biologia(2008)

ANATOMOFISIOLOGIA ANATOMOFISIOLOGIA UNIDAD I. BIOLOGIA CELULAR UNIDAD I. BIOLOGIA CELULAR

J.Videla A. Prof.Biología-Lic.EnfermeríaMagíster en Educación Superior

Escuela de Salud – AIEP U.A.BelloSede Providencia – Santiago , Chile

Contacto : [email protected]

Introduccion

Todas las criaturas vivas , están compuestas de células (pequeños compartimentos rodeados por membranas, que contienen en su interior una solución concentrada de sustancias químicas) .Todo organismo y por ende todas las células que le constituyen descienden de una célula común ancestral que fue evolucionando.

Todas los seres vivos hoy en día , se derivan desde una célula primordial nacida hace 3 billones de años atrás .

Un hecho crucial ocurrió hace 1,5 billones de años , cuando ocurrió la transición de pequeñas células con estructuras internas relativamente sencillas ( células procarióticas) a células radicalmente más complejas( eucarióticas ) que las encontramos en animales superiores y plantas.

Juan Juan VidelaVidela A. Prof.BiologA. Prof.Biologííaa-- Enfermero Enfermero

PROCARIONTEPROCARIONTE EUCARIONTEEUCARIONTE


CelulasCelulas procariontesprocariontesEste tipo de cEste tipo de céélulas , se divide en 2 clases :lulas , se divide en 2 clases :

EUBACTERIASEUBACTERIASARQUEOBACTERIASARQUEOBACTERIAS

Las mas numerosas son las Las mas numerosas son las eubacteriaseubacterias , cuyo principal representante son las, cuyo principal representante son las cianobacterias (algas verdecianobacterias (algas verde--azules), se caracterizan por poseer pigmentos azules), se caracterizan por poseer pigmentos fotosintfotosintééticos similares a los que poseen las plantas.ticos similares a los que poseen las plantas.Las Las arqueobacteriasarqueobacterias , son organismos que crecen en ambientes desfavorable, son organismos que crecen en ambientes desfavorables(altas temperaturas , altas concentraciones salinas , ausencia d(altas temperaturas , altas concentraciones salinas , ausencia de O2 , etc ).e O2 , etc ).

Las cLas céélulas lulas procariontesprocariontes son cson céélulas pequelulas pequeññas ( 0,2 as ( 0,2 -- 10 10 umum de dide diáámetro ) ,metro ) ,poseen estructura simple , existiendo en ellas tres constituyentposeen estructura simple , existiendo en ellas tres constituyentes celulareses celularescomunes.comunes.

•• Membrana plasmMembrana plasmááticatica•• RibosomasRibosomas•• NucleoideNucleoide


La MEMBRANA La MEMBRANA ademasademas de servir como barrera funcional (con de servir como barrera funcional (con permeabilidad selectiva ) , tiene una funcipermeabilidad selectiva ) , tiene una funcióón importante en el metabolismo n importante en el metabolismo celular , pues aqucelular , pues aquíí existen enzimas relacionadas con la respiraciexisten enzimas relacionadas con la respiracióón celular y n celular y la fotosla fotosííntesis.ntesis.

Por la parte exterior de la membrana plasmPor la parte exterior de la membrana plasmáática , se encuentra la tica , se encuentra la pared pared celularcelular , que le proporciona rigidez y le da la forma a la c, que le proporciona rigidez y le da la forma a la céélula .lula .

Esta pared se pone de manifiesto mediante la Esta pared se pone de manifiesto mediante la tincitincióón de n de GramGram ..AdemAdemáás de su funcis de su funcióón primaria como barrera rn primaria como barrera ríígida protectora , puede gida protectora , puede desempedesempeññar funciones importantes como transporte activo de molar funciones importantes como transporte activo de molééculas , culas , divisidivisióón bacteriana , propiedad antign bacteriana , propiedad antigéénica , etc.nica , etc.

El interior de la cEl interior de la céélula lula procarionteprocarionte se divide en dos regiones :se divide en dos regiones :

•• nucleoidenucleoide centralcentral•• citoplasmacitoplasma


El citoplasma posee muy pocas estructuras y no estEl citoplasma posee muy pocas estructuras y no estáá dividido en dividido en compartimentos como ocurre en los eucariontes.compartimentos como ocurre en los eucariontes.

Se encuentran en el citoplasma Ribosomas ( sitios donde se sinteSe encuentran en el citoplasma Ribosomas ( sitios donde se sintetizan tizan proteproteíínas ) ,protenas ) ,proteíínas , enzimas , pequenas , enzimas , pequeññas molas molééculas y iones .culas y iones .

En el citoplasma , tambiEn el citoplasma , tambiéén se pueden reconocer regiones poco densas , n se pueden reconocer regiones poco densas , estas zonas constituyen el estas zonas constituyen el nucleoidenucleoide , donde se encuentra el material , donde se encuentra el material gengenéético conformado por una sola moltico conformado por una sola moléécula de DNA ( cula de DNA ( áácido cido desoxirribonucleico ) , el cual estdesoxirribonucleico ) , el cual estáá fuertemente plegado y empaquetado . fuertemente plegado y empaquetado .


