UNIDAD III LA CÉLULA Dr. Marcelo Olmos Bayá BIOLOGÍA Y GENÉTICA CARRERA DE NUTRICIÓN 2010 CÉLULA KYTOS: Célula CELLA: Espacio vacío En 1969, Whittaker propone el sistema de los cinco reinos que divide a todos los organismos vivientes en cinco grupos grandes: Monera (Procariotas), Protista, Fungi, Plantae y Animalia sistema de los cinco reinos Moneras Protistas Hongos Vegetales Animales bacterias y algas azules protozoos y crisófitas Hongos Algas verdaderos y verdes, mohos rojas, pardas, Briófitas Traqueófitas Metazoos El microbiólogo francés Eduard Chatton en 1937 plantea a la comunidad científica la idea de dividir a los Protistas en dos grupos principales……… Células Procariotas (células sin membrana nuclear y estructura interna simple como Bacterias y Cianobacterias) Células Eucariotas (células con núcleo perfectamente diferenciado y estructura interna compleja). Desde el punto de vista evolutivo, se considera que los procariotas son antecesores de los eucariotas…. Los Eucariotas aparecieron probablemente hace 1000 millones de años Tienen muchas semejanzas, utilizan el mismo CODIGO GENÉTICO…. “Procariotas no es sinónimo de primitivo” CÉLULAS PROCARIOTAS Son las células que no tienen núcleo, es decir son las que presentan su ADN más o menos condensado en una región del citoplasma pero sin estar rodeado de una membrana En 1970 Lynn Margullis publica su libro "Origin of Eukaryotic Cells" en el que plantea la hipótesis del origen Endosimbiótico de la célula eucariota. La Teoría Endosimbiótica plantea que las células eucariotas no evolucionaron por mutaciones genéticas, sino por combinaciones múltiples de un número de células determinadas. Se evidencia que el ancestro de las células Eucariotas es el resultado de la fusión simbiótica entre una Eubacteria Gram-negativa y una Arqueobacteria (eocito) y ambos grupos contribuyeron a la formación del genoma nuclear LA CÉLULA EUCARIOTA La célula Eucariota es la unidad estructural y funcional de todos los organismos pluricelulares. Presenta formas y tamaños muy diferentes. Generalmente tienen una medida de unos 0,020 mm.( visibles con microscopio) ……… Dos tipos principales, que son las que constituyen los animales y los vegetales Células animales Células vegetales -membrana de secreción, nunca es de celulosa -vacuolas muy pequeñas, -carencia de cloroplastos -presentan centrosoma, -pared gruesa de celulosa situada en el exterior -grandes vacuolas -cloroplastos -No tienen ni cilios ni flagelos. EUCARIONTES En la célula eucariota en Interfase, el núcleo constituye un compartimiento separado, limitado por la envoltura nuclear DIVERSIDAD MORFOLÓGICA DE LA CÉLULA EUCARIOTA Las células de un organismo multicelular, presentan forma y estructura variables y se diferencian de acuerdo a una función específica en los distintos tejidos y órganos DIVERSIDAD MORFOLÓGICA DE LA CÉLULA EUCARIOTA 1. 2. 3. 4. La forma depende de: Adaptaciones funcionales Citoesqueleto Acción mecánica …… Rigidez de la membrana plasmática El volumen celular, es bastante constante para un determinado tipo celular y es independiente del tamaño del organismo CITOESQUELÉTO 1. COMPOSICIÓN MOLECULAR DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA La membrana celular, regula el intercambio de iones y moléculas entre la célula y el medio extracelular MEMBRANA PLASMÁTICA Proteínas 52% de la masa Lípidos 40% Hidratos de carbono 8% ERITROCITO Proporciones variables en distintas células….Por ej. Memb. Mitocondriales, Mielina… Lípidos Unidad estructural Singer: “Modelo del mosaico fluido” Los lípidos se disponen en una lamina bimolecular (bicapa lipídica)…… en la cual se insertan las proteínas integrales emergiendo hacia ambas superficies Oligosacaridos ASIMETRÍA Ácidos grasos FL: Son moléculas anfipáticas (doble densidad) Cabeza polar FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA FL: Glicerol + Cabeza polar + Ácidos grasos Las más comunes cabezas polares son, la Etanolamida, colina y serina que forman parte de la cefalina, lecitina y fosfatidilserina respectivamente.. A Ph neutro, estas cabezas no poseen carga electrica… F.L. NEUTROS Otros FL con carga negativa (Fosfoinositosidos, cardiolipinas, fosfatidilglicerol) F.L. ACIDOS COLESTEROL: Esteriode anfipático, posee una cabeza polar pequeña, OH del C3 ………y el resto de la molécula es hidrofóbico El Colesterol: 1. Hace más impermeable la bicapa lipídica Aumenta la viscosidad de la bicapa a 37ºC Mantiene la fluidez ante una disminución de la temperatura 2. 3. Proteínas (Unidad Funcional) PERMEABILIDAD PROTEINAS DE MEMBRANA Proteínas Integrales (intrínsecas) En su mayoría Glucoproteinas transmembranosas (TM) Más del 70% del total se anclan tenazmente a la bicapa… Existen proteínas TM de paso único o múltiple… Proteínas Periféricas (Extrínsecas) Se asocian con la membrana, por uniones iónicas débiles…. GLUCIDOS DE MEMBRANA Glucosaminoglucano Proteglucano Glucoproteína Glucolípido GLUCIDOS DE MEMBRANA GLUCOLÍPIDOS: 1. Glucoesfingolípidos (Ceramida) Cerebrósidos (Glucosa o galactosa) Gangliosidos (N-Acetilneuraminico) 2. 