4TO. A y B CITOLOGÍA CLASES DEL 26 o 28/4 y 3 o 5/5

 CITOLOGÍA

...PARA COMENZAR...

A LEER Y TOMAR APUNTES !!!! :)

CITOLOGÍA

Las células se han clasificado, de acuerdo a la  presencia o ausencia de núcleo verdadero, en dos grandes grupos: células procariontes y células eucariontes.

Células procariontes: son aquellas en las que el núcleo se encuentra difuso en el citoplasma, es decir, son las que no poseen un núcleo celular rodeado por una membrana (pro = antes de, karyon = núcleo).

Células eucariontes: son aquellas que poseen un núcleo celular delimitado por una doble membrana (eu = verdadero, karyon = núcleo).

Célula procarionta o procariota

Células procariontes o procariotas son la forma de vida más simpleque se conoce, en cuanto a estructura y función.

Célula cuyo material genético ni se organiza en un núcleo bien definido ni se reparte durante la reproducción celular.

Los seres procariontes son siempre unicelulares y pertenecen al reino de los moneras, como las bacterias y las algas verde-azuladas.

El método de replicación de los procariontes se denomina fisión binaria, y consiste en una replicación del ADN (expresado en un solo cromosoma) seguida de una duplicación celular. Como no poseen núcleo diferenciado no pueden utilizar mitosis como su forma de  reproducción, que es exclusiva para los eucariontes.

Existen organismos procariontes de muy variadas formas: hay organismos esféricos, con forma de bastón, con forma espiralada y con forma ovoide.

Aunque su forma externa sea diferente su composición interna es muy parecida. En general poseen una cubierta externa protectora llamadapared celular, bajo la cual se encuentra la membrana plasmática, que tiene por función intercambiar sustancias entre la célula y el medio que la rodea y delimitar, además, al citoplasma o citosol donde ocurren todos los procesos químicos que permiten el desarrollo y funcionamiento de la célula.

En las células procariontes, el material genético (DNA) se encuentra libre en el citoplasma sin ninguna estructura que lo delimite, es decir, se halla difuso.

Otra característica que presentan estas células es que no poseen organelos membranosos. 

Las enzimas que permiten la degradación (transformación en sustancias más simples) de  lípidos e hidratos de carbono para obtener energía se encuentran en el citoplasma al igual que el DNA y otras estructuras que permiten el funcionamiento de la célula.

Los biólogos postulan que las células procariontes son la línea evolutiva más antigua que se conoce y que de ellas se habrían derivado las células eucariontes.

Ellos creen que una célula procarionte fue capaz de formar un núcleo verdadero y que, posteriormente, esta primitiva célula eucarionte incorporó en su citoplasma a otra célula procarionte de menor tamaño.

Célula  eucarionte (eucariota o eucariótica)

Las células eucariotas son generalmente mayores y con una estructura más compleja que las células procariotas. La morfología de estos organismos puede incluir apéndices, pared celular, membrana y varias estructuras internas.

Están presentes en células que forman parte de los tejidos de organismos pluricelulares, que pertenecen a los reinos fungi, metazoo y metafíta.

Célula eucariota

Se caracterizan por tener un núcleo delimitado por una doble membrana (membrana nuclear), que lo separa del resto del citoplasma, donde se almacena el material genético; poseen además organelos membranosos (mitocondrias, lisosomas, cloroplastos, etc).

Poseen formas y tamaños muy variados, de acuerdo a la función que cumpla la célula eucarionte en el organismo.

Las células eucariontes poseen más DNA (ácido desoxirribonucleico) que las células procariontes.  El DNA eucarionte se une a proteínas, constituyendo los cromosomas.

Además poseen complejos supramoleculares muy importantes, como es el caso del citoesqueleto, el cual es un verdadero esqueleto interno.

