Origen y evolución de la celula 1 Ernest Ruska y Max Knoll (1931 - 1933) desarrollaron el microscopio electrónico de transmisión (MET). 1986 recibieron el premio Nobel 2 La Célula Unidad estructural, fisiológica y genética de los seres vivos, dotada de vida propia. Todos los seres vivientes están constituido por una o más unidades llamadas células (Dutrochet 1828)2. - Cada célula es capaz de mantenerse viva independientemente del resto (Schleiden & Schwan 1839) 3. - Las células solo pueden provenir de otra célula (Virchow 1858) Postulados de la Teoría celular “Teoría celular es una parte fundamental de la biología que explica la constitución de los seres vivos sobre la base de células, y del papel que estas tienen en la constitución de la vida y en la descripción de las principales características de los seres vivos.” 3 El descubrimiento de la célula Robert Hooke en el siglo XVII (años 1.600) observando al microscopio comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamó células . Fue el primero en utilizar este término. Dibujo de R. Hooke de una lámina de corcho al microscopio (alcornoque (Quercus suber)) El descubrimiento de la célula Antony van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos. Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek (30 billones) 4 historia de la teoría celular: Contribuciones científicas Malpighi inicia la microscopía Hooke da nombre a las células Leeuwenhoek observa microorganismos Brown define el núcleo Schleiden, Schwann y Virchow postulan la teoría celular. Ramón y Cajal investigan el tejido nervioso Se perfeccionan los microscopios Siglo XVII Siglo XIX Siglo XX La teoría celular Estos estudios y los realizados posteriormente permitieron establecer en el siglo XIX (años 1800) lo que se conoce como Teoría Celular, que dice lo siguiente: 1 - Todo ser vivo está formado por una o más células. 2 - La célula es lo más pequeño que tiene vida propia: es la unidad anatómica y fisiológica del ser vivo. 3 - Toda célula procede de otra célula preexistente. 4 - El material hereditario pasa de la célula madre a las células hijas (progenie). (5 reinos) 5 Tipos de Células CÉLULA PROCARIOTA • El material genético ADN está libre en el citoplasma (nucleoide) • Sólo posee unos orgánulos llamados ribosomas. • Es el tipo de célula que presentan las bacterias (monera) CÉLULA EUCARIOTA • El material genético ADN está encerrado en una membrana y forma el núcleo. • Poseen un gran número de orgánulos u organelos. • Es el tipo de célula que presentan el resto de los seres vivos. Tipos de células eucariotas Célula animal Célula vegetal Recuerda que la célula vegetal se caracteriza por: • Tener una pared celular además de membrana • Presenta cloroplastos, responsables de la fotosíntesis • Carece de centriolos que son organelos cilíndricos (microtúbulos) 6 La estructura de la célula MEMBRANA PLASMÁTICA: una membrana que la separa del medio externo, pero que permite el intercambio de materia. La estructura básica de una célula consta de: CITOPLASMA: una solución acuosa compartimentalizada en el que se llevan a cabo las reacciones metabólicas. ADN: material genético, formado por ácidos nucleicos (y también el ARN). ORGÁNULOS u ORGANELOS SUBCELULARES: estructuras subcelulares que desempeñan diferentes funciones dentro de la célula. Los organelos celulares Núcleo: contiene las instrucciones para el funcionamiento celular y la herencia en forma de ADN. Mitocondrias: responsables de la respiración celular, con la que la célula obtiene la energía necesaria. Retículo: red de canales donde se fabrican lípidos y proteínas que son transportados por toda la célula. Aparato de Golgi: red de canales y vesículas que transportan sustancias al exterior de la célula. Vacuolas: vesículas llenas de sustancias de reserva o desecho. Lisosomas: vesículas donde se realiza la digestión celular. Ribosomas: responsables de la fabricación de proteínas Centriolos: intervienen en la división celular y en el movimiento de la célula. 7 ¿Cómo y cuándo se formó la primera célula? La ciencia acepta la teoría evolucionista de Darwin y se pregunta cómo apareció la primera célula viva con posibilidades de evolucionar. Se estima que la primera célula viva con estas características comenzó a existir hace 3.500 millones de años, afirmación que no se puede aún comprobar pero que se puede deducir. La evidencia apunta a las Arqueobacterias (bacterias antiguas capaces de vivir en ambientes extremos) que obtienen la energía en forma rara ; como 1 ) las halobacterias (bacterias de la sal) que se desarrollan en zonas salinas y que usan la luz del Sol como fuente de energía ; 2 ) las metanógenas (que producen metano) que viven en aguas cálidas sin oxígeno y que transforman el dióxido de carbono en metano y 3 ) las eocitas (bacterias del alba) que viven en aguas termales que contienen azufre y lo convierten en otros compuestos químicos . Formación de la Tierra Formación del núcleo Formación de la Luna Bombardeo Asteroidal Intenso Tardío Interacción Magma - Agua Fría Formación de la Corteza Terrestre Cinturón de Rocas verdes de Isua Evidencia Isotópica para la Vida Eones Geológicos y Eras de la Tierra Células con Núcleo Aparición de Organismos Metazoos Microorganismos fosilizados Elevación del Oxígeno Atmosférico Animales con exo - esqueleto s Humanos Dinosaurios Ga=Giga - año=10 9 años mil millones 8 www.gaiaciencia.com Experimento de Miller - Urey Año 1953 9 Evidencia de Laboratorio Luego de una semana del inicio de la prueba de laboratorio Miller y Urey encontraron un deshecho denso de color café oscuro en el fondo del matraz de recolección . Este material recolectado fue analizado en su composición química y se encontró que estaba compuesto de varios tipos de aminoácidos, azúcares, alquitrán y otros compuestos químicos orgánicos no identificados. Experimento de Muller - Urey El Experimento de Urey Miller marcó el comienzo de un campo científico conocido como Química - Prebiótica. La síntesis de substancias bioquímicas fundamentales en ausencia de compuestos químicos formados mediante sistemas vivientes posiblemente ocurrió antes de que la