Temas 2-6 Biología Celular e Histología PDF

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TEMAS-2-6. Biologia.pdf user_4399687 Biología Celular e Histología 1º Grado en Enfermería Facultad de Ciencias de la Salud Universidad de Burgos Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  TEMA 2: INTRUCCIÓN A LA CÉLULA 1.-CONCEPTO DE BIOLOGÍA - La biología es la ciencia que estudia la vida. - Abarca distintas disciplinas y áreas de especialidad: citología, histología, fisiología, genética… 2.-LA TEORÍA CELULAR - La propiedad que distingue a los seres vivos de la materia inanimada es la CÉLULA. - Los primeros biólogos celulares comenzaron observando simplemente tejidos y más tarde abriéndolos y contándolos para visualizar sus contenidos. - Las células no se visualizaron hasta el S. XVII, cuando se invento el microscopio. Durante cientos de años, todo lo que se supo de las células fue gracias a los microscopios ópticos. - LA TEORÍA CELULAR: o ROBERT HOOKE  Primeros conocimientos sobre la estructura de las células (“celdillas”).  Lo primero que se observo fue sobre el corcho. o ANTONY VAN LEEUWENKOEK  Elaboró microscopios. o ROBERT BROWN  Descubre el núcleo celular en orquídeas. o EVANGELISTA PURKINJE  Describe el medio interno de las células (“protoplasma”). o MATTHIAS SCHLEIDEN y THEODOR SCHWAN  Teoría celular: Todos los organismos están compuestos de una o más células. La célula es la unidad estructural de la vida. o RUDOLF VIRCHOW  Completa la teoría celular: Toda célula procede de otra célula o En 1930 se invento el microscopio electrónico, que utiliza un haz de electrones y permite tener una mayor resolución de imágenes, e incluso observar moléculas, aunque son especímenes no vivos. - La teoría celular establece que la célula es una unidad: Vital, morfológica, fisiológica y genética. Contiene todo lo necesario para vivir. 3.-CONCEPTO DE BIOLOGÍA CELULAR E HISTOLOGÍA BIOLOGÍA CELULAR O CITOLOGÍA - Es la parte de la ciencia que se encarga del estudio y organización de las células en relación a sus propiedades, estructura, funciones, orgánulos que contienen, su interacción con el entorno y su ciclo vital. - CÉLULA: Término que significa celda pequeña. Es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos. Variables en forma y función HISTOLOGÍA - Es la parte de la ciencia que estudia los tejidos, parcialmente asociado con su estructura microscópica, su desarrollo y sus funciones. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  DIVERSIDAD CELULAR - Tamaño celular - Forma celular PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS CÉLULAS - Complejas y organizadas o Rodeamos por membrana plasmática o Región material genético o Presentan una región citoplásmica - Programa genético, la información genética está codificada en el ADN (contiene toda la información necesaria para toda su vida). - Obtienen y utilizan energía en forma de ATP. - Reacciones metabólicas (ej: glucolisis). - Reaccionan a estímulos y se autorregulan - Evolucionan: o Células procariotas o Células eucariotas DIFERENCIACIÓN CELULAR - Las células especializadas se forman por diferenciación celular. - Terapia de restitución celular. - Las células madres adultas. Células multipotenciales. Hay algunas que no dan lugar a más y otras que actúan como las de los embriones. - Las células madres embrionarias. Dan lugar a todas las células que forman el embrión. 4.-CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS TIPOS DE CÉLULAS - Principal diferencia entre las células procariotas y eucariotas: EL NÚCLEO. ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS PROCARIOTAS - La mayoría de las células procariotas carecen de orgánulos, aunque se han descrito. - Carecen de envoltura nuclear. El ADN se concentra en una región, denominada nucleoide, sin ninguna membrana que le aísle del resto de la célula (no es un núcleo verdadero). - Tipos de organismos procariotas: Eubacteria y Archaea. - La clave de la diferencia entre ambas está en la pared celular. BACTERIA / EUBACTERIA ARCHEA Unicelular Casi todas Todas Núcleo No No Cromosoma circular Sí, y lineal Si ADN asociado a proteínas No Si Lípidos de membrana Enlace éster entre glicerol y ácidos Enlace éter entre glicerol y cadenas grasos laterales de isopreno Pared celular Peptidoglucano Proteínas de superficie Transcripción y traducción ADN polimerasa. ARN polimerasa compleja Inicio traducción: formilmetionina Inicio traducción: Met a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES - Célula animal: o Lisosomas (digestión celular) o Centriolos o Flagelos - Célula vegetal: o Cloroplastos o Vacuola central y tonoplasto o Pared celular o Plasmodesmos 5.