CLULA EUCARIONTE MEMBRANA PALSMTICA ORGNULOS MEMBRANOSOS 1 CLULA

CÉLULA EUCARIONTE MEMBRANA PALSMÁTICA ORGÁNULOS MEMBRANOSOS

1. CÉLULA. SISTEMA DE MEMBRANAS La célula procarionte posee un solo compartimento, llamado citosol, limitado por una membrana. En células eucariontes aparece la membrana nuclear y orgánulos, qu provoca una compartimentación de la célula. Esto permite la especialización de los orgánulos en diferentes funciones. En células eucariontes se diferencian dos tipos de compartimentos. Sistemas de membranas como el retículo y el aparato de golgi. Orgánulos membranosos como mitocondrias, plastos, lisosomas. . La evolución de estos sistemas se pudo hacer por: A partir de invaginaciones de la membrana plasmática como el retículo A partir de simbiosis de células procariontes primitivas como las mitocondrias

2. MEMBRANA PLASMÁTICA • CARACTERÍSTICAS. COMPOSICIÓN. - Rodea a la célula y la separa del exterior con permeabilidad selectiva. - LÍPIDOS Fosfolípidos que se sitúan formando una bicapa con los extremos apolares enfrentados y los polares hacia el exterior. Glucolípidos Situados en la cara externa de la membrana. A ellos se unen oligosacáridos. Los más importantes son los esfingolípidos Esteroides. Colesterol en células animales y fitoesteroles en células vegetales.

- PROTEINAS Su cantidad y tipo depende de la función. Se encuentran distribuidas asimétricamente. Proteinas integrales transmembrana: Atraviesa toda la membrana completa. Proteinas integrales monocapa: ocupan solo una monocapa de lípidos. Proteínas periféricas. Se unen de forma débil a los lípidos de la membrana, generalmente por la cara interna - GLÚCIDOS. La mayoría son oligosacáridos que se unen a los lípidos ( glucolípidos) o a las proteínas(glucoproteínas). Se encuentran hacia el exterior y pueden formar el glucocalix.

• ESTRUCTURA En 1972 Singer y Nicholson propusieron la teoría del mosaico fluido. En ella los fosfolípidos formaban una bicapa lipídica, con proteínas que atravesaban la bicapa, la monocapa o se unían a los lípidos hacia el exterior o el interior. . Hacia el exterior y unidos a proteínas o lípidos se sitúan los oligosacáridos La presencia de esfingolípidos daba rigidez a la membrana y la de colesterol permitía la deformación Se denomina así por la movilidad de los lípidos , pudiendose dar rotaciones de un fosfolípidos, desplazamientos laterales a lo largo de la monocapa o cambios de una monocapa a otra denominados flip flop

3. FISIOLOGÍA DE LA M. PLASMÁTICA. • FUNCIÓN RECEPTORA La membrana plasmática posee moléculas, generalmente proteinas , que se encargan de recibir la información. - RECEPTORES DE SEÑALES. . Son moléculas de la membrana que reciben el estímulo, que suelen ser sustancias químicas ( hormonas, neurotransmisores, fámacos, drogas) o radiaciones. Estas células se denominan diana y se estimulan al recibir el estímulo.

- MECANISMO DE TRANSDUCCIÓN DE SEÑAL. . Una molécula extracelular ( primer mensajero) contacta con un receptor de membrana. Este produce una señal que suele ser la formación de un mensajero intracelular( segundo mensajero) que desencadena la reacción pretendida. http: //www. maph 49. galeon. com/memb 2/surface. html.

• FUNCIÓN ANTIGÉNICA. Muchas proteínas de membrana , generalmente glucoproteínas y lipoproteínas, indican el tipo de célula de la que se trata. • FUNCIÓN DE TRANSPORTE. Actúa de barrera selectiva

• http: //ciam. ucol. mx/villa/materias/RMV/biolo gia%20 I/apuntes/2 a%20 parcial/celula/Transp orte%20 Celular.