IMIMÁÁGENES CGENES CÉÉLULAS PROCARIONTESLULAS PROCARIONTES

ORGANIZACIORGANIZACIÓÓN CELULA EUCARIONTEN CELULA EUCARIONTE


EUCARIONTESEUCARIONTES

Las cLas céélulas eucariontes , por definicilulas eucariontes , por definicióón y en contraste con las cn y en contraste con las céélulas lulas procariontesprocariontes tienen un ntienen un núúcleo ( cleo ( ““carioncarion”” en griego ) , que contiene el DNA en griego ) , que contiene el DNA celular envuelto por una doble capa de membranas .celular envuelto por una doble capa de membranas .

Se caracterizan ademSe caracterizan ademáás por poseer un complejo sistema de membranas s por poseer un complejo sistema de membranas internas , que subdividen a la cinternas , que subdividen a la céélula en compartimientos especializados e lula en compartimientos especializados e integrados , que cumplen diversas funciones importantes para laintegrados , que cumplen diversas funciones importantes para la vida vida celular.celular.

Cada compartimento contiene sus propias enzimas y molCada compartimento contiene sus propias enzimas y molééculas , ademculas , ademáás s existe un complejo sistema que transporta los productos especexiste un complejo sistema que transporta los productos especííficos de un ficos de un compartimento a otro.compartimento a otro.

En el citoplasma , muchos En el citoplasma , muchos organelosorganelos comunes se encuentran en la mayorcomunes se encuentran en la mayoríía de a de las clas céélulas eucarilulas eucarióóticas : nticas : núúcleo , retcleo , retíículo culo endoplendopláásmicosmico (liso(liso--rugoso), rugoso), complejo de complejo de golgigolgi ,lisosomas , ,lisosomas , peroxisomasperoxisomas , mitocondrias y en c, mitocondrias y en céélulas lulas vegetales los cloroplastos.vegetales los cloroplastos.

MEMBRANAS BIOLOGICASMEMBRANAS BIOLOGICAS

Las membranas celulares poseen 4 funciones principales , las cuaLas membranas celulares poseen 4 funciones principales , las cuales estles estáán n

interrelacionadas :interrelacionadas :

1.1.-- forman el lforman el líímite fmite fíísico de compartimentos cuya composicisico de compartimentos cuya composicióón debe ser n debe ser

controlada para permitir que procesos bioqucontrolada para permitir que procesos bioquíímicos ocurran en forma micos ocurran en forma

eficienteeficiente

2.2.-- su estructura permite el transporte de un rango restringido de su estructura permite el transporte de un rango restringido de

molmolééculas desde un compartimento a otro , vale decir son selectivameculas desde un compartimento a otro , vale decir son selectivamente nte

permeablespermeables

3.3.-- son interfases que son interfases que transducentransducen seseññales quales quíímicas o energmicas o energíía desde un a desde un

compartimento al otro compartimento al otro

4.4.-- ellas proporcionan el medio ambiente ellas proporcionan el medio ambiente óóptimo para el funcionamiento de ptimo para el funcionamiento de

molmolééculas( enzimas , bombas iculas( enzimas , bombas ióónicas y receptores ) nicas y receptores )

ComposiciComposicióón qun quíímica de las membranas mica de las membranas

PROTEINAS : 40PROTEINAS : 40--70%70%

LIPIDOS : 30LIPIDOS : 30--50%50%

GLUCIDOS :2GLUCIDOS :2--10%10%


LIPIDOS LIPIDOS

a) a) FosfolFosfolíípidospidos ( los m( los máás abundantes)s abundantes)

b) b) GlucolGlucolíípidospidos

c) Colesterolc) Colesterol

Los 3 tipos son Los 3 tipos son anfipanfipááticosticos , esto es , tienen una cola , esto es , tienen una cola hidrofhidrofóóbicabica ( no ( no polar ) y una cabeza polar ) y una cabeza hidrofhidrofíílicalica ( polar)( polar)

Cabeza Cabeza hidrofhidrofíílicalica

Cola Cola hidrofhidrofóóbicabica


La fluidez de la membrana , depende de : La fluidez de la membrana , depende de : a) temperatura.a) temperatura.b) naturaleza de los lb) naturaleza de los líípidos .pidos .

PROTEINAS EN LAS MEMBRANAS PROTEINAS EN LAS MEMBRANAS

Los lLos líípidos constituyen la estructura bpidos constituyen la estructura báásica de la membrana, actsica de la membrana, actúúan como an como una peluna pelíícula de recubrimiento y aislante, que evita el paso de la mayor cula de recubrimiento y aislante, que evita el paso de la mayor parte parte de las sustancias que se encuentran dentro o fuera de una cde las sustancias que se encuentran dentro o fuera de una céélula. Pero en lula. Pero en ttéérminos de utilidad, de nada servirrminos de utilidad, de nada serviríía una membrana concebida asa una membrana concebida asíí; ya que ; ya que se requieren elementos que permitan, entre otras cosas, el interse requieren elementos que permitan, entre otras cosas, el intercambio con cambio con el exterior, pero no sel exterior, pero no sóólo de sustancias, sino tambilo de sustancias, sino tambiéén de otros tipos de n de otros tipos de interacciones, como la comunicaciinteracciones, como la comunicacióón, el contacto, etc. Es aqun, el contacto, etc. Es aquíí donde donde intervienen las proteintervienen las proteíínas. nas.

La situaciLa situacióón es variable, pero el contenido de proten es variable, pero el contenido de proteíínas de las membranas nas de las membranas varvaríía entre un 25 y 75%; esto parece depender del grado de especialia entre un 25 y 75%; esto parece depender del grado de especializacizacióón n y actividad de cada una de ellas.y actividad de cada una de ellas.

