TEMA 1. CÉLULAS EUCARIÓTICAS Y PROCARIÓTICAS. UNIDAD TEMÁTICA
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 correspondientes subdivisiones. 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 envoltura nuclear, el ADN no esta asociado a proteínas, contiene un solo cromosoma, carece de nucleolo, de sistema de endomembranas, mitocondrias, lisosomas, peroxisomas y citoesqueleto. No realiza exocitosis ni endocitosis. Posee ribosomas más pequeños que las eucariotas ( 70S ) para su síntesis proteica. Las enzimas para la respiración y fotosíntesis se encuentran en la membrana plasmática. La locomoción se debe a una fibrilla única. La división se lleva a cabo por fisión binaria, antes de la división se duplica el 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 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 obtienen la energía de diversos hidratos de carbono, grasas y proteínas 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 llama pared celular. Contiene polisacaridos, lípidos y proteínas. 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 en un sitio llamado nucleoide; después de la replicación del DNA se halla unido a la membrana plasmática. Se cree que este punto de fijación contribuiría a la separación de los dos nucleoides hijos. Además del cromosoma, algunas bacterias contienen un pequeño DNA también circular llamado plasmido. 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, 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 poliribosomas. El resto de la célula se compone de agua, otros tipos de proteínas estructurales, enzimas y moléculas más pequeñas. LOS VIRUS. No son células, ya que dependen de otras células para su reproducción. Algunos virus presentan 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 más simples. Son 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 UNIDAD 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 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 encargadas de producir la mielina en el sistema nervioso, en donde la proporción proteína-lípido cambia a 20% de proteína y 79% de lípidos. Además todos los organelos membranosos presentan la misma 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 comportamiento a este modelo se le denomina " modelo de mosaico fluido ". La membrana plasmática no es visible al microscopio de luz. El microscopio microscopio electrónico permite su visualización, aunque la técnica de contraste negativo y criofractura - réplica ha mejorado su observación. El grosor es de aproximadamente de 10nm. Para estudiarla se han utilizado a los eritrocitos como células de fácil manejo para su experimentación, 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: fosfatidiletanolamina. fosfatidiletanolamina. Al ácido fosfórico unido al inositol: fosfatidilinositol. Al ácido fosfórico unido al glicerol: 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 molecular se le denomina ceramida. La ceramida unida a la colina 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 - perhidrofenantreno, el más común es el colesterol. La función de las moléculas de colesterol es aumentar la viscosidad de la membrana a 370C y mantener la fluidez a la disminución disminución de la temperatura. Todos los lípidos mencionados los encontramos en una bicapa, ya que estas moléculas en disolución acuosa se comportan como bipolos ( anfipatía ) uno hidrodrofóbico y otro hidrofílico. Las porciones hidrofóbicas se unen a 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 proteínas representan el componente funcional fundamental de las membranas biológicas. Desempeñan un importante papel en la estructura 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 parcialmente adheridas a una monocapa lipídica por medio de enlaces covalentes. Proteínas Proteínas periféricas no penetran en el interior hidrofóbico y se asocian a la membrana con interacciones interacciones débiles, ya sea con proteínas integrales, 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 membranosas más estudiadas son la del eritrocito, las más conocidas son: glucoforinas, proteínas proteínas en banda 2.1, 3, 4.1, anquirina, espectrina, actina, tropomiosina, aducina y la gliceraldehido - 3 - p - deshidrogenasa. HIDRATOS DE CARBONO Los hidratos de carbono están presentes en la membrana plasmática unidos a proteínas ( glucoproteínas glucoproteínas ) o unidos a lípidos ( glucolípidos ). Se encuentran 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 responsable del proceso de autosellado. Así es posible introducir una fina micropipeta micropipeta de vidrio en el interior de una célula con el fin de inyectar una substancia, efectuar mediciones, etc. Al retirar la micropipeta, micropipeta, el pequeño orificio en la membrana se cierra por sí mismo. Existen numerosos procesos fisiológicos que