La célula. El núcleo

Tema 7 - La célula. El núcleo

1. Concepto de célula. Teoría celular.
2. Origen y evolución celular
3. Tipos de organización celular
4. Forma y tamaño de las células
5. El núcleo
6. La envoltura nuclear
7. La cromatina
8. El nucleoplasma y el nucléolo
9. Los cromosomas

Concepto de célula. Teoría celular

Se describe la célula como "un organismo en el que las acciones integradas de los genes producen grupos de proteínas determinadas que, junto con otras moléculas, constituyen las estructuras características que llevan a cabo actividades relacionadas con la cualidad de la vida: crecer, reproducirse, responder a estímulos y comunicarse con su entorno.

principios siglo XIX

finales siglo XIX

1600

1665

1930

¿Los seres vivos están formados por pequeños seres microscópicos?

Anton Van Leeuwenhoek construyó el primer microscopio ópticos (2 lentes) y observó animáculos

Robert Hooke observó por primera vez las células

Schleiden y Schwann han observado las células y enuncian la teoría celular

Primer microscopio electrónico

Origen y evolución celular

1930

Siglo XVI

1668

siglo XIX

Teoría Oparin

Experimento Louis Pasteur

Generación espontánea

Francesco Redi experimentó con moscas y carne

Teoría de la endosimbiosis - Lynn Margulis

Teoría síntetica - Oparin y Haldane

Una célula grande urcariota intentó fagocitar un procariota más pequeño, pero no pudo. Esto dio lugar a una relación de endosimbiósis, por la que la célula grande obtenía energía y nutrientes y la celula pequeña obtenía protección. Argumentos a favor de esta teoría:

• Mitocondrias y cloroplastos tienen doble membrana
• Tienen material genético propio
• Tienen ribosomas propios
• División por fisión binaria

La atmósfera primitiva era distinta de la actual, y contenía gases como metano o amoniaco. Estos reaccionaron con la radiación solar y las tormentas eléctricas y cayeron a los océanos, dando lugar a la sopa primitiva. Estas moléculas se asociaron formando coacervados que fueron evolucionando debido a la selección natural. Esta teoría fue apoyada por el experimento de Miller.

Tipos de organización celular

Forma y tamaño de las células

Morfología células vegetales

Morfología unicelular

Morfología células animales

• Tejido parenquimático: células prismáticas
• Tejido conductor: alargadas
• Tejido secretor: células redondeadas

• Bacilos: forma redondeada en los extremos
• Vibrios: forma de "coma", arriñonada
• Espirilos: forma en espiral
• Cocos: forma redonda

• Tejido epitelial: aplanadas, cúbicas, prismáticas..
• Tejido muscular: fibras alargadas
• Tejido conjuntivo: fusiformes, estrellados, bicóncavos, esféricos...
• Tejido nervioso: estrellado, piramidal, fusiforme..

El núcleo

Componentes

• Envoltura nuclear (doble membrana)
• Matriz o nucleoplasma: líquido donde se encuentra la cromatina
• Nucleolo: donde se sintetiza el ARNr

Número

Forma

• Suele haber un núcleo, pero hay excepciones
• Anucleadas: eritrocitos
• Dos núcleos: paramecios (macro y micronúcleo), hepatocitos
• Plurinucleados: células musculares, osteoclastos
• División sucesiva sin división del citoplasma: Plasmodio
• Fusión de varias células: Sincitio

• Variable, depende del tipo de célula y del momento en le que esté

Tamaño

• Entre las 5 y las 25 micras de diámetro
• Constante en el mismo tipo celular
• Proporcional a la célula (aprox. 10%)

Posición

• Característica de cada célula
• Embrionarias: central
• Adiposas: lateralizado
• Secretoras: basal

Envoltura nuclear

Morfología

Poros nucleares

• Membrana externa: en la cara citoplasmática tiene ribosomas adosados. Es continua con la del RER y el REL.
• Espacio intermembrana o perinuclear
• Membrana interna: en la cara nucleoplasmática está la lámina fibrosa formada por péptidos. Su función es servir de anclaje al material genético y regular el crecimiento de la envoltura nuclear

• Canales acuosos que regulan el paso de moléculas entre el núcleo y el citoplasma.
• Permiten la circulación libre de moléculas hidrosolubles (ARN y proteínas) y regulan mecanismos de transporte activo.

La cromatina

Características

• Formada por ADN y proteínas
• Proteínas:
• Histonas: forman parte de la compactación de la cromatina en cromosomas. Se han descrito 5 clases.
• No histonas: corresponden a enzimas que participan en los procesos de genética molecular (transcripción, replicación y regulación del ADN).

• Heterocromatina: forma no activa del ADN (condensada)
• Eucromatina: forma activa del ADN (descondensada)

Ultraestructura

• Espiralización de primer grado: collar de cuentas (30 nm diámetro) formado por fibras ADN + histonas (nucleosoma)
• Espiralización de segundo grado: solenoide (nucleosomas compactados por la histona H1 (300 nm diámetro)
• Superespiralización: cromosoma

Nucleoplasma y nucleolo

Nucleolo

Nucleoplasma

Orgánulo próximo a la envoltura nuclear que contiene ARN y proteínas

• Funciones: síntesis de ARNr y procesado de subunidades ribosómicas.
• Ultraestructura:
• Componente nucleolar formado por zona granular (subunidades ribosómicas en maduración) y zona fibrilar (ARNr asociado a proteínas).
• Componente nuclear: fibrillas de cromatina perinuclear (rodeando al nucleolo) e intranuclear (interior del núcleo).

Es la matriz nuclear y contiene el material cromatínico y el no cromatínico (proteínas). Está formado por:

• Gránulos de cromatina: contienen partículas de ribonucleoproteína y diversas enzimas.
• Gránulos de pericromatina: están formados por fibrillas de ARNr
• Partículas de ribonucleoproteínas nucleares pequeñas

Cromosomas

Partes

• Cromátidas: cada una de las copias del material genético.
• Centrómero (const. primaria): divide al cromosoma en 2 brazos
• Cinetocoro: proteínas situadas a ambos lados del centrómero donde se une el huso acromático.
• Constricciones secundarias: contienen el ADN que se corresponde con el nucleolo
• Bandas: se colorean de distinta intensidad y posibilitan la identificación de cromosomas homólogos.
• Telómeros: estructuras protectoras situadas en los extremos de las cromátidas que evitan la pérdida de información.
• Satélite: fragmento de ADN unido al cromosoma por la constricción secundaria.

Tipos

Número de cromosomas

• Células diploides: tienen dos juegos de cromosomas
• Células haploides (reproductoras): tienen un juego de cromosomas
• Triploides: tienen tres juegos de cromosomas
• Tetraploides: tienen cuatro juegos de cromosomas
• Poliploides: tienen más juegos de cromosomas
• Cariotipo: conjunto de todos los cromosomas de la célula
• Cromosomas somáticos (autosomas): aquellos comunes a los dos sexos implicados en el desarrollo del cuerpo
• Cromosomas sexuales (gonosomas): responsables de la determinación del sexo.