Biologia celular, Apuntes de Enología
vallve-6
vallve-6

Biologia celular, Apuntes de Enología

PDF (2 MB)
30 páginas
6Número de descargas
39Número de visitas
Descripción
Asignatura: Biologia Celular primero enologia, Profesor: , Carrera: Enologia, Universidad: URV
20 Puntos
Puntos necesarios para descargar
este documento
Descarga el documento
Vista previa3 páginas / 30
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 30 páginas totales
Descarga el documento
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 30 páginas totales
Descarga el documento
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 30 páginas totales
Descarga el documento
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 30 páginas totales
Descarga el documento

TEMA 3 MEMBRANA PLASMATICA

TRANSPORTE DE MACROMOLECULAS Y PARTICULAS

Endocitosis y exocitosis

Endocitosis:

- Incorporación de macro moléculas por vesiculacióna.

- Las moléculas son englobadas por la membrana.

- Conlleva gasto energético.

Fases:

- Fijación del material a transportar (glicocálix- receptor)

- Detección del material a transportar

- Invaginación de la membrana

- Formación de la vesícula

- Desprendimiento de la vesícula (vesícula intracelular, fagosoma)

- Fusión de fagosoma con lisosomas (fagolisosomas)

Existen dos tipos de endocitosis

Fagocitosis Pinocitosis

-Particulas de gran tamaño (>250nm) -Celulas especializadas (bazo, sangre, hígado)

-Particulas de pequeño tamaño -Liquido extracelular -Mayoria de las células eucariotas

Las levaduras no realizan fagocitosis porque hay pared celular fuera de la membrana

plasmática (todos los seres que tienen pared no hacen fagocitosis)

La fagocitosis (cuando la célula “come”) es tarea extensa de unos cuantos tipos de

células especializadas en la captación

de partícules relativamente grandes

(>0.5 µm de diámetro) del ambiente.

Los pliegues se fusionan para formar

una vacuola (o fagosoma) que se

separa de la membrana plasmàtica hacia

el interior. El fagosoma se fusiona

con un lisosoma y el material se

digiere dentro del fagolisosoma

resultante. En la mayoría de los

animales, la fagocitosis es un

mecanismo protector en lugar de una

forma de alimentación. Los mamíferos

tienen diversos fagocitos

“profesionales”, incluidos los neutrófi

los y los macrófagos, que viajan por

la sangre y los tejidos para fagocitar

a los microorganismos invasores,

cèl·lules dañadas y moribundas y

detritos. Las células fagocíticas

reconocen a los materiales y los unen

mediante receptores en su superficie

antes de captarlos.

Una vez dentro del fagocito, los

microorganismos pueden destruirse con las enzimas lisosómicas

o con radicales libres de oxigeno generados dentro de la luz del fagosoma.

Los passos de la digestión de los materiales atrapados se ilustran en la fi gura 8-

46. La fagocitosis de partículas materiales se favorece por las actividades

contráctiles de los microfi lamentos con actina subyacentes a la membrana plasmática.

Fagocitosis

1. Emisión de proyecciones laminares (m. ondulantes)

2. Rodeo de la partícula

3. Formación de una vacuola de endocitosis

4. Separación de la M.P.

5. Introducción en el citoplasma

Endocitosis mediada por receptor

Endocitosis mediada por receptor y el papel de las concavidadescubiertas

La endocitosis mediada por receptor (RME) proporcionaun medio para la captaciónselectiva y

eficiente de macromolècules que pueden estar presentesen concentracions relativamente

bajas en el líquido extracelular.

Lascélulas tienenreceptorespara la captaciónde muchostipos

diferentesdeligandos,incluidashormonas,factoresde crecimiento,enzimasy proteïnes

sanguíneas que transportan

Ciertosnutrimentos.

Lassustanciasque ingresana la célula mediante la RME se unenconlos receptoresque se

reúnenen dominios especializadosdela membrana plasmática,conocidos como

concavidadescubiertas.Losreceptoresse concentran en fosos cubiertoscon un nivel10 a 20

veces mayor que en el resto de la membrana plasmática.Los concavidades cubiertas (fi g. 8-

37a) se reconocen en las micrografíaselectrónicas como sitios en los que la superficie está

hundida yla membrana plasmática está cubierta en su cara citoplásmica con una cubierta

electrodensa erizada que contiene clatrina, la misma proteína que se encuentra en la cubierta

proteica de las vesículas formadas en la red trans de Golgi (pág. 304). Los

concavidadescubiertas se invaginan en el citoplasma (fi g. 8-37b) y luego se liberan de la

membrana plasmática para formar vesículas cubiertas

(fi g. 8-37c, d). Para comprender el mecanismo de la formación de vesícules cubiertas es

necesario examinar la estructura molecular de la cubierta de clatrina.

Incorporación de vesiculas cubiertas por clatrina

molécula proteicas

- Virus

- partículas < 150 nm

- concentrar e ingerir moléculas que se unen a receptores específicos

Clatrina:

• Proteína de material filamentoso

• Forma una estructura poligonal

• Recubre parte de la membrana (2%)

• Favorece el desprendimiento

• Capta los receptores de unión a la molécula transportadora

Exocitosis

La exocitosis es la fusión de vesículas producidas principalmente por el aparato de Golgi con la

membrana plasmática. Las vesículas se forman en el TGN (red trans de Golgi) del aparato de

Golgi y viajan hasta la membrana plasmática con la que se fusionan.

