TEMA 1. CÉLULAS EUCARIÓTICAS Y PROCARIÓTICAS. PROCARIÓTICA S. UNIDAD TEMÁTICA TEMÁTIC A Una de las clasificaciones mas recientes es la de Whittaker, propone la división de los organismos en cinco reinos: móneras, protistas, hongos, vegetales y animales, con sus correspondientes subdivisiones. Las móneras como las bacterias y algas azules son células procarióticas. Las protistas son los protozoos y crisofitas. Los hongos son los mohos y hongos. Los vegetales son las algas verdes, rojas pardas, briofitas y traqueofitas. Los animales son los metazoos, estos últimos cuatro son células eucariotas.
Diferencias Entre Organismos Procariotes Y Eucariotes. La principal diferencia entre ambos es que las células procarióticas no tiene envol envoltu tura ra nucle nuclear, ar, el ADN ADN no esta esta asoci asociad ado o a prot proteí eína nas, s, conti contien ene e un solo solo cromosoma, carece de nucleolo, de sistema de endomembranas, mitocondrias, lisosom lisosomas, as, peroxis peroxisoma omass y citoesq citoesquel ueleto eto.. No realiza realiza exocit exocitosi osiss ni endoci endocitos tosis. is. Posee ribosomas más pequeños que las eucariotas ( 70S ) para su síntesis proteica proteica.. Las enzima enzimass para para la respira respiració ción n y fotosí fotosínte ntesis sis se encuent encuentran ran en la membrana plasmática. La locomoción se debe a una fibrilla única. La división se llev lleva a a cabo cabo por por fisi fisión ón bina binari ria, a, ante antess de la divi divisi sión ón se dupl duplic ica a el DNA, DNA, el cromosoma se adhiere a la membrana plasmática y se lleva la fisión binaria. La célula se puede clasificar por su mecanismo para extraer energía en: autótrofas y heterótrofas. Las autótrofas utilizan el proceso de fotosíntesis para transformar el CO2 y H2O en hidratos de carbono a partir de los cuales se forman moléculas más complejas. Ejemplo: algas, plantas y ciertas bacterias. Las heterotróficas obti obtien enen en la ener energí gía a de dive divers rsos os hidr hidrat atos os de carb carbon ono, o, gras grasas as y prot proteí eína nass sintetizados por los organismos autótrofas, ejemplo: hongos y animales. Una de las bacterias más estudiadas es la Escherichia colli. Estas bacterias están rodeadas por dos membranas muy bien definidas, separadas por el espacio periplasmático. La membrana externa es rígida, sirve de protección mecánica y se llam llama a pare pared d celul celular. ar. Cont Contie iene ne poli polisac sacar arid idos, os, lípi lípido doss y prote proteín ínas as.. Una Una de las proteínas más abundantes es la porina y forma canales que permiten el paso de los solutos. El espacio periplasmático contiene peptidoglicanos y oligosacaridos. La membrana interna llamada plasmática es una estructura lipoproteica que sirve de barrera para elementos situados en el medio circundante. El cromosoma de las bacterias es una molécula circular de DNA desnudo ( no unido a proteínas ), situado situado en un sitio llamado nucleoide; nucleoide; después de la replicación replicación del DNA se halla unido a la membrana plasmática. Se cree que este punto de fijación contribuiría a la separac separación ión de los dos nucleoid nucleoides es hijos. hijos. Además Además del cromoso cromosoma, ma, alguna algunass bact bacteri erias as cont contie iene nen n un pequ pequeño eño DNA DNA tamb tambié ién n circu circula larr llam llamad ado o plas plasmi mido. do. Rodeando al DNA se encuentran unas 25,000 partículas de alrededor de 25nm de diámetro, llamados ribosomas. Están compuestos por acido ribonucleico ( RNA ) y proteínas, es el sitio donde se lleva a cabo la síntesis proteica.
Los ribosomas 70S están formados por una subunidad mayor ( 50S ) y una menor de ( 30S ), se agrupan formando formando poliribosomas. poliribosomas. El resto de la célula se compone compone de agua, agua, otros otros tipos tipos de prote proteín ínas as estruc estructu tura rale les, s, enzi enzima mass y molé molécul culas as más más pequeñas.
Los Virus. No son células, ya que dependen de otras células para su reproducción. Algunos virus presentan simetría icosaédrica. Ésta deriva de como se agregan ciertas proteínas llamadas capsómeros. Fuera de la célula huésped los virus son inactivos y hasta pueden cristalizarse. En un medio adecuado se activan al introducirse en las células, en donde se reproducen. Existen dos tipos de virus: 1) Aquellos cuyo material genético es una molécula de RNA, como el virus del mosaico del tabaco y 2) aquellas en la que el material genético es una molécula del DNA, como los virus bacterianos o bacteriófagos. El tamaño de los virus varía entre 30 y 300 nm y su estructura es muy compleja. Los bacteriófagos son virus que usan como huésped a las células bacterianas. Los viroides son organismos organismos más simples. simples. Son agentes agentes infecciosos que atacan a las células vegetales y están formados por una sola molécula de RNA; no poseen la cubierta proteica o cápside.
TEMA 2. MEMBRANA PLASMÁTICA PLASMÁTICA UNIDAD TEMÁTICA TEMÁTICA Generalidades La célula está rodeada por una membrana denominada membrana plasmática. La membrana delimita el territorio y controla el contenido químico de la célula. Está formada por lípidos, proteínas y glúcidos, en proporción de 40%, 50% y 10% respectivamente. En el cuerpo humano existen dos células que son las: células de Schwann y el Oligodendrocito encargadas de producir la mielina en el sistema nervioso, en donde la proporción proteína-lípido cambia a 20% de proteína y 79% de lípi lípidos dos.. Ademá Ademáss todo todoss los los organ organel elos os memb membran ranos osos os prese present ntan an la mism misma a configuración que la membrana plasmática. La membrana plasmática se forma de una doble capa de lípidos y las proteínas se disponen en una forma irregular y asimétrica entre ellos. Estos componentes presentan movilidad, lo que confiere a la membrana un elevado grado de fluidez. Por el aspecto y comportamiento a este modelo se le denomina " modelo de mosaico fluido” La membrana plasmática no es visible al microscopio de luz. El microscopio electrónico permite su visualización, aunque la técnica de contraste negativo y cri criofr ofract actura ura - réplica ha mejorado su obser servación ción.. El grosor osor es de aproximadamente de 10nm. Para estudiarla se han utilizado a los eritrocitos como células de fácil manejo para su experimentación, ya que carecen de núcleo y organelos.
Composición Molecular Lípidos Las principales moléculas lipídicas son: fosfolípidos, esfingolípidos ( derivados de la esfingosina ) y colesterol. Lípidos: Hay unas 5 x 106 moléculas de lípidos por micrómetro cuadrado, en la membrana celular.
Fosfolípidos Están formados por una molécula de glicerol esterificado con dos ácidos grasos. El tercer hidróxido está esterificado con un fosfato, este fosfato se une a: colina, serina, etanolamina, inositol o a otro glicerol. Al ácido fosfatídico unido a la colina se le denomina: fosfatidilcolina. Al ácido fosfatídico unido a serina: fosfatidilserina. Al ácido fosfórico unido a la etanolamina: etanolamina: fosfatidilet fosfatidiletanolami anolamina. na. Al ácido fosfórico unid unido o al inosi nosittol: ol: fosfa osfattidil idiliinosi nosittol. ol. Al áci ácido fosf osfóric órico o uni unido al glic glicer erol ol:: difosfatidilglicerol. En la membrana externa a esta molécula se le pueden unir oligosacáridos.
Esfingolípidos
Es un aminodialcohol con un largo grupo hidrocarburo terminal, a esta unión molecu molecular lar se le denomina denomina ceramida ceramida.. La ceramida ceramida unida unida a la colina colina forma forma la esfingomielina. La ceramida unida a carbohidratos forma: cerebrósidos, ejemplo: galactocerebrósidos, pues el carbohidrato es una galactosa. Los gangliósidos es la unión de una ceramida y el ácido siálico, muy abundante en las membranas neuronales.
Colesterol Son moléculas derivadas del ciclopentano ciclopentano - perhidrofenant perhidrofenantreno, reno, el más común es el colesterol. colesterol. La función función de las moléculas de colesterol es aumentar la viscosidad de la membrana membrana a 370C y mantener mantener la fluidez fluidez a la disminución de la temperatura. temperatura. Todos los lípidos mencionados los encontramos en una bicapa, ya que estas moléculas en disolución acuosa se comportan como bipolos ( anfipatía ) uno hidrodr hidrodrofó ofóbic bico o y otro otro hidrof hidrofíli ílico. co. Las porcion porciones es hidrof hidrofóbi óbicas cas se unen a otras otras permaneciendo " pies con pies " quedando las porciones hidrofílicas ( cabezas ) en el lado opuesto. Los lípidos tienen una gran libertad de movimiento dentro de su monocapa: pueden girar sobre su eje velozmente, balancear y flexionar sus cadenas hidrocarbonadas. Algunos lípidos pueden trasladarse de una monocapa a otra requiriendo la intervención de enzimas flipasas que realizan esta función, esto ocurre en ciertos organelos. El movimiento lipídico libre permite que la membrana sea fluida.
Proteínas Las Las prot proteí eína nass repr repres esen enta tan n el comp compon onen ente te func funcio iona nall fund fundam amen enta tall de las las membranas biol biológ ógic icas as.. Des Desempe empeñ ñan un imp import ortant ante papel apel en la estr estruc ucttura ura y en su permeabilidad, ya sea como canales o transportadores, enzimas, receptores y adhesión celular. Estas funciones las desarrollan tanto en la membrana celular como en los organelos membranosos. Las proteínas de las membranas se clasifican en: integrales ( intrínsecas ) y periféricas ( extrínsecas ). Las integrales pueden cruzar la membrana en su bicapa llamándose transmembranosas, pueden ser de paso único o múltiple. Algunas proteínas están parcialmente adheridas a una monocapa lipídica por medio de enlaces covalentes. Proteínas periféricas no penetran en el interior hidrofóbico y se asocian a la membrana con interacciones débiles, ya sea con proteínas integrales, como con las cabezas hidrofílicas de los fosfolípidos, ya sea del lado citosólico o del extracelular. Las proteínas pueden rotar sobre su eje y moverse lateralmente. Las proteínas memb membra ranos nosas as más más estu estudi diad adas as son son la del del erit eritroc rocitito, o, las las más más conoc conocid idas as son: son: gluc glucof ofor orin inas, as, prote proteín ínas as en band banda a 2.1, 2.1, 3, 4.1, 4.1, anqu anquiri irina, na, espe espect ctri rina, na, acti actina na,, tropomiosina, aducina y la gliceraldehido - 3 - p - deshidrogenasa.
Hidratos De Carbono Los hidratos de carbono están presentes en la membrana plasmática unidos a proteín proteínas as ( glucop glucoprot roteín eínas as ) o unidos unidos a lípido lípidoss ( glucol glucolípi ípidos dos ). Se encuent encuentran ran unidos a la porción externa de la membrana.
Fluidez De La Membrana Teoría De Mosaico Fluido Tanto los lípidos como las proteínas pueden tener una considerable libertad de movimiento lateral dentro de la membrana. La fluidez de la bicapa lipídica es la respo responsa nsabl ble e del del proce proceso so de auto autose sellllad ado. o. Así Así es posi posibl ble e intr introdu oduci cirr una una fina fina micropipeta de vidrio en el interior de una célula con el fin de inyectar una substancia, efectuar mediciones, etc. Al retirar la micropipeta, el pequeño orificio en la membrana se cierra por sí mismo. Existen numerosos procesos fisiológicos que que depe depend nden en de la movi movililida dad d de las las prot proteí eína nas: s: proc proces esos os de tran transp spor orte te,, enzimáticos, adhesión, entre otros, que es posible gracias a la fluidez de la membran membrana. a. El colest colesterol erol aumenta aumenta la imperm impermeabi eabilid lidad ad de la bicapa, bicapa, aument aumenta a la viscosidad a 370C y mantiene su fluidez a baja temperatura.
