Resumen de Células (PDF)

¿QUÉ ES UNA CÉLULA? 4. Captación y consumo de energía La célula (del latín cellula, diminutivo 5. Metabolismo de cella, "hueco“) es la unidad morfoló- 6. Actividad mecánica gica y funcional de todo ser viv...

¿QUÉ ES UNA CÉLULA? 4. Captación y consumo de energía La célula (del latín cellula, diminutivo 5. Metabolismo de cella, "hueco“) es la unidad morfoló- 6. Actividad mecánica gica y funcional de todo ser vivo. La célula es el elemento de menor tamaño que puede 7. Respuesta a estímulos considerarse vivo. 8. Autorregulación (mecanismos de La célula es la unidad anatómica, funcio- control interno) nal y genética de los seres vivos. La vida es la propiedad fundamental POSTULADOS DE LA TEORÍA CELULAR de las células y ellas son las unidades más pequeñas que muestran esta pro- Todos los seres vivos están compuestos piedad por células o por segregaciones de las mis- mas. Los organismos pueden ser (unicelu- CARACTERÍSTICAS GENERALES DE lares) o (pluricelulares). LAS CÉLULAS Todos los seres vivos se originan a través Membrana Plasmatica: Posee una estruc- de las células. Las células proceden de otras tura que las separa del medio que las rodea anteriores. ADN: Posee un material que guarda la in- Todas las funciones vitales giran en torno formación de sus características (material a las células o su contacto inmediato. La cé- genetico) lula es la unidad fisiológica de la vida. Cada Ribosomas: Poseen la estructura necesaria célula es un sistema abierto, que intercam- para expresar la información bia materia y energía con su medio. Las células contienen el material heredi- tario y también son una unidad genética. Esto permite la transmisión hereditaria de generación a generación. PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS CÉLU- LAS: 1. Complejidad y organización Tipos de Células: Procariotas y Eucariotas 2. Programa genético y recursos de aplicación 3. Reproducción (división celular)  CÉLULAS PROCARIOTAS: Bacterias (Reino Monera) Partes ▪ Pared celular ▪ Membrana plasmática ▪ Citoplasma sin organelos ▪ Nucleoide con material genético ▪ Ribosomas 70 S Pared Celular ▪ Otras estructuras Por fuera de la membrana plasmática Principal característica: Ausencia de en- Rígida. Sirve de protección voltura nuclear Formada por polisacáridos, lípidos y pro- teínas Estructura más importante: peptidoglu- cano Es acelulósica Porinas: proteínas que forman canales para la difusión de solutos Sirve para clasificar a las bacterias en Gram ( + ) y Gram ( - ) Los MICOPLASMAS son los procariotas que carecen de pared celular. Son los seres vivos más pequeños que existen.  MEMBRANA PLASMATICA Pared de bacterias Gram (+): Por dentro de la pared celular Formada por lípidos y proteínas (estruc- tura lipoproteica) Posee las enzimas de la cadena respirato- ria y las enzimas fotosintéticas Emite prolongaciones hacia el citoplasma denominados mesosomas Entre la pared celular y la MP se encuentra el espacio periplásmico Tienen una gruesa capa de peptidoglicano CITOPLASMA y ácido teicoico Carece de organelas Pared de bacterias Gram (-): Contiene al material genético en una re- gión denominada nucleoide Contiene ribosomas 70 S Material genético: cromosomas El cromosoma bacteriano es una molécula de ADN circular bicatenario no asociado a proteínas (ADN desnudo) Ribosomas bacterianos Membrana externa: formada por lipopoli- Formados por ARNr y proteínas sacáridos (LPS). Contiene poros. Función: síntesis proteica Una capa fina de peptidoglicano Ribosomas 70 S Subunidad menor: 30 S Algunas bacterias están rodeadas por una Subunidad mayor: 50 S capa de material viscoso por fuera de la pa- red, denominada GLUCOCÁLIX. Está for- mada por polisacáridos (carbohidratos). Cuando está bien organizada se le deno- mina CÁPSULA. Otras estructuras Son cortos, delgados y más numerosos Flagelo que los flagelos. Función: adherencia a superficies, conju- gación. Estructura proteica para la locomoción Formado por la proteína flagelina Plásmido ADN circular extracromosómico Le da resistencia a las bacterias frente a los antibióticos Puede pasarse de una bacteria a otra por el mecanismo de conjugación a través de los pillis Las bacterias se dividen por FISIÓN BI- NARIA (división asexual) El ADN se duplica y a partir de la pared celular se forma un septo que separa a la célula en dos células hijas. Pillis Son filamentos no helicoidales formados por la proteína pilina.  EUCARIOTAS 4 reinos: Protista, Fungi, Vegetal y Animal Partes Pared celular (en vegetales y hongos) Pared Celular Membrana plasmática Sólo en vegetales y hongos Núcleo rodeado por envoltura nuclear Rígida. Sirve de protección Citoplasma con organelos Estructuras más importantes en vegetales: celulosa y lignina Estructura más importante en hongos: quitina Plasmodesmos: canales para la difusión de proteínas solutos Cromatina (cromosoma) = ADN + proteí- nas Membrana Celular La célula humana posee 46 cromosomas Formada por lípidos y proteínas (estruc- (n° diploide tura lipoproteica). También posee carbohi- Nucleolo dratos. Generalmente único Separa a la célula del medio externo Formado por fibras de cromatina agrupa- Regula la entrada y salida de solutos (endo- das citosis y exocitosis) No está rodeado por membrana En vegetales y hongos está reforzada por la pared celular Funciones: síntesis de ARNr y ensamblado de las subunidades ribosómicas En animales está rodeada por la cubierta celular (glucocáliz) rica en carbohidratos Citoplasma NÚCLEO CELULAR: Contiene organelas membranosas y no membranosas y algunas inclusiones Partes: Las organelas membranosas delimitan 2 Envoltura nuclear (carioteca): compartimientos: el citosol y el espacio lu- ▪ Membrana nuclear externa minal ▪ Membrana nuclear interna Organelas Membranosas: Sistema en- ▪ Espacio intermembrana domenbranas ▪ Lámina nuclear Componen el SEM ▪ Complejo del poro nuclear Retículo endoplásmico (liso y rugoso) Complejo de Golgi Nucleoplasma: Lisosomas Nucléolo Endosomas Matriz nuclear Envoltura nuclear Cromatina (eucromatina y heterocroma- ESPACIO LUMINAL: parte del citoplasma tina). Es el material genético. que queda dentro del SEM Material genético: cromosomas CITOSOL: parte del citoplasma que queda Cada cromosoma consta de una molécula por fuera del SEM de ADN lineal bicatenario asociado a  Componentes: microtúbulos, microfila- mentos y filamentos intermedios Celulas Animales: centríolos y no poseen pared Células vegetales: Cloroplastos y pared celular Citosol Es la parte del citoplasma que queda por fuera de las organelas membranosas. Las células eucariotas se dividen por CONTENIDO DEL CITO- MITOSIS y MEIOSIS SOL Mitosis: División celular en la cual se man- Citoesqueleto tiene el número de cromosomas A partir de una célula se originan dos célu- Centrosoma y centríolos las hijas Ocurre en células somáticas Ribosomas 80 S MEIOSIS Inclusiones División celular en la cual se reduce el nú- mero de cromosomas a la mitad A partir de una célula se originan cuatro Centríolos células hijas mediante dos divisiones suce- Estructuras microtubulares sivas Relacionadas con la división celular Ocurre en células germinativas Se encuentran en los centrosomas Sólo en células animales Citoesqueleto Estructura proteica Funciones: sostén, motilidad, división  Tienen pared celular: El eje de cilios y flagelos se denomina AXO- Procariotas: peptidoglucano NEMA y está formado por microtúbulos (disposición 9 + 2 Vegetales: celulosa Hongos: quitina El ADN eucariota puede ser: Nuclear Mitocondrial Por tanto, hay ADN en el núcleo y en el ci- toplasma. Ribosomas: Procariotas: 70 S Eucariotas: 80 S (también hay 70 S en mi- tocondrias) Células vegetales: Cloroplastos + pared Células animales: Centríolos y no hay pa- red  Finalmente los virus dañan a las células por alteraciones de la permeabilidad de la membrana plasmática, por inhibición de la síntesis de ácidos nucleicos y de la síntesis proteica. El ARN induce la presencia de surcos en las proteínas dándole al virus del ARN una forma poliédrica, mientras tanto el virus La forma del virus depende de la organiza- del ADN da formas mas suaves a las super- ción de las subunidades proteicas que con- ficies de la Capside, tendiendo a formar los tiene la capside y pueden ser helicoidales o virus del ADN forma esférica. poliedricas Las subunidades proteicas se llaman cap- En el momento que el virus se replica den- someros y forman la llamada Capside tro del huésped los virus con ADN sintetiza Existen virus que atacan a todos los tipos sus componentes de la misma manera que de células e incluso a bacterias estos reci- las células con ADN. Sin embargo lo virus ben el nombre de Bacteriófago con ARN necesitan de una enzima llamada trancriptasa inversa que posibilita la repli- Los virus no pueden reproducirse por sí cacion del ARN en sentido 3` - 5` para po- mismos. der sintetizar asi su material Contienen la información genética pero no la maquinaria necesaria para poder reproducirse (necesitan la materia prima y ▪ Puede liberarse sin destruir a la cé- las enzimas de la célula que infectan). lula INFECCIÓN LÍTICA ▪ El ADN viral se introduce a la célula huésped sin unirse al ADN celular ▪ Reorienta a la maquinaria celular a sintetizar las partes del virus ▪ La célula se llena de virus y revienta ▪ Produce destrucción de la célula INFECCIÓN LISÓGENA ▪ El ADN viral se introduce a la célula huésped y se une al ADN celular (provirus) ▪ Tiene efectos variables sobre la cé- lula ▪ Puede provocar la lisis celular ▪ Puede malignizar a la célula  FUNCIONES DE LA MEMBRANA Cómo las moléculas de colesterol afectan la fluidez? Fluidez De la membrana DEPENDE Los lípidos de la membrana pueden encontrarse en una fase sólida cristalina o en una fase líquida Encima de la temperatura de transición: dependiendo de la temperatura DISMINUYEN LA FLUIDEZ, ya que al interac- La temperatura a la cual ocurre el cambio de es- tuar con los ácidos grasos disminuyen la mo vili- tado se denomina TEMPERATURA DE TRANSI- dad de los mismos CIÓN. Debajo de la temperatura de transición Altas temperaturas: estado líquido (fluidez) AUMENTAN LA FLUIDEZ, ya que impiden el Bajas temperaturas: estado sólido (viscosidad apretado empaquetamiento de los fosfolípidos entre sí. Cuanto mayor sea la fluidez de la membrana mayor será la movilidad de los componentes de la Por tanto, las moléculas de colesterol crean una misma. situación de FLUIDEZ INTERMEDIA. La fluidez permite a las membranas cumplir con sus funciones. La fluidez de la membrana depende de: 1. Temperatura El colesterol mantiene la fluidez cuando dismi- nuye la temperatura. 2. El grado de insaturación de los ácidos grasos El colesterol también disminuye la permeabili- (el contenido de dobles enlaces, principal- dad de la membrana. mente cis) Las células tienen la capacidad de regular la 3. La longitud de la cadena hidrocarbonada de fluidez de su membrana ante condiciones varia- los ácidos grasos bles controlando el tipo de fosfolípidos que la constituye. 4. Colesterol Cuando disminuye la temperatura: Mayor temperatura: mayor fluidez Mayor grado de insaturación: mayor fluidez Se desaturan enlaces simples para formar do- Ácidos grasos de cadenas cortas: mayor fluidez bles enlaces (enzima que participa: desaturasa) Se transfieren AG de un fosfolípido a otro me- diante aciltransferasas. Participan fosfolipasas y aciltransferasas Es la diferencia de concentración que existe en- Se sintetizan nuevos fosfolípidos con AG insatu- tre 2 compartimientos separados por una mem- rados brana. Los solutos tienden espontáneamente a mo- Desaturación – transferencia – síntesis = Son verse A FAVOR DE SU GRADIENTE, desde el sitio mecanismos de adaptación ante situaciones ad- de mayor concentración al de menor concentra- versas. ción hasta que se establezca el equilibrio. PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA El movimiento de solutos a favor del gradiente se denomina transporte pasivo, en tanto que el La membrana es permeable a ciertas sustancias movimiento en contra del gradiente se denomina e impermeable a otras, se dice entonces que la transporte activo. membrana es SEMIPERMEABLE, es decir, posee PERMEABILIDAD SELECTIVA. El transporte de solutos se puede realizar direc- tamente a través de la bicapa lipídica o a través de proteínas especializadas (canales o permeasas) y puede o no requerir energía. DIFUSIÓN Es un proceso espontáneo mediante el cual una El movimiento pasivo de solutos siempre ocurre sustancia se desplaza desde una región de con- en ambas direcciones (de A a B y de B a A), pero centración elevada a otra de menor concentra- predomina en una dirección. ción. Se elimina la diferencia de concentración entre Al flujo resultante se le denomina FLUJO NETO. ambas zonas. Indica que el movimiento de sustancias al inte- rior de la célula (flujo interno) y hacia afuera de La difusión es impulsada por el energía prove- la misma (flujo externo) no está en equilibrio, niente del movimiento cinético normal de las sino que uno excede al otro. moléculas. GRADIENTE  TIPOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PASIVO Sin gasto de energía A favor del gradiente Bidireccional Difusión simple Difusión simple a través de la bicapa lipídica Difusión simple a través de canales acuosos(os- mosis) La permeabilidad de la bicapa lipídica a los solu- tos depende de la naturaleza química y del ta- Difusión facilitada maño de los mismos. Difusión facilitada por proteínas transportado- La bicapa lipídica es permeable a ras Moléculas apolares pequeñas: O2, N2, CO2 (ga- TRANSPORTE ACTIVO ses) Con gasto de energía Moléculas apolares de mayor tamaño: ácidos En contra del gradiente grasos, esteroides Unidireccional Moléculas polares pequeñas: H20, urea, glicerol Siempre está mediado por proteínas transpor- tadoras Estas moléculas atraviesan directamente la mem- Transporte activo primario brana con gran velocidad. Transporte activo secundario La bicapa lipídica es impermeable a: Difusión simple: a través de la bicapa Moléculas polares de mayor tamaño: monosa- Difusión facilitada: a través de canales acuosos y cáridos (glucosa), AA a través de proteínas transportadoras Moléculas cargadas: iones Na, K, Ca, Cl Transporte activo Estas moléculas necesitan mecanismos especiales para atravesar la membrana. DIFUSIÓN SIMPLE: Sin gasto de energía A favor del gradiente Bidireccional (existe flujo neto) Difunden directamente a través de la membrana Moléculas apolares pequeñas: O2, N2, CO2 (ga- ses) Moléculas apolares de mayor tamaño: ácidos gra- sos Moléculas polares pequeñas: H20, urea, glicerol Estas moléculas pasan por los espacios entre los fosfolípidos. El paso del agua a través de la membrana se de- nomina ÓSMOSIS. Requisito para la ósmosis: membrana semi- permeable (deja pasar al agua pero no a los solu- Existen proteínas que transportan agua a través tos) de la membrana. Se llaman ACUAPORINAS. La presencia de solutos no difusibles induce la ós- DIFUSIÓN FACILITADA mosis del agua hacia el sitio de mayor concentra- A través de canales acuosos (canales iónicos) ción de solutos. Sin gasto de energía “LOS SOLUTOS ATRAEN AL AGUA” A favor del gradiente Bidireccional (existe flujo neto) Canales iónicos Proteínas integrales Politópicas (múltiple paso) Específicas para su ión Bidireccionales Conformaciones (abierta o cerrada) No se saturan Mueven