CELULA.

Todos los organismos estan rodeadas de una membrana que contiene una solución acuosa concentrada de sustancias químicas.

Capacidad para crear copias de si misma.

Morfologia y funcional.

CELULA

Es el nivel de organización de la materia más pequeño con capaciddad para metabolizar y autoperpetuarse, por lo tanto, tiene vida y es el responsable de las caracteristicas vitales de los organismo.En ella ocurren todas las reacciones químicas necesarias para mantenernos como individuos y como especie.

Hacen posible la fabricación de nuevos materiales para crecer, reproducirse, repararse y autorregularse, asi como la energia para todo ello.

El descubrimiento de la celula:

Robert Hooke 1665 observando en el microscopio comprobo que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamo celulas. Fue el primero en utilizar este termino.

Antony Van Leeuwenhoek 1673 fabrico un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas celulas como protozoos y globulos rojos. Observo bacterias y protozoos.

Mathias Scheiden 1838 botanico aleman que llego a la conclusion de que todos los tejidos vegetales estaban formados por celulas.

Thedor Schwam 1839 zoólogo alemán, extendio las conclusiones de Scheiden a los animales y postuló el primer concepto sobre teoría celular: Las células son la parte más elemental de las plantas y animales.

Rudolf Virchow 1858 fue pionero en describir la teoria celular, afirmando: Cada animal es la suma de sus unidades vitales, cada una de las cuales contiene las caracterisiticas de la vida. Todas las celulas provienen de otras celulas. Enfatizando que las enfermedades surgen no en los organos o tejidos en general, sino, de forma primaria en células animales.

TEORIA CELULAR.

Estos estudios y los realizados posteriormente permitieron establecer en el s. XIX lo que conocemos como TEORIA CELULAR, que dice lo siguiente:

1. Todo ser vivo está formado por una o más células. 2. La célula es lo más pequeño que tiene vida propia: es la unidad anatómica y fisiológica

del ser vivo. 3. Toda celula procede de otra preexistente.

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4. El material hereditario pasa de la celula madre a las hijas.

Considerando lo anterior podemos decir que la celula es:

1. La unidad estructural: todos los seres vivos estan formados por celulas. 2. La unidad de función: de ellas depende nuestro funcionamiento como organismo. 3. La unidad de origen: no se puede concebir a un organismo vivo si no está presente al

menos una célula.

PROPIEDADES DE UN SER VIVO.

Nivel de organización: Las células tienen la propiedad de organizarse a distintos niveles: átomos, moléculas, polímeros, orgánulos celulares y finalmente células. Nutrición: Las celulas toman sustancias dle medio y las usan para la obtención y trasnformación de la energia necesaria para su metabolismo. Crecimiento: Los sistemas vivos utilizan las sustancias que asimilan para sintetizar biomoléculas que contribuyen a su crecimiento y autorreplicación. Diferenciación: durante el periodo el ciclo celular se modifican ciertas estructuras celulas que conducen a cambios en su morfologia y función. Señalización química: Hay celulas que requieren señales quimicas que en organismos pluricelulares facilitan la comuncicación intercelular, que permitira la diferenciación y que cada célula cumpla su función. Respuesta a estímulos: Ocasionados por cambios físicos o químicos en el ambiente interno o externo. Estos cambios son recibidos generalmente por receptores que son sensibles a sustancias tales como hormonas, factores de crecimiento u otros compuestos. La respuesta más común puede conducir a alteraciones metabólicas, desplazamiento celular incluso apoptosis ( muerte celular ). Evolucion: las celulas pueden sufrir cambios para adaptarse a medios particulares, o para sobrevivir. Se pueden establecer arboles filogénicos que muestran las relaciones existentes entre ellas. Capacidad de autorregulación: La celula necesita mecanismos de control para corregir errores los que cada uno de sus pasos es esencial para que se de el siguiente. La ncesidad de autorregulacion se hace evidente cuando falla alguno de los puntos de control, como ocurre en el caso del cancer.

DIVERSIDAD DE CÉLULAS.

La celula pueden ser diferentes en aspecto , forma , tamaño y función. En cuanto a su forma puede ser: fusiformes, estrelladas, circulares, poligonales, etc. En cuanto a su tamaño: desde varias micras hasta varios metros.

Las celulas tambien son diferentes en cuanto a sus requerimientos quimicos y actividades.

1. Algunas necesitan oxigeno para vivir. 2. Para otras el oxigeno es mortal ( anaerobias ) . 3. Algunas necesitan luz, aire, sol y agua como materiales básicos : autotrofas. 4. Otras necesitan una mezcla de sustancias complejas producidas por otras celulas

( heterotrofas). 5. Algunas se especializan en producir sustancias particulares ( hormonas, almidón,

pigmentos).

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6. Algunas, como el músculo son máquinas de quemar combustible para realizar trabajo mecánico.

ORGANISMOS PLURICELULARES. ---------------------------Especialización celular.

1. Variadas en su aspecto y función. Esta diferenciación proviene de la forma en que se usan las instrucciones genéticas.

