Llicenciatura en Biologia (3361)

Citologia i Histologia Vegetal i Animal (12300) 

Identificació de l'assignatura

L'assignatura Citologia/Biologia Cel·lular és una matèria troncal del currículum de Biologia que s'imparteix al primer curs; consta de 10 crèdits, 6 teòrics i 4 pràctics.

Coordinació i professorat

El coordinador de l’assignatura és Francisco X. Real. Els continguts teòrics i pràctics han estat agrupats en tres mòduls docents, els responsables dels quals són:

Mòdul I. Fonaments de l’estructura i organització de la cèl·lula eucariota

Francisco X. Real

Mòdul II. Citologia vegetal

Jaume Ferrer

Mòdul III. Citologia i organització general dels teixits animals

Josep Lloreta 

La coordinadora de les classes pràctiques i dels seminaris és Arrate Mallabiabarrena. També col·laboren en la docència David Domínguez, Xavier Mayol i Anouchka Skoudy, així com alguns professors convidats.

Objectius

1. Conèixer l’estructura general, l’organització i el funcionament de les cèl·lules eucariotes.

2. Conèixer les principals característiques estructurals i funcionals de les cèl·lules vegetals i les diferències entre les cèl·lules animals i vegetals.

3. Conèixer la diversitat de les cèl·lules animals, així com la relació entre morfologia, estructura i funció.

4. Aprendre l’ús correcte del microscopi òptic. Aprendre dels diferents tipus de microscòpia i les seves aplicacions a l’estudi de les cèl·lules.

5. Aprendre dels mètodes fonamentals de cultiu cel·lular.  

Avaluació dels aprenentatges

L'avaluació del rendiment acadèmic s'efectuarà de la manera següent (sobre un total de 10 punts):

Contingut teòric 6,3 punts

Prova d'elecció múltiple 60%

Preguntes curtes 25%

Assaig 15%

Contingut pràctic 3 punts

Quadern de pràctiques 1 punt

Examen pràctic 1,5 punts

Presentacions a classe 0,7 punts

Requeriments dels estudiants

Requeriments imprescindibles per a superar l’assignatura:

1. Lliurament del quadern de pràctiques.
2. Habilitat per a observar correctament una preparació al microscopi òptic.

Programa de les sessions teòriques

I. Fonaments de l’estructura i l’organització de la cèl·lula eucariota

Tema 1. Concepte i organització de la cèl·lula eucariota

La teoria cel·lular. Diversitat cel·lular. L’organització de la cèl·lula. Els orgànuls. Dimensions i formes cel·lulars. Comparació general de les cèl·lules animals i vegetals.

Dimarts, 6 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 2. Estructura de la membrana plasmàtica

Models històrics de l’estructura de la membrana plasmàtica. El model del mosaic fluid. Receptors de membrana. El transport a través de la membrana: transport actiu i passiu. La membrana plasmàtica com a mediador entre el medi intern i l’extern.

Dilluns, 12 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 3. Unions cèl·lula-cèl·lula i cèl·lula-matriu

Classificació funcional de les unions intercel·lulars. Desmosomes. Unions adherents. Unions tancades. Unions de comunicació. Unions cèl·lula-matriu. Els fenòmens d’adhesió cel·lular transitòria.

Dimarts, 13 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 4. La matriu extracel·lular

Components de la matriu extracel·lular: proteoglucans i glucoproteïnes estructurals. Fibres de col·lagen, reticulina i elastina. Integració funcional. La làmina bassal.

Dimecres, 14 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 5. El citoesquelet

Organització general del citoesquelet. Els microtúbuls i la dinàmica microtubular. Centres organitzadors de microtúbuls: centríols, cospúsculs bassals; centròmers. Microfilaments d’actina: organització i dinàmica. Les formacions especialitzades de microtúbuls i microfilaments: cilis, flagels, microvellositats. Els filaments intermediaris: classificació i organització. Motilitat cel·lular.

Dijous, 15 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 6. Els sistemes d’endomembranes

El reticle endoplasmàtic llis i rugós. Ribosomes: síntesi de proteïnes. El complex de Golgi: compartimentació estructural i funcional; glicosilació. Vesícules intracel·lulars. Reciclatge de membranes. El compartiment endosomal. Els lisosomes.

Divendres, 16 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 7. Mitocondris i peroxisomes

Estructura i funció dels mitocondris: bases del transport electrònic. Biogènesi dels mitocondris. DNA mitocondrial. Peroxisomes: estructura, composició i funció. Biogènesi dels peroxisomes.

Dilluns, 19 d’abril de 1999 (2 h)

 

Discussió I. Mòdul I

Dimarts, 20 d’abril de 1999 (1 h)

 

Tema 8. El nucli en interfase

Nucleoide i nucli. Organització del material genètic: la cromatina. El nuclèol i els ribosomes.

Dimecres, 21 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 9. Relació nucli-citoplasma

La coberta nuclear. La làmina nuclear. La matriu nuclear. Mecanismes de transport del nucli al citoplasma. El porus nuclear. Transport bidireccional. Compartimentació nuclear.

Dilluns, 26 d’abril de 1999(2 h)

 

Tema 10. Creixement i divisió cel·lular

Tipus de divisió cel·lular. El cicle cel·lular dels eucariotes. Regulació de la divisió cel·lular. Els punts de control del cicle. Mitosi i meiosi. Integració de la divisió amb la funcionalitat cel·lular: diferenciació. Senescència. Mort cel·lular. Apoptosi.

