INTRODUCCION A LA CELULA Celula unidad básica de la que están formados los organismos vivos Celula procarionte no posee nucleo, por lo que su and esta disperso en el citoplasma, es un organismo unicelular, posee riboso,as , citoplasma y membrana plasmática Celula eucarionte tiene un nucleo rodeado rodeado por una membrana membrana nuclear esto hace la prescencia prescencia de una variedad de organulos Nucleo principal organulo dentro de la celula eucariontes, tiene el adn organizado en cromosomas. Esta rodeado por dos membranas que forman la envoltura nuclear Mitocondria organulo delimitado por membrana, membrana, casi del tamaño de una bacteria, realiza realiza la fosforilacion oxidativa y produce la mayor parte de atp en células eucariontes y también hace la respiración celular. Esta rodeada por dos membranas, la membrana interna presenta pliegues que se proyectan al interior, tienen su propio adn Cloroplasto organulo especializado de las algas y plantas que contienen clorofila y en el tiene lugar la fotosíntesis (capturan energía de la luz solar y la usan para fijar el carbono) tiene dos membranas y además tiene un pogmento verde llamado clorofila. Retículo endoplasmatico compartimento delimitado por membrana del citoplasma de las células eucariontes donde se producen lípidos, proteínas de secreción y de unión a la membrana REL región del retículo endoplasmatico no asociado con los ribosomas interviene en la síntesis de lípidos RER región del retículo endoplasmatico asociado asociado a ribosomas e involucrado en la síntesis de proteínas unidas a membrana y secretadas Aparato de Golgi orgánulo delimitado por una membrana de las células eucariontes donde se modifican y clasifican para el transporte a otros sitios sitios las proteínas y los lípidos elaborados en el retículo endoplasmatico, maduración y empaquetamiento de biomoléculas de secreción y dirige las proteínas sintetizadas en el RER al compartimiento adecuado Lisosomas orgánulo intracelulas rodeado de membrana que contiene enzimas digestivas, degradan componenter u organelos celulares dañados actúan el ph acido Vesículas delimitada por membrana del citoplasma de una celula eucarionte transporte de biomoléculas entre orgánulos o hacia la membrana pla smática Citoesqueleto sistema de filamentos proteicos del citoplasma de una celula eucarionte que le da su forma y la capacidad de movimiento dirigido sus componentes mas abundantes son lo s filamentos de actina los microtubulos y los filamentos intermedios son el soporte interno de las células ya que anclan las estructuras internas y intervienen en los fenómenos de movimiento celular y división Microscopia óptica permite aumentas las imágenes de las células hasta 1000 veces y resolver detalles de tan solo 0,2m, se requieren tres elementos para visualizar 1.- enfocar una luz brillante sobre el espécimen mediantes las lentes del condensador co ndensador 2.- espécimen debe estar preparado para que la luz lo atraviese 3.3. - se debe alinear un sistema apropiado de lentes para enfocar una imagen del espécimen. Microscopia óptica normal: espécimen se tiñe con colotantes específicos que aumentes el contraste Microscopia de campo claro: material se observa sin tinción, la luz pasa directamente y se aprecian detalles que están naturalmente coloreados Microscopia en campo oscuro: utiliza luz muy intensa en forma de un coo hueco concentrado sobre el espécimen Microscopia en contraste de fase: se una u na para aumentar el contraste entre las partes claras y oscuras de las células sin teñir Nomarski: utiliza dos rayos de luz polarizada las imágenes combinadas aparecen como si la celula estuviera proyectando sombras hacia un lado Microscopia de fluorescencia es similar al microscopio óptico solo que la luz atraviesa dos sistemas de filtros 1.- filtra la luz antes de que alcance el espécimen y solo deja pasar longitudes de
onda que exiten al colorante fluorescente usado 2.- bloquea la luz y solo deja pasar longitudes de onda emitidas por el colorante fluorescente. Los objetos teñidos se ven de color brillante en un fondo oscuro Microscopia de barrido confocal el barrido del haz por el espécimen genera una imagen definida del plamo del foco: un cort óptico. Una serie de cortes ópticos a diferentes profundidades permite construir una imagen tridimensional Microscopia electrónica utiliza un haz de electrones para iluminar la muestra y puede aumentar un objeto hasta un millón de veces utiliza como condensador del haz de electrones una bobina magnética o magneto, muestra tratada con metal pesado no se puede observa r una muestra fresca. Microscopia electrónica de transmisión (met) : es similar a la microscopia óptica pero en vez de utilizar un haz de luz utiliza un haz de electrones, el espécimen debe ser muy delgado permite observar detalles de la estructura interna de la celula Microscopia electrónica de barrido (meb): espécimen esta cubierto por una delgada capa de un metal pesado, es barrido por un haz de electrones dirigido a un foco por bobinas electromagnéticas que actúan como lentes