-TÉCNICAS DE ESTUDIO CÉLULAS EUCARIOTAS - TÉCNICAS DE MICROSCOPÍA o Microscopio óptico: campo claro, campo oscuro, contraste de fase, confocal, fluorescencia. o Microscopio electrónico: transmisión (da información de lo que hay dentro), barrido (da una imagen en 3D). - TÉCNICAS DE CRISTALOGRAFÍA POR RAYOS X - TÉCNICAS DE INMUNOHISTOQUÍMICA o Métodos para localizar antígenos específicos basados en reacción antígeno-anticuerpo marcados. o Técnica de diagnostico. o Identifican antígenos celulares o de tejidos frescos, congelados o en parafina o Anticuerpos:  Monoclonales: un solo clon de linfocitos B  Policlonales: distintos clones de linfocitos B o Marcaje:  Fluorocromos: fluorescencia o rodamina  Enzimas-anticuerpo: peroxidasa, fosfatasa - TENCINAS DE FRACCIONAMIENTO CELULAR o Centrifugación diferencial o Centrifugación por gradiente de densidad o Separar el orgánulo de interés de una muestra compleja mediante la centrifugación. o Permiten el posterior estudio de gran cantidad de actividades celulares (síntesis de proteínas, formación de vesículas de transporte, gradientes iónicos…) - CULTIVOS CELULARES o Es un modelo de estudio in vitro constituido por células que pueden crecer y mantenerse en suspensión o en monocapas en condiciones controladas. o Células que crecen y se mantienen flotando. o Esenciales para el estudio funcional de las células. o TIPOS DE CULTIVOS CELULARES:  Primarios: cultivo de células, tejidos u órganos tomados directamente del organismo.  Línea celular: obtenida a partir de un cultivo primario con las mismas características que el tejido de origen. Proliferación ilimitada y son aneuploides. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  - CITOMETRÍA DE FLUJO o Técnica de análisis celular multiparamétrico basada en el paso de una suspensión de células alineadas por delante de un haz de luz laser. o Permite identificar y caracterizar las células de forma individualizada. o Análisis rápido, preciso, sensible y objetivo o El citómetro recoge la información de cada célula basada en:  Parámetros intrínsecos: dispersión de la luz de las células  Parámetros extrínsecos: intensidad de la fluorescencia emitida, si las células están marcadas con un fluorocromo. o Se utiliza tanto en investigación como en el diagnóstico clínico. o Áreas de aplicación:  Inmunología y análisis de las células sanguíneas  Biología celular y molecular, microbiología, toxicología, farmacología… o Aplicaciones:  Inmunofenotipado (identificación y cuantificación de distintas poblaciones celulares en base a la expresión diferencial de marcadores de superficie o intracelulares)  Medida de la viabilidad celular  Estudio del ciclo celular  Apoptosis celular  Capacidad fagocítica 6.-ORGANISMOS MODELO - Sistemas en los que los aspectos específicos de la función y el desarrollo celular sirven como modelo para el estudio de otras especies. - Sirven para extrapolar resultados. - La elección del organismo modelo depende del objetivo final. - Algunas características que presentan: o Ciclos vitales cortos o Producción de numerosa descendencia o Adaptabilidad al ambiente en el laboratorio o Posibilidad de llevar a cabo y controlar cruzamientos genéticos en el organismo o Disponibilidad de numerosas variantes genéticas o Conocimientos acumulados de sus sistemas biológicos. - ORGANISMOS MODELO: o Virus o Levaduras o Mosca de la fruta o Ratones o Bacterias o Lombriz o Pez cebra o Plantas a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  TEMA 3: MEMBRANAS BIOLÓGICAS Y SUPERFICIE CELULAR 1.-COMPOSICIÓN Y ARQUITECTURA DE LAS MEMBRANAS - Membrana plasmática - Membranas intracelulares - Características: o Barrera física: con capacidad para romperse y volverse a sellar, delimita a la célula. o Flexibles: cambios de forma y movimiento. o Permeabilidad selectiva: regula el paso de materiales (transporte de sustancias, creación de gradientes…). o Interviene en la comunicación celular: receptores, neurotransmisores, moléculas de adhesión…, en la superficie tiene una seria de elementos que permiten llevar a cabo las diferentes reacciones. o Lugar para el desarrollo de actividades bioquímicas: síntesis de lípidos, transducción de energía… o Están formadas principalmente por lípidos y proteínas, además, en menor proporción tienen glúcidos. Según los elementos que la forman tienen una función u otra. o Al microscopio electrónico se observa como una estructura trilaminar. o Espesor de las membranas biológicas: 10nm la membrana plasmática y 5nm las membranas internas. o Son asimétricas y fluidas. ESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS - Bicapa lipídica. Modelo del mosaico fluido (Singer y Nicolson, 1972) o Explica la estructura de las membranas cuyas principales características son:  Las membranas son bicapas lipídicas que forman una matriz fluida asimétrica con un gran número de proteínas.  Los lípidos y proteínas pueden sufrir movimientos rotacionales y laterales (mosaico fluido). o Los componentes principales de la membrana son los lípidos y las proteínas, en menor cantidad lo glúcidos. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  COMPOSICIÓN DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS - LÍPIDOS DE LAS MEMBRANAS o La composición es heterogénea o Los principales lípidos de las membranas son glicerofosfolípidos, esfingolípidos y esteroles (colesterol, ergosterol…). o La naturaleza anfipática de los lípidos determina la estructura de bicapa lipídica en medios acuosos. o La formación de las bicapas lipidias es un proceso de autoensamblaje o Estabilización: interacciones hidrófobas, fuerza de Van der Waals, interacciones electrostáticas y puentes de hidrógeno. o Los esteroles como el colesterol se intercalan entre las cadenas de ácidos grasos de los demás lípidos con su grupo polar (hidroxilo) orientado hacia la superficie. o Formación de dominios lipídicos o balsas lipídicas:  Son áreas compactas más gruesas y ordenadas, formadas por lípidos (esfingolípidos y colesterol) y proteínas.  Son zonas con gran cantidad de lípidos que se unen proteínas a ellos. o En la membrana plasmática de muchas células de mamífero predominan la fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatiserina y esfingolípidos. Dentro de la misma membrana se mantienen constantes. o Minoritarios fosfatidilnositol, importantes para la señalización celular. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  - PROTEÍNAS DE MEMBRANA o Confieren a las membranas sus propiedades funcionales o El contenido proteico varía de unas membranas a otras: membrana plasmática (50%), vaina de mielina (18%), mitocondria, cloroplastos y bacterias (75%). Tienen funciones especializadas. o Se puede clasificar en:  Proteínas integrales: Íntimamente unidas a la membrana y algunas atraviesan por completo la membrana (proteínas transmembrana) Interacciones hidrofóbicas La cadena polipeptídica atraviesa la bicapa en forma de: o Proteínas transmembrana de paso único: una hélice o Proteína transmembrana de multipaso: múltiples hélices α.  Proteínas periféricas: Se localizan sobre la superficie externa o interna de la membrana. Interacciones electrostáticas, enlaces de hidrógeno.  Proteínas ancladas con lípidos: Enlaces covalentes que mantiene a la proteína en la superficie. Interacciones electrostáticas (Lys y lípidos) GPI (glicosil fosfatidilinositol): en balsa lipídica, siempre cara externa, papel para anclaje de proteínas, déficit: anemia hemolítica. o Principales funciones de las proteínas de membrana:  Transporte  Actividad enzimática  Transducción de señales  Reconocimiento intercelular  Uniones intercelulares  Adherencia al citoesqueleto y a la matriz extracelular. ASIMETRÍA DE LAS MEMBRANAS - Las membranas biológicas son estructural y funcionalmente asimétricas: las caras externa e interna (citosólica) tienen distinta composición, lo que les otorga propiedades funcionales distintas. o Los glucolípidos se localizan en la cara externa de la membrana plasmática. Mitad no citosólica. Azucares expuestos al exterior celular. Adquisición: Golgi. o Algunos lípidos predominan en una cara y otros en otra. - Las proteínas se distribuyen de manera asimétrica en las membranas: o Las proteínas transmembrana presentan una orientación especifica en la bicapa (un domino orientado siempre hacia el interior). o Las glucoproteínas de la membrana plasmática se orientan siempre con el domino portados de glúcido hacia la superficie extracelular. o Algunas proteínas se encuentran siempre en la cara interna y otras en la cara externa. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  2.-DINÁMICA Y FLUIDEZ DE LA MEMBRANA - Las membranas biológicas son fluidas: sus componentes difunden libremente dentro de la bicapa: o Movilidad de los lípidos:  Difusión rotacional: Giro alrededor de un eje más o menos perpendicular al plano de la bicapa.  Difusión lateral: Intercambio de moléculas vecinas en la misma cara de la membrana. Es un movimiento rápido (los fosfolípidos adyacentes alteran sus posiciones cerca de 107 veces por segundo).  Difusión transversal “flip-flop”: Difusión de una molécula de una cara a otra de la bicapa. Es de dos tipos: o No catalizado: se produce raramente. o Catalizado por enzimas. o Movilidad de las proteínas:  Difusión rotacional  Difusión lateral: Desplazamiento lateral de las proteínas por la membrana Los coeficientes de difusión varían mucho de unas proteínas a otras. FLUIDEZ DE LAS MEMBRANAS - La fluidez de las membranas depende de su temperatura y su composición: o Por debajo de temperatura de transición los lípidos esta estrechamente empaquetados: la bicapa se encuentra en fase de gel semisólida (liquido ordenado) o Por encima de la temperatura de transición los lípidos están en movimiento constante, la bicapa se encuentra en estado líquido desordenado o fluido. - La temperatura de transición es característica de los lípidos que componen la membrana: o Ácidos grasos saturados o insaturados o Longitud de los ácidos grasos o El colesterol modula la fluidez en células animales - Principales efectos del colesterol sobre las membranas biológicas: o Regulador de la fluidez de la membrana causadas por cambios de Tª  A bajas Tª impide la solidificación de la membrana, evita el agrupamiento de los lípidos.  