Esqueleto De La Membrana El esqueleto de la membrana es un sistema interconectado de proteínas integrales y del citoesqueleto que controla la forma celular, la estabilidad de la membrana, la organiz organizaci ación ón de domini dominios os membran membranosos osos y la adhesió adhesión n celular celular.. La célula célula mejor mejor utilizada para estudiar el esqueleto de la membrana es el eritrocito. Por debajo de la membrana de éste subyace una malla filamentosa formada de espectrina, cortos filamentos de actina-tropomiosina y otras proteínas asociadas. Esta red continua se adhiere a proteínas integrales por medio de la proteína de banda 4.1 y la ancrina, las que se unen a la proteína proteína transmembranosa transmembranosa banda 3, que además es un canal de intercambio aniónico. Existen numerosas proteínas que no se unen directamente a la membrana del eritrocito que contribuyen a la estabilidad de su esqueleto.
TEMA 2. MECANISMO MECANISMOS S DE TRANSPORTE TRANSPORTE A TRAVÉS TRAVÉS DE LA MEMBRANA MEMBRANA UNIDAD TEMÁTICA La presenc presencia ia de la membran membrana a establ establece ece una neta neta diferen diferencia cia entre el líquid líquido o intracelular y extracelular en el que está inmersa la célula. Esta diferencia está conse conserva rvada da util utiliz izand ando o proc proceso esoss natura naturale less como como difu difusi sión ón y tran transp sport ortand ando o substancias específicas dentro y fuera. De manera general podemos decir que en el líquido extracelular existe mayor cantidad de Na+ y CI- y menor cantidad de K+ que en el interior celular. Esto crea una diferencia de cargas, también llamada gradiente eléctrico, una diferencia de iones llamada gradiente químico y una diferencia de iones y/o cargas llamado gradiente de concentración. El movimiento neto de partículas de una substancia es de regiones de mayor concentración a regiones de menor concentración de esa substancia. El agua se mueve con mayor facilidad que la mayoría de los solutos y se desplaza hacia donde estos están más concentrados. Este proceso se llama osmosis. La mayoría de las substancias necesarias para las células son moléculas polares o con con carg carga a neta neta,, si las las molé molécu cula lass se tran transp spor orta tan n a favo favorr del del grad gradie ient nte e de conce concepc pció ión n este este proces proceso o ocurre ocurre espon espontá táne neam amen ente te y se habl habla a de trans transpor porte te pasivo. Si lo hacen en contra del gradiente el proceso necesita energía para poder realizarse y se habla de transporte activo.
Transporte Pasivo Difusión Simple Ocurre a través de la bicapa lipídica. Ejemplo: los gases (O2 y CO2), benceno, ciertos medicamentos liposolubles, metanol, etanol y glicerol. A través de canales: (proteínas). Los cuales son específicos, selectivos y pasivos. Hay de diferentes tipos y son regulados por diferentes estímulos: (químicos, eléctricos o mecánicos). Canale Canaless iónicos iónicos,, permite permiten n el paso paso de un solo solo Ion. Ion. Tienden Tienden a saturar saturarse se a altas altas concentraciones. Regulados por voltaje: Para Na+, K+ y Ca+. Ejemplo: Células musculares. (Canal de Na+). Regulados por ligando: Ejemplo: Receptor de acetil - colina. ( Canal de Na+ ). Regulados mecánicamente: Ejemplo: Células neuroepiteliales del oído interno.
Difusión Facilitada Las proteínas transportadoras transportadoras o permeasas permeasas constituyen constituyen la difusión difusión facilitada, son muy específ específicas icas y discrim discrimina inan n inclus incluso o entre entre isómero isómeros. s. (Glucos (Glucosa, a, galact galactosa) osa).. Dentro Dentro de las proteín proteínas as transp transport ortador adoras as se incluy incluyen en los ionófo ionóforos ros (móvile (móviless y formadores de canales) Ejemplo: valinomicina, gramicidina e ionóforo A23187.
Los transportadores pueden llevar un solo tipo de moléculas, transporte sencillo o UNIPORTE o simultáneamente dos tipos de moléculas COTRANSPORTE. Si las subst substanc ancia iass se trans transpo port rtan an en la mism misma a direc direcci ción ón se denom denomin inan an tran transpo sport rte e paralelo o SIMPORTE, y si se transportan en direcciones opuestas se habla de transporte antiparalelo o ANTIPORTE.
Transporte Activo: Cuando el transporte es en contra del gradiente electroquímico y se requiere uso de energía se llama transporte activo primario. Se realiza por Bombas o ATPasas. El secundario está mediado por proteínas cotransportadoras. Son ejemplos de transporte activo primario: Bombas de protones: Asociados a las membranas plasmáticas y otras a organelos membranosos, lisosomas, endosomas, gránulos secretorios. Bombas de Ca+: Existen en la membrana plasmática y en las membranas internas como las del retículo sarcoplásmico. Gluc Glucop opro rote teín ína a P- 170. 170. Se encu encuen entr tra a en memb membra rana nass plas plasmá mátitica cass de los los hepatocitos, enterocitos y células del epitelio renal. Bomba de Na+ y K+ ( electrogénica ). Trans Transpo port rte e Acti Activo vo Secun Secunda dario rio:: En este este caso caso se util utiliz iza a la energ energía ía pote potenci ncial al contenida en la substancia Cotransportada que tiene un gradiente favorable. El elemento más importante es el Na+. Ejemplo: para introducir glucosa en los enterocitos o epitelio renal; para sacar Ca+ de los Cardiocitos. Transporte en masa: En este tipo de transporte las partículas no atraviesan las membranas sino que el material se incorpora a las células o se elimina por deformación y fusión de membranas. Ejemplo de este tipo de transporte son las enzimas, ácidos nucleicos, histonas. La endocitosis incorpora por medio de vesículas las partículas. Si son visibles al microscopio de luz se denomina fagocitosis. Si son visibles solo al microscopio electrónico o se trata de líquidos con substancias disueltas se llama pinocitosis. La exocitosis es el proceso inverso y se utiliza para verter al exterior diversas substancias como enzimas u hormonas (Secreción Celular).
TEMA 3. CITOESQUELETO UNIDAD TEMÁTICA TEMÁTICA El citoesq citoesquel ueleto eto está está formad formado o por microt microtúbul úbulos, os, microf microfila ilamen mentos tos y filame filamento ntoss interme intermedio dios. s. Estas Estas estruct estructuras uras se encuent encuentran ran suspend suspendida idass en el citoso citosol,l, son elementos de fijación y soporte de la célula, así como también cooperan para el transporte de sustancias y productos de un organelo a otro.
Microtúbulos Se encue ncuent ntra ran n cons consttant antes en todas odas las célu célula las. s. Son Son est estruct ructur uras as lábi lábilles (inestables). Tienen un diámetro de 22 a 25 nm y pueden llegar a ser muy largos. Cada microtúbulo microtúbulo visto transversalmente transversalmente está formado por un anillo anillo de 13 subunidades subunidades globulares (protofilamentos ) de 4-5 nm de diámetro: tridimensionalmente estas estructuras las vemos globulares y forman protofilamentos, integrando la pared del microtúbulo. Los microtúbulos tienen polaridad es decir tienen un extremo positivo y un extremo negativo. Están formados de tubulina que es una proteína, de la cual existen dos tipos a y b. Las tubulinas forman heterodímeros por lo que cada microtúbulo contiene la mism misma a cant cantid idad ad de tubu tubulilina na a y b. Apar Aparte te de las las tubu tubulilina nass exis existe ten n otro otro componentes proteicos que se asocian a las proteínas y son llamadas MAPs (proteínas asociadas a los microtúbulos). Algunas de estas son enzimas que están implicadas en el ensamblaje de los dímeros para formar microtúbulos. Se conocen dos tipos de MAPs: MAPs1 y MAPs2. Existen también proteínas motoras que mueven materiales sobre la superficie de los microtúbulos, a estas las llamamos MAPs motoras.
Son cuatro los tipos de MAPs motoras: 1.- Quinesinas: son ATPasas compuestas, encargadas del transporte de una sustancia específica. Se desplazan por el extremo +. 2.- Dineinas citoplasmáticas citoplasmáticas o MAP1C: realizan realizan el transporte de sustancias sustancias hacia el extremo ( - ) de los microtúbulos. 3.3.- Dine Dinein ina a cili ciliar: ar: es la respo respons nsab able le del del desp despla laza zami mient ento o micro microtu tubu bula larr en el movimiento ciliar y flagelar. 4.- La dinamina: es una GTPasa. Induce el alargamiento o crecimiento de la prolongación neural. Los microtúbulos se forman a partir de centros organizadores de microtúbulos (COMTs) representados por los centrosomas (un par de centriolos y material
peri perice cent ntri riol olar ar). ). El comi comien enzo zo de la form formac ació ión n de un micr microt otúb úbul ulo o se llam llama a elongación. Los microtúbulos crecen principalmente por el extremo positivo por los que se van alejando del centro organizador; también pueden crecer por el lado negativo, pero el crecimiento es más lento.
Agentes Inhibidores De Los Microtúbulos Existen ciertas drogas que interfieren en la polarización de los microtúbulos: a) Colchicina: evita el agregado de la tubulina por el extremo positivo lo que da como resultado la pronta desaparición de los microtúbulos. b) Vincristina y Vinblastina: con el mismo efecto que la droga anterior. c) Taxol: une a los microtúbulos e impide la despolarización por lo que alarga su vida.
Funciones De Los Microtúbulos Mecá Mecáni nica ca:: Propo Proporci rcion onan an un cito citoes esque quele leto to a la célu célula, la, por por los los que que les les brin brinda da estabilidad. Morfogénesis. Polarización y motilidad celular. Transporte intracelular. Motilidad. Además los microtúbulos intervienen en los procesos de endocitosis y exocitosis
Filamentos Intermedios Tienen un diámetro aproximado de 10 nm. Los filamentos intermedios son estructuras muy estables y fuertes. Está Están n comp compue uest stos os por por prot proteí eína nass fibr fibros osas as que que se comb combin inan an en díme dímero ross helicoidales helicoidales,, los cuales se asocian asocian y forman tetrámeros tetrámeros alargados, alargados, se encuentran encuentran en todas las células nucleadas. Los filamentos intermedios son apolares, forman un grupo heterogéneo, ya que son parte de un grupo muy variado de formas celulares. Existen siete tipos de filamentos intermedios:
1.1.- Neuro Neurofifila lame ment ntos os:: se acom acomoda odan n irreg irregul ularm arment ente e en el cito citopl plas asma ma de las las neur neuron onas as.. Prop Propor orci cion onan an un esqu esquel elet eto o al peri perica cari rion on,, axon axones es y dend dendri rita tass manteniéndoles su forma y facilitando el transporte celular. 2.- Citoqueratinas: es el tipo más complejo de filamentos intermedios. Forman una parte importante en las uniones intercelulares y matriz de los epitelios. 3.-Glioproteína fibrilar ácida: se encuentran presentes en el citoplasma y en las prolongaciones de los astrocitos. 4.- Vimentina: característico de las células de origen mesenquimatoso. 5.- Desmina: localizada en las células musculares lisas, estriadas y cardiacas. 6.- Periferina: presente en algunos tipos especiales de neuronas sobre todo en aquellas que envían a sus axones fuera del sistema nervioso central. 7.- Láminas nucleares: formados por láminas A, B, y C.
