La célula y su función.

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1 La célula y su función

2 COMPONENTES QUIMICOS DE LA CELULA
LA CELULA SE DIVIDE EN DOS PARTE IMPORTANTES: NUCLEO CITOPLASMA ESTOS DOS SEPARADOS ENTRE SI POR UNA MEMBRANA NUCLEAR. Y EL CITOPLASMA SEPARADO DE LOS LIQUIDOS CIRCUNDANTES POR LA MEMBRANA CELULAR

3 Organización de la célula
PROTOPLASMA: AGUA ELECTROLITOS PROTEÍNAS ESTRUCTURALES GLOBULARES LÍPIDOS CARBOHIDRATOS

4 Organización de la célula
Protoplasma: Agua: 80% Electrolitos: Potasio Magnesio Fosfato Sulfato Bicarbonato Poco: Na, Cl, Ca

5 IONES LOS IONES SON LOS PRODUCCTOS QUIMICOS INORGANICOS DE LAS REACCIONES CELULARES Y SON NECESARIOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DE ALGUNOS MECANISMOS DE CONTROL CELULAR

6 PROTEINAS DESPUES DEL AGUA, LAS SUSTANCIAS MAS ABUNDANTES EN LA MAYORIA DE LAS CELULAS SON LAS PROTEINAS QUE NORMALMENTE CONSTITUYEN EL 10 Y 20% DE LA MASA CELULAR

7 Aprox. del 10 al 20% de las células esta constituida de proteínas (estructurales y globulares enzimas) Ejemplo: proteínas estructurales: Intervienen proceso contracción muscular. Nucleoproteínas (función global celular) ADN características hereditarias. Aprox 2% lípidos (fosfolípidos y colesterol); triglicéridos o grasa neutras se encuentran en un 95% en adipositos. Obtención de energía. Carbohidratos glucosa LE glucógeno depósito (polimero insoluble de glucosa) Obtención de energía. Mitocondrias % energía.

8 PROTEINAS LAS PROTEINAS SE DISTRIBUYEN EN DOS GRUPOS: ESTRUCTURALES
FUNCIONALES

9 PROTEINAS ESTRUCTURALES
ESTAN PRESENTES EN LA CELULA PRINCIPALMENTE EN FORMA DE FILAMENTOS LARGOS QUE SON POLIMEROS DE MUCHAS MOLECULAS PROTEICAS INDIVIDUALES QUE PROPORCIONAN LOS CITOESQUELETOS

10 PROTEINAS FUNCIONALES
SON PRINCIPALMENTE ENZIMAS DE LA CELULA Y AL CONTRARIO DE LAS PROTEINAS FIBRILARES A MENUDOSON MOVILES DENTRO DEL LIQUIDO CELULAR

11 LIPIDOS LOS LIPIDOS SON VARIOS TIPOS DE SUSTANCIA QUE SE AGRUPAN PORQUE TIENEN UNA PROPIEDAD COMUN DE SER SOLUBLE EN DISOLVENTES GRASOS

12 LIPIDOS LOS LIPIDOS ESPENCIALMENTE IMPORTANTES SON LOS FOSFOLIPIDOS Y COLESTEROL, QUE JUNTOS SUPONEN SOLO EL 2% DE LA MASA TOTAL DE LA CELULA

13 LIPIDOS LOS LIPIDOS SE USAN PARA FORMAR LAS BARRERAS DE LA MEMBRANA CELULAR Y LA MEMBRANA INTRACELULAR. ALGUNAS CELULAS CONTIENE GRANDES CANTIDADES DE TRIGLICERIDOS O GRASAS NEUTRAS

14 LIPIDOS EN LOS ADIPOCITOS LOS TRIGLICERIDOS SUPONEN HASTA EL 95% DE LA MASA MUSCULAR

15 ESTRUCTURAS FISICAS DE LA CELULA
LA CELULA CONTIENE ESTRUCTURAS FISICAS MUY ORGANIZADAS QUE SE DENOMINAN ORGANELOS INTRACELULARES

16 ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS DE LA CELULA
LA MAYORIA DE LOS ORGANELOS DE LA CELULA ESTAN CUBIERTOS POR MEMBRANAS COMPUESTAS PRINCIPALMENTE POR LIPIDOS Y PROTEINAS Y SON: MB CELULAR MB NUCLEAR MB DEL RETICULO ENDOPLASMATICO MB DE LA MITOCONDRIA MB DEL LISOSOMA MB DEL APARATO DE GOLGI.