4. TRANSPORTE MOLÉCULAS DE BAJA MASA MOLECULAR. • TRANSPORTE PASIVO Se produce a favor de gradiente y sin gasto de energía por parte de la célula. Los solutos pasan espontaneamente al existir diferencia de gradiente de concentración o eléctrico. - DIFUSIÓN SIMPLE. Pueden pasar moléculas lipídicas, que lo hacen a través de la bicapa, moléculas pequeñas como gases O 2 CO 2 N 2. moléculas sin características polares acusadas como etanol, urea. Pasan a través de la bicapa lipídica o de proteínas canal, que dejan un canal en su interior para el paso de iones - DIFUSIÓN FACILITADA. Pasan moléculas polares como monosacáridos, aminoácidos y nucleótidos. . con la ayuda de permeasas, proteinas transportadoras o carriers que se deforman al contactar con la molécula para el paso de ella.

T. PASIVO POR PROTEINAS CANAL

DIFUSIÓN FACILITADA. PERMEASAS.

• TRANSPORTE ACTIVO Se realiza en contra de gradiente y con gasto de energía por la célula. Se realiza a través de unas proteínas de membrana llamadas bombas, que gastan ATP para funcionar. El caso más conocido es la bomba sodio/potasio. La bomba funciona sacando iones sodio al exterior y entrando iones potasio al interior, en contra de gradiente, utilizando para ello energía procedente de la hidrólisis de ATP. http: //www. youtube. com/watch? v=qp. MU 0 Sr. LGkw

5. TRANSPORTE MOLÉCULAS DE ALTA MASA MOLECULAR • ENDOCITOSIS. Captura de partículas del medio externo, mediante una invaginación de la membrana, para formar una vesícula. Aquí acuden los lisosomas para realizar la digestión. La formación de la vesícula es importante, ya que la célula no asegura las sustancias que entran y podrían ser perjudiciales. - PINOCITOSIS. Se ingieren líquidos y partículas en disolución. . Se produce una deformación en la membrana que acaba cerrándose y forma una vesícula.

- FAGOCITOSIS. Se emiten pseudópodos que ingieren partículas más grandes, incluso restos celulares y microorganismos, junto con el líquido acompañante. Se forma una vesícula llamada fagosoma.

- ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR. Se necesita el reconocimiento de un receptor de membrana para la formación de la vesícula.

En los tres casos existen en la membrana unas proteínas llamadas clatrina que ayudan en la formación de la vesícula.

• EXOCITOSIS. Es la salida de las moléculas contenidas en la vesícula. Esta se acerca a la membrana plasmática, se fusionan y se libera al exterior el contenido. De esta forma se mantiene el equilibrio de la membrana plasmática, compensando la perdida por endocitosis.

• TRANSCITOSIS. Conjunto de fenómenos en los que se acopla la endocitosis y exocitosis , que permite a una sustancia atravesar el citoplasma celular. Un caso importante es el paso de sustancias a través de células endoteliales desde la sangre a los tejidos que rodean a los capilares.

6. UNIONES CELULARES • SEGÚN SU EXTENSIÓN. - Tipo zónula: Se extiende a toda la superficie de la célula. - Tipo mácula: Se realiza en una zona concreta de la membrana. • SEGÚN SU ESTRUCTURA Y FUNCIÓN. - UNIONES ESTRECHAS, OCLUSIVAS O HERMÉTICAS. No hay paso de moléculas entre las células, ya que cierran el espacio intercelular. Se da sobre todo en tejidos epiteliales.

- UNIONES COMUNICANTES, EN HENDIDURA, TIPO GAP. Existe un espacio o hueco entre las membranas A partir de proteínas de membrana, se forman conexiones, que son unos canales que unen las dos células y permiten el paso de iones, y moléculas pequeñas. Pueden estar abiertos o tener mecanismos de cierre. Además de unir células comunica sus citoplasmas. Es muy importante en células animales.