Microfilamentos Tienen un diámetro de 6 a 8 nm; participan en los movimientos celulares, como contracción. Están formados por proteínas como actina y miosina, las cuales están presentes en las células musculares por lo que son llamados miofilamentos. Existen tres tipos de actina: a, b y d, de estos la actina a es exclusiva del músculo estriado esquelético; la b se encuentra en todas las células, está forma filamentos. También encontramos dos tipos de miosina: I, se une a los filamentos de actina a la membran membrana a II, interac interacció ción n con la actina actina polime polimeriz rizada ada disponi disponiéndo éndose se entre entre los microfilamentos de actina. Los microfilamentos son estructuras polarizadas y en presencia de ATP y Mg forman filamentos ocasionando un crecimiento rápido ubicado en el extremo (+). Exis Existe ten n agen agente tess como como la cito citoca cala laci cina nass y falo faloid idin inas as que que inte interf rfie iere ren n en la polimerización- despolimerización de la actina.
Funciones Mecánica: Resistir tensiones. Desplazamiento celular. Contracción en celulares no musculares. Transporte de materiales. Morfogénesis.
Adhesión celular.
Filamentos Intermedios Los filamentos intermedios proporcionan el sostén mecánico intracelular, al formar un arma armazó zón n estr estruc uctu tura rall para para el cito citopl plas asma ma que que se une une entr entre e sí a todo todoss los los desmosomas de las células. Los filamentos, que provienen de las profundidades del citoplasma y de otros desmosomas, penetran a la placa densa, hacen un bucle en ella y vuelven hacia el citoplasma o hacia otro desmosoma. A nivel de la placa existe la proteína plectina que une los filamentos al disco intracelular. Los desmos desmosoma omass de los epitel epitelios ios estrat estratifi ificado cadoss son los más frecue frecuente ntes. s. Los filamentos intermedios involucrados son del tipo citoqueratinas. Los desmosomas puntiformes entre las prolongaciones de los astrocitos poseen filamentos intermedios de tipo glioproteína fibrilar ácida; mientras que los discos intercalares de los cardiocitos son del tipo desmina.
TEMA 3. 3 . COMPONENTES C OMPONENTES C ELULARES FORMADOS POR ELEMENTOS DEL CITOESQUELETO UNIDAD TEMÁTICA Microvellosidades Algunas células que poseen superficies libres presentan microvellosidades, no son visibles al microscopio óptico, pero si se observan con el microscopio electrónico, revel revelan ando do que estas estas estruc estructu turas ras exis existe ten n en célu célula lass tan tan diver diversa sass como como las las mesoteliales, hepatocitos, ovocitos, etc. Algun Algunos os epit epitel elio ioss de reves revestitimi mient ento o prese present ntan an micro microve vellllos osida idade dess larg largas as y numerosas hacia la superficie apical, llamándole chapa estriada en los enterocitos; ribete en cepillo en el túbulo proximal del riñón y estereocilios en el epidídimo y conducto deferente. En el epitelio intestinal, el microscopio electrónico permite identificar miles de microvellosidades, de 0.8 a 0.9 mm de longitud y 0.1 mm de diámetro, que presentan prolongaciones citoplasmáticas cubiertas por membrana en forma de dedos dedos de guant guante. e. En el cent centro ro de cada cada micr microve ovellllosi osida dad d exist existen en fila filame ment ntos os paralelos de actina, que son perpendiculares a los similares de la red terminal del citoplasma subyacente. Los filamentos de actina tienen un papel estructural, ya que otorgan una cierta rigidez a las prolongaciones. Los filamentos de actina están polarizados con su extremo + hacia la membrana de la punta de la microvellosidad, estabilizados en esta zona por puentes de aactin actinin ina. a. Los fila filame ment ntos os para paralel lelos os de acti actina na perm permane anece cen n estr estruc uctu turad rados os por puentes transversales de villina y fimbrina. La membrana plasmática lateral se une a la superficie de los filamentos de actina por medio de miosina I, que lleva a la membrana hacia el extremo apical de la prolongación. En la red terminal existen microfilament microfilamentos os de actina actina en relación con la miosina II, espectrina, tropomiosina y a actinina, los que se extienden lateralmente hasta insertarse en las bandas de adhesión. En la parte inferior de la red terminal se encuentra una capa de filamentos de citoqueratinas. La función de la red terminal es la de ejercer, por medio de sus proteínas contráctiles, una cierta tensión que mantenga rectas a la microvellosidades.
La función de las microvellosidades es la absorción: La superficie externa de las microvellosidades intestinales está cubierta por una gruesa capa de glucoproteínas, llamada glucocáliz, responsable de la actividad enzimática de disacaridasas y oligopeptidasas que posee la membrana de la chapa estriada para la absorción de nutrientes. Los estereocilios son microvellosidades de estructura similar a las anteriores, pero son más largas y ramificadas, que se encuentran en el epitelio del epidídimo y conducto deferente. A pesar de su nombre no tienen ninguna relación estructural ni funcional con los cilios. La función de los estereocilios es la absorción.
Las células sensoriales del oído interno poseen una serie ordenada de largas prolongaciones rígidas del tipo de los estereocilios, aunque aquí su función es la de intervenir en la transducción sensorial.
Cilios Y Flagelos Los cilios y flagelos están formados por microtúbulos, y presentan una estructura similar. Su función es el movimiento Los cilios son cortos, numerosos y se encuentran en células epiteliales del aparato respiratorio y las trompas uterinas, donde los 100 a 300 cilios de cada célula se mueven coordinadamente en la misma dirección y producen corrientes líquidas en la superficie epitelial. Estas corrientes sirven para eliminar partículas sólidas en suspensión, como en el caso del aparato respiratorio, o para trasladar células, como en el caso de la trompa uterina. Los flagelos son largos, únicos y se encuentran en los espermatozoides, que tienen la propiedad de desplazarse como células libres por medio de él.
Los componentes esenciales del aparato ciliar son: a) El cilio, prolongación cilíndrica delgada que se proyecta desde la superficie libre de la célula; está formado por un axonema inmerso en la matriz ciliar y rodeada por la membrana plasmática (ciliar). b) El cuerpo basal o cinetosoma, es una estructura intracelular semejante al centriolo, a partir del cual se forma el cilio. c) Las raíces ciliares o raicillas ciliares, formadas por finas fibrillas que existen en algunas células, en las que surgen de los cinetosomas para convergir en un haz cónico cuyo vértice termina a un lado del núcleo. Se llama axonema a la estructura interna axil de los cilios y flagelos, básicamente microtubular, que constituye el elemento esencial para la motilidad. La longitud del axonema es de varios micrómetros micrómetros en los cilios cilios y puede llegar a más de 1 mm en los los flag flagel elos os.. Su diám diámet etro ro es de 0.2 0.2 mm. mm. El axon axonem ema a está está rode rodead ado o por por la membrana ciliar externa, que es una dependencia de la membrana plasmática. Todos los componentes del axonema se encuentran dentro de la matriz ciliar. La estructura del axonema es de 9 pares de microtúbulos periféricos y 2 centrales ( 9 + 2 ). Los dos microtúbulos de cada par periférico se disponen en forma algo oblicua, de modo que uno de los microtúbulos ( A ) se encuentra más próximo al centro del axonema que el otro ( B ). El microtúbulo A es pequeño, pero completo, mientras mientras que el microtúbulo microtúbulo B es más grande, pero incompleto, incompleto, ya que le faltan 2 protofilamentos en su pared de la zona adyacente a A. El microtúbulo A tiene 13 protofilamentos, el B tiene solo 11.
El microtúbulo A presenta brazos de dineina, orientados en la misma dirección. La dineina es un complejo de 10 cadenas polipeptídicas, que pueden variar en diferentes tipos celulares, y que está formado por una cabeza globular doble o triple, que puede unirse de manera ATP - dependiente con la superficie del micro microtú túbu bulo lo B del del par par vecin vecino, o, y un tall tallo o más más delg delgad ado o unid unido o perm perman anent ente e al microtúbulo A al que pertenece. La nexina conecta entre sí a los pares periféricos de microtúbulos. Es una proteína que mantiene la integridad estructural del axonema durante el movimiento ciliar. Las conexiones radiales son puentes que conectan al microtúbulo A de cada par periférico con una vaina proteica que rodea a los microtúbulos centrales. Estos puentes terminan en una cabeza o protuberancia. Cada uno de los cilios se origina de un cuerpo basal localizado por debajo de la membrana plasmática, el cual posee una estructura similar a la del centriolo. En la formación del axonema ciliar o flagelar, el cuerpo basal presenta un material denso llamado placa ciliar o basal, que lo cierra a modo de tapa, a través de él, se produce el agregado de tubulina a los microtúbulos A y B, que crecen a medida que la membrana plasmática se va evaginando para formar la membrana ciliar. El microtúbulo C del cuerpo basal no se elonga. El par central de microtúbulos del axonema surge a partir de la placa basal. Las raíces ciliadas se originan en el extremo proximal del cuerpo basal. Son estriadas y presentan bandas transversales regulares que se repiten a un intervalo de 55 a 70 nm. Están formadas por microfilamentos paralelos de 3 a 7 nm de diám diámet etro ro,, form formado adoss a su vez por subuni subunida dade dess glob globul ulare ares. s. Esta Estass fibri fibrillllas as y filamentos cumplen un papel estructural, al servir de fijación al cuerpo basal. Si se obser observa va una una hile hilera ra de cili cilios os puede puede aprec aprecia iarse rse que que la cont contrac racci ción ón es metacrónica en el plano de la dirección del movimiento. El movimiento de un cilio se produce uno después del otro. En cambio, en la hilera perpendicular a la dirección del movimiento, la contracción es sincrónica, todos los cilios se haya simultáneamente en la misma fase. Los flagelos tienen movimiento ondulante. El proceso clave en el movimiento ciliar o flagelar es el deslizamiento de los dobletes microtubulares uno sobre el otro con unión, deformación y separación de los brazos de diineina, que a la manera de puentes transversales relacionan entre si a los dobletes vecinos. En el Síndrome del cilio inmóvil encontramos que los cilios de los epitelios y el flagelo del espermatozoide son inmóviles, y esto lleva a bronquiectasia, sinusitis e infertilidad. En la mayor parte de los casos están afectados los brazos de dineina.
Centriolos
Se ubican en el citoplasma yuxtanuclear, esta zona está desprovista de otros organelos y recibe el nombre de centro celular o centrosoma. Está formada por un par de centriolos centriolos (diplosomas) (diplosomas) y una zona que contienen los satélites satélites centriolares centriolares o mate materi rial al perice pericent ntri riol olar, ar, dond donde e se inse insert rtan an los los extr extrem emos os negat negativ ivos os de los los microtúbulos, por lo que se considera el centro organizador de los microtúbulos (COMT). Los Los cent centri riol olos os está están n form formad ados os por por micr microt otúb úbul ulos os.. Son Son cili cilind ndro ross huec huecos os,, perpendiculares entre sí, que miden 0.2 x 0.5 mm en promedio. Sus paredes están form formad adas as por por 9 trip triple less de micro microtú túbu bulo loss unidos unidos entre entre si, si, con con una una incli inclina naci ción ón característica hacia el centro. Los microtúbulos de cada triplete se llaman A, B y C, está formado cada uno de ellos por 15, 10 y 10 protofilamentos, respectivamente. Cada triplete se relaciona entre sí por conexiones proteicas proteicas que mantienen mantienen unido al conjunto de nueve tripletos. Los externos de cada centriolo están abiertos. Cada centriolo se duplica durante la etapa G1 del ciclo celular, originando un brote microtubular perpendicular a sus paredes, llamado procentriolo. En la etapa G2 se encue encuent ntra ran n ya los los dos dos pares pares de cent centri riol olos os,, que que duran durante te la divi divisi sión ón celul celular ar participan en la formación del huso mitótico.
