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Hospital Italiano de Buenos Aires
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This document discusses cell transport mechanisms, including diffusion and active transport. It details different types of transport across cell membranes. Active transport requires energy, while passive transport moves molecules along concentration gradients.
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Fig. 8: Reconocimiento celular mediado por receptores del glucocalix. Tipos y caracterĂsticas generales: En los seres vivos hay dos mecanismos involucrados en el movimiento del agua y solutos: el flujo global y la difusiĂłn. El primero mueve agua y solutos de una parte a otra de un organismo plurice...
Fig. 8: Reconocimiento celular mediado por receptores del glucocalix. Tipos y caracterĂsticas generales: En los seres vivos hay dos mecanismos involucrados en el movimiento del agua y solutos: el flujo global y la difusiĂłn. El primero mueve agua y solutos de una parte a otra de un organismo pluricelular. Las molĂ©culas se mueven juntas en la misma direcciĂłn. El segundo mecanismo mueve molĂ©culas e iones hacia dentro, hacia fuera o a travĂ©s de la cĂ©lula. Cada molĂ©cula o iĂłn se mueve independientemente de los otros, estos movimientos son al azar y como resultado se observa una tendencia a la distribuciĂłn uniforme de las molĂ©culas. La difusiĂłn es eficiente sĂłlo cuando las distancias son cortas. Desempeña un papel importante en el transporte de sustancias al interior y exterior de los organismos multicelulares como entre los compartimientos dentro del organismo. Los mecanismos de difusiĂłn se pueden clasificar en base a diferentes parámetros. Se consideran mecanismos activos o pasivos segĂşn si el elemento a transportar se mueve en contra o a favor de su gradiente de concentraciĂłn con el consiguiente requerimiento o no de energĂa celular (ATP), el uso de mediadores proteicos o no, y si la membrana experimenta cambios o no en su estructura. Transporte transmembranoso a. DifusiĂłn simple: En ella el pasaje se produce a travĂ©s de aberturas momentáneas resultantes de la movilidad de las molĂ©culas de lĂpidos. Realizan este tipo de transporte molĂ©culas pequeñas, no polares y solubles en lĂpidos, como por ejemplo el oxĂgeno, el diĂłxido de carbono y el monĂłxido de carbono. Las molĂ©culas se movilizan a favor de su gradiente de concentraciĂłn. [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar Ă“smosis: es un caso particular de difusiĂłn que realiza el agua a travĂ©s de una membrana selectivamente permeable; da como resultado el paso de agua de una soluciĂłn con mayor potencial hĂdrico a una que tenga un menor potencial hĂdrico. b. Difusiones mediadas por proteĂnas: Son realizadas por el agua, molĂ©culas hidrofĂlicas y cargadas o polares. Se pueden distinguir dos tipos de proteĂnas transportadoras: 1. Las proteĂnas formadoras de canales. Forman poros hidrofĂlicos que atraviesan la membrana permitiendo el pasaje de iones a favor de su gradiente electroquĂmico; no consumen ATP y no se unen al soluto pero son especĂficas para Ă©l. TambiĂ©n se puede mencionar a las acuaporinas que explican la permeabilidad del agua mostrada por ejemplo las membranas del glĂłbulo rojo y las cĂ©lulas del tĂşbulo renal. Hay varios tipos de ellas descritas para diversas cĂ©lulas animales y vegetales. 