dependen de la movilidad de las proteínas: procesos de transporte, enzimáticos, adhesión, entre otros, que es posible gracias a la fluidez de la membrana. El colesterol aumenta la impermeabilidad impermeabilidad de la bicapa, aumenta 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 organización de dominios membranosos y la adhesión celular. La célula 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 transmembranosa banda 3, que además es un canal de intercambio aniónico. Existen numerosas proteínas que no se unen directamente directamente a la membrana del eritrocito que contribuyen a la estabilidad de su esqueleto. TEMA 2. MECANISMOS DE TRANSPORTE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA UNIDAD TEMÁTICA
La presencia de la membrana establece una neta diferencia entre el líquido intracelular y extracelular en el que está inmersa la célula. Esta diferencia está conservada utilizando procesos naturales como difusión y transportando transportando substancias 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 carga neta, si las moléculas se transportan a favor del gradiente de concepción este proceso ocurre espontáneamente y se habla de transporte 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 ). Canales iónicos, permiten el paso de un solo ion. Tienden a saturarse a altas concentraciones. 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 proteína transportadoras o permeasas constituyen la difusión facilitada, son muy específicas y discriminan incluso entre isómeros. ( Glucosa, galactosa ). Dentro de las proteínas transportadoras se incluyen los ionóforos ( móviles y formadores de canales ) Ejemplo: valinomicina,
gramicidina e ionóforo A23187. Los transportadores transportadores pueden llevar un solo tipo de moléculas, moléculas, transporte sencillo o UNIPORTE o simultáneamente dos tipos de moléculas COTRANSPORTE. Si las substancias se transportan en la misma dirección se denominan transporte 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 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 plasmática y en las membranas internas como las del retículo sarcoplásmico. Glucoproteína P- 170. Se encuentra en membranas plasmáticas de los hepatocitos, enterocitos enterocitos y células del epitelio renal. Bomba de Na+ y K+ ( electrogénica ). Transporte Activo Secundario: En este caso se utiliza la energía potencial 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 microscopio electrónico o se trata de líquidos con substancias disueltas se llama pinocitosis. La exocitosis 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
El citoesqueleto está formado por microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. intermedios. Estas estructuras se encuentran suspendidas suspendidas en el citosol, 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 encuentran constantes en todas las células. Son estructuras lábiles ( inestables ). Tienen un diámetro de 22 a 25 nm y pueden llegar a ser muy largos. Cada microtúbulo visto transversalmente está formado por un anillo de 13 subunidades globulares ( protofilamentos ) de 4-5 nm de diámetro: tridimensionalmente 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 misma cantidad de tubulina a y b. Aparte de las tubulinas existen 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, 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 o MAP1C: realizan el transporte de sustancias hacia el extremo ( - ) de los microtúbulos. 3.- Dineina ciliar: es la responsable del desplazamiento microtubular 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 pericentriolar ). El comienzo de la formación de un microtúbulo se llama 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 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 Mecánica: Proporcionan un citoesqueleto a la célula, por los que les brinda estabilidad. Morfogénesis. Polarización y motilidad celular. Transporte Transporte intracelular. intracel ular. 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. Están compuestos por proteínas fibrosas que se combinan en dímeros helicoidales, los cuales se asocian y forman tetrámeros alargados, se 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.- Neurofilamentos: se acomodan irregularmente en el citoplasma de las neuronas. Proporcionan un esqueleto al pericarion, axones y dendritas manteniéndoles su forma y facilitando el transporte celular. 2.- Citoqueratinas: es el tipo más complejo de filamentos intermedios. intermedios. Forman una parte importante en las uniones intercelulares y matriz de los epitelios. 3.-Glioproteína fibrilar ácida: se encuentran presentes presentes en el citoplasma y en las prolongaciones de los astrocitos. 4.- Vimentina: característico de las células de origen mesenquimatoso. 