17 MEMBRANA CELULAR ESTRUCTURA FINA ELASTICA Y FLEXIBLE CON UN GROSOR DE 7.5 A 10 NANOMETROS. FORMADA ASI: 55% PROTEINAS 25% FOSFOLIPIDOS, 13% DE COLESTEROL 4% DE OTROS LIPIDOS, 3% DE HIDRATOS DE CARBONO

18 BARRERA LÍPIDA DE M.C. Hidrófila soluble en agua (proyectan en las dos superficies) Las cabezas terminales de la molécula contiene la porción de fosfato) Hidrófoba soluble en grasas (proyectan en el centro) Las colas. La doble capa de lípidos (bicapa lipídica) : impermeable: al agua y a las substancias hidrosolubles (iones, glucosa, urea y otros) Permeable : substancias liposolubles (oxigeno, CO2, alcoholes, algunos fármacos). Principales fosfolípidos: fosfatidilcolina

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20 La mayor parte de las proteínas son glucoproteínas.
Tipos de proteínas: 1.integrales (transmembranales) atraviesan la membrana y las no transmembranales. 2. periféricas actúan como enzimas. Proteínas integrales: extremos hidrosolubles. parte media liposolubles. vías substancias hidrosolubles (agua, iones) entre líquido intra y extracelular.

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22 FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS DE LAS MEMBRANAS:
Son moléculas de adhesión celular. Son bombas: transportan iones en forma activa a través de la membrana. Son transportadores: mueven sustancias a favor de gradientes electroquímicos mediante difusión facilitada. Son canales iónicos: que, cuando se activan, permiten el paso de iones al interior o exterior de las células. Son receptores: que se unen a ligandos ( neurotransmisores y hormonas) e inician los cambios fisiológicos dentro de la célula. Son enzimas: que catalizan reacciones en las superficies de las membranas.

23 La mayoría de las células (epiteliales) están adheridas a la membrana basal o lamina basal
(fibrillas) y matriz extracelular compuesta de proteínas (colágenas, lamininas, fibronectina, tenacina y proteoglucanos) el cual mantienen unidas a las células, regulan su desarrollo y determinan su crecimiento.

24 HIDRATOS DE CARBONO TIENEN ESCASA FUNCIONES ESTRUCTURALES EN LA CELULA, PERO TIENEN UNA FUNCION IMPORTANTE EN LA NUTRICION CELULAR 1% DE LA MASA TOTAL CELULA NORMAL 3% EN LAS CELULAS MUSCULARES 6% EN LOS HEPATOCITOS

25 Carbohidratos Lado externo porciones “gluco” de glucoproteínas participan en reacciones inmunes y también como substancias receptoras para la unión de hormonas como la insulina. Los carbohidratos se encuentran más en el lado externo de la membrana. Constituyen el 1% (menor cantidad) de la masa celular, excepto en células musculares (3%) y hepatocitos (6%).

26 Membrana nuclear Constituida: 2 membranas (amplio espacio entre las dos) igual a la membrana celular. Contienen “poros” muy grandes de 50 a 80 nanómetros de diámetro. Los poros se localizan donde se unen (funden) ambas membranas. Muy permeables. Reticulo endoplásmico igual m.c. Liso o no granular síntesis de lípidos. Rugoso o granular ribosomas granulos constituidos por ARN (intervienen síntesis proteica).

27 Citoplasma Compuesto: Ectoplasma o corteza Endoplasma (lisosomas, mitocondrias, ribosomas etc.)

28 Mitocondrias “almacenes de energía” Formada: 2 capas de membrana unitaria: una externa y otra interna. Varios fruncimientos de la membrana interna (forman crestas) donde están las enzimas oxidativas. Matriz gelatinosa: contiene enzimas para extraer energía de los nutrientes. Función= oxidación de nutrientes y se forma CO2 y agua. La energía liberada se utiliza para sintetizar ATP (adenosintrifosfato), el cual es necesario para las funciones celulares.

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30 Las mitocondrias forman ATP (energía)
El ATP es un nucleotido formado por: Una base nitrogenada (adenina); el azúcar pentosa (ribosa); tres radicales fosfato. Los últimos 2 radicales fosfatos contienen los enlaces de fosfatos ricos en energía. Cuando el ATP libera su energía se separa un radical de ácido fosforico y se forma difosfato de adenosina (ADP).