Citoesqueleto

El citoesqueleto celular consiste en una malla tridimensional de filamentos proteicos cuyas principales funciones son:

• proporcionar el soporte estructural para la membrana plasmática y los orgánulos celulares

• proporcionar el medio para el movimiento intracelular de organelas y otros componentes del citosol

• proporcionar el soporte para las estructuras celulares móviles especializadas, como cilios y flagelos, responsables de la propiedad contráctil de las células en tejidos especializados como el músculo

Hay que tener presente que no todas las células eucariontes presentan los mismos organelos. En las células vegetales y animales es donde se producen las mayores diferencias.

Cilios y flagelos

Algunas células tienen proyecciones del citoesqueleto que sobresalen de la membrana plasmática. Si las proyecciones son pocas y muy largas, reciben el nombre de flagelos.

Espermatozoides

El único ejemplo de célula humana dotada de flagelo es el espermatozoide que lo utiliza para desplazarse.

Si las proyecciones son muchas y cortas, se denominan cilios. El ejemplo más típico son las células del tracto respiratorio cuyos cilios tienen la misión de atrapar las partículas del aire.

Al igual que las bacterias, muchas células eucariotas poseen estas estructuras para la locomoción.

Los cilios de las eucariotas son idénticos a los flagelos de las procariotas en estructura, aunque son más cortos y numerosos. Su estructura es más compleja que la de las procariotas, están compuestos por microtúbulos, 9 pares que rodean un par central todo ello rodeado por una membrana.

El flagelo de las eucariotas se mueve como un látigo al contrario de las procariotas que lo hacen rotando como un sacacorchos.

Pared celular

Plantas, algas y hongos poseen pared celular mientras que el resto de las eucariotas no la poseen. La pared celular mantiene la forma celular y previene de la presión osmótica.

La pared celular de las plantas, algas y hongos son distintas a la de las bacterias en cuanto a su composición y estructura física. Por ejemplo, la pared celular de eucariotas no contiene peptidoglucano.

 En plantas está compuesta de polisacáridos como la celulosa y pectina. La de los hongos filamentosos contiene quitina y celulosa y en levaduras manano. En las algas existe celulosa, otros polisacáridos y carbonato cálcico.

Membrana citoplásmica o citiplasmática

Independientemente de que la célula eucariota posea o no pared celular, posee membrana citoplasmática que rodea a la parte principal de la célula.

 La membrana semipermeable es una bicapa lipídica que posee insertadas proteínas. Algunas de estas proteínas atraviesan enteramente la membrana creando poros a través de los cuales los nutrientes entran dentro de la célula. A estas proteínas se las denomina permeasas.

Las diferencias existentes entre la membrana de eucariotas y procariotas son:

• Los eucariotas contienen esteroles (fundamentalmente colesterol) que le confieren rigidez a la membrana.
• En aquellos eucariotas que no poseen pared celular, la membrana está reforzada por microtúbulos de las proteínas actina y miosina.
• Los eucariotas no localizan los enzimas implicados en la generación de energía metabólica en su membrana.

Organelos o argánulos celulares

Dentro de la membrana citoplásmica está el protoplasma que se divide en carioplasma y citoplasma.

El carioplasma es el material que hay dentro de la membrana nuclear, mientras que el citoplasma es el material existente entre la membrana nuclear y la membrana citoplásmica.

En el citoplasma es donde se encuentran los organelos u orgánulos celulares (verdaderas fábricas en miniatura) que son estructuras rodeadas de membrana que realizan funciones especiales, tales como la fotosíntesis y respiración.

Al contrario que las procariotas, el citoplasma de las eucariotas posee una extensa red de microtúbulos y estructuras proteicas que constituyen el citoesqueleto de la célula. Este citoesqueleto genera la forma de la célula y a través de él se mueven los organelos u orgánulos en el citoplasma.

Los organelos u argánulos son: 

Núcleo

El núcleo de las eucariotas se caracteriza por su membrana nuclear; es una doble membrana la cual se asemeja a dos membranas citoplasmáticas juntas, que contiene muchos poros grandes a través de los cuales pasan sustancias como proteínas y RNA. Normalmente posee forma esférica u oval.

