biocemol 7

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACCARRERA PROFESIONAL DECARRERA PROFESIONAL DE

MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA

BIOMEMBRANAS Y ARQUITECTURA CELULAR

MSc. NILTON CESAR GOMEZ URVIOLA

Transferencia de nuevos genes a

organismos animalesorganismos animales

Cultivo de plantas a partir de células únicas

Diagnosis

Drogas anticáncer

Cultivoscelulares

Bi l í

Anticuerposmonoclonales

Resolver BiologíaMolecular

Tecnología del ADNIngeniería

Marcadores

delitos

genéticaBancos de ADN, ARN yproteínas

Síntesis denuevas

proteínas

Clonación

Producción end

Síntesis de marcadores de ADN específicos

Localización deMapa completodel genomahumano

Nuevos tiposde plantas yanimales

masa deproteínashumanas

Banco de Terapia

Localización demalformaciones

genéticas

Nuevosalimentos

compuestosquímicoshumanos

Terapiagénica




Diagnosis

Drogas anticáncer

Cultivoscelulares

Bi l í




Marcadores

delitos

genéticaBancos de ADN, ARN yproteínas

Síntesis denuevas

proteínas

Clonación

Producción end

Síntesis de marcadores De ADN específicos




Banco de Terapia


genéticas

Nuevosalimentos


Terapiagénica




Diagnosis

Drogas anticáncer

Cultivoscelulares

Bi l í




Marcadores

delitos

genéticaBancos de AND, ARN yproteínas

Síntesis denuevas

proteínas

Clonación

Producción end

Síntesis de marcadores de ADN específicos




Banco de Terapia


genéticas

Nuevosalimentos


Terapiagénica

Nanómetro. Medida de longitud que

equivale a la milmillonésima (10-9) parte

d l t (Sí b )del metro. (Símb. nm).

Micrómetro. Medida de longitud que

equivale a la millonésima (10-6) parte del

metro. (Símb. µm).

Milímetro. Milésima parte de un metro.

(Símb. mm).

Objetos biológicos alineados en una escala logarítmica: (a) doblehélice de ADN 2nm de diámetro; (b) embrión humano en estadio de8 él l t dí d é d l f tili ió 200 ( ) ñ8 células tres días después de la fertilización 200µm; (c) araña15mm; (d) pingüinos 1m.

LA CÉLULA

ORGANISMO EN EL QUE LAS ACCIONES CONTROLADAS EORGANISMO EN EL QUE LAS ACCIONES CONTROLADAS E

INTEGRADAS DE LOS GENES, PRODUCEN GRUPOS DE PROTEINAS

DETERMINADAS, QUE JUNTO CON OTRAS MOLÉCULAS,

CONSTRUYEN ESTRUCTURAS CARACTERÍSTICAS QUE LLEVAN ACONSTRUYEN ESTRUCTURAS CARACTERÍSTICAS QUE LLEVAN A

CABO DETERMINADAS ACTIVIDADES RELACIONADAS CON LA

CUALIDAD DE VIDA: CRECER, REPRODUCIRSE, RESPONDER A

ESTÍMULOS Y COMUNICARSE CON SU ENTORNOESTÍMULOS Y COMUNICARSE CON SU ENTORNO

LA CELULA

ORGANELAS Y OTRASORGANELAS Y OTRAS ESTRUCTURAS

ESTRUCTURA SUPRAMOLECULAR

POLIMEROS Ó MACROMOLECULAS

MONOMEROS ÓMONOMEROS Ó MOLECULAS

LA CITOLOGIA

Citología, es la ciencia que estudia a la célula tanto en su aspecto

CELULA TEJIDOS ORGANOS FUNCION

estructural como funcional.

CELULA ---------TEJIDOS ---------ORGANOS ----------------FUNCION APARATOS

CITOLOGIA HISTOLOGIA ANATOMIA FISIOLOGIACITOLOGIA HISTOLOGIA ANATOMIA FISIOLOGIA

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA CÉLULACARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA CÉLULA

1) Forma: Va a variar dependiendo de dos funciones: capacidad de movimiento y

adaptación formando tejidos del organismo.

