a fronteira da célula eucariota en pdf
TRANSCRIPT
A FRONTEIRA DA CÉLULA EUCARIOTA: PAREDE VEXETAL E MEMBRANA CELULAR
Profesor: Adán Gonçalves
©elprofedebiolo
1. INTRODUCIÓN
A existencia dunha fronteira posibilita que as células posúan unha
composición diferente do medio externo cas rodea.
Todas as células, incluso as procariotas como xa vimos, posúen un límite
externo.
Nas células eucariotas, sempre hai unha membrana plasmática de natureza
lipídica que desempeña, como veremos múltiples funcións. Nas células
eucariotas vexetais existe ademais unha parede celular, por fora da
membrana, que denominamos parede vexetal.
Como xa explicamos, a parede vexetal é diferente das paredes bacterianas.
2. A PAREDE CELULAR VEXETAL
Rodea exteriormente a membrana plasmática.
É unha membrana de secrección ou matriz extracelular moi
especializada e moi grosa (varias micras).
Caracterízase pola súa extraordinaria rixidez e organización.
Esta composta por microfibriñas de celulosa, un “cemento” (matriz
de glicoproteínas e polisacáridos(hemicelulosa e pectinas)) que as une
, minerais (Ca+2) e auga.
É unha estrutura semiríxida (“esqueleto vexetal”) que permite o paso
de substancias, pero non o transporte activo.
2.1. Estrutura da parede vexetal
En todas as células vexetais presenta dúas capas de fora a dentro: a
lámina media e a parede primaria.
Nalgunhas células vexetais, cando deixan de crecer, fórmase unha
terceira capa cara o interior chamada parede secundaria.
A lámina media é a máis externa e está formada basicamente por
pectinas (polímeros ac. galacturónico). E moi fina, soe ser compartida
por células veciñas e é difícil diferenciala da parede primaria.
A parede primaria é máis grosa ca lámina media, pero menos ca
secundaria. Fórmase cando a célula está crecendo.
2.1. Estrutura da parede vexetal
A parede primaria é semiríxida e está formada por unha capa
composta por microfibriñas de celulosa adosadas lonxitudinalmente e
abundante matriz de hemicelulosa, pectinas e glicoproteínas. Esta
estrutura dalle aspecto reticulado. As células meristemáticas e as
células maduras que realizan fotosíntese e secrección activa posúen
só parede primaria.
A parede secundaria atópase, polo tanto, nalgúns tipos de células
vexetais cando cesa o seu crecemento. Fórmase na cara interna da
parede primaria.
2.1. Estrutura da parede vexetal
A parede secundaria é, normalmente, máis grosa, xa que está
formada por varias capas, habitualmente tres.
Esta parede contén distintas substancias: celulosa
(maioritariamente), hemicelulosa, pectatos, lignina, cutina, suberina,
sales minerais... segundo o tipo celular de que se trate.
A súa principal característica é a rixidez debido a gran porcentaxe
de celulosa frente á matriz.
A parede secundaria é carácterística das células especializadas no
soporte e sostén de estruturas e órganos vexetais.
A PAREDE VEXETAL
©cienciastella.com©euita.upv.es
2.1. Estrutura da parede vexetal
A lámina media e a parede primaria son permeables a auga e os
gases, permitindo ademais o paso de pequenas moléculas hidrosolubles.
Asi mesmo, na parede vexetal existen diferenciacións que permiten
a comunicación entre as células e co medio cas rodea, son as
punteaduras e plasmodesmos.
As punteaduras son zonas adelgazadas da parede cun menor depósito
de celulosa e cemento( pared 1º fina; interrompe a pared 2º).
Os plasmodesmos son condutos que atravesan as paredes celulares
conectando citoplasmas de células veciñas permitindo o intercambio de
pequenas moléculas. En zonas de punteaduras ou repartidos.
PLASMODESMOS E PUNTEADURAS
©biologia.edu
©b-log-ia20.blogspot.com
2.2. Funcións da parede vexetal
1. A parede celular, pola súa rixidez e grosor, constitúe o
“exoesqueleto” que protexe e da forma a célula vexetal.
2. Mantén a integridade celular, a pesar das diferenzas de
presión osmótica, xa que as células vexetais están rodeadas dun
medio hipotónico. A auga tende a entrar dentro das células, pero
esta entrada vese limitada pola parede, evitando que a célula
rebente, e orixinando o fenómeno de turxencia.. Esta presión é
esencial xa que posibilita gran parte da mecánica dos tecidos
vexetais (peche-apertura de estomas, taxias, crecemento...)
