Organización Celular y Componentes Celulares: Estructura y Función

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Tema 6 y 7 Tema 6 1. Modelos de organización celular 1.1 Organización acelular: Los virus son estructuras sencillas que carecen de metabolismo propio, por lo que necesitan de otro ser vivo para poder reproducirse. Están formados por un ácido nucleico, que puede ser ADN y ARN y es responsable de la información genética y una cápside de naturaleza proteica. Algunos virus también presentan una envoltura membranosa que obtienen de las células a las que parasitan. 1.2 Organización celular: Las células procariotas no tienen verdadero núcleo. Su ADN es una doble hélice circular que está libre en el citoplasma y se asocia a determinadas proteínas para formar el nucleoide.

Pared bacteriana: Envoltura que da forma y rigidez y además protege de rotura osmótica a la célula. Esta formada por peptidoglucanos o mureínas y puede tener otros compuestos en función de si es: Gramnegativa: el peptidoglucano forma una red dispuesta en una sola capa delgada (10% de la pared) que se encuentra entre dos membranas a las que se unen covalente mente gracias a lipoproteínas del periplasma. Gram positiva: el peptidoglucano representa hasta el 90% y forma una red con carias capas superpuestas. Por la parte externa enlaza con protéinas, polisaćridos y moléculas derivadas de ácidos teicoicos.

Membrana celular: Es un fina estructura (8nm) que rodea a la célula, la separa dle entrono y actúa como barrera selectiva permitiendo la concentración de metabolitos en el interior de la célula y la excreción de sustancias de desecho. Gramnegativas: doble membrana. Interna: similar a la membrana plamática de eucariotas. Tiene sistemas enzimáticos que o trolas el intercambio de sustancias (permeabilidad selectiva), el transporte de electrones (transportadores de la cadena respiratoria y fosforilación oxidativa) y la ´sintesi de ADN y componentes de membrana , pared y cápsula. Externa: con lipopolisacárido (lPS) responsable de la resistencia a agentes bactericidas.

Grampositivas: son más débiles por que no tienen membrana externa. Las bacterias se clasifican así debido a la tinción de Gram, al teñir ambas bacterias colorante cristal violeta y más tarde decolorarlas, las positivas retienen el tinte mientras que las negativas lo pierden. Citoplasma: Es la sustancia englobada por la membran plasmática compuesta por : Citosol: soporte de las reacciones metabólicas. Citoesqueleto: estructura tridimensional similar a la de eucariotas formada por una red de proteínas como FtsZ y MreB (similares a la tubulina y la actina), que participan en la división celular, mantenimiento forma y síntesis de la pared celular.

Ribosomas(70S): están dispersos en el citoplasma, aislados o como parte del polirribosomas asociados a ARNm y se encargan de síntesis de proteínas. Orgánulos: son micro compartimentos citoplasmáticos y no están en todas. Formado por una cubierta lipídica o proteica que aloja a enzimas. Tilacoides: en cianobacterias, fotosíntesis. Carboxilasas: contienen RuBisCo para el ciclo de Calvin. Clorosomas: vesículas con pigmentos fotosintéticos. Vesículas de gas: flotabilidad Magnetosomas: partículas de magnetita para orientará en campos magnéticos a nadar. Proteosomas: similar a eucariotas. Inclusiones: granulaciones que depositan sustancias de reserva.

Granos de volitiva, gotas lipídicas y polisacáridos. Nucleoide: Contienen el cromosoma bacteriano y plásmidos (no siempre). Cromosoma: solo uno, doble hélice de ADN circular asociado a proteínas( no histonas). Plámidos: moléculas de ADN circular de doble hélice, capaces de existir y replicarse independientemente del cormosoma bacteriano o pueden estar integrado en este. Episomas: se integran y desintegran en el cromosoma bacteriano y se replican junto a él. Conjugativos: codifican pili sexuales que permiten trasnferir copias de sí mismos a otras bacterias mediante la conjugación. No conjugativos: no pueden ser transferidos mediante la conjugación.