iones a favor del gradiente Importante: los iones se mueven en ambas di- recciones, pero el flujo neto depende del gra- diente electroquímico Los segmentos S4 detectan los cambios en el 3 tipos de canales iónicos (según el mecanismo voltaje y los segmentos S6 se doblan y se separan de apertura) para abrir el canal. Canales iónicos operados por voltaje En la bisagra (la parte que se dobla) se encuen- tran los AA PRO – VAL – PRO Canal de potasio Canal de sodio Conformaciones del canal: abierta, cerrada, Canal de calcio inactivada Su conformación depende de la diferencia de carga iónica a ambos lados de la membrana Canales iónicos operados ligandos: Receptor nicotínico de acetilcolina (nAchR) Su conformación depende de la unión de una molécula específica (ligando) intracelular o extra- celular Canales iónicos operados mecánicamente Su conformación depende de fuerzas mecánicas (estiramiento, movimiento) El canal se abre debido al cambio en el voltaje a ambos lados de la membrana. La unión de 2 moléculas de Ach determina la apertura del canal y permite el ingreso de iones sodio al interior de la célula. Proteínas transportadoras (permeasas o ca- rriers) Sin gasto de energía A favor del gradiente Bidireccional (existe flujo neto) Mediada por proteínas transportadoras Proteínas integrales Politópicas (múltiple paso) Específicas Se saturan (tienen V máxima) Bidireccionales Sufren cambios de conformación Mueven sustancias a favor del gradiente Se transportan por DF: Monosacáridos (glucosa) Aminoácidos Transportador de glucosa: 5 tipos (isoformas): GLUT 1 a GLUT 5 Las células que responden a la insulina tienen GLUT 4 GLUT 4 se encuentra normalmente en el cito- plasma almacenado en vesículas Sólo cuando existe insulina sale a la MP Difusión facilitada de la glucosa La glucosa se une a su proteína transportadora (GLUT) hacia el lado extracelular La proteína cambia de conformación Se libera la glucosa hacia el interior de la célula En el hígado y en el músculo este transporte de- pende de la insulina.  Unidireccionales Sufren cambios de conformación Mueven sustancias en contra del gradiente En el TA primario la energía deriva directamente de la hidrólisis del ATP o de otro fosfato de alta energía. El exceso de glucosa en sangre (hiperglucemia) ALGUNOS EJEMPLOS estimula la liberación de INSULINA por el pán- Bomba de protones ( H/K ATPasa) creas Bombas de Calcio La insulina desencadena una serie de reacciones Glucoproteina P ( p-170) en el interior de la célula cuyo efecto es llevar a Bomba de sodio/potasio los transportadores de glucosa a la MP y así favo- Bomba de Sodio – Potasio - ATPasa: recer la difusión facilitada de la glucosa. Tetrámero (4 subunidades): 2 alfa y 2 beta 3 sitios de unión a sodio en el lado citosólico 2 sitios de unión a potasio en el lado extracelu- lar Un sitio de actividad ATPasa en el lado citosó- lico TRANSPORTE ACTIVO: Con gasto de energía En contra del gradiente Unidireccional Mediada por proteínas transportadoras Primario (bombas Ouabaína: compite por los sitios de unión al po- tasio (inhibidor competitivo) Transporta 3 iones sodio al exterior en contra de su gradiente y 2 iones potasio al interior en contra de su gradiente. Proteínas integrales Politópicas (múltiple paso) Específicas  3. La hidrólisis de ATP abre el canal con la consiguiente salida de cloro al exterior Es una bomba electrogénica (crea un gradiente de cargas a través de la membrana) Canal de cloro (RTFQ): Regulador de conductan- cia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR Mutaciones en el gen que codifica el canal de en inglés) cloro causa la fibrosis quística. Mutación más frecuente: ∆F 508 (se afecta el Monomero con 5 dominios codón que codifica FEN) 2 dominios transmembrana (con 6 segmentos La proteína resultante carece de esa FEN en el cada uno) que forman un canal dominio DUN y el canal no funciona 2 dominios de unión a nucleótidos (DUN) hacia el interior 1 dominio regulador (R) hacia el interior (con- tiene residuos de serina) Transporte activo secundario Cotransporte: cuando los iones de sodio son Es un canal de cloro regulado por AMPc, no es un transportados fuera de las células mediante transportador transporte activo primario, se suele desarrollar un gran gradiente de concentración de sodio. Este Mecanismo de apertura del canal gradiente representa un deposito de energía, esta 1. AMPc activa a PKA que fosforila las SERINAS energía de difusión de sodio puede arrastrar a del dominio regulador (R) y éste cambia de otras sustancias junto con el a través de la mem- conformación brana celular. 2. El cambio de conformación facilita el enlace de los ATP a los DUN  Sistemas de cotransporte: Sodio-glucosa Sodio-aminoácidos Sodio-potasio-2 cloruros Otros sistemas son: el cotransporte de iones yodo, iones de hierro e iones de urato. Contratransporte de iones de calcio con iones de sodio. Otros mecanismos son el contratransporte de io- nes cloruro por bicarbonato. Transporte activo a través de laminas celulares TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS Endocitosis y Endocitosis SISTEMA ENDOMENMBRANAS Citoplasma Tanto las células vegetales como las animales, presentan un complejo sistema laberíntico de tú- bulos, vesículas y sacos aplanados constituidos por membranas comunicados entre sí.  La superficie de las MI puede ser hasta 50 veces mayor que la MP. Cada compartimiento presenta una estructura propia, dotacion enzimática y funciones que lo caracterizan. Los organoides son responsables de las fun- ciones celulares vitales. Sistema vacuolar citoplasmático Sistema de endomembranas Equivalencia topológica La cara interna de la membrana plasmática y la superficie externa de los organoides endomem- branosos son topológicamente equivalentes. Organelas que lo constituyen Envoltura nuclear o carioteca Retículo endoplasmático rugoso o granular Las endomembranas están formadas por una bi- Retículo endoplasmático liso o agranular capa lipídica de 5-6 nm, que posee proteínas Complejo, cuerpo o aparato de Golgi transmembranosas, proteínas intrínsecas y ex- Gránulos o Vesículas secretorias trínsecas expuestas hacia una y otra cara. Lisosomas Los oligosacáridos de membrana se proyectan Endosomas hacia el exterior celular y hacia las cavidades del Pese a estar limitados por membranas, no son sistema endomembranoso. considerados componentes del sistema vacuolar: Mitocondrias Cloroplastos RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO Peroxisomas Cada membrana presenta dos caras: La cara citoplasmática o citosólica La cara luminal, endovacuolar o extracelular. Sinónimo: Retículo endoplasmático granular. Neuronas  Ubicación: En el ergastoplasma (área basófila); Ribosomas continuando a la envoltura nuclear Riboforinas I y II Función: Síntesis y segregación de proteínas no Cara interna: citosólicas (MP, ME y SEM) Dolicol fosfato Distribución: Peptidasa señal Más desarrollada en células que secretan proteínas Ribosomas Células pancreáticas; Hepatocitos Menos desarrollada en células que se dividen con rapidez Células embrionarias y cancerosas Eritroblastos (por su síntesis de hemoglobina) Constitución Polirribosomas o Polisomas Sacos aplanados mas o menos paralelos cubiertos en su cara externa por ribosomas. Cisternas aplanadas, paralelas, cubiertas de ri- bosomas, que ocupan las regiones basales y later- ales de la célula. Conectadas entre sí y con la carioteca. Poseen una doble membrana lipídica con una luz, en el cual se va acumulando las proteínas que se van sintetizando Dependiendo del destino que deben seguir, las proteínas se dividen en 2 grupos: Cara externa: Proteínas que nacen en el citosol sin péptido se- ñal