2. Las transportadoras o carriers. Los carriers son sumamente selectivos; se unen al soluto e interactĂşan con Ă©l. Pueden transportar solutos: » A favor de los gradientes de concentraciĂłn, entonces decimos que el transporte corresponde a una DifusiĂłn Facilitada pasiva. Este mecanismo privilegia el paso de determinados azĂşcares y aminoácidos. « En contra de los gradientes electroquĂmicos, requiere siempre el gasto de energĂa (ATP), y se lo denomina DifusiĂłn Facilitada Activa o simplemente transporte activo o bombas. Este mecanismo involucra el paso de iones (sodio, potasio, calcio, hidrĂłgeno, cloro), como tambiĂ©n de glucosa y algunos aminoácidos que hacen cotransporte activo con el sodio. El mecanismo de bomba mantiene la polarizaciĂłn de la membrana (con predominio de sodio extracelular y de potasio intracelular) y explica por quĂ©, si bien el sodio ingresa a la cĂ©lula por las proteĂnas canal y el potasio sale por el mismo mecanismo, se mantienen las concentraciones diferenciales señaladas (Fig. 9). [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar Fig. 9: Tipos de transporte Transporte en masa Este tipo de transporte es realizado por molĂ©culas de alto peso molecular (macromolĂ©culas) e implica la formaciĂłn o fusiĂłn de vesĂculas a la membrana plasmática con su consiguiente modificaciĂłn. Este mecanismo de transporte consume energĂa celular (ATP). Podrá ser especĂfico si requiere receptores especiales en áreas particulares de la superficie celular o inespecĂfico cuando prescinde de ellos. El transporte en masa: No implica que los solutos hayan atravesado la membrana, sino que han ingresado al citosol rodeados por un trozo de ella, de manera tal que lo extracelular sigue separado de lo intracelular. Endocitosis Implica el ingreso de sustancias lĂquidas y sĂłlidas, y supone la formaciĂłn de una invaginaciĂłn de la membrana con participaciĂłn de los filamentos de actina y de miosina en la proximidad de la misma. Los tipos de endocitosis son: Fagocitosis: se trata del ingreso de grandes partĂculas sĂłlidas (bacterias, restos celulares); hay formaciĂłn de seudĂłpodos (grandes prolongaciones de la membrana que envuelve a la partĂcula). La fagocitosis es realizada por las amebas y en los macrĂłfagos. Pinocitosis: se trata de lĂquidos con macromolĂ©culas en suspensiĂłn; la membrana se invagina formando una depresiĂłn que envuelve a la partĂcula originando una vesĂcula. En ambos casos el contenido de la vesĂcula va a ser degradado por los lisosomas. Cuando la endocitosis requiere receptores especĂficos, las vesĂculas que se forman están recubiertas por una proteĂna especial llamada clatrina; Ă©stas pasan por el compartimiento endosomal en el cual se se- [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar para la partĂcula endocitada de su receptor y Ă©ste es reciclado hacia la membrana plasmática. (Ver Fig. 10) Fig. 10 Pinocitosis Exocitosis Proceso que implica la fusiĂłn de vesĂculas internas provenientes del Aparato de Golgi con la membrana y la liberaciĂłn de su contenido al medio extracelular, dinámica corriente en los procesos de secreciĂłn y excreciĂłn. (Ver Fig. 11) Transcitosis En este tipo de transporte en masa la vesĂcula que se forma por endocitosis es trasladada hacia otra regiĂłn de la membrana y allĂ se fusiona y descarga su contenido nuevamente al exterior de la cĂ©lula. Fig. 11. Exocitosis Citoplasma. Componentes sub-celulares El citoplasma celular presenta una organizaciĂłn ultraestructural muy compleja puesto que la presencia de membranas internas lo divide en numerosas secciones o compartimientos en los cuales se realizan funciones o actividades particulares que hacen, en su totalidad, a la prosecuciĂłn de la [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar vida. A los fines didácticos podemos analizar al citoplasma mediante los siguientes componentes: o Citosol o Orgánulos No membranosos o Orgánulos Membranosos Citosol Es el verdadero medio interno de la cĂ©lula; es un coloide constituido por una fase lĂquida (agua) con compuestos en soluciĂłn entre los que podemos mencionar sales ionizadas con predominio de potasio y magnesio (cationes) y