A elevadas Tª disminuye la fluidez, restringe el movimiento de los lípidos o Refuerza el carácter permeable de las membranas - Importancia de la fluidez de la fluidez de la membrana: correcto funcionamiento de la membrana y, por consiguiente, de la célula. (IMPRESO HASTA AQUÍ) a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  3.-PERMEABILDIAD DE LA MEMBRANA. TRANSPORTE - Las membranas son semipermeables, es decir, presentan permeabilidad selectiva que depende de: o Polaridad, pasan mejor las apolares. o Tamaño de la molécula, pasan mejor las pequeñas. - Difusión a través de la membrana. - Sistemas de transporte utilizando proteínas - Transporte moléculas pequeñas: o Difusión simple o Difusión mediada por transportadores  Difusión facilitada, transporte activo, canales iónicos - Transporte moléculas grandes o Endocitosis o Exocitosis DIFUSIÓN PASIVA O SIMPLE - Transporte a favor de un gradiente de concentración: o Moléculas pequeñas no polares (ej: O2, CO2) difunden con rapidez a través de la bicapa. o Moléculas pequeñas polares no cargadas (H2O, urea) difunden de forma lenta a través de la bicapa. - Características generales: o No intervienen proteínas transportadoras. o No supone un coste energético a la célula. o En general, es un proceso lento. DIFUSIÓN POR MEDIO DE TRANSPORTADORES - Las moléculas transportadoras son las proteínas de transporte: o Especificidad por la molécula que transportan, es necesaria la afinidad entre la proteína transportadora y el solurto o Disminuye la ΔG (energía necesaria) para la difusión del soluto. - Número y dirección del transporte puede ser: o Simple o uniprote: una molécula o Cotransporte  Antiporte o antiparalelo: dos moléculas en distinta dirección.  Simporte o paralelo: dos moléculas en la misma dirección. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  - Las moléculas transportadoras son: o Proteínas de transporte, permeasas o carriers:  Unión especifica  Cambios conformacionales  A favor o en contra de un gradiente de concentración o Proteínas de canal  Poros hidrofílicos (afinidad por el agua)  Selectividad para el soluto o Ionóforos  Son pequeñas moléculas hidrofóbicas con una zona interior hidrófila que se sumergen en la bicapa lipídica.  Por dentro son hidrófilas y por fuera hidrófobas, así pueden a través la membrana, ya que en el interior es hidrófoba. DIFUSION FACILITADA - Transporte de moléculas polares e iones (azucares, aminoácidos) a favor de un gradiente de concentración, utilizando proteínas transportadoras y sin gasto energético. - La molécula a transportar se une específicamente a la proteína trasportadora. - Dos estados conformacionales “ping-pong” en la proteína trasportadora facilita el transporte de sustancias. - Etapas: 1. El transportados reconoce el soluto 2. Translocación (cambio conformacional) del soluto a través de la membrana 3. Liberación del soluto 4. Recuperación del transportador. - Transportadores de glucosa GLUT o GLUT 1: eritrocitos. Kt = 1,5 mM o GLUT 2: hepatocitos. Kt = 17 mM o GLUT 3: neuronas encéfalo. Kt = 1,5 mM o GLUT 4: musculo cardiaco y esquelético y tejido adiposo, regulado por la insulina. Kt = 5 mM  El fallo en el transporte de glucosa puede desencadenar deficiencias en GLUT 1. o Kt: con que concentración del soluto (sustrato) la velocidad de la enzima es a la que trabaja a la mitad de su velocidad máxima.  Cuanto menor sea la Kt, mayor velocidad lleva el transportador. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  TRANSPORTE ACTIVO - Transporte de moléculas en contra de un gradiente electroquímico (hacia donde más concentración hay). - Proceso endergónico acoplado a reacciones exergónicas: 1. Transporte activo primario. Acoplado a la hidrolisis de ATP 2. Transporte activo secundario. Gradiente de iones. 1. Transporte activo primario. Acoplado a la hidrolisis de ATP o Es un proceso endergónico (reacción no espontanea, necesita energía) o Transportadores activos ATPasas tipo P  Transportadores transmembrana de cationes (siempre iones positivos).  Se fosforilan reversiblemente por el ATP.  