2. Similares en su interior. Todas tienen la misma información genética.

Nada inferiro a una célula puede considerarse estructura viviente.

VIRUS !

CELULAS BAJO EL MICROSCOPIO.

OPTICO. S. XVII------Atraviesa la muestra un haz de luz visible Aumento de 1000 veces.

- Con el se ven celulas vivas. La estrucutra interna puede verse tiñendo con colorantes y aprovechando el diferente indice de refracción de la luz de los distintos organulos.

ELECTRONICO. 1930.

- Atraviesa la muestra un haz de electrones. Aumento de 1 millon de veces. - De transmisión similar al potico. - De barriod: dispersa electrones de la muestra. Se usa para observar con detalle la

superficie.

Muestra con preparación cuidadosa. No se pueden ver celulas vivas. Se ven con mucho detalle los organulos celulares.

TEMA 2.

ORIGEN DE LA CELULA

Los fosiles más tempranos encontrados hasta el momento, que se asemejan a las bacterias actuales, datan de hace 3400 - 3500 milloes de años, sobre 1100 millones de años despues de la formación de la Tierra.

Requerimientos energéticos: Pueden ser dos.

1. Heterótrofos: depende de fuentes externas de moleculas organicas para obtener su energia. ( animales, hongos y muchos organismo unicelulares).

2. Autotrofos: organismos que se autoalmientan. Sintetizan sus propias moleculas organicas a partir de de moleculas inorganicas simples. ( organismo fotosinteticos en su mayoria).

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NO PUEDE CONSIDERAR SER VIVO

El flujo de energia en la biosfera es: la energia radiante del sol es canalizada por medio de los autotrofos fotosinteticos y estos la pasan al resto de formas de vida.

Estructura de la celula:

La celula es una estructura consituida por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma y material genético ( ADN ) . Posee la capacidad de realizar tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

Membrana plasmatica: una membrana que la separa del medio pero que le permite el intercambio de materia.

Citoplasma: una solución acuosa en el que se llevan a cabo reacciones metabolicas.

Orgánulos subcelulares: estructuras subcelulares, separadas por la membrana, que desempeñan diferentes funciones dentro de la célula.

Núcleo: Contiene el material genético, formado por ácidos nucleicos.

SIMILITUDES DE LA CELULA EUCARIOTA Y PROCARIOTA.

•Lenguaje genético idéntico: ADN. El material genético dirige las actividades de la célula y le permite reproducirse y pasar las características a la progenie.•Rutas metabólicas comunes.•Ambas tienen membrana celular, que funciona como barrera de permeabilidad selectiva.•Ambas pueden tener pared celular, pero de composición diferente.•Región nuclear rodeada por citoplasma.•Presencia de ribosomas en el citoplasma de ambos tipos de células.•En algún momento de la historia de la Tierra, algunas células eucariotas se escindieron de un tronco procariota y evolucionaron de forma independiente.

CÉLULA PROCARIOTA•El material genético, ADN, está libre en el citoplasma. Formado por un solo cromosoma grande! circular,! débilmente! asociada! a proteínas. Está en una zona llamada nucleoide.•Citoplasma indiferenciado.•Sólo posee unos orgánulos: ribosomas.•Menores que las células eucariotas.•Pared celular formada por peptidoglicanos.•Movilidad mediante flagelos constituidos por flagelina.•Es el tipo de célula que presentan las bacterias.

CELULAS EUCARIOTAS

•El! material! genético! ADN!está estructurado en numerosos cromosomas y está rodeado por la membrana nuclear y forma el núcleo.•ADN asociado a proteínas: histonas.•Poseen un gran número de orgánulos en el citoplasma: mitocondrias, cloroplastos, peroxisomas, retículo endoplasmático, aparato de golgi, lisosomas, vacuolas.

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•Pared celular en células vegetales compuesta por celulosa, pectina, lignina.•Movilidad celular por cilios y flagelos constituidos por tubulina.•Es el tipo de célula que presentan el resto de seres vivos.

DEFINICIONES:

Centriolos: interviene en la división celular y en el movimiento de la célula. Mitocondrias: responsables de la respiración celular, con la que la celula obtiene la energia necesaria. Nucleo: contiene las instrucciones para el funcionamiento celular y la herencia en forma de ADN. Reticulo: red de canales donde se fabrican los lipidos y proteinas que son transportados a la célula. Aparato de Golgi: red de canales y vesículas que trasportan sustancias al exterior de la célula. Vacuolas: vesiculas llenas de sustancias de reserva o desecho. Lisosomas: vesiculas donde se realiza la digestión. Ribosomas: responsables de la fabricación de proteinas.

Funciones celulares: nutrción, relación y reproducción.

Nutrición celular: engloba los procesos destinados a proporcionar a la celula energia para realizar todas sus actividades y materia organica para crecer y renovarse.

En la nutrición heterotrofa ( celulas animale ): - La membran permite el paso de algunas sustancias. - La celula incorpora particulas mayores mediante fagocitosis. - Una vez incorporadas estas sustancias son utilizas en el metabolismo celular

En la nutrición autotrofa ( células vegetales ): - La célula atrapa la energia de la luz solar. - La celula incorpora agua, CO2 y sales minerales y mediante la energia atrapada fabricasus propios alimentos ( fotosintesis). - Una vez fabricadas, estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular.

