introducción a biol cel molecular

8/16/2019 Introducción a Biol Cel Molecular

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Introducción al

Estudio de la Célula

Dra. Mercedes SoberónLozano



Célula• Unidad mínima

de un organismocapaz de actuar

de maneraautónoma.

• Unidad básica dela materia ia.



!"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.



Importancia del Concepto deCélula



'ntoni anLeeu(en)oe*

Inención del

microscopio

+obert,oo*e



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



-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



+esponden

aestímulos.

Características >eneralesde la Célula

Capacidad deautorregulación.



Especialización Celular

"rocariotas/ organismos eucariotas máspe#ue@os6 "rotozoarios ciliados.

Una célula posee una enorme capacidad%uncional

Constitu&en un organismo completo

Género:

ParameciumBacterias



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



Comple:idad & organización

eleada

Célula intestinal



"ueden ser e9traídas deplantas & animales &cultiadas en laboratoriopor tiempo prolongado

'lgunas célulasAA



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



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.



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



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.



Son células indiferenciadas, no

especializadas, que se

encuentran en un tejido

diferenciado, como médula ósea,

sangre, piel, médula espinal



-ipos de células6

"rocariotasEucariotas

Micoplasmatales

Cianobacterias

;acterias

"rocariotas6



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



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



;acterias

'r#ueobacteri

as

Eubacterias



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



'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.



'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.



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



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.



-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



-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.



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.



Pello(stone ational "ar*/ US'



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



'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



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



(structuras de un 2irus

Compuestos por:

- 3n centro de %cido nucleico

+'/0, '40

- C%pside

- (n2uelta +opcional



3irus )erpes ataca membranas mucosas

de la boca & los labiosK un segundo tipoproduce produce ?lceras en & cerca de los

genitales.

3irus de 'D



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 '+



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



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.



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



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



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



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



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



+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



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



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



Ciclo lisogénico & ciclolítico

i id



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



'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



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/



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



"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



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



"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



"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" "



'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



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



"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



̂ 2 i n

d e l a

c

l a s e _

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