La Célula: Estructura y Funciones

La Célula y sus Funciones

• Cada célula humana es una estructura viva capaz de sobrevivir con los nutrientes adecuados.
• Las células forman la estructura del cuerpo, metabolizan nutrientes, y llevan a cabo funciones específicas.
• Las células controlan la síntesis de sustancias y se replican, gracias a su código hereditario.

Organización de la Célula

• El núcleo y el citoplasma son las dos partes principales de la célula.
• La membrana nuclear separa el núcleo del citoplasma.
• La membrana celular, también llamada membrana plasmática, separa el citoplasma del exterior.
• El protoplasma, compuesto por agua, electrolitos, proteínas, lípidos, e hidratos de carbono, forma la célula.

Componentes Celulares

• El agua constituye el 70-85% de la mayoría de las células.
• Las reacciones químicas ocurren entre sustancias disueltas en agua o en superficies de partículas suspendidas.
• Los iones celulares importantes incluyen potasio, magnesio, fosfato, sulfato, bicarbonato, sodio, cloruro, y calcio.
• Los iones participan en mecanismos de control, como la transmisión de impulsos electroquímicos.
• Las proteínas estructurales forman filamentos largos, creando microtúbulos y citoesqueletos.
• Las proteínas fibrilares se encuentran fuera de la célula, en tejidos conectivos y paredes vasculares.
• Las proteínas funcionales, principalmente enzimas, son tubulares-globulares y catalizan reacciones químicas intracelulares.

Lípidos

• Los lipidos son insolubles en agua.
• Algunos lipidos importantes son los fosfolípidos y el colesterol, que forman barreras de membrana.
• Los triglicéridos representan el principal almacén de energía del organismo.

Hidratos de Carbono

• Los hidratos de carbono contribuyen a la nutrición y función estructural.
• Se almacenan como glucosa disuelta y glucógeno.

Estructuras y Orgánulos Celulares

• Los orgánulos intracelulares son cruciales para la función celular.
• La mitocondria es esencial para la producción de energía celular.
• Los orgánulos están cubiertos por membranas de lípidos y proteínas.
• La membrana celular, nuclear, del retículo endoplásmico, mitocondrias, lisosomas, y el aparato de Golgi son membranosas.

Membrana Celular

• La membrana celular, compuesta de proteínas y lípidos, es elástica, fina y flexible.
• Contiene aproximadamente un 55% de proteínas, un 25% de fosfolípidos, un 13% de colesterol, un 4% de otros lípidos, y un 3% de hidratos de carbono.

Bicapa Lipídica

• La bicapa lipídica impide la penetración de sustancias hidrosolubles.
• Está formada principalmente por fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol, presenta una capa doble de moléculas de lípidos.
• Los fosfolípidos tienen extremos hidrófilos e hidrófobos, formando una barrera impermeable a sustancias hidrosolubles.
• Los esfingolípidos participan en la protección, señalización, y adhesión celular.
• El colesterol controla la permeabilidad y fluidez de la membrana.

Proteínas de Membrana

• Las proteínas integrales protruyen por completo en la membrana celular y las periféricas están unidas a la superficie.
• Las proteínas integrales forman canales o actúan como transportadores y receptores.
• Las proteínas periféricas funcionan como enzimas o controladores del transporte.

Hidratos de Carbono: Glucocáliz

• Los hidratos de carbono en la membrana se combinan con proteínas y lípidos.
• La mayoría de las proteínas integrales son glucoproteínas.
• Proporcionan carga negativa superficial a la célula, unen células, actúan como receptores hormonales, y participan en reacciones inmunitarias.

Citoplasma y Orgánulos

• El citoplasma contiene partículas dispersas en un líquido gelatinoso, el citosol.
• Incluye glóbulos de grasa neutra, gránulos de glucógeno, ribosomas, vesículas secretoras y orgánulos.
• Los orgánulos importantes son el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, las mitocondrias, los lisosomas y los peroxisomas.

Retículo Endoplásmico

• El retículo endoplásmico es una red tubular que procesa y transporta moléculas.
• Los túbulos están conectados y formados por membranas de bicapa lipídica, similar a la membrana celular y contiene una matriz endoplásmica.
• El retículo endoplásmico está conectado con el espacio entre las membranas nucleares.
• La superficie del retículo endoplásmico puede ser hasta 40 veces la superficie de la membrana celular.

Retículo Endoplásmico Rugoso

• En el retículo endoplásmico rugoso están unidos los ribosomas.
• Los ribosomas sintetizan nuevas moléculas de proteína.

Retículo Endoplásmico Liso

• El retículo endoplásmico liso sintetiza sustancias lipídicas.

Aparato de Golgi

• El aparato de Golgi modifica, clasifica y empaqueta proteínas y lípidos sintetizados en el retículo endoplásmico.
• Está formado por vesículas aplanadas y se encuentran cerca del núcleo.

Función del Aparato de Golgi

• El aparato de Golgi está asociado con el retículo endoplásmico.
• Las vesículas de transporte mueven sustancias del retículo endoplásmico al aparato de Golgi.

Lisosomas

• Los lisosomas son orgánulos que digieren estructuras celulares dañadas, partículas de alimento y sustancias no deseadas.
• Contienen enzimas hidrolíticas, que escinden compuestos orgánicos.