fosfatos y bicarbonato (aniones), elementos que se relacionan con la presiĂłn osmĂłtica, el pH, cofactores enzimáticos. TambiĂ©n es rico en glĂşcidos, lĂpidos, proteĂnas, ácidos nucleicos, que se relacionan con funciones tales como la glucĂłlisis anaerĂłbica, glucogenogĂ©nesis (sĂntesis de glucĂłgeno) y glucogenĂłlisis (degradaciĂłn de glucĂłgeno), activaciĂłn de aminoácidos y procesos de traducciĂłn o sĂntesis proteica, es decir, procesos relacionados con el metabolismo celular o actividades bioquĂmicas de los seres vivos. Transita entre los estados de sol-gel y gel-sol. Orgánulos no membranosos: Citoesqueleto Es un componente del citosol formado por filamentos proteicos de diferente diámetro que se disponen tridimensionalmente en el citoplasma. Es muy dinámico y capaz de una rápida reorganizaciĂłn. Sus elementos son: * MicrotĂşbulos, quĂmicamente compuestos por tubulina, proteĂna constituida por molĂ©culas de alfa y beta tubulina. Son filamentos cilĂndricos huecos de 25 nm de diámetro y longitud variable que participan en la forma celular, controlan el movimiento de orgánulos, vesĂculas e inclusiones, e intervienen en los movimientos direccionales no aleatorios de la cĂ©lula (cilios y flagelos). Forman el huso mitĂłtico e interactĂşan con la membrana plasmática en el anclaje y movimiento de proteĂnas y receptores. * Microfilamentos: tambiĂ©n llamados filamentos de actina, son los filamentos más delgados del sistema, su diámetro es de 6 a 7nm y su proteĂna constitutiva es la actina, la cual en estados filamentosos tiene la propiedad de generar energĂa contráctil. En las cĂ©lulas musculares estriadas se asocian con otros filamentos gruesos de miosina de15nm. Cabe señalar que la miosina se encuentra en todos los tipos celulares pero en el muscular forma estas asociaciones complejas. [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar Estos microfilamentos se asocian a las membranas y participan en el anclaje y movimientos de las proteĂnas de la misma. Estos movimientos pueden ocurrir en la membrana plasmática (lamelipodios, microespinas, seudĂłpodos, invaginaciones, disco contráctil en el clivaje celular), como en la endocitosis y exocitosis, y movimientos intracitoplasmáticos(ciclosis). Son estructuras transitorias o pueden permanecer formadas. * Filamentos intermedios: Son filamentos proteicos quĂmicamente formados por diferentes proteĂnas segĂşn la cĂ©lula en que se encuentren. El grupo de las citoqueratinas, integrantes de los tonofilamentos de los desmosomas, la vimentina caracterĂstica de las cĂ©lulas mesenquimatosas, la desmina que se encuentra en los discos Z de las cĂ©lulas musculares estriadas, la proteĂna ácida de las fibras gliales y las proteĂnas que forman los neurofilamentos. Su funciĂłn se relaciona con el sostĂ©n y la tracciĂłn indispensables para mantener la forma celular y la uniĂłn entre ellas en la organizaciĂłn de los tejidos (Fig.12). Fig. 12: Filamentos intermedios Elementos del citoesqueleto CentrĂolos Este orgánulo no membranoso es exclusivo de las cĂ©lulas eucariotas animales. En estas cĂ©lulas durante la interfase se encuentran dos centrĂolos que se disponen perpendicularmente uno respecto del otro, constituyen un diplosoma, que se ubica en cercanĂas del nĂşcleo y adyacente al complejo de Golgi. Con el MET se observa que cada centrĂolo está formado por 9 tripletes de microtĂşbulos, dispuestos de manera tal que forman una estructura cilĂndrica de 0,3 a 0,5 µ de largo y con un extremo abierto [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar y el otro cerrado por material electrodenso. En cada triplete al microtĂşbulo que se orienta hacia el centro del cilindro se denomina “A”, el medio“B” y el más externo “C”, y presenta una inclinaciĂłn tal que forma un ángulo