3. GLUCOCALIZ Las glucoproteinas, glucolípidos y proteoglucanos, poseen oligosacaridos dispuestos de forma asimétrica, orientados principalmente hacia el medio extracelular o su equivalente topológico (en interior de las endomembranas) y no hacia el citosol… … . 10 a 20 nm GLUCOCALIX Esta cubierta celular, tiene varias funciones: 1. Micro ambiente 2. Enzimas Puede modificar la concentración de diversas sustancias en la superficie celular (Fosfatasa alcalina, disacaridasas, oligopeptidasas) 3. 4. Protección Celular Reconocimiento Celular 2. FLUIDEZ DE MEMBRANA Se refiere al hecho de que tanto los lípidos como las proteínas, gozan de una considerable libertad de movimiento lateral dentro de la membrana…. El principal factor que influye sobre la fluidez es el largo y la saturación de las cadenas de ácidos grasos La Fluidez, es la responsable del proceso de autosellado celular 3. ESQUELETO MEMBRANOSO - Es un sistema físicamente interconectado, entre las proteínas integrales y las proteínas del citoesqueleto, que controla: la forma celular La estabilidad de membrana La organización de dominios membranosos La adhesión celular 3. ESQUELETO MEMBRANOSO Por debajo de la membrana, subyace una malla filamentosa, formada por algunas proteínas como Espectrina, filamentos de actina-tropomiosina, que se anclan a proteinas integrales a través de la ancrina y proteína de banda 4.1, mediante complejos de unión…. Los defectos en la ancrina, espectrina, producen alteraciones en la forma celular…Por ej. Anemia (GLUCOCALIZ) 4.PERMEABILIDAD La Permeabilidad, es fundamental para el funcionamiento de la célula viva … La Permeabilidad, determina, que sustancias pueden ingresar a la célula … En los organismos multicelulares, la membrana externa, está en contacto con el liquido intersticial (intercelular)….y mantiene el equilibrio hidroelectrolitico 4.PERMEABILIDAD - - Este equilibrio hidroelectrolítico se rompe por: Activación de fosfolipasas … Ataque de linfocitos citotóxicos … Activación del sistema de complemento.. Toxinas bacterianas …. Agentes fisicoquímicos agresores …. Lesión celular, Tumefacción (Edema celular agudo) MUERTE CELULAR Difusión simple V dif. Liposolubilidad / Tamaño Difusión simple Atraviesan rápidamente: - Metanol, etanol, glicerol - Agua No atraviesan la membrana - Moléculas hidrofílicas mayores (monosacaridos) - Partículas cargadas..protón PROTEINAS TRANSPORTADORAS Difusión Facilitada (transporte pasivo) Pasaje de: -Iónes -Aminoacidos -Monosacáridos -Moléculas hidrofílicas mayores GRADIENTE ELECTROQUÍMICO E Difusión Facilitada (transporte pasivo) Las proteínas transportadoras pueden ser de dos clases: Canales iónicos y Permeasas Altamente selectivos y específicos Difusión Facilitada (transporte pasivo) Canales iónicos 1. Canales regulados por voltaje 2. Canales regulados por ligando 3. Canales regulados mecánicamente CANALES REGULADOS POR VOLTAJE (Na +) •Canales regulados para Na+, K+ y Ca++ •Canales de las células musculares, permanecen cerrados, cuando la MP está en reposo (-90mV). •Cuando se despolariza, se produce la apertura de los canales CANALES REGULADOS POR LIGANDO Son canales-receptores específicos, que al unirse con su ligando específico, experimentan un cambio conformacional y se abren. Neurotransmisores como la Acetilcolina o AMPc Canal por voltaje Canal por ligando extra e intracelular Canal reg. Mecánicamente Difusión Facilitada (transporte pasivo) PERMEASAS Son otro tipo de proteína transportadora, llamada también Carrier, La molécula a ser transportada, debe unirse a un sitio específico de la permeasa, que sufre un cambio conformacional y traslada la sustancia al otro lado de la membrana (sin gasto de Energía) Existen tres tipos de permeasas: 1. 2. 3. MONOTRANSPORTADORA O UNIPORTE: Transfieren un solo tipo de soluto de un lado al otro de la membrana. (ej.: transporte de glucosa) GRADIENTE ELECTROQUIMICO COTRANSPORTADORA O SIMPORTE: Transfieren dos tipos de solutos, ambos en el mismo sentido. CONTRATRANSPORTADORA O ANTIPORTE: Transfiere dos tipos distintos de solutos en sentidos contrarios. Es decir, uno ingresa al citoplasma si, y solo si, simultáneamente el otro sale. Glucosa Sodio Sodio Calcio DIFUSIÓN FACILITADA PERMEASAS TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO ATP Las proteínas transportadoras, median el pasaje de iones o moléculas contra un gradiente electroquímico Las permeasas que utilizan ATP, se denominan Bombas O ATPasas. • Bomba de Calcio El Ca++ es removido desde el citosol, hacia el exterior. Junto con el intercambiador Na-Ca, mantienen la concentración de Ca++ 4000 veces menor dentro del medio intracelular • Bomba de protones Intercambiador de iones Hidrógeno • Glucoproteina P-170 Ocurre en hepatocitos, enterocitos y células del epitelio renal….Excreción de toxinas hidrofóbicas en contra de gradiente hacia la bilis, heces y orina… Velocidad de Difusión: Gradiente/Saturación del sistema