- UNIONES COMUNICANTES SINAPSIS QUÍMICA. Entre dos neuronas hay un espacio o hendidura sináptica. El axón de una neurona libera neurotransmisores, que son reconocidos por unos receptores de las dendritas de otra neurona.

- UNIONES ADHERENTES, DE ANCLAJE O DESMOSOMAS. Unen células al conectar fibras de actina del citoesqueleto de dos células contiguas. En la cara interna del citoplasma de cada membrana se forman unas placas proteicas de las que parten filamentos que conectan con los de las célula adyacente Es importante en células que están sometidas a esfuerzos mecánicos, como las musculares y epiteliales.

7. RETÍCULO ENDOPLÁSMICO • CARACTERÍSTICAS Es una red de canales de membrana unitaria que forma parte del sistema endomembranoso y supone el 50% de todas las membranas celulares. Puede contactar con la membrana plasmática, con la m. nuclear, con las dos o con ninguna. Su cantidad depende del tipo de célula. . Se diferencian dos tipos el liso y el rugoso, con ribosomas pegados Presenta dos caras: La que contacta con la cavidad, llamada cara lumial y la que contacta con el hialoplasma, que puede tener ribosomas, llamada cara hialoplasmal. Su composición es 70% de proteínas (estructurales y enzimas) y 30% de lípidos (fosfolípidos y colesterol). Están colocadas asimétricamente. En el interior hay agua y sustancias disueltas

• RETÍCULO ENDOPLÁSMICO RUGOSO - - ESTRUCTURA Presenta ribosomas pegados por la subunidad mayor. Los sacos son más aplanados y se rodea de vesículas de tamaño variable Abunda en células con gran actividad de síntesis de proteínas. FUNCIONES. Se inicia la maduración de las proteínas que se han fabricado en los ribosomas. Realiza el transporte de las proteínas, con frecuencia para este proceso se realiza una glucosilación y se transforman en glucoproteínas Las proteínas se empaquetan y se sueltan en vesículas para continuar su maduración en el aparato de golgi. Interviene en la detoxificación de sustancias tóxicas procedentes del exterior drogas, insecticidas, venenos, etc. ) (

• RETÍCULO ENDOPLÁSMICO LISO - - ESTRUCTURA. No presenta ribosomas pegados. Red de tubos mas tubulares interconectados y cuyas membranas se unen al R. E. R. Se encuentra rodeado de vesículas con las que contacta con otros orgánulos. Es abundante en células como musculares, secretoras de lípidos y hepáticas. FUNCIONES. Síntesis de lípidos. Los ácidos grasos entran en el retículo para formar lípidos más complejos como los fosfolípidos y la mayoría de los de la m. plasmática. Transporte y liberación de moléculas Interviene en la contracción muscular, liberando Ca acumulado. Papel detoxificador. Liberación de glucosa. Las reservas de glucógeno hepático se encuentra en pequeños gránulos pegados al R. E. L. Si se necesita energía, se rompe el glucógeno y las moléculas de glucosa se transportan y exportan por el retículo

8. APARATO DE GOLGI • CARACTERÍSTICAS Es una red perinuclear más ordenada que el retículo, que suele situarse rodeando al núcleo. Está organizada por subunidades denominadas dictiosomas • ESTRUCTURA DE UN DICTIOSOMA Es un apilamiento de sáculos o cisternas aplanadas, entre cinco y ocho Los sáculos suelen tener los extremos dilatados, de los que se desprenden vesículas por gemación. Rodeando al dictiosoma existen numerosas vesículas. Presenta polaridad: La cara cis o de formación, cerca de la membrana nuclear y el R. E. R , por el que entran las vesículas a madurar y la cara trans, distal o de maduración, cerca de la m. plasmática, por la que salen las vesículas con las proteínas maduras. El paso se realiza por las vesículas de cisterna a cisterna.