2) Tamaño: Tipo de células que Santiago Ramón y Cajal enumeró:

• Enanas, también llamadas células pequeñas, como los linfocitos

• Medianas, como las células epiteliales

• Gigantes o grandes, como las células nerviosas, fibras musculares estriadas.Gigantes o grandes, como las células nerviosas, fibras musculares estriadas.

3) Color: Habitualmente son incoloras, pero pueden tener color: el color puede

deberse a pigmentos sintetizados por las células (hemoglobina melanina) ódeberse a pigmentos sintetizados por las células (hemoglobina, melanina) ó

sustancias que la célula fagocita (nicotina, carbón).

ESTRUCTURA DE UNA CELULA EUCARIOTA

La célula esta conformado por la membrana más el protoplasma.Mientras que el protoplasma esta compuesto por el citoplasma más elMientras que el protoplasma esta compuesto por el citoplasma más elnúcleo.

El protoplasma está formado por las sustancias que constituyen lasEl protoplasma está formado por las sustancias que constituyen lascélulas:

• Agua: 75 a 80% del protoplasma

• Electrolitos: K (Potasio), Mg (Magnesio), P (Fósforo), S (Azufre), Na(Sodio), Cl (Cloro)

• Proteínas: 10 a 15% del protoplasma (estructurales y enzimáticas)• Proteínas: 10 a 15% del protoplasma (estructurales y enzimáticas)

• Lípidos: grasa neutra, fosfolípidos, colesterol

• Carbohidratos: glucógeno.Carbohidratos: glucógeno.

• Otros.

HIALOPLASMA O HIALOPLASMA O CITOSOLCITOSOL

••EctoplasmaEctoplasma..••EndoplasmaEndoplasma..

ALOPLASMA O ALOPLASMA O CITOESQUELETOCITOESQUELETOCITOPLASMACITOPLASMA

PROTOPLASMAPROTOPLASMA

NUCLEONUCLEO

••MicrotMicrotúbulosúbulos..••MicrofilamentosMicrofilamentos..••FilamentosFilamentos intermediariosintermediarios..

PROTOPLASMAPROTOPLASMA

Contenido de la célula (moléculas y organelas) NUCLEONUCLEO

PARAPLASMAPARAPLASMA

organelas)

COMPOSICION DEL CITOPLASMA

A. Hialoplasma: constituye la mayor parte de la célula. El hialoplasma, citosol

o matriz celular es amorfa y está constituida por proteínas globulares,

glúcidos y sales minerales.

Al observarla al microscopio óptico es homogénea y vacía. En el microscopio

de contraste de fases encontramos dos apartados:

- Una fase de gel: viscosa y líquida: ectoplasma.

- Otra fase de sol: líquida: endoplasma.

TIPOS DE PROTEINA:Proteínas fibrosas: colágeno queratina fibrinógeno y proteínas muscularesProteínas fibrosas: colágeno, queratina, fibrinógeno y proteínas musculares.Proteínas globulares: la albúmina, la globulina, la caseína, la hemoglobina, todaslas enzimas y las hormonas proteicas.

Microfotografía electrónica de transmisión de una célula de levadura (Rhodosporidium toryloides) tratada por el método de congelación

B Aloplasma (citoesqueleto): Conjunto de estructuras filamentosasB. Aloplasma (citoesqueleto): Conjunto de estructuras filamentosas

presentes en el citoplasma que proceden de la diferenciación celular

y cumplen un papel importante en el desarrollo de las funciones

motoras (movimiento de la célula).

Citoesqueleto de fibroblastos del embrión de un ratón

ESTRUCTURAS DEL CITOESQUELETO

1) Microtúbulos: Formaciones tubulares rígidas que se ubican en el

citoplasma de las células eucariotas y su longitud va a ser variable. Se

compone por subunidades proteicas llamadas “tubulinas” que se pueden

asociar constituyendo “protofilamentos”, van a crecer y se ensamblan por

subunidades de tubulina en unos puntos de nucleación que pueden sersubunidades de tubulina en unos puntos de nucleación que pueden ser

inhibidos por alcaloides antimitóticos como colchicina y la mimblastina.