vida estuviera presente sobre la tierra. Esta es la evidencia experimental más citada para la Abiogénesis Importancia del Experimento de Miller - Urey 10 RNA Membrana Fosfolipídica Molécula de Fosfolípido Agua Cabeza Polar Hidrofílica Cola Hidrofóbica Protocélula proteínas aminoácidos alcoholes ácidos grasos metales agua lípidos nucleósidos Agua Abiogénesis: proceso natural del surgimiento u origen de la vida a partir de la no existencia de ésta (a partir de la materia inorgánica). Organismo Procarionte Ancestral Teoría Endosimbiótica Lynn Margulis, 1981. Describe el paso de una célula procariótica a una célula eucariótica 2.000 millones de años 11 Procariontes Eucariontes Clasificación celular 1 cambio/10 nucleótidos ADN Dominios Las funciones celulares • Nutrición celular • Relación celular. • Reproducción celular Nutrición celular La nutrición celular engloba los procesos destinados a proporcionar a la célula energía para realizar todas sus actividades y materia orgánica para crecer y renovarse. En la nutrición heterótrofa (células animales): • La membrana permite el paso de algunas sustancias. • La célula incorpora partículas mayores mediante fagocitosis. • Una vez incorporadas estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular. 15 nutrición celular En la nutrición autótrofa (células vegetales): • La célula atrapa la energía de la luz solar. • La célula incorpora agua, CO 2 y sales minerales y mediante la energía atrapada fabrica sus propios alimentos (fotosíntesis). • Una vez fabricadas, estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular. Nutrición celular El metabolismo celular: Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de obtener energía y moléculas para crecer y renovarse. La Respiración Celular es una de las vías principales del metabolismo, gracias a la cual la célula obtiene energía en forma de ATP. Tiene lugar en las mitocondrias. 16 relación celular Mediante la función de relación las células reciben estímulos del medio y responden a ellos. La respuesta más común a estos estímulos es el movimiento, que puede ser de dos tipos: Movimiento ameboide: Se produce por formación de pseudópodos, que son expansiones de la membrana plasmática producidos por movimientos del citoplasma. Movimiento vibratil: Se produce por el movimiento de cilios o flagelos de la célula. Reproducción celular La función de reproducción consiste en que a partir de la célula progenitora se originan dos o más descendientes. Es un proceso que asegura que cada descendiente tenga una copia fiel de material genético de la célula madre. En las células procariotas se produce la división simple por bipartición: • El ADN de la bacteria se duplica y forma dos copias idénticas. • Cada copia se va a un punto de la célula y más tarde la célula se divide en dos mitades. • Así se forman dos células hijas iguales, más pequeñas que la progenitora. 17 1º en la profase: el ADN se encuentra en forma de cromosomas, la membrana del núcleo se deshace y n la telofase: desaparece el huso y se forman las dos nuevas membranas nucleares. La célula se divide en dos células hijas. Organismos unicelulares y pluricelulares Los seres unicelulares son los seres de organización más sencilla. Están formados por una sola célula. Son microscópicos y pueden ser procariotas (bacterias) o eucariotas (algas, protozoos y algunos hongos) Los seres unicelulares pueden agruparse para formar una colonia, que se origina a partir de una sola célula que se divide. Las células hijas quedan unidas entre sí formando la colonia. Existen en protozoos y algas. 18 organismos unicelulares y pluricelulares Los seres pluricelulares están formados por gran número de células y tienen además las siguientes características: • Existe diferenciación celular. Cada forma celular realiza una función específica. Tienen el mismo material genético, pero este se expresa en forma diferente. • Las células no pueden separarse del organismo y vivir independientemente. Necesitan de las otras para vivir. • Se forman a partir de una célula madre o cigoto. Las células se agrupan en tejidos, los tejidos forman órganos y los órganos forman aparatos o sistemas, que forman en conjunto al organismo. Composición química de la célula 1 Estructura y Función Celular Primavera - 2023 Composición Química de la Célula Alfonso Paredes Vargas Composición Química de la Célula Alfonso Paredes Vargas 200 tipos 30 billones 2 Compuestos ales (1% masa celular) Composición química de la Amortiguador térmic reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio. Compuestos -H2O• Estructura: unidos por un enlace covalente. Entre los dipolos del agua se establecen fuerzas de atracción llamados puentes de hidrógeno, formándose grupos de 3 - 9 moléculas. Con ello se cohesión: Liquido casi incompresible Propiedades físico ada fuerza de adhesión : capilaridad . Propiedades físico - químicas del agua Xilema: transporte de agua y sales evaporación: necesita mucha energía para romper los puentes de hidrógeno Propiedades físico - químicas del agua Com - químicas del agua Compuestos Inorgánicos Sales minerales • Los Minerales son elementos químicos imprescindibles para el normal funcionamiento metabólico. • El agua circula entre los distintos compartimentos corporales llevando electrolitos, que son partículas minerales en solución. Tanto los cambios internos como el equilibrio acuoso dependen de su concentración y distribución. 7 Calcio (Ca 2+ ) Constituyente de huesos y dientes; regulación de la actividad nerviosa y muscular, factor de coagulación. Compuestos Inorgánicos Fosforo (PO 4 3 - ) Constituyente de huesos y dientes; ATP, intermediarios metabólicos fosforilados, ácidos nucleicos. Sodio (Na + ) Catión principal del medio extracelular, regula volemia, balance ácido/base, función nerviosa y muscular, bomba Na + , K + - ATPasa. Potasio (K + ) Catión principal del medio intracelular, función nerviosa y muscular, bomba Na + , K + - ATPasa. Cloro (Cl - ) Balance de electrolitos, constituyente del jugo gástrico. Magnesio (Mg 2+ ) Constituyente de huesos y dientes, cofactor enzimático. Sales Minerales y su Función Cromo (Cr 3+ ) Constituyente del factor de tolerancia a la glucosa. Iodo (I - ) Constituyente de hormonas tiroideas. Fluor (F - ) Incrementa dureza de huesos y dientes. Hierro (Fe 2+ ) Contenido en la hemoglobina, para el transporte de O 2 . Zinc (Zn 2+ ) Une al ADN, regula la expresión de determinados genes. Compuestos Inorgánicos Sales minerales ¿Cobalto, cobre, selenio y otros ? ¿Qué patologías causa la carencia de minerales? 