• FUNCIONES - Empaquetamiento , distribución y secreción de productos que proceden del R, E. y que entran por la cara cis, mediante vesículas, y salen por la cara trans en forma de vesícula de secreción. - Formación de lisosomas primarios. - Formación del tabique telofásico o fragmoplasto en células vegetales en la citocinesis - Formación del acrosoma del espermatozoide. - Procesado de lípidos para la formación de glucolípidos.

• RELACIÓN RIBOSOMA. R. E. A. GOLGI Existe una relación entre estos tres orgánulos sin necesidad de tener continuidad física entre ellos. En los ribosomas se realiza la fabricación de proteínas. En el retículo se inicia su maduración y en el aparato de golgi se finaliza la maduración y se distribuye. La comunicación entre ellos se realiza por vesículas.

9. LISOSOMAS • CARACTERÍSTICAS. ESTRUCTURA. Son orgánulos redondeados de membrana unitaria que poseen enzimas digestivas. Su número es variable y en células vegetales es muy pequeño, ya que estas utilizan la fotosíntesis. En su membrana poseen una proteina trnasportadora para bombear al interior iones H y mantener un p. H alrededor de 5. Las enzimas son hidrolasas ácidas de distinto tipo. Cada lisosoma las posee de un tipo. Se originan a partir del aparato de golgi.

• TIPOS DE LISOSOMAS. POLIMORFISMO - LISOSOMAS PRIMARIOS. Son las vesículas desprendidas del aparato de golgi, que contienen enzimas generalmente de un solo tipo. - LISOSOMAS SECUNDARIOS. Se producen al fusionarse un lisosoma primario con una vacuola con sustancias a degradar. Según el origen de esa vacuola: Lisosomas heterofágicos o heterolisosomas: Cuando la vacuola contiene sustancias procedentes del exterior por endocitosis. Lisosomas autofágicos o autolisosomas: Cuando la vacuola contiene restos celulares a degradar Cuerpos residuales: Las moléculas degradadas que son útiles pasan al hialoplasma y el resto se queda formando un cuerpo residual o vacuola fecal que se expulsa al exterior por exocitosis. - Se habla de polimorfismo al transformarse unos lisosomas en otros. Empiezan siendo primarios, pasan a secundarios y acaban siendo cuerpos residuales. .

• FUNCIONES DE LOS LISOSOMAS. - Formar lisosomas secundarios para realizar un papel digestivo. Papel defensivo ya que también fagocitan vacuolas con bacterias y virus, como ocurre con los leucocitos. Degradación de restos celulares inservibles. Degradación de zonas lesionadas por agentes tóxicos. Degradación de tejidos larvarios durante el proceso de la metamorfosis, como la cola del renacuajo. Reabsorción de citoplasma en células vegetales que van a transformarse en tubos.

10. PEROXISOMAS • CARACTERÍSTICAS Son bolsas con enzimas oxidativas y catalasa, con membrana unitaria y forma ovoide. Las enzimas oxidativas intervienen en el metabolismo energético y la catalasa degrada el peróxido de hidrógeno, que aparece en las reacciones oxidativas y lo transforma en agua y oxígeno Se replican por división, como mitocondrias y cloroplastos, pero no tienen ADN. • FUNCIONES - Oxidación de compuestos orgánicos para obtenergía, que generarán agua oxigenada que luego se degrada por la catalasa. - Detoxificación. Muy importante en células hepáticas para oxidar el alcohol - Síntesis de lípidos como el colesterol y ácidos biliares. - Degradación de bases nitrogenadas y lípidos (beta oxidación) - Interviene en la fotorrespiración en células vegetales. - Transforma ácidos grasos en las semillas en azúcares.

