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Introducción al
Estudio de la Célula
Dra. Mercedes SoberónLozano
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Célula• Unidad mínima
de un organismocapaz de actuar
de maneraautónoma.
• Unidad básica dela materia ia.
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!"or #ué es Importante
este Concepto$
• Coloca el én%asis en la
uni%ormidad básica de todoslos sistemas ios.
• Concede %undamento unitario aestudios mu& diersos #uetengan #ue er con cual#uier
tipo de organismos ios.
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Importancia del Concepto deCélula
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'ntoni anLeeu(en)oe*
Inención del
microscopio
+obert,oo*e
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M'-,I'S SC,LEIDE/-,E0D0+ SC,1'/
+UD0L2 3I+C,01contribu&eron a establecer
la -eoría Celular
M'-,I'SSC,LEIDE
-,E0D0+
SC,1'
+UD0L2 3I+C,01
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-eoría Celular
4. -odos los organismos soncélulas o están constituidos porcélulas
5. Unidades reproductoras6gametos/ esporas/ son tambiéncélulas
7. -oda célula proiene siemprede otra célula.
8. E9isten organismos
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+esponden
aestímulos.
Características >eneralesde la Célula
Capacidad deautorregulación.
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Especialización Celular
"rocariotas/ organismos eucariotas máspe#ue@os6 "rotozoarios ciliados.
Una célula posee una enorme capacidad%uncional
Constitu&en un organismo completo
Género:
ParameciumBacterias
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En organismos multicelulares/ las di%erentes
actiidades son e%ectuadas por di%erentes tipos decélulas especializadas
Glob. rojos
Cél. nerviosas
Tej. óseo
Cél. Musc. estriado Cél. Epitelial intestino
Cél. adiposas
Tej. Conectivo laxo
Especialización Celular
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Comple:idad & organización
eleada
Célula intestinal
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"ueden ser e9traídas deplantas & animales &cultiadas en laboratoriopor tiempo prolongado
'lgunas célulasAA
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Fotomicrografía de células e!a
"rimeras células)umanas
conseradas encultio durantelargos períodos &
#ue todaía se
encuentran enuso.
Es la línea celularmás estudiada en
el mundo.
Células ,eLaBCélulas de tumor maligno de ,enrietta
Lac*s
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Esclarecer mecanismos #uegobiernan la proli%eración/desarrollo & di%erenciación
)acia determinados tiposcelulares.
Importancia de los cultioscelulares
Cómo reaccionan a los
%ármacos.
Se puede modicar sugenoma & er cómo cambia la
e9presión de proteínas.
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Células Madre,umanas• Un tipo especial de células
indi%erenciadas #ue tienen lacapacidad de diidirseindenidamente sin perder suspropiedades & llegar a producirdistintos tipos de célulasespecializadas. • 4<</ Cientícos encontraron la%orma de cultiar grandes célulasmadre )umanas
Células madre embrionarias/ apartir de blastocisto
Células germinales embrionarias/del reborde gonadal de embriones o
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Estas células pueden convertirse en
pr"cticamente cual#uiera de las m"s
de $%% clases de células #ue
componen el cuerpo &umano
'pluripotentes(
Células madre del blastocisto se
cultivan en el laboratorio )
posteriormente se in)ectan en una
criatura viva.
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Son células indiferenciadas, no
especializadas, que se
encuentran en un tejido
diferenciado, como médula ósea,
sangre, piel, médula espinal
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-ipos de células6
"rocariotasEucariotas
Micoplasmatales
Cianobacterias
;acterias
"rocariotas6
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Cianobacterias
Micoplasmas
4. Membrana
citoplasmática mu&similar a memb.%otosintética presenteen cloroplastos.
5. Muc)as de ellas soncapaces de :ar
4. 3ida libre
5. "oseen D' de doble)élice de unos F==/===
pares de base/ +'/ribosoma G=S/ algunasenzimas glucolíticas/ enz.para replicación D'/para síntesis deproteínas.