2.2. Funcións da parede vexetal
3. Modifica a súa composición segundo a función que desempeña a
célula da que forma parte. Se é unha célula de sostén o
pertence a un tecido condutor a parede aumenta o súa rixidez
ben mineralizándose (depósito de carbonato cálcico ou sílice),
ben lignificándose (depósito de lignina). Se o que interesa é
impermeabilizarse a parede sofre unha cutinización ou unha
suberificación (depósito de cutina ou de suberina) sobre as
células epidérmicas. O primeiro caso explica o brillo de follas e
froitos; o segundo a formación do corcho.
2.2. Funcións da parede vexetal
4. A parede vexetal constitúe tamén unha barreira defensiva ó
paso de axentes patóxenos e de substancias nocivas.
3. A MEMBRANA PLASMÁTICA
• É unha envoltura contínua arredor da célula a que lle
confire individualidade e separación do medio.
• Sen ela non habería un “medio interno” illado do medio
externo.
• Ten pouco espesor (75-100 Å) e só pode observarse con
M.E.
• Non é ríxida, permitindo movementos e deformacións
celulares.
3.1. Composición da membrana
Está constituida por lípidos, proteínas e HC.
• Lípidos: os máis abundantes son os fosfolípidos, o
colesterol e os glicolípidos. Son moléculas anfipáticas
(con grupo hidrófobo e grupo hidrofílico) polo que se
dipoñen formando unha bicapa lipídica.
• Proteínas: poden ser integrais ou intrínsecas e
periféricas ou extrínsecas.
3.1. Composición da membrana
• As proteínas intrínsecas están íntimamente ligadas ós
lípidos. Posúen unha parte central hidrofóbica e unha ou
dúas rexións hidrofílicas nos extremos, estas últimas
dispóñense a ambolos dous lados da membrana. As
proteínas intrínsecas poden ser transmembranares
(atravesan todo o espesor da membrana) ou non
(atravesan só unha parte).
3.1. Composición da membrana
• As proteínas extrínsecas son de natureza hidrosoluble e
sitúanse nos bordos da membrana. Algunhas únense a
proteínas integrais e outras a lípidos (lipoproteínas).
• HC (oligosacáridos): Atópanse asociados a lípidos
formando glicolípidos ou a proteínas formando
glicoproteínas. Só aparecen na cara externa da
membrana o que lle confire a membrana carácter
asimétrico. Éste glícidos forman o denominado glicocálix.
3.2. Estrutura da membrana
O modelo máis aceptado é o modelo do mosaico fluido
proposto por Singer e Nicholson en 1972.
Os lípidos dispóñense nunha dobre capa (bicapa lipídica)
e a eles encóntranse asociadas proteínas integrais
constituindo un “mosaico molecular”.
Este mosaico non é ríxido, senon que os lípidos e
proteínas poden desprazarse pola bicapa (Fluidez da
membrana).
As membranas son asimétricas en canto a disposición dos
seus compoñentes.
3.2. Estrutura da membrana
Neste modelo, establécese un interior de membrana
fortemente hidrofóbico (“colas” apolares), polo que a
membrana e moi impermeable os ións e a maior parte de
moléculas polares.
A bicapa lipídica constitúe a estrutura básica da
membrana, mentres as funcións activas son levadas a cabo
polas proteínas: transporte de mc., actúan como receptores,
son enzimas...)
A MEMBRANA PLASMÁTICA
©educachile ©bioapuntes
A MEMBRANA PLASMÁTICA
©Educared ©bioquimvegrosgar.wordpress.com
3.3. Funcións da membrana
A membrana non só limita a célula, senón que desempeña
tamén outras importantes funcións:
1. Mantén a permeabilidade selectiva, controlando o paso
de substancias.
2. Produce e conserva gradientes electroquímicos a
ambolos dous lados da membrana.
3. Recibe e transmite sinais.
4. Controla o desenvolvemento e a división celular.
3.3. Funcións da membrana
5. Delimita compartimentos celulares.
6. Xoga un importante papel na histocompatibilidade.
Vexamos polo miudo algunha destas funcións
Permeabilidade selectiva:Significa que permite o paso dunhas substancias, pero non
doutras. Esto é moi importante para a supervivencia da célula
xa que só permite o paso de substancia que precisa.
O transporte destas substancias pode suceder de varios modos:
3.3. Funcións da membrana
Transporte Pasivo:Caracterízase porque actúa a favor de gradiente (de
concentración: da máis concentrada a menos concentrada;
eléctrico: ións + cara o interior e ións – cara o exterior), e
polo tanto non precisa enerxía. O transporte pasivo é, polo tanto, unha difusión que pode
suceder de dous modos: por difusión simple ou por difusión facilitada.