Una de las que tiene mayor contenido de proteUna de las que tiene mayor contenido de proteíínas es la nas es la mitocondrialmitocondrial, y es , y es explicable, pues este organelo celular tiene a su cargo entre otexplicable, pues este organelo celular tiene a su cargo entre otras cosas, ras cosas, nada menos que la funcinada menos que la funcióón de proveer de energn de proveer de energíía al resto de la ca al resto de la céélula. .lula. .

Las proteLas proteíínas, como componentes de la maquinaria celular, tambinas, como componentes de la maquinaria celular, tambiéén son las n son las que ejecutan en las membranas la mayor parte de las funciones prque ejecutan en las membranas la mayor parte de las funciones propiamente opiamente dichas. Sobre la estructura bdichas. Sobre la estructura báásica esencial de una doble capa de lsica esencial de una doble capa de líípidos, pidos, impermeable y relativamente inerte, fue necesario implantar lasimpermeable y relativamente inerte, fue necesario implantar las unidades unidades funcionales que dieran sentido a las membranas como fronteras difuncionales que dieran sentido a las membranas como fronteras dinnáámicasmicas

y que les permitieran un contacto eficiente y adecuado con el exy que les permitieran un contacto eficiente y adecuado con el exterior. Sterior. Sóólo lo las protelas proteíínas tienen la capacidad de alcanzar este grado de especializacinas tienen la capacidad de alcanzar este grado de especializacióón. n.

LAS MEMBRANAS CELULARES ESTÁN FORMADAS POR CAPAS DOBLES DE FOSFOLÍPIDOS

••SingerSinger y y NicolsonNicolson (1972) : ellos postulan su (1972) : ellos postulan su ““modelo de mosaico modelo de mosaico flufluíídodo””. Donde las colas de los fosfol. Donde las colas de los fosfolíípidos estarpidos estaríían ubicadas hacia adentro , an ubicadas hacia adentro , mientras que las cabezas de los fosfolmientras que las cabezas de los fosfolíípidos estpidos estáán orientadas en sentido n orientadas en sentido opuesto a las colas opuesto a las colas hidrofhidrofóóbicasbicas . .

Exterior de la cExterior de la céélulalula

Interior de la cInterior de la céélulalula


Modelo de mosaico Modelo de mosaico flufluíídodo de de SingerSinger y y NicolsonNicolson

1. Modelo de mosaico fluido de la membrana plasmática (bicapa de fosfolípidos)

2..-Lado externo de la membrana 3. .-Lado interno de la membrana 4. .-Proteína intrínseca de la membrana 5. .-Proteína canal iónico de la membrana 6. .-Glicoproteína7. .- Moléculas de fosfolípidos organizadas en bicapa8. .- Moléculas de colesterol 9. .- Cadenas de carbohidratos 10.- Glicolípidos

11.- Región polar (hidrofílica) de la molécula de fosfolípido

12.- Región hidrofóbica de la molécula de fosfolípido

CARBOHIDRATOS EN LAS MEMBRANASCARBOHIDRATOS EN LAS MEMBRANAS

Son numerosas las membranas celulares que contienen carbohidratoSon numerosas las membranas celulares que contienen carbohidratos s

(az(azúúcares). En la mayorcares). En la mayoríía de los casos se trata de cadenas de los aza de los casos se trata de cadenas de los azúúcares cares

simples o sus derivados, llamados polisacsimples o sus derivados, llamados polisacááridos, que llegan a ser ridos, que llegan a ser

extremadamente complejas. Una de las funciones importantes de esextremadamente complejas. Una de las funciones importantes de estas tas

sustancias parece consistir en servir de elementos de reconocimisustancias parece consistir en servir de elementos de reconocimiento por ento por

parte de otras cparte de otras céélulas u organismos. Tal vez el caso mlulas u organismos. Tal vez el caso máás conocido sea el de s conocido sea el de

los polisaclos polisacááridos de los glridos de los glóóbulos rojos, que por la presencia en sus bulos rojos, que por la presencia en sus

membranas dan lugar a los grupos sangumembranas dan lugar a los grupos sanguííneos.neos.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMATICA Y SUPERFICIE CELULARFUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMATICA Y SUPERFICIE CELULAR

•• Capacidad de seleccionar los componentes que salen o entran a Capacidad de seleccionar los componentes que salen o entran a la cla céélulalula

••MantenciMantencióónn de la concentracide la concentracióón intracelular de moln intracelular de molééculas en los niveles culas en los niveles

requeridos por la crequeridos por la céélulalula

••RecepciRecepcióón de sen de seññales extracelulares , su procesamiento y su transmisiales extracelulares , su procesamiento y su transmisióón al n al

interior de la cinterior de la céélula.lula.

••ParticipaciParticipacióón en interacciones directas con la membrana plasmn en interacciones directas con la membrana plasmáática de tica de

otras cotras céélulas vecinaslulas vecinas

••DeterminaciDeterminacióón dela forma celular mediante interaccin dela forma celular mediante interaccióón de moln de molééculas de la culas de la

membrana plasmmembrana plasmáática con elementos del tica con elementos del citoesqueletocitoesqueleto

••ParticipaciParticipacióón activa en procesos de reconocimiento celular .n activa en procesos de reconocimiento celular .


MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR


MEMBRANA PLASMATICAMEMBRANA PLASMATICAEn su regiEn su regióón mn máás externa , ests externa , estáá formada por el GLICOCALIX (conjunto de formada por el GLICOCALIX (conjunto de hidratos de carbono ) unidos a protehidratos de carbono ) unidos a proteíínas o lnas o líípidos de la hoja externa de lapidos de la hoja externa de lamembrana .membrana .

CITOPLASMAEl citoplasma se divide en : A) citosol y B) organelos

El citosol , corresponde a la parte líquida que rodea a los organelos , está compuesto mayoritariamente por agua ( 75 a90% ) y otros componentes como glucosa , iones , aminoácidos , acidos grasos , proteínas , lípidos y ATP .En el citosol ocurren reacciones químicas fundamentales para la vida de la célula .

Los Organelos , son estructuras especializadas de forma y funciones características especializadas , entre las cuales destacan : crecimiento celular, mantenimiento y reproducción .Esta formado por el citoesqueleto , complejo de Golgi , lisosomas, peroxisomas , retículo endoplásmico , mitocondrias

CITOESQUELETO CITOESQUELETO La capacidad de las cLa capacidad de las céélulas eucarilulas eucarióóticas para adoptar una variedad de ticas para adoptar una variedad de formas y para realizar movimientos coordinados depende del formas y para realizar movimientos coordinados depende del CitoesqueletoCitoesqueleto. . Las diversas actividades del Las diversas actividades del citoesqueletocitoesqueleto dependen de 3 tipos de dependen de 3 tipos de filamentos proteicos :filamentos proteicos :a) a) MicrofilamentosMicrofilamentosb) Filamentos intermediosb) Filamentos intermediosc) Microtc) Microtúúbulos bulos

MICROTUBULOS MICROTUBULOS

Estructuralmente , tienen un aspecto tubular con un diEstructuralmente , tienen un aspecto tubular con un diáámetro de aprox. metro de aprox. 25 25 nmnm y con una longitud variable .y con una longitud variable .La La subunidadsubunidad estructural es la proteestructural es la proteíína globular TUBULINA , compuesta na globular TUBULINA , compuesta por 2 por 2 subunidadessubunidades similares , conocidas como alfa y beta similares , conocidas como alfa y beta tubulinatubulina..Estas Estas subunidadessubunidades conforman filamentos longitudinales o helicoidales , que conforman filamentos longitudinales o helicoidales , que constituyen la pared de un cilindro de aprox. 5 constituyen la pared de un cilindro de aprox. 5 nmnm de dide diáámetro.metro.Al contarlo Al contarlo trasversalmentetrasversalmente , el n, el núúmero de mero de protofilamentosprotofilamentos es de 13.es de 13.

FUNCIONES :FUNCIONES :a) a) mantencimantencióónn forma celularforma celularb) participan en los movimientos celulares ( movimiento ciliar yb) participan en los movimientos celulares ( movimiento ciliar y flagelar , flagelar , migracimigracióón de cromosomas en la anafase mitn de cromosomas en la anafase mitóótica , transporte de vestica , transporte de vesíículas culas o molo molééculas , flujo culas , flujo axaxóóniconico , etc ) , etc )

MICROFILAMENTOS MICROFILAMENTOS Compuestos por ACTINA , la cual puede estar en dos formas .Compuestos por ACTINA , la cual puede estar en dos formas .ActinaActina G ( globular) y G ( globular) y ActinaActina F (fibrilar).F (fibrilar).

Las Las subunidadessubunidades globulares de globulares de actinaactina se encuentran ensambladas formando se encuentran ensambladas formando filamentos filamentos bihelicoidalesbihelicoidales , de un di, de un diáámetro de 6 metro de 6 nmnm , a las cuales a menudo , a las cuales a menudo se asocian otras protese asocian otras proteíínas que difieren segnas que difieren segúún el tipo celular.n el tipo celular.En el mEn el múúsculo estriado , se asocian 2 protesculo estriado , se asocian 2 proteíínas (nas (troponinatroponina y y tropomiosinatropomiosina) ) asociadas a las asociadas a las subunidadessubunidades globulares de globulares de actinaactina y que regulan la y que regulan la interacciinteraccióón de n de actinaactina y miosina.y miosina.

Estas estructuras han sido objeto de muchEstas estructuras han sido objeto de muchíísimos estudios, y gracias a ellas simos estudios, y gracias a ellas

sabemos que son las responsables de la contraccisabemos que son las responsables de la contraccióón muscular. Las fibras de n muscular. Las fibras de actinaactina y de miosina se deslizan unas sobre otras, al tiempo que rompeny de miosina se deslizan unas sobre otras, al tiempo que rompen al al ATP, y con su energATP, y con su energíía producen el acortamiento de las fibras y de las a producen el acortamiento de las fibras y de las ccéélulas que las contienen. lulas que las contienen.

FILAMENTOS INTERMEDIOSFILAMENTOS INTERMEDIOS

Poseen una diPoseen una diáámetro de 10 metro de 10 nmnm . Se han podido identificar 5 grupos . Se han podido identificar 5 grupos relacionados de estos tipos de proterelacionados de estos tipos de proteíínas .nas .