m. óptica Menor resolución Muestras tratadas o frescas Utilización de anticuerpos Eventos celulares “in vivo” Haz de luz Condensador es un lente
m. electrónica Mayor resolución Solo muestras tratadas (metal pesado) Utilización de anticuerpos No permite observar eventos celulares “in vivo”
Haz de electrones Condensador es un magneto
FUNDAMENTOS QUIMICOS Atomo particula mas pequeña de un elemento que todavía conserva sus propiedades químicas distintivas, esta formado por un nucleo (posotivo) rodeado por una nube de electrones (negativo) Nucleo esta formado por dos tipos de partículas, 1.- protones con carga positiva 2.- neutrones que son eléctricamente neutros Numero atomico numero de protones presentes en el nucleo *numero de protones que contiene el nucleo es igual al numero de electrones rodean el nucleo Orbitales atomicos numero de protones de un atomo determina su numero atomico, el numero de partículas positivas que hay en el nucleo de un elemento determina el elemento que es, cada elemento tiene su numero de partículas positivas en el nucleo que están deteminados por el numero atomico, hay el mismo numero de cargas positivas que negativas alrededor del nucleo, los electrones se escuentran en orbitales electrónicos Orbitales electrónicos la reactividad química de un elemento depenede de que si su orbital externo esta completo o incompleto, todos los elementos que se encuentran habitualmente en los seres vivos tienen orbitales electrónicos Tipos de enlaces los atomos pueden alcanzar una disposición de electrones mas estable en su orbital esterno al interactuar entre si Enlace covalente: unión química entre dos atomos en el que se comparten uno o mas pares de electrones, también se puede llamar enlace fuerte ya que se necesita mucha fuerza para romperlos - No polares: molecula que carece de cargas negativas o positivas, por lo general son insolubles al agua - Polar: electrones entrelazados son atraídos con mas fuerza por atomos específicos, lo que crea una distriucion irregular de la carga electrica
Enlace no covalente: enlace quimico, no se comparten electrones, los seden a otro atomo por lo que queda con una carga negativa menos, son débiles pero se pueden sumasr y producir interacciones intermoleculares fuertes, muy especificas - Enlace ionico: fuerza de atracción que mantiene juntos dos iones, uno positivo y otro negativo - Enlace por puente de hidrogeno: es débil, entre un atomo electronegatico como el nitrógeno o el oxigeno y un atomo de hidrogeno unido a otro atomo electronegativo - Enlace por fuerzas van der Waals: fuerza de atracción debida a las cargas eléctricas fluctuantes que actúan entre dos atomos que se encuentran a 0,3 o 0,4 nm de distancia Agua en cada molescula de agua (h2o) los 2 atomos de hidrógenos están unidos al oxigeno por enlaces covalentes, el agua es un dipolo ya que un polo tiene carga positiva y el otro tiene carga negativa
ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA Membrana plasmática es sensilla, se basa en una lamina de moléculas lipídicas de 5nm, actua como una barrera que impide que el contenido de la celula se escape. Para que la celula pueda crecer y vivir es necesario que los nutrientes ingresen a través de la membrana plasmática, hay proteínas especificas que permiten el ingreso de sustancias. Barrera semipermeable Funciones de la membrana receptor de información, transporte de moléculas hacia el interior y el exterior y capacidad de desplazamiento y expansión Estructura de la membrama lípidos que haces que sea una barrera semipermeable, proteínas y oligosacáridos con funciones mas especificas Lípidos molecula organica insolubre al agua pero que se disuelve con rapidez en solventes organicos no polares. Una clase, los fosfolípidos, forma la base estrucctural de las membranas. Cada lípido posee una cabeza hidrofilica y una cola hidrofóbica moléculas con propiedade hidrifilicas e hidrofóbicas se denominan anfipaticas Triacilgliceroles (grasas) contienen tres acidos grasos unidos aun gricerol. Los