La clula y su funcin

Morfologia funcional de la clulaNcleo, nucleolo, mitocondrias, reticulo endoplsmico, lisosomas, aparato de Golgi, citoplasma (contiene los organelos).El citoplasma contiene: organitos, agua, electrolitos, nutrientes (protenas, lpidos, carbohidratos).Aprox. El 80% de la clula est constituida de agua. Electrolitos (K, Mg, Fosfatos, carbonatos y pequeas concentraciones de Na, calcio y cloruros).Los electrolitos permiten la transmisin de impulsos electroqumicos en el nervio y en las fibras musculares y los electrolitos intracelulares rigen la actividad de diversas reacciones catalizadas por enzimas que son necesarias para el metabolsmo celular.

Aprox. del 10 al 20% de las clulas esta constituida de protenas (estructurales y globulares enzimas) Ejemplo: protenas estructurales:Intervienen proceso contraccin muscular.Nucleoprotenas (funcin global celular) ADN. caractersticas hereditarias.

Aprox 2% lpidos (fosfolpidos y colesterol); triglicridos o grasa neutras se encuentran en un 95% en adipositos. Obtencin de energa.

Carbohidratos glucosa LE glucgeno depsito (polimero insoluble de glucosa)Obtencin de energa. Mitocondrias 95% energa.

MembranasLas diferentes membranas incluyen:Membrana celularMembrana nuclearMembrana del retculo endoplsmicoLisosomasComplejo de Golgi etc.

Membrana celular (m.c.) : Protenas (55%); fosfolpidos (25%), colesterol (13%), otros lpidos (4%); carbohidratos (3%).

La membrana celular es semipermeable ; permite el paso de algunas sustancias y excluye otras.Su permeabilidad vara porque contiene canales inicos y protenas de transporte que pueden cambiar las cantidades de sustancias que pasan por ella.

Barrera lpida de M.C.Hidrfila soluble en agua (proyectan en las dos superficies) Las cabezas terminales de la molcula contiene la porcin de fosfato)Hidrfoba soluble en grasas (proyectan en el centro) Las colas.La doble capa de lpidos (bicapa lipdica) : impermeable: al agua y a las substancias hidrosolubles (iones, glucosa, urea y otros) Permeable : substancias liposolubles (oxigeno, CO2, alcoholes, algunos frmacos). Principales fosfolpidos: fosfatidilcolina. fosfatidiletanolamina.

La mayor parte de las protenas son glucoprotenas. Tipos de protenas: 1.integrales (transmembranales) atraviesan la membrana y las no transmembranales. 2. perifricas actan como enzimas.

Protenas integrales: extremos hidrosolubles. parte media liposolubles.

vas substancias hidrosolubles (agua, iones) entre lquido intra y extracelular.

Funciones de las protenas de las membranas:Son molculas de adhesin celular.

Son bombas: transportan iones en forma activa a travs de la membrana.

Son transportadores: mueven sustancias a favor de gradientes electroqumicos mediante difusin facilitada.

Son canales inicos: que, cuando se activan, permiten el paso de iones al interior o exterior de las clulas.

Son receptores: que se unen a ligandos ( neurotransmisores y hormonas) e inician los cambios fisiolgicos dentro de la clula.

Son enzimas: que catalizan reacciones en las superficies de las membranas.

Formas de unin de las protenas perifricas a la superficie externa o citoplsmica de la membrana:

Unidas o sujetas a GPI (glucosil- fosfatidilinositol).Unidas o combinadas con lpidos: pueden estar miristoladas, palmitoiladas o preniladas; por ejemplo, pueden estar unidas con grupos geranilgeranilo o farnesilo.

La mayora de las clulas (epiteliales) estn adheridas a la membrana basal o lamina basal (fibrillas) y matriz extracelular compuesta de protenas (colgenas, lamininas, fibronectina, tenacina y proteoglucanos) el cual mantienen unidas a las clulas, regulan su desarrollo y determinan su crecimiento.

CarbohidratosLado externo porciones gluco de glucoprotenas participan en reacciones inmunes y tambin como substancias receptoras para la unin de hormonas como la insulina.Los carbohidratos se encuentran ms en el lado externo de la membrana.Constituyen el 1% (menor cantidad) de la masa celular, excepto en clulas musculares (3%) y hepatocitos (6%).

Membrana nuclear Constituida: 2 membranas (amplio espacio entre las dos) igual a la membrana celular.Contienen poros muy grandes de 50 a 80 nanmetros de dimetro.

Los poros se localizan donde se unen (funden) ambas membranas. Muy permeables.

Reticulo endoplsmico igual m.c.Liso o no granular sntesis de lpidos.Rugoso o granular ribosomas granulos constituidos por ARN (intervienen sntesis proteica).