Filamentos de queratina : cFilamentos de queratina : céélulas epiteliales ( cabello)lulas epiteliales ( cabello)Filamentos de Filamentos de desminadesmina : c: céélulas musculareslulas muscularesFilamentos de Filamentos de vimentinavimentina : c: céélulas lulas mesenquimmesenquimááticasticasNeurofilamentosNeurofilamentos : neuronas: neuronasFilamentos Filamentos glialesgliales : c: céélulas lulas glialesgliales

Los filamentos intermedios , serLos filamentos intermedios , seríían capaces de man capaces de múúltiples interacciones con ltiples interacciones con las estructuras citoplasmlas estructuras citoplasmááticas , y por ello tendrticas , y por ello tendríían un rol crucial an un rol crucial regulando la forma celular.regulando la forma celular.

Juan Juan VidelaVidela A. Prof.BiologA. Prof.Biologííaa-- EnfermeroEnfermeroMagMagííster en Educacister en Educacióón n

NUCLEO NUCLEO

NUCLEO NUCLEO

Generalmente es Generalmente es úúnico y esfnico y esféérico , ocupa una posicirico , ocupa una posicióón central . Al interior n central . Al interior de este compartimento se encuentran contenidos el material heredde este compartimento se encuentran contenidos el material hereditario itario (cromatina) , (cromatina) , ribonucleoproteribonucleoproteíínasnas , uno o m, uno o máás nucleolos , ms nucleolos , múúltiples ltiples proteproteíínasnas--enzimas , agua y una matriz nuclear .enzimas , agua y una matriz nuclear .

ENVOLTURA NUCLEAR ENVOLTURA NUCLEAR

Encierra al DNA y define el compartimento nuclear . Encierra al DNA y define el compartimento nuclear .

EstEstáá formado por 2 membranas , una externa y una interna , separadaformado por 2 membranas , una externa y una interna , separadas por s por

un espacio llamado espacio un espacio llamado espacio perinuclearperinuclear . .

La membrana externa tiene continuidad con las membranas del retLa membrana externa tiene continuidad con las membranas del retíículo culo

endoplendopláásmicosmico rugoso (RER) , y al igual que este , tiene ribosomas pegados enrugoso (RER) , y al igual que este , tiene ribosomas pegados en

su superficie , donde se fabrican protesu superficie , donde se fabrican proteíínas , las que luego se trasladan a nas , las que luego se trasladan a

travtravéés del sistema de membranas de la cs del sistema de membranas de la céélula. lula.

En la cara interna de la membrana interna , se encuentra una gruEn la cara interna de la membrana interna , se encuentra una gruesa esa

agrupaciagrupacióón de proten de proteíínas conocida como nas conocida como lláámina nuclearmina nuclear . En los mam. En los mamííferos , la feros , la

lláámina es compuesta por tres protemina es compuesta por tres proteíínas lnas láámina de diferente naturaleza mina de diferente naturaleza

( l( lááminas A , B y C ).minas A , B y C ).

Esta lEsta láámina participa en la forma nuclear , en la unimina participa en la forma nuclear , en la unióón de la cromatina a la n de la cromatina a la

envoltura nuclear y en el desensamble y reorganizacienvoltura nuclear y en el desensamble y reorganizacióón del nn del núúcleo durante cleo durante

la mitosis. la mitosis.

COMPLEJO DE POROCOMPLEJO DE POROEste se conocEste se conocíía antiguamente como poro nuclear . Estas estructuras se a antiguamente como poro nuclear . Estas estructuras se encuentran en toda la superficie del nencuentran en toda la superficie del núúcleo , donde se encuentra en una cleo , donde se encuentra en una cantidad entre 3.000 a 4.000 .cantidad entre 3.000 a 4.000 .En el se puede reconocer :En el se puede reconocer :_ una apertura de aprox. 70 _ una apertura de aprox. 70 nmnm , que se origina por la uni, que se origina por la unióón de la membrana n de la membrana externa con la membrana interna de la envoltura nuclear y que esexterna con la membrana interna de la envoltura nuclear y que es el PORO el PORO NUCLEARNUCLEAR_ conjunto de prote_ conjunto de proteíínas que se distribuyen en todo el rededor del poro , y nas que se distribuyen en todo el rededor del poro , y que dejan un canal central de 10 que dejan un canal central de 10 nmnm..

NUCLEOLO NUCLEOLO Sitios de sSitios de sííntesis , acumulacintesis , acumulacióón , procesamiento y maduracin , procesamiento y maduracióón del RNA n del RNA ribosomalribosomal. . Por ello entonces , estPor ello entonces , estáán n constituconstituíídosdos por por RNArRNAr y protey proteíínas y obviamente nas y obviamente por el DNA molde necesario para sintetizar por el DNA molde necesario para sintetizar RNArRNAr..Se les observa en una ubicaciSe les observa en una ubicacióón central en el nn central en el núúcleo y estarcleo y estaríían compuestos an compuestos por fibrillas y grpor fibrillas y gráánulos de RNP , cromatina nulos de RNP , cromatina descondesadadescondesada que contiene que contiene rDNArDNA y todo rodeado por cromatina condensada .y todo rodeado por cromatina condensada .