Funciones de los microtúbulos: contribuyen en el mantenimiento de la formade la célula. Permiten el desplazamiento de los orgánulos citoplasmáticos.Intervienen en la división celular formando el huso acromático (mitosis)Intervienen en la división celular formando el huso acromático (mitosis).Intervienen en la fase morfológica de los centriolos, cilios y flagelos.

Dentro de cada cilio (corto) o flagelo (largo), aparecen nueve pares de microtúbulos que rodean a un décimo par central.

Alfa y la beta tubulina

2) Microfilamentos: son los filamentos de actina (proteína fibrosa muscular).

En su mayor parte esta como Actina G monomérica, de configuración

globular, que puede convertirse rápidamente en Actina F. La gelsolina

plasmática ayuda a mantener a la actina en su forma monomérica, eliminable

de la circulación, ya que su polimerización dentro de los vasos sanguíneos, y q p g

podría ser fatal.

Función de los microfilamentos: es contráctil, adquieren su mayordesarrollo en el músculo estriado (interacciones de actina y miosina). Formauna red delgada ubicada bajo la membrana celular produciendo movimientooscilatorio. Modifica la superficie de la membrana celular (movimiento de lacélula, ej: los macrófagos). Movimiento intracelular (distribuyendo lasorganelas). División celular (dividen el citoplasma, invaginando la membrana).Endocitosis y exocitosis (se contrae y relaja mediante evaginaciones oinvaginaciones de la membrana). Armazón y arquitectura de la célula.

3) Filamentos intermediarios: Su nombre deriva de su diámetro, de 10 nm,

menor que el de los microtúbulos, de 24 nm, pero mayor que el de los

microfilamentos, de 7 nm. Son estructuras fibrosas, fuertes, estables,

insolubles, resistentes a los cambios de temperatura y dispuestas en densas

redes tridimensionales en el citoplasma, participan en las uniones

intercelulares. A diferencia de los otros componentes del citoesqueleto que son

estructuras polarizadas, los filamentos intermedios son apolares.

Función de los filamentos intermediarios: mecánica, armazón de la célula, son

específicos de estirpe y diferenciación celular, así tenemos:p p y ,

- Neurofilamentos, en el SN.

- Proteína glía, en la sustancia blanca del SNC.

Cit ti t fil t ífi d dif i ió it li l- Citoqueratinas o tono filamentos, específicos de diferenciación epitelial.

- Vimentina, en las células mesenquimatosas.

ORGANOIDES MICROTUBULARES

1) Centrosomas: Esta constituido por un par de centríolos (o diplosoma) y una

zona imprecisa que contiene los llamados satélites centriolares o material

i t i l L d d l t í l tá tit idpericentriolar. Las paredes de los centríolos están constituidos por nueve

conjuntos de tripletes de microtúbulos fundidos entre sí (tripletes

microtubulares) La función principal de los centrosomas es la formación ymicrotubulares). La función principal de los centrosomas es la formación y

organización de los microtúbulos que constituyen el huso acromático en la

división celulardivisión celular.

2) Cilios y flagelos: expansiones citoplasmáticas rodeadas de membrana.

Constituidos por microtúbulos. En su base existe un órgano semejante a un

centriolo o cuerpo basal, a partir de ahí se originan los cilios (más cortos y

numerosos), y los flagelos (largos, poco numerosos a veces únicos). En cuanto) y g ( g p )

a su función, tienen capacidad motriz (para el movimiento o desplazamiento).

Inclusiones: Cuerpos de Russell

Células plasmáticas

C. Paraplasma: inclusiones que se producen en el metabolismo celular. Ej:

gránulos de secreción (de las propias células) gránulos almacenamientogránulos de secreción (de las propias células), gránulos almacenamiento

(sustancias nutritivas de reserva: adipocito, almacena grasas, reserva

energética) También hay pigmentos (hemoglobina) en el interior delenergética). También hay pigmentos (hemoglobina) en el interior del

citoplasma.

MEMBRANA CELULAR

De ella derivan el resto de las membranas

internas celulares (cuerpos de las células).