TEMA 4. UNIONES INTERCELULARES Las células se conectan entre sí por medio de uniones intercelulares, con el fin de adher adherir ir físi físicam camen ente te a la memb membran rana a adyac adyacen ente te o cone conect ctar ar eléc eléctr tric icam ament ente e o metabólicamente a células de los tejidos entre sí.
Las uniones intercelulares se dividen en 3 grupos: 1) Unión oclusiva. 2)U 2)Unión adheren erentte: hemidesmosoma.
Desmosoma oma
punti ntiform orme,
banda nda
de
adhesi esión
y
3) Unión comunicante.
1.- Uniones oclusivas: Antiguament Antiguamente e llamadas llamadas uniones estrechas estrechas o " zónula zónula occludens”. occludens”. Son regiones regiones especialmente diferenciadas para cerrar el espacio intercelular y evitar de este modo el paso de sustancias a través del espacio. Estas uniones están situadas por debajo del borde apical de las células epiteliales. En mesotelios y algunos endotelios, forman una región continua en las caras laterales de las membranas, a modo de anillo que rodean a las células en forma paralela a la superficie celular. Las membranas celulares adyacentes se mantienen firmemente unidas en la banda del sellado, está compuesta por dos hileras de partículas, a manera de un cierre de cremallera. cremallera. Estas son proteínas proteínas transmembranosas, transmembranosas, la ocludina, ocludina, la cual se une fuertemente, con su equivalente de la célula adyacente. Hacia la cara interna se encuentran dos proteínas, la ZO-1 y ZO-2, que unen la ocludina a los microfilamentos de actina, dando cierta estabilidad a está unión. Algunos ejemplos de localización de uniones oclusivas son los epitelios y las células de Sertoli. En la mayor parte de los endotelios, y en raros casos de epitelios como en el epéndimo, las uniones oclusivas faltan por completo. La importancia de estas uniones es el bloqueo de los espacios entre células. Existen varias barreras en diversos órganos, en todos los casos dependen de la existencia de uniones oclusivas en distintas estructuras, y crean por dentro de ella ellass un micro microam ambi bient ente e espec especia ial.l. Esta Estass barre barreras ras son: son: hema hemato toen ence cefa falilica ca,, la hematotesticular, la hematobiliar y la hematoocular.
Otra Otra funció función n import important ante e es la de contribu contribuir ir signif significat icativa ivamen mente te a establ establecer ecer y mantener la polaridad de los epitelios. Las células polarizadas transportan agua, iones y otras moléculas de un comportamiento biológico a otro. Otra función es, en el esqu esque elet leto membr embran anos oso, o, actúa ctúarr como como barr barrer era a cont ontra la difu difusi sión ón de macromoléculas y aún de lípidos en la bicapa, como forma de diferenciar y mantener separadas las porciones apicales de las laterales de la membrana celular.
2) Union Uni on adhere adh erente nte A) Desmosoma Puntiforme (Macula Adherens). El número de desmosomas puntiformes se halla en relación con el grado de tensión mecánica a que está sujeto un tejido. Por ejemplo: el epitelio de la epidermis está expuesto a deformaciones y traumatismos continuos por lo que posee posee nume numeros rosos os desmo desmosom somas as.. Al micro microsco scopi pio o elect electrón rónic ico o revel revela a que que los los desmosomas desmosomas puntiformes puntiformes son áreas focales circulares de adhesión, adhesión, de alrededor alrededor de 0.5 mm de diámetro, en las que las membranas plasmáticas de dos células adyacentes se hallan separadas por una distancia de 30 a 50 nm, con un material en el espacio intercelular llamado desmoglea y que corresponde a proteínas transmembranosas de adhesión de la familia de las cadherinas. Las dos membranas membranas plasmáticas desmosómicas desmosómicas adyacentes son paralelas. paralelas. En el lado lado citosól citosólico ico existe existe una placa placa intrac intracelu elular lar discoi discoide de hacia hacia la que converg convergen en numerosos filamentos intermedios. Estos filamentos son una especie de lazo formando un arco, sobre la placa intracelular regresando hacia el citoplasma.
Glucoproteínas Transmembranosas De Adhesión Desmosómica. Están representadas por la familia de las cadherinas, a este grupo pertenecen las desmogleinas (DSG) y las desmocolinas (DG). La desmogleina I es un polipeptido que se localiza en los desmosomas de todos los tipos celulares. Los pacientes con penfigo poseen autoanticuerpos dirigidos contra las cadherinas, al ser destruida las células no se adhieren entre sí. La desmogleina 3 se expresa en los estratos de los epitelios estratificados. Existen varios tipos de Desmocolinas II, III, IV y V.
Proteínas De La Placa Intracelular Desmosómica. Las desmoplaquinas I y II son proteínas de la placa densa submembranosa de los desmosomas. desmosomas. Todos los desmosomas poseen desmoplaquina desmoplaquina I, mientras que las desmoplaquina II se encuentran en los desmosomas de los epitelios estratificados planos queratinizados. Tienen la función de conectar los filamentos intermedios con la superficie celular a nivel de las uniones.
La placoglobina une a la placa intracelular con las cadherinas. La desmoiqu desmoiquina, ina, la desmocal desmocalmin mina a y el polipé polipépti ptido do de la banda banda 6 son proteínas proteínas menos abundantes.
B) Banda De Adhesión. (Zonula Adherens, Unión Intermedia, Desmosoma En Cinturón, Desmosoma En Banda). Las Las band bandas as de adhe adhesi sion on form forman an una una fran franja ja o anil anillo lo que que une une a las las celu celula lass adyacentes por debajo de la superficie epitelial, inmediatamente después de las uniones oclusivas.
Glucoproteínas Transmembranosas De Adhesión. Existen diferentes cadherinas con localizaciones especiales: E (epiteliales), P (placentarias y piel) y N (neuroepiteliales). Todas tienen dominio extracelular, se unen en forma homotípica y dependiente de iones de calcio a cadherinas idénticas de células vecinas.
Proteínas Intracelulares De Conección Y Microfilamentos. En el interior interior de cada célula se encuentran encuentran microfilamentos microfilamentos de actina, que circula alrededor alrededor del contorno contorno celular en relación relación con la banda de adhesión, adhesión, se conectan conectan con con los los domin dominios ios citos citosól ólic icos os de las las cadh cadher erina inass por medi medio o de prot proteí eínas nas de conección llamadas cateninas, de las cuales existen la vinculina y la a actinina. Los microfilame microfilamentos ntos de actina interactúan interactúan con proteínas proteínas motoras motoras del tipo miosina miosina II, II, ejer ejerce cen n cier cierta ta tens tensió ión n en la zona zona de unio unione ness cont contin inua uass de las las lámi lámina nass epiteliales.
C) Hemidesmosoma. Sólo corresponde a la mitad de un desmosoma puntiforme, ya que la mitad externa está representada por la lámina basal epitelial. La plac placa a dens densa a cito citopl plás ásma matitica ca del del hemid hemidesm esmoso osoma ma,d ,dond onde e se inse insert rtan an los los fila filame ment ntos os de cito citoque querat ratin ina, a, posee posee una una o vari varias as prot proteí eína nass semej semejant antes es a las las desm desmop opla laqu quin inas as de los los desm desmos osom omas as punt untifor iforme mes. s. Las Las gluc glucop opro rotteína eínass transmembranosas de adhesion de los hemidesmosomas son las integrinas que no pertenecen a la familia de las cadherinas. En la lámina basal, a nivel de los hemidesmosomas, se hallan unas estructuras lineales llamadas filamentos ancladores, en los cuales se puede demostrar la presencia de calinina/niceína y epiligrina.
3) Uniones Comunicantes. (Nexos, Uniones Con Espacio o Con Hendidura).
La unión comunicante aparece como un contacto en forma de placa redondeada llamada conexón, que conectan los citoplamas de dos células. El conexón está representado por un tubo cilíndrico de 8 nm de diámetro, que atraviesa atraviesa la bicapa lipídica lipídica de cada una de las membranas membranas celulares conectadas; conectadas; queda quedand ndo o un espac espacio io entre entre ella ellas, s, el canal canal hidro hidrofí fílilico co para para la comu comuni nica caci ción ón intracelular. Este canal tiene un poro de aproximadamente de 1.5 nm. El conexón está formado por dos hexameros, 6 subunidades en cada lado. Este hexamero de conexina, es un polipeptido muy hidrofóbico. Los conexones se disponen de manera apretada y ordenada en el plano de las membranas. A través de la unión comunicante puede pasar iones y moléculas pequeñas.
TEMA 5. RIBOSOMAS Ácido Ribonucleico (ARN) Es un polímero de nucleótidos como el ADN. Difiere de él en la composición de la pentosa, en el ARN es la ribosa. Las bases púricas al igual que el ADN son la adenina y guanina y las pirimídicas son la citosina y el urácilo. La molécula de ARN a diferencia del ADN está formada por una sola cadena de nucleótidos.
Existen tres clases principales de ARN: 1) Mensajero 2) Ribosómico 3) De transferencia. Los tres intervienen en la síntesis proteica. El ARN mensajero lleva la información que establece la secuencia de aminoácidos en la proteína. El ARN ribosómico representa el 50 % de la masa del ribosoma, el otro 50 % son proteínas. El ribosoma es la estructura que proporciona el sostén molecular para las reacciones químicas que se dan en la síntesis proteica. El ARN de transferencia identifica y transporta a los aminoácidos hasta el ribosoma. Aún cuando cada molécula de ARN tiene sólo una cadena no significa que sea una estructura lineal (excepto el ARNm), las bases complementarias A - U y C - G hace que en la molécula ocurran plegamientos llamados asas en horquilla, dando moléculas tridimensionales. Transcripción: es la síntesis de ARN sobre la base de moldes de la molécula de ADN. Existe una enzima llamada ARN polimerasa, de la cual hay tres tipos. La I interviene en la síntesis de ARN ribosómico, la tipo II interviene en la síntesis de ARN mensajero y la tipo III interviene en la síntesis de ARN de transferencia.
ARN MENSAJERO (ARNm) Es una cadena lineal de nucleótidos, contiene codones para la traducción de proteínas. Va de 5' a 3'. El ARNm sinterizado se almacena en el núcleo, en donde se asocia a diversas proteínas que señalizarán al ARNm para salir al citoplasma a través del poro nuclear. Ya en el citoplasma se une al ribosoma para ser traducido en proteína. Una vez traducida intervienen enzimas para su destrucción o reciclaje.
ARN De Transferencia (ARNt) Para su transcripción transcripción interviene interviene la polimerasa polimerasa III y las proteínas promotoras promotoras de la transcripción. El ARN de transferencia se compone de 73 a 93 nucleótidos. Existen 31 tipos diferentes de ARN de transferencia. Cada ARNt lleva antepuesto el nombre del aminoácido que es capaz de reconocer y transportar; a este elemento se le conoce como anticodón. Para cumplir sus funciones el ARNt adquiere adquiere una forma que asemeja un trébol de cuatro hojas. El aminoácido aminoácido que se liga en el ARN - t lo hace a través de la enzima: aminoacil - ARNt sintetasa de las cuales existen 20, una para cada aminoácido.
ARN - RIBOSÓMICO ( ARNr ) En los ribosomas de eucariotes se encuentran presentes cuatro tipos de ARNr que expresados en unidades Svedberg ( S ) son: 28S, 18S, 5.8S y 5S. Los tres primeros surgen del transcripto primario 45S. Éste se sintetiza en el nucleolo. El 5S lo hace fuera de él. El transcripto primario 45S se va cortando por un proceso enzimático en las subunidades 28, 18 y 5.8S y se van ensamblando en el nucleolo a diferentes tipos de proteínas provenientes del citoplasma.Los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 presentan regiones donde se localizan los genes del ARNr 45S.