Dimarts, 27 d’abril de 1999 (2 h)

 

Discussió II. Mòdul I

Dijous, 29 d’abril de 1999 (1 h)

II. Citologia i organització general dels teixits animals

Tema 11. Introducció a la citologia. Organització general i origen embriològic dels diferents tipus de teixits animals

Dimecres, 21 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 12. Teixit epitelial

Concepte d’epiteli. Tipus d’epiteli. Classificació dels diferents teixits epitelials. Epitelis de revestiment. Característiques de la cèl·lula epitelial a l’epiteli cilíndric simple: polarització, especialitzacions de superfície apical, especialitzacions de superfície lateral i bassal. Relacions amb l’estroma: La làmina externa i la membrana bassal. Característiques diferencials del citoplasma. Epitelis glandulars: tipus de secreció. Morfologia òptica i ultraestructural, amb correlació funcional. Característiques morfològiques de les cèl·lules secretores de mucines, pèptids i esteroides, amb correlació funcional. Correlació embriològica i histogenètica dels epitelis glandulars i de revestiment.

Dijous, 22 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 13. Teixit connectiu. Teixit adipós

Concepte funcional, embriològic i histogenètic. Components cel·lulars: fibroblasts, miofibroblasts, mastòcits. Components intersticials: diferents tipus de matriu extracel·lular i correlació funcional. Interacció del teixit connectiu amb l’epiteli i amb els vasos sanguinis i limfàtics. Endotelis i vasos sanguinis.

El teixit adipós: concepte morfològic i origen embriològic i histogenètic. Diferents tipus de teixit adipós: unilocular i plurilocular. Greix groc i greix bru: correlació morfològica i funcional en diferents situacions.

Dilluns, 26 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 14. Teixit cartilaginós i teixit ossi. Característiques estàtiques i dinàmiques

Components cel·lulars i extracel·lulars del cartílag. Diferents tipus de cartílag. Teixit cordal. Components cel·lulars i extracel·lulars de l’os. Diferents tipus d’os (laminar compacte i esponjós, plexiforme).  Embriogènesi i histogènesi del teixit cartilaginós. Ossificació intramembranosa i encondral. Modelatge i remodelatge de l'os. Cèl·lules sinovials.

Dimecres, 28 d’abril de 1999 (2 h)

 

Discussió I. Mòdul II

Divendres, 30 d’abril de 1999 (1 h)

 

Tema 15. Teixit nerviós I: sistema nerviós central (David Domínguez)

Embriologia, histogènesi i organització general. Neurones: característiques morfològiques del soma i de les diferents prolongacions amb correlació funcional. Tipus de cèl·lules de la glia central: característiques morfològiques i correlació funcional. Formació de la mielina. Neuròpil. Substància grisa i substància blanca. Característiques de la vascularització del teixit nerviós central.

Dilluns, 3 d’abril de 1999 (2 h)

 

Tema 16. Teixit nerviós II: sistema nerviós perifèric (David Domínguez)

Teixit nerviós perifèric: ganglis raquidis, ganglis vegetatius simpàtics i parasimpàtics: característiques de les cèl·lules que els formen. Cèl·lules de Schwann. Fibres nervioses mielíniques i amielíniques. Relació amb el teixit connectiu. Característiques de les terminacions nervioses. Neurones especialitzades: neurones olfactòries, cons i bastons.

Dimarts, 4 d’abril de 1999 (1 h)

 

Tema 17. Teixit muscular

Origen embriològic i histogènesi dels diferents tipus de teixit muscular. Múscul estriat esquelètic: característiques moleculars, ultraestructurals, òptiques i histoenzimàtiques. Múscul estriat cardíac: característiques diferencials amb el múscul esquelètic. Múscul llis. Innervació i regeneració dels diferents tipus de teixit muscular.

Dijous, 5 de maig de 1999 (2 h)

 

Discussió II. Mòdul II

Dimecres, 6 de maig de 1999 (1 h)

 

Tema 18. Sang i hematopoesi (Blanca Espinet i David Domínguez)

Elements cel·lulars de la sang perifèrica. Components del plasma. Limfa. Elements cel·lulars hematopoètics bàsics de la medul·la òssia. Hematopoesi embrionària i hematopoesi definitiva. Cèl·lules mare. Monocitopoesi. Granulopoesi. Eritropoesi. Megacariopoesi i trombopoesi. Limfopoesi.

Dilluns, 31 de maig de 1999 (1 h)

Dimarts, 1 de juny de 1999 (1 h)

 

Discussió III. Mòdul II

Dimecres, 2 de juny de 1999 (1 h)

III. Citologia i organització general dels teixits vegetals

Models històrics de l'estructura de la membrana plasmàtica. El model del mosaic fluid. Components de la membrana plasmàtica. La membrana plasmàtica com a mediador entre el medi intern i l'extern. Receptors de membrana. El transport a través de la membrana: transport actiu i passiu. Transportadors i canals iònics.

Dilluns 10 d'abril (dues hores)

Tema 3. Unions cèl·lula-cèl·lula i cèl·lula-matriu

Tema 19. La cèl·lula i els teixits vegetals

Trets específics de la cèl·lula vegetal. Orgànuls endomembranosos. Plastidis. Vacúols. Plasmodesmes.

Dilluns, 8 de juny de 1999 (2 h)

La paret cel·lular i els seus components. Arquitectura de la paret. Lignificació. Cutinització.