en el extremo N: Se sintetizan totalmente en el CITOSOL Proteínas que nacen en el citosol con péptido se- ñal en el extremo N: La síntesis se detiene y la proteína es transportada a la membrana del RER. Posteriormente continúa la síntesis “DESTINO INICIAL Las proteínas que se sintetizan totalmente en el CITOSOL pueden: Permanecer en el citosol como residentes per- manentes. Ej: proteínas del citoesqueleto, enzi- mas de la glucólisis Ser destinadas a otros sitios: núcleo, mitocon- drias, cloroplastos o peroxisomas Recordar… Las proteínas que se unen al RER pueden: La síntesis de todos los péptidos a partir del ARNm correspondiente comienza siempre en ri- Permanecer en el RER bosomas libres en el citosol. Pasar del RE al CG Del CG ser destinadas a: LIS, MP o la MEC El polipéptido naciente crece a través de un surco o túnel en la subunidad mayor del ribosoma li- bre. Péptido señal: secuencia especial constituido por alrededor de 10 aminoácidos hidrofóbicos local- izado cerca del extremo N-terminal de la cadena polipeptídica en formación. PRS: complejo ribonucleoproteico constituido por unos 6 polipéptidos unidos a una molécula de ARN de unos 300 nucleótidos, que pertenece al tipo del ARN soluble citoplasmático 7S (ARN 7S). Proteínas con péptido señal en el extremo N: Deben ser destinadas al RER El destino depende de la “marca” que posea la proteína ESQUEMA DEL TRÁFICO DE PROTEÍNAS P P É R RÉ- CÉ É Desprendimiento del péptido señal A medida que la síntesis proteica progresa, la cadena peptídica va penetrando a través de la El péptido señal no está presente en las membrana del RER. proteínas definitivas sintetizadas en el RER. Al detectar una secuencia especial de tres Aa, La peptidasa señal (ubicado en la cara luminal uno de los cuales es la asparagina, la enzima oli- de la membrana del RER) remueve el péptido se- gosacariltransferasa le transfiere al péptido, en ñal. bloque, un oligosacárido pre sintetizado de 14 Los polipéptidos que todavía poseen la señal en monosacáridos (siempre el mismo), que va a el interior del RER se denominan preproteínas quedar unido al grupo –NH2 de la asparagina. Las moléculas que ya se han desprendido de su Es sintetizado en el RER y permanece unido al péptido señal, pero son precursores (es decir, poliisoprenol dolicol fosfato. deben modificarse y acortarse para poder ser Posee 2 moléculas de N-acetilglucosamina, 9 de funcionales) se denominan proproteínas manosa y 3 de glucosa. Las moléculas precursoras que todavía man- Éste puede ser modificado en el RER o el apa- tienen su péptido señal se denominan prepropro- rato de Golgi teínas Núcleo pentasacárido o núcleo del oligosacárido: 2 N-acetilglucosamina y 3 manosas. Translocación de las proteínas Pueden ser: Cotraduccional: En donde la translocación está acoplada con la traducción (es decir, se produce simultáneamente con la síntesis proteica) Postraduccional: Las proteínas son translocadas después de haber sido sintetizadas por completo en ribosomas libres en el citosol. Escorbuto Y las bacterias… las síntesis de proteínas de ex- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO portación se realiza en… Sinónimo: El RER sintetiza glucoproteínas Retículo endoplasmático agranular Retículo sarcoplasmático (en el músculo) Ubicación: continua a la membrana del RER Funciones: Síntesis de lípidos  Síntesis de esteroides plasmalema. Destoxificación Síntesis de esteroides Movilización de glucose El REL interviene en la síntesis de colesterol a Almacenamiento y liberación de calcio partir de acetato. Luego el colesterol va a las mitocondrias donde Distribución: se le remueve una de sus cadenas laterales para Más abundante en: Células adiposas y sebáceas convertirlo en pregnenolona. (por los lípidos); Células endocrinas (por las hor- La pregnenolona (precursor de todas las hor- monas esteroideas); Ovario – Testículo – Su- monas esteroideas) va de nuevo al REL donde se prarrenal; Células hepáticas (por la destoxifi- sintetiza a partir de ella las hormonas es- cación y movilización de glucosa); Células mus- teroideas. culares (por el almacenamiento y liberación de Andrógenos, estrógenos, progesterona o corti- calcio) coides suprarrenales. Destoxificación: inactivación de drogas El objetivo es transformar las drogas liposolu- bles en compuestos ionizados hidrosolubles posi- bles de ser eliminados rápidamente del organ- ismo. Principalmente por la orina Cumple dos etapas sucesivas: Fase I: Oxidación de la droga (fase más im- portante) Las enzimas involucradas componen el llamado Constitución sistema oxidativa de función mixta (oxidasas) Sistema laberíntico de túbulos irregulares, ram- Flavoproteínas (citocromo c reductasa o ificados y anastomosados citocromo b5 reductasa) Con una doble membrana, ya que es contin- Hemoproteínas ( citocromo P450 o b5) uación del RER Fase II: Conjugacion Unir a las drogas ya oxida- Síntesis de lípidos das con moléculas hidrofílicas que inactivan la droga El REL posee enzimas capaces de sintetizar lípidos (especialmente fosfolípidos), que luego Las enzimas involucradas son las transferasas. quedan inmersos en la mitad citosólica de la bi- Ej.: capa. Glucuroniltransferasa Los translocadores fosfolipídicos o “flipasas” se Sulfotransferasa encargan de mover los fosfolípidos desde la cara citosólica a la luminal. Movilización de Glucosa El REL también posee enzimas responsables en la biosíntesis de triglicéridos. Cuando existe necesidad de glucosa, las reservas hepáticas de este monosacárido almacenadas El REL sintetiza los lípidos de membrana de todas las organelas intracelulares e incluso de la como inclusiones de glucógeno son movilizadas hacia la sangre. Comprende varios pasos sucesivos 1º Paso: Glucogenólisis El Glucógeno es escindido por la enzima Glucógeno fosforilasa (en las envolturas de los glucosomas) para producir glucosa 1-fosfato Ocurre en todas las células y es independiente del REL. CITOSOL Sinónimo: no tiene 2º Paso: Ubicación: Entre el retículo endoplasmático y la membrana La Glucosa 1-fosfato es transformado por la en- plasmática zima Fosfoglucomutasa (en el citosol) en glucosa En relación estrecha con el centrosoma (-) 6-fosfato Funciones: 3º Paso: Desfosforilación Glucosidación definitiva de glucoproteínas y Desfosforila la Glucosa 6-fosfato por la enzima glucolípidos Glucosa 6-fosfatasa (en la membrana del REL) Segregación y guía de los productos hacia sus destinos finales (por medio de los microtúbulos) Almacenamiento y liberación de calcio Selección, concentración y empaquetamiento de La concentración citosólica de calcio es unas enzimas constituyentes de los lisosomas primar- 4000 veces menor que en el medio extracelular ios Se debe a dos mecanismos: Bombas de Calcio (ATPasa Ca2+) a nivel de: Membrana plasmática Membrana del REL Compartimiento secuestrador de calcio Calciosomas Calmodulina COMPLETO DE GOLGI El Aparato de Golgi modifica las proteínas, las clasifica y las dirige a su destino. Camilo Golgi describió una estructura reticular en las células nerviosas a la que denominó “apa- rato reticular interno” y ahora lleva su nombre. Presente en todas las células nucleadas  Los dictiosomas son estructuras polarizadas Cara cis, proximal o formadora, convexa y más Constitución cercana a la envoltura nuclear. Cara trans, distal o en vías de maduración, cón- Organela membranosa que está constituida por cava, que rodea a la región que contiene vesículas la superposición a modo de pila de platos, de cis- grandes. ternas discoidales (subunidades) denominadas dictiosomas. Este nombre fue acuñado por Per- Dirección cis-trans. Es unidireccional roncito Estos dictiosomas carecen de ribosomas y están