Ribosomas Los ribosomas eucarióticos se componen de ARNr y diferentes proteínas. Se ensamblan en el nucleolo en dos subunidades, una mayor y otra menor. A las proteínas proteínas que forman la subunidad menor se les denominan denominan proteínas S ( Small ) que ensambladas al ARNr 18S más 33proteínas conforman la subunidad menor. La subunidad mayor se conforma de ARNr 28, 5.8 y 5 S más 50 tipos diferentes de proteínas L ( large ). Los coeficientes de sedimentación o unidades Svedberg de la unidad menor es de 40 S y los de la subunidad mayor 60 S. Ambas subunidades tienen un coeficiente de 80 S. La subunidad menor tiene la función de colocar a los ARN - t consecutivos para su ligazón al ARN - m; mientras la subunidad mayor cataliza las uniones peptídicas y asiste a los factores que actúan en los distintos pasos de la síntesis proteica. Tanto la subunidad menor como la mayor salen del núcleo por los poros nucleares rumbo al citoplasma citoplasma en donde se produce el ensamblaje del ARN - t, ARN - m y las fracciones de la subunidad mayo mayorr y menor menor para para comen comenzar zar la tradu traducc cció ión n de la sínt síntesi esiss prote proteic ica. a. Para Para desarrollar este proceso se necesita la presencia de ATP.
Etapas De La Síntesis Proteica Se distinguen tres etapas: 1) Etapa de iniciación: está regulada por la presencia de ciertas proteínas que unen el ARN - m a la subunidad menor. La etapa culmina al ensamblarse la subunidad mayor. Una de las funciones del ARN - m con su codón AUG de iniciación es unir a las subunidades.
2) La etapa de elongación: comienza al unirse las enzimas que producen el ensamblaje de ARN - t, que va agregando los aminoácidos según lo indique el ARN - m produciendo las uniones específicas para la producción de la proteína. El ARNt transporta los aminoácidos hacia el canal o túnel de la subunidad mayor del ribosoma. 3) La fase de terminación. El proceso de la síntesis proteica culmina cuando el ribosoma es alcanzado por el codón de terminación del ARNm UAA, UGA, UAG indi indist stin inta tame ment nte, e, ento entonc nces es la subu subuni nidad dades es menor menor y mayo mayorr se sepa separa ran n en el citoplasma y son recicladas. Las proteínas emanadas de los ribosomas portan señales en sus moléculas que las conducen al destino para el que fueron creadas, ejemplo; las histonas al núcleo, las enzimas de las membranas, etc. La señal en el inicio de la formación de la proteína en el ribosoma le indica si será una proteína citosólica o si será una proteína que secretará, en ese caso esta señal guía al ribosoma a hacer contacto con el retículo endoplásmico rugoso. Los ribosomas procariotes tienen en la subunidad menor ARNr 16S y 21 tipos diferentes diferentes de proteínas. La subunidad mayor contiene contiene ARNr 23S y 5S además de 34 proteínas diferentes. En conjunto las dos subunidades tienen un coeficiente de sedimentación 70 S. Un tema médico vinculado con los ribosomas es el uso de los antibióticos que atacan a los microorganismos bloqueando su síntesis proteica. Ejemplo: La estreptomicina afecta el inicio de la traducción, la eritromicina impide la traslocación del ARN - m, la tetraciclina no permite la agregación de los ARNt, el cloranfenicol impide las uniones peptídicas, destruyendo por tanto a las bacterias. Los Los ribo riboso soma mass de las las mito mitoco cond ndri rias as huma humana nass son son más más pequ pequeñ eñas as que que las las procarióticas. Los ribosomas eucarióticos los encontramos en la célula en forma libre, unido a la membrana del retículo endoplásmico rugoso, a la membrana nuclear externa, con otros ribosomas (polirribosomas) y en el interior de la mitocondria.
TEMA 6. RETÍCULO ENDOPLÁSMICO Generalidades: Las membranas internas proporcionan a las células un soporte para la localización ordenada de sistemas enzimáticos diferentes con subcompartimentos funcionales cerrados e interconectados. Formando parte del sistema de endomembranas se encuentran el retículo endoplásmico, envoltura nuclear y aparato de Golgi. La cara citosólica de las membranas está en contacto con la matriz citoplasmática y la cara luminal de los organelos equivale a su inferior. Las endomembranas están formadas por una bicapa lipídica con proteínas extrínsecas e intrinsecas y oligosacárido. El retículo endoplásmico es rugoso o liso dependiendo de la presencia o no de ribosomas adheridos a su superficie.
Retículo Endoplásmico Rugoso El retículo endoplásmico rugoso está formado de sáculos o cisternas paralelas conectadas entre sí y con la membrana nuclear. Se une une a la memb membra rana na del retíc retícul ulo o endop endoplás lásmi mico co rugo rugoso so ( RER RER ) aquel aquello loss ribosomas que tienen un péptido señal ( secuencia de aminoácidos ) que ha sido reconocido por la partícula de reconocimiento de la señal la cual al mismo tiempo detiene la síntesis proteica de éste ribosoma. La partícula de reconocimiento de la señal es una secuencia de aminoácidos hidrofóbicos que favorecen la inserción en la bicapa lipídica del RER. Esta partícula de reconocimiento de la señal o PRS es a su vez reconocida por la membrana del retículo endoplásmico rugoso a través del receptor de PRS ( RNA sc de 75S ). Sin embargo la unión definitiva ocurre en las glicoproteínas transmembranosas Riboforina I y II con la subunidad mayor ( 60S ) produciendo la orientación correcta para que el retículo le permita al péptido la entrada. El péptido señal puede ser removido de la proteína naciente o no, cuando así es la remoción se lleva a cabo por la peptidasa señal. Los polipéptidos que todavía poseen la señal en el interior del RER se denominan preproteínas, preproteínas, y las proteínas procesadoras procesadoras pueden pertenecer pertenecer al RER, al aparato aparato de Golgi, a los gránulos de secreción o al espacio extracelular. Un ejemplo es la coláge colágena na sinteti sintetizad zada a por el fibrob fibroblast lasto, o, la que como como procol procoláge ágeno, no, precurso precursor r proteico, que mantiene la señal se le denomina preproproteína. El ARNm para el colágeno, produce primero, preprocolágeno, este después de la extracción del pépt péptid ido o seña señall es conv convert ertid ido o en proc procol oláge ágeno no que que más más tard tarde e es secr secret etado ado y despega despegado do nuevam nuevament ente e por las procolá procolágen geno o peptid peptidasas asas extrace extracelul lulares ares para formar la proteína colágeno. En la cara luminal del RER hay otras proteínas como las BIP que intervienen en el plegado proteico.
El destino final de las proteínas procesadas por el RER puede ser: 1.- Secreción hacia el exterior de la célula. 2.- Incorporación al interior de diversos compartimientos intracelulares (Aparato de Golgi, etc.) 3.- Integración a las membranas. El retícu retículo lo endoplás endoplásmic mico o rugoso rugoso es abundan abundante te en las células células que sintet sintetizan izan proteínas secretoras como las del páncreas, parótida, etc.
Retículo Endoplásmico Liso Es una red de canales anastomosado anastomosadoss entre sí, menos abundante que el retículo retículo endoplásmico rugoso, y predominantemente en células que sintetizan esteroides, triglicéridos y colesterol. Se encuentra muy desarrollado en células adiposas y sebáceas, células endócrinas sintetizadoras de esteroides (ovario, suprarrenal y testículo).
Funciones Síntesis de lípidos: El retículo endoplásmico liso ( REL ) contiene muchas enzimas utilizadas utilizadas en la biosíntesis biosíntesis de triglicérido triglicéridoss y fosfolípido fosfolípidos, s, entre ellos las filipasas filipasas o translocadores fosfolipídicos que permiten los movimientos de una a otra mitad de la bica bicapa pa,, movie oviend ndo o las las molé molécculas ulas de la cara cara cit citosól osólic ica a a la lumi lumin nal. al. Sínt Síntesi esiss de deriv derivad ados os lipí lipídi dico cos: s: incl incluy uyen en los los este estero roid ides, es, quil quilom omic icro rones nes,, lipoproteínas y ácidos biliares. Ejemplos: Síntesis de esteroides. Las enzimas que intervienen en la síntesis del colesterol a partir de acetato residen en las membranas del REL, pero la enzimas necesarias necesarias para la remoción de las cadenas laterales del colesterol y así convertirlo en pregnenolona, precursor común de todas las hormonas esteroides, existen sólo en las mitocondrias quienes deben deben devol devolve verl rlo o a las las memb membra rana nass del del REL REL para para comp comple leta tarr la sínt síntesi esiss de andrógenos, estrógenos, progesterona o corticoides suprarrenales.
Destoxificación Consiste Consiste en transformar transformar drogas liposolubles liposolubles en compuestos compuestos ionizables altamente hidrol hidrolizab izables les para ser elimin eliminados ados rápidam rápidament ente e princip principalm alment ente e por la orina. orina. Por ejemplo codeína a morfina. La codeína es un fármaco usado como antitusivo ( metilmorfina ) se desmetila y transforma en morfina en el organismo. En estos mecanismos mecanismos intervienen, intervienen, sistemas sistemas oxidativos, oxidativos, flavoproteín flavoproteínas, as, desmetilaci desmetilaciones, ones, desamin desaminacio aciones nes y transf transferas erasas. as. El retícu retículo lo endopl endoplásmi ásmico co puede puede hipert hipertrof rofiar iarse se siendo responsable de algunas tolerancias farmacológicas a veces cruzadas.
Movilización de la Glucosa Cuando existe necesidad de glucosa en el organismo, entre las comidas o durante el ejercicio muscular las reservas hepáticas son movilizadas hacia la sangre. En este proceso el REL fragmenta el glucógeno por medio de una proteína integral llamada glucosa6fosfatasa transfiriendo la glucosa libre hacia la luz del retículo y a su salida en las proximidades de la superficie celular.
Almacenamiento Y Liberación de Calcio Forma el compartimento secuestrador de calcio, gracias a una ATPasa cálcica en el músculo estriado.
Síntesis De Membrana Por El Retículo Endoplásmico Liso Los fosfolípidos y el colesterol son los dos elementos constitutivos principales de todas las bicapas lipídicas y se sintetizan en el REL a partir de ácidos grasos.
TEMA 7. APARATO DE GOLGI Estructura El apar aparto to de Golg Golgii const consta a de vari varias as unida unidades des conec conecta tada dass entr entre e sí, sí, a esta estass unidades las vamos a llamar dictiosomas. Cada dictiosoma es conjunto de sacos que se encuentran apilados a manera de platos, separados ligeramente entre sí. La cara más próxima de los dictiosomas al núcleo es llamada cara cis y la más distal es llamada cara trans. Las vesículas que penetran al complejo de Golgi provienen más comúnmente de el retículo endoplásmico es especia del rugoso. El conjunto de cisternas formará entonces distiosomas. Los dictiosomas tienen una cara cis proximal y una cara trans distal. Cada uno de los dictiosomas es una estructura polarizada que corresponde a la cara cis y una convexa más cercana a la envoltura nuclear llamada como ya se mencionó trans la cual es cóncava.