CitoplasmaCompuesto:Ectoplasma o cortezaEndoplasma (lisosomas, mitocondrias, ribosomas etc.)

Mitocondriasalmacenes de energaFormada: 2 capas de membrana unitaria: una externa y otra interna.Varios fruncimientos de la membrana interna (forman crestas) donde estn las enzimas oxidativas.Matriz gelatinosa: contiene enzimas para extraer energa de los nutrientes.

Funcin= oxidacin de nutrientes y se forma CO2 y agua. La energa liberada se utiliza para sintetizar ATP (adenosintrifosfato), el cual es necesario para las funciones celulares.

Las enzimas oxidativas: Deshidrogenasa de NADHDeshidrogenasa succnicaCitocromo cOxidasa del citocromo

Durante estas reacciones, los protones (H+) se bombean de la matriz al espacio intracrestal, con lo que se establece un gradiente de protones. Los protones que difunden de regreso a favor del gradiente impulsan la sntesis de ATP (trifosfato de adenosina) mediante la enzima sintasa de ATP. La coordinacin de la oxidacin con la sntesis de ATP en las mitocondrias se llama fosforilacin oxidativa.La sintasa de ATP es una enzima nica formada por muchas subunidades, con una base incluida en la membrana mitocondrial interna, un cuello y una cabeza globular en la matriz mitocondrial.La base, el cuello rotan conforme se sintetiza el ATP.

Las mitocondrias forman ATP (energa)El ATP es un nucleotido formado por:Una base nitrogenada (adenina); el azcar pentosa (ribosa); tres radicales fosfato.

Los ltimos 2 radicales fosfatos contienen los enlaces de fosfatos ricos en energa.Cuando el ATP libera su energa se separa un radical de cido fosforico y se forma difosfato de adenosina (ADP).

Ciclo de Krebs:Va anaerobica 2 ATP (fuera de la mitocondria) citoplasmaVa aerobica (02) 36 ATP

Usos del ATP para funcin celular:Transporte de membranaSntesis de compuestos qumicos en toda la clula (protenas, fosfolpidos, colesterol, purinas, pirimidinas etc.)Trabajo mecnico. (contraccin muscularmovimiento ciliar)El 80% de ATP (energa) es utilizado para el transporte de iones (Na, K, Ca, fosfato, cloruro etc)

LisosomasEs un organelo vesicular que se produce a partir del aparato de Golgi.El interior de los lisosomas es ms cido que el resto del citoplasma; su funcin es digerir materiales extraos, como las bacterias captadas por endocitosis, as como los componentes celulares que ya no son de utilidad.Digieren (bacterias, estructuras lesionadas) porque contienen enzimas digestivas (hidrolticas) Ej. Protenas son hidrolizadas a aminocidos, el glucgeno para formar glucosa.Los lisosomas contienen ms de 40 hidrolasas cidas: digieren protenas, cidos nucleicos, mucopolisacridos y glucgeno. Los lisosomas contienen agentes bactericidas (mata bacterias): lisozima, perxido de hidrogeno, etc.

Veas lisosoma formado a partir de la unin de vescula endocitsica y vescula expulsada por el aparato de Golgi.

PEROXISOMASLos peroxisomas (organelo) se encuentran en la fraccin microsmica de las clulas. Tienen membrana y su matriz contiene ms de 40 enzimas las cuales catalizan diversas reacciones anablicas y catablicas.Se producen por autorreplicacin.

CITOESQUELETOMantiene la estructura de las clulas y le permite cambiar de forma y moverse.Formado: microtbulos, filamentos intermedios y microfilamentos, as como protenas que los mantienen juntos.Las protenas y organlos se mueven a lo largo de los microtbulos y microfilamentos de una parte de la clula a otra, impulsado por motores moleculares.

Los microtbulos son estructuras largas y huecas con paredes de 5nm que rodean una cavidad de 15 nm de dimetro. Estn formados por 2 subunidades protenicas globulares: las tubulinas alfa y beta.Una tercera subunidad, la tubulina gamma, se relaciona con la producin de microtbulos en los centrosomas.A causa del ensamble y desensamble constante, los microtbulos son una porcin dinmica del esqueleto celular. Proporcionan las vas para el transporte de vesculas, organelos (similares a granulos secretores) y mitocondrias de una parte de la clula a otra. Tambin forman el huso que mueve los cromosomas durante la mitosis.

Los filamentos intermedios tienen de 8 a14 nm de dimetro y estn formados por varias subunidades.Algunos de estos filamentos conectan la membrana nuclear con la membrana celular.Constituyen un andamiaje flexible para la clula y le ayudan a resistir la presin externa.Cuando no existen, las clulas se rompen con ms facilidad.