El núcleo contiene la información hereditaria de la célula en la forma de DNA. En el carioplasma que no se está dividiendo el DNA está combinado con proteínas como las histonas, dándole una apariencia fibrilar. Esta combinación de DNA y proteínas se llamacromatina. Durante la división celular la cromatina se condensa en cromosomas.

Dentro del carioplasma se encuentra el nucléolo, el cual aparece más oscuro con el microscopio electrónico. Alrededor del cinco al diez por ciento del nucléolo es RNA, siendo el resto proteína. Esta estructura es el lugar de síntesis del RNA ribosomal y de los componentes esenciales del ribosoma.

Los componentes proteicos de los ribosomas sintetizados en el citoplasma entran en el núcleo a través de los poros nucleares para combinarse con el RNA ribosomal recién sintetizado. Tanto las proteínas como el RNA forman las dos subunidades de los ribosomas que salen del carioplasma a través de los poros y se convierten en funcionales en el citoplasma.

Los ribosomas de eucariotas son mayores que los de procariotas.

Retículo endoplásmico

El retículo endoplásmico es una red membranosa de sacos y túbulos que a menudo están conectados a la membrana nuclear y citoplásmica.

En esquema, arriba derecha y abajo izquierda, retículos endoplasmáticos

Existen dos formas de retículo endoplásmico: el rugoso y el liso.

El rugoso posee ribosomas y el liso no. Las proteínas sintetizadas en el rugoso son liberadas en el citoplasma o pasan a través de su membrana dentro de los canales por donde son distribuidas a distintas partes de la célula.

El retículo endoplásmico liso está implicado en la síntesis de glucógeno, lípidos y esteroides. Los canales del retículo endoplásmico liso también sirven para la distribución de las sustancias sintetizadas en él.

Aparato de Golgi (o complejo de Golgi)

Está compuesto de sacos membranosos que tienen vesículas esféricas en sus extremos. Fue descrito por primera vez por Camillo Golgi en 1898.

Aparato de Golgi

Es el centro de empaquetamiento de las células eucariotas, responsable del transporte seguro de los compuestos sintetizados al exterior de la célula.

El aparato de Golgi está conectado a la membrana citoplasmática donde se fusiona y así poder excretar el contenido fuera de la célula, proceso que se llama exocitosis.

Otra función es la de empaquetar ciertos enzimas sintetizados en el retículo endoplásmico rugoso en unos orgánulos llamados lisosomas.

Estos enzimas catalizan reacciones hidrolíticas incluyendo proteasas, nucleasas, glicosidasas, sulfatasas, lipasas y fosfatasas.

El contenido de los lisosomas no se excreta sino que permanece en el citoplasma y participa en la digestión citoplásmica de los materiales ingeridos o absorbidos por la célula.

El que los enzimas hidrolíticos permanezcan dentro del lisosoma protege a la célula de la acción lítica de estos enzimas. En adicción, el aparato de Golgi contiene glicosiltransferasas que unen moléculas de carbohidrato a proteínas para formar glicoproteínas.

Mitocondria

Es un orgánulo citoplásmico donde se generan las moléculas de ATP durante la respiración aeróbica. La membrana interna está muy invaginada y es donde tiene lugar la conversión de energía.

Mitocondria

Aunque las mitocondrias son orgánulos de células eucariotas se parecen a las células procariotas; contienen sus propios ribosomas, su propio DNA el cual es una única molécula circular que contiene la información genética necesaria para la síntesis de un limitado número de proteínas cuya síntesis tiene lugar en los propios ribosomas de las mitocondrias.

Finalmente, las mitocondrias se dividen para formar nuevas mitocondrias de forma parecida a como lo hacen los procariotas e independientemente del núcleo celular; sin embargo, no se pueden dividir si se sacan del citoplasma.