con la superficie queda al conjunto de los nueve un aspecto similar a las paletas de una turbina. (Ver Fig.13). Fig. 13: MicrotĂşbulos Cada microtĂşbulo “A” de un triplete se une al microtĂşbulo “C” del triplete adyacente. Por fuera del diplosoma se encuentra un material electrodenso de composiciĂłn no del todo conocida, llamado material pericentriolar. El conjunto del diplosoma y material pericentriolar se denomina centrosoma y constituyen un centro organizador microtubular (COMT), tanto en la interfase como en la mitosis se encargan de la formaciĂłn de microtĂşbulos los que se irradian hacia el citoplasma. Los centrĂolos, forman los cuerpos basales de estructuras de locomociĂłn como cilias y flagelos. (Ver Fig. 2) Ribosomas Están constituidos por 2 subunidades, la mayor tiene un coeficiente de sedimentaciĂłn de 60S y una menor de 40S; en conjunto su coeficiente de sedimentaciĂłn es de 80S. Cada una de las subunidades están formadas por complejos RNA ribosĂłmico-proteĂnas. Son muy abundantes. Se los encuentra libres o asociados a membranas particularmente del RetĂculo Endoplasmático Rugoso. Las dos subunidades se acoplan mediante un ARNm (ARN mensajero), solamente para la realizaciĂłn de la sĂntesis de proteĂnas por tanto son el sitio fĂsico donde la misma se realiza. La estructura formada por el ARNm y varios ribosomas asociados, durante la sĂntesis de proteĂnas, se denomina polisoma o polirribosoma (Ver Fig.14). Los ribosomas libres sintetizan las proteĂnas estructurales y enzimáticas para el citosol y algunos orgánulos como peroxisomas, nĂşcleo, mitocondrias. [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar Fig. 14: Ribosomas Mientras que los adheridos al RER participan en la sĂntesis de proteĂnas de secreciĂłn, proteĂnas de membrana y las enzimas lisosomales. Inclusiones Son cuerpos de presencia variable segĂşn el estado funcional de la cĂ©lula y que resultan de su metabolismo. Entre ellos se mencionan gránulos de glucĂłgeno, lĂpidos y pigmentos. Orgánulos membranosos Son componentes subcelulares estables que se encuentran en todos los tipos celulares, en algunos muy desarrollados y en otros menos desarrollados. Se caracterizan por estar limitados por membranas, y poseer una estructura, composiciĂłn quĂmica y funciĂłn definidas. Entre ellos podemos mencionar a: Mitocondrias Pueden adoptar diferentes formas, desde casi esfĂ©ricas hasta de cilindros muy alargados; miden aproximadamente 0,5 µm de diámetro y hasta7µm de largo; son visibles al microscopio de contraste de fase y al Ăłptico cuando son coloreadas con verde jano B. Al MET y en corte longitudinal presentan una envoltura formada por dos membranas: una externa y otra interna; entre ellas queda un espacio o cámara externa. La membrana interna, plegada formando crestas, limita una cámara o espacio interno llamado matriz mitocondrial. [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar La membrana externa contiene un 40% de lĂpidos y es rica en colesterol, libremente permeable a los electrolitos, agua, sacarosa y otras molĂ©culas. Mientras que la membrana interna contiene un 20% de lĂpidos entre ellos cardiolipina y una gran cantidad de proteĂnas (80%) muchas de las cuales son transportadores especĂficos, otras tienen actividad enzimática y/o forman parte de la cadena transportadora de electrones o cadena respiratoria. Es impermeable a iones y la glucosa. La cantidad de crestas por mitocondrias, su forma y direcciĂłn, varĂan en los diferentes tipos celulares. Cuanto mayor es la actividad metabĂłlica de la cĂ©lula, mayor será el nĂşmero de crestas. La mayorĂa de las cĂ©lulas contiene mitocondrias con crestas aplanadas y transversales, pero aquellas que secretan esteroides presentan crestas tubulares y longitudinales. En la cara