Constitutiva Regulada

• Se realiza en todas las células • Proceso continuo • Vesículas provenientes del C. Golgi • Sustancias destinadas al medio extracelular o a la superficie (renovación de la membrana, matriz extracelular y de la pared celular)

• Células secretoras • Necesitan estímulos o señales • Secreción de sustancias a órganos o a los vasos (glándulas exocrinas) • Secreción al entorno local (pancreática, neurotransmisores)

Los materiales siguen la vía

biosintética(osecretora) del retículo

endoplásmico, a través del aparato de

Golgi y llegan a varios sitios, como los

lisosomas, endosomas, vesículas

secretoras, gránulos

secretores, vacuolas y la membrana

plasmática. Los materiales siguen la vía

endocítica de la superficie celular hacia

el interior mediante endosomas y

lisosomas, donde casi siempre se

degradan por acción de las enzimas

lisosómicas.

Biosintesis membrana plasmática

Biosíntesis de membrana en el retículo endoplásmico

Las membranas no surgen de novo, es decir, por la combinación de elementos de las reservas

de proteínas y lípidos. Por el contrario, se asume que las membranas surgen sólo de las

membranas preexistentes. Las membranas crecen conforme las proteínas y lípidos recién

sintetizados se insertan en las membranas existentes en el ER. Como resulta evidente en la

discusión siguiente, los componentes de la membrana pasan del retículo endoplásmico a

todos los demás compartimientos de la célula. Cuando la membrana se mueve de un

compartimiento al siguiente, sus proteínas y lípidos se modifican por efecto de las enzimas que

residen en los diversos organelos de la célula. Estas modificaciones contribuyen a dar a cada

compartimiento de membrana una composición única y una identidad distintiva

Mantenimiento de la asimetría de la

membrana. Cuando cada

proteína se sintetiza en el ER rugoso, se

inserta en la bicapa de lípidos con una

orientación predecible determinada por su

secuencia de aminoácidos. Esta orientación se

mantiene mientras viaja en el sistema

endomembranoso, como se ilustra en la fi

gura. Las cadenas de carbohidrato, que son

las primeras agregadas en el ER, representan

una manera conveniente de valorar la

lateralidad de la membrana porque siempre

están en el lado de la cisterna de las

membranas citoplásmicas, que se convierte

en el lado exoplásmico de la membrana

plasmática después de la fusión de las

vesículas con ésta.

Propuesta del movimiento de materiales

mediante el transporte vesicular entre los

compartimientos membranosos de la vía

biosintética/secretora. (a) Se cree que los tres tipos diferentes de

vesículas cubiertas indicadas en este dibujo tienen

distintos papeles en el transporte. Las vesículas

cubiertas con COP-II median el transporte del ER al

ERGIC y al aparato de Golgi. Las vesículas cubiertas

con COP-I regresan las proteínas del ERGIC y

aparato de Golgi al ER.

Las vesículas cubiertas con COP-I también

trasladan las enzimas de Golgi ente las cisternas en

sentido retrógrado. Las vesículas cubiertas con

clatrina se encargan del transporte de la TGN

a los endosomas y lisosomas. En esta

representación no se muestra el transporte de

materiales a lo largo de la vía endocítica. (b)

Ilustración del ensamble de una vesícula cubierta

con COP-II.

El ensamblaje comienza cuando Sar1 es enviada a

la membrana del retículo endoplásmico

Y se activa por intercambio del GDP que lleva

unido por GTP. Estos pasos se muestran en la

figura 8-26. Las proteínas de cargamento de la luz

del ER (esferasy rombos rojos) se unen con los

extremos luminales de los receptores

transmembranosos para cargamento. A

continuación, estos receptores se concentran en la

vesícula cubierta mediante la interacción de sus

colas citosólicas con componentes de la cubierta

COP-II. Las proteínas residentes del ER (p. ej.,BiP)

casi siempre se excluyen de las vesículas cubiertas

(esferas azules). Las que llegan a incluirse en una

vesícula cubierta se regresan al ER como se

describe más adelante en el texto.

Una de las proteínas de la cubierta COP-II, Sec24, puede encontrarse por lo menos en cuatro

Isoformas distintas. Es probable que las isoformas de esta proteína reconozcan y se unan a las proteínas de

membrana con diferentes señales clasificadoras, lo que amplía la especificidad

en tipos de materiales que pueden transportarse en las vesículas COP-II.

Pared celular células fúngicas

Es un orgánulo dinàmico. Está en constante transformación. Reproducción por gemación. Tambien proporciona

resisténcia y plasticidad. Permite interactuar con su entorno. No es impermeable.

- El principal componte es la quitina. La más próxima a la membrana plasmática.

- -B-Glucanos. Anclar directamente a proteínas de las membranas o embebidas en la matriz que forma la

membrana extracelular.

-Glicoproteinas ancladas a GPI o secretadas directamente en el espacio de la pared.

B-glucano sintasa y quitina sintasa para sintetizar los componentes principales de la pared en crecimiento o cuado

se reprodce por gemación.

Reproducción por gemación

Tres tipos de quitina sintasa

- CHS1 Reponer daño en la pared

- CHS2 Formción del septo primario

- CHS3 Sintesis del 90% de la quitina en una nueva célula

Las proteínas de la membrana llegan a partir de la vesícula producida por Golgi.

FORMACIÓN DEL SEPTO DURANTE LA GEMACIÓN

La celula crece por una señal externa. Entra en mitosis y forma el primer septo. Anillo de septina, se forma el anillo

primario de quitina por la CHS3 Entra la QHS2 y empieza a engordar la pared celular de la hija (septo primario). La

pared celular de la gema la va a fabricar la CHS3. La celula hija se desprende cuando se ha sintetizado toda la pared.

La mitosis es importante porque da la división del citoplasma en levaduras (se forma una gema de pequeño

tamaño) depende de la septina que se ensamble en la base de la gema y de la señal para saber que se va a formar

una nueva celula.

Después migra la CHS2 para formar el septo.

CHS3 sintetiza toda la pared celular de la hija

TEMA 4 MATRIZ CITOPLASMATICA

Citoplasma: Masa diferenciada, transparente y semilíquida relacionada con el nucleoplasma a

través de poros.