7. Carecen de pared celular
Micoplasmatales
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Anabaena sp. PCC7!" creciendo en medio sólido. Se
muestran colonias creciendo en una placa de Petri # una
imagen al microscopio en la que se se$alan con
tri%ngulos negros algunos &eterocistos con distintos
grados de maduración
Cianobacterias
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;acterias
'r#ueobacteri
as
Eubacterias
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2enotípicamente parecidas a bacterias.
Ma&oría son pe#ue@os B=.FHF micras &con %ormas de bastones/ cocos & espirilos.
"aredes celulares no contienenpeptidoglicanos.
Secuencias ?nicas en la unidad pe#ue@adel '+.
Lípidos de membrana con enlace éter
Bbacterias & eucariotas presentan enlaceséster.
Se las conocen también con el nombre dee9tremólas/ por )abitar en ambientes de
condiciones e9tremos.
'r#ueobacterias
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'r#ueobacterias
Metanogénicas/procariotas #ue
producenmetano.
,alólas e9tremas/ ien enregiones con mu& alta
concentración de sal BaClKre#uieren una concentraciónde al menos 4= de cloruro
de sodio para su
crecimiento.
E9tremas B)ipertermólas/ iena temperaturas
mu& altas.
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'naerobias obligadas/
no toleran ni si#uierabrees e9posiciones alaire.
0btienen energía
mediante la producciónde gas natural/ elmetano BC,8 a partir
de ,5 & C05
"resentes ensedimentos marinos &de agua dulce/pantanos & suelos
pro%undos/ tractointestinal de animales
Metanógenas
Methanococcus jannischii
0riginalmente aisladade una muestra tomadade una c)imeneaB%umarola blanca a5.== metros depro%undidad en el"acíco Este.
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Halobacteriumsalinarium es una
)alóla e9trema#ue crece en unambiente salino de8 a F M aCl.
o crece por deba:ode 7 M aCl.
Masa de coloniasde Halobacteriumsalinarium
pueden serreconocidas porel típico colorro:o Bpigmentobacterioruberina
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Halobacteriumhalobium
"redominante en el >ran Lago Salado.
Se adapta a un ambiente altamente salino debido a una
membrana p?rpura Bpigmento bacteriorrodopsina/#ue reacciona con la luz %ormando un gradiente deprotones a lo largo de la membrana permitiendo lasíntesis de '-".
Este es el ?nico e:emplo en la naturaleza de una%oto%os%orilación sin clorola.
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-ermólas E9tremas
Son )abitantes de ambientescalientes & ricos en sul%uro6 olcanes/manantiales calientes/ géiseres & las%umaroles del "ar#ue ational de
Pello(stone/ respiraderos termalesBsmo*ers & en %racturas del pisooceánico.
+e#uieren temperaturas mu& altasB=Q H 4=FQ grados para crecer. Sus
membranas & enzimas soninusualmente estables a estas
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-ermólasE9tremasLa ma&oría de ellas re#uiere
sul%uro para crecer.'lgunas son anaerobias &usan el sul%uro como aceptorde electrones en larespiración/ en reemplazo del
o9ígeno.0tras o9idan sul%uro como%uente de energía/ crecen ap, R 5 dado #ue acidican suambiente o9idando sul%uro a
ácido sul%?rico.Sulfolobus sulfolobus crece en ambientes ricos ensul%uro/ manantiales calientes de <= grados & p, 4.
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Thermus aquaticus/también descubierta en
el "ar#ue Pello(stone/es %uente de enzimata# pol&merasa usadaen la reacción encadena de la polimerasa
/ "C+/ crece a G=Qgrados.
Thermoplasma/ carece de pared celular.
Crece a FF grados & p, 5K solo )an sidoencontradas en pilas calientes de carbón/los cuales son productos de desec)os)umanos.
