras grandes y consistentes como la pared celular, el núcleo, la vacuola central o los cloroplastos

+ Info

Características generales

Chambers, s.f. Wojcicki, s.f.

Burgstedt, s.f.

Las células eucariotas están compartimentadas

La célula eucariota es más compleja que la procariota

Sci-comm studios, s.f.

Modelos tridimensionales de célula animal y vegetal

6. Dibujando células eucariotas

Una de las habilidades que debes desarrollar, es la capacidad de dibujar la ultraestructura de una célula eucarionte. Otra de las habilidades que debes desarrollar, es la interpretación de micrografías de células eucariontes.

¿Cómo dibujar una célula eucariota?

La ultraestructura de las células eucariotas es muy compleja; por ello se recomienda dibujar sólo una parte de la célula. Tu dibujo es una interpretación de la estructura, por lo tanto debes tener claro qué organelos deben estar presentes.

Célula animal: membrana, citoplasma, núcleo, retículo endoplasmático rugoso, aparato de Golgi, lisosomas, mitocondrias, ribosomas libres, vacuolas y vesículas, microtúbulos y centriolos. En células mótiles cilios y/o flagelos.

Célula vegetal: pared celular, membrana, citoplasma, núcleo, retículo endoplasmático rugoso, aparato de Golgi, mitocondrias, ribosomas libres, cloroplastos, vacuola y vesículas

7. Interpretación de micrografías

Cuando observamos una micrografía lo primero que debemos preguntarnos es ¿qué función tiene esa célula?

Teniendo clara su función podemos interpretar, de manera más sencilla, la ultraestructura que observamos

Ultraestructura de célula pancreática al MET (Microscape, s.f.)

Ultraestructura de células pancreáticas al MEB (Gschmeissner, s.f.)

En esta micrografía observamos el parénquima en empalizada en la parte de la vena principal de una hoja. La parte media muestra los haces vasculares de la hoja, constituidos por xilema (parte central, verde claro) y floema (parte periférica, verde obscuro). El xilema transporta agua y nutrientes minerales de la raíz al resto de la planta, y el floema transporta carbohidratos y hormonas a distintos sitios.

¿Para qué sirven la mayoría de las células de una hoja?¿Qué función tiene el parénquima en empalizada? ¿Qué ultraestructura esperamos observar en sus células?

Parénquima en empalizada al MEB (Gschmeissner, s.f.2.)

Actividad: interpreta las siguientes micrografías

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Imagen 3

Imagen 1

Imagen 2

a) Identifica los organelosb) Deduce la función de la célula

a) Identifica los organelosb) Deduce la función de la célula

a) Identifica los organelosb) Deduce la función de la célula

THANKS!

Referencias

Burgess, J. S.F. Mesophyll cells in leaf of maize. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/10722/view Burgstedt, C. S.F. Animal cell structure, illustration. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/1096975/view Chambers , K.- 2007. Scooter Project . Blood smear. Wikimedia commons. Recuperado de: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=31705672 Chambers, K. S.f. Bacterial cell, Illustration. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/945462/viewClarivan, C. E. coli Illustration. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/736021/view Cloroplastos. 2019. Cloroplastos en microscopio. Recuperado de: https://cloroplastos.org/cloroplastos-en-microscopio/ CNRI. S.F. E. coli bacterium, TEM. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/428394/view Denis Kunkel Microscopy. S.F. Gardenia leaf cross section (Gardenia sp.), SEM. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/801317/view Dowsett, AB. S.f. TEM of dividing E. coli bacterium. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/12477/viewElectron Microscopy Facility at The National Cancer Institute at Frederick (NCI-Frederick) / Public domain Ardenne von, M. First scanning electron microscope with high resolution from Manfred von Ardenne 1937. Wikimedia commons. Recuperado de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:First_Scanning_Electron_Microscope_with_high_resolution_from_Manfred_von_Ardenne_1937.jpg(Adobe Stock) Gschmeissner, S. S.F. Pancreas tissue, SEM. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/200708/view Gschmeissner, S. S.F.2. Leaf midbrid, SEM. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/30367/view Howard, L. 2009. Eosinophil TEM. Wikimedia commons. Recuperado de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eosinophil_TEM.jpg Kightley, R. S.f. Plant cell, illustration. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/780953/view Kon, K. S.f. Structure of bacterial cell, illustration. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/717212/view Kon, K. S.f.2. Candida albicans fungi, illustration. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/717220/view Kon, K. S.F3. Golgi apparatus, illustration. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/890202/view Kunkel D. S.f. Common types of bacteria SEM. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/799306/view Kunkel, D. s.f. (2). E. coli conugation, bacterium, TEM. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/864724/view Microscape, S.F. Pancreatic acinar cell, TEM. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/1063259/view Miller KR. S.F. Chloroplast. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/10724/view/chloroplast Morgan DJ. 2003. Electron microscope connected to a computer. Wikimedia commons. Recuperado de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electron_Microscope.jpg NASA Astrobiology Institute. 2006. Phylogenetic Tree. Wikimedia commons. Recuperado de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phylogenetic_tree.svg Science Photo Library. S.f. E. coli bacteria, SEM. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/668345/view Science Picture CoCentrioles, artwork. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/586501/view Sci-comm Studios. S.F. Plant cell, artwork. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/596617/view Sutton, S. S.F. Evolutionary Tree: Bacteria. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/930958/view Tumeggy. S.F. Chloroplast structure, 3D illustration. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/1112605/view Vernon, T. S.F. Bacterial conjugation Artwork. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/151994/view Wojcicki, A. S.F. Plant cell, artwork. SciencePhotoLibrary. Recuperado de: https://www.sciencephoto.com/media/526140/view

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