Matriz citoplasmática

Parte de la célula comprendida entre la membrana plasmática y el núcleo

EUCARIOTAS PROCARIOTAS

Subdividida en cmpartimentos rodeados por membrana, funcionalmente distintos

Un único compartimento rodeado por la membrana plasmática

Citoesqueleto: - Dar forma a la célula

-Mantener la posición o conducir los diferentes orgánulos

.Responsable de los movimientos de la superficie celular

Organulos de la matriz endoplamática

Reticulo endoplasmático:

Red de túbulos y sacos rodeados de membrana que se extiende desde la membrana nuclear

por todo el citoplasma.

Rugoso

- Con ribosomas unidos (RER) en parte externa de su membrana

- sintetizan proteinas integrales de membrana y proteínas

- Solubles destinadas a otros orgánulos

Liso

- Sin ribosomas (REL)

- Interviene en la formación de lípidos y en su transporte junto a las proteínas del RER

Complejo de Golgi

Serie de compartimentos organizados en forma de sacos discoidales (cisternas de Golgi).

Recibe lípidos y proteínas del RER ylas distribuye hacia diferentes destinos intracelulares.

Lisosomas: Vesiculas que contienen enzimas hidrolíticas.

Endosomas: Vesiculas que engloban las sustancias endocitadas.

Peroxisomas: Vesiculas con enzimas del metabolismo del H2O2 (catalasas y oxidasas)

Mitocondrias: EL orgánulo más grande. Desempeñan un papel crucial en la generación de

energía metabólica en las células eucariotas.

Plastidos-Cloroplastos

Exclusivos de vegetales realizan procesos metabólicos primordiales que generan energía

metabólica.

Ribosomas: síntesis de proteinas

TEMA 5 CITOESQUELETO

CITOESQUELETO

Se compone de cuatro estructuras filamentosas bien definidas:

- Microfilamentos

- Microtúbuos

- Filamentos intermedios

- Septinas

-

Principales funciones:

- Soporte estructural para la membrana plasmática y los orgánulos celulares.

- Marco interno encargado de establecer las posiciones de los orgánulos y otros

componentes del citosol

- Generador de fuerza que mueve las células. Soporte para las estructuras celulares

móviles especializadas (cilios y flagelos)

- Componente esencial de la maquinaria que participa en la división celuar.

- Transductor de señales. Desempeña un papel clave en la transmisión de señales de

ambiente extracelular al interior de la célula.

Actina:

Control de forma y el tamaño celular Organización interna de los orgánulos Establecimiento de

la polaridad celular

Citocinesis

Migración de orgánulos durante la gemación

Transporte vesicular

Endocitosis

Fusión de membranas

MIcrotúbulos

Migración nuclear en la mitosis

Nucleación del huso y polarización

Transporte de cromosomas

Fusión nuclear en la cariogamia

Septinas

Confieren rigidez a las membranas celulares

Andamio para la fijación de proteínas

Compartimentación en dominios de las membranaintracelulares

Barrera contra la difusión de proteínas y de lípidos en las membranas

Citocinesis

Identifica els components del citoesquelet.

1 Cuerpo polar del huso

2 microtubulo

3 Filamentos y parches de actina

4 Anillo de septinao actina durante la citocinesis

Menciona les seves funcions:

Cuerpo polar del huso: Principal formador de los microtubulos en las levaduras

Microtubulos: Actuan como carriles para proteínas motoras (cineinas y dineinas) siguiendo su

polaridad, desplazamiento de los reeptores de membrana, movimiento de los cromosomas y

división celular.

Filamentos de actina: Transporte vesicular, control de forma y tamaño celular, organización

interna de los orgánulos, establecimiento de la polaridad celular, migración de orgánulos

durante la gemación

parches de actina: Endocitosis en los dominios de la mamebrana plasmática.

Anillo de septina: Contribuye a la formación de dominios de membrana. Compartimentación

lateral y barreras de difusión.

Animales centrosomas

El principal centro organizador de microtubiulos centrosomas formados por 2 centriolos a 90

rodeados de una matriz proteica con anillos de gamma tubulia sirven para comenzar el

ensamblaje del huso mitótico.

Celulas fúngicas cuerpos polares del huso centros organizadores de microtubulos que se

encuentran ensamblados a la envoltura nuclear ya que es una mitosis cerrada. A partir de ahí

emieza la nucleación de los microtubulos.

Confuguracions numero 3

Parches corticales de actina

Haces (filamentos/cables) de actina polarizados

Anillo de citocinesis

TEMA 6 ESTRUCTURA, COMPOSICIÓN, ACTIVIDAD Y BIOGENESIS DE ORGANULOS CELULARES

RETICULO ENDOPLASMATICO Y COMPLEJO DE GOLGI

El retículo endoplásmico (ER) se divide en dos compartimientos, el retículo endoplásmico

rugoso (RER) y el retículo endoplásmico liso (SER) (fi g. 8-8). Ambos tipos de retículo forman un

sistema de membranas que rodea un espacio, o luz, que está separado del citosol circundante.

Como resultaevidente en la descripción siguiente, la composición del espacioluminal o

cisternas dentro de las membranas del ER es muydiferente de la del espacio citosólico

circundante.Las proteínas y lípidos con marcas fluorescentes puedendifundirse de un tipo de

retículo endoplásmico al otro, lo queindica que las membranas están interconectadas. De

hecho,los dos tipos de compartimientos de dicho retículo compartenmuchas de sus proteínas

y realizan ciertas actividades comunes,como la síntesis de algunos lípidos y colesterol. Sin

embargo, almismo tiempo muchas proteínas se encuentran sólo en uno uotro tipo de retículo.

Como resultado, los dos retículos endoplásmicostienen diferenciasestructuralesy funcionales

notorias.El retículo endoplásmico rugoso posee ribosomas unidos a su superficie citosólica, en

tanto que el liso carece de los ribosomas.El RERcasisiemprese compone de una redde sacos

aplanados(cisternas),como se muestraen la figura8-9.El RERse continúa con la membrana

externa de la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas en su superfi cie citosólica (fi g.