8 Compuestos tos: Clasificación, Estructura y Función Orgánicos Carbohidratos • Llamados también hidratos de carbono, glúcidos o sacáridos. Están compuestos por átomos de C, H, O, en una proporción 1:2:1, también pueden presentar algunos otros elementos. Compuestos Orgánicos Carbohidratos Polisacáridos Monosacáridos Disacáridos Oligosacáridos Clasificación 10 Compuestos Orgánicos Carbohidratos Monosacáridos: • Son las unidades monoméricas de los carbohidratos. • Son polialcoholes y se les puede clasificar de acuerdo al número de átomos de carbono presentes en ellos: tres - triosa, cuatro - tetrosa, etc. • Los más importantes para los organismos vivos son pentosas y hexosas. Compuestos Orgánicos Carbohidratos Monosacáridos: Ribosa Xilosa Arabinosa Glucosa Manosa Galactosa Fructosa Pentosas Hexosas 11 Compuestos Orgánicos Carbohidratos Disacáridos • Son compuestos formados por dos residuos monosacáridos unidos por un enlace covalente llamado enlace glucosídico. maltosa lactosa sacarosa Los disacáridos más importantes son tres: maltosa (glucosa - glucosa) lactosa (glucosa - galactosa) sacarosa (glucosa - fructosa). Compuestos Orgánicos Carbohidratos Polisacáridos • Son largas cadenas de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos. Ej: almidón, el glucógeno (mayor ramificación) y la celulosa (sin ramificación). 12 Polisacáridos Celulosa es una cadena lineal (sin ramificaciones) de isomeros beta de glucosa unida por - 4) Compuestos Orgánicos Carbohidratos La quitina es un polímero no ramificado de N - acetil - D - glucosamina ( GlcNAc ) Es el segundo polímero natural más abundante después de la celulosa es la quitina. La quitina es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, del exoesqueleto de los artrópodos como: arácnidos, crustáceos, insectos. 13 química de la célula Compuestos Orgánicos: grasa) son moléculas formadas por C, H, O. Contienen oxigeno en baja proporción. Además, por otros elementos como nitrógeno, fósforo y azufre. son insolubles en agua y solubles en solventes apolares). Estructura química diversas y funciones muy diferentes. 14 Compuestos Orgánicos Función biológica de Proceso de señal celular (hormonas estero í dales) Características de los Lípidos Punto de fusión Longitud de la cadena N ú mero de insaturaciones Carácter anfipático Polar: grupo carboxilo Apolar: cadena hidrocarbonada 15 Compuestos Orgánicos insaturada cadena con uno o m á s dobles enlaces Á cidos Grasos Ácidos carboxílicos alifáticos Cadena de longitud variable La cadena puede ser: saturada cadena con enlaces simples Lípidos saponificables Su fórmula general es: CH 3 - (CH 2 )n - COOH Algunos ejemplos importantes son: Compuestos Orgánicos Nomenclatura de los á cidos grasos saturados • ácido acético CH 3 – COOH • ácido butírico CH 3 - (CH 2 ) 2 - COOH /n=2 • Ácido láurico CH 3 - (CH 2 ) 10 COOH /n=10 • ácido palmítico CH 3 - (CH 2 ) 14 - COOH /n=14 • ácido esteárico CH 3 - (CH 2 ) 16 - COOH /n=16 16 Compuestos Orgánicos Nomenclatura de los á cidos grasos insaturados Se clasifican según el número de los dobles enlaces presentes: 1) Grupo del ácido oleico, con un doble enlace: CH3 - (CH2)7 CH=CH - (CH2)7 - COOH 2) Grupo del ácido linólico o linoleico, con dos dobles enlaces CH3 - (CH2)4 CH=CH - CH=CH - (CH2)7 - COOH 3) Grupo del ácido linolénico, con tres dobles enlaces CH3 - (CH2 CH=CH)3 - (CH2)7 - COOH Lípidos Saponificables (Esteres de ác . Grasos) Insaponificables (sin ác . grasos) Simples Complejos Terpenos Esteroides Prostaglandinas Ac Grasos Acilgliceridos Ceridos Fosfolipidos Glucolipidos Ac biliares Vit D Horm. Corteza Suprarrenal Horm. Sexuales Aromas Esencias Pigmentos Vi Clasificación Lípidos saponificables: é steres de ácidos grasos (saturados e insaturados) Lípidos pidos Saponificables Simples Glicéridos U nión entre un alcohol con 3 grupos OH, llamado glicerol y ácidos grasos , a través de síntesis por deshidratación. Cantidad de energía muy superior a la contenida por carbohidratos y proteínas. 18 Compuestos Orgánicos L í pidos Saponificables Simples Ceras Glic é ridos: glicerina + (fosfolípidos) Esfingolípidos Clasificación Lípidos saponificables: é steres de ácidos grasos (saturados e insaturados) Lípidos insapon pidos Saponificables Complejos Glicerolípidos: Fosfolípidos Lípidos anfipáticos: forman parte de las membranas celulares. Estructura: porción hidrofílica (glicerol) porción hidrofóbica (ácido graso) Serina Colina Etanolamina Inositol Etc. Fosfolípido: Lecitina Lípido polar actúa como un agente emulsionante Glic é ridos: gliceri Glicerolípidos Esfingolípidos Clasificación Lípidos saponificables: é steres de ácidos grasos (saturados e Prostaglandinas (prostanoato) Lípidos insaponificables: Sin ácidos grasos Terpenos Compuestos Orgánicos B Terpenos: Son polímeros constituidos por repetición de unidades de isopreno (C5) CH 2 CH C CH 2 CH 3 Isopreno 22 LÍPIDOS INSAPONIFICABLES Compuestos Orgánicos B Nombre Nº Función Ejemplo Monoterpenos 2 Aromas y esencias Geraniol, mentol Sesquiterpenos 3 Intermediario en la síntesis del colesterol Farnesol Diterpenos 4 Forman pigmentos y vitaminas Fitol, vitamina A, E, K Triterpenos 6 Intermediario en la síntesis del colesterol Escualeno Tetraterpenos 8 Pigmentos vegetales Carotenos, xantofilas Politerpenos n Aislantes Látex, caucho Clasificación de Terpenos Compuestos (prostanoato) Lípidos insaponificables: Sin ácidos grasos 23 Esteroides Compuestos Orgánicos Esteroides son derivados de esterano (compuesto tetrac í clico. Difieren por el n ú mero y la posición del doble enlace, asi como los grupos sustituyentes en distintas posiciones Grupo esteroles posición A3: grupo – OH Posicion D17: cadena alifática Colesterol Escualeno (triterpeno) • Ácidos biliares • Vitamina D • Hormonas corteza suprarrenal • Hormonas sexuales Esteroides Compuestos Orgánicos 24 Ácidos biliares: colaboran en la emulsión de los lípidos intestinales Vitamina D: participan en la absorción y el metabolismo de los huesos Esteroides Compuestos Orgánicos Vit D3 Ácido cólico OH C OH O Cortisol Estradiol Aldosterona Progesterona Testosterona Hormonas corteza suprarrenal Hormonas sexuales Esteroides Compuestos Orgánicos 25 Compuestos Orgánicos Líp insaponificables: Sin ácidos grasos Prostaglandinas (C 20 ) • Son derivadas del ácido prostanoico. Fueron descubiertas por Sune Kart Bergstrom, un hallazgo que le valió la obtención del Premio Nobel de Medicina en 1982. Hasta el momento se han identificado 30 prostaglandinas; dependiendo del ácido graso del que deriven. 