Biología 1º Grado en Medicina CEU Cardenal Herrera 2022-2023 PDF

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biologiatodoslostemas-2022.2023.pdf lucordoba Biología 1º Grado en Medicina Facultad de Ciencias de la Salud. Campus de Castellón Universidad CEU Cardenal Herrera Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 1 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  TEMA 1 : MEMBRANA PLASMÁTICA Bibliografía: CALVO GONZÁLEZ, A. Biología Celular Biomédica, 1º edición. Editorial Elsevier, 2015. Lodish. Biología Celular y Molecular. Editorial Médica Panamericana, 2016 Cooper Welsch Kierszenbaum Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 2 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  1. MODELO DEL MOSAICO FLUIDO G. Nicolson, en el año 1972, conformó la teoría del mosaico fluido, gracias a la microscopia. Las membranas biológicas son estructuras fluidas (sus principales elementos pueden desplazarse por ella) y asimétricas (cara externa/ interna y ambas capas). Los componentes de membrana se mueven a una gran velocidad, gracias a la fluidez de la membrana. Sus estructuras no están fijas y se integran formando un mosaico. No hay huecos grandes en la membrana y está compuesta por lípidos, proteínas y una mínima cantidad de glúcidos. Todas las membranas biológicas tienen estos elementos, pero es su proporción lo que varía, dependiendo del tipo de membrana. Las hemimembranas son cada una de las dos membranas que conforman la doble membrana plasmática. La que está en contacto con el citoplasma es la P o protoplasmática y la que está en contacto con el medio extracelular es la E o exoplasmática. Tiene un grosor aproximado de 7,5 nm y solo es visible al microscopio electrónico (el glucocálix se ve por el óptico). Las rayas oscuras son las cabezas de los fosfolípidos, las que están en contacto con el agua. El espacio más interno es menos electrodenso. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 3 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Biología Banco de apuntes de la  2. COMPOSICIÓN DE LA BICAPA 2.1 Composición: lípidos Conforman el armazón básico de la membrana. El 98 % de los lípidos presentes en las membranas celulares son anfipáticos con comportamiento dual, es decir, presentan un extremo hidrófilo (la cabeza, que tiene afinidad e interacciona con el agua ya que es polar) y un extremo hidrofóbico (la cola, que repele el agua y es apolar). Esto depende de las cargas y de la propia composición química de los fosfolípidos. Los fosfolípidos, que son los más abundantes en la membrana, tienen 2 cadenas de ácidos grasos (cadenas hidrocarbonadas con enlaces simples -saturados- o dobles -insaturados-, que permiten a la membrana licuarse y ser más activa, ya que su temperatura media para romperse es baja- de entre 16 y 20 carbonos, de lo que depende la anchura de la membrana) en estado líquido si es más funcional o gel; un grupo fosfato y un glicerol, que servirá de puente de unión entre los ácidos grasos y el grupo fosfato. La TM es la temperatura media a la que se derrite la membrana. La suben los ácidos saturados y colesterol. 2.1.1 Principales tipos de Lípidos (anfipáticos) ​ ​ Fosfolípidos (más abundantes) - FOSFOGLICÉRIDOS El fosfato se une mediante un enlace fosfodiéster a otro grupo de átomos, que generalmente contienen nitrógeno, como la colina, la serina o la etanolamina, y muchas veces posee una carga eléctrica. Ej. fosfatidilcolina, fosfatidilserina, fosfatidilinositol y fosfatidiletanolamina. - ESFINGOLÍPIDOS Solo en la capa externa de la bicapa. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 4 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  ​ Esteroles - COLESTEROL Una de las moléculas más abundantes, con función dual (tamponar algunos efectos o huecos en la membrana -impermeabilidad-, impide que la membrana se cristalice o gelifique cuando las temperaturas son más elevadas, para que pueda así adaptarse). ​ Asociaciones covalentes o no covalentes en las que hay una unión de un glúcido con un lípido (glucolípidos) e interacciones entre proteínas y lípidos (lipoproteínas). 2.2 Composición: proteínas Responsables de las funciones dinámicas de la membrana. Cada membrana tiene una dotación muy específica de proteínas, que le confieren su función. Se clasifican en: Proteínas integrales (atraviesan la membrana y son más difíciles de extraer, ya que sus funciones le confieren fuerza) Proteínas periféricas (una de las dos caras de la membrana, mediante enlace no covalente) Para extraer integrales y periféricas: detergente Proteínas de membranas ancladas (enlace covalente) Para extraerlas: solución con fuerza iónica alta Proteínas de anclaje a lípidos, ni tan fuertes como las integrales, ni tan débiles como las periféricas. Funciones específicas: Receptores de señales, son muy específicas. Enzimas (ej. intestino delgado). Transportadoras (proteínas canal, translocadoras y proteínas bomba). Reconocimiento celular: marcador identidad celular (MHC = histocompatibilidad). Estructurales-conectoras-adhesión: asociación con la matriz y otras células. Contribuye a la simetría, ya que el citoesqueleto se ancla a proteínas. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 5 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  2.3 Composición: glúcidos Están en la membrana (2-10%) siempre unidos covalentemente a las proteínas (glucoproteínas) o a los lípidos (glucolípidos). Se encuentran sólo en el exterior de la membrana formando el glicocalix (conjunto de glúcidos, es el carnet de identidad de cada célula). Funciones específicas: Soporte y protección de la membrana. Reconocimiento celular: colaboran en la identificación de las señales químicas de la célula); ej. desarrollo embrionario e inmunidad (rechazo trasplantes, ABO). Adhesión celular: si la membrana tiene glúcidos compatibles con otras (virus, otras células, etc) se unen. Ej. óvulo+espermatozoide Confiere viscosidad a las superficies celulares (deslizamiento de células en movimiento: células sanguíneas). 2.4 Propiedades de la composición Fluidez: sus moléculas constituyentes se desplazan libremente (mayor si hay más ácidos grasos insaturados y/o más temperatura). El colesterol le da estabilidad pues funciona como “tampón de temperatura” (bajas temperaturas: mantiene rigidez, altas temperaturas: mantiene fluidez): ○ Rotación ○ Difusión lateral (capacidad de movimiento, 10 millones por segundo) ○ Flexión de las colas de los ácidos grasos ○ Difusión transversal (flip-flop, más lento) Asimetría: según sus lípidos, glúcidos y proteínas; exteriores/ interiores y ambas capas) Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 6 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Autoensamblaje y autosellado: capaz de volver a unirse, cerrarse o repararse, debido a su carácter anfipático): bicapa lipídica con extremos libres, vesícula, micela o liposoma (vesícula cerrada artificialmente) Alteraciones de la fluidez de la membrana: 2.5 Rafts lipídicos Microdominios (12-200 nm) especializados de la membrana, muy dinámicos, transitorios y estables, formados por afinidades selectivas entre ciertos lípidos y proteínas. Están implicados en la dinámica de la membrana (tráfico), señalización celular, endocitosis, movimiento celular, respuesta ante invasión de patógenos, etc. Componentes principales: colesterol, esfingomielina, glicolípidos. Le da una consistencia más densa. Se llaman balsas porque quedan flotando en las membranas. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 7 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  3. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN 3.1 Estructura En una bicapa semipermeable, como la membrana plasmática de nuestras células, el índice del paso depende de la presión osmótica, la concentración, el gradiente electroquímico y la temperatura de las moléculas o de los solutos en cualquier lado, así como la permeabilidad de la membrana para cada soluto. La composición de los dos compartimentos principales, extracelular e intracelular, difieren en forma significativa. Ningún compartimento es completamente homogéneo, y también varían según el tipo celular que nos ocupe. La amplia diferencia en la composición de los compartimentos intracelular y extracelular es el resultado de barreras de permeabilidad y mecanismos de transporte, tanto activos como pasivos, que existen en las membranas celulares. 3.2 Función 1) la individualización que experimenta la célula, y 2) su compartimentación son las más inmediatas. Otros de los procesos que tienen lugar en las membranas son: 3) el tráfico de sustancias, aún en contra de gradiente de concentración; 4) la catálisis enzimática de una gran variedad de reacciones 5) el anclaje del citoesqueleto, 6) la comunicación celular Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  4. PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA La permeabilidad es la facilidad de las moléculas para atravesar, en este caso, la membrana. Depende de: Solubilidad en los lípidos Tamaño de la molécula Carga de la molécula La membrana es selectiva: permite la entrada de unas moléculas y restringe la de otras. Depende de las proteínas de membrana. Hay dos tipos: Canal Transportadora/Translocadora Moléculas pequeñas o con carga eléctrica neutra pasan la membrana más fácilmente que elementos cargados eléctricamente y moléculas grandes. Los gases pasan por difusión, las moléculas grandes o cargadas no pasan a menos que lo hagan a través de transportes activos, con gasto de energía, mayoritariamente. 