31 Usos del ATP para función celular:
Transporte de membrana Síntesis de compuestos químicos en toda la célula (proteínas, fosfolípidos, colesterol, purinas, pirimidinas etc.) Trabajo mecánico. (contracción muscular—movimiento ciliar) El 80% de ATP (energía) es utilizado para el transporte de iones (Na, K, Ca, fosfato, cloruro etc)

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33 LISOSOMAS Es un organelo vesicular que se produce a partir del aparato de Golgi. su función es digerir materiales extraños, como las bacterias captadas por endocitosis, así como los componentes celulares que ya no son de utilidad. Digieren (bacterias, estructuras lesionadas) porque contienen enzimas digestivas (hidrolíticas) Ej. Proteínas son hidrolizadas a aminoácidos, el glucógeno para formar glucosa. Los lisosomas contienen más de 40 hidrolasas ácidas: digieren proteínas, ácidos nucleicos, mucopolisacáridos y glucógeno. Los lisosomas contienen agentes bactericidas : peróxido de hidrogeno, etc.

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35 Se producen por autorreplicación.
PEROXISOMAS Los peroxisomas (organelo) se encuentran en la fracción microsómica de las células. Tienen membrana y su matriz contiene más de 40 enzimas las cuales catalizan diversas reacciones anabólicas y catabólicas. Se producen por autorreplicación.

36 CITOESQUELETO MANTIENE LA ESTRUCTURA DE LAS CÉLULAS Y LE PERMITE CAMBIAR DE FORMA Y MOVERSE. FORMADO: MICROTÚBULOS, FILAMENTOS INTERMEDIOS Y MICROFILAMENTOS, ASÍ COMO PROTEÍNAS QUE LOS MANTIENEN JUNTOS. LAS PROTEÍNAS Y ORGANÉLOS SE MUEVEN A LO LARGO DE LOS MICROTÚBULOS Y MICROFILAMENTOS DE UNA PARTE DE LA CÉLULA A OTRA, IMPULSADO POR MOTORES MOLECULARES. .

37 MICROTUBULOS LOS MICROTÚBULOS SON ESTRUCTURAS LARGAS Y HUECAS CON PAREDES DE 5NM QUE RODEAN UNA CAVIDAD DE 15 NM DE DIÁMETRO. ESTÁN FORMADOS POR 2 SUBUNIDADES PROTEÍNICAS GLOBULARES: LAS TUBULINAS ALFA Y BETA. UNA TERCERA SUBUNIDAD, LA TUBULINA GAMMA, SE RELACIONA CON LA PRODUCIÓN DE MICROTÚBULOS EN LOS CENTROSOMAS. A CAUSA DEL ENSAMBLE Y DESENSAMBLE CONSTANTE, LOS MICROTÚBULOS SON UNA PORCIÓN DINÁMICA DEL ESQUELETO CELULAR. PROPORCIONAN LAS VÍAS PARA EL TRANSPORTE DE VESÍCULAS, ORGANELOS (SIMILARES A GRANULOS SECRETORES) Y MITOCONDRIAS DE UNA PARTE DE LA CÉLULA A OTRA. TAMBIÉN FORMAN EL HUSO QUE MUEVE LOS CROMOSOMAS DURANTE LA MITOSIS

38 LOS FILAMENTOS INTERMEDIOS TIENEN DE 8 A14 NM DE DIÁMETRO Y ESTÁN FORMADOS POR VARIAS SUBUNIDADES.
ALGUNOS DE ESTOS FILAMENTOS CONECTAN LA MEMBRANA NUCLEAR CON LA MEMBRANA CELULAR. CONSTITUYEN UN ANDAMIAJE FLEXIBLE PARA LA CÉLULA Y LE AYUDAN A RESISTIR LA PRESIÓN EXTERNA. CUANDO NO EXISTEN, LAS CÉLULAS SE ROMPEN CON MÁS FACILIDAD. LOS MICROFILAMENTOS SON FIBRAS LARGAS Y SÓLIDAS DE 4 A 6 NM DE DIÁMETRO. ESTÁN FORMADOS POR ACTINA, LA PROTEÍNA QUE PERMITE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR CUANDO INTERACTÚA CON LA MIOSINA. LAS MOLÉCULAS DE ACTINA (ACTINA G) SE POLIMERIZA IN VIVO PARA FORMAR LA F ACTINA, LAS LARGAS CADENAS FILAMENTOSAS QUE CONSTITUYEN LOS MICROFILAMENTOS. SE UNEN CON VARIAS PARTES DEL CITOESQUELETO.