Eje Cis – Trans Hace Hace refer referen enci cia a al sent sentido ido de la pola polari riza zaci ción ón en la cara cara cis cis se encu encuent entran ran pequeños túbulos y vesículas de transición que forman una placa fenestrada, que converge a la misma cisterna, estos elementos de transición son elementos in membranas que se forman en el retículo endoplásmico y que migran hacia Golgi siempre en dirección cis - trans. Estas Estas vesí vesícul culas as sufr sufren en camb cambio ioss dent dento o del del apara aparato to de Golg Golgii para para lueg luego o ser transportadas hacia otro sitio, más allá de la última cisterna se encuentra un zona formada por túbulos y vesículas ricos en fosfatasa ácida a la que se le llama GERL, que está implicada en la formación de lisosomas. El aparato de Golgi es una estructura que tienen membrana está en trilaminar y más delgada que la plasmática, plasmática, pero estructuralment estructuralmente e similar. similar. La membrana membrana la encontramos pues en los dictiosomas en esta membrana encontramos hidrolizas y peroxid peroxidasa. asa. Las enzimas enzimas que más encontramo encontramoss son de varios varios tipos: tipos: glicosil glicosil transferasas que interfieren en la glicosilación de los oligosacaridos, y sulfo transferasas que agregan grupos sulfatos a las proteínas hidrocarbonatadas.
Funciones
Participa Participa en la secreción proteica agregándoles agregándoles a las proteínas oligosacaridos oligosacaridos de diferentes tipos como los ricos en manosa complejo, e híbridos, oligosacaridos unidos a nitrógeno. Entonces Entonces se dice que la proteínas llegan llegan a " madurarse " al aparato de Golgi para luego son expulsadas hacia otro sitio en donde ejercerán su función. El aparato de Golgi también desempeña un papel central en la biosíntesis de los gangliódisos y otro glucoesfingolípidos. Ésta se produce mediante el agregado en secuencia de monosacáridos a la ceramida o al acepto glucolípido. Debido a sus funciones se deduce que en el hígado se encuentra en forma abundante el aparato de Golgi.
TEMA 8. LISOSOMAS La mayoría de las células eucarióticas presenta lisosomas, que son organelos membranosos cuya función es la digestión de material intra o extracelular. Los lisosomas presentan en su interior más de 50 enzimas hidrolíticas y un alto contenido de fosfatasa ácida. Estas enzimas le permiten al lisosoma llevar a cabo su función de digestión. Los lisosomas son estables, y esto se debe a que su memb membra rana na no se encu encuen entr tra a en cont contac acto to con con las las enzi enzima mass hidr hidrol olít ític icas as.. La membrana lisosómica posee una cubierta interna de oligosacáridos especiales y es resistente a las enzimas que contiene. El proceso de digestión intracelular se realiza dentro del lisosoma. Otra Otra cara caract cter erís ístitica ca del del liso lisoso soma ma es que que su inte interi rior or pres presen enta ta un pH ácid ácido o (aproximadamente de 5) y se debe a la presencia de una bomba protónica que consume ATP en la membrana del lisosoma. Los lisosomas son polimórficos, polimórficos, sobre todo en lo que respecta a su tamaño tamaño y a la irregularidad de su estructura interna, esto sugiere el dinamismo de los lisosomas.
Se han reconocido 4 tipos de lisosomas lisosomas de los cuales uno es primario primario y los otros 3 se consideran secundarios. 1.- Lisosomas primarios: es un pequeño cuerpo, cuyo contenido enzimático es sintetizado en el retículo endoplásmico rugoso, de ahí las enzimas pasan al aparato de Golgi. El lisosoma primario contiene enzimas, pero está inactivo y solo tras la fusión de vesículas o vacuolas para digerir se activa. 2.- Heterofagosoma o vacuola digestiva. Aparece después de la fagocitosis o pinocitosis de material extraño. Este cuerpo contiene el material ingerido dentro una una memb membra rana. na. El mate materi rial al engl englob obad ado o es progr progresi esiva vame ment nte e dige digerid rido o por por las las enzimas hidrolíticas. La digestión da como resultado productos de pequeño peso molecular que pueden atravesar la membrana lisosómica y ser incorporados a la célula para su nueva utilización en distintos ciclos metabólicos. 3.3.- Cuerp Cuerpos os resid residual uales. es. Resu Resultltan an de una una dige digest stió ión n incom incompl plet eta. a. Puede Pueden n ser ser eliminados de la célula o permanecer durante largo tiempo en ella, como en el caso de la lipofuscina. 4.- Vacuola autofágica, citolisosoma o autofagosoma. Contiene partes celulares en vías de digestión. digestión. Muchos de los componentes celulares, celulares, como las mitocondrias, mitocondrias, se remueven por intermedio de los lisosomas. Los organelos citoplasmáticos se rodean de una membrana de retículo endoplásmico liso y luego se descargan en estas vacuolas las enzimas lisosómicas destruyendo su contenido. Ciertas Ciertas proteínas proteínas citoplasmát citoplasmática ica tienen señales especiales especiales (secuencias (secuencias KFERQ) KFERQ) que hacen que sean captadas por los lisosomas para su digestión.
Las enzimas lisosómicas son sintetizadas en el retículo endoplásmico rugoso, ést éstas pasa pasan n al apar aparat ato o de Golg Golgii para ara su madur adurac ació ión, n, conc concen enttraci ración ón y empaqu empaqueta etamie miento nto final. final. El aparat aparato o de Golgi Golgi no sólo sólo selecci selecciona ona las proteín proteínas as destinadas a los lisosomas, sino que también marca a su membrana de proteínas que impiden que sigan el camino secretorio. La forma en que el aparto de Golgi reconoce reconoce que es una enzima para el lisosoma lisosoma es la siguiente: La enzima sintetizada cae a la luz de la cisterna del retículo endoplásmico rugoso donde donde es glucosila glucosilada, da, con la manosa. manosa. En la cara cis del aparato aparato de Golgi, Golgi, se fosf fosfor orilila a la mano manosa sa para para form formar ar mano manosa sa 6-fo 6-fosf sfat ato o ( Man6 Man6P P ). Ésta Ésta pose posee e receptores para la Man6P que capta a las enzimas lisosómicas y luego son transportados transportados a través de sus compartimient compartimientos, os, hasta llegar a la cara trans donde se separa la Man6P por hidrólisis. Este mecanismo de transporte mediante el receptor de Man6P permite explicar algunas enfermedades en las cuales las enzimas lisosómicas son secretadas al exteri exterior or celular celular en cantida cantidades des masivas masivas.. En estos estos casos casos existe existe defici deficienci encia a en la biosíntesis del residuo Man6P, de modo que no hay interacción con el receptor y su transporte es anormal, ya que las proteínas lisosómicas son interpretadas por el aparato de Golgi como destinadas a la secreción. Lo mismo ocurre si no hay receptor de Man6P. La membrana del lisosoma lisosoma puede ser labilizada labilizada por las vitaminas vitaminas liposolubles liposolubles (K, E, D y A) y las hormonas esteroideas. La cortisona y los antinflamatorios no esteroideos tienden a darle estabilidad a la membrana. Ejemplos de células que presentan en su citoplasma gran cantidad de lisosomas son los macrófagos y los leucocitos. La función principal de los lisosomas es la destrucción enzimática intracelular de sustancias. sustancias. Los materiales materiales ingeridos, así como los que provienen provienen de la autofagia, autofagia, son sometidos a la acción de diversas hidrolasas lisosómicas. Ejemplos: 1) En órganos que sufren regresión, como los conductos de Wolff en el embrión hembra y los de Müller en el macho, hay una acentuada acentuada actividad de las enzimas lisosómicas tras la muerte celular. 2 ) El útero humano en el momento del parto pesa 2 kg y luego se reduce al peso normal de 70 g. Durante esta fase de regresión hay una gran infiltración de células fago fagocí cítitica cass cuyos cuyos lisos lisosom omas as digi digier eren en los los resto restoss de la muco mucosa, sa, el mate materi rial al extracelular y parte del endometrio. 3) Otro ejemplo es la glándula mamaria después de la lactancia.
Los Los liso lisoso soma mass tiene tienen n una una impo import rtan anci cia a parti particu cular lar en medi medicin cina, a, ya que que está están n involucrados en muchas enfermedades y síndromes, como la artritis reumatoidea, silicosis, asbestosis y en la gota, en las cuales se producen liberación de enzimas lisosómicas lisosómicas a partir de los macrófagos, macrófagos, las que ocasionan una inflamación inflamación aguda de los tejidos. Hay enfermedades congénitas en las que la principal alteración comprende la acumulación intracelular de sustancias, como glucógeno y glucolípidos, son las enfermedades llamadas por acumulación, producidas por una mutación que afecta a una de las enzimas lisosómicas involucradas en el catabolismo de una sustancia determinada.
Endocitosis Es el paso de materiales desde el exterior de la célula hacia el interior. Comprende dos mecanismos diferentes: 1.- Fagocitosis: Es el proceso por el cual la célula extiende prolongaciones para incorporar el material extracelular designado a ser destruido por los lisosomas. Ejemplo: los neutrófilos y los macrófagos. 2.- La pinocitosis: Es el proceso por el cual la célula invagina porciones de la membran membrana a plasmát plasmática ica para para incorpo incorporar rar materi material al extrace extracelul lular ar disuel disuelto. to. Ejempl Ejemplo: o: células endoteliales de los capilares. Se reconocen dos tipos de pinocitosis: a) De fase fluida o inespecífica: capta líquidos y solutos del exterior celular en form forma a no selec selectitiva va y los los incl incluye uye en vesí vesícul culas as lisas lisas.. La form formaci ación ón de esto estoss comienza en áreas aparentemente no especializadas de la membrana plasmática, como una invaginación que se va profundizando hasta que el delgado cuello de la vesícula en formación se cierra y queda libre en el citosol. b) Adsorti Adsortiva, va, especí específic fica a o mediad mediada a por recepto receptores res:: Presenc Presencia ia de recepto receptores res transm transmemb embrano ranosos sos para para diverso diversoss ligand ligandos os extrace extracelul lulares ares.. Estos Estos recepto receptores res se concentran en zonas o parches de la membrana. Luego de la unión con el ligando, estas áreas comienzan a invaginarse y forman las llamadas fositas recubiertas, para luego profundizarse, cerrarse y dar origen a las vesículas con cubierta o recubiertas. Los receptores transmembranosos poseen un dominio intracelular que se une a una proteína llamada adaptina, que media la adhesión de los receptores a otro proteína intracelular, la clatrina. El conjunto receptor - adaptina - clatrina es el que media la adhesión al ligando y regenera las tensiones necesarias para deformar y plegar esa zona de la membrana, de modo de originar la fosita y por último la vesícula con cubierta. El cierre de las vesículas y la consiguiente separación de la membrana plasmática están mediados por una proteína llamada dinamina.
Endosomas También llamado receptosoma, y está relacionado con el tránsito de ligandos y receptores. Presenta un interior ácido, pH 5 - 5.5, la cual depende una bomba protónica dependiente ATP.
TEMA 9 MITOCONDRIA La palabra mitocondria proviene del griego: mitos = hilo y chondros =gránulo. Es un organelo dinámico que se mueve, agrupa y separa, fusiona y divide. Al micr microsc oscop opio io óptico óptico las las mito mitocon condr drias ias apare aparece cen n como como gránul gránulos, os, bast baston ones, es, filamentos o raquetas, para su observación se requieren tinciones especiales como como el verde verde jano, jano, fusc fuscina ina ácida ácida de Alta Altama mann nn y la hemat hematox oxililin ina a férri férrica ca de Regaud. Se distribuyen distribuyen dentro de la célula en los lugares donde la energía es más intensa intensa y son más abundantes en las células con un alto gasto energético como en el corazón, músculos estriados, hígado, túbulos distales del riñón. Las dimensiones de la mitocondria puede variar desde 0.5 um hasta um de ancho y de 1 um a 7 um de longitud. La mitocondria presenta una doble membrana una externa y otra interna de aproximadamente 7 nanómetros de espesor. La membrana interna presenta invaginaciones al interior a manera de tabiques denominados: Crestas mitocondriales. El número de crestas es muy variable, su aume aument nto o va relaci relacion onad ado o dire direct ctam ament ente e con las las neces necesid idad ades es ener energét gétic icas as.. Entre ambas existe un espacio de aproximadamente 10 nanómetros de espesor. El interi interior or de la mitoco mitocondri ndria a está está consti constitui tuido do de molécu moléculas las y macrom macromolé olécul culas as denominadas: Matriz mitocondrial.