Los microfilamentos son fibras largas y slidas de 4 a 6 nm de dimetro. Estn formados por actina, la protena que permite la contraccin muscular cuando interacta con la miosina.Las molculas de actina (actina G) se polimeriza in vivo para formar la f actina, las largas cadenas filamentosas que constituyen los microfilamentos.Se unen con varias partes del citoesqueleto.

Motores molecularesLos motores moleculares son ATP-asas de 100 a 500 Kda que se unen a la carga.Los motores moleculares mueven protenas, organelos y otras partes celulares (carga) a todas las partes de la clula.Sus cabezas forman puentes cruzados con los microtbulos u otros polmeros de actina y convierten el ATP en energa que produce la flexin de los puentes cruzados, lo que determina que las molculas de ATP-asa de muevan.Existen 2 tipos de motores moleculares: los que producen movimiento a lo largo de los microtbulos y los que causan el movimiento a lo largo de la actina.Entre ellos tenemos: cinesina, dinenas (citoplsmica y axonmica), miosinas. La dinena axonmica produce movimiento de los cilios y flagelos. Las miosinas produce movimiento del msculo esqueltico, contraccin de las vellosidades intestinales.

MOTORES MOLECULARES

CENTROSOMASUn centrosoma se encuentra en el citoplasma, cerca del nucleo, el cual est formado por 2 centriolos y material pericentriolar.Los centriolos son cilindros cortos, dispuestos de tal forma, que forman ngulos rectos entre ellos. En las paredes de cada centriolo corren los microtbulos, en sentido longitudinal, en grupos de tres. Hay 9 de estas tripletas, espaciadas a intervalos regulares en toda la circunferencia.Los microtbulos contienen tubulina gamma.Cuando una clula se divide, los centrosomas se duplican y los pares se separan hacia los polos del huso mittico, donde dirigen la divisin celular.

Movimiento celularMovimiento amiboide glbulos blancos.Movimiento ciliar vas respiratorias y sistema reproductor (trompas de falopio)

Los cilios son parecidos a los centriolos en cuanto tienen 9 estructuras tubulares, con la diferencia de que los cilios tienen un par de microtbulos en el centro y existen 2 microtbulos en cada una de las 9 estructuras circunferenciales, en lugar de 3.

Molculas de adhesin celularLas clulas se adhieren a la lmina basal y entre s por molculas de adhesin celular.

Las molculas de adhesin celular se dividen en 4 grandes familias:Integrinas: heterodmeros que se unen con varios receptores.Molculas de adhesin de la superfamilia de IgG de las inmunoglobulinas. Caderinas: molculas dependientes de calcio mediadoras de la adhesin entre clulas Selectinas : tienen regiones similares a las lectina que se unen con carbohidratos.

Estas protenas de adhesin son elementales en el desarrollo embrionario, para mantener unidos los tejidos, en la inflamacin y cicatrizacin de heridas; y en la metstasis de tumores.

MOLECULAS DE ADHESIN CELULAR

Conexiones intercelularesHay 2 tipos de uniones entre las clulas que permiten la formacin de tejidos: Las que adhieren a las clulas entre s y con los tejidos circundantesLas uniones que permiten la transferencia de iones y otras molculas de una clula a otra.

Los tipos de uniones que adhieren a las clulas incluyen: Unin cerrada (znula de oclusin o apretada)Desmosoma y znula adherente: mantienen juntas a las clulas.Hemidesmosoma y la adhesin focal: unen a las clulas con la lamina basal.Nexos : son uniones mediante el cual se transfieren molculas, formados por conjuntos de unidades protenicas de forma hexagonal (conexones) de la membrana de cada clula, las cuales se alinean entre s. Hay paso de sustancias sin contactar con el liquido extracelular.

En las clulas epiteliales cada znula adherente es una estructura continua en el lado basal de la znula de oclusin, y es un sitio importante de unin para los microfilamentos intracelulares: contiene caderinas.

Los desmosomas son sitios caracterizados por engrosamientos opuestos de las membranas de 2 clulas adyacentes.

Los hemidesmosomas unen las clulas con la lmina basal. Tienen integrinas.

Los nexos permiten:El paso de ines, azcares, aminocidos y otros solutos con peso molecular de hasta casi 1000.La propagacin rpida de la actividad elctrica de una clula a otra.El intercambio de mensajeros qumicos.

El calcio regula el dimetro de cada canal. (si aumenta el calcio se aproximan las subunidades y se reduce el dimetro).