El metabolismo celular:

Es el conjunto de reacciones quimicas que ocurren en la celula con la finalidad de obtener energia y moleculas para crecer y renovarse.

La respiración celular es una de las vias principales del metabolismo, gracias a la cual se obtiene energia en forma de ATP. Tiene lugar en las mitocondrias.

Relacion celular:

Mediante la función de relación las células reciben estímulos del medio y responden a ellos. La respuesta más común a estos estímulos es el movimiento, que puede ser de dos tipos:

1. M. Ameboide: Se produce por la formación de pseudopodos, que son expansiones de la membrana plasmatica producidos por movimientos del citoplasma.

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2. M. Vibratil: Se produce por el movimiento de cilio y flagelos de la célula. REPRODUCCIÓN CELULAR.

A partir de la celula progenitora se originana dos o más descendientes. Es un proceso que asegura que cada descendiente tenga una copia fiel del material genetico de la celula madre.

En las celulas procariotas se produce la división simple por bipartición:

El ADN de la bacteria se duplica y forma dos copias identicas. Cada copia se va a un punto de la celula y más tarde la celula se divide en dos mitades. Asi se forman dos celulas hijas iguales, más pequeñas que la progenitora.

REPRODUCCIÓN CELULAR.

En la división celular se produce la división por un proceso llamado mitosis.

1º en la profase: el ADN se encuentra en forma de cromosomas, la membrana del núcleo se deshace y los centriolos se han duplicado. 2º en la metafase: se forma el huso mitólico, filamentos a los que se unen los cromosomas. 3 en la anafase: las dos mitades de cada cromosoma se separan hacia polos opuestos de la celula. 4º desaparece el huso y se forman las dos nuevas membrana nucleares. La celula se divide en dos celulas hijas.

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SERES UNICELULARES

Son los seres de organización más sencilla. Estan formados por una sola celula. Son microscopicos y pueden ser procariotas ( bacterias) o ecuariotas ( algas y levaduras ). Pueden agruparse para formar una colonia, que se origina a partir de una sola celula que se divide. Las celulas hijas quedan unidas entre si formando la colonia. Existen protozoos y algas.

ORGANISMOS PLURICELULARES.

Los seres pluricelulares estan formados por una gran número de celulas y tienen ademas las siguientes caracteristicas:

1. Existe diferenciación celular. Cada forma celular realiza una función especifica. 2. Las celulas no pueden separarse del organismo y vivir independientemente. Necesitan

de las otras para vivir. 3. Se forman a partir de una célula madre o cigoto. 4. Las celulas se agrupan en tejidos, los tejidos forman organos y los organos forman

aparatos o sistemas., que forman en conjunto al organismo.

TEMA 3

La celula viva consite en un sistema de moleculas que se autorreproducen en el interior de un recipiente. El recipiente es la membrana plasmatica. Todas las celulas tienen, y sin

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ella no habria vida. Sirve como barrera para que el contenido no se escape y permite el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior.

Las membranas celulares son:

- Estructuras moleculares que permite a las celulas existir de forma indendiente. - Tienen multiples funciones.- Espesor de unos 5 nm. - Se visualizan con el microscopio electronico. - Esta formada por una bicapa lipidica que contiene tambien proteinas.

Su función: - Compartimentación celular. - Barrera de permeabilidad selectiva.- Señalización celular.- Metabolismo celular.

Composición: Lipidos polares ( Fosfolipidos , esfingolipidos y colesterol ) y proteinas.

La bicapa lipidica: es la responsable de la estructura fundamental de la bicapa y actua como barrera de permeabilidad.

Moleculas proteicas: otras funciones de la mebrana, como son el transporte y recepción de señales. Les confieren a las distintas membranas sus caracteristicas individuales.

ESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS MOSAICO FLUIDO DE LIPIDOS Y PROTEINAS.

- Bicapa lipidica y proteinas de 5-10 nm. Asimetria. - Estructura fluida y dinámica. - Permeabilidad muy selectiva. - Estructura polarizada. Potencial de mebrana sin reposo de - 60 a - 80 mV.

ESTRUCTURA FLUIDA Y DINÁMICA.

1. La velocidad de la difusión lateral depende de la fluidez de la membrana que a su vez depende de la temperatura y de la composición lipídica. 2. El colesterol tiene un efecto especifico sobre la fluidez. Depende de su concentración. 3. La fluidez de las membranas es importante por: - Permite a las proteinas difundan con rapidez ( señalización celular). - Permite que lipidos proteinas difundan desde donde se sintetizan hasta donde realizan

su función. - Posibilita la fusión de membranas. - Garantiza que las moléculas de las membranas se distribuyan de forma equitativa a las

celulas hijas tras su ddivisión celular.

- La membrana no es una estructura estática. - Tiene dos tipos de movimientos: lateral y trasnversal ( trasnlocasa ) .