11. VACUOLAS • CARACTERÍSTICAS. Son orgánulos membranosos de membrana unitaria que se utiliza para almacenar sustancias. En células vegetales son muy importantes, siendo grandes o muy numerosas. En células animales tienen poca importancia Su forma y tamaño es variable. • FUNCIONES. - En células vegetales almacenan sustancias nutritivas, agua, sustancias de desecho procedentes del metabolismo celular, pigmentos que dan color. - En células animales se utiliza más el término de vesícula y su papel es digestivo, regular la cantidad de agua en ciliados

12. MITOCONDRIAS • CARACTERÍSTICAS Son orgánulos de doble membrana que aparecen en número variable según la célula y su actividad energética Su forma es variable , aunque generalmente aisladas y alargadas. Su localización también depende de las necesidades energéticas. En el espermatozoide alrededor del flagelo. Se dividen por escisión binaria El conjunto de las mitocondrias de una célula se denomina condrioma

• ESTRUCTURA - - - Membrana externa de proporción similar de lípidos y proteínas. Es bastante permeable. Membrana interna: es muy rica en proteinas, casi el 80% y es menos permeable por los lípidos que posee. Presenta numerosos repliegues o invaginaciones generalmente perpendiculares al eje mayor, denominadas crestas En la cara interna de las crestas se encuentran unas pequeñas esferas con un pedúnculo, denominadas partículas F, que contiene el complejo multienzimático ATPasa y se encargan del transporte de electrones en la cadena respiratoria. Espacio intermembrana: Separa las dos membranas y tiene una composición similar al hialoplasma. Matriz: Solución acuosa que contiene ADN mitocondrial, ARN, ribosomas propios de menor tamaño, enzimas implicadas en la replicación de su ADN , enzimas implicadas en la transcripción de su ARN y en la síntesis de proteínas propias.

PARTÍCULAS F

• FUNCIONES - Ciclo de Krebs que se realiza en la matriz de la mitocondria en el catabolismo de los azúcares, para obtenergía. Fosforilación oxidativa que se realiza en las crestas mitocondriales, mediante la cadena respiratoria y la actividad Atpasa para fosforilar el ADP y formar ATP. Beta oxidación que se realiza en la matriz mediante el catabolismo de los lípidos. Síntesis de proteínas propias en la matriz. Síntesis de moléculas procedentes del carácter anfibólico del ciclo de Krebs.

13. PLASTOS • CARACTERÍSTICAS Orgánulos exclusivos de células vegetales y algunos protoctistas de número y tamaño variable Poseen forma variable siendo la más frecuente la lenticular u ovoide. Posee doble membrana Existen dos tipos: Leucoplastos que no tienen color y almacenan sustancias de reserva como almidón, proteinas y lípidos. Abundan en los tejidos de reserva. Los cromoplastos que son coloreados por tener pigmentos. Un tipo especial son los cloroplastos que contienen clorofila

• ESTRUCTURA DE UN CLOROPLASTO - Membrana externa de proporción similar en lípidos y proteinas. Membrana interna con menos lípidos, más proteinas para el proceso fotosintético y pigmentos 2% carotenoides y 8% clorofilas, Estroma : Solución concentrada rica en proteinas(enzimas) ADN, ARN, y ribosomas, también contiene inclusiones de almidón y lípidos. Dentro del estroma se encuentran una serie de discos aplanados llamados tilacoides. Algunos tilacoides aparecen apilados en estructuras llamadas grana, y otros de mayor tamaño que unen diferentes grana se denominan lamelas, conectando todos los tilacoides.

• FUNCIONES - Fotosíntesis. : La fase lumínica en los tilacoides y la fase oscura en el estroma. Fotorrespiración junto con los peroixisomas. Síntesis de moléculas sencillas como ácidos grasos y aminoácidos. Síntesis de proteinas propias a partir de su ADN

• • http: //www. mhhe. com/sem/Spanish_Animations/sp_endocyt_exocyt. swf (endocitosis y exocitosis) http: //www. mhhe. com/sem/Spanish_Animations/sp_sodium_potassium. swf (bomba sodio potasio)