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; 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 membrana II, interacción con la actina polimerizada disponiéndose 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 ( + ). Existen agentes como la citocalacinas y faloidinas que interfieren en la polimerizaciónpolimerización- despolimerización de la actina. FUNCIONES Mecánica: Resistir tensiones. Desplazamiento celular. Contracción en celulares no musculares. Transporte de materiales. Morfogénesis. Adhesión celular. TEMA 3. COMPONENTES CELULARES 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, revelando revelando que estas estructuras existen en células tan diversas como las mesoteliales, hepatocitos, ovocitos, etc. Algunos epitelios de revestimiento presentan microvellosidades largas y numerosas numerosas hacia la superficie apical, llamándole chapa estriada en los enterocitos; ribete en cepillo en el túbulo proximal proximal del riñón y estereocilios en el epidídimo y conducto deferente. En el epitelio intestinal, el microscopio 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 de guante. En el centro de cada microvellosidad existen filamentos 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. prolongaciones. Los filamentos de actina están polarizados con su extremo + hacia la membrana de la punta de la microvellosidad, estabilizados estabilizados en esta zona por puentes de aactinina. Los filamentos paralelos de actina permanecen permanecen estructurados por puentes transversales de villina y fimbrina. La membrana plasmática 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 microfilamentos de actina en relación con la miosina II, espectrina, tropomiosina 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. microvellosidades. La función de las microvellosidades es la absorción. La superficie externa de las microvellosidades microvellosidades intestinales está cubierta por una gruesa capa de glucoproteínas, glucoproteínas, llamada glucocáliz, responsable de la actividad enzimática de disacaridasas y oligopeptidasas oligopeptidasas que posee la membrana de la chapa estriada para la absorción de nutrientes. Los estereocilios son microvellosidades 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 prolongaciones rígidas del tipo de los estereocilios, aunque aquí su función es la de intervenir en la transducción sensorial. CILIOS Y FLAGELOS 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 rodeado 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, microtubular, que constituye el elemento esencial para la motilidad. La longitud del axonema es de varios micrómetros en los cilios y puede llegar a más de 1 mm en los flagelos. Su diámetro es de 0.2 mm. El axonema está rodeado 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 que el microtúbulo B es más grande, pero 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 microtúbulo B del par vecino, y un tallo más delgado unido permanente al microtúbulo A al que pertenece. La nexina conecta entre sí a los pares periféricos de microtúbulos. 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 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, 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 diámetro, formados a su vez por subunidades globulares. Estas fibrillas y filamentos cumplen un papel estructural, al servir de fijación al cuerpo basal. Si se observa una hilera de cilios puede apreciarse que la contracción es metacrónica 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, inmóviles, y esto lleva a bronquiectasia, 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 ( diplosomas ) y una zona que contienen los satélites centriolares o material pericentriolar, donde se insertan los extremos negativo de los microtúbulos, por lo que se considera el centro organizador de los microtúbulos ( COMT ). Los centriolos están formados por microtúbulos. Son cilindros huecos, perpendiculares entre sí , que miden 0.2 x 0.5 mm en promedio. Sus paredes están formadas por 9 triples de microtúbulos unidos entre si, con una inclinación 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 que 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 encuentran ya los dos pares de centriolos, que durante la división celular participan en la formación del huso mitótico. TEMA 4. UNIONES INTERCELULARES INTERCELULARES UNIDAD TEMÁTICA Las células se conectan entre sí por medio de uniones intercelulares, intercelulares, con el fin de adherir físicamente a la membrana adyacente adyacente o conectar eléctricamente o metabólicamente metabólicamente a células de los tejidos entre sí. Las uniones intercelulares se dividen en 3 grupos: 1 ) Unión oclusiva. 2 ) Unión adherente: Desmosoma puntiforme, banda de adhesión y hemidesmosoma. 3 ) Unión comunicante. 1.- Uniones oclusivas: Antiguamente llamadas uniones estrechas o " zónula