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Un elemento FUNDAMENTAL de la estrucutra de la membrana CELULAR----------- 2 capas de lípidos.

Estrucutra molecular y compartimentos de los lípidos.

Los lipidos de membrana son moléculas anfipaticas: cabeza y cola apolar. Los lipidos más abundantes en las membranas son los fosfolipidos (fosfatidilcolina). El medio acuoso se agrupan mediante asociaciones no covalentes: interacciones hidrofibicas y fuerzas de va der walls.

Formados por C, H y O mayoritariamente y ocasionalmente N, P y S. - Son poco solubles en agua y solubles en disolventes organicos. - Son móleculas pequeñas.- Generalmente tienen una cabeza hidrofilica y una varias colas hidofobicas.- Son sustancias anfipaticas.

Funciones de los lípidos.

Reserva: consituyen principalmente reserva del organismo, un gramo de grasa produce 9,4 kcal en la oxidación metabólica. Los acidos grasos y aciglicéridos constituyen la función de reserva principal. Estructura: forman la bicapa lipidica de las membranas citoplasmaticas y de los organulos celulares. Trasnportadora: trasnportan los lipidos desdel el Intestino hasta el tejido adiposo ( funciones del tejido adiposo mantener la fluidez en el cuerpo, se encuentra depositado en gotas pequeñas de grasa ). Clasificación:

Tienen acidos grasos en su estructura y encontramos ACIDOS GRASOS: saturados e insaturados. LIPIDOS SAPONIFICABLES: Trigliceridos o grasa ( aceites, mantecas, sebos). LIPIDOS INSAPONIFICABLES ( Terpenos, esteroides, hormonas eicosanoides).

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LOS ACIDOS GRASOS

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El grado de saturación de los acidos grasos influye en las interacciones entre los lipidos de membrana, y por lo tanto en la fluidez de las grasa y de las membranas que forman la parte ( en el punto de fusión).

TRIGLICÉRIDOS O GRASAS.

La mayor parte de las grasas almacenadas en el organismo estan en forma de triglicéridos. 2. Son insolubles en agua. Se acumulan en forma de gotas de grasa en los tejidos

adipocitos. 3. La composición de acidos grasos saturados e insaturados que tengan determina si son: - Aceites- Grasa- Sebos. 4. Función de las grasas almacenadas en los animales: - Producción de energía - Producción de calor- Aislamiento.

Ácido Graso es la cadena larga esterificado con un alcohol de cadena larga. Son tan hidrofobas que actuan como repelentes de agua, por eso aparecen en las plumas de las aves, hojas de plantas, cera de abejas. Su dureza viene dad por la longitud de la cadena y el grado de saturación.

ESTEROIDES

Son lipidos no saponificables, derivados del esterano.

Son esteroles, acidos y sales biliares y hormonas esteroideas.

COLESTEROL

Es un esterol que deriva del esterano. Molecula debilmente anfipatica. Muy voluminosa y rigida, más que el resto de componentes de mebrana. Constituye el 25% de los lipidos de algunas membranas.

El colesterol es el precursor de ácidos y sales biliares y hormonas esteroideas.

COMPOSICIÓN DE LOS LÍPIDOS DE MEMBRANA.

Diferente composición lipidica de: 1. Las membranas de las diferentes celulas. 2. Las membranas de los diferentes organulos celulares. 3. La cara interna y externa de una membrana ( asimetria de la membrana).

La composición de ácidos grasos de las membranas de microorganismos varía, para mantener la fluidez con:

- La temperatura.- Composición del medio de cultivo. - Estado Fisiológico de la celula.

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ASÍMETRIA DE LA MEMBRANA.

Sólo en cara externa identificación de células. Forman el glucocalix.

Afecta tanto a los lípidos como a las proteinas.

TIPOS DE PROTEINAS.

Perifericas ( cambios de ph, agentes quelantes, urea). Intrinsecas o integrales de membrana: detergentes. Ejemplo: glucoproteina ( proteina integral de la membrana del eritrocito). Dominio exterior con glucidos asociados, 1 helice trasnmembrana y el extremo carboxilo hacia el citosol. La función de la glucoproteina el reconocimiento celular.

Proteinas PERIFÉRICA DE MEMBRANA:

Asociados a su extremo amino o carboxilo llevan un fosfolípido o un glucolipido que se integra en la membrana.

PROTEINAS DE MEMBRANA.

Glicoforina: glucoproteina en la que la porción transmembranosa es una helice alfa de paso único. Los carbohidratos de la parte externa son el 64 % de su peso.

Proteina Banda 3: formada por dos monómeros. Multiples hélices transmembrana que forman un canal hidrofilo para el pasa de cloro y acido.

Glucoproteina: Este en la membrana del eritrocito formando tetrámeros.

Anquirina o preteina banda 2.1: Conecta la proteina banda 3 de la mb plasmatica con la proteina esqueletica espectrina.

Proteinas esqueléticas: espectrina, actina, tropomisonina, banda 4.1 y aducina: todas relacionadas entre ellas formando una red esquelética.

Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa: proteina periférica interna.

