DTVE Teleprofesoras: MSc. Alina Fernández Rodríguez MSc. Raquel Rodríguez Artau

REVISIÓN DE LA

Ejemplifica cómo se manifiesta el dinamismo celular en el sistema de membranas.

R/ Muchas de las sustancias que se sintetizan en el retículo endoplasmático rugoso (RER) y en el liso (REL) son transportadas, mediante vesículas y el propio sistema de membranas, hasta el complejo de Golgi donde son transformadas y se transportan mediante vesículas a otras estructuras del citoplasma o hasta la membrana citoplasmática, donde pueden ser secretadas al exterior de la célula.

Este ejemplo nos demuestra que en el funcionamiento celular las diferentes estructuras celulares se relacionan entre sí y que están en constante movimiento y transformación, lo que constituye una manifestación del dinamismo celular.

sistema de membranas RER REL complejo de Golgi

lisosomas, vacuolas y peroxisomas Características y funciones Orgánulos: lisosomas, vacuolas y peroxisomas Características y funciones Clase 30: Orgánulos: lisosomas, peroxisomas y vacuolas. Características y funciones. Se presentará mediante el uso de diapositivas, imágenes de video y del modelo de célula la ultraestructura de los lisosomas, los peroxisomas y las vacuolas en relación con las funciones que realizan en la célula. Los estudiantes podrán observar las diferencias entre las funciones y características de las vacuolas en células animales y vegetales. Mediante el estudio de la digestión celular se podrá establecer la relación entre diferentes estructuras celulares estudiadas, su importancia en el recambio de estructuras y demostrar el dinamismo celular. Sugerencia: Se pueden realizar cuadros resúmenes de las características y funciones de las estructuras estudiadas y realizar ejercicios en los que se establezcan las relaciones entre estas estructuras y se puedan integrar con las estudiadas en clases anteriores. Sugerimos se consulten las enciclopedias, fundamentalmente Encarta y el tomo 5 de la Enciclopedia Océano.

fagocitosis La fagocitosis {del griego phagein, comer) se encuentra en gran numero de protozoos y en ciertas células de organismos pluricelulares, y en estos últimos constituye generalmente un medio de defensa contra partículas extrañas al organismo como bacterias, polvo atmosférico y diversos coloides. En organismos plurucelulares, este proceso lo llevan a cabo células especializadas, casi siempre con el fin de defender al conjunto del organismo frente a potenciales invasores perjudiciales. En la especie humana y en otros animales superiores, los fagocitos, llamados macrófagos, tienen especial importancia en el sistema linfático, el hígado y el bazo. Estos macrófagos ameboides se mueven también por todos los tejidos corporales e ingieren bacterias y otros materiales del exterior Otros receptores difunden por la membrana y se agrupan en áreas específicas aun antes de que se les unan moléculas. En las áreas donde se localizan receptores específicos o en las que se juntan luego de la unión con moléculas específicas, la cara interna, o citoplásmica, de la membrana celular presenta una proteína periférica de membrana, llamada clatrina §. Estas áreas, que se ven ligeramente dentadas, se conocen como depresiones recubiertas. El reclutamiento de los receptores a las depresiones recubiertas depende de la porción citoplasmática del receptor y en algunos casos, como el del receptor de insulina, de que la molécula a transportar se una a a la parte externa del receptor. La clatrina induce la curvatura de la membrana y la formación de las vesículas. Las vesículas que se forman a partir de estas depresiones o vesículas recubiertas, y que contienen a las moléculas de receptor y a sus "pasajeros" adquieren, así, una cubierta externa de clatrina. La cubierta de clatrina es transitoria y se pierde inmediatamente después de formarse la vesícula. En otros casos, ni el receptor ni su carga son degradados y la vesícula endocítica es transportada hacia otra región de la membrana plasmática, descargando su contenido nuevamente hacia el exterior de la célula. Este proceso se conoce como transcitosis § y permite transferir macromoléculas desde un espacio extracelular a otro, como en el caso de la secreción de anticuerpos desde la sangre hacia el fluido de la leche materna en los mamíferos.