Cloroplastos

Es el lugar donde ocurren las reacciones fotosintéticas, donde se utiliza la luz como fuente de energía para convertir el CO₂ en azúcar y los átomos de O₂ del H₂O en moléculas de O₂ gaseoso.

El cloroplasto es una estructura rodeada por una doble membrana cuyo interior se denomina estroma.

La membrana interna se pliega en el estroma formando sacos en forma de discos llamados tilacoides, los cuales contienen la clorofila y los carotenos que intervienen en la fotosíntesis. 

Cloroplasto

Cada conjunto de tilacoides se llama grano.

Algunos tilacoides se unen a otros de otro grano formando una red.

 Los cloroplastos poseen las mismas características que las mitocondrias (ribosomas 70 S, DNA circular, fisión binaria).

La similitud de las mitocondrias y los cloroplastos con los microorganismos procariotas dio base a la teoría endosimbiótica del origen de estos orgánulos.

Bibliografía:

Enciclopedia Interactiva Siglo XXI. Tomo 5

Ciencias Biológicas II. Santillana.

3ro. B clase 26/4 CUESTIONARIO y RESUMEN SOBRE COMUNICACIÓN CELULAR

CUESTIONARIO PARA RESOLVER EN CLASE.

I.            Contesta brevemente

1.- ¿Qué tipo de proteínas contiene la membrana y cuál es su función?

Canales

Transportadoras:

Receptores:

Enzimas:

Anclajes del citolesqueleto: 

Marcadores de la identidad de la célula: 

2.- Esquematiza o dibuja el modelo mosaico fluido.

3.- ¿Qué tipo de moléculas no difunden por la membrana plasmática?


4.- ¿En que consiste el transporte activo?


5.- Explica brevemente en que consiste la osmosis


6.- ¿Qué tipo de movimientos realizan los fosfolípidos?

rotación: 

difusión lateral

flip-flop: 

flexión:  

7.- Explicar dos propiedades fisicoquímicas del agua.

Fuerza de cohesión entre sus moléculas


Elevada fuerza de adhesión

II.     Subraya la respuesta correcta 

8.- Es la que ejerce el solvente para que pase de una zona de menor concentración de soluto a una de mayor.
a) presión osmótica b) membrana celular c) polaridad d)ninguna

9.- Tipo de transporte que no requiere de ATP
a) pinocitosis b) transporte facilitado c) difusión simple d) incisos b y c 

10.- Canales que participan en la despolarización
a) gap b) canales de K+ c) canal de agua d) canales de Na+  

11.- Al aplicarle un estímulo a una neurona, que empieza a generarse?
a) rompimiento celular b) potencial de acción c) transporte pasivo

MATERIAL AUDIOVISUAL DE ESTUDIO:

1- VIDEO SOBRE MEMBRANA CELULAR - CLASE-
2- TRANSPORTE CELULAR  VIDEO I - CLASE-
3- TRANSPORTE CELULAR VIDEO II - CLASE-
4- TRANSPORTE CELULAR VIDEO III - CLASE-

Comunicación celular - Resumen -

Mecanismos generales de comunicación celular

1. La comunicación celular puede establecerse de distintas formas que incluyen: a) la comunicación paracrina: la señal actúa sobre células vecinas; b) endocrina: la señal viaja por el torrente sanguíneo y alcanza células lejanas; c) autocrina: la señal llega a la misma célula de la cual salió; d) neurotransmisión: la señal es liberada por la célula emisora al espacio sináptico, donde es captada por la célula receptora; e) contactos célula-célula: la señal permanece anclada a la membrana de la célula emisora mientras interactúa con la célula receptora y f) mediante gaps: la señal se difunde desde la célula emisora a la receptora.

El reconocimiento de la señal

2. En cada organismo existen distintos tipos de señales químicas que reciben el nombre de ligandos y forman complejos con receptores específicos. Cada tipo celular es sensible a distintas señales y cada interacción ligando-receptor está asociada a una función particular. Cada célula responde a un conjunto de señales.