3.3. Funcións da membrana
Difusión simple:
Atravesan a m pl por difusión simple moléculas lipófilas ou
apolares que se disolven na bicapa lipídica (O2, N2, benceno,
anestésicos como o éter ou o cloroformo, hormonas
esteroideas...); e tamén posible o paso de substancias polares
pequenas e sen carga (auga, urea, etanol, CO2...).
A difusión simple presenta unha cinética de non saturación.
3.3. Funcións da membrana
Difusión facilitada:
Tamén é un tipo de transporte pasivo porque ocorre a favor
de gradiente, pero neste caso a molécula ou ión debe unirse a
unha proteína da membrana para poder pasar.
Deste xeito, penetran na célula moléculas polares máis
grandes como glicosa, sacarosa, aa, nucleótidos, así como ións
como o Na+ e K+.
3.3. Funcións da membrana
Difusión facilitada:Na membrana hai proteínas denominadas “proteínas canal”
que deixan pasar determinados ións (H+, Cl-, Na+,...)
atendendo a distintos controis (ligando ou por voltaxe).
Por outra banda, existen tamén proteína chamadas
permeasas que deixan pasar moléculas máis grandes como aa,
nucleótidos, glícidos... Cando a molécula se une
específicamente a súa permeasa, ésta sofre un cambio
conformacional que permite o paso a través da m pl
Difusión facilitada-Proteínas Canal
Difusión facilitada-Permeasas
3.3. Funcións da membrana
Transporte activo:
Caracterízase porque ocorre en contra de gradiente, e polo
tanto, consume enerxía. Neste tipo de transporte tamén hai
permeasas, pero asociadas a ATP-asas (son proteínas, tamén
se lles soe denominar como “bombas”) que empregan a enerxía
liberada na hidrólise do ATP.
Un exemplo característico deste tipo de transporte é o que
realiza a Bomba de Na+-K+.
3.3. Funcións da membrana
Bomba de Sodio-Potasio:
Esta proteína expulsa ións Na+ cara o exterior da membrana
e bombea ións K+ cara o interior, en concreto tres de sodio
por cada dous de potasio. A acción desta bomba posibilita o
mantemento do gradiente iónico a ambolos dous lados da
membrana, establecendo unha diferenza de potencial. Esta
diferenza é o denominado potencial de membrana ou
potencial en repouso esencial p.e. na transmisión do impulso
nervioso (-70 mV nas neuronas).
Bomba de Sodio-Potasio
3.3. Funcións da membrana
A membrana percibe e transmite sinais:Os organismos pluricelulares teñen órganos especializados en
percibir estímulos, os órganos sensoriais.
A nivel celular é a m pl das células a estrutura onde se
localizan os sistemas encargados de recibir información do
medio que rodea a célula.
Estos sistemas posúen dúas partes: receptores de sinais e
sistemas de transdución de sinais.
3.3 Funcións da membrana
Receptores de sinais:
Localízanse na superficie externa, e son proteínas
transmembranares capaces de recoñecer un estímulo externo.
Este estímulo percíbese habitualmente pola unión específica a
unha molécula portadora da mensaxe (mensaxeiro químico) que
pode ser unha hormona, un neurotransmisor, un factor de
crecemento...
3.3. Funcións da membrana
As veces a mensaxe non se debe a un estímulo químico (molécula)
e na membrana hai receptores de temperatura, de presión,
dunha determinada lonxitude de onda...
Evidentemente, as células que perciben o estímulo son só as que
presentan receptores específicos. Estas células denomínanse
células diana.
3.3. Funcións da membrana
EXEMPLO:
A vasopresina é unha hormona antidiurética segrada pola hipófise,
que ao ser verquida ó sangue distribúse por todos os tecidos.
Sen embargo, a vasopresina só provoca efectos fisiolóxicos nas
nefronas dos riles (estimulando a reabsorción de auga) e na
parede dos vasos sanguíneos (estimulando a súa contracción).
3.3. Funcións da membrana
Sistemas de transdución de sinais:
Encárganse de transformar os sinais extracelulares en sinais
intracelulares mediante o emprego dunha segunda substancia
chamada segundo mensaxeiro.
Por que é preciso un 2º mensaxeiro?
Porque o 1º mensaxeiro non pode atravesar a m pl
3.3. Funcións da membrana
O 2º mensaxeiro pode actuar:
Na propia membrana
Difundirse polo interior celular provocando a activación dunha
serie de reaccións en cascada que inducen a produción dun
determinado efecto fisiolóxico (contracción muscular,
secreción glandular...) ou metabólico (aumento da síntese
proteica, degradación da glucosa...)
3.3. Funcións da membrana
Un dos sistemas de transdución mellor estudados é o sistema da
adenilato ciclasa que provoca a síntese do AMPc (AMP cíclico)
que é o 2º mensaxeiro.