Dimarts, 9 de juny de 1999 (2 h)

Visió general dels diferents tipus de teixits vegetals i la seva funció. Sistema dèrmic: epidermis i peridermis. Sistema fonamental: parènquima, colènquima i esclerènquima. Sistema vascular: floema i xilema.

Dimecres, 10 de juny de 1999 (2 h)

Citoesquelet i cicle cel·lular. Meristemes.

Dijous, 11 de juny de 1999 (2 h)

Desplegament de l’assignatura

Un dels objectius principals del programa de sessions teòriques és que els estudiants siguin els seus protagonistes. Això requereix que els estudiants preparin les classes amb antelació i que hagin llegit la bibliografia recomanada abans de la classe. Per aquesta raó, durant la primera meitat de cada sessió teòrica els estudiants presentaran els continguts del tema que hauran preparat i els discutiran amb el professor; durant la segona meitat de la sessió el professor emfatitzarà aquells conceptes o coneixements que són imprescindibles per assolir els objectius de l’assignatura.

 

Els continguts discutits a classe seran els elementals, mentre que els estudiants hauran d'aprofundir en els coneixements utilitzant les fonts d’informació (essencialment llibres de text) especificades en el programa.

El desplegament de la matèria té tres objectius addicionals:

 

1. Complementar els coneixements enumerats en les sessions teòriques amb els dels seminaris, que també tindran una funció de preparació per als exercicis pràctics.
2. Complementar els coneixements enumerats en les sessions teòriques amb l’adquisició d’habilitats pràctiques. Per aquesta raó, les sessions teòriques dels mòduls II i III es coordinaran i es complementaran amb les sessions pràctiques que, sempre que sigui possible, tindran lloc el mateix dia o l’endemà.
3. Coordinar l’ensenyament de l’estructura cel·lular amb el del funcionament de la cèl·lula. Es a aquesta raó que obeeix la distribució desigual de les sessions teòriques del mòdul II de l’assignatura.

Bibliografia

Mòdul I

ALBERTS, B. i d’altres. Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega, 1997.

 

BALTIMORE, D. i d’altres. Molecular cell biology. Scientific American Books. Nova York: Scientific American Books. W. H. Freeman and Company, 1995.

 

KARP, G. Biología celular y molecular. Mèxic: McGraw-Hill Interamericana.

 

Mòdul II

FAWCETT, D. W. A textbook of histology. Chapman and Hall, 1994.

 

STERNBERG, S. S. Histology for pathologists. Lippincott-Raven, 1997.

 

Mòdul III

 

GUNNING, B. E. S; STEER, M.W. Plant Cell Biology. Structure and Function. Jones and Barlett Publ., 1996.

  

Bibliografia complementària de pràctiques

 

BANCROFT, J. Manual of histologic techniques and their diagnostic application.

 

REED, M; HOWARD, V. Unbiased stereology. A practical guide. 1997.

 

RICHARDSON, J. H. Handbook for the light microscope. A user’s guide. 1991.

Esquema del guió de les classes pràctiques de l’assignatura Citologia/Biologia Cel·lular