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41 CENTROSOMAS Un centrosoma se encuentra en el citoplasma, cerca del nucleo, el cual está formado por 2 centriolos y material pericentriolar. Los centriolos son cilindros cortos, dispuestos de tal forma, que forman ángulos rectos entre ellos. En las paredes de cada centriolo corren los microtúbulos, en sentido longitudinal, en grupos de tres. Hay 9 de estas tripletas, espaciadas a intervalos regulares en toda la circunferencia. Los microtúbulos contienen tubulina gamma. Cuando una célula se divide, los centrosomas se duplican y los pares se separan hacia los polos del huso mitótico, donde dirigen la división celular.

42 Movimiento amiboide glóbulos blancos.
Movimiento celular Movimiento amiboide glóbulos blancos. Movimiento ciliar vías respiratorias y sistema reproductor (trompas de falopio) Los cilios son parecidos a los centriolos en cuanto tienen 9 estructuras tubulares, con la diferencia de que los cilios tienen un par de microtúbulos en el centro y existen 2 microtúbulos en cada una de las 9 estructuras circunferenciales, en lugar de 3.

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46 Moléculas de adhesión celular
Las células se adhieren a la lámina basal y entre sí por moléculas de adhesión celular. Las moléculas de adhesión celular se dividen en 4 grandes familias: Integrinas: heterodímeros que se unen con varios receptores. Moléculas de adhesión de la superfamilia de IgG de las inmunoglobulinas. Caderinas: moléculas dependientes de calcio mediadoras de la adhesión entre células Selectinas : tienen regiones similares a las lectina que se unen con carbohidratos. Estas proteínas de adhesión son elementales en el desarrollo embrionario, para mantener unidos los tejidos, en la inflamación y cicatrización de heridas; y en la metástasis de tumores.

47 MOLECULAS DE ADHESIÓN CELULAR

48 Conexiones intercelulares
Hay 2 tipos de uniones entre las células que permiten la formación de tejidos: Las que adhieren a las células entre sí y con los tejidos circundantes Las uniones que permiten la transferencia de iones y otras moléculas de una célula a otra. Los tipos de uniones que adhieren a las células incluyen: Unión cerrada (zónula de oclusión o apretada) Desmosoma y zónula adherente: mantienen juntas a las células. Hemidesmosoma y la adhesión focal: unen a las células con la lamina basal. Nexos : son uniones mediante el cual se transfieren moléculas, formados por conjuntos de unidades proteínicas de forma hexagonal (conexones) de la membrana de cada célula, las cuales se alinean entre sí. Hay paso de sustancias sin contactar con el liquido extracelular.

49 En las células epiteliales cada zónula adherente es una estructura continua en el lado basal de la zónula de oclusión, y es un sitio importante de unión para los microfilamentos intracelulares: contiene caderinas. Los desmosomas son sitios caracterizados por engrosamientos opuestos de las membranas de 2 células adyacentes. Los hemidesmosomas unen las células con la lámina basal. Tienen integrinas. Los nexos permiten: El paso de iónes, azúcares, aminoácidos y otros solutos con peso molecular de hasta casi 1000. La propagación rápida de la actividad eléctrica de una célula a otra. El intercambio de mensajeros químicos. El calcio regula el diámetro de cada canal. (si aumenta el calcio se aproximan las subunidades y se reduce el diámetro).

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51 CONEXIONES INTERCELULARES

52 Nucleo y estructuras relacionadas
Es el centro que controla la célula (reacciones que se producen ejemplo reproducción. Contiene= ADN (ácido desoxirribonucleico) o genes. controlan las características de las enzimas proteínicas del citoplasma. Reproducción mitosis (formar 2 células hijas)

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54 EL NÚCLEO ESTÁ FORMADO EN GRAN PARTE POR CROMOSOMAS, EL CUAL ESTÁ FORMADO POR UNA MOLÉCULA GIGANTE DE DNA. ESTA MOLÉCULA MIDE 2 M DE LARGO, EL CUAL ESTÁ ENROSCADO ALREDEDOR DE UN CENTRO DE PROTEÍNAS HISTONAS PARA FORMAR UN NUCLEOSOMA. EXISTEN CERCA DE 25 MILLONES DE NUCLEOSOMAS EN CADA NUCLEO. LOS CROMOSOMAS DETERMINAN LAS CARACTERÍSTICAS HEREDABLES. TODO EL COMPLEJO DE DNA Y PROTEÍNAS SE DENOMINA CROMATINA. LAS UNIDADES FINALES DE HERENCIA SON LOS GENES CONTENIDOS EN LOS CROMOSOMAS, Y CADA GEN ES UNA PORCIÓN DE LA MOLÉCULA DEL DNA.

