Biología 2º Bachillerato - Salesianos Atocha 2015-2016 Luis Heras Morfología celular I Biología 2º Bachillerato - Salesianos Atocha 2015-2016 Luis Heras

1. La membrana plasmática El modelo de mosaico fluido, propuesto por Singer y Nicolson, propone que está formada por una bicapa lipídica con proteínas distribuidas en ella, en una proporción 50-50%.

Lípidos: fosfolípidos, y algo de glucolípidos y colesterol. Estas moléculas anfipáticas dan las siguientes propiedades: Autoensamblaje: en agua las bicapas se forman automáticamente. Y autosellado: se cierran sobre sí mismas formando vesículas. Fluidez: pueden darse movimientos. El colesterol es un componente esencial de la membrana plasmática que aporta resistencia a la membrana. También debe haber una cierta fluidez de la membrana, que viene dada por ácidos grasos insaturados. Impermeabilidad: impide que el agua e iones escapen.

Proteínas: realizan las funciones específicas de membrana Proteínas: realizan las funciones específicas de membrana. Actúan como receptores, se encargan del transporte transmembrana, de reacciones enzimáticas… Algunas son glucoproteínas. Proteínas integrales: atraviesan la membrana o se anclan en ella. Proteínas periféricas: están a un lado u otro de la bicapa lipídica, unidas a lípidos o a una proteína integral. También hay una capa de oligosacáridos y glucolípidos formando el glucocálix (interviene en procesos de reconocimiento y comunicación celular).

Permeabilidad selectiva La membrana presenta permeabilidad selectiva: controla la entrada y salida de materiales. A) Transporte de moléculas pequeñas A1 – Transporte pasivo o difusión (no gasta energía) Se mueven a favor de gradiente de concentración: van hacia el lado de la membrana donde su concentración es menor. Difusión simple: pasan así moléculas no polares (O2/CO2, hormonas esteroideas) y algunas moléculas pequeñas sin carga (agua, glicerol, urea). Difusión facilitada. Mediante proteínas transportadoras o proteínas canal. Estos son canales específicos para lo que transportan:

Proteínas transportadoras: (de azúcares, de aminoácidos…) al unirse específicamente a la molécula que van a transportar se provoca un cambio de conformación que permite que pasen al otro lado. Proteínas canal: (Canales de Na+, de Ca+2…) Son canales que están cerrados hasta que reciben una señal que les permite abrirse y dejar pasar los iones. Esa señal pueden ser química (canales iónicos dependientes de ligando) o eléctrica (canales iónicos dependientes de voltaje).

A2 – Transporte activo (gasta energía) Atraviesan la membrana en contra del gradiente de concentración, por eso requieren gasto de ATP. Se realiza mediante proteínas transportadoras llamadas bombas. Ej: bomba de Na+/K+. La energía liberada al hidrolizar el ATP permite expulsar de la células 3 iones Na+ e introducir 2 iones K+ (ambos en contra de gradiente). Controla la P osmótica y el potencial de membrana.

El transporte a través de proteínas transportadoras puede ser: Uniporte: sólo se transporta una molécula. Cotransporte: Simporte: dos moléculas a la vez en el mismo sentido. Antiporte: dos moléculas en sentidos opuestos.

Difusión simple Difusión facilitada Transporte activo Requiere proteínas de transporte No Sí En contra del gradiente de concentración Aporte de ATP Ejemplos de moléculas transportadas CO2,O2, hormonas esteroideas Glucosa, aminoácidos, iones Iones

B) Transporte de macromoléculas y partículas B1. Endocitosis Existen receptores de endocitosis para mediar el contacto. Las sustancias que se van a introducir en la célula se engloban en invaginaciones de la membrana, que acaban cerrándose y forman vesículas intracelulares. Fagocitosis: (Partículas enormes, como bacterias) La célula extiende prolongaciones del citoplasma llamadas pseudópodos, que internalizan a la partícula formando una vesícula enorme (fagosoma). Su unirá con el lisosoma para digerirla, formando un fagolisosoma. Pinocitosis: (para introducir líquidos formando vesículas) Endocitosis dependiente de clatrina: (para la entrada de macromoléculas de forma selectiva). La clatrina es una proteína que recubre la cara citosólica de una parte de la membrana, que rodeará a la vesícula.

B2. Exocitosis Todos los materiales destinados a ser secretados se crean en el retículo endoplásmico y luego pasan al aparato de Golgi, donde se crean vesículas para englobarlos. Se fusionarán con la membrana plasmática, vertiendo su contenido al exterior.

Uniones celulares Regiones de la membrana con proteínas transmembrana que establecen conexiones entre 2 células o entre una célula y la matriz extracelular. Uniones ocluyentes: Proteínas transmembrana de una célula se unen con las proteínas transmembrana de otra. Cierran el espacio intercelular, normalmente se ubican en el lateral de las células epiteliales. Uniones comunicantes o gap: forman un tubo a través del cual pasan iones y moléculas de señalización. Uniones de anclaje: se conectan mediante microtúbulos para resistir tracciones mecánicas fuertes (ej, intestino). Un ejemplo sin los desmosomas.