Les classes pràctiques es divideixen en quatre mòduls. Mòdul I Objectius Coneixement de l’ús del microscopi òptic i del microscopi electrònic. Procés de mostres per a l’observació al microscopi òptic i al microscopi electrònic. Quan finalitzi aquest mòdul pràctic, l’estudiant ha de saber observar qualsevol tipus de preparació en un microscopi òptic. Pràctiques 1. Coneixement de l’ús i de la mecànica d’un microscopi òptic. Observació de preparacions al microscopi òptic (una sessió de 2 hores; grups de 16 estudiants). 2. Coneixement de l’ús i de la mecànica del microscopi electrònic. L’observació comparativa al microscopi òptic i al microscopi electrònic permet la comparació d’escales de grandàries (sessions de 30 minuts; grups de 3 estudiants). 3. Processament de teixits per a l’observació al microscopi òptic i al microscopi electrònic. En aquesta pràctica s’ensenyaran les tècniques bàsiques per al processament de mostres per visualitzar-les al microscopi òptic i electrònic (una sessió de 2 hores, grups de 16 estudiants). Es considera important que aquest sigui el primer mòdul pràctic, que s'imparteixi, ja que la microscòpia és la base tècnica de les altres classes pràctiques (mòduls II i III). Mòdul II Objectiu Base teòrica i pràctica del procés experimental. El procés experimental té els requeriments següents: - Preparació del material pràctic (durant una setmana, els estudiants adquiriran coneixements bàsics de cultiu cel·lular que els permetran dissenyar i executar la resta de la pràctica del mòdul II). - Temps real del procés biològic que es vol estudiar (cicle cel·lular, proliferació cel·lular, inhibició per contacte cèl·lula-cèl·lula). - Anàlisi estadística (variabilitat de les dimensions, reproductibilitat) i discussió dels resultats. Pràctiques 1. Cultiu cel·lular Els estudiants aprendran a cultivar cèl·lules in vitro. Practicaran nocions bàsiques de cultiu cel·lular: condicions d'esterilitat, descongelació de cèl·lules, subcultiu de cèl·lules adherents i en suspensió, congelació de cèl·lules, concepte de cultius primaris i cèl·lules transformades. 2. Anàlisi de proliferació i cicle cel·lular. Conceptes de requeriment de sèrum, d'adhesió a un substrat i d'inhibició per contacte. 3. Visualització d’orgànuls i d'estructures cel·lulars mitjançant tècniques d'immunofluorescència Amb aquesta pràctica els estudiants reforçaran els conceptes de dinamisme cel·lular i podran comparar la disposició dels mateixos orgànuls en cèl·lules en interfase i en mitosi. Observació pràctica de la relació estructura-funció: Comparant cèl·lules de diferents teixits (i diferents funcions) observaran les diferents disposicions i característiques dels mateixos orgànuls cel·lulars (citologia). Mòdul III Objectius Coneixement dels diferents tipus cel·lulars presents en els teixits animals. Aprenentatge de tincions específiques per a la visualització i la identificació de diferents teixits al microscopi òptic. Pràctiques Les classes pràctiques estan programades de forma que el mateix dia (o l’endemà) de rebre la classe teòrica corresponent a un teixit concret serà possible estudiar aquest teixit al microscopi .(una hora de classe pràctica per grup i per cada tema). S'hi tractaran els aspectes següents: 1. Teixit epitelial. 2. Teixit connectiu. Teixit adipós. 3. Teixit cartilaginós. Teixit ossi. 4. Teixit nerviós. 5. Teixit muscular. 6. Sang i hematopoesi. Mòdul IV Objectius Interpretació i observació de preparacions histològiques de teixits vegetals seleccionats. Pràctiques Hi haurà una sessió pràctica d'una hora per grup (4 grups de 16 persones). Detall de les sessions teòriques Tema 1. Concepte i organització de la cèl·lula eucariota Objectius 1. Introduir l’estructura general i els components de la cèl·lula. 2. Reconèixer les diferències entre les cèl·lules procariotes i eucariotes. 3. Reconèixer les principals diferències entre les cèl·lules animals i vegetals. Continguts fonamentals * La teoria cel·lular: enunciats. * La grandària i la forma de les cèl·lules: diversitat. * Els avenços en l’estudi de la cèl·lula: avenços tècnics i conceptuals. * Organització general de la cèl·lula: cèl·lules procariotes i eucariotes. Diferències principals. * Concepte de compartimentació. * Les principals estructures cel·lulars: La membrana plasmàtica. El nucli. El citoplasma i les principals organel.les citoplàsmiques (mitocòndria, cloroplast, retícul endoplasmàtic llis i rugós, complex de Golgi, vesícules de secreció, lisosomes, peroxisomes, vacuoles, ribosomes). El citoplasma, el citosol i el citoesquelet. Microtúbuls, microfilaments i filaments intermediaris. * La relació de la cèl·lula amb el medi extern. * Les principals estructures de les cèl·lules vegetals. * Les principals diferències entre les cèl·lules vegetals i les animals. Referències BECKER, W. M.; REECE, J. B.; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítols 1 i 4. DARNELL; LODISH; BALTIMORE. Biología molecular y celular. Barcelona: Omega. Capítol 4. Tema 2. Estructura de la membrana plasmàtica Objectius 1. Conèixer el model actual sobre l’estructura de la membrana plasmàtica a través de l’evolució històrica. 2. Evidències i implicacions del model del mosaic fluid. 