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cell biology cell transport biological processes human biology

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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

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