La celula.
LA CELULA: la célula es la unidad vital anatómica fisiológica y genética de
todo ser viviente. Posee vida propia y es capaz de nutrirse,
relacionarse y reproducirse.
Es la unidad funcional de los seres vivos están constituidos por el núcleo y el
citoplasma; en esta existen diversas organelas como las mitocondrias, el aparato de Golgi,el retículo endoplasmaticos y los ribosomas encargada de la
síntesis y secreción de sustancias cuyo control es ejercido por el núcleo. dependiendo de su grado de especialización, las células
poseen estructuras y funciones especificas.
Características de las células
Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede
ser unabicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared
de polisacárido, en hongos yvegetales; una membrana
externa y otros elementos que definen una pared compleja, en
bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en
bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición,
en arqueas)8 que las separa y comunica con el exterior, que controla
los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana.
* Contienen un medio interno acuoso, el citosol,
que forma la mayor parte del
volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares.
* Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de
los genes y que contiene las instrucciones para el funcionamiento
celular, así como ARN,
a fin de que el primero se exprese.16
* Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con
otras biomoléculas, un metabolismo activo.
Alteraciones del crecimiento celular.
1. Hipertrofia: aumentodel tamaño de un órgano
por aumento en el volumen de las células.
2. Hiperplasia:aumento tamaño de un órgano por el
aumento en el numero de sus células.
Displasia órgano: Se trata de una alteración estructural del órgano cuyo
tejidos integrantes adoptan un arquitectura anómala.
propiedades DE LA CELULA
Irritabilidad: Es la capacidad del
protoplasma para responder a un estímulo. Es más notable en las neuronas y
desaparece con la muerte celular.
Conductividad: es la generación de una onda de excitación (impulso
eléctrico) a toda la célula a partir del punto de estimulación. Esta y la irritabilidad son las propiedades fisiológicas más
importantes de las neuronas.
Contractilidad: es la capacidad de una célula para cambiar de forma,
generalmente por acortamiento. Está muy desarrollada en las
células musculares.
Respiración: Esencial para la vida, es el proceso por medio del
cual las células producen energía al utilizar las sustancias alimenticias y el
oxígeno absorbido, para tal fin, y además producir dióxido de carbono y
agua.
Absorción: Es la capacidad de las células para captar sustancias del
medio.
Secreción: Es el proceso por medio del
cual la célula expulsa materiales útiles como
una enzima digestiva o una hormona.
Excreción: Es la eliminación de los productos de desecho del metabolismo
celular.
Reproducción: Es la división celular. La mantiene la célula dentro del
organismo.
Diferenciación celular :
es el proceso donde la celula presenta una secuencia de modificaciones
morfológicas bioquímicas funcionales que transforman una celula primitiva en
una especializada .
La diferenciación celular es el proceso,en
virtud del cual, las células de un linaje celular concreto (el linaje celular
se determina en el momento de la formación del embrión) sufren modificaciones
en su expresión génica, para adquirir la morfología y las funciones de un tipo
celular específico y diferente al resto de tipos celulares del organismo.1
Cualquier célula que presente capacidad de diferenciación es lo que se denomina
célula madre. Éstas pueden clasificarse según su capacidad de
diferenciación entotipotentes, pluripotentes, multipotentes y unipotentes.
Componentes estructurales de la celula
Membranosos:
Nucleo, reticulo endoplasmico (liso y rugoso), mitocondrias, vesiculas,
peroxisomas, lisosomas, endosomas, fagosomas, aparato de golgi,membrana
plasmatica,
No membranosos:
Ribosomas, centriolos, citoesqueleto.
Membrana plasmática: es un bicapa
lipídica que delimita todas las células. Es una
estructura laminada formada
por fosfolípidos, glicolípidos y proteínas, que engloban,
delimita, da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior
(medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células. Está formada principalmente por fosfolípidos
(fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas)
. La principal característica de esta barrera es su permeabilidad
selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculasque deben entrar y
salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular,
regulando el paso
deagua, iones y metabolitos, a la vez que mantiene
el potencial electroquímico (haciendo que el medio interno esté
cargado negativamente). La membranaplasmática es capaz de recibir señales que
permiten el ingreso de partículas a su interior.
Cuando una molécula de gran tamaño atraviesa o es expulsada de la célula y se
invagina parte de la membrana plasmática para recubrirlas cuando están en el
interior ocurren respectivamente los procesos
de endocitosis yexocitosis.Tiene un grosor aproximado de 7 nm y no es visible al microscopio
óptico pero sí al microscopio electrónico, donde se pueden observar
dos capas oscuras laterales y una central más clara.