26 Función de las Prostaglandinas (C 20 ) ¿Qué sabes del ácido araquidónico? ¿Qué relación existe entre la inflamación y las prostaglandinas? • Función reguladora hormonal y local: 1. Disminución en la presión sanguínea 2. Contracción de la musculatura lisa 3. Agregación plaquetaria (capilares lesionados) 4. Aumenta la temperatura corporal (hipotálamo) 5. Disminuye secreción de jugo gástrico Composición Ácidos nucleicos Molécula compuesta de nucleótidos de desoxiribosa; material genético de todas las células. Características Ácidos Nucleicos • Macromoléculas • Autoduplicación • Depositarios y transmisores de la información genética • Patrón utilizado para la síntesis de proteínas Composición Química de los Ácidos Nucleicos Atamos: C + H + O + N Ácidos Nucleicos Gracias a su composición química pueden formar macromoléculas, estos polímeros se forman por la unión de un número limitado de clases de unidades monoméricas . RNA DNA Azúcares de los ácidos nucléicos Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN RNA DNA Dos tipos básicos : Purinas y Pirimidinas Las bases de los ácidos nucleicos Monómeros que incluye al fosfato Monómeros constituido por azúcar y base. ATP ATP - ADP AMP Segundo mensajeros Estructura primaria de los ácidos nucleicos Sentido único o unidireccional, esto implica extremos diferenciables, un extremo con un fosfato 5 ́ sin reaccionar y el otro un hidroxilo 3 ́ también sin reaccionar. Nomenclatura compacta: también podemos escribir:: pApCpGpTpT si interesa solamente la secuencia de bases: ACGTT Una cadena posee individualidad (secuencia de nucleotidos) determinada por la secuencia de sus bases. Esta se denomina estructura primaria de este ácido nucleico. Estructura Secundaria: Rosalind Franklin Maurice Wilkins Watson y Crick : Nature 171 , 737 738 ( 1953 ) . Analizaron los patrones de difracción de rayos X fotografiados por Rosalind Franklin . Watson y Crick : • Se apareaban de una manera concreta (Los pares AT y GC) . • Este modelo además demostraba que los armazones hidrofílicos de fosfato - desoxirribosa se sitúan hacia el medio acuoso . • Los pares de base lo hacían, uno sobre el otro, hacia el interior . • Las dos hebras son complementarias . • Cada copia es exacta al original . Estructura Secundaria: “No ha escapado a nuestra apreciación que el apareamiento específico que proponemos, sugiere un posible mecanismo de copia del material genético”. Ley de Chargaff Es similar a la del ADN, excepto por la sustitución de desoxirribosa por ribosa y de timina por Uracilo (U), además la molécula de RNA está formada por sólo una cadena . Tipos de RNA : RNA Mensajero RNA de Transferencia RNA Ribosomal Estructura primaria del RNA Las moléculas de RNA tienen extensas regiones donde hay bases complementarias, estableciéndose puentes de hidrógeno entre AU y GC en distintas regiones de la misma molécula, formándose estructuras asas en horquilla . En las regiones pareadas se forman estructuras helicoidales parecidas al DNA . Cada estructura plegada compactamente le proporciona importantes consecuencias biológicas como por ejemplo la iniciación de la síntesis proteica . Estructura secundaria del RNA Así también pueden adoptar una estructura terciaria, en recientes investigaciones se ha determinado una actividad catalítica de moléculas de RNA organizadas tridimensionalmente. Por lo que en la actualidad se le discuten propiedades análogas a las proteínas, denominadas ribozimas. L. Bosh, 1985, Nucl. Acid Res 13:1717 Incluir figura La estructura Terciaria RNA de interferencia o silenciador (lectura complementaria) Función transmisión de la información genética (son las moléculas que determinan lo que es y hace cada una de ón principal del ARN es servir como intermediario de la información que lleva masa celular) Composición Almacenamiento: ferritina • Soporte mecánico: colágeno • Movimiento coordinados: contracción muscular • Protección inmune: anticuerpos • Generación impulsos nerviosos: receptores • Crecimiento y diferenciación: Factor de crecimientos • Actividad Catalítica: enzimas DNA RNA Proteína Los α Aminoácidos : Poseen un grupo amino unido al carbono α , al que también se une un hidrógeno y una cadena lateral (R) la cual los diferencia . Los genes proporcionan la información para veinte clases distintas de aminoácidos que son incorporados a las proteínas . Las proteínas son polímeros de una serie de monómeros llamados α - aminoácidos . AMINOACIDOS ESENCIALES Y NO ESENCIALES El organismo carece de una o más de las enzimas de la vía metabólica que lleva a la producción de algunos de los aminoácidos (esenciales) Los que se originan a partir de algún otro compuesto disponible en el organismo, se denominan aminoácidos no esenciales. Todos los objetos tienen imágenes especulares. Al igual que muchas moléculas, los aminoácidos existen como formas que guardan una relación de imagen especular ( estéreoisómeros ) que no son superponibles. Solo los isómeros L de los aminoácidos son lo que se encuentran en la naturaleza (La imagen de Venus, (1898), Sir Edward Burne - Jones/ Mueseu Calouste Gulbenkian Lisbon / The Birdgeman Art Library) Plana y rígida (trans) Impedimento estérico 1.32A 1.56A 1.46A Péptidos y enlace peptídico La mayoría de estos péptidos deja un grupo amino y el grupo carboxilo libre, lo cual