occludens ". Son regiones especialmente diferenciadas para cerrar el espacio intercelular intercelular y evitar de este modo el paso de sustancias a través tr avés 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. Estas son proteínas transmembranosas, la 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 ellas un microambiente especial. Estas barreras son: hematoencefalica, hematoencefalica, la hematotesticular, la hematobiliar y la hematoocular. Otra función importante es la de contribuir significativamente a establecer y mantener la polaridad de los epitelios. Las células polarizadas transportan agua, iones y otras moléculas de un comportamiento comportamiento biológico a otro. Otra función es, en el esqueleto membranoso, actúar como barrera contra la difusión 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 )Uniones adherentes 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 numerosos desmosomas. Al microscopio electrónico revela que los desmosomas puntiformes son áreas focales circulares de adhesión, de 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 plasmáticas desmosómicas desmosómicas adyacentes son paralelas. En el lado citosólico existe una placa intracelular discoide hacia la que convergen numerosos filamentos intermedios. Estos filamentos son una especie de lazo formando un arco, sobre la placa intracelular regresando hacia el citoplasma. GLUCOPROTEÍNAS GLUCOPROTEÍNAS TRANSMEMBRANOSAS DE ADHESIÓN DESMOSÓMICA. Están representadas representadas por la familia de las cadherinas, a este grupo pertenecen las desmogleinas 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 INTRACELULAR DESMOSÓMICA. Las desmoplaquinas I y II son proteínas de la placa densa submembranosa de los desmosomas. Todos los desmosomas poseen desmoplaquina I, mientras que las desmoplaquina 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 desmoiquina, la desmocalmina y el polipéptido de la banda 6 son proteínas menos abundantes.
FILAMENTOS INTERMEDIOS. Los filamentos intermedios proporcionan el sostén mecánico intracelular, al formar un armazón estructural para el citoplasma que se une entre sí a todos los desmosomas de las células. Los filamentos, que provienen de las profundidades del citoplasma y de otros desmosomas, 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 desmosomas de los epitelios estratificados son los más frecuentes. Los filamentos intermedios intermedios involucrados son del tipo citoqueratinas. citoqueratinas. Los desmosomas puntiformes entre las prolongaciones de los astrocitos poseen filamentos intermedios intermedios de tipo glioproteína fibrilar ácida; mientras que los discos intercalares de los cardiocitos son del tipo desmina.
b ) .- BANDA DE ADHESIÓN. ( ZONULA ADHERENS, UNIÓN INTERMEDIA, DESMOSOMA EN CINTURÓN, DESMOSOMA EN BANDA ). Las bandas de adhesion forman una franja o anillo que une a las celulas adyacentes por debajo de la superficie epitelial, inmediatamente después después de las uniones oclusivas. GLUCOPROTEÍNAS GLUCOPROTEÍNAS TRANSMEMBRANOSAS DE ADHESIÓN. Existen diferentes cadherinas 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 INTRACELULARES DE CONECCIÓN Y MICROFILAMENTOS. En el interior de cada célula se encuentran microfilamentos microfilamentos de actina, que circula alrededor alrededor del contorno celular en relación con la banda de adhesión, se conectan con los dominios citosólicos de las cadherinas por medio de proteínas de conección llamadas cateninas, cateninas, de las cuales existen la vinculina y la a actinina. Los microfilamentos microfilamentos de actina interactúan con proteínas motoras del tipo miosina II, ejercen cierta tensión en la zona de uniones continuas de las láminas 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 placa densa citoplásmatica del hemidesmosoma,donde se insertan los filamentos de citoqueratina, posee una o varias proteínas semejantes a las desmoplaquinas de los desmosomas puntiformes. Las glucoproteínas transmembranosas de adhesion de los hemidesmosomas son las integrinas que no pertenecen a la familia de las cadherinas. cadherinas. En la lámina basal, a nivel de los hemidesmosomas, se hallan unas estructuras lineales llamadas filamentos ancladores, ancladores, en los cuales se puede demostrar la presencia presencia de calinina/niceína 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 la bicapa lipídica de cada una de las membranas celulares conectadas; conectadas; quedando un espacio entre ellas, el canal hidrofílico para la comunicación comunicación 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 UNIDAD TEMÁTICA
