“LA CÉLULA COMO SISTEMA “ TRABAJO PRÁCTICO Nº 2 “LA CÉLULA COMO SISTEMA “

NIVELES DE ORGANIZACIÓN Organismo Sistema de órganos Órgano Tejidos CÉLULA Supramolecular Macromolecular Molecular Atómico Subatómico

Organización general de las células eucariotas CÉLULA EUCARIOTA CITOPLASMA MEMBRANAS NÚCLEO son aloja contiene MATRIZ EXTERNA INTERNAS (ENDOMEMBRANAS) CARIOPLASMA CITOESQUELETO rodea CELULAR (PLASMÁTICA) SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS MATERIAL HEREDITARIO ORGANELAS son MEMBRANA NUCLEAR Ribosomas Microtúbulos Filamentos Mitocondrias R.E.L. R.E.T. Complejo de Golgi Vesículas rodea

Esquema general de la organización de las células eucariotas Núcleo Nucleolo Material hereditario . Ribosomas . Mitocondrias . . . . . Citoesqueleto . Membrana celular o plasmática . . . Citoplasma . Complejo de Golgi Membrana nuclear Sistema de endomembranas Vesículas Retículo endoplasmático (liso/rugoso)

MEMBRANA CELULAR O PLASMÁTICA Lípidos (50%) MOSAICO: Multiplicidad de componentes Proteínas (40%) Carbohidratos (10%) MODELO FLUIDO: Movilidad interna de los componentes Distribución de los componentes: Proteína integral (anfipática) EXTERIOR CELULAR Oligosacáridos . . . . . Bicapa de Fosfolípidos (anfipáticos - insaturados) . . . . . . Colesterol INTERIOR CELULAR (bacterias y vegetales, NO) Proteína periférica (unidas por fuerzas electrostáticas y puentes de hidrógeno)

ESPECIALIZACIONES DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS DE LA SUPERFICIE CELULAR DEL INTERIOR CELULAR UNIONES ENTRE MEMBRANAS DE LA ZONA APICAL SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS de anclaje (desmosomas) microvellosidades ORGANELAS UNIMEMBRANOSAS estrechas Retículo Endoplasmático Rugoso Liso de hendidura (nexo o gap) Complejo de Golgi plasmodesmos Vesículas Lisosomas de secreción

La célula es un sistema abierto SISTEMA: Conjunto de elementos separado del entorno que trabajan coordinadamente La CÉLULA es un sistema La materia y la energía que condicionan el funcionamiento provienen del ambiente. Algunos productos del funcionamiento pueden ser liberados al exterior. La célula es un sistema abierto

METABOLISMO Transformación y almacenamiento de la energía Conjunto de procesos químicos que la célula lleva a cabo para transformar materia y energía.

Relación de la célula con el ambiente mediante la membrana celular El pasaje depende de: Características de la molécula: Tamaño, Solubilidad, Carga. La diferencia de concentraciones entre ambos lados. Membrana lipídica Hidrofóbicas pequeñas - Gases O2 - CO2 - N2 Polares pequeñas, sin carga Etanol - H2O- Urea Polares grandes, sin carga Glucosa - Sacarosa Utilizan otros mecanismos para atravesar la membrana (PROTEÍNAS) Iones H+; Na+; HCO3-; K+; Ca2+; Cl-; Mg2+ Polares con carga Aminoácidos – ATP - Proteínas

Intercambio de materia entre medios separados por membranas biológicas DIFUSIÓN Migración de las partículas desde una región de mayor concentración a uno con menor concentración. Tipo de partícula Depende de Concentración (x partículas/volumen) Gradiente de concentración, de presión, eléctrico entre los medios

PASAJES A TRAVÉS DE MEMBRANA BIOLÓGICAS PASIVOS ACTIVOS a favor GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN en contra algunos PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA siempre algunos siempre SATURACIÓN Difusión Simple Ósmosis Difusión Facilitada Ejemplos Ejemplo Transporte activo la célula u otras moléculas aportan moléculas que pasan proveen ENERGÍA

DIFUSIÓN SIMPLE Movimiento neto de soluto desde un medio hipertónico a uno hipotónico a través de la región lipídica de una membrana semipermeable Ejemplo: Difusión simple de oxígeno al interior de la célula.