Componentes externos: Glucocálix: capa viscosa y pegajosa compuesta por sustancias glucídicas como ácidos urónicos, N-acetilglucosamina, manosa, fucosa y otros azúcares. Además protege de la desecación, ataque de anticuerpos y de la fagocitosis. Fimbrias, pili y flagelos: prolongaciones en la superficie celular Fimbrias: filamentos huecos, delgados, rectos y cortos. Formado por la fimbrina (de naturaleza proteica), confieren adherencia a las bacterias a sustratos. Pili sexuales: más largos y anchos, suele haber uno o dos. Participan en el intercambio de fragmentos de ADN durante la conjugación.

Flagelos: apéndices largos y finos, unidos por un extremo, que permiten el desplazamiento de las bacterias en el medio. Están formados por fibrillas proteicas compuestas por subunidades de la flagelina, se distingue: Filamento: fibrillas proteicas trenzadas helicoidalmente Codo o gancho: se une al cuerpo basal que une al flagelo con el citoplasma. Tema 7. Membran plsmática , citosol y citoesqueleto. 1. Biomembranas: 1.1 y 1.2 Estructura y propiedades Siguen el modelo de mosaico fluido propuesto SInger y Nicolson: formadas por una bicapa lipídica y un conjunto de proteínas responsables de las actividades específicas.

Las bicapas lipídicas están for amadas por fosfolípidos (mayoria), glucolípidos y colesterol. Al ser anfipáticas confieren a las membranas propiedades: Auto ensamblaje: en medios acuosos se forman espontáneamente con las partes hidrófobas en el interior y las hidrófilas al exterior. Autosellado: se cierran sobre si mismas formando vesículas esféricas. Fluidez: las moléculas lipídicas dentro de cada mono capa pueden rotar y moverse e lateralmente. Asimetría lipídica: cada monocapa tiene distintas composicion. Heterogeneidad lateral: en las membranas, las proteínas y los lípidos no están distribuidos de manera homogénea, sino que se agrupan en regiones específicas.

Se crean asociaciones estables de proteínas con glicerofosfolípidos,esfingolípidos y colesterol que origina las balsas lipídicas con menor fluidez. Colesterol: confiere rigidez y resistencia, disminuyendo la fluidez. Menor temperatura, mayor síntesis de ácidos grasas insaturados y de cadena corta, menor fluidez. 1.3 Proteínas de membrana: Funciones: receptoras, transporte selectivo solutos, reacciones enzimáticas, transporte electrones, fosforilación oxidativa. Muchas son glucoproteínas con cadenas Oligosacáridas hacia el exterior. Integrales: unió fuerte con los lípidos, Transmembrans: pueden ser de paso único (atraviesan una vez) o multipaso.

Fuera de la bicapa: se unen covalentemente a uno de sus lípidos pero no atraviesan la membrana. Periféricas: unión no covalente débil a las cabezas polares de lípidos o a proteínas integrales, están a un lado y a otro de la bicapa. 1.4 Dominios de membrana: Son regiones especializadas en funciones concretas: cpatación y liberación de nutrientes, recepción y trasnmisión de estímulos… 2. Membrana plasmática: Limita y relaciona el interior de las células con el exterior. Es una bicapa lipídica con porteinas integrales y periféricas dispuestas segun el modelo de mosaico fluido.

En su cara externa presenta el glucocálix formado por oligosacáridos unidos a glucolípidos y glucoproteínas de la membrana. Este protege la superficie y actúa como filtro de la sustancias que llegan a la célula y participa en proceso de ocmunicación, reconocimiento y adhesión celular. 2.1 permeabilidad selectiva: Permite a la célula controlar y mantener su composición interna. Existen sistemas de trasporte en los que las proteínas de membrana regulan el paso de sustancias necesarias para la céula. Transporte pasivo o difusión: las moléculas e mueven espontáneamente a favor de el gradiente de concentración (+ concentrado a -concentrado).