ÁCIDO RIBONUCLEICO ( ARN ) Es un polímero de nucleótidos como el ADN. Difiere de él en la composición de la pentosa, 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 y 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 interviene la polimerasa III y las proteínas promotoras promotoras de la transcripción. El ARN de transferencia 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 una forma que asemeja un trébol de cuatro hojas. El 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 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 que forman la subunidad menor se les 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 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 en donde se produce el ensamblaje del ARN - t, ARN - m y las fracciones de la subunidad mayor y menor para comenzar la traducción de la síntesis proteica. 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. 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 específicas para la producción producción de la proteína. 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 del ARNm UAA, UGA, UAG indistintamente, entonces la subunidades menor y mayor se separan 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. rugoso. Los ribosomas procariotes tienen en la subunidad menor ARNr 16S y 21 tipos diferentes de proteínas. La subunidad mayor 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 bloqueando su síntesis proteica. Ejemplo: La estreptomicina afecta el inicio de la traducción, la eritromicina impide la traslocación del del ARN - m, la tetraciclina no permite la agregación de los ARNt, el cloranfenicol impide las uniones peptídicas, destruyendo destruyendo por tanto a las bacterias. Los ribosomas de las mitocondrias humanas son más pequeñas que 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 polirribosomas ) y en el interior de la mitocondria. TEMA 6. RETÍCULO ENDOPLÁSMICO UNIDAD TEMÁTICA 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 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. 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 a la membrana del retículo endoplásmico rugoso ( RER ) aquellos 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, y las proteínas procesadoras pueden pertenecer al RER, al aparato de Golgi, a los gránulos de secreción o al espacio extracelular. Un ejemplo es la colágena sintetizada por el fibroblasto, fibroblasto, la que como procolágeno, precursor proteico, que mantiene la señal se le denomina preproproteína. El ARNm para el colágeno, produce primero, preprocolágeno, este después de la extracción del péptido señal es convertido en procolágeno que más tarde es secretado y despegado nuevamente por las procolágeno peptidasas extracelulares 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 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 retículo endoplásmico rugoso es abundante en las células que sintetizan proteínas secretoras como las del páncreas, parótida, etc. RETÍCULO ENDOPLÁSMICO LISO Es una red de canales anastomosados entre sí, menos abundante que el retículo endoplásmico rugoso, y predominantemente en células que sintetizan esteroides, esteroides, triglicéridos y colesterol. Se encuentra muy desarrollado 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 en la biosíntesis de triglicéridos y fosfolípidos, fosfolípidos, entre ellos las filipasas o translocadores translocadores fosfolipídicos que permiten los movimientos de una a otra mitad de la bicapa, moviendo las moléculas de la cara citosólica a la luminal. Síntesis de derivados lipídicos: incluyen los esteroides, quilomicrones, quilomicrones, lipoproteínas 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 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 devolverlo a las membranas del REL para completar la síntesis de andrógenos, estrógenos, progesterona o corticoides suprarrenales. suprarrenales. Destoxificación
Consiste en transformar drogas liposolubles en compuestos ionizables altamente hidrolizables para ser eliminados rápidamente principalmente principalmente por la 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 intervienen, sistemas oxidativos, flavoproteínas, flavoproteínas, desmetilaciones, desaminaciones y transferasas. El retículo endoplásmico puede hipertrofiarse siendo responsable de algunas tolerancias farmacológicas 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 UNIDAD TEMÁTICA ESTRUCTURA El aparto de Golgi consta de varias unidades conectadas entre sí, a estas 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 referencia referencia al sentido de la polarización en la cara cis se encuentran 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 vesículas sufren cambios dento del aparato de Golgi para luego ser transportadas 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, pero estructuralmente similar. La membrana la encontramos pues en los dictiosomas en esta membrana encontramos hidrolizas y peroxidasa. Las enzimas que más encontramos son de varios tipos: glicosil - transferasas que interfieren en la glicosilación de los oligosacaridos, oligosacaridos, y sulfo - transferasas que agregan grupos sulfatos a las proteínas hidrocarbonatadas. FUNCIONES Participa en la secreción proteica agregándoles a las proteínas
