Clase 3 Características de lo vivo (Las CéLulas)

Características de los seresvivosvivos

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PABLO

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Autor: Maestro en Ciencias Bioquímicas Genaro Matus Ortega [email protected], [email protected]

Temas a Desarrollar:

- Características propias de los seres vivos.

- Los niveles de organización biológica.

Las CélulasLas Células-Composición de la materia viva

-La Célula y visión panorámica al ciclo y la división celular

-Entidades acelulares

-Eucariontes vs Procariontes

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¿Qué caracteriza a un ser vivo?

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¿Cómo distinguimos lo vivo?

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Características propias de los seres vivos

Todos los seres vivos están formados por células, dedonde derivan varias características de la materiaviva:

1) Todas las células tienen un alto grado de organizaciónestructural y funcional.

2) Todas las células están compuestas de los bioelementosCHONSP, que generan cuatro biomoléculas fundamentales (ac.Nucleicos, proteínas, lípidos y azúcares).

3) Todos los sistemas celulares están delimitados por unamembrana plasmática .

4) Todas las células presentan un metabolismo propio.www.g

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5) Todas las reacciones químicas que realizan las células sonrealizadas por enzimas.

6) Todas las células se replican y duplican generando mássistemas celulares.

7) Todos los sistemas de auto-duplicación celulares estánbasados en la duplicación de ADN y ARN.

8) Todas las células tienen diferenciación (cambios de forma ode función).

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9) Todas las células tienen sistemas de señalización química.

10 ) Presentan irritabilidad (taxia)

11) Todas la células comparten al adenosín trifosfato (ATP) oalgún análogo como moneda energética.


algún análogo como moneda energética.

12) Todas las células son resultado de la evolución biológica ypresentan adaptación.

13) Son entidades quirales.

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Composición de la materia viva

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La composición de la materia viva

Los Elementos Biogenésicos(CHONSP)

Todas las formas de vida,están constituidas por losmismos elementos químicosmismos elementos químicos

Solo un 26–28% de loselementos químicos se hallanen forma natural en lascélulas.

Cuatro de ellos sonfundamentales y constituyenel 92% o más del pesocelular. w

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H

Li

Na

K

Be

Mg

Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga

Al

B C

Si

Ge

N

P

As

O

S

Se

F

Cl

Br

He

Ne

Ar

Kr

Los Biolementos

K

Rb

Cs

Fr

Ca

Sr

Ba

Ra

Sc

Y

Ti

Zr

Hf

V

Nb

Ta

Cr

Mo

W

Mn

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Re

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Ag

Au

Zn

Cd

Hg

Ga

In

Tl

Ge

Sn

Pb

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Sb

Bi

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Te

Po

Br

I

At

Kr

Xe

Rn

Los más abundantes o macroelementos (negritas), los presentes en pequeñas cantidadesen todos los organismos o microelementos (cursivas), y los que son necesarios en algunosorganismos en cantidades mínimas o elementos traza (subrayados).w

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Figura 3. Estructuración de los compuestos biológicos en

una célula promedio.

70 % Agua

(H y O)

29 % Materia

Orgánica

(CHONSP)

1 % Minerales

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Comparando con la composición de la Tierra:

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Los macroelementos CHONSPconforman el 92 % de la materiaviva.

El 7.5% corresponde amicroelementos como, el Calcio(Ca), el Fierro (Fe), el Manganeso(Mn), el Magnesio (Mg) y el Yodo (I).

Macro, micro y oligo bioelementos

Figura 2a. Composición porcentual en masa de los

biolementos en el cuerpo humano

Oxígeno 65 %

Carbono 18 %

Hidrógeno 10%

Nitrógeno 3 %

Calcio 2 %

Otros S, P, Na, K 2%

(Mn), el Magnesio (Mg) y el Yodo (I).

El restante 0.5% corresponde a losoligoelementos como el Molibdeno(Mo), el Bromo (Br), el Arsénico (As),y a otros más que suelen serhallados en pequeñas cantidadesdentro de los seres vivos.

Figura 2b. Composición porcentual del número

de átomos del cuerpo humano

Oxígeno 25.8 %

Carbono 9.5 %

Hidrógeno 63 %

Nitrógeno 1.4 %

Calcio 0.3 %

Otros 0.3 %

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Las biomoléculas incluyen compuestos como cationes, aniones,compuestos iónicos, iones metálicos y una gran variedad decompuestos definidos por enlaces covalentes polares, covalentesno polares, covalentes ideales, y covalentes coordinados .


Biomolécula: Porcentajedel peso celular:

Los biolementos forman las moléculas biológicas


una célula promedio.

70 % Agua

(H y O)

29 % Materia

Orgánica

(CHONSP)

1 % Minerales

del peso celular:

Agua 70

Iones inorgánicos 1

Azúcares y precursores 1

Aminoácidos y precursores 0.4

Nucleótidos y precursores 0.4

Ácidos grasos y precursores 1

Otras moléculas pequeñas 0.2

Macromoléculas(proteínas, lípidos, ácidosnucleicos y polisacáridos)

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Figura 4. Proporción de las Biomoléculas dentro de la Materia

Orgánica de los Seres vivos.