RETICULO ENDOPLASMICO (RE)RETICULO ENDOPLASMICO (RE)

Es un sistema continuo de membranas organizadas en una compleja Es un sistema continuo de membranas organizadas en una compleja red red interconectada con un espacio central delimitado por membranas ,interconectada con un espacio central delimitado por membranas , que se que se extiende a travextiende a travéés del citoplasma . El espacio central se denomina lumen o s del citoplasma . El espacio central se denomina lumen o cisterna del RE.cisterna del RE.Cumple un papel importante en la biosCumple un papel importante en la biosííntesis celular . Las protentesis celular . Las proteíínas nas transmembranastransmembranas y ly líípidos del RE , complejo de pidos del RE , complejo de GolgiGolgi ,lisosomas y membrana ,lisosomas y membrana plasmplasmáática inician su stica inician su sííntesis en asociacintesis en asociacióón con las membranas del RE.n con las membranas del RE.

El Re , es de dos tipos : RUGOSO (RER) o LISO (REL) , esto vienEl Re , es de dos tipos : RUGOSO (RER) o LISO (REL) , esto viene dado dee dado deacuerdo a si presenta o no presenta ribosomas unido a su superacuerdo a si presenta o no presenta ribosomas unido a su superficieficiecitoplasmcitoplasmáática.tica.


REL : son REL : son ttúúbulosbulos interconectados que parecen atravesar todo el citoplasma .interconectados que parecen atravesar todo el citoplasma .La mayorLa mayoríía de las ca de las céélulas contienen muy poco REL.lulas contienen muy poco REL.Consta de una red de membranas conectadas a las cisternas del REConsta de una red de membranas conectadas a las cisternas del RER. R.

AdemAdemáás de procesar las protes de procesar las proteíínas sintetizadas, produce los lnas sintetizadas, produce los líípidos de la pidos de la ccéélula, en concreto fosfollula, en concreto fosfolíípidos y colesterol, que luego pasan a formar parte pidos y colesterol, que luego pasan a formar parte de las de las membranas celulares. El resto de l. El resto de líípidos celulares (pidos celulares (áácidos grasos y cidos grasos y triglictriglicééridos) se sintetizan en el seno del ridos) se sintetizan en el seno del citosolcitosol. Por ello, suele ser escaso . Por ello, suele ser escaso en la mayoren la mayoríía de las ca de las céélulas, pero muy abundante en aquellas otras lulas, pero muy abundante en aquellas otras especializadas en el metabolismo especializadas en el metabolismo liplipíídicodico y en hepatocitos. Ademy en hepatocitos. Ademáás, en s, en ccéélulas con gran capacidad contrlulas con gran capacidad contrááctil (como el mctil (como el múúsculo) el REL estsculo) el REL estááimplicado en el almacenamiento y liberaciimplicado en el almacenamiento y liberacióón de iones calcio que activan el n de iones calcio que activan el mecanismo contrmecanismo contrááctil.ctil.

ReticuloReticulo endoplasmicoendoplasmico rugoso (RER)rugoso (RER)

Toma su nombre de la presencia de Toma su nombre de la presencia de ribosomasribosomas sobre sus membranas. Junto sobre sus membranas. Junto al al aparato de aparato de GolgiGolgi conforman dos regiones diferenciadas de un mismo conforman dos regiones diferenciadas de un mismo compartimento membranoso intercomunicado, que participa en la bicompartimento membranoso intercomunicado, que participa en la biososííntesis ntesis y transporte de protey transporte de proteíínas y lnas y líípidos celulares. Su membrana se continpidos celulares. Su membrana se continúúa con a con la membrana externa de la la membrana externa de la envoltura nuclearenvoltura nuclear..

En cEn céélulas metablulas metabóólicamente inactivas existe muy poco RER, mientras que en licamente inactivas existe muy poco RER, mientras que en

las clas céélulas que sintetizan y secretan mollulas que sintetizan y secretan molééculas que contienen proteculas que contienen proteíínas se nas se

observan grandes cantidades del mismo.observan grandes cantidades del mismo.

Los ribosomas unidos al RER se dedican a la sLos ribosomas unidos al RER se dedican a la sííntesis de protentesis de proteíínas que son nas que son

trasladadas simulttrasladadas simultááneamente al interior del RE, y pueden ser de dos tipos: neamente al interior del RE, y pueden ser de dos tipos:

a) proteínas transmembrana, que tienden a quedarse directamente en la propia membrana del RER b)proteínas solubles en agua, que atraviesan la membrana y son vertidas al lumen (luz de la red de cisternas del RER). En cualquier caso, el comienzo de la síntesis de todas las proteínas tiene lugar en los ribosomas libres del citosol. La unión del ribosoma a la superficie del RER sólo tiene lugar cuando la nueva cadena polipeptídica contiene un péptido de reconocimiento de señal (PRS) para el RE. Si esto ocurre, el ribosoma se dirige hacia una proteína receptora de la membrana del RE;a continuación se unen ribosoma y membrana, y la proteína que se está formando pasa a través de la misma. Normalmente, una vez que la proteína pasa al lumen, el péptido señal se libera.

RETICULO ENDOPLASMICORETICULO ENDOPLASMICORUGOSORUGOSO

RETICULO ENDOPLASMICO LISORETICULO ENDOPLASMICO LISO

El aparato de El aparato de GolgiGolgi es una es una organeloorganelo que interviene tanto en la sque interviene tanto en la sííntesis de ntesis de

azazúúcares (especialmente polisaccares (especialmente polisacááridos) como en la ordenaciridos) como en la ordenacióón de las n de las

proteproteíínas elaboradas en el nas elaboradas en el retretíículo culo endoplendopláásmicosmico rugosorugoso. .