5. MECANISMOS DE TRANSPORTE Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 9 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  5.1 Transporte de moléculas de baja masa molecular 5.1.1 Transporte pasivo No hace falta energía (ATP), ya que ocurre a favor de gradiente (intenta compensar el gradiente). Difusión simple: Ocurre a través de la bicapa lipídica sin ayuda de proteínas de membrana, por lo que es inespecífico. La capacidad de difundir a través de la bicapa depende de: ○ La diferencia de concentración a través de la membrana. ○ La permeabilidad de la membrana a la sustancia (liposolubilidad, tamaño y carga). ○ La temperatura, que determina la energía cinética de las moléculas ○ La superficie de la membrana (cantidad de membrana disponible, cuanto más mejor). El grosor viene determinado por la composición, que determina la permeabilidad de la membrana o el estado funcional (líquido) Ej.: O2 y CO2, EtOH, NH3 (pequeñas moléculas polares sin carga o gases (no polares) y fármacos liposolubles. ÓSMOSIS La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis. La ósmosis es el principal factor que determina la distribución de los líquidos en el organismo. Un organismo fisiológicamente estable mantiene una presión osmótica casi constante (ya que si cambiamos de presión, cambiamos de tamaño y eso puede reventar la célula) y uniforme en todos los compartimentos. Cuando se producen cambios de concentración de solutos (hiper, hipo e isotónico) confinados preferentemente en un compartimento, se trata de restablecer el equilibrio osmótico mediante la redistribución del disolvente, el agua. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 10 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Difusión facilitada: Permite el paso de moléculas polares (iones, azúcares, aminoácidos). Es necesaria la presencia de proteínas de transporte y la existencia de un gradiente electroquímico. Es específica y saturable mediada por el tipo y cantidad de proteínas transportadoras. Existen dos tipos de proteínas de transporte: ○ Translocadoras/Transportadoras: Se unen a la molécula específica que transportan y sufren un cambio conformacional que permite el paso de la sustancia al otro lado de la membrana (glucosa, aminoácidos). ○ Poros y Canales: Constituyen poros llenos de agua que, cuando están abiertos, permiten el paso de determinadas sustancias (iones inorgánicos: Na+, K+, Ca2+, Cl-). ○ En general, el transporte mediante difusión facilitada es más rápido que la difusión simple. 5.1.2 Transporte activo Necesita energía (ATP), ya que ocurre en contra de gradiente. Existen dos bombas, la de sodio-potasio (la más importante) y la de calcio. Hay cambios conformacionales en la proteína (actividad ATPasa, pueden escindir el ATP en ADP = liberación energía). Es específico y puede existir saturación (mediado por tipo y cantidad de proteínas transportadoras). Puede ser primario o secundario. Primario: La energía proveniente del ATP cambia la conformación de la proteína transportadora (denominada bomba), y ésta bombea la sustancia en contra del gradiente electroquímico, que almacena energía que utiliza el secundario. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 11 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  - Ejemplo: bomba sodio-potasio Presente en todas las células. Proporciona energía para el transporte 2º de otras moléculas Importante en células nerviosas y musculares. Cada ATP, van 3 de Na+ al exterior y 2 de K+ al interior con consumo de ATP. La concentración de K+ intracelular es mayor a la extracelular, a la inversa en el Na+ Secundario: La energía almacenada gracias al transporte activo 1º se utiliza para conducir otra sustancia en contra de su propio gradiente. - Ej: transporte acoplado al Na+ de glucosa: La glucosa y el Na+ entran en la misma dirección hacia el interior de la célula. La bomba sodio-potasio hace que de manera espontánea, a favor de gradiente, entren el Na+ y la glucosa (que también puede entrar por transporte pasivo a través de proteínas translocadoras). Evidentemente la acción de la bomba Na+/K+ y la hidrólisis de ATP se hacen necesarias de forma indirecta, ya que mantiene bajas las concentraciones de Na+ en el interior celular. Se puede llamar co-transporte ya que dos moléculas entran juntas. Sin embargo, pueden ir en distintas direcciones: Simporte: moléculas se mueven en la misma dirección. La difusión de Na+ hacia el interior celular (a favor de gradiente) impulsa el movimiento de otra molécula en contra de su gradiente. Antiporte o contra-transporte: en dirección opuesta, entra una y sale la otra (Carbonato-cloro). 5.2 Transporte de moléculas de elevada masa molecular Las células realizan dos procesos específicos para poder tomar y secretar sustancias de gran tamaño a través de su membrana: la ENDOCITOSIS y la EXOCITOSIS. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 12 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  5.2.1 Endocitosis Mecanismo fundamental para todas las células eucariotas que permite la entrada de macromoléculas y partículas del medio externo mediante invaginación de la membrana plasmática (que genera un tipo de vesícula = endosoma) para su alimentación, regulación, protección de patógenos y transporte. Pinocitosis: Cuando la célula está bebiendo líquido, en el que puede haber lípidos, moléculas, partículas, etc. Incorporación de pequeñas gotas de fluido (con pequeñas partículas) extracelular Transporte de líquidos Relativamente inespecífica, no tiene un alimento específico ​ Mediadas por vesículas de clatrina. Vesículas pinocíticas o pinosomas. Endocitosis mediada por receptor: Permite la CAPTURA ESPECÍFICA de proteínas, macromoléculas y de pequeñas sustancias extracelulares, siempre que haya: la presencia de un receptor en la membrana la presencia de un ligando (sustancia que va a ser ingerida) la interacción ligando-receptor y la formación de una vesícula Muy selectivo: entra la sustancia para la cual existe el correspondiente receptor en la membrana. Ej: hipercolesterolemia familiar. Siempre se forman endosomas en la endocitosis. Clasifican sustancias endocitadas y las dirigen hacia diferentes rutas intracelulares. Se produce el desacoplamiento ligando-receptor. Cuanto más grande, más capacidad de digestión. Constituidos por túbulos y vesículas delimitadas por una membrana Endosoma temprano: cerca de la membrana Endosoma tardío: cerca del núcleo y del Aparato de Golgi, pH ácido Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 13 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Fagocitosis: Forma especial de endocitosis mediante la cual la célula ingiere partículas de gran tamaño, restos celulares e incluso bacterias. Literalmente abraza a los microorganismos y los internaliza para formar un fagosoma, los cuales se fusionan con los lisosomas constituyendo los FAGOLISOSOMAS, encargados de degradar (digerir) el material ingerido. Bacterias, células muertas, parásitos, antígenos, etc. Defensa frente a patógenos Es bastante selectivo y si sale mal, puede ser contraproducente, ya que si algún patógeno sobrevive puede causar patologías. 5.2.2 Exocitosis Mecanismo mediante el que se vierten al exterior macromoléculas intracelulares encerradas en vesículas (cuerpos residuales). Estas macromoléculas pueden ser liberadas de dos formas: de manera continua (glándulas de secreción externa). de modo intermitente (regulada) ya que han de esperar una señal mediada por un mensajero químico (hormona) que, al unirse a los receptores de membrana, provoca la exocitosis. Secreción de hormonas, neurotransmisores o enzimas. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 14 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 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: MATRIZ EXTRACELULAR Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 15 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  1. ESTRUCTURA Y MORFOLOGÍA DE LA MEC Los tejidos están formados por células y matriz extracelular. Células: gris. Matriz extracelular: blanco. Fluido extracelular, amorfo, que rodea la mayoría de las células. Donde “vive” la célula. Es una matriz fibrosa para la mayoría de los tejidos, pero calcificada en el tejido óseo. Las macromoléculas que conforman la matriz extracelular, proceden de la secreción celular local. La composición exacta de cada matriz depende del tipo de célula, del tejido que estemos observando, su estado de diferenciación y su estado metabólico. Es un medio casi isotónico respecto al citoplasma celular. Iones principales Na y Cl. ​ Lámina basal: Matriz extracelular especial. Especialización de la matriz extracelular 2. COMPOSICIÓN DE LA MEC Agua Cadenas de polisacáridos: Glucoproteínas (proteoglicanos).p. e. Ácido hialurónico. Proteínas Fibrosas: a. Proteínas estructurales: Colágeno: Proteína más abundante. Hay diferentes tipos. Función principal: sostener a los tejidos y grandes resistir las fuerzas de tensión mecánica. Flexibilidad y gran tamaño, no se ramifican Se ven con eosina Reticulina: Fibras de estructura reticulares (redes) colágeno tipo III Funcionales a tensión y tracción finas Muy delgada Aparecen en mayor cantidad en la membrana basal de las células epiteliales y rodeando las células musculares lisas No se ven con eosina Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 16 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980  Elastina: Muy hidrofóbica y elástica. En vasos sanguíneos y piel. rizos Muy delgadas En reposo aparecen curvas, ondas. Coloración rosado refringente. Aparecen en mayor cantidad en las paredes de arterias lo que permite su visualización con eosina b. Proteínas de adhesión: Fibronectina: Principal proteína de unión entre la célula y las fibras de colágeno, y fibras de colágeno entre sí. Guía en las migraciones celulares durante el desarrollo embrionario. Formada por dos subunidades muy grandes unidos mediante enlace sulfuro coagulacion(cicatrizacion) Laminina: Proteína de unión entre la célula-célula y célula-otros elementos de matriz Formada por tres subunidades muy grandes 2.1 Formación del colágeno La B está formada por fibrillas de colágeno, mientras que las bolitas pequeñas de la A también lo son, ya que son fibras cortadas que se ven perpendicularmente (ejemplo de espaguetis cortados). 