Proteína transmembrana con tres dominios citoplasmáticos y dos dominios transmembrana  Bomba Na+-K+ Cotransporte antiparalelo, transporta Na+ hacia el exterior y K+ hacia el interior en contra de un gradiente y acoplado a la hidrolisis de ATP. Proporciona energía para el transporte secundario de otras moléculas La salida de Na+ permite regular el volumen celular a través de su efecto osmótico. Producción de impulsos eléctricos en las células nerviosas y musculares. Se produce en el impulso nervioso. Se produce de forma antiparalela. Se va a obtener mucho potasio en el interior que será usado para otras funciones.  Bomba de Ca+2 En el retículo sarcoplasmático Bombea calco desde el citosol hacia el interior del retículo endoplasmático que actúa como reservorio intracelular. o Transportadores activos ATPasas tipo V  Transportadores transmembrana de protones contra gradiente  Mantiene la acidez de los lisosomas y vacuolas  En la membrana de las vacuolas, membrana de endosomas y lisosomas.  En la membrana de osteoblastos y túbulos renales, van destruyendo huesos, por ello necesitan acidez. o Transportadores activos ATPasas tipo F  Transportadores transmembrana de protones contra gradiente.  Acoplado hidrolisis de ATP.  Membrana plasmática de mitocondrias, bacterias y cloroplastos.  Pueden actuar reversiblemente, esto es, sintetizando ATP a partir de la energía liberada durante el transporte. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Transportadores activos ABC o  Transportadores que bombean aminoácidos, péptidos, proteínas, lípidos, medicamentos… contra gradiente. Transportan moléculas un poco más grandes.  Domino citosólico para hidrolizar ATP. Sufren cambios conformacionales durante el transporte, pero los trasportadores no se fosforilan.  Membrana plasmática, retículo endoplasmático, mitocondria.  MDR1 o glucoproteína P, transportando multifarmacos. Cuando sufre una mutación produce una sensibilidad a ese fármaco y puede provocar que un tumor se vuelva resistente a un fármaco.  Mutaciones proteínas: fibrosis quística degeneración retina, anemia, fallo hepático…  CFTR: transporta diferentes iones, cuando se ve alterado el transportador provoca que aumente mucho la secreción de la mucosidad, dificulta la respiración. 2. Transporte activo secundario. Gradiente de iones o Proceso exergónico (reacción espontánea) o El transporte está impulsado por la energía almacenada en gradientes iónicos (Na+, K+, H+…) que genera la fuerza protomotriz para el Cotransporte de otros solutos.  Fuerza protomotriz: potencial de membrana, gradiente de iones. o Sistemas de transporte activo secundario:  Sistema de transporte unidireccional (simportadores)  Intercambiadores, sistema antiporte. o Se aprovecha el gradiente que ha generado el transporte primario para que entre o salga otra molécula (transporte secundario). CANALES IONICOS - Transporte de proteínas de canal - Discriminan en cuento a tamaño y carga eléctrica - Transportan iones - No consumen energía, es un transporte pasivo a favor de un gradiente electroquímico. - Características generales: o Selectividad iónica, depende del ion que van a transportar, son específicos. o Cambios conformacionales, regulan la apertura y cierre de los canales en respuesta a estímulos específicos:  Canales regulados por voltaje  Canales regulados mecánicamente  Canales regulados por la unión de un ligando (neurotransmisor, ion, nucleótido)  Canales regulados por fosforilación y desfosforilación. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  IONÓFOROS - Son moléculas hidrofóbicas con un interior de naturaleza polar, facilitando la permeabilidad de la membrana a ciertos iones. - Interior hidrofílico, se usa para transportar iones - Son sintetizados por microorganismos. - Tipos de ionoforos: o Transportadores móviles: Polímero en forma de anillo que rodea al ion que transporta y se difunde a través de las membranas o Formadores de canales: actúa como un poro, a través del que se desplaza el ion. - Debido al papel esencial de los gradientes de iones en el transporte activo y en la conservación de energía, los compuestos que colapsan el transporte activo a través de las membranas son venenos eficaces. - Si son específicos para microrganismos infecciosos pueden servir de antibióticos, porque al transportar a ambos lados de la membrana sin ningún problema ni control, puede alterar mucho la concentración que hay de k+ a un lado y a otro de la membrana. Esto puede ser letal si se ingiere en grandes cantidades. Son antibióticos muy eficaces. 4.-SUPERFICIE CELULAR. MATRIX EXTRACELULAR SUPERFICIE EXTRACELULAR - Glucocálix: material hidrocarbonado que recubre a la mayoría de las células eucariotas. - Matriz extracelular: red organizada de materiales que se encuentra más allá de la proximidad de la membrana plasmática. - Pared celular: capa que se localiza en el exterior de la membrana plasmática de la mayoría de las plantas, bacterias, algas y hondos (distinta composición en eucariotas y procariotas) MATRIX EXTRACELULAR - Red organizada de materiales que se encuentra más allá de la proximidad de la membrana plasmática. - Lamina basal, tejido conjuntivo, matriz ósea… - Secretados por células especializadas: fibroblastos, condroblastos y osteoblastos. - FUNCIONES: o Elemento estructural en tejidos o Influye en la fisiología de los tejidos, regulando el comportamiento de las células a las que rodea. Es el medio de transmisión de nutrientes para tejidos. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  - COMPOSICION: o Oligosacáridos, glucoproteínas (colágeno, elastina, fibronectina y laminina) y proteoglucanos o COLAGENO  Propiedades mecánicas de la matriz  Organización: tendones, cornea… Muy abundante en tendones  Fibrosis: producción excesiva de colágeno en el tejido conjuntivo, fibrosis pulmonar, cirrosis.  Mutaciones genes de colágeno o ELASTINA  Elasticidad de los vasos sanguíneos o LAMININA  Crecimiento, diferenciación celular  Migración de células germinales primordiales  Adhesión a otras moléculas aportan fuerza y flexibilidad o FIBRONECTINA  Migración, crecimiento y diferenciación  Sitios de unión para componentes de la matriz extracelular  Desarrollo embrionario - MATRIX EXTRACELULAR EN ANIMALES o Es especialmente abundante en el tejido conjuntivo o Escaso en tejido epitelial GLUCOCALIX O CUBIERTA CELULAR - Material hidrocarbonado que recubre la mayoría de las células eucariotas - Adherido directamente a la parte externa de la membrana. - FUNCIONES o Se grado de desarrollo varia en función del tipo celular, muy desarrollado en células epiteliales.  Reconocimiento y fijación de partículas que se incorporan a la célula por endocitosis.  Reconocimiento especifico de células entre si durante el desarrollo embrionario (agrupación de células para generar tejidos y órganos)  Participación en las uniones de las células entre si y con la matriz extracelular  Propiedades inmunológicas: contienen muchos de los antígenos celulares que causan el rechazo de trasplantes e injertos.  Proteger a las células frente agresiones químicas y mecánicas.  Anclaje de enzimas a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  5.-ADHESIÓN CELULAR Y POLARIDAD - La adhesión celular implica la unión de proteínas de transmembrana a un ligando extracelular y al citoesqueleto. - Por el tipo de unión pueden ser: o Hemofílica: entre dos proteínas transmembrana iguales o Heterofilias: entre dos proteínas transmembrana diferentes. - Las moléculas de adhesión celular se agrupan en cuatro familiar: o CADHERINAS: adhesión dependiente de Ca+2 en celular similares. o INMUNOGLOBULINAS: función inmunitaria, reconocimiento celular independiente de Ca2+ o INTEGRINAS: uniones célula-matriz. Ligandos: colágeno, laminina, fibronectina. Funciones: adhesión de las células y transmisión de señal entre el interior y el exterior de la célula (diferenciación celular, crecimiento, supervivencia) o SELECTINAS: reconocen oligosacáridos que sobresalen de otras células. Unión heterofilica entre células diferentes. - FUNCIONES o Desarrollo e integridad de órganos y tejidos, tiene que haber una buena cohesión y señalización para que se puedan desarrollar. o Migración y transporte de células en los procesos inflamatorios o Iniciación y propagación de respuestas inmunológicas o Metástasis de diversos tumores. 6.-UNIONES INTERCELULARES - En las interacciones celulares intervienen, además de la membrana plasmática, la zona del citosol próxima a la membrana y el espacio intercelular. - Se pueden clasificar en: o Uniones de oclusión, estrechas, herméticas o estancas o Uniones de anclaje: conectan el citoesqueleto entre células vecinas o a la matriz extracelular o Uniones de comunicación, GAP o hendidura: establece comunicación entre el citoplasma de dos células adyacentes. UNIONES DE OCLUSION, HERMETICAS O ESTANCAS - Barrera de permeabilidad selectiva a través de los epitelios. No dejan pasar todo. Son uniones muy estrechas. - Las claudinas y ocludinas son las principales proteínas de transmembrana. Atraviesan ambas membranas y realizan una unión entre ambas. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  UNIONES DE ANCLAJE (ANCHORING JUNCTIONS) - Conectan el citoesqueleto entre células vecinas o a la matriz extracelular. - Se pueden clasificar como: o Uniones adherentes y desmosomas: unen las células entre sí. o Adhesiones focales y hemidesmosomas: unen las células a la matriz extracelular. - Uniones adherentes y adhesiones focales: filamentos de actina - Desmosomas y hemidesmosomas: filamentos intermedios. - Estructura de las moléculas: o Proteínas transmembrana de unión o Proteínas de anclaje intracelular UNIONES ADHERENTES - Filamentos de actina - Conectan fibras de actina situadas en el citoplasma de las células adyacentes - Proteínas transmembrana de unión son las cadherinas o Dominio extracelular de células adyacentes, interaccionan entre si o Dominios intracelulares, se unen