8-2b). En cambio, los elementos membranosos del SER casi siempre son tubulares (fi gs. 8-8 y

8-10) y forman un sistema interconectado de tuberías que se curvan por el citoplasma.

Cuando las células se homogeneizan, el SER se fragmenta en vesículas de superficie lisa,

en tanto el RER se fragmenta en vesículas de superficie rugosa (fi g. 8-5b, c). Los

diferentes tipos de células contienen proporciones muy distintas de los dos tipos de retículo

endoplásmico, según sean las actividades de la célula. Por ejemplo, las células que secretan

grandes cantidades de proteínas, como las pancreáticas o las células de las glándulas salivales,

tienen regiones extensas de RER (fi g. 8-9b, c). Más adelante se regresa a la función del RER,

pero primero se describen las actividades del retículo endoplasmatico liso.

El retículo endoplásmico liso

El SER está muy desarrollado en diversos tipos celulares, entre ellos los del músculo

esquelético, túbulos renales y glándulas endocrinas productoras de esteroides (fi g. 8-10). Las

funciones del SER incluyen:

● Síntesis de hormonas esteroideas en las células endocrinas de las gónadas y la corteza

suprarrenal.

● Desintoxicación en el hígado de diversos compuestos orgánicos, como barbitúricos y etanol,

cuyo consumo crónico puede conducir a la proliferación del SER en las células hepáticas. La

desintoxicación la realiza un sistema de enzimas que transfi eren oxígeno (oxigenasas), incluida

la familia del citocromo P-450. Estas enzimas son notables por su falta de especifi cidad de

sustrato y pueden oxidar miles de compuestos hidrófobos distintos y convertirlos en

sustancias más hidrofílicas y más fáciles de excretar. Los efectos no siempre son positivos. Por

ejemplo, el compuesto relativamente inocuo benzo[a]pireno que se forma cuando se

requema la carne en una parrilla se convierte en un carcinógeno potente por efecto de las

enzimas “desintoxicantes” del SER. Las enzimas del citocromo P-450 metabolizan muchos

medicamentos prescritos y la variación genética en estas enzimas en los seres humanos explica

las diferencias 1en la efectividad y acciones colaterales de muchos fármacos entre unas

personas y otras.

● Secuestro de iones calcio dentro del citoplasma de las células de los músculos esquelético y

cardiaco. La liberación regulada de Ca 2+ del SER (o retículo sarcoplásmico en el caso de las

células musculares) inicia la contracción.

Funciones del retículo endoplásmico rugoso

Las investigaciones iniciales sobre las funciones del RER se realizaron en células que secretan

grandes cantidades de proteína, como las células acinares del páncreas (fi g. 8-3) o las células

secretoras de moco del recubrimiento del tubo digestivo (fi g. 8-11). A partir del dibujo y la

micrografía de la fi gura 8-11 resulta evidente que los organelos de estas células epiteliales

secretoras se disponen de tal forma en la célula que producen una polaridad distinta en uno y

otro extremos de ella. El núcleo y un conjunto grande de cisternas de RER se localizan cerca de

la superficie basal de la célula, la cual está próxima al aporte sanguíneo. El aparato de Golgi se

localiza en la región central de la célula. La superfi cie apical de la célula está junto a un

conducto que transporta las proteínas secretadas fuera del órgano. El citoplasma del extremo

apical de la célula está lleno de gránulos secretores cuyo contenido está listo para liberarse

hacia el conducto en cuanto llega la señal apropiada. La polaridad de estas células epiteliales

glandulares refl eja el movimiento de las proteínas secretoras por la célula, desde el sitio de

síntesis hasta el punto por donde se descargan. El retículo endoplásmico rugoso es el punto

inicial de la vía biosintética: es el punto donde se sintetizan las proteínas, cadenas de

carbohidratos y fosfolípidos que viajan por los compartimientos membranosos de la célula.

El aparato de Golgi

El aparato de Golgi tiene una morfología característica, consistente sobre todo en cisternas

membranosas aplanadas, parecidas a discos, con bordes dilatados, vesículas y túbulos relacionados (fi g.

8-20a). Las cisternas, cuyos diámetros típicos oscilan entre 0.5 y 1.0 μm, están dispuestas en una pila

ordenada, muy parecida a una superposición de hojuelas, y curvadas de tal forma que semejan un tazón

poco profundo (fi g. 8-20b). Por lo general, una pila de Golgi contiene menos de ocho cisternas. Una

célula individual puede contener desde unas cuantas hasta varios miles de pilas distintas, según sea el

tipo de célula. Las pilas de Golgi en las células de los mamíferos están conectadas entre sí por túbulos

membranosos para formar un solo complejo grande parecido a un listón situado junto al núcleo de la

célula (fi g. 8-20c). Una mirada más cercana a una cisterna individual sugiere que las vesículas se

desprenden de un dominio tubular periférico de cada cisterna (fi g. 8-20d). Como se explicó antes,

muchas de estas vesículas contienen una cubierta proteica distintiva que puede verse en la fi gura 8-

20d. El aparato de Golgi se divide en varios compartimientos con funciones diferentes dispuestos a lo

largo de un eje, desde la cara cis, o de entrada más cercana al ER, hasta la cara trans o de salida, en el

lado opuesto de la pila (fi g. 8-20a, b). La cara más cis del organelo la forma una red de túbulos

conectados entre sí que se conoce como red cis de Golgi (CGN). Se cree que la CGN funciona sobre todo

como una estación de clasificación que distingue entre las proteínas que deben enviarse de regreso al

retículo endoplásmico (pág. 299) y aquellas a las que se les permite avanzar a la siguiente estación de