interna de las crestas sobresalen partĂculas esfĂ©ricas unidas a la membrana llamadas partĂculas elementales o F, que corresponden a las enzimas fosforilativas (ATP sintetasa). En la matriz mitocondrial, de estructura coloidal, se localizan las enzimas del ciclo de Krebs, los ribosomas mitocondriales o mitorribosomas, una o más molĂ©culas de ADN circular no asociado a proteĂnas histĂłnicas, a partir del cual se sintetizan los ARNm, ARNr y ARNt; además, contiene gránulos electrodensos de gran afinidad por el calcio y otros cationes bivalentes. Las mitocondrias autoreplican su DNA y transcriben sus RNA lo que permite su multiplicaciĂłn numĂ©rica y la sĂntesis de algunas de sus proteĂnas, sin embargo, otras son importadas desde el citosol ya que su codificaciĂłn se encuentra en la informaciĂłn nuclear. No son autosuficientes como para tener vida independiente, se dice entonces que, son orgánulos semiautĂłnomos. En las mitocondrias se realiza la respiraciĂłn celular, que consiste en una serie de reacciones quĂmicas mediante las cuales se libera la energĂa acumulada en los alimentos de manera controlada, para permitir su acumulaciĂłn bajo la forma de ATP, energĂa utilizable por los sistemas vivos para la realizaciĂłn de trabajos. Como nutrientes para obtener energĂa la cĂ©lula utiliza a glĂşcidos, lĂpidos y proteĂnas y los utiliza en ese orden. Dentro de los glĂşcidos la glucosa es la más pronta en ser utilizada. (Ver Fig. 15) [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar Fig. 15: VĂas posibles en la degradaciĂłn de una molĂ©cula de glucosa. La liberaciĂłn de la energĂa contenida en una molĂ©cula de glucosa se lleva a cabo en una serie de pasos mediante los cuales se libera la energĂa contenida en los enlaces C-C de manera controlada. La disponibilidad de molĂ©culas de glucosa en el citosol y la presencia de una baterĂa de enzimas permite que la glucosa que tiene 6 átomos de carbono sea desdoblada en 2 molĂ©culas de piruvato que tiene 3 átomos de carbono. Esta serie de reacciones quĂmicas se denomina glucĂłlisis o glicĂłlisis, ocurre en el citosol, no requiere consumo de oxĂgeno, por tanto, se considera anaerĂłbica. El piruvato, producido por la glucĂłlisis, puede seguir 2 vĂas, una de ellas, llamada fermentaciĂłn, transcurre en el mismo citosol y como productos se obtiene, dependiendo del organismo o tipo de cĂ©lula, entre otros, etanol, ácido láctico, ácido acĂ©tico. La otra vĂa, es ingresar a las mitocondrias y cumplir con una decarboxilaciĂłn (pĂ©rdida de un carbono) y transformarse en radical acetil (2 carbonos). Este se une a una coenzima llamada CoA, formando un compuesto denominado acetilCoA. Este compuesto ingresa al ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxĂlicos, que como su nombre lo indica es un ciclo, comienza y termina en el mismo compuesto, el oxalacetato (4 carbonos). El iniciador del ciclo acepta al acetilCoA formado y origina un compuesto de 6 carbonos (ácido cĂtrico). AsĂ siguen una serie de transformaciones quĂmicas que dan como productos diĂłxido de carbono (CO2), ATP, electrones y protones que son rápidamente tomados por coenzimas transportadoras NAD y FAD, que se reducen a NADH y FADH2. Estas coenzimas reducidas transportan y liberan esos electrones a componentes proteicos de la membrana interna de la envoltura mitocondrial que constituyen la cadena respiratoria. El aceptor final de electrones en esta cadena es el oxĂgeno, quien recibe a los electrones y se transforma en agua metabĂłlica. [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar El flujo de los electrones entre los componentes de esta cadena genera un gradiente de pH entre la matriz mitocondrial y el espacio intermembrana. A su vez en la membrana interna de la envoltura mitocondrial existen unos