a filamentos de actina o La cadherina se une directamente a la actina. - Proteínas de anclaje intracelular (cateninas) - FUNCIONES: o Estabilización del tejido, dado que se unen a filamentos de actina que están muy relacionados con la morfología de la célula. o Interviene en la mecano transducción (capacidad que tienen las células de responder a cambios mecanismos en su ambiente y generar una respuesta) o Papel en la remodelación de tejidos ADHESIONES FOCALES - Filamentos de actina - Conectan las células y sus haces de actina a la matriz extracelular - Abundantes en células en movimiento, son estructuras dinámicas. - Proteínas transmembrana de unión son las integrinas: o Domino extracelular (unión matriz extracelular) o Dominio intracelular (unión fibras de actina) - Proteínas de anclaje intracelular o Vinculina, talina, α-actina… - FUNCIONES: o Procesos de migración celular o Señalización intracelular a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  DESMOSOMAS Y HEMIDESMOSOMAS - Filamentos intermedios - Los desmosomas conectan filamentos intermedios entre células - Son uniones muy abundantes en los tejidos sometidos a tensión mecánica (musculo cardiaco, capas endoteliales de la piel...) - Estructura: o Proteína transmembrana de unión, familia de cadherinas o Placa citoplasmática densa con proteínas de anclaje intracelular (desmoplaquina, placo globina…) que une los filamentos a las proteínas de unión - Función principal: resistencia a la tensión - Los hemidesmosomas conectan filamentos intermedios a la lámina basal - Presentes en tejidos polarizados, en células estáticas - Estructura: o Proteína transmembrana de unión, familia de integrinas o Placa citoplasmática densa con proteínas de anclaje (plectina, distonina…) que une los filamentos a las proteínas de unión - Función principal: aumentan estabilidad global de los tejidos epiteliales UNIONES DE COMUNICACIÓN, GAP O HENDIDURA - Comunican el citoplasma de células adyacentes. - Permitan el paso de moléculas que son bastante grandes. - Pueden ser de varios tipos: o Uniones tipo GAP: pequeños canales (conexones) formados por proteínas (conexinas) que permiten el paso directo de pequeñas moléculas de una célula a otra. Facilitan el acoplamiento metabólico y eléctrico de las células. o Sinapsis químicas: comunicación entre neuronas. o Plasmodesmos: en células vegetales. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  TEMA 4: EL CITOPLASMA 1.- ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL CITOPLASMA - Región de la células limitado por la membrana plasmática que comprende: o Una porción acuosa- citosol o Contiene orgánulos celulares CITOSOL - Representa entre el 50-60% del volumen celular. - Es un coloide polifásico con variaciones sol (solución liquida del citosol más fluida) – gel. - Formado en un 85% de agua. - Contiene proteínas (enzimas, citoesqueleto…), ARN, nucleótidos, iones, compuestos del metabolismo intermediario, … - Funciones: o Reacciones metabólicas (ej: glucolisis, ruta de las pentosas fosfato, gluconeogénesis…) o Reserva de moléculas combustibles (ej: glucógeno) y de biosíntesis) o Movimientos celulares: transito de orgánulos, movimiento intracelular (ciclosis)… INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS - Estructuras o materiales almacenados en el citoplasma - No son orgánulos - Se encuentran en células animales y vegetales. Son muy abundantes en células animales. - Células animales: o Alimentos (glucógeno, TAG) o Pigmentos (melanina, carotenos, hemoglobina -> eritrocitos) o Cristales: células testiculares o Materiales de desecho: lipofuscina (si tiene membrana). - Células vegetales: o Esferosomas (glóbulos lipídicos; semillas) a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  2.-EL CITOESQUELETO - Red de fibras proteicas que se extiende por el citoplasma de las células. - Los elementos del citoesqueleto pueden unirse a la membrana plasmática (Adhesión celular; uniones intercelulares). - Funciones: o Mantiene la forma de las células (diversidad de formas de las células eucariotas) o Proporciona soporte mecánico a las células (ej: sostiene la membrana plasmática) o Conduce y dirige el tráfico intracelular de orgánulos o Dirige el crecimiento de la pared celular o Participa en la motilidad de las células o Participa en la división celular. - Componentes: o Filamentos de actina o microfilamentos o Microtúbulos o Filamentos intermedios - Proteínas asociadas: las formas y funciones de las estructuras de los filamentos del citoesqueleto dependen de las proteínas accesorias. 