Difusión simple: moléculas no polares (liposolubles) , gases (O2, CO2), hormonas esteroideas y tiroideas, pequeñas moléculas polares sin carga (agua, etanol, glicero, rea). Difusión facilitada: mediante porteínas transportadores o permeasas y porteínas canal. Moléculas polares grandes (glucosa, aminoácidos) e iones. Permeasas: proteínas transmembrana que se unen a la molécula que transportan, lo que provoca un cambio de conformación que permite que esta molécula quede libre al otro lado de la membrana lo que hace que la proteína vuelva a su conformación inicial. El trasporte es específico. Proteínas canal: transmembrana que forman poros.

Acuaporinas: agua Canales ionicos: se abren al recibir la señal adecuada. Si la señal es química se llaman Canales iónicos dependientes de ligándos. Si la señal es eléctrica (potencial membrana) son dependientes de voltaje. Transporte activo: en contra del gradiente de concentración: se hace mediante proteíans transportadores llamadas bombas que consumen energía obtenida del ATP. Bomba Na+ K+: expulsa tres iones sodio e introduce dos potasio. Transporte de macromoléculas y partículas: Endocitosis: sustancias son englobadas en invaginaciones de la membrana que se cierra y forman vesículas intracelulares con el material ingerido.

Fagocitosis: partículas grandes (bacterias, células, restos celulares..). Sirve de nutrición (amebas), eliminación de cels viejas o dañadas y defensa (fagocitos). En este caso los anticuerpos unidos a los antígenos se unen con los receptores de fagocitosis de la membrana de fagocitos que emiten pseudópodos para rodear al germen hasta formar una vesícula llamada fagosoma. Se forma el fagolisosoma para la digestión de los materiales. Pinocitosis: el material es líquido o en pequeñas partículas. La más común es la endocitosis dependiente de Clarinda y es utilizada para captar colesterol.

Las macromoléculas se unen a los receptores de endocitosis de la membrana , esto provoca que las unidades de la protéina clatrina situadas en la parte interna de la membrana plasmática se organicen provocando una invaginación que origina ls vesículas endocíticas recubiertas. Esta se convierten en endosomas que se unen a lisosomas formando endolisosomas. Exocitosis: proceso en el que las cels secretan meteriales para renovar la membrana plasmática y componentes extracelulares. Algunas células tambien vierten hormonas, neurotransmisores o enzimas digestivas.

Los materiales que van a ser secretados se sintetizan el RE y pasan al aparato de Golgi que genera vesículas secretoras que se fusionan con la membrana para liberar su contenido. 2.2 uniones celulares: Son regiones con proteínas transmembrana capaces de conectar la célula con otra o con la matriz extracelular. Tipos segun su forma: Zónulas: rodean a la célula. Zónulas occludens y Zónulas adherens. Máculas: uniones puntuales redondeadas. Mácula adherens (desmosomas), hemidesmosomas y uniones gap. Tipos según su función: Uniones ocluyentes (Zónulas occludens): están en la región lateral de células epiteliales que separan dos medios.

Las bandas de proteínas transmembrana de una céula contactan con las de otra,cerrando el espacio entre las células e impidiendo el paos de moléculas entre ellas. Tambien evita el que las proteínas de membrana de la región apical (arriba) se difundan por la lateral y basal (abajo). Uniones comunicantes (uniones gap): comunican citoplasmas de células adyacentes para permitir el paso de iones y pequeñas moléculas. Las proteínas trasmembrana (conexinas) forman caladles proteicos (conexiones ) que atraviesan las membranas e las células adyacentes. Ej: células musculares cardíacas la comunicación es esencial para que funcionen a la vez. Uniones anclaje: están en la superficie lateral y basal.