2.1.1 Síndromes de Ehlers-Danlos Defecto de la síntesis de colágeno debido a una mutación en el gen que sintetiza el colágeno tipo 1. Laxitud, hipermovilidad, fracturas. Defecto en la lisil hidroxilasa, en el RE. Dentro del cartílago (formado por colágeno) no hay vasos sanguíneos, por lo que la nutrición se hace a través de difusión por la matriz extracelular. Si no se hiciera así el cartílago se moriría. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 17 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980  2.2 Estructura y propiedades de los proteoglicanos Glucoproteínas formadas por núcleo proteico + GAG Disacáridos repetidos con azúcares ácidos, azúcares aminos: Están formados por largas cadenas de polisacáridos no ramificadas compuestas a su vez de disacáridos, se denomina GAG ya que uno de los azúcares en los disacáridos es: N-acetil glucosamina o N-acetil galactosamina. Características: Elevado peso molecular Conformación extendida gran volumen Gran capacidad de retención de agua, hidrata la matriz Confieren su viscosidad característica a la matriz Gran resistencia a la compresión Permiso/selectivo al tránsito de moléculas 3. LÁMINA BASAL - Especialización de la matriz extracelular - Colágeno tipo 4 - Con integrinas que se juntan con las estructuras del colágeno 4 - Fibronectinas - Anclaje de filamentos intermedios - Microfibrilla 3.1 Funciones de la lámina basal Soporte mecánico y unión al tejido conectivo (TC) subyacente. Regulación permeabilidad: barrera selectiva (riñón) para favorecer las funciones principales de la célula. Control crecimiento: epitelio no invade TC Es un epitelio de la tráquea pseudoestratificado : Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 18 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980  3.2 Uniones de la célula a la MEC Las proteínas celulares de unión son las integrinas. Son proteínas de membrana formadas por dos cadenas: alfa y beta. Tipo Integral (atraviesan toda la membrana). Son las moléculas más importantes de adhesión célula-matriz. Funcionan como mecanotransductores: perciben el entorno y se adaptan a él. La mecanotransducción es la señal que viene expuesta por la matriz extracelular y que se transfiere a la célula a través del citoesqueleto o moléculas transferasas hasta modificar la expresión genética. Las integrinas se encargan de la transmisión de condiciones extracelulares al interior de la célula, que influyen en decisiones de la célula: división, movimiento, muerte, diferenciación, etc. 4. ESPECIALIZACIONES: CONTACTOS CELULARES Las membranas no son completamente lisas, determinados tipos celulares presentan especializaciones que desempeñarán diferentes funciones. Se tomará de referencia el tejido epitelial (son muy abundantes). Formado por células adyacentes, dejan muy poco espacio intercelular. Las células epiteliales están polarizadas, hay una diferencia en estructura y función de los dos polos de la célula. Los contactos celulares también se llaman uniones intercelulares. En las células epiteliales, se localizan fundamentalmente en la superficie basolateral. Tienen diferentes funciones: Impedir el paso de moléculas a través del espacio intercelular. Mantener la polaridad de las células epiteliales. Mantener a las células unidas entre sí y con la matriz extracelular. Función mecánica de resistencia a fuerzas externas. Permitir el acoplamiento funcional entre células vecinas. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 19 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  4.1 Uniones estrechas (zónula occludens) Localizadas en las superficies laterales de las células epiteliales formando un cinturón a su alrededor (zónula). Resultado de la unión en el medio intercelular de las proteínas claudinas y ocludinas (claudinas con claudinas y ocludinas con ocludinas) de dos células adyacentes. En el interior celular las claudinas y las ocludinas se unen a las proteínas zonula occludens o zo que se unirán a su vez a los filamentos de actina (citoesqueleto). Presenta 2 dominios intermembranales y 1 intramembranal (4 partes). 