CONEXIONES INTERCELULARES

Nucleo y estructuras relacionadasEs el centro que controla la clula (reacciones que se producen ejemplo reproduccin. Contiene= ADN (cido desoxirribonucleico) o genes.

controlan las caractersticas de las enzimas protenicas del citoplasma.Reproduccin mitosis (formar 2 clulas hijas)

El ncleo est formado en gran parte por cromosomas, el cual est formado por una molcula gigante de DNA. Esta molcula mide 2 m de largo, el cual est enroscado alrededor de un centro de protenas histonas para formar un nucleosoma. Existen cerca de 25 millones de nucleosomas en cada nucleo.Los cromosomas determinan las caractersticas heredables.Todo el complejo de DNA y protenas se denomina cromatina.Las unidades finales de herencia son los genes contenidos en los cromosomas, y cada gen es una porcin de la molcula del DNA.Mitosis cromosomas de duplican ( nmero diploide)Meiosis cromosomas no se duplican ( nmero hapliode) ejemplo: espermatognesis. La unin del espermatoziode y el vulo forma el cigoto.El ncleo contiene el nucleolo.

NucleoloA excepcin de los otros, stos no tienen membrana. Es una estructura protenica que contiene una moderada cantidad de ARN (cido ribonucleico). El nucleolo de vol. Cuando la cell est sintetizando protenas. Los genes (ADN) de uno de los cromosomas el cido nucleico, y luego lo almacenan en el nucleolo, empezando con un RNA fibrilar laxo que ms tarde se condensa para formar los ribosomas granulosos. A su vez, stos emigran a travs de poros de la membrana nuclear hacia el citoplasma (R.E.) para formar protenas.

El reticulo endoplsmico rugoso (ribosomas)El retculo endoplsmico es una serie compleja de tbulos en el citoplasma de la clula.Forma protenas, que tambin pueden conjugarse con molculas de carbohidratos para formar glucoprotenas.Algunos ribosomas flotan en el citoplasma, y arrojan sus molculas de protenas directamente al citoplasma.

El reticulo endoplsmico liso Sintetiza lpidos (fosfolpidos, colesterol, esteroides), adems contienen enzimas que descomponen el glucgeno (energa); tambin tienen enzimas para destoxificar substancias que perjudican las clulas (Ej. algunos frmacos)

RIBOSOMASFormados por subunidades grandes y otra pequea, denominadas subunidades 60S y 40S, respectivamente, por su velocidad de sedimentacin en la ultracentrfuga.

Son estructuras complejas, contienen muchas protenas diferentes y por lo menos tres RNA ribosmicos.

Son el sitio donde se sintetizan todas las protenas.

Los ribosomas que se adhieren al retculo endoplsmico sintetizan todas las protenas transmembranales, la mayor parte de las protenas que se almacenan en el aparato de Golgi, lisosomas y endosomas.

Los ribosomas libres sintetizan protenas citoplsmica, como la hemoglobina y los que se encuentran en los peroxisomas y mitocondrias.

El aparato de GolgiProcesa substancias ya formadas en el retculo endoplsmico, adems sintetiza ciertos carbohidratos (fructuosa, galactosa) ; tambin forma cido hialurnico y el condroitinsulfato. Estos ltimos compuestos son tiles:Secrecin moco glndulas.Como relleno para fibras de colgeno.Componentes de matriz orgnica en cartlago y hueso.

El aparato de Gogi forma:Vesculas secretorias (contienen protenas) de uso intracelular o son eliminadas de la clula por exocitosis.Forman lisosomas.Forman peroxisomas (contienen perxido de hidrogeno)

Complejo de GolgiCompuesto de 4 o ms capas apiladas de vesculas planas delgadas que se encuentran cerca del ncleo.

Funciones de la clulaControl de la sntesis de protenas y otras funciones celulares por los genes en el ncleo.Transporte de las substancias a travs de la membrana celular.Se comentara:Sobre los medios por el cual las clulas ingieren substancias.Sobre los sistemas de energa de la clula y la sntesis de nuevas substancias en la misma.Ingestin por la clulaDifusinTransporte activoEndocitosis:Fagocitosis: (comer) (bacterias, otra clula, partculas degeneradas)Pinocitosis: (beber) (ingestin lquido E. y substancias disueltas en forma de vesiculas.Excrecin por la clula Exocitosis.

Las substancias de carga positivas o bacterias opsonizadas son facilmente fagocitadas.Las de carga negativa son rechazadas.

Pinocitosis membrana celular se invagina y engloba protenas y soluciones electrolticas.Los lisosomas digieren las substancias extraas vesculas digestivas mediante hidrolasas, degradando protenas, glucgeno, cidos nucleicos, mucopolisacridos y otros. Los degradan a : glucosa, aminocidos, fosfatos etc.