oligosacaridos de diferentes diferentes tipos como los ricos en manosa complejo, e híbridos, oligosacaridos unidos a nitrógeno. Entonces se dice que la proteínas 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 gangliódisos y otro glucoesfingolípidos. glucoesfingolípidos. Ésta se produce mediante el agregado en secuencia de monosacáridos a la ceramida o al acepto glucolípido. glucolípido. Debido a sus funciones se deduce que en el hígado se encuentra en forma abundante el aparato de Golgi. TEMA 8. LISOSOMAS UNIDAD TEMÁTICA
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 membrana no se encuentra en contacto con las enzimas hidrolíticas. La membrana lisosómica posee una cubierta interna de oligosacáridos especiales especiales y es resistente a las enzimas que contiene. El proceso de digestión intracelular se realiza dentro del lisosoma. Otra característica del lisosoma es que su interior presenta un pH ácido ( aproximada-mente de 5 ) y se debe a la presencia de una bomba protónica que consume ATP en la membrana del lisosoma. Los lisosomas son polimórficos, sobre todo en lo que respecta a su tamaño y a la irregularidad de su estructura interna, esto sugiere el dinamismo de los lisosomas. Se han reconocido 4 tipos de lisosomas de los cuales uno es 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 membrana. El material englobado es progresivamente digerido por 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.- Cuerpos residuales. Resultan de una digestión incompleta. Pueden 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. Muchos de los componentes celulares, como las mitocondrias, se remueven por intermedio de los lisosomas. Los organelos citoplasmáticos se rodean de una membrana de retículo endoplásmico endoplásmico liso y luego se descargan en estas vacuolas las enzimas lisosómicas destruyendo su contenido. Ciertas proteínas citoplasmática tienen señales especiales ( secuencias KFERQ ) que hacen que sean captadas por los lisosomas para su digestión. Las enzimas lisosómicas son sintetizadas en el retículo endoplásmico rugoso, éstas pasan al aparato de Golgi para su maduración, concentración concentración y empaquetamiento empaquetamiento final. El aparato de Golgi no sólo selecciona las proteína 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 que es una enzima para el lisosoma es la siguiente: La enzima sintetizada cae a la luz de la cisterna del retículo endoplásmico endoplásmico rugoso donde es glucosilada, con la manosa. En la cara cis del aparato de Golgi, se fosforila la manosa para formar manosa 6-fosfato ( Man6P ). Ésta posee receptores para la Man6P que capta a las enzimas lisosómicas y luego son transportados a través de sus compartimientos, 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 exterior celular en cantidades masivas. En estos casos existe deficiencia 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 interpretadas por el aparato de Golgi como destinadas a la secreción. Lo mismo ocurre si no hay receptor de Man6P. La membrana del lisosoma puede ser labilizada por las vitaminas liposolubles ( K, E, D y A ) y las hormonas esteroideas. esteroideas. La cortisona y los antinflamatorios antinflamatorios no esteroideos tienden a darle estabilidad a la membrana. 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 enzimática intracelular de sustancias. Los materiales ingeridos, así como los que provienen de la 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 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 fagocíticas cuyos lisosomas digieren los restos de la mucosa, el material extracelular y parte del endometrio. endometrio. 3 ) Otro ejemplo es la glándula mamaria después de la lactancia. Los lisosomas tienen una importancia particular en medicina, ya que están involucrados en muchas enfermedades y síndromes, como la artritis reumatoidea, reumatoidea, silicosis, asbestosis y en la gota, en las cuales se producen liberación de enzimas lisosómicas a partir de los macrófagos, macrófagos, las que ocasionan una inflamación aguda de los tejidos. Hay enfermedades congénitas 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 membrana plasmática para incorporar material extracelular disuelto. Ejemplo: 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 forma no selectiva y los incluye en vesículas lisas. La formación de estos 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 ) Adsortiva, específica o mediada por receptores: Presencia de receptores transmembranosos para diversos ligandos extracelulares. Estos receptores 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 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 necesarias para deformar y plegar esa zona de la membrana, membrana, de modo de originar la fosita y por último la vesícula con cubierta. El cierre de las vesículas y la consiguiente consiguiente separación de la membrana plasmática plasmática están mediado 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. ATP. TEMA 9 MITOCONDRIA UNIDAD TEMÁTICA