3. El complejo ligando-receptor transmite el mensaje al interior de la célula e inicia un camino que lleva a la ejecución de una respuesta biológica específica. Por este proceso completo se transduce la señal.

4. Ciertas moléculas pequeñas y/o hidrófobas atraviesan la membrana celular y se unen a receptores internos. Estos complejos suelen unirse al DNA y actuar como factores de transcripción.

5. Los receptores de membrana son variados. Pueden formar parte de canales iónicos, presentar actividad enzimática o estar asociados con enzimas. Existen receptores que activan una proteína adaptadora, la proteína G, que transmite el mensaje al siguiente intermediario.

Fig. 12-2. Ubicación de los receptores

Los receptores pueden encontrarse en el interior de la célula o bien anclados en la membrana plasmática. (a) Receptor intracelular; (b) receptor de membrana.

Los receptores intracelulares

6. Los glucocorticoides y los mineralocorticoides, las hormonas sexuales y las hormonas tiroideas son ejemplos de ligandos que se unen a receptores intracelulares que actúan como factores de transcripción. Todos los receptores intracelulares tienen una zona de unión al DNA y otra de reconocimiento del ligando.

7. Las proteínas chaperonas mantienen el plegamiento específico de los receptores que se encuentran libres en el citoplasma. Luego de la unión de una hormona al receptor, el complejo se transloca al núcleo, se separa de la chaperona y forma un dímero con otro complejo similar. Estos dímeros interactúan con secuencias específicas del DNA, disparando la transcripción génica.

Los receptores de membrana

8. Los receptores ionotrópicos se encuentran en la membrana celular y permiten el pasaje de iones al interior o exterior de la célula. En general, responden a neurotransmisores y controlan procesos de contracción muscular y transferencia neuronal de información.

9. Existen dos tipos de receptores de membrana asociados con enzimas: los que se activan y funcionan como enzimas y los que activan enzimas del lado interno de la membrana celular. En la gran mayoría de los casos, la actividad enzimática asociada es de proteincinasa. Estos receptores participan en cascadas de señalización, cuyas respuestas biológicas se relacionan con la regulación de la proliferación, la diferenciación, la producción de la matriz extracelular, la reparación de tejidos y la regulación inmunitaria.

10. Luego de la interacción entre el ligando y el receptor, se produce la formación de varios complejos ligando-receptor en la membrana celular. Los dominios catalíticos permiten la fosforilación recíproca en residuos de tirosina, serina o treonina (según de qué receptor se trate). Esta autofosforilación es seguida por el reclutamiento de moléculas señalizadoras citosólicas, que transmiten el mensaje al interior de la célula. Otros receptores presentan actividad guanilato ciclasa, que cataliza la producción de cGMP a partir de GTP.

Fig. 12-5. Receptores con actividad de tirosina cinasa

(a) Antes de que se una la molécula señal, los receptores existen como polipéptidos individuales. La parte intracelular de estos receptores contiene múltiples tirosinas. (b) Cuando se une la molécula señal, por ejemplo un factor de crecimiento, se produce la asociación de dos receptores, formándose un dímero. (c) La dimerización activa la región del receptor con función de enzima, la tirosina cinasa (que no estaba fosforilada y por lo tanto, inactiva). Las tirosinas de la tirosina cinasa adicionan un grupo fosfato que provienen del ATP. (d) Ahora el receptor está activado y puede fosforilar proteínas intracelulares. La fosforilación en tirosina de estas proteínas modifica su conformación. Cuando se trata de enzimas, la fosforilación les cambia la actividad. En el caso de proteínas sin actividad enzimática, la fosforilación les permite la interacción con otras proteínas. Por ambos mecanismos se transduce la señal del ligando al interior celular. Esto activa una serie de vías que conducen a la respuesta celular.