2.1-MICROTUBULOS, MICROFILAMENTOS Y FILAMENTOS INTERMEDIOS MICROFILAMENTOS. FILAMENTOS DE ACTINA - Filamentos de 30-100 Å. - Monómero de actina G polimeriza para dar microfilamentos de actina (actina F) - Formados por dos cadenas poliméricas de unidades de actina G enrolladas de forma helicoidal. - Presentan polaridad, con extremos (+) y (-) definidos. - Regulación de la formación de microfilamentos: efectos de la timosina (segregada en el timo, estimula el crecimiento de las células inmunológicas), la porfilina (involucrada en el equilibrio de ensamblaje del citoesqueleto de actina) y cofilina (despolimeriza). - Proteínas de unión a la actina: o Proteínas que forman redes (filamina) y haces contráctiles (α-actina) y no contráctiles (fimbrina). - Proteínas motoras: o Forman el córtex o corteza celular. - FUNCIONES: o Mantenimiento y forma de la célula o División celular: formación del anillo contráctil de la citocinesis animal o Movimientos celulares (citocinesis: migración tumoral) a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  FILAMENTOS INTERMEDIOS - Son fibras resistentes y flexibles con un diámetro aproximado de 8-12 nm. - Abundantes en células sometidas a tensiones mecánicas (ej: epitelios, axones neuronales, contracción muscular) - Formadas por proteínas (monómeros) enrolladas formando estructuras más gruesas. - FUNCIONES: o Proporcionan resistencia mecánica a las células y a los tejidos animales. o Mantenimiento de la forma de la célula o Anclaje del núcleo y de otros orgánulos o Formación de la lámina nuclear. Reviste el interior de la membrana nuclear. o En ciertos tipos celulares (ej: células epiteliales) se unen a la membrana plasmática en als zonas de unión (ej: desmosomas) entre células vecinas. o Constituyen una huella de identidad de cada tejido: uso como marcador diagnostico diferencial en histopatología. MICROTÚBULOS - Cilindros huecos de unos 25 nm de diámetro - Formados por subunidades de tubulina: α-tubulina y β-tubulina. - Forman protofilamentos y 13 e ellos forman microtúbulos - Presentan polaridad, con extremos (+) y (-) definidos - Existen proteínas asociadas a microtúbulos (MAP) - Se clasifican en dos grupos: o Lábiles o inestables o Estables - Los microtúbulos se forman a partir de centros organizadores (centrosoma, polo mitótico, cuerpo basal) con γ-tubulina. - Presentan instabilidad dinámica (crecimiento y retracción) - Estabilización de microtúbulos o Extremo -: centros organizadores de microtúbulos o Extremos +: proteínas de encapuchamiento - FUNCIONES: o Motilidad celular: forman cilios y flagelos o Mantenimiento de la forma de la célula, con los filamentos intermedios o Intervienen en la división celular. Formación del huso mitótico o Movimientos de orgánulos y transporte intracitoplasmático  Quinesina: transporte anterógrado: desde el extremo (-) al (+)  Dineína: transporte retrogrado: desde el extremo (+) al (-) a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  2.2.-CENTROSOMA, CILIOS Y FLAGELOS CENTROSOMAS Y CENTRIOLOS - El centrosoma es el centro organizador de microtúbulos - En células en interfase se localiza en la proximidad del núcleo - El centrosoma contiene dos estructuras denominadas centriolos, que se disponen perpendicularmente entre si - Los centriolos están rodeados pro el material pericentriolar o matriz del centrosoma - Los centriolos, formados por nueve tripletes de microtúbulos. CILIOS Y FLAGELOS - Son apéndices celulares filiformes formados por un núcleo de microtúbulos envainados en una extensión de membrana plasmática - Presenta la misma ultraestructura: o Un núcleo de axonema o Un cuerpo basal o Una zona de transición o Proteínas dineina, nexina, brazos radiales - Principales diferencias: CILIOS FLAGELOS Cortos, numerosos y más delgados Escasos, largos y más gruesos Función: Función: - Desplazamiento del medio que - Desplazamiento en el medio rodea a la célula (ej: para capturar partículas) - Desplazamiento en el medio Movimiento de batido o pendular Movimiento ondulante a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9935083 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  TEMA 5: ORGÁNULOS CITOPLASMÁTICOS 1.-RIBOSOMAS - Las células eucariotas tienen orgánulos de membrana sirven para: o Confinar reacciones metabólicas. o Confinar a las proteínas requeridas. COMPOSICIÓN - 2/3 de ARNr - 1/3 de proteína - Se encuentran libre en le citoplasma, adheridas a ciertas membranas, y en la matriz de mitocondrias y cloroplastos. - Se sintetizan en el nucléolo. ESTRUCTURA - Formados por dos subunidades, una grande y una pequeña - El ARNr forma el núcleo compacto del ribosoma - Las proteínas ribosómicas se localizan generalmente en la superficie. Su función es estabilizar el núcleo de ARN. - Aparecen en procariotas y eucariotas, aunque presentan diferencias FUNCIÓN - Catalizan la síntesis de proteínas o En ribosomas libres:  Proteínas citosol (enzimas y las proteínas del citoesqueleto)  Proteínas periféricas superficie citosol  Proteínas que se transportan al núcleo  Proteínas orgánulos (peroxisomas, cloroplastos y mitocondrias)