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 microscopio óptico las mitocondrias aparecen como gránulos, bastones, filamentos o raquetas, para su observación se requieren tinciones especiales como el verde jano, fuscina ácida de Altamann y la hematoxilina férrica de Regaud. Se distribuyen dentro de la célula en los lugares donde la energía es más 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 aumento va relacionado directamente con las necesidades energéticas. Entre ambas existe un espacio de aproximadamente 10 nanómetros de espesor. El interior de la mitocondria está constituido de moléculas y macromoléculas denominado: 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 permeabilidad está relacionada con la presencia de una proteína llamada porina que forma canales acuosos y es permeable a moléculas menores de 10 Kda incluyendo pequeñas proteínas. Posee pocas enzimas entre ellas 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 dos sectores uno transmembranoso Fo regresa los H+ desde el espacio intermembranoso intermembranoso a la matriz mitocondrial. La otra porción F, está orientada a la matriz y cataliza la formación de ATP ATP a partir de ADP y fosfato. Entre las dos membranas forman el espacio intermembranoso cuyo contenido de solutos es similar al del citosol. La matriz contiene diversas moléculas entre ellas el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, involucrado en descarboxilación oxidativa que transforma 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 varía de 55 s a 60 s. Siendo más 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 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 energía que posteriormente donará su potencial energético 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 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 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, estrógenos, cortisol, progestágeno etc. en órganos como: Ovarios, suprarrenales y testículos. TEMA 10 PEROXISOMAS E INCLUSIONES UNIDAD TEMÁTICA PEROXISOMAS Los peroxisomas son organelos presentes en todos los tipos celulares. Encontrándose Encontrándose principalmente en células hepáticas y renales. Son ovoides y limitados por membrana. Contienen enzimas que oxidan sustratos específicos como ácido úrico, oxalacetatos, purinas, ácidos grasos y aminoácidos, el resultado de esta oxidación es peróxido de hidrógeno, un producto altamente altamente tóxico 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 endoplásmico liso y citosol. Las enzimas identificadas para los peroxisomas son 40. Entre las enzimas más comunes de los peroxisomas se encuentran la catalasa, la D-aminoácido oxidasa y la urato-oxidasa. Los peroxisomas que contienen urato-oxidasa muestran estructuras cristalinas. Las enzimas de los peroxisomas se sintetizan 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 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 metabólica que han quedado dentro de ellas. Estas sustancias incluyen alimentos almacenados y ciertos pigmentos. Los alimentos almacenados comprenden a los carbohidratos; en forma de glucógeno siendo el suministro principal de glucosa. Proviene principalmente del hígado, pero también se encuentra en miocitos, neutrófilos y ciertos epitelios. Lípidos: los lípidos se acumulan en forma de triglicéridos en su mayor parte; son utilizados como reserva energética ( tejido adiposo ). En otras células tienen un significado del lesión celular ( hepatocitos, cardiocitos o células tubulares renales ) Inclusiones Inclusiones cristalinas o proteicas. proteicas. Se encuentran en el citoplasma aunque pueden observarse en el núcleo mitocondrias, complejo de Golgi, retículo endoplásmico rugoso y gránulos de secreción. En algunos casos se consideran un 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 substancias que forman parte de los tatuajes. Endógenos: Endógenos: Hemoglobina; en el interior de los eritrocitos que al destruirse dan lugar a hemosiderina; hemosiderina; de color pardo dorado puede encontrarse en bazo, hígado, médula ósea. Hematoidina y bilirrubina de color amarillo que se oxida a verde ( 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 UNIDAD TEMÁTICA 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 polarización y por la influencia de otros componentes. componentes. Así en las células secretoras el núcleo se localiza en la base, en el músculo esquelético esquelético en posición lateral o periférico. En el plasmocito su núcleo es excéntrico. El núcleo es indispensable para la célula. Componentes, Componentes, envoltura 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 filamentos intermedios que están dispuestos en diferentes diferentes direcciones, 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 nuclear establece la forma generalmente esférica de la envoltura 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 estableciendo una comunicación comunicación entre el citoplasma y el nucleoplasma. 