Composición De Las Membranas Mitocondriales Hay notables diferencias entre la membrana externa y la interna.La externa tiene un 60% de proteínas y un 40% de lípidos, es permeable al agua, iones y sacarosa. Esta permeabilidad está relacionada con la presencia de una proteína llamada porina que forma canales acuosos y es permeable a moléculas menores de 10 Kda Kda incl incluy uyen endo do pequ pequeñ eñas as prot proteí eína nas. s. Pose Posee e poca pocass enzi enzima mass entr entre e ella ellass la monoaminooxidasa. La interna contiene un 80% de proteínas y un 20% de lípidos, carece de colesterol. Debido al alto contenido de cardiolipina es impermeable a iones y sacarosa. Es mas densa que la externa y posee proteínas transportadoras que permiten el pasaje selectivo de iones y moléculas algunas desde el espacio mitocondrial hacia la matriz y otras desde ésta hacia el espacio mitocondrial. Contiene las enzimas implicadas en la fosforilación oxidativa o cadena transportadora de electrones está integrada por un complejo enximático llamados NADH deshidrogenasa b y c1 citocromo oxidasa, la ubiquinona y el citocromo c.
La ARP sintetasa es un complejo proteico se denominan también como partículas F ubicadas en las inmediaciones de la cadena transportadora de electrones, presenta presenta dos sectores sectores uno transmembrano transmembranoso so Fo regresa los H+ desde el espacio intermembranoso a la matriz mitocondrial. La otra porción F, está orientada a la matriz y cataliza la formación de ATP a partir de ADP y fosfato. Entre las dos membranas forman el espacio intermembrano intermembranoso so cuyo contenido de solutos es similar al del citosol. La matriz contiene diversas moléculas entre ellas el complejo enzimático piruvato deshidr deshidroge ogenasa nasa,, involu involucrad crado o en descarb descarboxil oxilaci ación ón oxidat oxidativa iva que transf transforma orma el piruvato en acetilcoenzima A. Las enzimas del ciclo de Krebs, O2, ADP, NAD, enzimas de la beta oxidación de los ácidos grasos, gránulos de calcio, ADN circular. El ADN es doble helicoidal no se une a proteínas, está en forma de una cadena en disposición circular, consta de 16569 pares de bases, transcribe AUN ribosómico, de transferencia y mensajero para la traducción de proteínas. Trece tipos de ARN mensajero, ribosomas mitocondriales, ARN de transferencia. Los ribosomas mitocondriales constituidos por una subunidad mayor 35 s y una menor 25 s. El ribosoma ensamblado ensamblado varía de 55 s a 60 s. Siendo más pequeños pequeños que los de la Escherichia Coli. Son inhibidos en la producción proteica por el cloranfenicol y otros antibióticos.
Funciones De La Mitocondria La función principal de las mitocondrias es generar ATP. En presencia de O2 en la mitocondria ocurren reacciones enzimáticas en que permiten extraer la energía de los enlaces químicos de las moléculas de los alimentos tanto los lípidos, los hidratos de carbono y los aminoácidos forman el metabolito común que los integra al ciclo de Krebs a través de la producción de los grupos acetilo, y degradarlos hasta H2O, CO2 y urea. Unas de estas reacciones son: La descarboxilación oxidativa y el ciclo de Krebs que se producen en la matriz que produce produce energía energía que posteri posteriorme ormente nte donará donará su potenci potencial al energét energético ico para para la fosforilación de ADP a ATP. La fosforilación oxidativa ocurre en la membrana interna mitocondrial. Otras de las funciones de las mitocondrias es la remoción del calcio en caso de que éste aumente aumente en el citosol. La mitocondria a través de Ca ATPasa localizada en la membrana interna bombea el calcio hacia la matriz y lo retira del citosol cuando este aumento es peligroso para la célula.
La mitocondria interviene además para la síntesis de algunos aminoácidos y de los esteroides a través de la captación del colesterol y en la membrana interna por acción enzimática es transformada en pregnenolona y regresada al citosol para que el retículo endoplásmico liso la transforme en algún esteroide ejemplo: Testosterona, Testosterona, estrógenos, estrógenos, cortisol, cortisol, progestágeno progestágeno etc. en órganos como: Ovarios, Ovarios, suprarrenales y testículos.
TEMA 10 PEROXISO P EROXISOMAS MAS E INCLUSION IN CLUSIONES ES Peroxisomas Los Los pero peroxi xiso soma mass son son orga organe nelo loss pres presen ente tess en todo todoss los los tipo tiposs celu celula lare res. s. Encont Encontránd rándose ose princi principal palmen mente te en célula célulass hepáti hepáticas cas y renale renales. s. Son ovoide ovoidess y limitados por membrana. Contienen enzimas que oxidan sustratos específicos como ácido úrico, oxalacetatos, purinas, ácidos grasos y aminoácidos, el resultado de esta esta oxid oxidac ación ión es peróx peróxid ido o de hidró hidróge geno no,, un produ product cto o alta altame ment nte e tóxi tóxico co eliminado a su vez por la catalasa. La catalasa no sólo degrada el peróxido de hidrógeno producido en estos organelos, sino también los que se generan en otros sitios de la célula como mitocondria, retículo endoplásmico liso y citosol. Las enzi enzima mass ident identifific icad adas as para para los perox peroxis isom omas as son son 40. 40. Entr Entre e las las enzi enzima mass más más comunes de los peroxisomas peroxisomas se encuentran encuentran la catalasa, catalasa, la D-aminoácid D-aminoácido o oxidasa y la urat urato-o o-oxi xida dasa. sa. Los Los perox peroxis isom omas as que que cont contie iene nen n urat urato-o o-oxi xida dasa sa muest muestran ran estruct estructura urass cristal cristalina inas. s. Las enzimas enzimas de los peroxis peroxisomas omas se sintet sintetiza izan n en los ribosomas libres. Las degradaciones en los peroxisomas generan energía térmica y las oxidaciones de los ácidos grasos química. En este último caso las moléculas resultantes de acetil coenzima A pasan a las mitocondrias e ingresan en el ciclo de Krebs. La catalasa actúa también como enzima detoxificante en hígado y riñón. La vida media de los peroxisomas es de 4 a 5 días y se destruye por autofagia, su multiplicación es por fisión binaria, existe un síndrome llamado de Zellweger en donde los peroxisomas no contienen enzimas y los paciente mueren antes del primer año de vida.
Inclusiones Las inclusiones se consideran parte del citoplasma, algunas son productos de su actividad actividad metabólica metabólica que han quedado dentro de ellas. Estas sustancias incluyen alim alimen ento toss almac almacena enados dos y ciert ciertos os pigm pigmen ento tos. s. Los alim aliment entos os alma almacen cenado adoss comprenden a los carbohidratos; en forma de glucógeno siendo el suministro princ princip ipal al de gluco glucosa. sa. Prov Provie iene ne princi principa palm lment ente e del del híga hígado, do, pero pero tamb tambié ién n se encuentra en miocitos, neutrófilos y ciertos epitelios. Lípidos: los lípidos se acumulan en forma de triglicéridos en su mayor parte; son utiliz utilizados ados como como reserva reserva energét energética ica (tejid (tejido o adiposo adiposo). ). En otras otras célula célulass tienen tienen un significado del lesión celular (hepatocitos, cardiocitos o células tubulares renales) Inclusiones cristalinas o proteicas. Se encuentran en el citoplasma aunque pueden observarse en el núcleo mitocondrias, complejo de Golgi, retículo endoplásmico rugoso y gránulos gránulos de secreción. En algunos casos se consideran un subproducto subproducto metabólico que se incrementa con la edad.
Pigmentos: Exógenos:
Entran en el organismo, pero son originados fuera del él; lipócromos-caretenoides son abundantes en vegetales y dan color amarillo a la grasa. Minerales: tintas y substancias que forman parte de los tatuajes. Endógenos: Hemo Hemogl glob obin ina; a; en el inte interio riorr de los los eritr eritroc ocititos os que que al dest destru ruirs irse e dan lugar lugar a hemosiderina; de color pardo dorado puede encontrarse en bazo, hígado, médula ósea ósea.. Hem Hematoi atoidi dina na y bilir ilirru rubi bina na de col color amar amarilillo lo que que se oxid oxida a a verd verde e (moretones).Melanina: Pardo a castaño obscuro en la piel y sus anexos, ojo. Lipofuscina: presente en el corazón, neuronas y hepatocitos, aumenta con la edad.
TEMA 11. NUCLEO I Núcleo La forma del núcleo va de acuerdo a forma de la célula, ejemplo el núcleo es redondo en las células cúbicas de la glándula tiroides, elíptico en las células cilíndricas del intestino delgado, aplanadas en los epitelios planos como en las arterias y venas, lobulados en los neutrófilos. La posición del núcleo en las células es generalmente central, puede variar por la pola polari riza zaci ción ón y por por la infl influe uenc ncia ia de otro otross comp compon onen ente tes. s. Así Así en las las célu célula lass secretoras el núcleo se localiza en la base, en el músculo esquelético en posición lateral o periférico. En el plasmocito su núcleo es excéntrico. El núcleo núcleo es indispe indispensa nsable ble para la célula. célula. Compon Component entes, es, envoltu envoltura ra nuclear, nuclear, cromatina y nucleolo. El resto del núcleo constituye el nucleoplasma también llamado carioplasma o jugo nuclear.
Cisternas Perinucleares. La envoltura nuclear es una doble membrana externa e interna atravesada por poros. Entre ambas membranas nucleares queda un espacio de 25 a 40 nm, se le conoce como cisterna perinuclear. La membrana externa de la envoltura nuclear se continúa con la membrana del RER y puede tener ribosomas adheridos.
Lámina Nuclear La membrana nuclear interna se halla sostenida por la lámina nuclear ( o lámina fibrosa ), cuyo espesor es de 10 a 20 nm, se halla interrumpida a la altura de los poros, separa a la cromatina de la envoltura nuclear, esta lámina nuclear presenta filame filamento ntoss interm intermedi edios os que están están dispues dispuestos tos en diferen diferentes tes direcci direccione ones, s, está está compuesta por proteínas llamadas láminas A, B y C. Y forman dímeros. Se ensamblan para dar lugar a filamentos que se disponen en forma de malla cuadrangular. La lámina lámina nuclea nuclearr establ establece ece la forma forma genera generalme lmente nte esféri esférica ca de la envolt envoltura ura nuclear y le da cierta rigidez, e interviene en la disolución al comenzar la mitosis y se vuelve a formar en la telofase.
Poros Nucleares Estructura El número es de 3,000 a 4,000 que atraviesan las membranas, estableciendo una comunicación entre el citoplasma y el nucleoplasma. El diámetro del poro mide80 a 100 nm; presenta un material denso. El anillo del poro reduce el espacio útil a
unos 50 nm y está constituido constituido por 8 bloques formando un octámero, se organizan en tres subunidades o componentes. a) Columnares. b) Anulares. y c) Adluminales. De cada bloque se proyectan dos finas fibrillas; una se dirige hacia el citosol y la otra hacia el núcleo. Las fibrillas del núcleo de las 8 proteínas del poro (bloques) se reúnen en el interior del núcleo en una masa densa donde finalizan en una estruct estructura ura cerrada cerrada llamad llamada a jaula jaula nuclea nuclear. r. Estas Estas fibril fibrillas las está está implic implicadas adas en la captura de las proteínas que entran en el núcleo o salen de él. La entrada de proteínas proteínas hacia el núcleo se realiza por un mecanismo péptido péptido señal, que es una secuencia específica de aminoácidos que son reconocidos por componentes del citosol del complejo del poro. El péptido señal conduce a la proteína hacia el centro del complejo, al que atraviesa al poro, las proteínas deben ligarse con proteínas del citosol, llamadas nucleoporinas o importinas, las conducen a la superfi superficie cie de la envoltura envoltura nuclear nuclear y estas estas le ayudan ayudan a traves travesar ar el poro. El poro tiene la capacidad de dilatación de acuerdo al diámetro de la molécula a cruzar.