3. Conèixer els principals mecanismes de transport a través la membrana plasmàtica. Continguts fonamentals * Funcions principals de les membranes cel·lulars. * Models sobre l’ estructura de la membrana plasmàtica. Evolució històrica. * El model del mosaic fluid. Concepte, evidències i implicacions. * Components principals de les membranes cel·lulars. * Factors físics i químics que determinen les propietats de les membranes. * Interaccions dels components de les membranes amb el citoesquelet: implicacions funcionals. * Transport a través de les membranes: difusió, difusió facilitada i transport actiu. Cinètica dels diferents tipus de transport. Cotransportadors. Proteïnes model de transport. Referències BECKER, W. M.; REECE, J. B.; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítols 7 i 8. Tema 3. Unions cèl·lula-cèl·lula i cèl·lula-matriu Objectius 1. Familiaritzar-se amb el problema biològic de la multicel·lularitat. 2. Conèixer l’aspecte morfològic i l’estructura molecular dels diversos tipus d’unions cèl·lula-cèl·lula i cèl·lula-matriu. 3. Identificar les implicacions funcionals de les unions cèl.lula-cèl.lula i cèl.lula-matriu. Continguts fonamentals * La multicel·lularitat. * Tipus d’unions intercel·lulars, funció i distribució en els diferents tipus de teixits. Unions adhesives (unions adherents i desmosomes), unions estretes, unions de comunicació. * L’estructura molecular dels desmosomes. * L’estructura molecular de les unions adherents. Cadherines i catenines. * L’estructura molecular de les unions estretes. Ocludines. * L’estructura molecular de les unions de comunicació. Connexines. * El paper del Ca++ en el manteniment de les unions cèl·lula-cèl·lula i cèl·lula-matriu. * Les unions cèl·lula-matriu: integrines, unions d’adhesió focal, hemidesmosomes. * Els fenòmens d’unió cèl·lula-cèl·lula transitoris: selectines. Referències BECKER, W. M.; REECE, J. B.; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítol 10 (contingut molt bàsic). ALBERTS, B. i d'altres. Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega, 1997. Capítol 19 (p. 1018-1040). Tema 4. La matriu extracel·lular de les cèl·lules animals Objectius 1. Conèixer a escala molecular els components de la matriu extracel.lular i la seva funció. Continguts fonamentals * El col·lagen. Estructura molecular i supramolecular. Tipus, distribució i propietats biològiques. * L’elastina. * Els proteoglicans. Estructura molecular i supramolecular. Tipus, distribució i propietats biològiques. * La fibronectina. * La laminina. * Estructura i components de les làmines bassals. * Comparació de les característiques generals de la matriu extracel·lular de les cèl·lules animals i de les vegetals. Referències BECKER, W. M.; REECE, J. B.; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítol 10. (contingut molt bàsic) ALBERTS, B. i d'altres. Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega, 1997. Capítol 19 (p. 1041-1066). Tema 5. El citoesquelet Objectius 1. Conèixer els diferents elements estructurals del citoesquelet. 2. Relacionar l’estructura molecular dels diferents tipus d’elements del citoesquelet amb la seva funció. 3. Conèixer els processos fisiològics en els quals participen els diferents tipus d’elements estructurals del citoesquelet. Continguts fonamentals * Elements estructurals del citoesquelet: classificació i característiques generals. Conservació evolutiva. * Microtúbuls. Característiques i tipus (axonèmics i citoplasmàtics). Estructura molecular: tubulines. Polaritat dels microtúbuls. Acoblament i polimerització dels microtúbuls in vitro: cinètica. Concentració crítica. Concepte d' inestabilitat dinàmica. Fàrmacs que afecten l’acoblament dels microtúbuls. Organització i funcions dels microtúbuls en la cèl·lula. Proteïnes associades als microtúbuls: MAP motores (quinesina i dineïna) i MAP no motores (MAP, proteïnes tau i proteïnes radials). Funció en el transport intracel·lular de vesícules. Estructures especialitzades dels microtúbuls: cilis i flagels (estructura molecular i macromolecular, funció, distribució cel·lular i tissular). * Microfilaments. Característiques. Estructura molecular: actina G i actina F. Proteïnes associades. Polaritat i inestabilitat dinàmica. Acoblament dels microfilaments. Regulació de la polimerització dels microfilaments per proteïnes que uneixen actina. Concepte d' inestabilitat dinàmica. Dinàmica de la transició gel-sol. Estructures cel·lulars constituïdes per microfilaments: microvellositats i vora en raspall. Funcions dels microfilaments en la cèl·lula: motilitat, citoquinesi. * Filaments intermediaris. Classificació, distribució tissular i característiques moleculars. Estructura molecular. Acoblament. Organització dels filaments intermediaris en la cèl·lula. Evidències sobre la seva funció: mutacions i malaltia. Referències BECKER, W. M.; REECE, J. B.; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítols 20 i 21. Tema 6. Els sistemes d’endomembranes Objectius 1. Conèixer el concepte d’orgànul. 2. Conèixer els tipus, l’estructura i les funcions del reticle endoplasmàtic. 3. Conèixer l’organització i les funcions del complex de Golgi. 4. Conèixer els mecanismes d’exocitosi i endocitosi. 5. Conèixer l’estructura, l' organització i la funció del sistema endosomic i lisosòmic. Continguts fonamentals * Concepte d’orgànul. * El reticle endoplasmàtic. Reticle llis i reticle rugós. Microsomes. Funcions del reticle endoplasmàtic. Ribosomes. * El complex de Golgi. Estructura i morfologia. Polaritat. Models de funcionament del complex de Golgi. Compartiment intermediari. Transport anterògrad i retrògrad. Funcions del complex de Golgi: N-glicosilació i O-glicosilació; síntesi de glicoesfingolípids. La xarxa del trans-Golgi: estructura i funcions. Concepte de classificació de glicoproteïnes: senyals i mecanismes de classificació. * La via secretòria. Secreció constitutiva i regulada. Grànuls de secreció; grànuls de zimogen. * Exocitosi: concepte i regulació. Estructura de les vesícules d’exocitosi. * Endocitosi: concepte. Tipus d’endocitosi: inespecífica, mitjançada per receptor, fagocitosi. Pinocitosi i fagocitosi. Potocitosi. Cavèoles. * Tipus de vesícules intracel·lulars. Estructura i funció de la clatrina. * El sistema endosomal. Concepte d’endosoma precoç i tardà. Lisosomes: tipus (primari i secundari), característiques, funció i biogènesi. Concepte d’autofagosoma. Malalties d’emmagatzemament lisosòmic. * Digestió extracel·lular. Referències BECKER, W. M; REECE, J. B; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítol 9. ALBERTS, B. i d'altres. Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega, 1997. Capítol 12 (p. 589-599; p. 617-635). Capítol 13 (p. 642-692, nivell avançat) Tema 7. Mitocondris i peroxisomes Objectius 1. Conèixer l’estructura i els principals components dels mitocondris. 2. Relacionar l’estructura dels components mitocondrials amb la funcionalitat dels complexos macromoleculars que els constitueixen. Introduir la funció dels mitocondris. 3. Introduir l’estructura i la funció dels peroxisomes. Continguts fonamentals * Estructura general del mitocondri. * Estructura de les membranes externa i interna. Matriu mitocondrial. * Proteïnes mitocondrials: síntesi i importació. * DNA mitocondrial: estructura, significació funcional i evolutiva. * Biogenèsi (de les mitocòndries). * Introducció al metabolisme de la glucosa: metabolisme aerobi i anaerobi. L’acoblament entre la síntesi d’ATP i el transport de protons. L’acoblament del transport d’electrons amb la bomba de protons. Desacoblament fisiològic del funcionament dels complexos de la membrana mitocondrial interna. * Peroxisomes: definició i descobriment. * Funció dels peroxisomes en el metabolisme de l'estrès oxidatiu. * Biogènesi dels peroxisomes. Referències PANIAGUA R i altres. Biologia celular. Mc-Graw-Hill-Interamericana. Madrid. 1999. Capítol 5 (pp 211-225). (adequat per l’estudi de l’estructura i funció dels mitocondris) BECKER, W. M.; REECE, J. B.; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítols 9 i 12 (pp 259-264). ALBERTS, B. i d'altres. Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega, 1997. Capítol 12 (pp 614-616). Capítol 14 (nivell avançat). Tema 8. El nucli en interfase Objectius 1. Identificar les principals diferències en l’organització del material genètic en cèl·lules procariotes i eucariotes. 2. Conèixer les estructures supramoleculars en les quals s’organitza l’ADN en les cèl·lules eucariotes. 3. Conèixer l’estructura i funció del nuclèol. Continguts fonamentals * L’ADN, base molecular de la informació genètica. * Organismes procariotes i eucariotes: nucleoide i nucli. * Dimensions dels genomes. * Empaquetament del genoma en els procariotes. * Empaquetament del genoma en els eucariotes: la cromatina. Eucromatina i heterocromatina. * Nucleosomes. Estructura molecular. * El nuclèol. La regió organitzadora nucleolar. * Ribosomes: estructura i funció. Fonaments de la síntesi de proteïnes. * Cromosomes plumulats. Cromosomes politènics. Referències BECKER, W. M.; REECE, J. B.; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítol 14. PANIAGUA R i altres. Biologia celular. Mc-Graw-Hill-Interamericana. Madrid. 1999. Capítol 5 (pp 100-111 i 131-138). Tema 9. Relació nucli-citoplasma Objectius 1. Comprendre les implicacions funcionals de les diferències en l' organització del material genètic entre procariotes i eucariotes. 2. Conèixer les estructures morfològiques i funcionals que componen el nucli. Continguts fonamentals * Coberta nuclear. * Làmina nuclear. * Matriu nuclear. * Compartimentació del nucli i el transport entre el nucli i el citoplasma en els eucariotes: problemes per resoldre. * Matriu citoplàsmica. * Transport passiu i actiu. * Porus nuclear. Estructura i components moleculars. Referències BECKER, W. M.; REECE, J. B.; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítol 14. ALBERTS, B. i d'altres. Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega, 1997. Capítol 12 (pp 599-606). Tema 10. Creixement i divisió cel·lular Objectius 1. Conèixer els mecanismes utilitzats per les cèl·lules procariotes i eucariotes per multiplicar-se. 2. Conèixer el cicle cel·lular dels eucariotes. 3. Conèixer les fases de la mitosi i els components cel·lulars que hi estan implicats en ella. 4. Conèixer les fases i la regulació de la meiosi. Continguts fonamentals * La divisió cel·lular en els procariotes i els eucariotes: principals diferències. * Estructura genèrica del cicle cel·lular en els eucariotes. Les fases del cicle. Duració de les fases del cicle. * Replicació del DNA: mecanismes i enzims que hi participen. Concepte de replicació semiconservativa. Sintesi discontínua del DNA. El problema dels telòmers. * Mecanismes principals de reparació del DNA. * Divisió cel·lular: mitosi i citoquinesi. Fases de la mitosi: característiques morfològiques. Mecanismes moleculars implicats en la mitosi. La citoquinesi. * Regulació del cicle cel·lular: principis generals i bases moleculars. * Senescència. Mort cel·lular. Apoptosi. * Reproducció sexual i asexual. * La meiosi en el cicle de la vida. * El procés de la meiosi. Fases, productes de la meiosi i regulació. * Principals diferències entre la mitosi i la meiosi. * La meiosi com a font de variabilitat genètica en els eucariotes. Recombinació i entrecreuament (crossing-over). Lligament genètic. * La variabilitat genètica en els procariotes: transformació, transducció i conjugació. Referències BECKER, W. M.; REECE, J. B.; POENIE, M. F. The world of the cell. Nova York: Benjamin Cummings Publishing Company, 1996. Capítols 15 i 16. Tema 11. Introducció a la citologia. Organització general i origen embriològic dels diferents tipus de teixits animals Objectius 1. Entendre l’organització general dels diferents teixits i la seva correlació funcional bàsica. 