FUNCIONES
| La membrana celular funciona como
una barrera semipermeable, permitiendo el
paso de pocas moléculas y manteniendo la mayor parte
de los productos producidos dentro de ella. |
| Protección |
| Ayudar a la compartimentalización subcelular |
| Regular el transporte desde y hacia la célula y de los dominios subcelulares
|
| Servir de receptores que reconocen señales de determinadas moléculas
y transducirla señal al citoplasma. |
| Permitir el reconocimiento celular. |
| Proveer sitios de anclaje para los filamentos del citoesqueleto o los
componentes de la matriz extracelular lo
que permite, entre otras, el mantenimiento de la forma celular |
| Servir de sitio estable para la catálisis enzimática. |
| Proveer de 'puertas' que permitan el pasaje
través de las membranas de diferentes células (gap junctions) |
| Regular la fusión de la membrana con otra membrana por medio de uniones
(junctions) especializadas |
| Permitir direccionar la motilidad celular |
Estructura molecular: es una estructura laminar formada principalmente
por lípidos y proteínas que recubre a
las células y define sus límites. Laestructura de la membrana depende
la película bimolecular que forman los lípidos y que actúa como una barrera
para las substancias hidrosolubles.
Las proteínas, por su parte, se encuentran suspendidas
individual o grupalmente dentro de la estructura lipídica y se encargan de formar
canales que permiten el ingreso de ciertas sustancias de manera selectiva.
En este sentido, la membrana celular posibilita el
intercambio de agua, gases y nutrientes entre la célula y el medio que la
rodea. Por lo tanto, la membrana controla el contenido
químico de la célula
.Los glúcidos son el tercer componente de la membrana plasmática y
forman el glicocalix. Estos glúcidos
puedenpolisacáridos u oligosacáridos.
El proceso celular por el cual la célula introduce partículas o moléculas se
conoce como endocitosis y
se lleva a cabo por una invaginación de la membrana celular. Si
la endocitosis captura partículas, se habla defagocitosis. En cambio, cuando la endocitosis se produce con porciones de
líquido, tiene lugar la pinocitosis.
COMPOSICION DE LA MEMBRANA CELULAR O CITOPLASMATICA
Lípidos 45 %
Proteínas 45 %
Carbohidratos 10 %
Proteínas
Proteínas de membrana:Algunas sirven de receptores que intervienen en el
reconocimiento y adhesión celular. Otras actúan como transportadores
hacia el interior o exterior celular. Otras son enzimas.
Otras son estructurales que junto con los receptores conectan la membrana
plasmática con el citoexqueleto, con otra célula adyacente o con la matriz
extracelular.
Las proteínas que se pueden encontrar en la membrana son principalmente de dos
tipos:
1. Proteínas integrales: son aquellas que cruzan
lamembrana y aparecen a ambos lados de la bicapa. La mayor parte de estas
proteínas son glicoproteinas ( unidas a carbohidratos
), en donde este carbohidrato de la molécula está siempre de cada al exterior
de la célula
2. Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino
que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan
fácilmente de la misma
De la mayoría de las proteínas de las proteínas, como de algunos lipidos
emergen carbohidratos que están en contacto con el espacio
extracelular, de ahí la denominación de Glucocalix para descubrir una
zona borrosa, un tanto viscosa y rica en carbohidratos de la superficie
celular.
Funciones de las Proteínas en la Membrana.
Las proteínas son los responsables de una gran parte de las
funciones especializadas de la membrana plasmática. Existen diverso
tipos de Proteínas que pueden actuar como
1.- Elementos estructurales de la membrana
2.- Receptores para hormonas y otros mensajeros químicos.
Transportadores de nutrientes e iones a través de
la membrana.
Enzimas catalizadores de reacciones en
al superficie de la membrana.
Marcadores celulares que pueden ser conocidos por
el sistema inmunitario.
Algunas de ellas pueden llevar a cabo mas de una de
estas funciones funciones, es decir pueden ser a la vez receptor, enzima y
bomba iónica. La mayoría de e las también poseen regiones hidrófobas e
hidrófilas, lo cual les permite interaccionar con las partes apolares de las
moléculas lipidicas dentro de la misma membrana, pero también con las moléculas
de agua del interior
y del
exterior de la célula.
célula, ya que permiten formardiferentes
compartimentos celulares en las células eucariotas, además de ser
LIPIDOS:
La función principal de los lípidos en las membranas biológicas es estructural.