4.1.1 Funciones Sella el espacio entre dos células vecinas. Las moléculas no pueden atravesar este espacio intercelular. Garantizar la polaridad de las células epiteliales porque impiden el movimiento de los lípidos y las proteínas asociadas, a través de toda la membrana plasmática. Evitan también la pérdida de agua del interior del organismo. 4.1.2 Vía transcelular y paracelular La vía paracelular cruza la zónula occludens entre dos células epiteliales. La cantidad de agua, electrolitos y otras moléculas pequeñas transportadas a través de esta vía depende del hermetismo de la zónula occludens. La permeabilidad de la barrera depende de la mezcla de claudinas y ocludinas en el sello de la cremallera. La vía transcelular cruza la membrana plasmática de la célula epitelial y constituye un sistema de transporte activo en la que no interviene la zónula occludens. 4.2 Uniones adherentes (zónula adherens) Se presentan en la membrana plasmática fundamentalmente de las superficies laterales de los epitelios, aunque no son exclusivas del tejido epitelial. No son estructuras puntuales, sino que también forman un cinturón alrededor de toda la célula. Son la unión en el medio extracelular entre proteínas cadherinas situadas en la membrana plasmática de dos células vecinas (cadherinas= también proteínas integrales, familia de proteínas de adhesión celular, o proteínas CAM). Las cadherinas en el interior de la célula se van a unir a las proteínas de placa a las que se unirán los microfilamentos de actina (citoesqueleto). Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 20 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  4.2.1 Funciones Mantener unidas a las células contiguas, integridad del tejido. En tejidos diferentes al epitelial, coordinar los procesos de movimiento dependientes de la actina para que sean simultáneos en las células del tejido. El espacio intercelular es menos electrodenso porque ahí se ubican las vinculinas y cateninas, que son los puntos de unión entre cadherinas E y filamentos de actina. 4.3 Desmosomas (maculae adherens) Se presentan en la membrana plasmática fundamentalmente de las superficies laterales de los epitelios, también muscular cardíacas. Son estructuras puntuales, pues no forman cinturón. Son la unión de las proteínas familia de las cadherinas de una célula con las cadherinas de las células vecinas. Estas cadherinas se anclan a proteínas de placa, por debajo de la membrana plasmática, y a su vez se unen a filamentos intermedios de queratina (citoesqueleto). 4.3.1 Funciones Mantener unidas células contiguas, mantener la integridad del tejido Sostén para dominar las fuerzas de carga que actúan sobre todo el tejido El espacio intercelular también está ocupado por un material electrodenso que contiene desmocolinas y desmogleínas, que interactúan entre sí en la zona focalizada del desmosoma que forma la “cremallera” de cadherina. 4.4 Uniones en hendidura o Gap junctions (maculae adherens) Aparecen en la mayor parte de los tejidos, muy frecuentes en superficies laterales de los epitelios y entre las células musculares cardíacas. Estructuras tubulares y puntuales. Cada tubo está formado por dos mitades; cada mitad se denomina conexón, y se localiza en la membrana plasmática de cada célula. Cada conexón es un complejo de 6 proteínas denominadas conexinas. Forman poros y canales hidrófilos de diámetro importante, poco selectivos y dejan pasar tanto iones como moléculas hidrosolubles pequeñas (glucosa, aminoácidos, nucleótidos). El espacio entre conexones es de 2nm. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 21 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  4.4.1 Funciones Comunicación química entre células vecinas. Coordinación metabólica entre las diferentes células vecinas porque puede haber transporte de glucosa. 4.4.2 Ejemplos Coordinación del batidor ciliar en células epiteliales contiguas. Transmisión sincrónica de la excitación en las células musculares cardíacas 4.5 Hemidesmosomas (maculae adherens) Superficie basal de los epitelios. Estructuras puntuales. Mediados por integrinas (Moléculas de Adhesión Celular (CAM)), unidas sobre todo a laminina de la lámina basal (pero también fibronectina). Laminina se une con las fibras de colágeno tipo IV de la lámina basal, que se unirán a su vez con el colágeno de tipo I y III que es el que se encuentra por debajo de la lámina basal. Dentro de la célula, la integrina se une a proteínas de placa y estas a filamentos intermedios de queratina (citoesqueleto). 4.5.1 Funciones Unir las células epiteliales a la lámina basal lo que permitirá mantener la integridad del tejido. Sostén. 4.6 Adhesiones focales En el lado citoplasmático, obsérvese la organización de diferentes proteínas que se unen a la actina. Estas proteínas interactúan con las integrinas, que son las proteínas transmembrana cuyas regiones extracelulares se unen a las proteínas de la matriz extracelular para que la célula pueda “caminar” lo que necesite (p. ej., fibronectina). Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 22 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  5. ESPECIALIZACIONES: DIFERENCIACIONES CELULARES En las células epiteliales, se localizan en la superficie apical. De mayor tamaño que los contactos celulares Estructural y funcionalmente distintas a los contactos celulares. Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 23 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 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: CITOSOL Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 24 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  1. INTRODUCCIÓN AL CITOSOL PROTOPLASMA= citoplasma + nucleoplasma CITOPLASMA= citosol + organelas + citoesqueleto - núcleo CITOSOL= citoplasma - organelas - núcleo - citoesqueleto, básicamente es el líquido que encontramos en el citoplasma. Medio acuoso de biomoléculas aisladas de pH 7’2 El citosol va a contener una gran diversidad de biomoléculas, aisladas o interaccionando de manera temporal, y a altas concentraciones. Se trata de un gel acuoso con movimientos aleatorios: movimiento browniano es el que tienen las partículas que se mueven en distintas orientaciones sin tener ruta recta, ribosomas por ejemplo. Difusión lenta o rápida dependiendo del tamaño La función del citosol es la de contener muchas rutas metabólicas. Las biomoléculas del citosol son las que van a participar en estas vías metabólicas. 1.1 Rutas metabólicas citosólicas Rutas de los glúcidos GLUCÓLISIS (se crea y destruye glucosa): Glucosa → Piruvato GLUCOGÉNESIS (o Glucogenogénesis): Glucosa 6-fosfato → Glucógeno GLUCOGENÓLISIS: Glucógeno → Glucosa 6-fosfato FERMENTACIÓN LÁCTICA: Piruvato → Lactato GLUCONEOGÉNESIS (una parte): Precursores no glucídicos → Glucosa Rutas de los lípidos Síntesis de una parte de la cadena de los ácidos grasos: Acetil-CoA + Malonil-CoA → Una parte de la cadena de los ácidos grasos Pasos iniciales de la síntesis del colesterol. Rutas de las proteínas Síntesis de aminoácidos Síntesis de las proteínas (en ribosomas libres en el citosol). Degradación de las proteínas (en proteasomas del citosol). Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 25 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Rutas de los ácidos nucleicos Ruta de las pentosas fosfato Glucosa 6-fosfato → Ribosa 5-fosfato → Nucleótidos 2. CUERPOS DE INCLUSIÓN También llamados inclusiones paraplasmáticas. Son depósitos o acúmulos de sustancias NO limitados por membrana localizados en citoplasma. Hay 2 tipos: gránulos de glucógeno y gotas lipídicas. 2.1 Gránulos de glucógeno Depósitos de glucógeno localizados junto con las enzimas implicadas en su síntesis y degradación (hepatocitos y células musculares). No están limitados por membrana y se encuentran en el citoplasma. Formado por varias cadenas que contienen de 12 a 18 unidades de glucosa unidas por enlaces glucosídicos α-1,4; uno de los extremos de esta cadena se une a la siguiente mediante un enlace α-1,6-glucosídico. Pueden presentar seis unidades separadas entre sí o bien en mayores cantidades formando cúmulos de mayor cantidad (células musculares o cardíacas). Cada cúmulo está formado por 10-15 partículas de glucógeno formando una roseta. Su función es actuar como reserva de energía, en necesidades energéticas con ausencia de glucosa intracelular. En ayuno o ejercicio intenso, se producirá su movilización y su transformación en glucosa y en condiciones de exceso dará lugar su formación y a la posterior acumulación en gránulos. Utilidad: Aumenta la velocidad de síntesis y degradación por la conformación que adquiere Aumenta la capacidad de almacenamiento Aumenta la solubilidad Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 26 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 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 Gotas lipídicas Las gotas lipídicas son depósitos fundamentalmente de triacilglicéridos, no limitados por membrana, pero rodeadas por una capa de fosfolípidos y adicionalmente por la proteína perilipina. Encontramos gotas de lípidos, por ejemplo, en adipocitos y en células epiteliales de glándulas mamarias durante la lactancia. Podemos encontrar desde 1 gota/célula que ocupará prácticamente toda la célula, como ocurre en el tejido adiposo o en las glándulas mamarias o epitelio mamario (lactocitos), hasta un número variable por célula y de menor tamaño. Su forma es más o menos esférica. Dos tipos de tejido adiposo ○ Multilocular o marrón con muchas gotas ○ Unilocular o blanco con una única gota Adultos ○ La gota ocupa todo el volumen de la célula, impidiendo la visión del núcleo, ya que lo desplaza a la periferia ○ Ayuno prolongado: 1 gota → numerosas gotas (más fácil conseguir energía) ○ Estará rodeado de tejido conjuntivo ○ Lo encontramos en la piel en forma de lóbulos ○ Funciones: almacenar gran cantidad de energía (hidrólisis de TAG) protección (plantas de los pies y manos, acolchamiento). Neonatos ○ Tejido pardo ○ Disipa la energía y genera calor ○ Características generales: aspecto glandular, muy lobulado. ○ - Adipocitos (menores y poligonales) + Septos: fibras reticulares. ○ Múltiples gotas de lípidos de diferentes tamaños. ○ Núcleo redondeado en posición ligeramente excéntrica Forma poliédrica Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 27 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  ○ Localización Principalmente feto y neonatos (2-5% del peso corporal): escápulas, axilas, cuello, perirrenal y rodeando grandes vasos. Escaso pero también en localizaciones específicas de adultos Gotas lipídicas en glándula mamaria ○ Se forma una molécula lipídica grande unilocular que será expulsada al exterior formando la grasa de la leche. ○ No se ve porque la hematoxilina no tiñe los lípidos 3. RIBOSOMAS Y PROTEASOMAS Estructuras compuestas por proteínas y, a veces, también por RNA, NO limitadas por membrana, de menor tamaño, y que, a diferencia de los gránulos de glucógeno y las gotas de lípidos, tienen un papel activo y fundamental en el metabolismo. 3.1 Ribosomas Libres en el citoplasma o adheridos al retículo endoplasmático formando el rugoso. Cada subunidad se forma en el núcleo (nucleolo, parcialmente, no está delimitado por membranas y se ve una parte más densa que es en la que se forman los ribosomas). se ensamblan alli dnd hacen su funcion(citoplasma) En el citoplasma realizan la traducción del ARN mensajero a proteínas. El ribosoma eucariótico se diferencia del procariótico por la velocidad de sedimentacion El destino de las proteínas es el propio ribosoma, lo que determina si se quedan en el citosol o en el citoplasma. Ribosomas: caja amarilla. El rADN se transforma en PRE-rRNA (específico para la biogénesis del ribosoma) porque proteínas ribosomales entran por los poros del núcleo y se forma el PRE-rRNA. Hay un corte que genera 2 subunidades que tienen Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 28 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980  PRE-rRNA y proteínas ribosomales. Hay un proceso de maduración que los hace salir al citoplasma y engancharse, formando un ribosoma. Función ○ Traducir el RNA mensajero a proteína 3.2 Proteasomas necesitas forma de romper proteinas tanto en citoplasma como nucleo Localización: citoplasma y núcleo Tienen forma de barril. Están formados únicamente por proteínas asociadas que dejan un hueco/poro central. Proteólisis (eliminación) de: Proteínas dañadas. las q no se pliegan bien(problemas de traduccion o transcripcion Proteínas de vida corta → Regulación concentración de proteínas en una célula. Mecanismo degradación en proteasomas: marcaje de las que van a ser degradadas con ubiquitina, poliubiquitina,paso a través del proteasoma (hueco) y procesamiento. 3.2.1 Degradación mediada por el proteasoma Este mecanismo de degradación involucra marcar proteínas destinadas a la destrucción con una cadena de poliubiquitina y su consecuente degradación en el complejo proteosómico con la liberación de moléculas de ubiquitina reutilizables. Se añaden colas de ubiquitina a las proteínas diana y sale una proteína poliubiquitina (consumo de ATP) se polimeriza La ubiquitina se activa en presencia de ATP mediante un complejo de tres enzimas activadoras de ubiquitina (E1, E2 y E3) para formar una única cadena de poliubiquitina que sirve como señal de degradación para el complejo del proteasoma 26S. La partícula reguladora (19S RP) que forma la tapa de la principal cámara de destrucción proteica (partícula central 20S) reconoce los rótulos de poliubiquitina, despliega la proteína e inserta y regula su entrada a la cámara de destrucción. la tapa reconoce la sequencia y solo entra la proteina la ubiquitina no En el lado opuesto de la cámara, la partícula reguladora libera polipéptidos cortos y se recicla aminoácidos una vez que se completa la degradación de la proteína. Una vez marcada la proteína se va hacia el exterior, el proteasoma la engancha. Las moléculas de ubiquitina son liberadas por enzimas desubiquitinizantes (DUB) y se reciclan. Solo entra la proteína, no la cola de ubiquitina se gasta atp en la destruccion de la prote y en la formacion de poliubiquitina Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 29 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980  Lucía Córdoba De Miguel | CEU UCH | Biología | 1º de Medicina 30 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-8719980 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: CITOESQUELETO