Golgi. La mayor parte del aparato de Golgi consiste en una serie de cisternas grandes y aplanadas que

se dividen en cisternas cis, mediales y trans (fi g. 8-20a). La cara más trans del organelo contiene una red

distintiva de túbulos y vesículas llamada red trans de Golgi (TGN). Al igual que la CGN, la TGN también

es una estación clasificadora. Las proteínas se separan en la TGN en tipos diferentes de vesículas que se

dirigen a la membrana plasmática o a varios destinos intracelulares. Se cree que los elementos

membranosos del aparato de Golgi cuentan con el soporte mecánico de un esqueleto periférico de la

membrana o andamiaje compuesto por varias proteínas, incluidas integrantes de las familias de la

espectrina, anquirina y actina, proteínas que también están presentes como parte del esqueleto de la

membrana plasmática (pág. 146). La estructura de Golgi puede mantener un enlace físico con proteínas

motoras que dirigen el movimiento de las vesículas y túbulos que entran y salen del aparato de Golgi. Se

piensa que un grupo separado de proteínas fibrosas forma una “matriz” de Golgi que tiene un papel

clave en el desarmado y rearmado del aparato de Golgi durante la mitosis. La figura 8-21 muestra

evidencia visual de que el aparato de Golgi no tiene una composición uniforme de un extremo al otro.

Las diferencias en la composición de los compartimientos de membrana desde la cara cis a la trans

reflejan el hecho de que el aparato de Golgi es sobre todo una “planta procesadora”. Las proteínas de

membrana recién sintetizadas, así como las proteínas secretoras y lisosómicas, salen del ER y entran al

aparato de Golgi por su cara cis y luego pasan a través de la pila hasta lacara trans. Conforme avanzan

por la pila, las proteínas originales sintetizadas en el retículo endoplásmico rugoso sufren varias

modificaciones específicas. En la actividad del aparato de Golgi mejor estudiada, los carbohidratos de la

proteína se modifican por una serie de reacciones enzimáticas secuenciales, como se describe en la

siguiente sección.El aparato de Golgi también es el sitio donde se sintetiza la mayoría de los

polisacáridos complejos de la célula, incluidas las cadenas de glucosaminoglucanos del proteoglucano

que se muestran en la fi gura 7-9a, así como las pectinas y hemicelulosa de las paredes celulares de las

plantas (véase fi g. 7-37c).

MOVIMIENTO DE MATERIALES A TRAVES DE GC

PEROXISOMAS

Los peroxisomas son vesículas simples limitadas por membranas (fi g. 5-31a) con un diámetro

de 0.1 a 1.0 µm que pueden contener un centro denso y cristalino de enzimas oxidativas. Los

peroxisomas (o microcuerpos,como se les llama también) son organelos con múltiples

funciones y contienen más de 50 enzimas que participan en actividades tan diversas como la

oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga (VLCFA, aquellos con cadenas que tienen 24 a

26 carbonos) y la síntesis de plasmalógenos, que es una clase inusual de fosfolípidos en los que

uno de los ácidos grasos está unido con el glicerol mediante un enlace éter en lugar de uno

éster. Los plasmalógenos sonmuy abundantes en las vainas de mielina que aíslan los axones

del cerebro (fi g. 4-5). Las anomalías en la síntesis de plasmalógenos pueden dar origen a

disfunción neurológica grave. La enzima luciferasa, que genera la luz que emiten las

luciérnagas, también es una enzima peroxisómica. Los peroxisomas se consideran en este

capítulo porque comparten varias propiedades con las mitocondrias: ambos organelos se

forman por la separación de organelospreexistentes; ambos tipos de organelos importan

proteínas ya formadas del citosol (sección 8.9) y los dos participan en tipos similares de

metabolismo oxidativo. De hecho, por lo menos una enzima, la aminotransferasa de

alanina/glioxilato, se encuentra en las mitocondrias de algunos mamíferos (p. ej., gatos y

perros) y en los peroxisomas de otros (p. ej., conejos y seres humanos). Estos organelos se

llamaron “peroxisomas” porque son el sitio de donde se sintetiza y degrada el peróxido de

hidrógeno (H 2 O ), un agente oxidante muy reactivo y tóxico. El peróxido de hidrógeno se

produce por acción de varias enzimas peroxisómicas, incluida la oxidasa de urato, oxidasa de

glucolato y oxidasas de aminoácidos, que utilizan oxígeno molecular para oxidar sus sustratos

respectivos (fi g. 5-31b). El H 2 generado en estas reacciones se degrada pronto mediante la

enzima catalasa, que está presente en grandes concentraciones en estos organelos. La

importancia de los peroxisomas en el metabolismo humano resulta evidente en la sección

Perspectiva humana de este capítulo. 2 Los peroxisomas también existen en las plantas. Las

plantas de semillero contienen un tipo especializado de peroxisoma, llamado glioxisoma (fi g.

5-32). Las plantas de semillero dependen de los ácidos grasos almacenados para obtener

energía y materiales a fi n de formar una nueva planta. Una de las principales actividades

metabólicas de estas plantas jóvenes es la conversión de los ácidos grasos almacenados en

carbohidrato. La degradación de los ácidos grasos almacenados genera acetil-CoA, la cual se

condensa con oxaloacetato para formar citrato, que luego se convierte en glucosa por efecto

de una serie de enzimas del ciclo del glioxilato localizadas en el glioxisoma.

MITOCONDRIAS Y CLOROPLASTOS

Las mitocondrias y los cloroplastos son compartimentos intracelulares que solo se encuentran

en las células eucariotas. Estos orgánulos tienen su propio ADN. Las mitocondrias se

encuentran tanto en células eucariotas animales como vegetales, mientras que solo

encontramos cloroplastos en células vegetales.

Las mitocondrias son los organulos encargados de convertir las moléculas en energía utilizando

oxigeno. Su morfología y tamaño es variable, llegando a los 10 micrómetros. También varia el

numero de mitocondrias dependiendo del tipo celular.