constituidos por: Sacos aplanados Grupo de vesículas de unos 60 nm Grandes vacuolas Las cisternas del Golgi se disponen en pilas par- alelas, separadas pon un espacio ocupado por el citosol de 20 a 30 nm. A menudo las cisternas adoptan una organi- zación curvada, con una cara convexa y otra cón- cava. Su número varia entre 3 y 7. Glucosilación La mayor parte de las enzimas características del Golgi están relacionadas con la remoción y trans- ferencia de monosacáridos a los oligosacáridos de los precursores de glucoproteínas_ es decir, son Glucosiltransferasas_ para formar la glucopro- teínas maduras. Sialil transferasa  Galactosil transferase Función: Digestión de material intracelular o pro- N-acetilglucosaminil transferase veniente del exterior. Galactosil-N-acetilglucosamina transferase 1. Digieren alimentos y otros materiales incorpo- También se pueden agregar grupos fosfato, sul- rados por endocitosis. fato o ácidos grasos. En el Golgi se originan proteoglucanos, gan- 2. Digieren partes de las células por el proceso de gliósidos y otros glucoesfingolípidos. autofagia. Secreción de proteínas por la célula 3. Digieren material extracelular por medio de enzimas que liberan en el medio circundante. El RE y el aparato de Golgi intervienen direc- tamente en la síntesis, transporte y liberación de las macromoléculas que serán excretadas por la célula. Secreción constitutiva: la producción proteica es continua y el producto se descarga apenas es elaborado. El colágeno, las inmunoglobulinas y proteínas séricas del hígado. Secreción facultativa: la síntesis es más o menos continua, pero el producto secretorio es almace- nado en el citoplasma en gránulos especiales que nunca son exocitados en ausencia de un estimulo específico (neurotransmisor, ion, hormona). Ej. Células adenohipofisarias, neuronas mastocitos. LISOSOMAS Todas las células eucarióticas contienen lisoso- mas Ubicación: Aleatoriamente en el citoplasma  Lisosoma secundario: se forma cuando el li- sosoma primario se fusiona con un endosoma Heterofagosoma o vacuola digestiva: aparece después de la fagocitosis o la pinocitosis de mate- rial extraño. Cuerpos residuales: resultan de una digestión incomplete Vacuola autofágica o citolisosoma (auto- fagosoma): contiene partes celulares en vías de digestión. Microautofagia. Crinofagia Enzimas lisosómicas Son sintetizadas en los ribosomas del RER Luego son dirigidos al complejo de Golgi donde se seleccionan y se empaquetan en vesículas para Características formar los lisosomas Organelas membranosas que tienen un alto con- Procesos que se llevan a cabo: tenido de enzimas hidrolíticas (hidrolasas ácidas) 1º Paso: Síntesis de las enzimas lisosómicas por Posee una cubierta interna de oligosacáridos es- los ribosomas del RER peciales que le hace resistente a las enzimas que 2º Paso: Las enzimas son dirigidos a la región contiene Cis-Golgi Todo el proceso de digestión intracelular se real- 3º Paso: En este lugar se fosforila la manosa en el iza dentro de los lisosomas. carbono 6 Posee un pH ácido de aproximadamente 5 4º Paso: Se unen a un receptor proteico unido a Son muy polimorfos las membranas del Golgi Tipos de lisosomas 5º Paso: Se dirigen a la región Trans-Golgi donde se les remueve la Man6P por hidrólisis Lisosoma primario: 6º Paso: Se empaquetan en vesículas que poseen Se desprende de la región TRANS Golgi interiormente una cubierta de oligosacáridos Contiene solo una parte de las enzimas hidrolí- ticas 7º Paso: Se desprenden del complejo de Golgi desde su porción Trans-Golgi  Digestión lisosómica Proteínas: Son degradados hasta el estado de dipéptido que luego atraviesa la membrana del lisosoma y es degradado en el citosol a aminoácidos Hidratos de Carbono: Se hidrolizan hasta monosacáridos y liberados de los lisosomas; excepto algunos disacáridos (ej.: sacarosa) y polisacáridos (ej.: celobiosa, inulina o dextrano) Econtramos a nivel de la membrana mitocondrial interna CITOSOL Cardiolipina En el citosol se produce la mayor parte de las Enzimas de la fosforilación oxidative funciones citoplasmáticas. ATP sintetasa En él se encuentran numerosas macromolécu- Complejo enzimático piruvato deshidrogenasa las, enzimas, ribosomas, la trama del Citoesque- leto y un número variable de cuerpos de inclu- citoplasma sión o inclusiones citoplasmáticas. La matriz citoplasmática contiene, agua, iones, Sistema vacuolar o Matriz citoplasmática endomembranoso o citosol metabolitos de bajo peso molecular y macromolé- culas. Verdadero medio Componentes interno de la célula No forman parte de Rellena todos los él espacios Inclusiones citoplasmáticas  Cristales de Proteínas Función desconocida Melanina Pigmento castaño oscuro Se encuentran en piel, ojo y leptomeninges de mamíferos Las células que la sintetizan se denominan me- Inclusiones lanocitos a partir de tirosina en los melanosomas (vacuolas provenientes del aparato de Golgi) Acumulación de cantidades de macromol Glucógeno Glicosomas El glucógeno es la forma intracelular de almace- Gránulos de Glucógeno namiento de glucosa en las células animales. En hepatocitos y células musculares Datos a considerar: Reserva de energía de las células Enfermedades: Glucogenosis Glucogenogénesis: Formación de glucógeno a partir de unidades de Glucosa. Gotitas de Grasa Reserva de energía Gluconeogénesis: Formación de glucosa a partir Se encuentra en: de unidades no glucosídicas. En hepatocitos y células musculares estriadas Glucogenólisis: Degradación de glucógeno para la Adipocitos: Gran gota de grasa obtención de Glucosas. Glándula mamaria en actividad La provisión energética de las células depende Inclusiones cristalinas de la captación de glucosa para su degradación En las células de Sertoli y de Leydig (testículo). metabólica en la vía de la glucólisis anaerobia. Urato: en el núcleo de los hepatocitos del perro. Ferritina: forma intracitosólica de hierro. Cuando la disponibilidad de glucosa es elevada Tapetum lucidum: del ojo de animales de hábi- se sintetiza glucógeno. tos nocturnos. El glucógeno es un polímero ramificado. PIGMENTOS Glucogeno-génesis Colorantes elaborados por la célula o del exte- rior Lipofuscina: Marrón Fosfolípidos Pigmento de desgaste Inclusiones de lipofuscina o lipocromo Aumenta la cantidad con la edad Estadios finales de la desintegración en vacuo- las autofágicas  MICROTUBULOS Son estructuras universalmente presentes en el citoplasma de los eucariotas. Las primeras observaciones de lo que hoy sabe- mos que son microtúbulos individuales fueron realizadas en 1953 por De Robertis y Franchi. Diámetro: 20 – 25 nm Proteínas constituyentes: 85 % por Tubulina 15% por MAPs (Proteínas microtubulares aso- ciadas) Carácter: polar CONSTITUICIÓN La tubulina es un dímero de tubulina alfa y beta La unión de varios de ellos en serie forman los protofilamentos La unión de 13 protofilamentos en paralelo en forma de una circunferencia constituyen los mi- crotúbulos CITOESQUELETO Nucleación Nacen en los COMTs (Centros organizadores de microtúbulos). Componentes del citoesqueleto: Centrosoma o diplosoma Microtúbulos Cinetosoma o cuerpo basal Filamentos intermedios: Para ello se necesita a la tubulina gamma Microfilamentos o filamentos de actina Es más lento que el proceso de elongación  El extremo que queda hacia el COMT es el me- nos; y el que se dirige hacia la periferia es el ex- tremo plus. La b SE HIDROLISA ELONGACIÓN Es necesaria la presencia de 2 GTP y 1 Mg El extremo de crecimiento rápido es el más (plus) y el de crecimiento lento es el menos (mi- nus) Inestabilidad dinámica: es un conjunto de varia- ciones que se producen continuamente e impli- can rápidos cambios de polimerización