acidos grasos pueden ser iguales o diferentes, se esterifican tres acidos grasos con los tres hidroxilos del glicerol Propiedades de los lípidos en el agua en el agua pueden fotmar una película superficial o pequeñas micelas, sus derivados pueden formar agregados mayores que se mantienen unidos entre si por fuerzas hidrofilicas, los triglicéridos forman grandes goras esféricas de grasa en el citoplasma de la celula, los fosfolípidos y los glucolipidos forman bicapas lipídicas autoselladas que son la baso de todas las membranas celulares Bicapalipidica es un mosaico bidimensional medio acuoso a ambos lados de la membrana esto impide que los lípidos se fuguen de la bicapa, pero nada impide que se desplacen libremente e intercambien posiciones . La fluidez de la membrana depende de su composición lipídica depende dela composición fosfolipidica y sobre todo de las cosas hidrocarbonadas, la mayoría de los fosfolípidos contienen colas hidrocarbonadas con uno o mas enlaces dobles entre los atomos de carbono vecinos. La cadena que posee un enlace doble no contiene la máxima cantidad de atomos de hidrogeno que en principio podrían unirse al esqueleto de atomos de carbono y por esto se considera insaturada. La cola de los acidos grasos sin enlaces dobles posee in complemento complero de atomos de hidrogeno,es decir, esta saturada Función del colesterol fluidez de la membrana, esta presente en cantidades abundantes en la membrana donde rellena los espacios que separan a las moléculas de fosfolípidos vecinos Movilidad de fosfolípidos 1.- difusión lateral 2.- rotación 3.- flip-flop Proteínas de membrana proteína asociada con una bicapa lipídica puede ser integral o periférica. Constituyen el 50% de la masa total de la membrana. Transportar nutrientes, metabolitos, iones a través de la bicapa lipídica, algunas proteínas contribuyen con en anclaje de la membrana a macromoléculas otras actúan como receptores capaces de detectar señales químicas en el medio celular y otras actúan como enzimas que catalizan reacciones especificas
Proteínas de membrana pueden asociarse a la bicapa de diferentes maneras - proteínas transmembrana tienen regiones hidrofilicas están expuestas al medio acuoso de ambos lados de ma membrana y las hidrofóbicas se localizan en el interior de la bicapa en contacto con las colas hidrofóbicas de las moléculas lipidocas - se localizan exclusivamente en el citosol y se asocian a una lamina interna de la bicapa mediante una hélice alfa anfipatica expuesta a la superficie de la proteína - proteínas se encuentran enteramente por fuera de la b icapa y se unen a la membrana solo mediante uno o dos grupos lipídicos unidos por enlaces covalentes - proteínas están unidas de manera indirecta a una de las superficies de la membrana y se mantiene mediante unteracciones con otras proteínas - proteínas de membrana intergrales se encuentran directamente unidas a la membrana sean transmembrana, asociadas a la monocapa o unidas a lípidos, solo puede eliminar por la rotura de la bicapa funciones de las proteínas integrales - transportadoras - de anclaje - receptoras - enzimas uniones intercelulares - uniones estrechas: sella las células vecinas que forman una capa epitelial para evitar el escape de las moléculas entre ellas, especificas de los epitelios - bandas de adhesión: une un filamento de actina de una celula con uno similar de una celula vecina - desmosomas: une los filamentos intermedios de una celula con los de una celula vecina - uniones comunicantes: forma canales que permitenel pasaje de iones y moléculas hidrosolubles pequeñas incluso iones entre células - hemidesmosomas: ancla los filamentos intermedios de una celila en la lamina basal - uniones comunicantes tipo gap: permiten el paso de iones y moléculas pequeñas de una celula a otra, se abren o se cierran en respuesta a factores celulares - señales extracelulares: regulan el acoplamiento de las uniones comunicantes esqueleto proteico refuerza la membrana plasmática , soporte mecanico de la celula y de la la forma celular CORTEX CELULAR glucocaliz corresponde a una cubierta externa de azucares asociados a la membrana, protección, lubricación, reconocimiento y adhesión matriz extrecelular en organismos pluricelulares, las células están organizadas formando tejidos. En ellos las células no se sostienen únicamente unas con otras, también s e sostienen de una gran cantidad de proteínas y polisacáridos que ellas secretan y construyen la matriz extracelular (tejido conectivo formado por pocas células y muchas matriz