11. Algunos receptores de membrana están acoplados a proteínas G, que intermedian la interacción entre aquellos y otras proteínas de membrana. La cantidad de ligandos que se une a este tipo de receptores es enorme (entre ellos, las hormonas adrenalina, glucagón, adrenocorticotrofina, luteinizante, foliculoestimulante y angiotensina II).

Fig. 12-7. Receptores acoplados a proteínas G

(a) Este tipo de receptores consiste en un polipéptido que atraviesa la membrana plasmática siete veces. Este esquema muestra la topología del receptor b₂-adrenérgico que se ha estudiado ampliamente. (b) Una señal interactúa con el receptor que se activa y cambia de forma. La proteína G inactiva se une al receptor y se activa. Luego se desplaza hacia otra proteína de membrana que se encuentra en estado inactivo. Cuando la proteína G se une a esta proteína, altera su actividad. Esto conduce a una respuesta. (c)Estructura de una proteína G trimérica unida a GDP. Este modelo se obtuvo mediante análisis de cristalografía de rayos X.

Transmisión de la señal al interior de la célula

12. Cuando un ligando interactúa con su receptor de membrana, la señal es transmitida al interior de la célula. Entonces se dispara una cascada de eventos que incluye la síntesis de segundos mensajeros y la fosforilación de enzimas catalizada por proteincinasas.

Fig. 12-8. Fosforilación en cascada

La cascada involucra la fosforilación de enzimas por proteincinasas. Supongamos que la proteincinasa 1 activa fosforila 100 moléculas de proteincinasa 2, activándolas. Cada una de ellas fosforilará otras 100 moléculas de proteincinasa 3, activándolas. Cada una de ellas fosforilará a otras 100 moléculas de proteína blanco inactiva responsable de una respuesta celular. En suma, la activación de una molécula de proteincinasa 1 produce la fosforilación de 100 x 100 x 100 moléculas de proteína blanco inactiva. De esta manera, se amplifica la señal.

13. Los segundos mensajeros son moléculas pequeñas que se generan en gran cantidad y rápidamente en respuesta a la activación de un receptor. Llevan la señal a otras partes de la célula y la amplifican mediante la activación de cinasasy otras enzimas. Los nucleótidos cíclicos, el ion Ca²⁺ y ciertos lípidos son ejemplos de segundos mensajeros.

Fig. 12-15. Los fosfolípidos son segundos mensajeros

La hidrólisis del fosfatidilinositol difosfato libera por un lado el inositol trifosfato (IP₃) y por el otro diacilglicerol (DAG). La fosfolipasa C es la enzima que cataliza esta reacción. Esta enzima puede ser activada por proteínas Gq como se muestra en el esquema o mediante la interacción con receptores. El IP₃ liberado al citoplasma interactúa con receptores localizados en los depósitos de Ca²⁺ del retículo endoplasmático y estimula la liberación de este ion al citoplasma. Sobre el margen superior izquierdo del esquema se observa la estructura del fosfatidilinositol difosfato.

14. La fosforilación y desfosforilación de proteínas son parte de la transduccióndel mensaje. Esto significa que la mayoría de los mensajes que se transmiten al interior de las células producen la activación de cinasas que regulan su función mediante la fosforilación de diversos sustratos.

15. Los caminos de transducción pueden ser lineales, pero también pueden existir puntos potenciales de regulación y de intersección entre distintos caminos. La respuesta celular está conformada por un circuito complejo de activación que involucra más de un camino de señalización. Una molécula señal puede ser reconocida por diferentes receptores asociados a distintos mecanismos de transducción. También puede ocurrir que un mismo receptor active diferentes vías.

El final de la vía: la respuesta biológica

16. La transducción de las señales externas produce una respuesta por parte de la célula blanco. Esta respuesta es una alteración como resultado de la activación o inhibición de alguna vía metabólica, y de modificaciones en la forma o el movimiento de las células. El papel de estos procesos en el control de la diferenciación, de la proliferación y del crecimiento celular es esencial para eldesarrollo y el funcionamiento normales del organismo.