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Pello(stone ational "ar*/ US'
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Eubacterias(o Bacterias propiamente
dichas)Características
"oseen pared celular
D' más centralizado #uemicoplasmatales
D' de doble cadenaunido a proteínas básicas &
poliaminas Sin enoltura nuclear "resentan mesosomas
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'rc&aea Bacteria (u)ar#a
Pared
pseudopeptidoglicano, o solo porprote*nas
peptidoglicanos plantas+celulosa,animales+ninguna, fungi+quitina
-emrana
l*pidos: lascadenas&idrocaronadasramificadas est%nunidas al glicerol
por enlaces éter
l*pidos: lascadenas de ac.grasos est%nunidas al glicerolpor enlaces éster
l*pidos: lascadenas de ac.grasos est%nunidas al glicerolpor enlaces éster
Genoma
'/0 1nico, circular,presencia de
pl%smidos
'/0 1nico,circular,
presencia depl%smidos
'/0 fragmentadoen cromosomas
m1ltiples
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Epstein
;arr
3I+US
+ubeola
,epatitis ;Dimensión6 Menos de
4
m de diámetro.
o son propiamente
célulasSon obligatoriamente
parásitos intracelulares.2uera de la célula/ e9iste
como partícula/ irión
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(structuras de un 2irus
Compuestos por:
- 3n centro de %cido nucleico
+'/0, '40
- C%pside
- (n2uelta +opcional
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3irus )erpes ataca membranas mucosas
de la boca & los labiosK un segundo tipoproduce produce ?lceras en & cerca de los
genitales.
3irus de 'D
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3irus '+ decadena sencilla.
E9isten más de5== tipos deirus de%amiliasdistintas/ #ue
causan lossíntomas delres%riado com?n
3irus de la gripeBr)inoirus/ ,+3
3irus de '+
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3irus #ue in%ectanbacterias.
;acterió%agos o%agos
El genoma de los %agospuede ser6
+' simple cadenaBMS5/ T/
+' doble cadena Bp)i.
D' simple cadena Bp)i4G8/ %d/ M47
D' doble cadena B-7/-G/ lambda / -F/ Mu/ -5/
-8.
;acterió%ago -8
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Cápside o
Capsida Estructura proteica
%ormada por unaserie de monómerosllamados capsómeros.
En el interior de estacápside se encuentrasiempre el materialgenético del irus.
"uede estar rodeadapor una enoltura.
Cada capsómeropuede estarconstituido por una oarias proteínas
El término nucleocápside sereere al material genético
enuelto en su cápside.
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Cápside se arreglan en%orma de cilindros.
La cubierta consiste deapro9imadamente 5/47=copias idénticas de unaproteína de 4F residuosde aminoácidos.
El genoma iral consistede apro9imadamente/8== ribonucleótidos.
Cápside del irus delmosaico del tabaco
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Enuelta • (structura con apariencia
t*pica trilaminar, pues
pro2iene de memranas
celulares parcialmente
modificadas de la célula
&uésped.• Contiene l*pidos # numerosas
esp*culas formadas por
prote*nas +glicoprote*nas
2irales de 5 nm de tama$o.• (l n1mero de glicoprote*nas
diferentes 2ar*a. Por ejemplo,
&erpes 6S8 contiene por lo
menos diferentes.
i d l i
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irus de la gripe
+r&ino2irus
Compuestos por una molécula de'+ de cadena sencilla de G/4==nucleótidos/ una cápside #uecontiene 8 proteínas irales6
3"4/ 3"5/ 3"7 & 3"8.
3"4/ 3"5/ & 3"7 %orman la ma&orparte de la cápside proteínica.
La 3"8/ proteína estructural máspe#ue@a/ presenta una
con%ormación e9tendida & se alo:aen la supercie interna de lacápside.