La composición de los lípidos y proteinas de membrana depende del reino, especie, tejido, tipo celular y tipo de membrana.

CONCEPTOS ESENCIALES

1. Permiten que las células creen barreras que encierran a determinadas moléculas en compartimentos especificas.

2. Estan formadas por una doble capa de moléculas lipídicas mezcladas con proteinas. 3. La bicapa lipídica es la responsable de la estructura y función de la barrera de la mb. 4. Las moléculas lipídicas de la membrana se ordenan de tal manera que se autosellan.

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5. En la membrana hay 3 clases fundamentales de lípidos: fosfolipidos, glucolipidos y colesterol.

6. La bicapa es liquida y las moleculas de lipidos pueden desplazarse. 7. Ambas capas de la bicapa poseen un composición diferente, ya que ambas caras

tienen diferente función.8. La composición lipídica de la mb es modificada para mantener su fluidez.9. Las proteinas de mb son las responsables de la mayoria de las funciones que realiza. 10. Las proteinas se extienden a lo largo de toda la membrana en forma de helice alfa. 11.Otras proteinas se unen a un lado de la membrana mediante enlaces covalentes con

otras proteinas de membrana o lípidos. 12. Muchas proteínas y lípidos expuestos hacia la cara externa de la célula tienen unidos

azúcares que sirven para proteger las células y participan en el reconocimiento celular.13. Las mb están sostendas por una red de proteínas asociadas a ellas. Son las proteínas fibrosas.

TEMA 4.

TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA.

En el interior hidrofobo de la bicapa lipidica crea una barrera de paso de moleculas hidrofilicas (incluido iones).

A menos tamaño - mayor hidrofibidad, aumenta la velocidad de difusión a través de la membrana.

Las moléculas no polares, pequeñas ( Co2 y o2): difunden facilmente a traves de las membranas. Moleculas polares sin carga: si su tamaño lo permite, difunden con facidad ( agua, etanol) Glicero ya es mayor y no la atraviesa. Iones y moleculas cargadas: la membrana es muy impermeable a esta molécula.

Las membranas celulares: 1. Permiten el paso de agua y moleculas no polares pequeñas mediante difusión simple2. Necesitan proteinas de transporte especiazlizadas para transportar iones, azúcares,

aminoácidos y otros metabolitos.

Es necesario ya que la celula necesita intercambiar moléculas con el medio extracelular y la membrana plasmática controla este transito.

Moleculas hidrosolubles: co2 y o2, difunden a traves de la bicapa.

El resto de necesitan proteinas de transporte de membrana tanto para transporte pasivo como acitvo. Las proteinas trasnportadoras: poseen partes moviles. Desplazan las moléculas mediante un cambio confromacional.

La proteina cana: forman los poros hidrofilicos. La mayoria dejan pasar iones y se llaman canales iónicos.

La proteina trasnportadora:

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Permite el paso a traves de la membrana de solutos que encajan en un sitio de unión de la persona y los trasnfieres mediante cambio de conformaciones de la proteina.

Son proteinas muy especificas que hacen que este trasnporte sea muy selectivo.

Las proteinas en canal:

Discriminan el trasnporte de unos solutios y no otros por el tampo y la carga electrica de estos.

Difusión Simple:

Movimiento aleatoria de moleculas a traves de la membrana a favor de gradiente de concentraciones hasta alcanzar la maxima concentración a ambos lados de la membrana.

Transporte pasivo:

Aquellos solutos cuya velocidad de difusión no es suficiente, necesitan un trasnportador: proteina de membrana que acelera su paso. Puede ser impulsado por gradiente de concentración y por fuerzas electricas.

Pueden realizarlo: Muchas proteinas trasnportadoras y todas las proteinas en canal.

El transportador pasivo:

Trasnportador de glucosa: molecula sin carga. Presente en celulas hepaticos y mamíferos.

Atraviesa la membrana plasmatica al menos 12 veces. Adopta 2 conformaciones diferentes.

Despues de la comida: mayor glucosa en el exterior celular: la glucosa se fija a los sitios de nión expuestos a la parte exterior de las células. Luego la proteina cambia de confromación y los libera en el interior.

En ayuno: mayor glucosa interiro celular porque el glucagon induce a la degradación de glucógeno. La glucosa se fija a los sitios de unión expuesto a la parte inferior de la celula. Luego la proteina cambia de confromacion y los libera en el exterior.

Trasnporte de glucosa es bidireccional, y la dirección depende del gradiente de concentración de glucosa a traves de la membra ( uniporte ).

Transporte pasivo: trasnporte de moléculas con carga eléctrica.

La membrana electrica posee un potencial de mebrana: La parte citopasmatica de la membrana posee un potencial negativo respecto al exterior. Esta fuerza impulsa solutos de carga positiva al interior y los de carga negativa al exteriror.

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La fuerza que impulsa a un soluto cargado es la resultante de dos fuerzas y se llama gradiente electroquímico. Gradiente de concentración. Voltaje a través de membrana. Este gradiente determina la dirección del transporte pasivo.

Na ( mayor concentración en el exterior ) . Tiende a entrar en las celulas.