despoli- merización de los microtúbulos. Depende del agregado tubulina unido a dos mo- léculas de GTP (una en la tubulina alfa y la otra Drogas que interfieren la polimerización y en la beta) despolimerización Impiden la polimerización Alcaloide Colchicina o colcemid (se utiliza en la realización del cariotipo) Alcaloide de la Vinca Vinblastina; Vincristina Impiden la despolimerización Taxol MAPs Son proteínas que estabilizan las relaciones de los microtúbulos entre sí, así como las de éstos con los demás componentes celulares. En las neuronas MAPs de alto peso molecular ORGANOIDES MICROTUBULARES MAP 1 en axones y dendritas Centrosoma o diplosoma, o centro celular. MAP 2 en dendritas Cinetosoma o cuerpo basal MAPs de bajo peso molecular Cilios Proteínas τ (tau) en axones En la enfermedad de Alzheimer las fosfatasas Flagelos encargadas de desfosforilar las proteínas tau es- CENTROMAS tán disminuidas o ausentes Es una zona del citoplasma que contienen un par Proteínas motoras de centriolos. – Centrosoma. Complejo de Golgi También denominado diplosoma o centro celu- lar Mueven materia- Poseen dos centriolos dispuestos en forma per- les sobre la superfi- pendicular cie de los microtú- Envuelto por material pericentriolar o satélite bulos. centriolar, donde se insertan los extremos minus. Las células vegetales carecen de centriolos. Quinesina: Centriolos: Estructura 9 x 3 Estrechamente relacionado con cuerpo de Golgi ATPasa Formada por dos subunidades pesadas y dos li- vianas FUNCIONES DE LOS MICROTÚBULOS Función mecánica Morfogénesis Polarización y motilidad celular, la organización básica del citoplasma está dada por el centrosoma Motilidad Transporte intracelular (que en las neuronas es especial) Cinetosoma Flujo axónico rápido anterógrado o centrífugo Estructura 9 + 2 Desde el soma al terminal axónico También denominado cuerpo basal Utiliza Quinesina Situado hacia la plasmalema Posee un solo centriolo Flujo axónico rápido retrógrado o centrípeto Son perpendiculares a la membrana plasmática. Desde el terminal axónico al soma neuronal Son numerosos.  AXONEMA CILIOS Y FLAGELOS Es la estructura axil de cilios y flagelos básica- El movimiento ciliar está adaptado al medio li- mente microtubular. quido y es cumplido por pequeños apéndices: Constituye el elemento esencial para la motili- Si son largos y escasos: flagelos dad. Espermatozoides, bacterias Se desprende del cuerpo basal Está rodeado por la membrana ciliar externa, Si son cortos y numerosos: cilios o cilias dependencia de la Plasmalema. Paramecio Estructura 9 + 2 Vías aéreas superiores Trompas uterinas, de Falopio u oviducto. MOVIMIENTO CILIAR Aparato ciliar Metacrónica y sincrónica Los componentes del aparato ciliar son: El cilio El cuerpo basal o cinetosoma Las raíces ciliares o raicillas ciliares SÍNDROME DEL CILIO INMÓVIL Los cilios de los epitelios y el flagelo del esperma- tozoide son inmóviles, y esto lleva a bronquiecta- sia, sinusitis e infertilidad masculina. En la mayoría de los casos están afectados los brazos de dineína. En el síndrome de Kartagener, los brazos de di- neína están ausentes o son irregulares, sin activi- dad ATPásica. ORGANIZACION INTRACELULAR: Clasificación Con cierta frecuencia (aunque no siempre) tienen una distribución coincidente con los microtúbu- Según su distribución en la célula los Corticales Forman una red que se extiende desde la zona Por debajo de la membrana plasmática nuclear hasta la membrana plasmática. Constituye el componente citosólico mas im- En células epiteliales, se unen a la membrana en portante regiones especializadas de contacto (desmosomas Transcelulares y hemidesmosomas) Atraviesan el citoplasma en todas las direccio- Juegan también papeles especializados en células nes nerviosas y musculares. FUNCIONES Las láminas nucleares están también formadas por filamentos intermedios. Citoesqueleto celular Eje de MICROVELLOSIDADES Dentro del núcleo existen otros filamentos inter- Dan FORMA a la célula medios Intervienen en la contracción muscular, al aso- ciarse a filamentos de miosina ( I y II)  Intervienen en los procesos de fagocitosis, me- Filopodios o micropúas (tienen una función de diante la formación de pseudópodos (Movimiento exploración) ameboide) Los macrófagos del tejido conectivo son deno- Forman el anillo contráctil que finalmente da lu- minados: gar a la separación de las células hijas durante la a. Histiocitos mitosis. Cariocinesis (división del citoplasma) b. Células de microglía Refuerzan la membrana plasmática, formando c. Osteoclastos justo por debajo de la misma una densa red de fi- d. Células de von Kupffer lamentos conocida como cortex celula RIBOSOMAS MICROFILAMENTOS DE ACTINA Diámetro: 6 – 8 nm Proteína constituyente: actina Carácter: polar En la nucleación necesitan ATP, Mg y K También poseen inestabilidad dinámica Drogas que estabilizan o desestabilizan a microfi- lamentos Impiden la polimerización Chaperonas Citocalasina (se une al extremo plus) Asisten a las proteínas para su oportuno y ade- Impiden la despolimerización cuado plegamiento Faloidinas (se unen a lo largo del microfila- mento) Heat Shock Protein PROTEINAS FIJADORAS DE ACTINA Utilizan energía en forma de ATP Son reutilizables Favorecen uniones transversales entre filamentos Son 3 familias hsp60, hsp70 y hsp90 y estabilizan en manojos paralelos: -actinina Las hsp70: Están en el citosol, RE, Mitocondrias Mantienen rectilíneos a los filamentos: Tropomiosina Las hsp60 Están en el citosol, mitocondrias Motoras Miosina I y II Peroxisomas y Núcleo carecen de chaperonas FUNCIONES DE LOS MICROFILAMENTOS PROTEOSOMAS Función mecánica Las proteínas se destruyen: Porque se plegaron Desplazamiento celular mal o culminó su función Lamelipodios (principal proceso de locomoción Son cilíndricos de células ameboides) Se componen de: Proteasas Características: Ubiquininas: Cerrar el espacio intercelular y evitar el pasaje de sustancias a través de dicho espacio Marcan las proteínas que deben desaparecer Abundan en epitelios impermeables (Ej: cél. de Reconocida por polipéptidos reguladores Sertoli) Origina oligopéptidos cortos que vuelven al ci- Contribuye a establecer y mantener la polaridad tosol de los epitelios UNIONES CELULARES Constitución de la unión oclusiva Distribución Abundan en las tejidos muy impermeables (por ejemplo; las células de Sertoli) En cambio en otras células son muy escasas (por ejemplo; vesícula biliar) Constituyen las barreras hematotisulares Barrera hematoencefálica Barrera hematotímica Barrera hematobiliar Barrera hematotesticular Barrera hematoocular Astrocitos protoplasmáticos que prevalecen en la sustancia gris. Estos astrocitos poseen abundan- tes prolongaciones citoplasmáticas cortas y rami- ficadas. Uniones oclusivas Astrocitos fibrosos, que son más comunes en la sustancia blanca. Estos astrocitos tienen menos Sinónimos: prolongaciones y estas son más rectas que su otra Zonula occludens variante protoplasmática Unión estrecha Banda de sellado Ubicación: Por debajo del borde apical de las cé- lulas  Sinónimos: Nexo Unión con hendidura Gap Juctions Ubicación: Puede haber más de uno, situándose aleatoriamente en el espesor de las membranas Características: Poseen canales hidrofílicos que conectan dos cé- Bandas de adhesión lulas entre sí No se encuentran en células móviles Sinónimos: Zonula adherens Unión intermedia Desmosoma en cinturón Desmosoma en banda Ubicación: Inmediatamente por debajo de las uniones oclusivas, en relación con la red terminal Características: Tienen forma de una franja o anillo que une las células adyacentes entre sí El tipo de filamentos y proteínas es diferente Características del conexón con relación al desmosoma puntiforme Formado por dos hemiconexones de 6 conexinas Constitución de la banda de adhesión cada uno Se cierra cuando hay agregado de calcio y tam- Desmosoma puntiforme bién por despolarización de la membrana Sinónimos: El aumento de AMPc produce un aumento del Macula adherens número de canales Desmosoma Por el canal pueden pasar iones y moléculas pe- Ubicación: Puede haber más de uno, situándose queñas (de hasta 1900 Da), no pueden pasar ma- aleatoriamente en el espesor de las membranas terial genético (ADN y ARN) Características: El número de desmosomas se halla en relación con el grado de tensión mecánica a que está su- jeto un tejido Están formados por placas densas separados por un espacio Unión comunicante CICLO CELULAR La mayoría de las células pasa la parte más ex- tensa de su vida en interfase, durante el cual du- 1. Interfase: donde realiza sus activida- plican su tamaño y el contenido cromosómico des normales. 