Comunicación celular Las células son capaces de responder a estímulos externos y entre células. En los seres pluricelulares es importante este mecanismo para regular la coordinación de todas las células. Autocrina: las sustancias secretadas estimulan a la célula que las secreta (a sí misma). Paracrina: las sustancias secretadas estimulan a células vecinas. Endocrina: las sustancias secretadas viajan por la sangre hasta contactar células lejanas (las hormonas siguen esta vía).

2. Matriz extracelular Su composición y cantidad varía de unos tejidos a otros (ej: escaso en epitelial y abundante en tejido conectivo). Sus funciones son diversas: soporte, promueve la migración celular… Componentes: Proteínas estructurales fibrosas: colágeno (aportan resistencia) y elastina (aporta elasticidad). Glucosaminoglucanos: ácido hialurónico. Muchos se asocian a proteínas y forman proteoglucanos. Proteínas de adhesión: fibronectina (se une a los anteriores componentes y a las células)

3. Citoplasma Está entre la membrana y el núcleo. Presenta una fase acuosa llamada citosol, en el que se encuentran inmersos los orgánulos, el citoesqueleto, enzimas y otras moléculas. 4. Citosol También llamado hialoplasma, en él ocurren muchos procesos, como reacciones metabólicas y plegamiento proteico.

5. Inclusiones citoplasmáticas Glucogéno: se presenta como gránulos dispersos en el citoplasma de hígado y músculo. Polisacárido ramificado de glucosa que se hidroliza a glucosa cuando las células necesitan energía. Grasa: la mayoría (triacilgliceroles) se almacena en el citoplasma del tejido adiposo en forma de gota. (La grasa aporta el doble de energía que el glucógeno y ocupa seis veces menos)

6. Ribosomas Formadas por ARNr y proteínas, sintetizan las proteínas. Se localizan libres en el citoplasma o bien unidos a la membrana nuclear o al retículo endoplásmico rugoso. También están en el interior de mitocondrias y cloroplastos. Constan de dos subunidades, una grande y una pequeña. Es así tanto en los procariotas (70S) como en los eucariotas (80S) Se suelen agregar formando polirribosomas, de forma que un ARNm es leído a la vez por varios ribosomas.

7. Proteosomas Grandes complejos moleculares que degradan proteínas defectuosas o de vida corta, proceso en el cual consumen ATP. Los proteosomas forman un cilindro donde son degradadas. La proteína a ser destruida es arrastrada por la ubiquitina, que se une a ella y la lleva al proteosoma.

Filamentos intermedios 8. El citoesqueleto Red de filamentos proteicos que se extiende por todo el citoplasma y se ancla en la membrana plasmática. Es una estructura dinámica que se reorganiza continuamente cuando la célula se mueve o se divide. Microtúbulos Filamentos intermedios Microfilamentos Estructura Tubos huecos construidos por unidades de tubulina. Irradian desde el centrosoma a toda la periferia. Formado por proteínas fibrosas de distintos tipos. 2 filamentos de actina enrollados entre sí. Diámetro 25 nm 8-12 nm 7 nm Funciones Mantiene la forma celular Movimiento celular (orgánulos, cilios, flagelos) Huso mitótico. Mantiene la forma celular. Estabiliza el núcleo. Movimiento celular (pseudópodos) Citocinesis animal Contracción muscular

Filamentos de actina Funciones según su disposición: Cuando forman redes, moldean el gel citosólico y forman pseudópodos. Cuando forman haces, pueden ser no contráctiles (como en las microvellosidades) o contráctiles (actina + miosina, como los sarcómeros de la contracción muscular o del anillo contráctil)

Microtúbulos El centrosoma es el centro organizador de los microtúbulos, una matriz amorfa de tubulina. A partir de él crecen, y se controla su número y localización. Los centriolos son un par de estructuras cilíndricas huecas, perpendicular entre ellas, y situadas en el centrosoma de las células animales. Cada centriolo está formado por 9 tripletes de microtúbulos llamados A,B,C (sólo el A es completo). Centriolos y centrosoma se duplican para formar los polos del huso mitótico.

Cilios y flagelos Flagelos: desplaza una célula libre en un medio libre (protozoo). Pocos, más largos y gruesos. Cilios: movilizan fluidos sobre la superficie de células fijos (epitelio del tracto respiratorio). Muy numerosos y cortos. Estructura de cilios y flagelos La parte interna (cuerpo basal) es semejante a los centriolos. Por fuera de la célula, la membrana rodea al axonema. El axonema consta de 9 pares de microtúbulos periféricos (solo A es competo) y 2 microtúbulos centrales completos (9 + 2). Hay filamentos que unen las estructuras entre sí, en concreto la nexine une los pares periféricos. La proteína dineína crea el movimiento con gasto de energía.

Movimiento de cilios y flagelos Se produce por el deslizamiento de los microtúbulos emparejados, uno frente a otro, impulsados por la dineína con gasto de ATP. Los brazos de dineína de un microtúbulo “andan” sobre el otro y eso mueve toda la estructura.

Cilios y flagelos se mueven de forma ondulatoria. Los flagelos hacen un movimiento similar al de un sacacorchos, y la célula se mueve hacia delante. Los cilios se mueven como látigos, y eso desplaza el líquido que hay sobre la célula.