Estructura_mitocondria

La mitocondria tiene dos membranas denominadas externa e interna. La membrana externa es

continua y permeable. La interna es inpermeable y tiene pliegues llamados crestas de numero

y forma variable. En esta ultima encontramos proteinas como la ATPasa y proteinas de la

cadena transportadora de electrones entre otras. El espacio entre ambas se denomina espacio

intermembrana. El interior de la membrana interna es la matriz. Esta compuesta por iones,

granulos, ribosomas, DNA, RNA y enzimas correspondientes a los procesos que se llevan a

cabo en las mitocondrias.

La forma interna cambia según la actividad de la mitocondria. Las más activas están más

condensadas. Tienen más espacio intermembrana que se corresponde con una mayor

fosforilación oxidativa. Cuando la mitocodria está inactiva adopta la configuración ortodoxa en

la que se observan una matriz y crestas prominentes.

Se mueven mediante los microtubulos por lo que su distribucion en las células se corresponde

con la de estos. En celulas especializadas tienen una localización especifica. Por ejemplo en las

celulas cardiacas o en los espermatozoides, donde solo las encontramos en la cola.

Los cloroplastos tienen la función de crear energia a partir de la luz del sol y el agua. Se

encuentran normalmente en la periferia de las células en numero variable.

Tienen tres membranas denominadas membrana externa, membrana interna y membrana

tilacoidal. Al igual que en las mitocóndrias la membrana externa es permeable y la interna

impermeable. Pero a diferencia de las mitocóndrias, la membrana interna de los cloroplastos

no tiene pliegues y tampoco enzimas de la cadena transportadora. Tampoco tiene clorofila que

solo se encuentra en las membranas de los tilacoides.

estructura-cloroplastos

El lumen interior, denominado estroma, está formado en su mayoría por enzimas

sintetizadoras, enzimas del ciclo de Calvin y sobretodo por una proteína denominada RUBISCO

muy importante en la fijacion de CO2. También contiene el ADN y ARN y materiales de reserva

como almidón y lipidos.

Los tilacoides son saculos planos discoidales formados por la membrana tilacoidal. Se apilan en

montones de hasta 20 tilacoides en estructuras llamadas granas. La membrana tilacoidal

apilada y la no apilada tienen una composicion ligeramente distinta debido a que su función

también es un poco distinta. El lumen de todos los tilacoides esta conectado.

Semejanzas

·Ambos son orgánulos energéticos de las células eucariotas. Poseen una característica que los

diferencia de los demás orgánulos celulares: la gran cantidad de membrana interna que

contienen. En esta membrana se llevan a cabo los procesos de transporte de electrones

necesarios para la obtención de energía en forma de ATP. Estos procesos son similares en

ambos orgánulos.

·Ambos orgánulos son semiautónomos, contienen los componentes necesarios (ADN,

ribosomas) para sintetizar algunas de sus proteínas. Además, se dividen por división binaria.

·Según la teoría endosimbiótica, ambos han evolucionado a partir de células procarióticas.

Diferencias

·Los cloroplastos son mucho mayores que las mitocondrias.

·Los cloroplastos tienen tres membranas diferentes y por tanto tres compartimentos internos

separados, mientras que las mitocondrias sólo tienen dos membranas y dos compartimentos.

·En las mitocondrias se realiza la respiración celular, en los cloroplastos la fotosíntesis.

·Las mitocondrias se encuentran tanto en células animales como en vegetales, mientras que

los cloroplastos sólo en vegetales.

·Las mitocondrias proceden de primitivas bacterias aeróbicas y los cloroplastos de primitivas

cianobacterias.

LISOSOMAS Y ENDOSOMAS

SINOPSIS

Las mitocondrias son organelos grandes formados por una membranaexternaporosa y una

membrana internamuyimpermeable,formadasobre todo por pliegues (crestas) que

contienen granpartedelosmecanismosnecesariospara la respiración aeróbica.Laporosidadde

la membrana externa se debe a las proteínasintegrales llamadasporinas.Laconfiguraciónde la

membrana interna y la fluidez aparentedesu bicapafacilitan las interacciones de los

componentes necesariosduranteel transportede electronesy la formación de

ATP.Lamembranainterna rodeauna matrizgelatinosa que además de proteínascontieneun

sistema genético que incluyeDNA,RNA,ribosomasytodoslos mecanismosnecesariospara

transcribiry traducir la informacióngenética.Muchas de las propiedadesde las

mitocondriaspuedenexplicarsecon su supuesta evolucióna partirde

bacteriassimbióticasantiguas(pág.180).

La mitocondria es el centro del metabolismo oxidativo en la célulay convierte los productos

del catabolismo de carbohidratos, grasasy proteínas en energía química almacenada en

ATP.Los peroxisomas son vesículas citoplásmicas unidas a la membranaque realizan diversas

reacciones metabólicas, incluida la oxidación deurato, glucolato y aminoácidos, con lo que se

genera H2O2 (pág. 207).Los cloroplastos son organelos grandes limitados por membranaque

evolucionaron de un procariota fotosintético. Los cloroplastosestán limitados por una doble

membrana porosa por la inclusión deporinas en la membrana externa. Los tilacoides son sacos

membrano-sos aplanados dispuestos en pilas ordenadas o granos. Los tilacoides están

rodeados por un estroma fl uido que contiene DNA, ribosomas yla maquinaria necesaria para

la expresión genética (pág. 216).