En efecto, son los lípidos quienes dan soporte a las
membranas, componentes esenciales de toda quienes marcan la frontera entre las
células y el mundo extracelular (gracias a la membrana plasmática). Por
otra parte, los lípidos actúan como barrera al flujo de moléculas
grandes o polares.La mayoría de las membranas están formadas por bicapas de un
grosor de entre 6 y 10 nm.1
* Fosfoglicéridos. Tienen una molécula de glicerol con la que
se esterifica un ácido fosfórico y
dos ácidos grasos de cadena larga; los principales fosfoglicéridos de
membrana son la fosfatidiletanolamina o cefalina,
la fosfatidilcolina o lecitina,
el fosfatidilinositol y la fosfatidilserina.
* Esfingolípidos. Son lípidos de membrana constituidos
por ceramida (esfingosina + ácido graso); solo la familia
de la esfingomielina posee fósforo; el resto
poseen glúcidos y se denominan por
ello glucoesfingolípidos o, simplemente glucolípidos.
Los cerebrósidos poseen
principalmente glucosa, galactosa y sus derivados (como N-acetilglucosamina yN-acetilgalactosamina).
Los gangliósidos contienen una o más unidades
de ácido N-acetilneuramínico (ácido siálico).
* Colesterol. El colesterol representa un 23% de los
lípidos de membrana. Sus moléculas son pequeñas y más anfipáticas en
comparación con otros lípidos. Se dispone con elgrupo hidroxilo hacia el
exterior de la célula (ya que ese hidroxilo interactúa
con el agua). El colesterol es un factor importante en
la fluidez y permeabilidad de la membranaya que ocupa los huecos dejados por
otras moléculas. A mayor cantidad de colesterol, menos
permeable y fluida es la membrana. Se ha postulado que
los lípidos de membrana se podrían encontrar en dos formas: como
un líquido bidimensional, y de una forma más estructurada, en particular cuando
están unidos a algunas proteínas formando las llamadas balsas
lipídicas. Se cree que el colesterol podría tener un
papel importante en la organización de estas últimas. Su
función en la membrana plasmática es evitar que se adhieran las colas de ácido
graso de la bicapa, mejorando la fluidez de la membrana.
La membrana plasmática es asimétrica. Los glucolípidos y glucoproteínas sí van a estar en el exterior de la membrana y los distintos tipos
de fosfolípidos van a aparecer en la parte interna o externa de la membrana
dependiendo del
radical que se una al fosfato.
FUNCIONES DE LOS LIPIDOS
* Estan dispuestas en forma de una doble capa lipidica
Actuan de barrera relativamente impermiable al paso de moleculas hidrosolubles
La nturaleza anfipatica de la molecula es causa de la formación de bicapas en
el agua
CARBOHIDRATOS:
Se encuentran dirigidos hacia el exterior de la membrana asociada a lípidos
(glucolipidos) y proteínas gliproteina o protapoglucanos.
Los carbohidratos se encuentran en la superficie externa de la membrana , contribuyen a la recepción de mensajes al
reconocimiento de células semilares para formar tejidos.
Los carbohidratos pueden estar unidos a la bicapa lipídica
donde reciben el nombre de glucolípidos o pueden estar unidos a las proteínas
transmembranas donde reciben el nombre de glucoproteínas.
Cuando songlucoproteínas se pueden destacar que el eje
principal de esta glucoproteina es ácido hialurónico, el cual tienes ciertas
ramificaciones
GLUCOCALIX
En la superficie externa de la membrana hay una capa de glúcidos unidos
covalentemente a proteínas (glucoproteínas) o a lípidos (glucolípidos).
Esa capa se denomina GLICOCÁLIX, constituido por
ï‚· Regiones glucídicas de los glucolípidos de membrana.
ï‚· Las glucoproteínas integrales de membrana o las proteínas
absorbidas después de la secreción.
ï‚· Formado por compuestos llamados PROTEOGLUCANOS,
secretados por la célula y absorbidos por la superficie celular. Los protepoglucanos son asociaciones de proteínas y glúcidos, estos
últimos son de los glucosaminoglucanos.
Los glucosaminoglucanos son polímeros lineales de disacáridos, donde
encontramos repetidamente la glucosamina (glucosa con un
amino). La mayoría de los glucosaminaglucanos están sulfurados y son muy
hidrófilos
.