,a& = copias de cada una de
estas proteínas #ue se ensamblan,+3
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Cápside presenta un surco
estrec)o BVca@ónWresponsable de la unión conel receptor
El anc)o del ca@ón esestrec)o lo #ue impide alos anticuerpos interactuarcon los residuos del %ondode esa estructura.
Eso le permite al irusescapar de la respuestainmunitaria &a #ue losanticuerpos neutralizantespor su tama@o/ no podrían
penetrar en el ca@ón.
irus de la gripe
+r&ino2irus
ca$ón
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Una ez liberado el '+ enel citoplasma/ act?a como'+ mensa:ero B'+m
Usando ribosomas & otrasproteínas de la ma#uinariacelular/ el '+ iral realizala síntesis directa de unapoliproteína precursora #uepor procesamientoproteolítico dará lugar a lasproteína írica madurasBproteínas de la cápside/'+ polimerasa
dependiente de '+
Con la síntesis de nueasproteínas de la cápside &moléculas de '+/ se%orman nueas partículas
irales de r)inoirus
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+etroirusLa enoltura es una bicapalipídica deriada de la célula)uésped donde se insertanlas glucoproteínas con G5pro&ecciones e9ternas.Contiene las proteínasírales >p45=/ >p 84 & >p4G.
La nucleocápside central ocore en cu&o interior seencuentra el materialgenético & las enzimasnecesarias para lareplicación iral.
El genoma es un '+ decadena ?nica constituido por5 )ebras idénticas de
polaridad positia.
3irus 3I,
+etroirus
8/16/2019 Introducción a Biol Cel Molecular
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a la cápside está rodeadatípicamente por unaenoltura e9terna delipoproteína %ormadapor elementos de lamembrana celular desu )ospedador anterior& por proteínas irales.
Esta enoltura puede%usionarse con lamembrana celular deun nueo )ospedador/permitiendo #ue el
irus entre en lacélula.
b Una ez #ue elretroirus )a entrado
en la célula/ el +'iral se libera de la
+etroirus
+etroirus
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c se transcribe a una
?nica cadena de D'complementariaBcD'.
d Comienza deinmediato la síntesis
de la segunda cadenade D'Bcomplementaria a laprimera/produciéndose una
molécula de cD' dedoble cadena.
Enzima responsablede reacciones de
síntesis &de radación6
+etroirus
Ci l li é i i l
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Ciclo lisogénico & ciclolítico
i id
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3iroidesSon pe#ue@os +'scirculares con un
eleado contenidoen estructurasecundaria capacesde in%ectar plantas &causaren%ermedades
Su tama@o es menor#ue el del cual#uiergenoma írico B5F= &8=F nucleótidos &carecen de lacapacidad para
codicar proteínas-ienen capacidad parareplicarseautónomamenteparasitando la
ma#uinariatranscri cional de sus
3i id
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'gentes etiológicos deun importante n?mero
de en%ermedades#ue a%ectan a6- cultios )erbáceos &
le@osos de interéseconómico Bpapa/
tomate/ pepino/l?pulo/ palmeracocotera/ id.
- %rutales subtropicales& de clima templadoBaguacate/
melocotonero/ ciruelo/manzano/ peral &cítricos.
- algunas plantasornamentales
Bcrisantemo & coleo.
3iroides
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El '+ del iroide utiliza la 'D ligasa 4 del)uésped/ una enzima central en lareplicación & reparación del genoma del)uésped #ue sire para sellar %ragmentos de'D/ redirigiéndola a actuar como '+ ligasapara mediar su propia circularización.
el '+ #ue constitu&e los iroides no %uncionacomo '+ mensa:ero & no se traduce en
enzimas #ue pudieran participar en su propiareplicación.
Se sabe #ue los iroides consiguen #ue sesinteticen sus cadenas de '+ a traés de la
enzima '+ polimerasa II codicada por lacélula )uésped/
8/16/2019 Introducción a Biol Cel Molecular
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Inestigadores dirigidopor el inestigador delConse:o Superior de
InestigacionesCientícas (CSIC/ Espa@a/
Xosé 'ntonio Darós/ )anmostrado como la 'Dligasa 4 de tomate
cataliza ecientemente lacircularización del +' deliroide "otato spindletuber B"S-3d.