K ( mayor concentración en el interiro ) .: el gradiente electroquimico, por ello el desplazamiento a traves de la membrana es escaso.

Transporte activo:

Sólo lo llevan a cabo las proteinas trasnportadoras capaces de aprovechar una fuente de energia.

En contra de gradiente de concentración o gradiente electróquimico.

Hay 3 tipos de trasnporte activo.

1. Sistema de cotransporte. 2. Bombas iónicas acopladas a la hidrolisis de ATP. Bompas impulsadas por la luz ( bacterias).

Bombas de Na-K.

1. Hidrolizan ATP para forma ADP y sacar el sodio de la célula. De forma simultanea el potasio al interior de la celula. Esta proteina actua como trasnportadora y como enzima. Representa el 30 % del consumo de ATP de las células animales. Trabaja de forma continuada para sacar el sodio que continuamente entra por otras proteinas transportadoras o canales. Tiene que mantener una concentración interna de Na de 10 a 30 veces menor que la de fuer. El Sodio que saca mete 2 potasios. Quoabian: glucosido vegetal toxico que se une a boma e impide que se una el potasio.

Bomba de Na-K ( ATP ASA) .

Funcionamiento cíclico.

El sodio se fija a la boma en el interior.

Se activa la atpasa. Se hidroliza un atp y la bomba se autofosforila. La fosfoliración hace que se produzca el cambio confromacional de la bomba y libere el Na en el exterior. exponiendo el sitio unión de K. Se une al K en el exterior. Se desfosforila la boma. Cambio confromacional de la bomba a la situación interior, hace que el K se libere en el interior.

Sistema cotransporte:

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Es el trasnporte de sustancias que normalmente atraviesan la membrana celular cuya energia es requeria para el transporte y deriva del gradiente de concentración de los iones.

Simporte: El trasnporte de dos moleculas que se produce en la misma dirección.

Antiporte: Si se produce en dos direcciones opuestas.

Las proteinas que lo realizan se llaman trasnportadores acoplados.

Se utiliza el gradiente de Na para introducir glucosa en las celulas del intestino. Estas celulas tienen dos tipos de trasnportadores de glucosa. Es el dominio apical ( hacia el lumen), tiene simportadoraes de glucosa- Na que captan glucosa de forma activa subiendo la glucosa intracelular.

En los dominios basa y lateral hay uniportadores de glucosa pasivos: liberan glucosa en respuesta a un gradiente de concentración para que la usen sobre los tejidos.

VENTAJAS DE LA BOMBA NA-K+.

Contribuyen al mantenimiento del equiilbrio osmótico de las celulas animales.

Los iones Na y Cl tienen a entrar continuamente a la célula.

La bomba Na y K tiene que trabajar permanentemente para sacarlos y evitar que entre agua y estalle.

Osmosis: desplazamiento de agua de un región con baja concentración de soluto a una con alta concentración hasta igualar las concentraciones.

Presión osmótica: Presión necesaria para detener el flujo de agua.

BOMBA DE CALCIO

Su misión es:

mantener la Calcio intracelular, ya que se puede unir a muchas molecualas y modificar su actividad.

El calcio intracelular muy reducidaEl calcio extracelular mucho mayor. Se mantiene gracias a las bomas de calcio impulsadas por ATP. La bomba de Ca es una atpasa que se fosforila y desfosforila de forma ciclica.

BOMBA DE H

Celulas vegetales, hongos y bacterias no tiene de Na k- en sus membranas plasmaticas. Tienen bombas de hirogeno que los sacan al medio extracelular. En la mayoria de los casos mediante atpasas acopladas a un hidrolisis de atp.

En algunas bacterias fotosinteticas el gradiente de H se genera por la actividad de bombas de h.

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Aquí el transporte de solutos al interior depende del gradiente electroquimico de H. Entraran mediante sinportadores de H.

En membranas de algunos organulos como lisosomas o caculolas hay un tipo de h. atpasa. que bombea H desde el citosol al interiror del organulo para mantener el ph neutro y el ph acido en el interior del organulo.

CANALES IÓNICOS.

Casi todos estan relacionados con el transporte de iones de forma individual, sobre todo Na, Cl y Ca. Hay más de 100 tipos diferentes. Un organismo sencillo de tener muchos tipos. El gusano C. Elegans tiene 68 canales de K diferentes y relacionados entre sí.

Se diferencian entre si por la selectividad iónica y la regulación de la apertura.

San el sodio contaminante del interior del Potasio para evitar que entre agua y explote en la célula.

Tipos de regulación de apertura de los canales:

Regula por voltaje depende del portencial de membrana. Regulado por ligando: depende de la unión de una molécula a la persona canal. Regulado por estres: depende de una fuerza mecánica ejercida sobre el canal.

POTENCIAL DE MEMBRANA.

Acumulación de iones no contrarestada por la acumulación de la misma cantidad de signo contrario. Esto se detecta como una acumulación de carga eléctrica.

Celulas ciliadas auditivas.

Vibraciones sonoras inducen apertura de los canales y permiten el flujo decisiones con carga positiva hacia el interiro de la célula, generando una señal electrica que se trasnmite al nervio auditivo.