sirve como referencia para indicar la composición de aas del péptido . Por convención se escribe el N - terminal a la izquierda y el C - terminal a la derecha . • Al igual que para los ácidos nucleicos se puede utilizar una nomenclatura para resumir una cadena peptídica . • 3 letras : Tyr - Gly - Gly - Phe - Leu • 1 letra : YGGFL Nomenclatura Además del N terminal y el C - terminal algunos aas . poseen grupos ionizables en sus cadenas laterales . Por lo cual, son susceptibles de ser influenciados por el pH, según su pKa . Estos efectos provocados por el pH son muy importantes en bioquímica, modificando el comportamiento de la proteína enfrentada a su entorno . Modificación de la proteínas les confiere nuevas capacidades Estabiliza colágeno Protombina Actividad Enzim Estructura Primaria de la siempre desde el grupo amino - terminal hasta el carboxilo final. Insulina Estructuras secundarias de las proteínas Dentro de la proteína diferentes regiones de polipéptidos pueden asumir distintas conformaciones determinada por la secuencia primaria de aa. Hélice α: se encuentra principalmente en las proteínas globulares y se estabiliza por las interacciones de puentes de hidrógeno Lámina β : es una estructura lineal que se asocia de forma paralela o antiparalela en planos adyacentes Estructura súper secundaria : se forma por la combinación de las estructuras anteriores con ciertas modificaciones como loops y vueltas . Ej : dedos de Zn, o dominios hélice vuelta hélice Hélice a Se refiere a la estructura tridimensional completa, comprende la descripción espacial entre polipéptidos y como se orientan en el espacio. La estructura terciaria puede dar lugar a diferentes dominios y está soportada por las interacciones ya descritas. Estructuras terciarias de las proteínas Estructuras terciarias de las proteínas Muchas proteínas contienen dos o más cadenas polipeptídicas diferentes donde la asociación entre ellas estabiliza la estructura secundaria. Las proteínas con múltiples cadena polipeptídicas se llaman proteínas oligoméricas . Una proteína que posea dos subunidades hélices a y dos laminas b adquiere una estructura cuaternaria del tipo a 2 b 2. Ej. la hemoglobina y varios receptores de membrana. Estructura cuaternaria de las proteínas Bibliografía Cooper . “The Cell: A molecular Approach”. Lodish H., Baltimore D., Berk A., Zipursky S.L., Matsudaira P., Darnell J. “Molecular Cell Biology”. 3 rd Edition. Scientific American Books. 1995. Chap. 3 y 4. Leninger A. “Principles of Biochemistry”. 1 st Edition. Work Publishers Inc. 1982. Chapter 5,6,8,9 and 27. Mathews y Van Holde. “Bioquímica”. 2ª Edición. Mc Graw Hill - Interamericana, 1998 Capítulos 4 ,5 ,6 y 11. Voet D. and Voet J. “Biochemistry”. 2 nd Edition. John Wiley and Sons, Inc. 1995. Chapter 4, 5, 6, 7 and 28. Núcleo y replicación Núcleo y replicación del DNA Profesor : Roberto Munita [email protected] Libro de referencia : Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition La información genética está codificada en la secuencia lineal de cuatro desoxirribonucleótidos en el ADN. Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7 th edition Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Estructura del núcleo Envoltura nuclear Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7 th edition El complejo del poro nuclear Organización de l a cromatina EL DNA EL NUCLEOSOMA COMO ELEMENTO BASICO LA FIBRA DE 30 NANOMETROS LA FIBRA DE 300 NANOMETROS EL CROMOSOMA Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition El genoma humano tiene 3000 millones de pares de bases (3 Gb) Cromatina Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition * Diapositiva no mostrada en clases Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition El nucleosoma La estructura de una partícula central del nucleosoma, según determinada por análisis de difracción de rayos X de cristales La heterocromatina representa una forma especialmente compacta de cromatina Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Heterocromatina Eucromatina La heterocromatina está altamente condensada y restringe la expresión génica Una vista simplificada del ciclo celular eucariótico Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Cromosoma Metafásico Patrones de bandas de los cromosomas humanos teñidos con el colorante Giemsa Telómero Centrómero Cromátidas Brazo p ( corto ) Brazo q (largo) Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Cinetocoro Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition El nucléolo es una fábrica productora de ribosomas Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition El nucléolo es una fábrica productora de ribosomas La modificación química y el procesamiento nucleolítico de una molécula precursora de rRNA eucariótico en tres rRNA ribosómicos separados Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition La molécula de ADN de doble hélice contiene una plantilla interna para su propia replicación y reparación - Bases de la herencia en la molécula Complementariedad de hebras explica la síntesis semiconservativa del DNA y como una hebra sirve de molde para la replicación de la hebra complementaria Replicación semiconservativa del ADN. La molécula de ADN de doble hélice contiene una plantilla interna para su propia replicación y reparación Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Dirección de síntesis 5’ 3’ Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7 th edition Cómo la ADN polimerasa añade un desoxirribonucleótido al extremo de una cadena de ADN en crecimiento Durante la síntesis de ADN, la ADN polimerasa corrige su propio trabajo Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7 th edition corrección de errores o proofreading En cada origen de replicación se forman dos complejos de replicación, que avanzan en direcciones opuestas Burbuja de replicación En cada horquilla de replicación, la cadena rezagada de ADN se sintetiza en fragmentos Las DNA polimerasas requieren de un partidor para comenzar el proceso de replicación del ADN Las ARN polimerasas no requieren un extremo 3 ′ - OH apareado con bases para la adición de