Lisosomas: Enzimas Hidrolíticas

• Las enzimas hidrolíticas hidrolizan proteínas a aminoácidos, glucógeno a glucosa y lípidos a ácidos grasos.
• En ciertas situaciones la célula puede romper los lisosomas, liberando enzimas digestivas.

Funciones de los Lisosomas

• Los lisosomas median la retracción de tejidos y la autólisis de células dañadas.
• Eliminan células y partes dañadas, permitiendo la regeneración celular.
• Contienen bactericidas como la lisozima y la lisoferrina.

Autofagia

• Los lisosomas están involucrados en la autofagia.
• La autofagia es la degradación y el reciclaje de orgánulos obsoletos y agregados proteicos.

Retículo Endoplásmico y Aparato de Golgi: Estructuras Celulares

• El retículo endoplásmico y el aparato de Golgi sintetizan estructuras celulares en membranas de bicapa lipídica.
• El retículo endoplásmico rugoso sintetiza proteínas.
• El retículo endoplásmico liso sintetiza lípidos.

Funciones del Aparato de Golgi

• El aparato de Golgi procesa sustancias formadas en el retículo endoplásmico.
• sintetiza hidratos de carbono y forma proteoglucanos.
• El ácido hialurónico y el sulfato de condroitina son algunos de los hidratos de carbono que sintetiza.
• forman parte de los proteoglucanos secretados en el moco y las secreciones glandulares
• son componentes de la matriz extracelular
• son componentes de la matriz orgánica

Retículo Endoplásmico: Formación de Vesículas

• Las sustancias formadas en el retículo endoplásmico son transportadas al aparato de Golgi, donde se añaden hidratos de carbono.
• El aparato de Golgi compacta las secreciones en estructuras muy concentradas y después las divide.
• Las vesículas de Golgi pueden ser secretoras o lisosomas.

Vesículas Secretoras

• Las vesículas secretoras liberan proteínas a través de la membrana celular por exocitosis.
• La entrada de iones de calcio estimula la exocitosis.

Vesículas: Reponer Las Membranas Celulares

• Las vesículas intracelulares del aparato de Golgi se fusionan con la membrana celular o con otras membranas celulares, reponiendolas.

Mitocondrias: Fuente de Energía

• Las mitocondrias extraen energía de los nutrientes y crean ATP.
• La glucosa, los ácidos grasos, y los aminoácidos reaccionan con el oxígeno.
• El ATP proporciona energía para muchas funciones celulares.

Trifosfato de Adenosina (ATP)

• El ATP transfiere energia y se crea por la energia.
• Contiene:
• la base nitrogenada adenina
• el azúcar petosa ribosa
• tres radicales de fosfato
• Los enlaces químicos de los radicales de fosfato contienen energia latente.
• La energia se utiliza para impulsar otras reacciones celulares.
• Cuando la célula necesita energia, el ATP libera un radical de energía liberada y se convierte en ADP (Difosfato de adenosina).

Producción de ATP: Mitocondrias

• En la mitocrondia, la glucosa se transforma en ácido pirúvico = glucólisis.
• El ácido pirúvico deriva de los hidratos de carbono, ácidos grasos de los lipidos y aminoacidos de las proteínas.

Ciclo del Ácido Cítrico

• El ácido pirúvico finalmente se cambia a acetil coenzima A (CoA) en la matriz de las mitocondrias.
• El CoA sufre una serie de cambios químicos = ciclo del ácido cítrico = ciclo de Krebs.

Sistema de Hidrógeno

• El sistema extrae átomos de dióxido de carbono, la cual difumina fuera de la célula.
• El oxígeno difunde hacia la mitocondria. Los atomos se combinan con el oxígeno, este es utilizado por la mitocondria.

Usos del ATP

• El ATP potencia funciones celulares:
• transporte de sustancias
• síntesis de moléculas
• trabajo mecanico
• Provee energia el transporte de sodion través de la membrana celular
• Las células producen fosfolípidos, colesterol, purinas y pirimidinas.

Locomoción Celular

• Los miocitos potencia músculos
• Movimiento amebiano = movimiento replicante en respecto al entorno.
• Movimiento cilliar = miviento cilliar y amebiano.

El Movimiento Amebiano

• Es consecuente al formar un seudópodo, el cual asegura la la posición de la célula a la del entorno.
• Los filamentos se unen a la proteína activa y se unen también al ATP.

Tipos de Células Cuyo Movimiento Es Amebiano

• Leucocitos
• Fiboblastos
• Células terminales de la piel cuando hay un daño
• Los sarcomas (células cancerosas)

Control del Movimiento: Quimiotaxis

• Quimiotaxis = como de responde al desplazamiento en al surgir de unas ciertas sustancias en el tejido
• Cambios se desarrollan se la parte de la membrana más expuesta a la sustancia quimiotáctica.

Cillios y Movimientos Cilliares

• Los cilios móviles (estilo latigo) sucede mayormente en las vías aéreas y en la superficie de las trompas uterinas

Los Cilios: Estructura

• Los cillios se proyectan entre 2 y 4 µm
• Multiples cillios móviles se proyectan desde una célula
• Por ejemplo, hay hasta 200 cillios en la superficie de cada célula epitelal
• Axonema potencia el movimento gracias sus enlaces
• La proteína dineína impulsa las cabezas por el túbulo.
• Magenesio y clacio contribuyen a la función.

Cillios Primarios

• Generalmente no móviles
• Apecto antenal - potencia señalizar vías del la célula
• Ayuda la detección del caudal