Las reacciones de la fotosíntesis dependientes de la luz comienzancon la absorción de

fotones por partede los pigmentosfotosintéticos,un fenómeno que impulsa los electrones a

los orbitalesexteriores,desde los cuales pueden transferirsea un

receptordeelectrones.Losprincipalespigmentos absorbentesde luz en lasplantasson las

clorofilasy los carotenoides.Cada molécula de clorofilaconsiste en un anillo de porfirinaque

contiene Mg2+ que participaen la absorciónde la luz y una cola de hidrocarburo(un

fitol)quemantiene el pigmento incrustadoen la bicapa.Laclorofila absorbecon más avidez las

regionesazul y rojadel espectrovisible y conmenorfuerzael verde.Loscarotenoidesabsorbencon

mayoravidezlasregionesazul y verde,y con menor las regionesrojay naranja.Elespectrode

acción de la fotosíntesis,que muestralas longitudes de ondaquepueden estimularla

fotosíntesis,sigue muyde cercaal espectrodeabsorción de los pigmentos. Los pigmentos

fotosintéticos se organizanen unidades funcionales en las que una sola molécula, la clorofi la

delcentro de reacción, transfi ere electrones a un receptor de electrones.Casi todas las

moléculas de pigmento forman una antena recolectorade luz que atrapa fotones de diferentes

longitudes de onda y transfi erela energía de excitación a la molécula de pigmento en el

centrodereacción(pág.219).

El citoplasma de las células eucariotas contiene un sistema de organelosmembranosos,

incluidos el retículo endoplásmico, aparato de Golgi y lisosoma,que establecen una

relaciónfuncional y estructuralentre ellos y conlamembrana plasmática.Estos diversos

organelos membranosos son partede una dinámica red integrada de endomembrana en la que

los materiales vany vienen como parte de vesículas de transporte que se forman al

desprendersede un compartimiento y fusionarse con otro. Una vía biosintética

(secretora)mueve proteínas de su sitio de síntesis en el ER a través del aparato de Golgihasta

su destino fi nal (un organelo, la membrana plasmática o el espacio extracelular),mientras que

una vía endocíticadesplazamaterialen sentido contrario,dela membrana plasmáticao espacio

extracelular al interiorde la célula.Elcargamentose dirigea su destino apropiadomediante

señales específicasquesonpartede las proteínasmismas (pág.275).

El retículo endoplásmico (ER) es un sistema de túbulos, cisternas y vesículasque divide el

citoplasma en un espacio luminal dentro de las membranas delER y un espacio citosólico

fuera de las membranas. El ER se divide en dosgrandes tipos: el ER rugoso (RER), que está

formado por cisternas aplanadasy cuyas membranas tienen ribosomasunidos,y el ERliso

(SER),que secomponesobretodo de compartimientostubularesy cuyas membranas

carecenderibosomas.Lasfunciones del SERvaríande una célula a otra e incluyenlasíntesis de

hormonas esteroideas,desintoxicaciónde una amplia variedaddecompuestos orgánicos y

secuestrode iones calcio.Lasfunciones del RERincluyensíntesis de las proteínasque se

secretandespués,proteínaslisosómicasyproteínasintegrales de membrana (pág.282).

Las proteínas que se sintetizan en los ribosomas unidos con la membrana delRER se

reconocen por una secuencia de señal hidrófoba, que casi siempre sesitúa cerca del extremo

N del polipéptido naciente. Conforme la secuenciade señal surge del ribosoma, se le une una

partícula de señal de reconocimiento(SRP) que detiene la síntesis y media la unión del

complejo a la membrana delRER. Después de la unión, la SRP se libera de la membrana y el

polipéptidonaciente pasa por un poro recubierto con proteína en la membrana del ERhacia la

luz de éste. Las proteínas lisosómicas y secretoras se trasladan completashacia la luz,mientras

que las proteínasde membrana se incluyenen la bicapalipídicagracias a una o más secuencias

transmembranosas hidrófobas.Lasproteínasque no se pliegan en forma correctase trasladan

de regresoal citosolyse destruyen.Una vezque una proteínanuevase sitúa en la luz o la

membranadelRER,puede moversede ese sitio a destinos específicosde la vía biosintética.Sila

luz del ERse “atraganta”por la abundancia excesiva de las proteínasreciénsintetizadas,una

respuestaintegral llamada respuestaa proteínasdesplegadasdetienela síntesis de las

proteínasen el ERy fomenta la eliminación de las queyaestán presentes(pág.286).

La mayor parte de los lípidos de las membranas celulares también se sintetizaen el ERy se

traslada de ese sitio a variosdestinos.Losfosfolípidossesintetizanen la caracitosólicadel ERy se

insertanen la hoja externa delamembrana del ER.Algunas de estas moléculas después giran

hacia la hojacontraria.Lacomposición de lípidos de las membranas se modificade

variasmaneras.Porejemplo,los fosfolípidos pueden transportarseen forma selectivadela

membrana de un organelo a otro,o los gruposcabezade lípidos

específicospuedenmodificarsepor medios enzimáticos (pág.288).

La adición de azúcares (glucosilación) a los residuos de asparagina de lasproteínas inicia en el

ER rugoso y continúa en el aparato de Golgi. Las secuencias de los azúcares que constituyen

las cadenas de oligosacáridos de lasglucoproteínas se determinan por los tipos y localizaciones

de los miembrosde una gran familia de glucosiltransferasas, enzimas que transfi eren un

azúcarespecífi co de un azúcar de nucleótido donante a un receptor específi co. Lascadenas de

carbohidrato se ensamblan en el ER, un azúcar a la vez, y luegose transfi eren como unidad del

portador dolicol a un residuo de asparaginadel polipéptido. Casi tan pronto como se transfi ere

el bloque de carbohidrato,empieza a modifi carse, primero por la eliminación de los residuos

terminales deglucosa. Las vesículas de membrana, con su cargamento dentro, se

desprendende los bordes del ER y se dirigen al aparato de Golgi (pág. 290).