COMPLEJO DE GOLGI COMPLEJO DE GOLGI

Las proteLas proteíínas siguen una vnas siguen una víía predeterminada desde el RER hacia el aparato a predeterminada desde el RER hacia el aparato de de GolgiGolgi para su modificacipara su modificacióón y empaquetamiento, segn y empaquetamiento, segúún su utilidad n su utilidad posterior. posterior.

Por Por úúltimo, las proteltimo, las proteíínas que dejan al nas que dejan al GolgiGolgi se encuentran se encuentran encerradas en vesencerradas en vesíículas que pueden hacer alguna de las siguientes culas que pueden hacer alguna de las siguientes cosas:cosas:

••se insertan en la se insertan en la membrana celularmembrana celular como protecomo proteíínas y nas y llíípidos de membranapidos de membrana

••se fusionan con la membrana celular, de modo que la se fusionan con la membrana celular, de modo que la proteproteíína se descarga hacia el espacio extracelularna se descarga hacia el espacio extracelular

••se fusionan con se fusionan con endosomasendosomas, dando lugar a la formaci, dando lugar a la formacióón n de de lisosomaslisosomas


Las funciones mLas funciones máás importantes del s importantes del GolgiGolgi son :son :--Procesamiento de macromolProcesamiento de macromolééculas sintetizadas en el RERculas sintetizadas en el RER--DistribuciDistribucióón intracelular de macromoln intracelular de macromolééculas que llegan al culas que llegan al GolgiGolgi--ConcentraciConcentracióón de material de secrecin de material de secrecióónn--FormaciFormacióón de grn de gráánulos de secrecinulos de secrecióónn--FormaciFormacióón de n de prelisosomasprelisosomas--Aumento de superficie celularAumento de superficie celular--Participa en procesos particulares en ciertos tipos celulares .Participa en procesos particulares en ciertos tipos celulares . Por Por ej.ej.FormaciFormacióón del n del acrosomaacrosoma del espermatozoidedel espermatozoide


Las mitocondrias constituyen la fuente energLas mitocondrias constituyen la fuente energéética de las ctica de las céélulas, ya que mediante el lulas, ya que mediante el proceso de fosforilaciproceso de fosforilacióón oxidativa producen n oxidativa producen trifosfatotrifosfato de adenosina (ATP), que es la de adenosina (ATP), que es la forma estable de almacenamiento de energforma estable de almacenamiento de energíía que puede utilizar la ca que puede utilizar la céélula para llevar alula para llevar acabo las actividades que la requieren. cabo las actividades que la requieren.

Se trata de organelas flexibles cuya morfologSe trata de organelas flexibles cuya morfologíía vara varíía de unas ca de unas céélulas a otras: en las lulas a otras: en las que tienen un elevado nivel de metabolismo que tienen un elevado nivel de metabolismo oxidativooxidativo suelen ser grandes y suelen ser grandes y serpenteantes, en forma de bastoncillo; en otras tienen un aspecserpenteantes, en forma de bastoncillo; en otras tienen un aspecto mto máás redondeado. s redondeado. Una cUna céélula eucarilula eucarióótica ttica tíípica puede contener del orden de unas 2000 mitocondrias, pica puede contener del orden de unas 2000 mitocondrias, ocupando en torno a un 20% de todo el ocupando en torno a un 20% de todo el volvolúúmenmen celular.celular.

MITOCONDRIASMITOCONDRIAS


Funciones de las mitocondrias Funciones de las mitocondrias

a) Produccia) Produccióón de energn de energííaa

Todas las funciones celulares dependen de un aporte continuo de Todas las funciones celulares dependen de un aporte continuo de energenergíía a obtenido a partir de la degradaciobtenido a partir de la degradacióón de moln de molééculas orgculas orgáánicas durante el nicas durante el proceso de respiraciproceso de respiracióón celular. La energn celular. La energíía liberada durante este proceso se a liberada durante este proceso se almacena finalmente en forma de molalmacena finalmente en forma de molééculas de ATP, que constituye una culas de ATP, que constituye una reserva de energreserva de energíía ra ráápidamente disponible para todas las funciones pidamente disponible para todas las funciones metabmetabóólicas celulares. Los principales sustratos para la respiracilicas celulares. Los principales sustratos para la respiracióón celular n celular con los azcon los azúúcares simples y los lcares simples y los líípidos, sobre todo glucosa y pidos, sobre todo glucosa y áácidos grasos. cidos grasos.

La respiraciLa respiracióón celular de la glucosa (n celular de la glucosa (glucolisisglucolisis) se inicia en el ) se inicia en el citosolcitosol, donde , donde es degradada parcialmente hasta formar es degradada parcialmente hasta formar áácido cido pirpirúúvicovico, produciendo una , produciendo una pequepequeñña cantidad de ATP. Luego el a cantidad de ATP. Luego el áácido cido pirpirúúvicovico pasa al interior de las pasa al interior de las mitocondrias donde, tras su transformacimitocondrias donde, tras su transformacióón en n en acetilacetil CoACoA, se incorpora al , se incorpora al ciclo de ciclo de KrebsKrebs en un proceso que produce una gran cantidad de ATP. en un proceso que produce una gran cantidad de ATP.