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 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 estructura cerrada llamada jaula nuclear. nuclear. Estas fibrillas está implicadas en la captura de las proteínas que entran en el núcleo o salen de él. La entrada de proteínas hacia el núcleo se realiza por un mecanismo 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 nucleoporinas o importinas, las conducen a la superficie de la envoltura nuclear y estas le ayudan a travesar el poro. El poro tiene la capacidad de dilatación de acuerdo al diámetro de la molécula a cruzar. TEMA 11. NUCLEO II UNIDAD TEMÁTICA CROMATINA La cromatina es el material del que están constituidos los cromosomas. Es el componente más abundante del núcleo, está constituida por DNA proteínas proteínas 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-. Éstas 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 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 formando al nucleosoma que constitutye la unidad básica del enrollamiento cromatínico, con un diámetro de 10 nm. Los 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 debe expermentar más enrollamiento integrados estructural llamado 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 aminoácidos hacia los ribosomas para síntesis proteica y constituye el 15% del ARN celular. 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 procesamiento del ARNr 45s y su asociación a los prot. integrativas de las subunidades ribosomales, mayor y menor. TEMA 11. HETEROCROMATINA Y EUCROMATINA UNIDAD TEMÁTICA
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 heterocromatina. A la menos condensada se le llama eucromatina. ( Fibra de 10 o 30 nm ). Existe una relación directa entre el grado de enrollamiento y la actividad transcripcional transcripcional del DNA, es decir, el ADN que formará el RNA. Un 10% de la eucromatina 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. información. La heterocromatina es inactiva para la transcripción, ya que los nucleosomas se encuentran muy juntos y no existen espacio entre ellos para leer la información. 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 11. CROMOSOMAS UNIDAD TEMÁTICA
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 participa en el reparto de los cromosomas a las células hijas; en el centrómero existen regiones en donde se ensamblan placas proteicas 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 centrómero localizado casi en posición central los brazos son sensiblemente iguales; un brazo largo y un brazo corto. B ) Submetacéntrico: El centrómero se encuentra alejado de la parte central poseen un brazo corto y un brazo largo. C ) Acrocéntrico el centrómero se halla cerca de uno de los extremos 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 12. CICLO CELULAR UNIDAD TEMÁTICA 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 celular ( mitosis y meiosis también conocidos conocidos como fase M ). El periodo de interfase es el más largo del ciclo celular y comprende comprende los periodos S o Sintético precedido 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 5 horas, y las células tienen un contenido de ADN equivalente 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 dividen ( nerviosas o de músculo esquelético ) o que se dividen 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, 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 sistema de control se lleva a cabo principalmente por dos grupos de proteínas 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 del ciclo recibe el nombre de punto de control G1 o de arranque. La decisión es tomada ante la presencia presencia de sustancias inductoras provenientes provenientes de otras células. G1 es el periodo en el cual los organelos empiezan empiezan a ser duplicados, las distintas actividades celulares 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 etapa el ciclo se detiene. La célula 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 denominado factor promotor de la replicación ( FPR ). La ciclina es la única cuya concentración varía ya que comienza a 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 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.