grandes complejos proteicos que presentan dos fracciones: una intramembrana llamada F0 que presenta un canal para el paso de los protones y una fracciĂłn F1 (partĂcula respiratoria) con actividad ATP sintetasa que mira a la matriz mitocondrial. La partĂcula respiratoria a expensas del gradiente protĂłnico, realiza la sĂntesis de ATP (moneda energĂ©tica celular). La serie de reacciones que ocurren en la mitocondria se denomina respiraciĂłn celular, requiere obligatoriamente la presencia de oxĂgeno ya que este es el aceptor de electrones en la cadena respiratoria y las reacciones que ocurren en ella, permiten la transformaciĂłn de la energĂa contenida en las molĂ©culas de glucosa o de cualquier alimento, a energĂa utilizable por un sistema vivo (ATP) (Ver Fig.15). Por cada molĂ©cula de glucosa en un proceso fermentativo se obtienen 2 ATP que corresponden a la glucĂłlisis mientras que respirada en la mitocondria rinde 36 ATP. A esta producciĂłn de ATP deben sumarse los 2 ATP producidos por glucĂłlisis, de esta manera en la oxidaciĂłn completa de la molĂ©cula de glucosa se obtiene un total de 38 ATP. Respiramos para obtener energĂa que nos permite realizar todas las funciones vitales a los seres vivos ReacciĂłn global de la RespiraciĂłn Celular Glucosa + O2 = CO2 + H2O + EnergĂa (ATP) RetĂculo endoplasmático Sistema membranoso que, conjuntamente con la envoltura nuclear y el aparato de Golgi, forman el sistema de endomembranas. Es una continuidad de la membrana nuclear que presenta dos variedades: el retĂculo endoplasmático liso el retĂculo endoplasmático rugoso (REL) y (RER); Son continuos uno del otro y están desarrollados en diferente grado segĂşn las funciones predominantes en la cĂ©lula. El retĂculo endoplasmático liso (REL) se presenta como una serie de cisternas tubulares contorneadas, es polifuncional y entre sus funciones se pueden mencionar la sĂntesis de fosfolĂpidos (en to- [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar das las cĂ©lulas) y hormonas esteroides (cĂ©lulas de las glándulas suprarrenales y gĂłnadas), la detoxificaciĂłn en hepatocito (cĂ©lulas del hĂgado), la descomposiciĂłn del glucĂłgeno a glucosa (en cĂ©lulas del hĂgado y mĂşsculo), ser un compartimiento de reserva de Ca++ (cĂ©lulas del mĂşsculo). El retĂculo endoplasmático rugoso (RER) al igual que el REL, es continuo con la membrana de la envoltura nuclear, se presenta como sáculos aplanados con ribosomas adheridos. Su funciĂłn está relacionada con la sĂntesis de proteĂnas destinadas a salir de la cĂ©lula (secreciĂłn), o ser incorporadas a las membranas celulares o ser segregadas en compartimentos especiales (por ejemplo, los lisosomas). La sĂntesis de proteĂnas es realizada por los ribosomas en el citosol celular (como se explicitará más adelante). Consiste en la lectura del mensaje del ARNm (ARN mensajero) y el enlace mediante uniones peptĂdicas de los aminoácidos, unidades monomĂ©ricas de las proteĂnas, segĂşn ordene la informaciĂłn del ARNm. Si el polipĂ©ptido que se está sintetizando, es una proteĂna integral de membrana, una de secreciĂłn o una enzima lisosomal tiene una señal muy cerca del extremo amino terminal. La señal consiste en una secuencia de aminoácidos hidrofĂłbicos, llamado PÉPTIDO SEĂ‘AL, el cual es reconocido por una riboproteĂna. Como consecuencia de la interacciĂłn (PĂ©ptido señal– riboproteĂna) se detiene la sĂntesis y se direcciona complejo de sĂntesis (ribosoma- ARNm–pĂ©ptidoriboproteĂna) hacia las membranas del RER, donde existen proteĂnas receptoras de ribosomas y se forma un poro en la membrana del RER, por el cual se introduce el pĂ©ptido naciente y se separa la riboproteĂna lo que permite se reanude la sĂntesis el polipĂ©ptido es introducido a la luz del retĂculo. (Ver Fig.16) Fig. 16: SĂntesis proteica asociada a RER Las cisternas del retĂculo posibilitan el transporte de dichas proteĂnas y ciertas modificaciones (como las primeras glucosidaciones en las glucoproteĂnas) sin que entren en contacto con otros componentes celulares. La molĂ©cula de proteĂna reciĂ©n sintetizada transita por el RER hasta una zona de transiciĂłn donde es compactada en una vesĂcula de transporte cuyo destino es el Aparato de Golgi. [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar Complejo de Golgi o Aparato de Golgi Al MET el complejo de Golgi se observa formado por sacos discoidales aplanados apilados en forma laxa y rodeados por tĂşbulos y vesĂculas. Cada sáculo presenta una cara convexa, orientada hacia el nĂşcleo, conocida como cara cis, proximal, de formaciĂłn o inmadura que fusiona vesĂculas, y una cara cĂłncava o trans, distal o madura que genera vesĂculas, orientada hacia el polo secretor de la cĂ©lula. Sus funciones son el procesamiento de lĂpidos y proteĂnas sintetizadas en el retĂculo endoplasmático y su distribuciĂłn a otros compartimientos celulares o secreciĂłn. Dentro de los procesamientos ocurridos en esta organela podemos mencionar el agregado de azĂşcares terminales, eliminaciĂłn de azĂşcares, fosforilaciĂłn de azĂşcares, agregado de ácidos grasos, sĂntesis de gangliĂłsidos, proteĂłlisis selectiva, y la provisiĂłn de membranas a lisosomas y a vesĂculas de secreciĂłn. El aparato de Golgi mantiene una continuidad funcional con el retĂculo endoplasmático. Los ribosomas, el retĂculo endoplasmático, el complejo de Golgi y sus vesĂculas (Ver Fig. 17). Fig. 17: Sistema de endomembranas y elementos derivados ActĂşan conjuntamente para la producciĂłn de nuevo material para la membrana celular y de macromolĂ©culas de exportaciĂłn. Lisosomas Son orgánulos membranosos de 0,5 ÎĽ de diámetro en cuyo interior se encuentran diferentes enzimas hidrolasas ácidas. Las membranas provienen del complejo de Golgi y su contenido enzimático es sintetizado en el RER. Estas enzimas están implicadas en la degradaciĂłn de proteĂnas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lĂpidos. De esta manera, su funciĂłn es la digestiĂłn. [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar Las enzimas necesitan un pH ácido de 5 para activarse y no atacan sus membranas debido a la alta glucosidaciĂłn de las proteĂnas que la conforman. De acuerdo con su estado funcional se denominan: • Primarios: son los reciĂ©n formados desde el aparato de Golgi y sus enzimas no están activas. • Secundarios: son aquellos en los cuales se encuentran el sustrato a degradar, proveniente de un fagosoma o vesĂcula fagocĂtica, pinocĂtica o autofágica, con el contenido enzimático del lisosoma primario; alcanzan el pH Ăłptimo, por lo tanto, están en plena degradaciĂłn. • Terciarios o cuerpo residual: son las sustancias no digeridas que permanecen un tiempo variable dentro de la cĂ©lula. Peroxisomas Son orgánulos membranosos, esfĂ©ricos, de 0,5 ÎĽm de diámetro que contienen enzimas oxidativas. Estas enzimas remueven el hidrĂłgeno de numerosas molĂ©culas orgánicas (purinas, aminoácidos) y lo combinan con el oxĂgeno para formar perĂłxido de hidrĂłgeno (H 2O2), compuesto extremadamente tĂłxico para las cĂ©lulas vivas. Su acumulaciĂłn en forma de radicales libres es una causa de envejecimiento celular. Otra de las enzimas, la catalasa, escinde el perĂłxido en agua y oxĂgeno. TambiĂ©n realizan la degradaciĂłn de los ácidos grasos de cadenas largas, proceso denominado oxidaciĂłn. Son productores de energĂa calĂłrica, a diferencia de las oxidaciones mitocondriales que producen energĂa quĂmica utilizable por los sistemas vivos (ATP). Las enzimas de los peroxisomas se sintetizan en ribosomas libres y la unidad de membrana se integra con lĂpidos