nucleótidos y son capaces de iniciar nuevas cadenas de polinucleótidos sin un cebador Los partidores de ARN son sintetizados por una ARN polimerasa llamada ADN primasa, que utiliza una cadena de ADN como plantilla Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7 th edition Diferentes enzimas actúan en serie para sintetizar ADN en la cadena rezagada La ADN ligasa une los fragmentos de Okazaki en la cadena rezagada durante la síntesis de ADN Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Helicasas de ADN El efecto de las proteínas de unión a ADN de hebra simple (proteínas SSB) en la estructura del ADN Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition La abrazadera deslizante que sostiene la ADN polimerasa en el ADN The structure of the clamp protein from E. coli Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Complejo de Replicación (Replisoma) en bacterias Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition https://wou.edu/chemistry/courses/online - chemistry - textbooks/ch450 - and - ch451 - biochemistry - defining - life - at - the - molecular - level/c hapter - 9 - dna - replication - and repair - 2/ Complejo de Replicación (Replisoma) en bacterias * Diapositiva no mostrada en clases https://www.youtube.com/watch?v=sKe3UgH1AKg https://www.youtube.com/watch?v= 6 j 8 CV 3 droDw Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Complejo de Replicación en eucariontes Replicación de los telomeros https://www.khanacademy.org/science/biology/dna - as - the - genetic material/dna - replication/a/telomeres – telomer Código genético Transcripción, código genético y síntesis de proteínas Profesor : Roberto Munita [email protected] Libros de referencia : Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition y Molecular Biology of the Gene, Watson, 7th Edition La información hereditaria en la célula del óvulo fertilizado determina la naturaleza del organismo multicelular completo que se desarrollará a partir de él. Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition ADN (ácido desoxirribonucleico) La información genética está codificada en la secuencia lineal de cuatro desoxirribonucleótidos en el ADN. Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Dogma central de la biología molecular - Propuesto por Francis Crick en 1958 Dogma central de la biología molecular DNA RNA Proteína Transcripción Traducción Transcripción Reversa mRNA Replicación El flujo de información genética desde el ADN al ARN (transcripción) y desde el ARN a la proteína (traducción) ocurre en todas las células vivas . Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition ¿Qué es un gen? - La palabra gen es acuñada por Wilhelm Johannsen en 1909 , para describir la unidad de la herencia mendeliana . - En 1941 George Beadle y Edward Tatum proponen la hipótesis “un gen, una enzima” . Posteriormente se amplió a “un gen, una proteína” (o una cadena polipéptidica ) . Un gen representa la unidad fundamental y funcional de la herencia en los organismos . Molecularmente, se define como una secuencia específica de nucleótidos en el ADN (o en el ARN de ciertos virus), que contiene las instrucciones para sintetizar moléculas de ARN o proteínas . “ Un gen es una unión de secuencias genómicas que codifican un conjunto coherente de productos funcionales potencialmente superpuestos ” ( Gerstain et al., 2007) Estructura de un gen procarionte UTR: untranslated region RBS: ribosome binding site Transcripción Transcripción El ADN es transcrito por la enzima ARN polimerasa Organización de los genes y dirección de la transcripción en una parte de un cromosoma bacteriano. Molecular Biology of the Cell, Alberts Secuencias consenso encontradas en promotores reconocidos por la RNA polimerasa II (Eucariontes) Molecular Biology of the Gene, Watson Molecular Biology of the Gene, Watson Las células producen diferentes tipos de moléculas de ARN Existen muchos tipos de RNAs!!! mRNA: RNA mensajero rRNA: RNA ribosomal tRNA: RNA de transferencia Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Comparación de los pasos que llevan del gen a la proteína en eucariotas y bacterias. Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Una comparación de las estructuras de las moléculas de ARNm bacteriano y eucariótico Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition mRNA Capping Poliadenilación CPSF (cleavage and polyadenylation specificity factor) CSTF ( cleavage stimulation factor) Poly A signal AAUAAA Molecular Biology of the Gene, Watson Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Descubrimiento de intrones en adenovirus Phillip Sharp, Richard Roberts, 1977 Premio Nobel Medicina 1993 R. Weaver , Molecular Biology , 5 ° Ed. R. Weaver , Molecular Biology , 5 ° Ed. Mecanismo simplificado del splicing de mRNAs nucleares Will, C.L. & Luhrmann , R. (2011) Cold Spring Harb Perspect Biol ggaggtggcaggtgacgggttaggcccagccccctctgggcctagccactcaggtacgaggcctttcccccccatcccccggggctgggatctcttttat aaaaggccattcctgaga gctctcctcaccaagaagcagcttctccgctccttctaggatctccgcctggttcggcccgcctgcctccactcctgcctctaccatgtccatcagggtgac ccagaagtcctacaaggt gtccacctctggcccccgggccttcagcagccgctcctacacgagtgggcccggttcccgcatcagctcctcgagcttctcccgagtgggcagcagcaac tttcgcggtggcctgggc ggcggctatggtggggccagcggcatgggaggcatcaccgcagttacggtcaaccagagcctgctgagcccccttgtcctggaggtggaccccaacat ccaggccgtgcgcaccca ggagaaggagcagatcaagaccctcaacaacaagtttgcctccttcatagacaaggtgagggtcccccctgcgtggctgactgtgcccgcagccccttt ctcctggtagtcccggtcc ctatgcacatctccagcccccagctggcgtcctgctgggcctcacccgccctggcgacactctcccttccatcctccgactcacccctcccgtgcaccttgg tttgggctgggtgagggt ggggagagggtctggacagccgggatgaatcctggggcttccttcttcccttttaaactggagggtcttggaagagagagacaacttaagggtacagcc tagttcccaccacccctct ctacaaatcccgttcttcctcaggtcattctgtccccaaattataaaaaataatagcggttattgttctcaccccaacccgagttctgaccgtcttttaagct 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cttgggaggcggagcttgcagtgagctgagatcttgccactgcactccagcctgggcgccggagactcccaaagaaagcttggctatttttattgatgtg taatatacaacctatgta aatgaagttaggcctattggtttgcaaatgcagctttaacataattaccttacctgtctccttcccctacccaatgctgagggacattgctccccacctcac catcatgccatgctttctcc ccctggtcataggtgatctttccagaacagctaaccaggtgcctggggtctggagaccttactgcttgaggagtgaattaagagaaaagactgcttgctt tcctccagactttgagccc tggcctgatgtagacctttttgctctctcctccttcgtatag GTACGGTTCCTGGAGCAGCAGAACAAGATGCTGGAGACCAAGTGGAGCCTCCTGCAGCA GCAGAAGACGGCTCGAAGCAACATGGACAACATGTTCGAGAGCTACATCAACAACCTTAGGCGGCAGCTGGAGACT CTGGGCCAGGAGA AGCTGAAGCTGGAGGCGGAGCTTGGCAACATGCAGGGGCTGGTGGAGGACTTCAAGAACAA gtgagcaactcccaccctccacccaactgaagtca ccgtgctctcctccaccccttgggaccttgggactaagtccccatggccctctgttgtgggaagtgcagtcctatctaattagggtgaccacctgatgagg tttgctcggaacagtctgt gtttatgcccaggttcctagcacaattgttgatagtacccaccccctttcaatctcaactgtctggatttgaagaacaaattatgtgtcaatgttgacatggt aaacctgagacgggaga gataggcagcctgtgggcctcacttttgtacttaacattctggcccctctttagtcttgacccttgacctctagcaaactctagaaagttctgtctgaggtct catgtcaggccctgctgtt Las secuencias de nucleótidos de consenso en una molécula de ARN que señalan el inicio y el final de la mayoría de los intrones en humanos. Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Mecanismo de splicing Molecular Biology of the Gene, Watson Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Estructura de dos genes humanos que muestran la disposición de exones e intrones Splicing Alternativo El splicing alternativo aumenta la diversidad del proteoma de los organismos Estructura de un gen eucarionte Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition No todos los genes codifican para proteínas, en algunos el producto final es un RNA La aparición del concepto de splicing alternativo y los ncRNAs añaden complejidad a la definición tradicional de gen. Un gen puede codificar para múltiples proteínas El flujo de información genética desde el ADN al ARN (transcripción) y desde el ARN a la proteína (traducción) ocurre en todas las células vivas . Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition tRNAs Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition El Código Genético Universal Degenerado o redundante No ambiguo (Específico) Continuo Sin superposición Inicio y termino Direccionalidad Molecular Biology of the Gene, Watson El Código Genético Alberts B., Molecular Biology of the Cell. Aminoacil tRNA Sintetasa Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Enlace Peptídico Alberts B., Molecular Biology of the Cell. El Ribosoma Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition El Ribosoma es una gran ribozima Molecular Biology of the Gene, Watson Una comparación de las estructuras de las moléculas de ARNm bacteriano y eucariótico Molecular Biology of the Gene, Watson Iniciación de la síntesis de proteínas en eucariontes Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Traducción de una molécula de mRNA - Elongación Formación enlace peptídico Translocación Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Término de la traducción Molecular Biology of the Cell, Alberts, 7th edition Molecular Biology of the Gene, Watson Flujo de la información genética (simplificado) DNA RNA Proteína Transcripción RNA Polimerasa Traducción Ribosoma Genoma Transcriptoma Proteoma Transcripción Reversa Transcriptasa Reversa mRNA tRNA rRNA Otros ncRNAs Replicación DNA Polimerasa Organelos FUNCION DE LAS PROTEINAS TRANSPORTADORES Y PASAJE DE SUSTANCIAS ¿COMO SERAN LAS VELOCIDADES DEL MOVIMIENTO DE SOLUTO? COMPARTIMENTOS INTRACELULARES Y SEGREGACION DE PROTEINAS Jenny Fiedler [email protected] LABORATORIO DE NEUROPLASTICIDAD Y NEUROGENÉTICA DEPTO. BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR 2022 https://labneurouchile.com Clasificación Organelos Entidad especializada presente dentro de un tipo particular de célula que realiza una función específica. • Permanentes • Transitorios Con una o doble membrana • Permanentes • Transitorios Sin membranas FUNCIONES ASOCIADAS A LOS ORGANELOS SÍNTESIS DE MOLÉCULAS Y MACROMOLECULAS, RUPTURA DE MOLECULAS, OBTENCION DE ENERGÍA, SECRECION DE COMPUESTOS, FLUJO DE MEMBRANA, SOPORTE ESTRUCTURAL, DETECCION DE SEÑALES Organelos con membranas Membrana plasmática Núcleo (2ble membrana) Aparato de Golgi Retículo Endoplasmico ( ER) Mitocondria (2ble mbrana ) Lisosomas Peroxisomas Vacuolas Organelos sin membranas Ribosomas Centriolos Nucleolos Proteasomas Flagelo / cilio ORGANELOS DESPROVISTOS DE MEMBRANAS A , in a mixture of two types of molecules, LLPS (phase separation in vitro and in vivo) leads to the formation of two phases a kin to droplets of oil appearing from a mixture of oil and water. Proteins can undergo a similar phase separation liquid – liquid phase separation (LLPS ). . Edward Gomes and James Shorter. J Biol Chem . 2019 294(18): 7115 – 7127. DOI: 10.3389/fgene.2019.00173 . https://www.the scientist.com/infographics/infographic -- what - are - membraneless - organelles -- 65135 . Nucleolus Ribosome synthesis ; Cajal bodies : center for the assembly of ribonucleoproteins (RNPs) required for splicing, ribosome biogenesis and telomere maintenance. Paraspeckle : b uilt on the long noncoding RNA NEAT1 role differentiation and cancer , stress granule : RNA – protein assemblies formed in response to a variety of environmental cues that contain aggregation stalled mRNAs. P - bodies: translationally stalled mRNAs devoid of translation initiat ion factors. Figure 6 – 1 . Relation of the nuclear envelope with cellular structures . (A) Diagram shows the double - membrane envelope that surrounds the nuclear compartment. The inner nuclear membrane is lined by the fibrous protein meshwork of the nuclear lamina. The outer nuc lea r membrane is contiguous with the membrane of the endoplasmic reticulum (ER). As illustrated the outer nuclear membrane often has ribosomes as sociated with it that are actively synthesizing proteins that first enter the region between the inner and outer nuclear membranes, the perinu cle ar space, which is contiguous with the lumen of the ER. The double membrane of the nuclear envelope is perforated with holes or channels of the nuc lear pores. (B) Electron micrograph of a nucleus from a luteal cell. Thick arrowheads denote the inner and outer nuclear membranes of the nuclear envelope, which contains the nuclear pores (thin arrow) . (Courtesy of Dr. W. Zimmer, Texas A&M College of Medicine.) NÚCLEO