2. Conèixer l’esquema general de l’origen embriològic dels teixits. Continguts fonamentals * Epitelis: protecció i especialitzacions funcionals. * Teixit connectiu: suport i equilibri hidroelectrolític. * Teixit adipós: efecte tèrmic i reserva energètica. * Cartílag i os: resistència i mobilitat. * Teixit nerviós: regulació de les funcions de l'organisme i de l'intel·lecte. * Teixit muscular: el moviment voluntari i involuntari. * La sang: respiració i sistemes de defensa. * Desenvolupament dels quatre teixits bàsics (epitelial, connectiu, nerviós i muscular) a partir de les tres capes germinals. Referències CORMACK, D. H.; HAM, A. W. Histology. J.B. Lippincott, 1979. Capítol 1 (p. 3-6); capítol 6 (p. 79-184). Tema 12. Teixit epitelial Objectius 1. Conèixer les característiques estructurals i funcionals generals dels diferents teixits epitelials. 2. Conèixer l’estructura bàsica de la cèl·lula epitelial tipus. 3. Conèixer les diferències entre els diversos tipus d’epiteli i la seva correlació funcional. Continguts fonamentals * Concepte general d’epiteli (morfologia i característiques funcionals bàsiques). * Classificació dels diferents teixits epitelials de revestiment. * Característiques de la cèl·lula epitelial a l’epiteli cilíndric simple: * Polarització i especialitzacions de superfície apical. * Especialitzacions de superfície lateral i bassal. * Relacions amb l’estroma. La làmina bassal i la membrana bassal. * Epitelis glandulars: definició. * Secreció autocrina, paracrina, endocrina i exocrina. * Glàndules endocrines i exocrines. * Tipus de secreció exocrina: holocrina, apocrina, merocrina. * Tipus arquitecturals de glàndules exocrines multicel·lulars. * Tipus arquitecturals de glàndules endocrines. Referències GARTNER-HIATT. Histología. Texto y Atlas. McGraw-Hill Interamericana, 1997. Capítol 5 (p. 73-95) i capítol 4 (p. 69-72). Tema 13. Teixit connectiu. Teixit adipós. Endotelis Objectius 1. Conèixer la definició de teixit connectiu i la histogènesi dels seus components cel·lulars. 2. Conèixer els elements cel·lulars i intercel.lulars que componen el teixit connectiu i les seves funcions essencials. 3. Conèixer els diferents tipus de teixit adipós, la seva histogènesi i les seves funcions essencials. Continguts fonamentals * Concepte i funcions bàsiques del teixit connectiu. * Classificació histogenètica dels diferents elements cel·lulars. * Elements cel·lulars fixos i transitoris del teixit connectiu. Macròfags. * Característiques morfològiques i funcionals de les cèl·lules fixes del teixit connectiu (fibroblasts, fibròcits, miofibroblasts, perícits) * Components de la matriu extracel·lular: la substància bàsica i els seus elements, els diferents tipus de fibres. Esquema essencial de les diferents fases de síntesi de la col·làgena. * La cèl·lula endotelial. Els vasos sanguinis. * Concepte morfològic i origen histogenètic del teixit adipós. * Diferents tipus de teixit adipós: Greix groc i bru. Correlació morfològica i funcional. * Referències Gartner-Hiatt. Histologia. Texto y Atlas. McGraw-Hill Interamericana, 1997. Capítol 6 (p. 96-113); capítol 4 (p. 61-69); capítol 11 (p. 232-236). Tema 14. Teixit cartilaginós i teixit ossi. Característiques estàtiques i característiques dinàmiques Objectius 1. Conèixer els components cel·lulars i extracel·lulars dels diferents tipus de cartílag i les seves diferències funcionals. 2. Conèixer els components cel·lulars del teixit ossi i les seves funcions. 3. Conèixer l’estructura bàsica del teixit ossi. 4. Conèixer els diferents tipus d'ossificació. 5. Conèixer les característiques essencials dels processos de modelatge, remodelatge i reparació òssies. Continguts fonamentals * Components cel·lulars i extracel·lulars dels diferents tipus de cartílag. * Components cel·lulars de l'os: cèl·lules progenitores, osteoblasts, osteòcits, osteoclasts. * Components de la matriu òssia. * Estructura de l'os. * Osteogènesi (histogènesi òssia): formació intramembranosa i encondral d'os. * Creixement en longitud i amplada. Calcificació de l'os. * Remodelació i reparació de l'os. * Les articulacions: cèl·lules sinovials. Referències GARTNER-HIATT. Histología. Texto y Atlas. McGraw-Hill Interamericana, 1997. Capítol 7 (p. 114-136). Tema15. Teixit nerviós: sistema nerviós central Objectius 1. Conèixer les bases de l’organització general del teixit nerviós i la seva histogènesi. 2. Conèixer les característiques morfològiques de les neurones, l’estructura de les sinapsis i els diferents tipus estructurals generals de neurones. 3. Conèixer els diferents elements de suport (glia) i les característiques morfològiques de les seves especialitzacions funcionals. Continguts fonamentals * Histogènesi i organització general del teixit nerviós. * Neurones: característiques morfològiques del soma i de les diferents prolongacions. * Estructura de les sinapsis. * Diferents tipus de neurones. * Cèl·lules de la neuroglia: astròcits, oligodendròcits, microglia, epèndim. * Formació de la mielina. Substància grisa i substància blanca. Referències GARTNER-HIATT. Histología. Texto y Atlas. McGraw-Hill Interamericana, 1997. Capítol 9 (p. 162-180). Tema 16. Teixit nerviós: sistema nerviós perifèric Objectius 1. Conèixer les característiques morfològiques diferencials de les neurones i la glia del sistema nerviós perifèric. 