3.3. Función da membrana
Sistema da Adenilato ciclasa :
1. Un ligando (1º mensaxeiro) únese a un receptor, provocando nel
un cambio conformacional.
2. Este cambio activa a Proteína G, que a súa vez, activa a
adenilato ciclasa.
3. A adenilato ciclasa provoca a síntese de AMPc a expensas do
ATP.
4. O AMPc activa a un tipo de enzimas chamadas proteín-quinasas.
3.3. Funcións da membrana
5. As proteín-quinasas activan por fosforilación a distintas
enzimas dependo do tipo celular no que se produza esta
activación.
Este sistema é o encargado de regular o metabolismo da glicosa,
do glicóxeno e dos triglicéridos; e tamén posúe inhibición.
Adipocitos: regula a lipasa (catecolaminas)
Miocito esquelético: estimula a síntese de glicosa. (Adrenalina)
Hepatocito: inhibe a neoglicoxénese. (Glucagón)
3.3. Funcións da membrana
©iespedrojimenezmontoya
3.3. Función da membrana
©oocities
3.3. Funcións da membrana
©Javeriana.edu©Biologia.arizona.edu
3.3. Funcións da membrana
Histocompatibilidade :
Na m pl das células hai glicoproteínas e glicolípidos que constitúen
as súas “pegadas dactilares” , e polo tanto, identifican as
distintas células do organismo diferenciando o propio do
estrano. A estas moléculas da m pl denomínaselles antíxenos de
histocompatibilidade e son os responsables do rexeitamento
nos trasplantes ou dos problemas nas transfusións entre
distintos grupos sanguíneos (antíxeno eritrocitario).
ANEXO
Ademais de todos os mecanismo de transporte de membrana que
xa comentamos, hai outros, en xeral, menos específicos que
supoñen a entrada e saída de solutos de gran tamaño:
macromoléculas, fragmentos celulares, virus, bacterias...
Estos mecanismos son basicamente dous: Endocitose e Exocitose.
ENDOCITOSE
Prodúcese por unha invaxinación da m pl polo que se incorporan
partículas do exterior. Esta invaxinación sofre un
estrangulamento que orixina unha vesícula cara o interior
celular (endosoma). Segundo o tipo de vesícula fálase de:
• Pinocitose : inxestión de moléculas líquidas ou sólidas
pequenas (pequenas vesículas)
• Fagocitose : inxestión de partículas sólidas de gran tamaño
(vesículas grandes).
ENDOCITOSE
A maioría das células inxiren líquidos ou moléculas sólidas por
pinocitose de xeito habitual.
Polo contrario, a fagocitose e característico dalgúns tipos
celulares: amebas (protozoos), macrófagos e neutrófilos
(fagocitos)...
A endocitose tamén pode ser un mecanismo de entrada na célula
de macromoléculas dun xeito máis específico como ocorre co
colesterol ou a insulina.
ENDOCITOSE
©Bilogiamédica.blogspot.com
ENDOCITOSE MEDIADA POR RECEPTOR
EXEMPLO DO COLESTEROL :
O colesterol penetra nas células por endocitose grazas a
existencia de receptores de membrana:
• 1. O colesterol é transportado polo sangue asociado a
proteínas (lipoproteínas LDL).
2. Cando a célula precisa colesterol sintetiza os receptores
necesarios e específicos para os complexos LDL e se
dispoñen na m pl destas células.
ENDOCITOSE MEDIADA POR RECEPTOR
3. As LDL sitúanse en depresións onde se atopan os receptores,
únense a eles e provocan a invaxinación da m pl nese punto
formándose unha vesícula que envolve as LDL e o receptor.
4. O receptor sepárase das LDL e regresa a m pl.
5. Os lisosomas degradan as LDL e o colesterol pasa ó hialoplasma.
ENDOCITOSE MEDIADA POR RECEPTOR
©Biologia.edu
EXOCITOSE
Permite expulsar ó medio externo substancias que se atopan en
vesículas no interior celular.
Estas vesículas son arrastradas por correntes citoplasmáticas
cara a periferia celular, producíndose a adhesión das
membranas da vesícula e da m pl e a fusión de ambalas dúas.
Por último ábrese ó exterior e expulsa as substancias que
contén como substancias de secreción, de refugallo...
EXOCITOSE
©COLEGIOHELICON.ES
ENDO E EXOCITOSE
A endocitose produce a diminución da
membrana e a exocitose o seu aumento.
A súa alternancia mantén o equilibrio.
ENDOCITOSE E EXOCITOSE
©LISDIANE.BLOGSPOT.COM