Las proteínas transmembrana conecta los filamentos del citoesqueleto de una célula con lso de otra o con la matriz extracelular lo que aumenta la resistencia frente a tensiones mecánicas fuertes. Pueden ser máculas adherens (anclan filamentos intermedios entre células) hemidesmosomas (filamentos intermedios de una célula con la matriz extracelular) y Zónulas adherens (conectan filamentos de actina entre células). Ej: en el intestino, la piel, cuello uterino. 2.3 Comunicación celular: Endocrina: las moléculas señal son secretadas por cels endocrinas y a través de la circulación llegan a las cels diana . Ej: insulina, estrógenos. Paracrina: las moléculas señal afectan a células vecinas.

Ej: neurotransmisores. Autocrina: moléculas señal actúan sobre las mismas células que las han secretado. Ej: linfocitos T. 3. Matriz extracelular: Red de prteínas y plisacáridos secretado por células animales que rellena lso espacios entre ellas y las une a los tejidos. Funciones: soporte estructural, filtro para regular el paso de moléculas, migración ceús. Componentes: Proteínas estructurales fibrosas: Colágeno: estructura de triple hélice, las moléculas se ensamblan formando fibrillas que empaquetan en las fibras de colágeno. Aportan resistencia por su flexibilidad. Elastina: forma fibras elásticas que proporcionan elasticidad.

Glucosaminoglucanos: polisacáridos que forman la sustancia fundamental donde se sitúan los otros componentes. Suelen asociarse a proteínas y formar proteoglucanos con carga negativa. El más relevante es el ácido hialurónico. Protéinas de adhesión: unen componentes de la matriz entre ellos y con las células. Fi roñé tina que se une al colágeno, proteoglucanos y las integrians (proteínas transmembrana). 4. Citoplasma Es el contenido de entre membrana plasmática y el núcleo. 4.1 El citosol, citoplasma fundamental o hialoplasma Medio acunaos donde se encuentran inmersos los orgánulos membranosos, ribosomas, enzimas, inclusiones y el citoesqueleto.

En el tiene lugar la mayor parte de reacciones metabólicas y tambien la síntesis, plegamiento y degradación de proteínas. 4.2 inclusiones: Materiales almacenado en el citoplasma no rodeados de membrana. Glucógeno: se presenta en forma de pequeños gránulos, especialmente en cels hepáticas y de músculos. Grasas: fuente de energía más importante que el glucógeno ya eu acumulan más energía y ocupan menos masa la almacenarse de forma anhidra. Se suele almacenar en forma de gota formada triacilgliceroles en las células del tejido adiposo. 4.3 Ribosomas: Formados por moléculas de ARNr y + de 50 proteínas diferentes y sintetizan las proteínas.

En procariotas son 70 S y en eucariotas 80 S, pero en ambos están formado por dos o subunidades (grande y pequeña). En eucariotas se localizan en la Embarba nuclear externa y la membrana del RER, libres y en mitocondrias y cloroplastos (similares a procariotas). Para la síntesis de proteínas forman el polirribosomas en forma de espiral al unirse al ARNm. 4.4 Proteosomas: Son grandes complejos moleculares formados por muchas subunidades proteicas cuya función es degradas proteínas defectuosas o de vida corta par lo que utilizan energía derivada del ATP. Están cels eucaritas en arqueobacterias y algunas bacterias.

En eucariotas tienen dos partes: Cilindro central hueco con proteasas Dos complejos proteicos en lso extremos que reconocen a las proteínas. Las proteínas que deben ser destruidas tiene señales en su superficie (fofolaciones de arginina) que son reconocidas por sistema de enzimas que les unen una cadena proteica de ubiquitina, permitiendo que los complejos proteicos las reconozcan. 5. Citoesqueleto: Red de filamentos proteicos de diferente grosor que se extiende por el citoplasma de cels procariotas y eucariotas. Procariotas: posee proteínas homólogas a las eucariotas FtsZ(similar tubulina) y MreB(similar actina).