2. Conèixer les bases morfològiques del sistema nerviós somàtic i autonòmic. 3. Conèixer l’estructura del nervi perifèric. 4. Conèixer els aspectes bàsics de la regeneració i de la generació dels nervis. Continguts fonamentals * Neurones del sistema somàtic i autonòmic: distribució i característiques morfològiques diferencials (ganglis raquidis, ganglis vegetatius simpàtics i parasimpàtics). * La cèl·lula de Schwann. * Formació de la mielina i característiques estructurals bàsiques de les fibres nervioses perifèriques mielíniques i amielíniques. * Estructura del nervi perifèric. * Regeneració dels nervis. * Reacció axonal: canvis locals, anterògrads i retrògrads. * Especialitzacions neuronals. Referències GARTNER-HIATT. Histología. Texto y Atlas. McGraw-Hill Interamericana, 1997. Capítol 9 (p. 173-194). Tema 17. Teixit muscular Objectius 1. Conèixer les característiques moleculars i estructurals essencials i l’organització general del múscul esquelètic. 2. Adquirir un coneixement bàsic dels diferents subtipus de cèl·lules musculars esquelètiques, en relació amb la seva especialització funcional. 3. Entendre les diferències fonamentals entre múscul esquelètic, múscul cardíac i múscul llis. 4. Conèixer les estructures encarregades de la transmissió de l’impuls nerviós en els diferents tipus de cèl·lules musculars, en especial del múscul esquelètic. Continguts fonamentals * Organització general dels diferents tipus de teixit muscular. * Múscul estriat esquelètic: característiques moleculars, ultraestructurals, òptiques i histoenzimàtiques. * Característiques i organització estructural dels components moleculars del sarcòmer. - Túbuls T i reticle sarcoplàsmic. - Correlació entre ultraestructura del sarcòmer i l’aspecte de la cèl·lula muscular estriada en microscòpia òptica. - Anatomia microscòpica del múscul esquelètic. * Unions entre múscul i nervi: placa motora terminal. * Fus muscular i òrgan tendinós. * Múscul estriat cardíac: característiques diferencials amb el múscul esquelètic. * Múscul llis: característiques moleculars i estructurals. Diferències amb el múscul estriat. * Regeneració del teixit muscular. Referències GARTNER-HIATT. Histología. Texto y Atlas. McGraw-Hill Interamericana, 1997. Capítol 8 (p. 137-161). Tema 18. Sang i hematopoesi Objectius 1. Conèixer les diferències entre plasma i sèrum. Conèixer els diferents components proteics del plasma. 2. Conèixer les cèl·lules que es troben en la sang, la seva morfologia i les seves característiques moleculars més relevants. 3. Conèixer l’organització de la medul·la òssia i els estadis de la formació de les diferents cèl·lules de la sang. Continguts fonamentals * Plasma. Components proteics del plasma. * Diferència entre plasma, sèrum i líquid tissular. * Eritròcits. Morfologia. Membrana i citoesquelet. Hemoglobina. * Leucòcits: classificació. * Granulòcits: neutròfils, eosinòfils i basòfils. * Agranulòcits: monòcits i limfòcits. * Plaquetes. * Hematopoesi prenatal i postnatal. * Cèl·lules mare, progenitores i precursores. Factors de creixement hematopoètic. * Eritropoesi. * Monocitopoesi. * Granulopoesi. * Megacariopoesi i trombopoesi. * Limfopoesi. Seqüències de diferenciació de limfòcits T i B. Referències GARTNER-HIATT. Histología. Texto y Atlas. McGraw-Hill Interamericana, 1997. Capítol 10 (p. 195-223). Tema 19. La cèl·lula i els teixits vegetals Objectius 1. Conèixer els trets fonamentals de la cèl·lula vegetal. 2. Fer una anàlisi comparada de la cèl·lula vegetal enfront de la cèl·lula animal. 3. Conèixer les especialitzacions de la cèl·lula vegetal. 4. Tipificar els teixits vegetals en els vessants morfològic i funcional. Continguts fonamentals * Cloroplastidis i plastidis no verds. Clorènquima. * Sistema d'endomembranes. Vacúols. Reserves. * Plasmodesmes. Floema. * Arquitectura de la paret. Colènquima. * Lignificació. Esclerènquima i xilema. * Citoesquelet. Cicle i divisió cel·lulars. Meristemes. Referències FERRER, J. Las células de los tejidos vegetales. Vedrà, 1997. GUNNING, B. E. S. & Steer, M. W. Plant Cell Biology. Structure and Function. Jones & Barlett Pub., 1996 SEMINARIS 1. Els Avenços en l’Estudi de la Cèl·lula: Avenços Tècnics i Conceptuals Dijous, 8 d’Abril de 1999 Francisco X. Real 2. Fonaments de Cultiu Cel·lular Carme de Bolós, Unitat de Biologia Cel·lular i Molecular, IMIM, Barcelona Dimarts, 27 d’Abril de 1999 3. El Ciclo Celular en Eucariotas: Levaduras vs. Células Animales Sergio Moreno, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Salamanca Dimecres, 5 de Maig de 1999 4. La Mort Cel·lular: una Part de la Vida Gabriel Gil, Unitat de Biologia Cel·lular i Molecular, IMIM, Barcelona Dilluns, 10 de Maig de 1999 5. La Identificació dels Orgànuls Subcel.lulars Utilitzant Lectines i Anticossos Carles Enrich, Facultat de Medecina, Universitat de Barcelona Dijous, 13 de Maig de 1999 6. Malalties Neurodegeneratives i Prions Isidre Ferrer, Servei d’Anatomia Patològica, Hospital Prínceps d’Espanya, l’Hospitalet de Llobregat Divendres, 21 de Maig de 1999 7. Quantificació en Biologia Cel·lular, Citologia i Histologia. Sergi Serrano, Servei de Patologia, Hospital del Mar, Barcelona Divendres, 28 de Maig de 1999 8. Alteracions Ultrastructurals de les Cèl·lules en Situacions Patològiques Josep Lloreta Dilluns, 7 de Juny de 1999 9. Morfologia i Funció David Domínguez Divendres, 4 de Juny de 1999 10. Els Fenòmens de Redundància Funcional en Biologia Eduard Batlle Divendres, 11 de Juny de 1999