Canales regulados por la unión del neurotransmisor acetilcolina ( células y musculares). Cuando se une, se abre y se cierra de forma fluctuante y deja pasar iones positivos.

Canales regulados por voltaje. Fundamentales en la propoagación de señales eléctricas en las celulas nerviosas. Tambien estan en otras celulas.

Poseen dominios proteicos especializados llamados sensores de voljtaje, sensibles a las modficaciones dle potencial de membrana para abrir el paso del canal.

La alteración del potencial de membrana no afecta a la amplitud de apertura, sino que modifica la probabilidad que el canal este abierto ( 10% o 90 % de los canales estan abiertos.

Canales iónicos ( proteina en canal ) .

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Presentan una ventaja respecto a las proteinas trasnportadoras: velocidad 1000 veces mayor.

Su papel es inducir la permeabilidad transitoria de la membrana a determinados iones para que difundas con rapidez en respuesta a sus gradientes electroquimicos cuando los canales estan abiertos.

Canal abierto: paso de iones con rapidez.

Esta ráfaga de electrones equivale a un pulo electrico, es decir, modifica el potencial de membrana.

El potencial de membrana es el elemento fundamental de la actividad electricas de las celulas.

EXOCITOSIS

Procesos inverso a la endocitosis. La célula vierte al exterior diversas sutancias ( SECRECIÓN CELULAR ).

Secreción celular constitutivas:

Todas las celulas de forma continua mediante vesiculas procedntes del aparato de Golgi que se fusionan con la mb plasmática. Se secretan receptores de superficie o componenetes de la matriz extracelular y tambien renovación de la mb plasmática.

Secreción regulada.

Sólo en celulas secretores cuando son estimuladas por un mensajero quimico que se une a los receptores de mb generando cambios intercelulares, como aumento de la concentración de Ca. Secreción de sustancias a a la luz de un organos: enzima digestivas, hormonas, liberación de neurotransmisores.

EXOCITOSIS.

Vesículas de secrección regulada MAYORES que las de secrección constitutiva y emanan del ap. de golgi como vesículas recubiertas de claritina que se pierde al desplazarse.

Las vesículas de la secrección consitutiva tambien proceden el ap. de golgi, pero carecen de claritina y estan recubiertas de otras proteinas llamadas coatomeros, que se mentienen durante el desplazamiento de la vesicula por el citoplasma.

Cada tipo de vesicula se dirigira a un lugar de la celula. En la superficie debe haber algun marcados de acomplamiento con el organo diana y en la mb de este un receptor para ese marcador. Receptor y marcados se llaman proteinas trampa, y tienen un mecanismo de control de acoplamiento dependiente de la hidrolisis de GTP.

El citoesqueleto interviene en el desplazamiento de las vesículas y consume energia.

SEÑALIZACIÓN CELULAR

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BIOLOGIA RESUMEN !

Las celulas señalizadoras producen moleculas y excretan al torrente sanguineo para que pueda llegar a todas las celulas que tengan al receptor especifico de dicha molecula señalizadora. En el caso de las plantas circulan a traves de la sabia. En los animales las células que producen estas moléculas se denomina células endocrinas y es el tipo de funcionamiento de las hormonas.

La señalización paracrina es aquella en la cual la célula señalizadora produce una señal que va dirigda a las celulas cercanas y que tiene el receptro de esa molecula. La señalizacion neuronal es aquella señal que mandan las neuronas a las celulas estan en el otro extremo del axon y pueden estar a corota o larga distancia dependiendo de su longitud.

La señalización dependiente de contacto: es aquella en la cual la celula señalizadora tiene la molecula de señalizacion la cara externa de la membrana y se va a unir a otra celula cercana que tiene el receptor en la cara externa de la membrana y le transmite la función. La célula señalizadora es la que recibe la molécula señalizadora.

La señalización endocrina es aquella en la que la molecula señalizadora es secretada al torrente sanguineo. La célula señalizadora es la que recibe la molécula señalizadora. Tiene que ser liberada al medio extracelular.

La señal recibida por la célula se une al interiro de la célula a una cascada de señalización. La cascada de señalización amplifica la señal al interior de la celula. Cuando una enzima activa otra enzima el numero de moléculas afectadas aumenta geometricamente.

La función de la cascada de señalización: trasnducción, trasmite, amplifica, distribuye y modulación.

Moléculas señalizadoras ( proteinas, aminoacidos, peptidos , esteroides, derivados acidos, derivados grasos y gases disueltos ) .

Atraviesa la membrana ( hormonas esterorideas y tiroides).

En el Oxido nítrico, es una gas:

- Se forma a partir de aa Arg. - Dilata los vasos sanguíneos. - Difunde a través de la membrana. - Liberan las células endoteliales en respuesta a un estimulo nervioso. - Activa guanilato ciclasa. GTP----------------GMPc.- Corisol, estradiol, testosterona y tiroxina: Se unen a proteinas receptoras que regulan la trasncripción de genes.