cedidos por el REL y proteĂnas de ribosomas libres. VesĂculas con cubierta Son vesĂculas que se forman a partir de la membrana plasmática para el ingreso por endocitosis mediadas por receptores, es decir se forman cuando se realizan endocitosis especĂficas. En el lado citosĂłlico de la membrana, en regiones donde se encuentran los receptores especĂficos, se encuentra una proteĂna perifĂ©rica llamada clatrina. Al MEB estas regiones se observan deprimidas y se las denomina fositas o depresiones recubiertas. La clatrina, conjuntamente con los filamentos de actina posibilitan la formaciĂłn de una vesĂcula con cubierta y su posterior internalizaciĂłn en el citosol. Las vesĂculas que se forman a partir de estas depresiones llevan al receptor con su ligando especĂfico. A medida que la vesĂcula avanza en el citosol su cubierta de clatrina se desarma. Las vesĂculas endocĂticas pueden seguir dos caminos diferentes: A) Ser transportadas hacia otra regiĂłn de la membrana plasmática descargando su contenido nuevamente al exterior; este mecanismo se conoce como transcitosis y permite el transporte de macromolĂ©culas desde un espacio extracelular a otro, ej.: secreciĂłn de anticuerpos desde la sangre [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar hacia el flujo de la leche materna en los mamĂferos. B) Unirse a un lisosoma de dos maneras: I) Fusionarse con un lisosoma y que se produzca la degradaciĂłn tanto del ligando como de los receptores. II) Que el pH disminuya en el interior de la vesĂcula y se separe el ligando del receptor, formándose dos vesĂculas una lleva el receptor y es reciclada hacia la membrana plasmática y la otra lleva el ligando y se fusiona con un lisosoma 1Âş para su degradaciĂłn. El compartimiento en el cual se produce esta separaciĂłn se conoce como Endosoma. NĂşcleo Está limitado por la envoltura nuclear que analizada al MET está constituida por dos membranas concĂ©ntricas que juntas delimitan el compartimiento nuclear; entre ambas existe un espacio llamado perinuclear que se continĂşa con el lumen del retĂculo endoplasmático. Estas membranas se fusionan a nivel de los poros nucleares, sitios de comunicaciĂłn entre el compartimiento nuclear y el citosol. Estos poros presentan un diámetro aproximado de 100 nm, aunque la luz real del poro es estrecha y de aproximadamente 9 nm. El poro presenta una estructura compuesta por más de 100 proteĂnas distintas que se disponen en una simetrĂa octogonal y que, en su conjunto se denominan complejo del poro, este es muy selectivo en el intercambio nĂşcleo-citoplasma y viceversa. Podemos citar entre otros elementos que lo atraviesan para salir del nĂşcleo a los ARNm, ARNt, subunidades ribosomales y para entrar a las proteĂnas histĂłnicas, factores reguladores, transcripcionales y replicativos. La membrana externa es capaz de adherir ribosomas, mientras que la membrana interna en su cara nuclear se halla revestida por una lámina fibrosa de filamentos intermedios, solamente interrumpida a nivel de los poros, a ella se une la cromatina perifĂ©rica. Esta lámina nuclear participa en la forma y estabilidad del compartimiento nuclear. La forma del nĂşcleo es variada; segĂşn el tipo celular el nĂşcleo puede ser esfĂ©rico, elĂptico, lobulado, reniforme, regular o irregular; puede ocupar el centro celular o estar desplazado hacia la periferia. En cĂ©lulas secretoras, el nĂşcleo se ubica en el extremo opuesto al polo secretor. Su tamaño varĂa entre 3 a 20 ÎĽ dependiendo del tipo celular. Oskar Hertwig, hacia 1890, establece lo que se conoce como relaciĂłn nĂşcleo – citoplasma de la siguiente manera: Volumen nuclear RNC =............................................................ Volumen celular – Volumen nuclear [email protected] www.hospitalitaliano.edu.ar