2. División: mitosis o meiosis. El CICLO CELULAR es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se dividió, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas. CONTROL DEL CICLO CELULAR Las células se reproducen para hacer posible el crecimiento corporal y para reemplazar a las cé- lulas que desaparecen por envejecimiento o por muerte programada; también lo hacen durante la reparación de las heridas. División, segmentación del cigoto Las células poseen mecanismos especiales tanto para coordinar los procesos de síntesis en el nú- Las células pasan por un ciclo que com- cleo y en el citoplasma como para marcar el co- prende dos periodos fundamentales: la mienzo y la conclusión de las distintas fases del interfase y la división celular. ciclo celular. Esta ultima por mitosis o por meiosis.  Poco antes de finalizar la fase G1, existe un mo- si las moléculas de ADN han completados su re- mento de transición en el que la célula debe to- plicación y, en los casos que corresponda, si fue- mar (o no) la decisión de dividirse. ron reparadas. En la fase G2, además, debe completarse la du- Punto de control G1 ( o de arranque): poco an- plicación de los componentes citoplasmáticos. tes de terminar la G1 La fase M se produce cuando la ciclina mitó- En el control del ciclo celular intervienen dos tica activa a la cdc2 tipos de moléculas: La ciclina mitótica comienza a sintetizarse a 1. Ciclinas (en el curso de cada ciclo celular alter- partir de la fase G2 antes de que desaparezca la nan un periodo de síntesis creciente seguido por ciclina G1. otro de rápida degradación): Cuando alcanza un determinado umbral de Ciclina G1 concentración, se une a la cdc2. Ciclina mitótica Ciclina mitótica + cdc2= FPM factor promotor 2. Quinasas dependientes de ciclinas (al ser ac- de la mitosis. tivadas por las ciclinas fosforilan a moléculas cru- La cdc2 fosforila a diversas proteínas que cum- ciales para la división celular): plen funciones esenciales en la consumación de la mitosis, por ejemplo, algunas proteínas asociadas Cdk2 a los filamentos de actina, a los microtúbulos del Cdc2 Citoesqueleto, las láminas de la lámina nuclear, la La fase S se produce cuando la ciclina G1 ac- histona H1, etc. tiva a la cdk2 La célula toma la decisión de dividirse debido a que una ciclina G1 activa a la quinasa cdk2, la cual inicia una cadena de fosforilaciones en suce- sivas proteínas intermediarias que culminan con la activación de algunas de las moléculas respon- sables de la replicación del ADN (por ejemplo, las vLa inactivación del FPM tiene lugar entre la ADN polimerasas). metafase y la anafase, aunque se produce sólo si La cdk2 se activa sólo cuando la ciclina G1 al- la totalidad de los cinetocoros se han ligado a los canza determinado umbral de concentración. respectivos microtúbulos del huso mitótico; esto asegura la normal segregación de los cromoso- Ciclina G1 + cdk2 = FPR factor promotor de la mas hacia los polos. replicación Si la fase G1 es muy prolongada pasa a llamarse En la fase G2 actúan mecanismos de seguri- G0, la célula se retira del ciclo. dad La fase S se produce cuando: Le provee a la célula un lapso durante el cual Ciclina G1 + cdk2 = FPR actúan determinados mecanismos de seguridad para controlar –antes de que la célula se divida- La fase M se produce cuando:  Ciclina mitótica + cdc2= FPM la aparición de alteraciones en el ADN. (su gen forma parte de los genes supresores de tumores) También colaboran la p21y la p16; que bloquean la actividad enzimática de la cdk2. La célula se estabiliza en la fase G1, no hay repli- cación. Si se comprueba que el daño en esas moléculas es peligroso para las futuras células hijas, la pro- teína p53 provoca la muerte de la célula progeni- tora y con ella la desaparición de su ADN dañado. La p21, si no bloquea a la cdk2, se une al anillo de PCNA y anula sus funciones. Sustancias que inducen a la proliferación celular Muchos tipos de cánceres se producen por la Las sustancias inductoras de la proliferación acumulación de alteraciones genéticas celular actúan en el momento del ciclo llamado El cáncer está ligado a alteraciones en ciertos ge- punto de control G1 o de arranque. nes llamados protooncogenes o a defectos en los genes denominados supresores de tumores. El cambio que provocan da lugar al comienzo Protooncogenes: Son genes normales que codi- de la síntesis de las ciclinas G1. fican proteínas comprometidas con el control de Somatomedina (en el hígado): estimula la pro- la proliferación celular. liferación de las células cartilaginosas (condroci- Oncogenes: Son genes que se transcriben des- tos) durante el crecimiento óseo en respuesta a la mesuradamente generando cantidades excesivas hormona hipofisaria. de sus productos o productos aberrantes. Factores de crecimiento: fibroblástico, epidér- La consecuencia es un aumento descontrolado mico y plaquetario, de los hepatocitos, de las neu- de la proliferación celular. ronas y del endotelio vascular. Genes supresores de tumores: Tienen por fun- Factores hemopoyéticos: ción bloquear la reproducción anormal de las cé- lulas. IL-2: estimula la multiplicación de linfocitos T GM-CSF: estimula la multiplicación de granuloci- Genes supresores de tumores tos y macrófagos P53: situado en el brazo corto del cromosoma 17 Eritropoyetina: originada en los riñones, estimula la proliferación de eritrocitos en la médula ósea Rb: localizado en el brazo largo del cromosoma 13 Control del estado del ADN antes que la célula in- grese en la fase S MCC: perteneciente en el brazo largo del cromo- soma 5 Tal control es realizado por la proteína p53, es sintetizada por las propias células en respuesta a DCC: ubicado en el brazo largo del cromosoma 18 WT: residente en el brazo corto del cromosoma 11 Fase G0 Las células que no se dividen como las nerviosas o las del musculo esquelético o que se dividen poco como los linfocitos se hallan en el periodo G1, que en estos casos se denomina G0 porque las células se retiran del ciclo celular.  Replicación del ADN significa duplicar las moléculas de ADN contenidas en la cro- matina nuclear, para luego en la división celular, éstas puedan repartirse equitati- vamente a las células hijas. 