El aparato de Golgi funciona como una planta procesadora, modifi ca loscomponentes de la

membrana y el cargamento sintetizado en el ER antes dedesplazarse a su destino fi nal. El

aparato de Golgi también es el sitio de síntesisde los polisacáridoscomplejosque formanla

matrizde la pared celulardelos vegetales.Cada aparato de Golgi consiste en una pila de

cisternas aplanadasparecidasa platos,con bordesdilatados,vesículasy túbulos

relacionados.Losmaterialesentran a la pila por la caracisyse modificanconformese muevenpor

transportevesicularhacia la caracontraria,otrans.Mientras atraviesanlapila,se

agreganazúcaresa las cadenasde oligosacáridospor acción de

lasglucosiltransferasaslocalizadasen cisternas de Golgi particulares.Cuandolasproteínasllegan a

la redtransde Golgi (TGN)al finalde la pila,están listasparaclasificarsey dirigirsea su destino

celular o extracelular final(pág.293).

La mayoría, si no es que todas las vesículas que transportan materiales porel sistema de

endomembrana, se encierra al principio en una cubierta proteica.Sehan

identificadovariostipos de vesículascubiertas.Lasvesículascubiertas con COP-II transportan

materiales del ER al aparato de Golgi. Las vesículas cubiertas con COP-I trasladan materiales en

el sentido contrario(retrógrado), del aparato de Golgi al ER. Las vesículas cubiertas con

clatrinallevan materiales de la TGN a los endosomas, lisosomas y vacuola central (enlas

plantas). Las vesículas cubiertas con clatrina también forman parte de la víaendocítica,

trasladan materiales de la membrana plasmática a los endosomas ylisosomas (pág. 298).

Cada compartimiento de la vía biosintética o endocítica tiene una

composiciónproteicacaracterística.Las proteínas residentes tienden a ser retenidasen ese

compartimiento particular y se recuperan si escapan a otros compartimientos.Lamayorpartede

la clasificaciónde proteínasen la vía biosintéticaocurreen los últimos compartimientosde

Golgi,la TGN.LaTGNes lafuentede las vesículasque contiene proteínasde membrana

particularesquedirigenla vesículahacia un destino particular.Lasenzimas

lisosómicasproducidasen el ERrugosose separan en la TGNy se dirigena los lisosomas

envesículascubiertascon clatrina.Lasenzimas lisosómicasestán encerradasenestas

vesículasdesprendidasporquetienen residuosde manosa

fosforiladaensusoligosacáridoscentrales.Receptoresde membrana

(MPR)reconocenestosoligosacáridosmodificados.A su vez,los receptoresestán unidos con una

clasedeadaptadores(proteínasGGA) que forman una capaentrela cubiertaexternadeclatrinay la

membrana de la vesícula(pág.300).

Los lisosomas son organelos limitados por membrana de apariencia diversaque contienen

conjuntos de hidrolasas ácidas capaces de digerir cualquier tipo de macromolécula biológica.

Entre sus numerosas funciones, los lisosomasdegradan materiales,como bacteriasy

detritos,que llegan a la célula porfagocitosis,degradan los organelos citoplásmicos viejos

mediante un procesollamadoautofagia y digierendiversasmacromoléculasque se liberan

medianteendosomaspor endocitosis mediada por receptor.En los vertebrados,los

lisosomastienen un papel claveen la defensa inmunitaria(pág.307).

La endocitosis facilita la captación de líquido y macromoléculas suspendidas,la

interiorizaciónde los receptores de membrana y sus ligandosunidosyademás participaen el

reciclajede la membrana entre la superficie celular yel citoplasma. La fagocitosis es la

captación de materia en partículas. En laendocitosis mediada por receptor, ligandos específi

cos se unen con los receptoresde la membrana plasmática.Losreceptoresse reúnenen fosos de

la membranaque están cubiertospor su caracitoplásmicacon un soportepoligonaldemoléculas

de clatrina.Lasfosetas cubiertasdan origena vesículascubiertas,quepierdensu cubiertay

entregansu contenido a un endosoma y,al final,a unlisosoma.Lafagocitosis puede funcionar

como mecanismode alimentación osistemade defensa celular (pág.311).

Las proteínas dentro de los peroxisomas, mitocondrias o cloroplastos que están codifi cadas

en genes nucleares deben importarse al organelo después de la traducción. En todos estos

casos, las proteínas que deben importarsecontienen secuencias de señal que interactúan con

los receptores encargados dela importación de proteínas. Estos tres organelos tienen canales

recubiertos conproteína en sus membranas que promueven la translocación de

polipéptidosplegados (en los peroxisomas) o polipéptidos desdoblados (en las mitocondriasy

cloroplastos) al interior del organelo. Las mitocondrias y los cloroplastoscontienen varios

compartimientos diferentes a donde se dirigen las proteínasnuevas recién trasladadas (pág.

318).

El citoesqueleto se compone de tres tipos distintos de estructurasfi brosas: microtúbulos, fi

lamentos intermedios y microfi lamentos(filamentosde actina),que participanen

variasactividadescelulares.Loselementos del citoesqueleto funcionanen conjuntocomoun

soporteestructuralque ayuda a mantener la forma de la célula;como una redinterna

encargadade colocarlos diversosorganelosenel interiorcelular,como partede la

maquinarianecesariapara elmovimientode materialesy organelos dentrode las células,y

comoelementosgeneradoresde fuerzaencargadosdel movimiento celular deunsitio a

otro(pág.328).

Los microtúbulos son estructuras tubulares huecas de 25 nm de diámetroque se ensamblan

de la proteínatubulina y,además del citoesqueleto,formanpartedel huso mitótico,los

centriolosy el centro deloscilios y los flagelos.Los microtúbulos son polímeros

ensambladoscon heterodímeros alfa-beta de tubulina que se disponen en hileras, oprotofi

lamentos. Muchas de las propiedades de los microtúbulos, inclusivesu flexibilidad,estabilidad y

No hay comentarios
Esta solo es una vista previa
3 páginas mostradas de 30 páginas totales
Descarga el documento