1%Minerales

9%Lípidos5%Azucares

La Composición de la materia viva

70%Proteínas

15%Ácidos

Nucleicos

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La célula

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Tres definiciones para un mismo concepto

La Célula

1. “....un conjunto altamente organizado demoléculas, que son capaces de realizartodas las actividades asociadas con lascualidades de la vida, pero que ninguna porsi misma constituye la vida misma...”

2. “...sistemas termodinámicosautorreproducibles, semiabiertos, térmicos,flexibles y dinámicos...”

3. “...unidades primarias altamenteordenadas, que están delimitadas pormembranas plasmáticas que regulan de unamanera muy selectiva el flujo de losmateriales hacia dentro y fuera de lacélula...”

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Eucariontes vs Procariontes

En términos generales seclasifica a las células en dos

tipos principales:

Las células procariotascarecen de un núcleocarecen de un núcleoverdadero (pro “antes”, ykaryon “núcleo, pepita onuez”)

Las células eucariotasposeen un núcleo verdadero.(eu en griego significa“verdadero”)

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Las Células Procariotas

Un tamaño (0.2 a 10 µm)

Presentan tres formas básicas:esféricas (cocos), bastones (bacilos) yespirales enrolladas (espirilos).

Posee una membrana celular y unapared celular rígida.pared celular rígida.

En ocasiones forma mesosomas.

A menudo está cubierta por flageloso apéndices para la locomoción

Otras forman vellosidades llamadaspilli, responsables de la transferencia dematerial genético durante laconjugación sexual y de la adherenciade las células a las superficies.

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Formas celulares procariontes

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El citoplasma es una suspensión heterogénea debiomoléculas, de consistencia similar a un gel (estadosemisólido), que incluye enzimas solubles, ribosomas yADN enrollado en un nucleoide.

Cada célula tiene un cromosoma circular(generalmente) en una sola copia.

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• Carl R. WoeseA través del análisisgenético del ARNribosomal, proponeun árbol tripartito


Los tres Dominios

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La Célula Eucariota

Tamaño desde los 10 a 100 µm

Todos los componentes celularesestán delimitados por una bicapalipídica.

Algunos tipos celulares (comolos hongos y las plantas) poseenlos hongos y las plantas) poseenuna pared celular externa.

Todas las células eucariotastienen un gran entramado de redesintermembranales que originanorganelos celulares con funcionesespecializadas(compartimentalización celular).

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En general las célulaseucariontes forman agregadosmulti o pluricelulares, en donde lascélulas se encuentrancomunicadas por medio de unamatriz intercelular.


matriz intercelular.

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Procariontes Eucariontes

Gruposfilogenéticos

Bacteria y Archea Algas, hongos, protozoarios, plantasy animales.

Tamaño En su mayoría son célulaspequeñas (1-10 mm).

La mayoría de las células sonvoluminosas (10-100 mm)

Núcleo No tienen núcleo verdadero nicromosomas complejos, pero

Son células nucleadas que contienencromosomas bien definidos,

Diferencias entre procariontes y eucariontes

cromosomas complejos, perosi un nucleoide.

cromosomas bien definidos,constituidos de ADN y proteínas.

ADN Generalmente es unamolécula única, circular,cerrada y carente de histonas.Puede haber otros moléculasde ADN como los plásmidos.Los intrones son raros.

Es lineal y se arregla y super-empaqueta en cromosomasverdaderos asociado a histonas. Losintrones son frecuentes.

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División celular La división directa,fragmentaria, principalmentefisión binaria, no haycentriolos, huso acromáticoni microtúbulos.

La división celular ocurre pormodalidades de mitosis (clásica eintranuclear), si hay husoacromático y microtúbulos conarreglos estructurales definidos.

Mecanismossexuales

Los mecanismos sexualesson raros, cuando ocurre, el

Los mecanismos sexuales soncomunes.



sexuales son raros, cuando ocurre, elmaterial genético estransferido de una céluladonante a otra receptiva.No hay meiosis y soloreordenan partes osegmentos de la dotacióngenética.

comunes.Hay reordenamiento de la dotacióncromosómica completa

Organización No hay tejidos y las formasmulticelulares son raras.

Existen organismos multicelularesy pluricelulares.

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Respiración Muchos son anaerobiosestrictos, también hay formasanaerobias facultativas,microaerofílicas y aerobias.

Casi todos son aerobios y aunqueexisten excepciones se acepta queestas son modificaciones evolutivas.

Metabolismo Presentan una enormevariación en sus sistemasmetabólicos (quimiotrofos,

Todos comparten el mismo sistemabásico: glucólisis, ciclo de Krebs,cadena respiratoria y ATP sintasa.metabólicos (quimiotrofos,

quimiolitótrofos, y fotótrofos).cadena respiratoria y ATP sintasa.

Mitocondrias No presenta mitocondrias. Lasenzimas necesarias para laoxidación de las moléculasorgánicas están en lasmembranas celulares.