1. Nucleosomas 2. Solenoides 3. Asas o dominios  4. Cromosomas mitóticos Replicación del ADN significa duplicar las molé- culas de ADN contenidas en la cromatina nuclear, para luego en la división celular, éstas puedan re- partirse equitativamente a las células hijas. Observaciones básicas de la replicación Para que se puedan formar dos moléculas de ADN a partir de una, primero deben separase las Síntesis de la cadena adelantada dos cadenas de la doble hélice del ADN preexis- tente, las cuales sirven de moldes para la cons- Utiliza como molde a la cadena de ADN progeni- trucción de nuevas cadenas complementarias. tor que corre en dirección 3`→5`. La replicación presenta similitudes con la trans- Para la síntesis de la cadena complementaria de cripción: ADN, la ADN polimerasa necesita un “cebador”, consistente en una pequeña pieza de ARN de El ADN se sintetiza en dirección 5`→3` y utiliza unos 10 nucleótidos de largo (sintetizada por la como molde una cadena de ADN preexistente. ARN primasa). Las ADN polimerasas participa en la replicación, Luego de la formación del cebador, la síntesis del agregando los nucleótidos de a uno por vez. ADN prosigue normalmente. Además, existen diferencias entre ambos pro- La ADN polimerasa δ (delta) cataliza la síntesis cesos: de la cadena continua, agregando un nucleótido En la replicación no queda ningún segmento de en el extremo 3` del cebador, continuando luego ADN sin duplicar. con los sucesivos nucleótidos también en el ex- tremo 3` de los anteriores. También se forma una burbuja para el proceso, pero tiene la diferencia que ésta se agranda en Por último, el cebador es removido por una nu- vez de avanzar. cleasa reparadora, y su lugar es reemplazado por una pieza de ADN equivalente, generada con En la replicación, las dos cadenas de ADN se se- ayuda de la ADN polimerasa ß. paran totalmente, ya que ambas son usadas como moldes. Al cabo de la mitosis cada célula hija recibe molé- culas de ADN cuyas dobles hélices están integra- das por una cadena original (preexistente) y una cadena nueva (recién sintetizada), por lo tanto, se dice que el mecanismo de replicación del ADN es semiconservador. Síntesis de la cadena discontinua A diferencia de la cadena continua, para la sínte- sis de la cadena discontinua se necesita varios ce- badores, uno para cada fragmento de Okazaki. La ADN polimerasa responsable de la síntesis dis- continua del ADN es la ADN polimerasa α. MITOSIS Esta enzima también agrega el nucleótido ade- cuado en el extremo 3` del cebador, luego los su- cesivos nucleótidos en el extremo 3` del frag- mento de Okazaki en crecimiento. Luego el cebador es eliminado por una nucleasa reparadora y su lugar lo ocupa una pieza de ADN equivalente, sintetizada también por la ADN poli- merasa ß Los fragmentos de Okazaki alcanzan una longi- tud media de alrededor de 200 nucleótidos. La ADN polimerasa α necesita 4 segundos para agregar esos 200 nucleótidos. Profase En el núcleo: Comienzan a condensarse las cromátidas Lo centrómeros se vuelven visibles por su asocia- ción con los cinetocoros. Movimiento centrífugo de los cromosomas hacia Fibras cinetocóricas la periferia nuclear Fibras polares Fibras del áster Se observan las construcciones secundarias. Metafase Desintegración del nucléolo Los cromosomas se hallan en su máxima conden- En el citoplasma: sación Se fragmentan los componentes del SE en peque- Los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial ñas vesículas. de la célula. Desintegración del citoesqueleto (la célula se hace Aparecen ordenados. esférica) Anafase La célula pierde sus contactos con las células veci- nas o con la matriz extracelular. Partición de los cromosomas con la consiguiente migración hacia los polos. Inicio de la formación del HUSO MITÓTICO Ocurre simultáneamente en todos los cromoso- Huso mitótico mas. Se trata de dos conjuntos de haces de microtúbu- Las cromátidas comienzan a migrar hacia los po- los surgidos de sendos centrosomas, los cuales se los. alejan recíprocamente al dirigirse a los polos opuestos de la célula. Las fibras cinetocóricas se acortan. Desde los centrosomas, las fibras del huso irra- Las fibras polares se extienden haciendo que la dian en todas las direcciones. célula adquiera una forma ovoidea Inicio de la partición del citoplasma Telofase Llegada de los cromosomas hijos a los polos. Desaparición de las fibras cinetocóricas La célula se alarga más. Los cromosomas comienzan a desenrollarse Se vuelven a formar los orgánulos membranosos, Prometafase incluyendo la envoltura nuclear. Transición entre la profase y la metafase. Reaparecen los respectivos nucléolos Desintegración de la envoltura nuclear Los cromosomas quedan en aparente desorden. Síntesis Formación completa del huso mitótico: Citocinesis o clivaje celular Partición del citoplasma. Se inicia en la anafase. El citoplasma se constriñe en al región ecuatorial por la formación de un surco en su superficie, que se acentúa y profundiza hasta que la célula se divide. Desaparecen las fibras polares y del áster, que- dando algunos tramos de las fibras polares ubica- dos a la altura de la zona ecuatorial de la célula Anillo contráctil (cuerpo intermedio) Formación del anillo contráctil (actina + miosina II) Se restablece el citoesqueleto Los componentes citoplasmáticos se distribuyen en las células hijas como estaban en la célula ma- dre Se forma en la corteza de la célula. Consiste en un haz de unos 20 filamentos de ac- Crecen durante las fases S y G2 y alcanzan su ta- tina circunferenciales situados justo por debajo maño definitivo al comienzo de la profase. de la membrana plasmática. La matriz centrosómica o material pericentriolar El lugar donde se arma el anillo contráctil seria también se duplica. determinado al finalizar la anafase por los micro- túbulos del áster. Cinetocoros MEIOSIS Centrosomas En la fecundación ocurre la unión de los ga- Comienzan a duplicarse en la interfase, al final de metos (espermatozoide + óvulo). la fase G1 o en el inicio de la fase S. Los dos centriolos se separan y cerca de cada uno aparece un procentriolo, dispuesto en ángulo recto. FASES DE LA MEIOSIS Diplonema: Se destruye el CS y los homólogos se separan. Existen sitios donde no se han separado toda- vía denominados QUIASMAS (sitios donde hubo intercambio).  ▪ Profase II: los cromosomas se conden- san. ▪ Metafase II: se alinean en el ecuador (placa metafásica) ▪ Anafase II: SE SEPARAN LAS CROMÁ- TIDAS HERMANAS y migran hacia po- los opuestos. ▪ Telofase II: se forman 2 núcleos hijos. ▪ CITOCINESIS: se forman 2 células con nº haploide de cromosomas ▪ Metafase I: tétradas se alinean en el ecuador celular. Las cromátidas hermanas miran hacia el mismo polo. ▪ Anafase I: se separan los homólogos y migran hacia los polos. Se establece el nº haploide de cromosomas. ▪ Telofase I: se forman 2 núcleos hi- jos.no se reconstituye la EN CITOCINESIS: se forman 2 células hijas Cuando los gametos alterados fecundan a ga- metos normales se producen ABERRACIONES CROMOSÓMICAS NUMÉRICAS  SEÑALIZACION INTERCELUAR INTRODUCCIÓN: Muchos procesos biológicos exigen que varias células trabajen juntas y coordinen sus activida- des. Para que esto sea posible, las células tienen que comunicarse entre sí, lo cual se logra mediante un proceso llamado SEÑALIZACIÓN CELULAR. La señalización celular hace posible que las cé- lulas respondan en forma apropiada a estímulos ambientales específicos. La señalización celular afecta todos los aspectos Este proceso general, en el que la información de la estructura y función celulares. propagada por moléculas mensajeras extracelu- Por lo general, las células se comunican entre sí lares se traduce en cambios que ocurren dentro mediante de una célula, se conoce como TRANSDUCCIÓN DE SEÑAL. MOLÉCULAS MENSAJERAS EXTRACELULA- RES Las células sólo pueden responder a un mensaje extracelular si expresan RECEPTORES que reco- nozcan y se unan de modo específico a la molé- cula mensajera particular. TIPOS DE SEÑALIZACIÓN La célula responde a un estímulo extracelular transmitiendo información al compartimiento in- Signalization autócrina terno de la célula Señalización parácrina Señalización endócrina