-ambién )an mostradocomo en plantas denicotiana bent)amianaHHuna especie parecida altabacoHH en la #ue se)abía silenciado la 'D
ligasa 4/ la acumulación
" i
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"riones "artícula proteica carente de ácidos
nucleicos normalmente presente en ser io.
'lto nQ de mutaciones en gen de proteínaprión B"r"/ da lugar a la %orma proteica
in%ecciosa B"r"sc
"r"sc esproducto decambios
con%ormacionales adoptando%ormasmultiméricas
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El gen "+"
Codicada por un gen
denominado "+" & se localizaen crom. 5= brazo p.
Contiene 4F === pares de bases &se encuentra altamente
conserado.
,a sido identicado en más detrece especies de mamí%eros.
Está compuesto por dos e9ones &un intrón.
El e9tremo FY del sitio de inicio dela transcripción presenta altarepetición de pares >C.
Crom. 5=/ brazo
p
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"roteínaspriónicas
El producto proteico del gen "+" es unaproteína celular B"r"c de 5F8 aa B)ombre.
Se encuentra anclada a la membrana neuronal
por un glicos&l Z %os%atidilinositol B>"I.
Está constituida por una sola cadenapeptídica/ presenta una estructura compactade cuatro
)élices al%a B,4 Z ,8 & oligosacáridoscomple:os unidos a la proteína.
"r"c presenta un 85 de estructuras [H)élices& un 7 de láminas \Hplegada.
" " d 77 7F ]d
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"roteasa sensible #ue se acumulaespecialmente en la membrana
citoplasmática de las neuronas &tiene entre 77 Z 7F ]D.
'mpliamente e9presada en elorganismo Bbazo/ m?sculoes#uelético/ pulmones & epiteliossecretores aun#ue con nielesmu& in%eriores al cerebro.
Se sintetiza en el retículo endoplásmicorugoso/ es modicada en el aparato de>olgi & luego transportada a lasuperciecelular mediante esículas secretoras.
"r"c de 77H7F ]da
B" "
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'gente in%ecciosoresponsable de
ariasen%ermedadesneurodegeneratiasencontradas en losmamí%eros/Bence%alopatías
espongi%ormes.
La palabra en síderia de
proteinaceousin%ectious particle/denición propuestapor Stanle& ;."rusiner.
B"r"sc
Stanle& ;. "rusiner
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La proteína patógena es
rica en láminas beta.
La proteína normal esmu& rica en )élices al%a
"r"c de77H7F]da
"r"Sc o scrapie"r" de 77H7F]da
"r"c está compuesta por un 85 de estructuras [H)élices & un7 de láminas \Hplegada/ mientras #ue "r"Sc está %ormadapor un 87 de )o:as \Hplegada & 7= de )élices [.
Características
8/16/2019 Introducción a Biol Cel Molecular
http://slidepdf.com/reader/full/introduccion-a-biol-cel-molecular 65/66
"roteína priónica celularB"r"C
"roteínas priónicaScrapie B"r"Sc
2orma normal osiológica
2orma anormal opatógena
o transmisible -ransmisible
'nclada a membranapor un grupo >"I
Libre & agregablee9tracelularmente
+ica en )élicesH[ +ica en )o:asH\
Sensible a proteasas "arcialmente
resistente a proteasasSensible a agentes%ísicos & #uímicos & atratamientos estándarde desin%ección
+esistente a radiaciónionizante/ ultraioleta& a tratamientosestándar deesterilización.
Característicassico#uímicas &
estructurales de "r"C &
"r"Sc
8/16/2019 Introducción a Biol Cel Molecular
http://slidepdf.com/reader/full/introduccion-a-biol-cel-molecular 66/66
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