ÒSMOSIS Pasaje neto de solvente (agua), desde un medio hipotónico hacia un medio hipertónico, a través de membranas semipermeables. PRESIÓN OSMÓTICA . MEDIO HIPOTÓNICO MEDIO HIPERTÓNICO > Potencial hídrico > [H2O] < [Soluto] < Potencial osmótico < Potencial hídrico < [H2O] > [Soluto] > Potencial osmótico M.S.P. Presión osmótica (propiedad coligativa): presión necesaria para evitar el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable.

PASAJES MEDIADOS POR PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA CANALES PERMEASAS UNIPORTADORAS COTRANSPORTADORAS SIMPORTE ANTIPORTE

DIFUSIÓN FACILITADA Pasaje de moléculas de soluto desde un medio hipertónico a uno hipotónico a través de proteínas de una membrana semipermeable. Canales dependientes del voltaje Canales dependientes de ligandos CANAL Específico No se une con transportado Regulado y no regulado Canales de Na+; K+, H2O

DIFUSIÓN FACILITADA (cont.) COMPARACIÓN DE VELOCIDADES DE DIFUSIÓN SIMPLE Y DIFUSIÓN FACILITADA TRANSPORTADOR Específico Se une con transportado Transporte de glucosa, aa.

TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO Pasaje de moléculas, a través de la membrana, en contra del gradiente de concentraciones (desde un medio hipotónico hacia uno hipertónico), mediado por bombas/carriers que utilizan energía proveniente del ATP. Un ejemplo: La Bomba de Na+/K+ MEDIO HIPOTÓNICO BOMBA MEDIO HIPERTÓNICO Ejemplos: Bomba Na+ /K+; Bomba de Ca++; Bomba de H+, Bombas especificas para determinados azúcares, aminoácidos, fosofolípidos, proteínas.

INTERCAMBIOS MEDIADOS POR VESÍCULAS (EN MASA) MEDIADO POR RECEPTORES Sustancias no atraviesan las membrana Grandes porciones de membrana (0,05-0,10µm) Fusión y escisión de membranas INTERCAMBIOS POR VESÍCULAS INTERIOR EXTERIOR ENDOCITOSIS EXOCITOSIS FAGOCITOSIS PINOCITOSIS MEDIADO POR RECEPTORES

PINOCITOSIS Todas las células eucariotas Ingreso de líquidos o solutos disueltos No específico Formación de una vesícula pinocítica Por invaginación de la membrana

FAGOCITOSIS Algunas células eucariotas (macrófagos, amebas) Ingreso de partículas sólidas No específico Formación de un fagosoma o vesícula fagocítica Por evaginación de la membrana

MEDIADO POR RECEPTORES Algunas células eucariotas Específico (relación receptor-ligando) Participación de proteínas de membrana. Formación de una vesícula recubierta

EXOCITOSIS Inverso a la endocitosis Fusión de las vesículas internas, a la membrana celular Expulsión de materiales de desecho o de secreción

COMUNICACIÓN CELULAR

ELEMENTOS DE LA COMUNICACIÓN CELULAR Mensajero químico → Señal intercelular LIGANDO Receptor → Ligando Mensajero-receptor → Señal intracelular Segundo Mensajero → Transductor de señal Efecto biológico

MENSAJEROS QUÍMICOS Toda sustancia que es liberada por una célula y que actúa sobre otra célula, tanto cercana como lejana. Independientemente de su origen y su forma de transporte. Sistema Nervioso → Neurotransmisores Sistema Endocrino → Hormonas Sistema Inmunológico → Citoquinas Neurohormonas Neuromoduladores

RECEPTORES Proteína que se une específicamente a un mensajero químico y que, como consecuencia de tal unión, inicia una serie de procesos a nivel celular que determinan la respuesta fisiológica.

La misma señal química puede inducir diferentes respuestas en diferentes células blanco