PORO NUCLEAR ¿Cómo transitan las proteínas entre núcleo y citoplasma? Señal de importe NLS y exporte NES en las proteínas RETICULO ENDOPLASMICO LUGAR DE SINTESIS DE MOLECULAS ➢ RE liso : carece de ribosomas ➢ RE rugoso : recubierto de ribosomas Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings Retículo Endoplásmico Liso (túbulos) Retículo Endoplásmico Rugoso (sacos) Síntesis de proteínas RETICULO ENDOPLASMATICO Calcium at the Center of Cell Signaling : Interplay between Endoplasmic Reticulum , Mitochondria , and Lysosomes . Anna Raffaello h ttps://doi.org/10.1016/j.tibs.2016.09.001 Retículo endoplásmico liso (REL) • Sintetiza lípidos ( Ej aceites, fosfolípidos y esteroides) • Metabolismos de los carbohidratos. El hígado almacena azúcar en forma de glucógeno y si este se hidroliza origina glucosa como fuente de energía. • Detoxifica (alcohol, farmacos , etc ). Añade grupos hidroxilos a fármacos para hacerlas más solubles para ser eliminadas • R eservorio de calcio (retículo sarcoplasmico ) Los glicerofosfolípidos se sintetizan en la membrana del RE a partir de precursores citosólicos. Dos ácidos grasos unidos a coenzima A ( CoA ) se unen primero al glicerol - 3 - fosfato, produciendo ácido fosfatídico, que se inserta simultáneamente en la membrana. Luego, una fosfatasa convierte el ácido fosfatídico en diacilglicerol. La unión de diferentes grupos de cabezas polares al diacilglicerol da como resultado la formación de fosfatidilcolina , fosfatidiletanolamina o fosfatidilserina. GLICERO - FOSFOLÍPIDOS SON SINTETIZADOS EN REL RE ALMACENA IONES CALCIO RETICULO ENDOPLASMATICO RUGOSO ❖ Es abundante en células que secretan proteínas . ❖ Se ubica a continuación de la membrana nuclear . ❖ Presenta ribosomas en su superficie 60S 40S RETICULO ENDOPLASMATICO RUGOSO SÍNTESIS DE PROTEÍNAS Ribosomas son estructuras formadas por RNA ribosomal y proteínas RER OCURRE FORMACIÓN PUENTES DISULFUROS Mal plegamiento de proteínas provocan estrés de retículo MODIFICACIONES POST - TRADUCCIONALES: N - GLICOSILACIÓN Golgi apparatus Golgi apparatus CIS RECEPTOR DEL GOLGI Transporte Vesiculas desde RE FORMACION NUEVAS VESICULAS “TRANS SALIDA Transporte de Vesiculas desde el Golgi COMUNICACIÓN A TRAVES DE FLUJO DE MEMBRANAS APARATO DE GOLGI Procesamiento y empaque de productos de secreción. • Sacos aplanados . • Recibe las cisternas del RE y en su interior se modifican las proteínas mediante adición de azúcares • Compacta y distribuye las sustancias del RE en vesículas hacia la membrana plasmática, organelos , el exterior de la célula Las proteínas destinadas a permanecer en el lumen del ER están marcadas por la secuencia Lys - Asp - Glu - Leu (KDEL) en su término carboxilo. Estas proteínas se exportan del ER al Golgi en el flujo masivo no selectivo de proteínas a través de la vía secretora, pero son reconocidas por un receptor en el compartimento intermedio ER - Golgi (ERGIC) o el aparato de Golgi y se devuelven selectivamente al ER. EVENTOS EN EL PROCESO DE TRANSPORTE VESICULAR (1) la selección y carga de las proteínas en una vesícula de transporte; (2) el movimiento de la vesícula a través del citoesqueleto (motores moleculares) y (3) la fusión de la vesícula con el orgánulo destino. TRANSPORTE ENTRE ORGANELOS MEDIADO POR VESICULAS CUBIERTAS complejo proteico COP ( Coat protein complexes ) GOLGI CIS GOLGI TRANS FORMACION Y MADURACION DE VESICULAS SECRETORAS (PRE - PROINSULINA - >PROINSULINA - > INSULINA) DESTINO DE PROTEÍNAS Proteins in vesicle membrane merge with plasma membrane Proteins exported from cell by exocytosis Plasma membrane Transport vesicle Ribosome Entry face cisterna Exit face cisterna Medial cisterna Synthesized protein Transport vesicle (to lysosome) Transfer vesicle Rough ER Transfer vesicle Membrane vesicle Secretory vesicle 9 8 7 6 5 4 3 2 1 4 SEGREGACION DE PROTEÍNAS A LISOSOMAS Enzyme replacement and enhancement therapies : lessons from lysosomal disorders • Robert J. Desnick & • Edward H. Schuchman Nature Reviews Genetics volume 3 , pages954 – 966 (2002) ENZIMAS LISOSOMALES FUNCIÓN DE LOS LISOSOMAS Proteins in vesicle membrane merge with plasma membrane Proteins exported from cell by exocytosis Plasma membrane Transport vesicle Ribosome Entry face cisterna Exit face cisterna Medial cisterna Synthesized protein Transport vesicle (to lysosome) Transfer vesicle Rough ER Transfer vesicle Membrane vesicle Secretory vesicle 9 8 7 6 5 4 3 2 1 4 DESTINO DE PROTEÍNAS VIAS DE SECRECION DIVERGENTE A NIVEL DEL TRANS GOLGI SECRECIÓN CONSTITUTIVA • Contínua • No se require estímulo • Recambio de la membrana plasmática • Proteínas secretadas continuamente - Albúmina desde el hígado - Anticuerpos Componentes de la matriz extracelular fibronectina , colágeno , laminina DESTINO DE COMPONENTES DE LA MEMBRANA PLASMATICA OCURRE DIRECTO INDIRECTO SECRECIÓN REGULADA • SE REQUIRE DE UN ESTIMULO PARA QUE OCURRA LA EXOCITOSIS • LIBERA MEDIADORES DE COMUNICACION CELULAR (EJEMPLO HORMAS Y NEUROTRANSMISORES ORIGEN DE PROTEINAS MITOCONDRIALES outer membrane (OM), intermembrane space (IMS), inner membrane (IM) and matrix . PEROXISOMAS Eukaryotic cells contain a type of organelle called a peroxisome, which aids cellular metabolism as Beta oxidation of lipids. The authors observed that organelle - derived membrane vesicles from the endoplasmic reticulum (ER) fuse with mitochondrially derived vesicles to form a precursor immature peroxisome termed a pre - peroxisome. The pre peroxisome matures into a fully functional peroxisome by the acquisition of other components, including peroxisomal membrane proteins (PMPs) and enzymes. These newly formed peroxisomes replicate by growth and division. https://doi.org/10.1038/nature21496 . https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jimd.12083 EXISTE COMUNICACIÓN ENTRE LOS ORGANELOS 10 . 15252 /embr. 201643426 | ALGUNOS POSEEN DOBLE MEMBRANA ORGANELOS PRESENTES EN CELULAS Organelos involucrados en la secreción, tráfico y localización de proteínas Jenny Fiedler [email protected] LABORATORIO DE NEUROPLASTICIDAD Y NEUROGENÉTICA DEPTO. BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR 2019