Si existen mitocondrias, y éstas varíanen su morfología y su númerodependiendo del tejido celular.

Flagelos Flagelos bacterianos simplesque rotan para dar locomocióncelular. Están compuestos deflagelina que no tienen laorganización 9 + 2 demicrotúbulos.

Presenta flagelos complejos (“undulipodios”) compuestos de másde 40 proteínas que exhiben laorganización 9 + 2. Los flagelos norotan sino mediante movimientosondulatorios permiten motilidad a lacélula.w

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Movimiento noflagelar

Por deslizamiento, mediada porvesículas de gas.

Hay corrientes citoplásmicas ymovimientos ameboideos,también hay motilidad pordeslizamiento.

Fotosíntesis No presenta cloroplastos, lasenzimas fotosintéticas seencuentran constituyendo

Todas las especies fotosintéticaspresentan plastidios (como loscloroplastos) que contienen a lasencuentran constituyendo

cromatóforos ligados a lamembrana celular. Sepresentan varios patrones defotosíntesis anaeróbica yaeróbica, incluyendo laformación de productos finalescomo azufre, sulfato y oxígeno.

cloroplastos) que contienen a lasenzimas fotosintéticas y engeneral producen como últimoderivado al oxígeno molecular O2.

Ribosomas Pequeños, integrados por dossubunidades (50S + 30S) quese reunen en un conglomeradode 70 S.

Todos son 80 S (60 S + 40 S).Excepto los ribosomas de loscloroplastos y las mitocondriasque son 70 S.w

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Pared Celular Compuesta porpeptidoglucanos (mureína),lipopolisacáridos y ácidosteicoicos (bacterias), otrospolisacáridos y glicoproteínas(Archeas).

Está compuesta porhemicelulosa y pectinas, nohay mureína.

Citoesqueleto Ausente. Típicamente integrado porCitoesqueleto Ausente. Típicamente integrado pormicrofilamentos, filamentosintermedios y microtúbulos.

Membranascelulares

Carecen de colesterol, peropuede haber hopanoides.

Presentan colesterol y otrosesteroles que modulan laflexibilidad de la bicapa. Nohay hopanoides

Endosporas Presentes en algunos grupos yson muy resistentes atemperaturas extremas.

Ausentes.

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La Teoría de la Endosimbiosis de Lynn Margullis yMarlene Swartz

1) Superficiecelular flexible.

2) Envolturanuclear.

3) Aparición de3) Aparición devesículasdigestivas.

4) Origen delcitoesqueleto.

5) Adquisiciónendosimbióticade ciertosorganelos

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Célula

Eucarionte(100 mM--)

Organelos (membranas)

Procarionte(10-100 mM)

EcubacteriaArcheobacteria

Mapa conceptual de célula:

Peroxisoma ylisosoma

Destrucciónde restoscelulares

endógenos yexternos

Cloroplasto

Fotosíntesis

(transducciónde energíalumínica aquímica)

Mitocondria

Respiracióncelular

(generaciónde aTP)

Ap de Golgi

Transportadorintracelular

Retículoendoplásmico

Síntesis de

Proteínas (rugoso)

y Lípidos (liso)

Núcleo

DNA

Sin organeloscomplejos

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Célula

EucarionteProcarionte

Mapa conceptual de célula:

SuperdominioEucaria

AnimaliaPlantaeFungiProtoctista

EcubacteriaArcheobacteria

Monera

Posteriormente revisarán esto a detalle pero es importanteque no pierdan la perspectiva de los reinos biológicosw

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El ciclo celular eucarionte

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La división celular

Procariontes vs eucariontes

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Duplicación celular

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Clasificación: Organización estructural: Macromoléculasesenciales:

Priones Proteínas acelulares carecen demembrana plasmática y de metabolismopropio.

Solo proteínas.

Viroides Conglomerados acelulares de proteína yácidos nucleicos, no producen unacubierta proteica o lipídica entorno de sumaterial genético y carecen de

ARN

Entidades acelulares

material genético y carecen demetabolismo propio.

Virus Conglomerados acelulares que presentanuna cubierta proteica y lipídica en torno asu material genético. No poseenmetabolismo propio y son incapaces depropagarse fuera de un hospedadorcelular.

ADN o ARN yproteínas.

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Todos los seres vivos presentan característicascomunes como son:


a) La Organización

b) El Metabolismo

c) Crecimiento y Reproducciónc) Crecimiento y Reproducción

d) Irritabilidad.

e) Evolución y Adaptación

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Niveles de Organización Biológica

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Constituidospor células

Organizaciónestructural y funcional

Bioelementos(CHONSP)

4 Biomoléculas

Ac.nucleicos

Proteínas

Azúcares

Lípidos

Delimitados porMembrana

Metabolismo

Anabolia

Biosíntesis

Catabolia

DestrucciónEnzimas


Seresvivos


ADN y ARN

Diferenciación

Señalización

Taxia

ATP

Niveles deorganización

Unicelular -Tejido-Órgano-Aparato-Individuo-Población- Comunidad-Ecosistema-Biósfera

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