Eucariotas: filamentos que se unen a orgánulos y membrana plasmática mediante proteínas accesorias. 5.1 Filamentos intermedios: Composición: formados pro la aosciación lateral de porteínas fibrosas que se enrollan entre sí, tienen un diámetro de 8-12 nm. Características: Son estables, no polares y puedes estar compuesto de diferentes proteínas según la célula: queratina en epitelial, vimentina en conjuntivo y muscular, neurofilamenteos en nervioso. Distribución celular: desde el núcleo hasta la membrana plasmática a la que se anclan mediante desmosomas. Función: mantiene forma, forman la lámina fibrosa nuclear, aportan estabilidad mecánica. Abundantes en epiteliales, neuronas, musculares.

5.2 Filamentos de actina o microfilamentos: Composición: dos porto filamentos formado por subunidades de actina enrollados entre sí, tienen 7nm de diámetro. Características: son polares, el extremo + crece mucho más rápido que el -. Son lábiles crecen y se acortan. Forman estructuras dinámicas (contracción muscular, anillo contráctil,pseudópodos) o rígidas y estables (microvellosidades). Tipos: Redes: los filamentos de actina forman mallas tridimensionales co propiedades de geles semisólidos. Forman lso pseudópodos par el desplazamiento celular y la fagocitosis. Haces: filamentos dispuesto paralelamente. Contráctiles: sarcómero y anillos contráctil que divide el citoplasma.

No contráctiles: microvellosidades intestinales. Distribución celular: todo el citoplasma, forman el córtenla celular debajo de la membrana. 5.3 Microtúbulos: Composición: tubos huecos de 14 porto filamentos formados por tubulina. 25 nm de diámetro externo Características: polares y lábiles, rígidos. Distribución celular: se dispersan desde el centrosoma o centro organizar del microtúbulos . Tipos: las proteínas que se asocian lateralmente controlan el ensamblaje y las interacciones de los microtúbulos. Según ellas pueden formar: Estructuras dinámicas: mantienen forma, forman uso mitótico, trasportan sustancias mediante motores moleculares. Estructuras estables: centriolos, cilios, flagelos.

Transporte estructuras intracelulares: Los microtúbulos y microfilamentos permiten el trasporte de estructuras en la célula. Ocurre porque los motores moleculares se mueven a lo largo de microtúbulos mediante la energái del ATP. Centrosoma y centriolos: Centrosoma: formado por dos centirolos rodeados de una matriz amorfa pericentriolar compuesta por tubulina. Solo está en animales y están cerca del núcleo. Organiza lso mucritúbulo que se unen por sus extremos menos y crecen hacia los extremos más. Centriolos: son dos estructuras cilíndricas perpendiculares entre sí (diplosoma) formadas cada una por nueve tripletes de microtúbulos (A completo y B y C no) y proteíans accesorias.

Centriolos y centrosoma se duplican durante cada ciclo celular y se sitúan en los polos en el amitosis para forma el huso mitótico. Los centriolos dan lugar a los cuerpos basales de cilios y flagelos. Cilios y flagelos: Prolongaciones de la membran plasmática formadas por microtúbulos y protínas asociadas, responsables del movimiento en algunas células. Desplazan células libres o movilizan fluidos sobre la superficie de células. Cilios: numerosos y cortos Flagelos: escaso, largos y gruesos.

Estructura: Por el exterior de la células: anexoma rodeado de membrana plasmática compuesto por nueve pares de microtúbulos periféricos (1 completo y otro no) y un par de microtúbulos centrales completos (9+2). Además de lso mirtúblulo presenta proteíans com ola nexina que une los pares de microtúbulos y la dineína que es responsable del movimiento de cilios y flagelos. Dentro dela membrana plasmática: cuerpo basal centro organizador a partir dle cu crece el axonema. Mecanismo de movimiento: En presencia de ATP, los brazos de dineína que salen del microtúbulo A de cada doblete «caminan» sobre el microtúbulo B del doblete adyacente en dirección al extremo menos.

Como los dobletes están unidos unos a otros por puentes de nexina, el deslizamiento de un doblete sobre otro provoca la flexión del cilio o flagelo. Esta flexión es la base del movimiento de batido de cilios y flagelos.