Receptores asociados con Proteinas G. Cuando la molecula señalizadora se une a una molecula transmembrana de 7 segmentos esta sufre un cambio de su confromación que le permite activar a una proteina G. Deba de la membrana plasmatica zona citosolica. La proteina G está compuesta por 3 subunidades:

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1. Alfa , beta y gamna, dos de las cuales se unene a la membrana plasmatica por medio de colas lipidicas. y son cortas ejemplo alfa y gamma.

En estado inactivo la subunidad alfa tiene unido GDP y la proteina G G1. esta inactiva.

Cuando una molecula extracelular se une al receptor este activa la proteina G1, haciendo que la subunidad alfa pierda su afinidad por la molécula GPD, que se reemplaza por una molecula de GTP separandose de la subunidad alfa, de las 2 otras subunidades beta y gamma que se encuentran unidas.

De otra manera, las 2 partes de la porteina G pueden interaccionar con otras proteinas de membrana para transmitir señales a diferentes lugares.

La subunidad Alfa tiene actividad GTPA, hidroliza GTP para dar GDP, que queda unido a la subunidad alfa, quedan inactivo y se vuelve a unir a las 2 subunidades Beta y Gamma.

1. La proteina G activa el adenitalato ciclasa a partir de ATP y se obtiene AMP cíclico, encargado de ir a las rutas metabolicas y las activa. Ej. AMP irá a la mitocondría y activa la ruta metabólicoa.

Hay proteinas G que regulas los canales iónicos, que regulan enzimas, adenilato ciclasa y fosfolipasa C.

La proteina G activa la fosfolipasa C, que produce inositol IP3 y dialglicerol DAG), estas moleculas se les llama segundo mensajeros. Se producen grandes cantidades en el interior de la célula. Via de la fosfolipasa C, rompe el fosfolípido de inositol dando lugar a inositol 3 fosfato ( IP3) y un diacilglicerido que activa los canales de calcio del reticulo endoplasmático.

Este proceso genera una cascada e señalización.

La proteina de membrana cuyo dominio es citosolico actua como enzima , forma un complejo con otra.

Las anormalidades presentan papel importante en los receptores que puede dar iniciación de cancer. La mayoria de estos tienen un dominio citosólico que funciona, como una proteiquinasa de tirosina fosforila cadenas laterales de tirosina. Se denominaran receptores tiroinquinasa. La IP3, intereacciona con los canales de Calcio del reticulo endoplasmatico, abriendolos y liberando calcio en el citoplasma. La fosfolipasa C, una vez activada la proteina G, actua sobre los fosfolipidos de inositol de la membrana, liberando IP3 y DAG.

RECEPTORES ASOCIADOS A CANALES IÓNICOS.

Son especificos del sistema nervioso y de otras moleculas con excitabilidad electrica como las musculares. Responsables de la trasmisión rápida de señales a traves de la sinapsis del sistema nervioso. Cuando se une el neurotransmisor abre o cierra un canal que permite el flujo de un tipo de iones a traves de la membrana Na, K, Ca o Cl. Cambio de potencial en milisegundos,. Impulso nervioso.

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RECEPTORES ASOCIADOS CON PROTEINAS G O CON ENZIMAS.

Cascadas de moleculas de señalización intracelular. GMP AMP CA O Proteinas.Mecanismos de activación-desactivación.Proteinas se fosoforilan-desfosforilanProteinas asociadas con el GTP.

- Cadena polipetidica que atraviesa 7 veces la bicapa lipidica. - Proteina G: subunidades alba, beta y gamma. - La subunidad a tiene actividad GTPasa.- Toxina del colera. Modifica la subunidad a de una proteina G, permaneciendo activa de

forma indefinida. - Toxina pertusis ( tosferina). Bloquea a la proteina G en su estado inactivo. - Hay proteinas G que regulan canales iónicos. - Hay proteinas G que activan enzimas: adenilato ciclasa, fosfolipasa C.

Las proteinas G se disocian en dos proteinas señalizadoras al activarse.

Activan, la adenilato ciclasa que fabrica AMPciclico a partir de ATP y por otra parte la fosoflipasa C que produce inosito trifosfato IP3 y diacilglicerol DAG estas moleculas se les llama 2º mensajeros. Se producen grandes cantidades en el interiro de la célula cuando se activa la enzima ligada a la membrana que las produce.

Por via:

- Del adenilato ciclasa: sintetiza AMPcíclico que aumenta el metabolismo. - De la fosfolipasa C rompe el fosfolípido de inositol dando lugar a inositol 3 fosfato IP3 y

un diacilglicerido estas dos moleculas son 2º mensajeros que activan los canales de calcio del reticulo endoplasmatico.

Receptores asociados con enzimas:

- Proteinas trasnmembrana cuyo dominio citosólico: actua como una enzima, forma un complejo con otra proteina que es una enzima.

- Las anormalidades de señalización a traves de estos receptores desempeñan un papel importante en la iniciación del cancer.

- La mayoria de estos receptores tienen su dominio citosólico que funciona como una proteinquinasa de tirosina: fosforila cadenas laterales de tirosina. Se denominan receptores tirosinquinasa.

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