Funciones del glucocálix:
1- Selectividad en la incorporación de sustancias de bajo peso molecular a la
célula.
2- Reconocimiento específico de células entre sí.
3- Uniones intercelulares y de las células con la matriz extracelular mediante
glucoproteínas transmembrana cómo: integrinas y catherinas.
4- Propiedades inmunitarias.
5- Anclaxe de enzimas.
6 - Cambios en la carga eléctrica en medio extracelular.
TRANSPORTE CELULAR
Las células requieren nutrientes del exterior
y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno
estable. La membrana presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso
de pequeñas moléculas, siempre que sean lipófilas, pero regula elpaso de
moléculas no lipófilas.
1Transporte de moléculas de baja masa molecular
1.1 El transporte pasivo. Es un proceso de difusión de
sustancias a través de la membrana. Se produce siempre a favor del
gradiente, es decir, de donde hay más hacia el medio donde hay menos. Este
tranporte puede darse por
1.1.1DDifusión simple . Es el paso de pequeñas moléculas a favor
del
gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de
canales proteícos.
1.1.1.1Difusión simple a través de la bicapa (1). Así
entran moléculas lipídicas como
las hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos liposolubles.
Y sustancias apolares como el oxígeno y
el nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño,
como
el agua, el CO2, el etanol y la glicerina, también
atraviesan la membrana por difusión simple. La difusión del agua recibe
el nombre de ósmosis
1.1.1.1Difusión simple a través de canales (2).Se realiza mediante las
denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na+, K+,
Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un
orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por
ligando, como ocurre con neurotransmisores
u hormonas, que se unen a una determinada región, el receptor de la proteína de
canal, que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal.
1.1.2 Difusión facilitada (3). Permite el
transporte de pequeñas moléculas polares, como
los aminoácidos, monosacáridos, etc, que al no poder
atravesar la bicapa lipídica, requieren queproteínas
trasmembranosas faciliten su paso. Estas proteínass reciben el nombre
de proteínastransportadoras o permeasas que, al unirse a la molécula
a transportadora sufren un cambio en su estructura que
arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.
1.2eEl transporte activo (4). En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero
éstas requieren energía, en forma de ATP, para transportar las moléculas
al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte
se realiza en contra del
gradiente electroquímico. Son ejemplos de transporte activo la bomba de
Na/K, y la bomba de Ca.
1.2.1 La bomba
de Na+/K+ Requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+ hacia
el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína actúa
contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya que
rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el transporte.
Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior,
con la hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de
Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiológica. De hecho todas las
células animales gastan más del 30% del ATP que producen ( y
las células nerviosas más del 70%) para
bombear estos iones.
2Transporte de moléculas de elevada masa molecular:
Para el transporte de este tipo de moléculas
existen tres mecanismos
principales: endocitosis, exocitosis y transcitosis. En cualquiera de ellos es fundamental el papel que desempeñan las
llamadas vesículas revestidas. Estas vesículas se
encuentran rodeadas de filamentos proteicos de clatrina.
2.1 Endocitosis: Es
el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo
mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la
partícula aingerir. Se produce la estrangulación de la
invaginación originándose una vesícula que encierra el material ingerido. Según la naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen
diversos tipos de endocitosis.
2.1.1 Pinocitosis. Implica la ingestión de líquidos y
partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina.
2.1.2-Fagocitosis. Se forman grandes
vesículas revestidas o fagosomas que ingieren microorganismos y restos
celulares.
2.1.3-Endocitosis mediada por un receptor. Es un mecanismo por el que sólo entra la sustancia para la cual
existe el correspondiente receptor en la membrana.
2. Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las macromoléculas
contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior
celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular.
Esto requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se
fusionen para que pueda ser vertido el contenido de la vesícula al medio.
Mediante este mecanismo, las células son capaces de
eliminar sustancias sintetizadas por la célula, o bien sustancias de desecho.
En toda célula existe un equilibrio entre la
exocitosis y la endocitosis, para mantener la membrana plasmática y que quede
asegurado el mantenimiento del
volumen celular.
Transcitosis.Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia atravesar
todo el citoplasma celular desde un polo al otro de la
célula. Implica el doble proceso endocitosis-exocitosis.
Es propio de células endoteliales que constituyen los
capilares sanguineos, transportándose así las sustancias desde el medio
sanguineo hasta los tejidos que rodean los capilares.