extracelular) Proteínas abundantes en la MEC de todos los tejidos - fibras de colágeno: resistencia mecánica y elasticidad - proteoglicanos: glicoproteínas que funcionan como un colchón para las celuas uniéndose a una gran variedad de moléculas extracelulares - proteínas de matriz multiadhesivas: unen y se entrecruzan con receptores de adhesión celular y otro componentes de la MEC TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA Funciones receptor de información, transporte de moléculas hacia el interior o exterior de la celula y capacidad de desplazamiento y de expansión Difusión propagación de moléculas y de pequeñas partículas de una localización a otra debiso a movimientos aleatorios dirigidos térmicamente, paso de un soluto de una zona de alta concentración hacia una zona de baja concentración debido al movimiento térmico independiente y
direccionalmente caótico de las moléculas de soluto y las de solvente, tiene a distribuir sustancias uniformemente Gradinte quimico Paso de un soluto no electrolito a travez de una membrana permeable desde la zona de alta concentración hacia una zona de baja conentracion (mnoleculas sin carga) Gradiente electroquímico fuerza impulsora que determina que un ion se mueva a través de la membrana. Es causado por diferencias de la concentración de iones y de la carga electreca a cada lado de la membrana (moléculas con carga) Transporte pasivo cuando no se requiere energía para que la sustancia cruce la membrana plasmática - difusión simple: es la difusión de agua, gases disueltos o moléculas liposolubles por la capa doble de fosfolípidos de la membrana citoplasmática, a favor de la gradiente de concentración - osmosis: el liquido pasa a través de la membrana semi- permeable, a favor de la gradiente de concentración con el objetivo de igualar las concentraciones de ambos solutos - ultrafiltración: agua y algunos solutos pasan a través d e la membrana por efecto de la presión hidrostática, el movimiento siempre es desde el área de mayor presión al de menor presión - difusión facilitada: es necesario presencia de proteínas para que las sustancias atravieses la membrana. Hay dos grupos 1.- canales: proteínas que forman un contucto en la membrana a través del cual pueden pasar moléculas de agua o determinado solutos por difusión. 2.- carrier, proteína transportadora (proteína integral): proteínas que se asocian en forma especifica con la molecula que será trasportada y la desplazan a través de la membrana mistras la forma de la proteína se modifica *la difucion facilitada es mucho mas rápida que la difusión simple y depende de: - gradiente de concentración de la sustancia de ambos lados de la membrana - numero de proteínas transportadoras existentes en la membrana - rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo Transporte activo cuando la celula utiliza ATP como fuente de energía para atravesar la membrana, va en contra de la gradiente de concentración, por este mecanismo pueden ser transportadas hacia el interior o exterior de la celula los iones Dos tipos de transporte activo 1.- transporte activo primario: energía del atp empuja directamente a la sustancia para que cruce la membrana, modificando la proteína de transporte de la membrana plasmática Bomba de sodio potasio mantiene una baja concentración de sodio en el citosol extrayéndolo de una celula en contra de un gradiente de concentración. Mueve los iones de potasio desde el exterior de la celula pese a que la concentración intracelular del portasio es superior a la extracelular. Esta bomba tiene perdidas de potasio y entradas de sodio por los poros acuosos de la membrana 2.- transporte activo secundario: transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular tales como los aminoácidos y la glucosa, cuya energía requerida para el transporte deriva del gradiente de concentración de los iones sodio de la membrana celular Comba de calcio: es una proteína de la membrana celular de todas las células ecuraiontas. Su funcio es trasportar calcio ionico hacia el exterior de la celula gracias a la energía proporcionada por la hidrolisis de atp con la finalidad de mantener la baja concentración de calcio ionico en el citoplasma que es unas diez mil veces menor que en el medio externo, necesaria para el normal funcionamiento celular. 3.- exocitosis : movimiento de materiales hacia afuera de la celula 4.- endocitosis: movimiento de materiales hacia andentro de la celula -fagocitosis: transporte de sustancias solidas -pinocitosis: transporte de sustancias liquidas