La La glucolisisglucolisis puede ocurrir en ausencia de oxpuede ocurrir en ausencia de oxíígeno, y entonces se llama geno, y entonces se llama glucglucóólisis anaerobia, mientras que la respiracilisis anaerobia, mientras que la respiracióón n mitocondrialmitocondrial es es dependiente de un aporte continuo de oxdependiente de un aporte continuo de oxíígeno y se denomina respiracigeno y se denomina respiracióón n aeraeróóbica .bica .b) Produccib) Produccióón de precursores para la sn de precursores para la sííntesis de diversas sustanciasntesis de diversas sustancias

Como precursores para la sComo precursores para la sííntesis de aminontesis de aminoáácidos, cidos, áácidos grasos, glucosa, cidos grasos, glucosa, etc. etc.

c) Sc) Sííntesis de protentesis de proteíínasnas

En los ribosomas de las mitocondrias se sintetizan las proteEn los ribosomas de las mitocondrias se sintetizan las proteíínas nas codificadas por el DNA codificadas por el DNA mitocondrialmitocondrial, aunque representan solo el 5, aunque representan solo el 5--10% 10% del total de protedel total de proteíínas nas mitocondrialesmitocondriales. El resto de prote. El resto de proteíínas de la nas de la mitocondria se codifican por el mitocondria se codifican por el DNA nuclearDNA nuclear y se sintetizan en los y se sintetizan en los ribosomasribosomas libres del libres del citosolcitosol..


LISOSOMASLISOSOMAS

Se trata de organelas especializadas de forma redondeada o polimSe trata de organelas especializadas de forma redondeada o polimorfa que orfa que contienen diferentes tipos de enzimas del tipo de contienen diferentes tipos de enzimas del tipo de hidrolasashidrolasas áácidas (lipasas, cidas (lipasas, nucleasasnucleasas, , proteasasproteasas, , sulfatasassulfatasas...). ...). Como todas estas enzimas necesitan de un ambiente Como todas estas enzimas necesitan de un ambiente áácido para su cido para su funcionamiento funcionamiento óóptimo, las membranas de los lisosomas disponen de bombas ptimo, las membranas de los lisosomas disponen de bombas de protones que transportan de manera activa H+ hacia el lisosode protones que transportan de manera activa H+ hacia el lisosoma, ma, manteniendo asmanteniendo asíí un pH de 5. un pH de 5.

Los lisosomas no sLos lisosomas no sóólo intervienen en la digestilo intervienen en la digestióón de macromoln de macromolééculas, culas,

microorganismos fagocitados, desechos celulares y cmicroorganismos fagocitados, desechos celulares y céélulas, sino que lulas, sino que

tambitambiéén digieren organelas en exceso o envejecidas como mitocondrias on digieren organelas en exceso o envejecidas como mitocondrias o

restos de RER.restos de RER.

La estructura de la membrana La estructura de la membrana lisosomallisosomal , le confiere propiedades especiales , le confiere propiedades especiales

, esto es, esta membrana es impermeable a las enzimas que contie, esto es, esta membrana es impermeable a las enzimas que contiene y ne y

permeable a los productos de degradacipermeable a los productos de degradacióón n hidrolhidrolííticatica ..

Es una membrana rica en carbohidratos , contiene colesterol y unEs una membrana rica en carbohidratos , contiene colesterol y un solo tipo solo tipo

de fosfolde fosfolíípidos.pidos.

Posee una bomba de protones mediada por ATP , que introduce protPosee una bomba de protones mediada por ATP , que introduce protones y ones y

mantiene un pH mantiene un pH áácido (pH 5.0 )cido (pH 5.0 )


PEROXISOMASPEROXISOMAS

OrganelosOrganelos rodeados por solo una simple membrana , ellos no contienen rodeados por solo una simple membrana , ellos no contienen DNA o ribosomas. Miden de 0.15 a 0.25 DNA o ribosomas. Miden de 0.15 a 0.25 umum . Se encuentran en grupos, . Se encuentran en grupos, adyacentes a las membranas del RE . Por ello todas las proteadyacentes a las membranas del RE . Por ello todas las proteíínas nas peroxisomalesperoxisomales son codificadas por DNA nuclear sintetizadas en son codificadas por DNA nuclear sintetizadas en ribosomas libres en el citoplasma.ribosomas libres en el citoplasma.

En cEn céélulas de hlulas de híígado , son la fuente de 3 enzimas oxidativas:gado , son la fuente de 3 enzimas oxidativas:DD--aminooxidasaaminooxidasaUrato Urato oxidasaoxidasaCatalasaCatalasaLas reacciones oxidativas que ocurren en los Las reacciones oxidativas que ocurren en los peroxisomasperoxisomas hacen de hacen de ellos importantes elementos de ellos importantes elementos de detoxificacidetoxificacióónn dentro de la cdentro de la céélula.lula.Su nombre se debe a que son capaces de formar y descomponer Su nombre se debe a que son capaces de formar y descomponer perperóóxido de hidrxido de hidróógeno (H2O2).geno (H2O2).Como el H2O2 es de alto riesgo para la integridad celular , debeComo el H2O2 es de alto riesgo para la integridad celular , debeexistir un sistema eficiente de degradaciexistir un sistema eficiente de degradacióón de peroxido . Este n de peroxido . Este proceso es catalizado por la enzima proceso es catalizado por la enzima catalasacatalasa , con ello se evita la , con ello se evita la salida de H2O2 al citoplasma.salida de H2O2 al citoplasma.

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J.Videla A. Prof.Biología-Lic.EnfermeríaMagíster en Educación Superior

Escuela de Salud – AIEP U.A.BelloSede Providencia – Santiago , Chile

Contacto : [email protected]

biologia(2008)

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