55 Nucleolo A excepción de los otros, éstos no tienen membrana. Es una estructura proteínica que contiene una moderada cantidad de ARN (ácido ribonucleico). El nucleolo de vol. Cuando la cel está sintetizando proteínas. Los genes (ADN) de uno de los cromosomas el ácido nucleico, y luego lo almacenan en el nucleolo, empezando con un RNA fibrilar laxo que más tarde se condensa para formar los ribosomas granulosos. A su vez, éstos emigran a través de “poros” de la membrana nuclear hacia el citoplasma (R.E.) para formar proteínas.

56 El reticulo endoplásmico rugoso (ribosomas)
El retículo endoplásmico es una serie compleja de túbulos en el citoplasma de la célula. Forma proteínas, que también pueden conjugarse con moléculas de carbohidratos para formar glucoproteínas. Algunos ribosomas flotan en el citoplasma, y arrojan sus moléculas de proteínas directamente al citoplasma. El reticulo endoplásmico liso Sintetiza lípidos (fosfolípidos, colesterol, esteroides), además contienen enzimas que descomponen el glucógeno (energía); también tienen enzimas para destoxificar substancias que perjudican las células (Ej. algunos fármacos)

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58 RIBOSOMAS Formados por subunidades grandes y otra pequeña, denominadas subunidades 60S y 40S, respectivamente, por su velocidad de sedimentación en la ultracentrífuga. Son estructuras complejas, contienen muchas proteínas diferentes y por lo menos tres RNA ribosómicos. Son el sitio donde se sintetizan todas las proteínas. Los ribosomas que se adhieren al retículo endoplásmico sintetizan todas las proteínas transmembranales, la mayor parte de las proteínas que se almacenan en el aparato de Golgi, lisosomas y endosomas. Los ribosomas libres sintetizan proteínas citoplásmica, como la hemoglobina y los que se encuentran en los peroxisomas y mitocondrias.

59 El aparato de Golgi Procesa substancias ya formadas en el retículo endoplásmico, además sintetiza ciertos carbohidratos (fructuosa, galactosa) ; también forma ácido hialurónico y el condroitinsulfato. Estos últimos compuestos son útiles: Secreción moco glándulas. Como relleno para fibras de colágeno. Componentes de matriz orgánica en cartílago y hueso. El aparato de Gogi forma: Vesículas secretorias (contienen proteínas) de uso intracelular o son eliminadas de la célula por exocitosis. Forman lisosomas. Forman peroxisomas (contienen peróxido de hidrogeno)

60 Complejo de Golgi Compuesto de 4 o más capas apiladas de vesículas planas delgadas que se encuentran cerca del núcleo.

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63 Funciones de la célula Control de la síntesis de proteínas y otras funciones celulares por los genes en el núcleo. Transporte de las substancias a través de la membrana celular. Se comentara: Sobre los medios por el cual las células ingieren substancias. Sobre los sistemas de energía de la célula y la síntesis de nuevas substancias en la misma. Ingestión por la célula Difusión Transporte activo Endocitosis: Fagocitosis: (comer) (bacterias, otra célula, partículas degeneradas) Pinocitosis: (beber) (ingestión líquido E. y substancias disueltas en forma de vesiculas. Excreción por la célula Exocitosis.

64 Las substancias de carga positivas o bacterias opsonizadas son facilmente fagocitadas.
Las de carga negativa son rechazadas. Pinocitosis membrana celular se invagina y engloba proteínas y soluciones electrolíticas. Los lisosomas digieren las substancias extrañas vesículas digestivas mediante hidrolasas, degradando proteínas, glucógeno, ácidos nucleicos, mucopolisacáridos y otros. Los degradan a : glucosa, aminoácidos, fosfatos etc.