Dentro de las membranas celulares que se

conocen están:

Membrana plasmática o celular, presente en

todo tipo de células.

Membrana de secreción (pueden faltar):

• Glucocáliz, presente en células

animales;

• Pared celulosa, presente en vegetales;

• Pared quitina, presente en hongos.

COMPOSICION QUIMICA.

Varía mucho de unas células a otras, e incluso en una misma célula existen

diferencias entre las membranas que la conforman. La membrana plasmática

está compuesta por proteínas, lípidos y glúcidos, cuyas masas guardan

proporciones aproximadas de 50%, 40% y 10% respectivamente.

EL MODELO DE MOSAICO FLUIDO DE EL MODELO DE MOSAICO FLUIDO DE SINGER Y NICHOLSON (1972) SINGER Y NICHOLSON (1972)

MODELOS DE MEMBRANAS

d ll ( )Gorter y Grendell (1925):Establecen que la membranaesta formada por una simplebicapa de lípidos.p p

Danielli y Davson (1935):Incluyen una cubierta externade proteínas El interior es unade proteínas. El interior es unacapa lipoide no especificada.

Unidad de membrana deUnidad de membrana deRobertson (1950) :Explicabala apariencia trilaminar demuchas membranas almicroscopio electrónico.

Cara externa

Fosfolípido

HIDROFILICOHIDROFOBICO

ANFIPÁTICO

PROTEINAS, quedan inmersas o adosadas a ambas caras. Hay dos tipos:

Integrales o intrínsecas: están ligadas fuertemente a la membrana y ocupanIntegrales o intrínsecas: están ligadas fuertemente a la membrana y ocupan

todo o parte del espesor de la bicapa. Se llaman también proteínas

transmembrana.

Proteínas hidrosolubles o periféricas o extrínsecas: mas débilmente unidas

a la superficie de la bicapa, por enlaces no covalentes, no son

transmembranosas. Son responsables de la mayor parte de la actividad

funcional de la membrana.

Funciones:1) Tiene un importante papel en la permeabilidad, ya sea como canales o comotransportadores de sustancias tanto para el interior de la célula como para elp p pexterior.2) Unen los filamentos del citoesqueleto a la membrana celular.3) Unir la célula a la matriz extracelular3) U a cé u a a a a e ace u a4) Actúan como receptores de señales químicas5) Poseen una actividad enzimática importante

Proteínas integrales

Proteínas periféricas

Unión a una proteína integral (c)

Unión electrostática a la bicapa lipídica (d)

Unión por secuencia hidrofóbica corta (e)

Anclaje de lípidos unidos covalentemente (f)

LOS LIPIDOS son los responsables de la fluidez de la membrana ya que

pueden desplazarse lateralmente o rotar sobre sí mismos.

Existen 3 tipos:

1.Fosfolípidos: fosfatidilcolina, esfingomielina, fosfatidiletanolamina,

fosfatidilserina.

2. Colesterol, limita el movimiento de los fosfolípidos y hace que la membrana

sea estable y menos fluida (IMPERMEABLE), más rígida.

3 Glucolípidos se encuentran sólo en la cara externa de las membranas3. Glucolípidos, se encuentran sólo en la cara externa de las membranas

celulares, con sus azúcares asociados expuestos al espacio extracelular.

GLUCIDOS. Se localizan en la superficie externa de las membranas, formando la

matriz extracelular o glucocaliz (conjunto de azúcares). La mayoría son

oligosacáridos (HC de cadena pequeña) y están unidos mediante enlacesoligosacáridos (HC de cadena pequeña) y están unidos mediante enlaces

covalentes a lípidos (glucolípidos) y proteínas (glucoproteinas).

También se p eden encontrar en el lado l minar de las membranas internasTambién se pueden encontrar en el lado luminar de las membranas internas.

Funciones:Funciones:

1) Protección de la superficie celular frente a lesiones de naturaleza química y

mecánica.

2) Lubricación, al absorber agua crean una superficie viscosa protectora,

facilitando el movimiento de los glóbulos blancos.

3) Reconocimiento celular. El óvulo reconoce espermatozoide.

4) Adhesión celular.

biocemol 7

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