TEMA 11. NUCLEO II CROMATINA La cromatina es el material del que están constituidos los cromosomas. Es el compone componente nte más abunda abundante nte del núcleo, núcleo, está constit constituid uida a por DNA proteín proteínas as histónicas y no histónicas; se observa en los núcleos en interfase en forma de grumos o finamente dispersa.
DNA El DNA es una doble cadena helicoidal de 2.5 nm de ancho formado por una pentosa llamado desoxirribosa; cuatro bases; dos bases púricas: adenina, guanina y dos pirimídicas: tímica y citocina; y un grupo PO 43-. Estas moléculas se organizan en una supramacromolécula formando nucleósido, formado de una base y la pentosa que al agregarse un fostado da origen a un nucleótido. La doble cadena helicoidal se compone de nucleótidos, se orientan en direcciones opuestas complementarias siendo esta dirección 5' y 3'. Existen otro componentes que tienen íntima relación con ADN y son las proteínas histonas las cuales se dividen en 2 grupos: las nucleosómicas (H2A, H2B, H3, H4). El segundo grupo está constituido por las histonas H1 y sus subclases. Las histonas nucleosómicas forman un octámero cilíndrico compuesto por 2-HZA, 2-
H2B, 2-H3 y 2-H4, sobre el cual se enrolla el ADN dándole casi dos vueltas forman formando do al nucleo nucleosom soma a que constit constituty utye e la unidad unidad básica básica del enrolla enrollamie miento nto cromatínico, con un diámetro de 10 nm. Los nucleosomas nucleosomas están separados por un tramo de ADN especiador lo cual le da la apariencia a la cromatina de un collar de cuentas formando la fibra de 10 nm la cual cual debe debe exper experme ment ntar ar más más enrol enrollam lamie ient nto o inte integr grado adoss estr estruc uctu tural ral llam llamad ado o solenoide, conformado por 6 nucleosoma o también llamado fibra de 30 nm que depende de la H1 para su enrollamiento la cromatina continúa compactándose aún más sobre un eje de proteínas no histónicas formando lazo o bucles de diferente longitud dando una estructura final llamado cromosoma. El ARN es na cadena simple de nucleótidos, en la cual la pentosa es una ribosa y los bases pericas A-G y pinmídica U-C. Existen 3 tipos de ARN surgen de la transcripción del ADN, estos son ARN ribosómico al cual constituye los ribosomas junto con sus proteínas asociadas el cual representa el 70% del ARN celular. ARN mensajero determina la secuencia de las cadenas polipeptídicas que se sintetizarán en los ribosomas. ARN de transferencia que es el encafgado de transportar a los aminoácidos hacia los los ribos ribosom omas as para para sínt síntes esis is prote proteic ica a y const constitituye uye el 15% 15% del del ARN ARN celu celula lar. r.
NUCLEOLO Área dentro del núcleo compuesto de una región fibrilar que contiene los genes que codifican al ARNr 45s moléculas de ARNr de transcripción, ARN polime una región granular ponfenia con las distintos subunidades de de los ribosomas, la función es la sinteos y procesamiento del ARNr 45s y su asociación a los proteinas Integrativas de las subunidades ribosomales, mayor y menor.
TEMA 11. HETEROCROMATINA Y EUCROMATINA En algunos sitios del núcleo en interfase la cromatina se puede observar con un grado de enrollamiento mayor que la fibra de 10 o de 30 nm, a esta se le llama heterocromati heterocromatina. na. A la menos condensada se le llama eucromatina. eucromatina. (Fibra de 10 o 30 nm). Exis Existe te una una rela relaci ción ón dire direct cta a entr entre e el grad grado o de enro enrollllam amie ient nto o y la acti activi vida dad d transcr transcripc ipcion ional al del DNA, DNA, es decir, decir, el ADN que formar formará á el RNA. Un 10% de la eucromatina es la que posee DNA transcripcionalmente activo, necesita estar desenrollaa, como fibra de 10 nm para que diversas enzimas tengan espacio para leer la información. La heterocromatina es inactiva para la transcripción, ya que los nucleosomas se encuentran muy juntos y no existe espacio entre ellos para leer la información. La heterocromatina puede ser de 2 tipos: 1.- Constitutiva: Es la cromatina altamente condensada que se haya de manera constante en todos los tipos celulares del organismo y no se puede convertir en eucromatina. Los sitios en donde podemos observar esta heterocromatina en los cromosomas son los brazos cortos de los cromosomas acrocéntricos (13, 14, 15, 21 y 22), región centromérica y una parte del brazo largo del cromosoma Y. 2.- Facultativa: Varía de acuerdo con el tipo celular, de manera tal, que sectores de cromatina que aparecen como heterocromatina en un tipo celular, en otros se presenta como eucromatina. Ejemplo: Cuerpo de Barr en la mujer (cromosoma X inactivo).Durante la segunda semana del desarrollo intrauterino, el sexo femenino inactiva al azar uno de sus cromosomas X.
TEMA 12. CROMOSOMAS El material con el que están formados los cromosomas es el mismo que presenta la cromatina. Los cromosomas sólo se observan durante la división celular. Cada cromosoma está constituido por una larga molécula de ADN asociada a diversas proteínas. Estas proteínas son de 2 tipos: Histónicas y no histónicas; a este complejo de ADN y proteínas se le conoce como cromatina. Los cromosomas presentan 2 componentes filamentosos llamados cromátides las cuales se encuentran unidos por el centrómero o constricción primaria, además exhiben telómeros y múltiples orígenes de replicación y algunos, constricciones secundarias. El centrómero centrómero participa en el reparto reparto de los cromosomas cromosomas a las células hijas; en el centrómero centrómero existen existen regiones regiones en donde se ensamblan ensamblan placas proteicas proteicas necesarias necesarias para la unión de los microtúbulos del huso mitótico a ésta región se le conoce como cinetócoro. De acuerdo con la posición del centrómero hay tres tipos de cromosomas en el humano: A) Metacéntrico el centrómero localizado casi en posición central los brazos son sensiblemente iguales; un brazo largo y un brazo corto. B) Submeta Submetacént céntrico rico:: El centróm centrómero ero se encuent encuentra ra alejad alejado o de la parte parte centra centrall poseen un brazo corto y un brazo largo. C) Acro Acrocé cént ntri rico co el cent centróm rómer ero o se hall halla a cerca cerca de uno uno de los los extr extrem emos os del del cromosoma y los brazos se observan uno muy corto y otro muy largo. En el humano existen 10 cromosomas acrocéntricos que tienen además en el brazo corto pequeñas masas de cromatina en forma de polilla de tambor llamadas satélites. Estos cromosomas son los pares 13, 14, 15, 21 y 22. Los cromosomas homólogos se agrupan en 7 grupos de la A a la G: A = del 1 al 3 B = del 4 al 5 C = del 6 al 12 y cromosoma X D = del 13 al 15 E = del 16 al 18 F = del 19 al 20 G = del 21 al 22 y cromosoma Y El cariotipo es el estudio de los cromosomas ordenándose sobre la base de sus tamaños y posición de sus centrómeros. Los 46 cromosomas presentes en las células humanas consisten en 23 pares de cromosomas homólogos, 22 de éstos están presentes tanto en el hombre como en la mujer y reciben el nombre de autosomas, al par restante se les llaman cromosomas sexuales y corresponden al X y Y.
TEMA 13. CICLO CICL O CELULAR CE LULAR El ciclo celular corresponde al ciclo de vida de la célula así como la preparación para la siguiente división celular. El ciclo celular consiste en dos periodos: interfase, intervalo entre las divisiones celulares, celulares, y el periodo de división división celular (mitosis (mitosis y meiosis meiosis también conocidos como como fase fase M). M). El peri period odo o de inte interf rfas ase e es el más más larg largo o del del cicl ciclo o celu celula larr y comprende los periodos S o Sintético precedido y seguido por G1 y G2. *G = Intervalo - gap* En células cultivadas se ha visto que en un tiempo generacional de 16 hrs. G1 dura dura 5 hora horas, s, y las las célu célula lass tien tienen en un cont conten enid ido o de ADN ADN equi equiva vale lent nte e a 2 n. S 7 hrs. G2 3 horas. La célula contiene el doble de ADN es decir 4n. El doble da la cantidad de ADN presente en la célula diploide original. El periodo más variable es G1 puede durar días, meses o años. Las células que no se divi divide den n (nerv (nervios iosas as o de múscu músculo lo esqu esquel elét ético ico)) o que que se divid dividen en poco: poco: (Linfocitos) se hallan en el periodo G1 que en estos casos se denomina G0 porque las células se retiran del ciclo celular. Las células se clasifican de acuerdo a la dirección del ciclo celular en: Lábiles: Aquellas que tienen un ciclo celular muy corto y necesitan cambiar su población frecuentemente, Ej.: Células de los epitelios. Estables: Son aquellas que tienen un ciclo celular suspendido y que pueden entrar en el ciclo nuevamente si hay un estímulo para su división Ejemplo: Linfocitos periféricos, hígado, etc. Permanentes: Su ciclo celular está interrumpido. Son células diferenciadas que no se dividen Ej.: Células Cardiacas y neuronas. Los acontecimientos del ciclo celular están regulados por un sistema de control que vigila los pasos sucesivos para completar el ciclo, si no se cumplen las condiciones para pasar a la siguiente etapa el ciclo se detiene. Este Este sist sistem ema a de cont control rol se lleva lleva a cabo cabo princ princip ipal alme ment nte e por por dos dos grupo gruposs de proteínas que trabajan asociadas. La ciclinas y las quinasas dependientes de ciclinas. Antes de finalizar G1 hay un momento de transición en el que la célula debe tomar o no la decisión de dividirse éste momento momento del ciclo recibe el nombre de punto de control G1 o de arranque. La decisión es tomada ante la presencia presencia de sustancias sustancias inductoras provenientes de otras células.
G1 es el periodo en el cual los organelos organelos empiezan a ser duplicados, duplicados, las distintas distintas actividades celulares se llevan a cabo, al final de esta fase empieza la duplicación de centriolos. S: Al principio de la fase S se sintetizan las histonas y se replica el DNA. G2 es el periodo durante el cual la célula se prepara pala la mitosis se vigilan los pasos sucesivos para completar el ciclo. Si no se cumplen las condiciones para pasar a la siguiente siguiente etapa el ciclo se detiene. La célula contiene contiene el doble 4n de la cantidad de ADN presente en la célula diploide original. El tránsito de G1 a S se regula por la unión de ciclinas G1 a moléculas de quinasas dependientes de ciclinas CDk2 ambas moléculas unidas componen un complejo proteico denominado factor promotor de la replicación (FPR). La ciclina es la única cuya concentración concentración varía ya que comienza comienza a sintetizarse sintetizarse en el punto de control G1 y declina para desaparecer por completo en el curso de la fase G2, los niveles CDC2 se mantienen constantes e interviene también una ciclina mitótica que comienza a sintetizarse de la fase G2 lo cual compone el complejo llamado factor promotor de la mitosis ( FPM ). La inactivación de este factor tiene lugar entre la metafase y la anafase y sólo se produce si la totalidad de los cinetocoros se han ligado a los respectivos microtúbulos del huso mitótico.