Lisosomas: son vesículas que se originan a partir del complejo de Golgi. Están constituidas por una única membrana. En el interior de los lisosomas existen enzimas digestivas que degradan moléculas complejas. Los lisosomas abundan en las células encargadas de combatir las enfermedades, como los leucocitos, que destruyen invasores nocivos y restos celulares. Las enzimas lisosómicas se sintetizan en el retículo endoplasmático rugoso y se procesan en el aparato de Golgi. Se distribuyen englobadas en sacos llamados vesículas de transporte que se funden con tres tipos de estructuras envueltas por membranas: endosomas, fagosomas y autofagosomas. Los endosomas se forman cuando la membrana celular engloba polisacáridos, lípidos complejos, ácidos nucleicos, proteínas y otras moléculas nutritivas. En un proceso llamado endocitosis, estas moléculas se degradan y se reutilizan. Los fagosomas se forman cuando la membrana celular envuelve mediante fagocitosis objetos grandes, como residuos formados en puntos de lesión o inflamación o bacterias patógenas. Los autofagosomas se forman cuando el retículo endoplasmático envuelve mitocondrias u otras estructuras celulares agotadas que deben reciclarse. En todos los casos, las enzimas digestivas suministradas por los lisosomas digieren los objetos envueltos en membranas y los reducen a compuestos sencillos que se envían al citoplasma como nuevos materiales de construcción celular. Las alteraciones de las enzimas lisosómicas pueden causar enfermedades. Los niños nacidos con la enfermedad de Tay-Sachs carecen de una enzima que degrada un lípido complejo llamado gangliósido. Cuando se acumula en el organismo, daña el sistema nervioso central, provoca retraso mental y causa la muerte a los cinco años. La inflamación y el dolor asociados con la artritis reumatoide y la gota tienen relación con la fuga de enzimas lisosómicas. Algunos científicos consideran las vacuolas de las células vegetales como un tipo de lisosomas. Estas estructuras de membrana son mucho mayores que otros lisosomas, y alcanzan hasta 20 micrómetros de diámetro. Mantienen la presión del agua dentro de la célula —la llamada turgencia— y evitan el marchitamiento. También actúan como reserva prolongada de polisacáridos, lípidos, proteínas, pigmentos y materiales nocivos, como el caucho o el opio, que repelen a los depredadores. Centro Web U Busque la mejor información en línea acerca de Lisosoma. Búsqueda general más... Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2003. © 1993-2002 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. lisosomas

lisosomas aislados mediante centrifugación Microfotografía electrónica donde se pueden observar lisosomas aislados mediante centrifugación. El tamaño de los lisosomas es muy variable, pero suele oscilar entre 0,05 y 0,5 micrómetros de diámetro. Cada uno está rodeado por una membrana que protege la célula de las enzimas digestivas del lisosoma (si éste se rompe, aquéllas destruyen la célula). Las proteínas de la membrana protegen la actividad de las enzimas manteniendo la acidez interna adecuada; también transportan los productos digeridos fuera del lisosoma. lisosomas aislados mediante centrifugación

Se originan en el complejo de Golgi. lisosomas Se originan en el complejo de Golgi. Están constituidos por una membrana única. Contienen en su interior enzimas que intervienen en el proceso de digestión celular. copiar

Observa detenidamente la siguiente animación. Guía de actividades: Observa detenidamente la siguiente animación. Identifica las estructuras celulares que participan en la digestión celular. Explica la relación entre estas estructuras durante la digestión celular. copiar

membrana citoplasmática lisosomas vacuolas citoplasma

El lisosoma se fusiona con la vacuola ingestiva. La membrana citoplasmática engloba las partículas y se forma una vacuola ingestiva. El lisosoma se fusiona con la vacuola ingestiva. Se forma la vacuola digestiva. revisar

Las enzimas actúan sobre las sustancias ingeridas, transformándolas en compuestos más simples. Los compuestos obtenidos en la digestión celular se transportan a través de la membrana de la vacuola al citoplasma donde se distribuyen y se utilizan como sustancias nutritivas. revisar

Participan en la formación de vacuolas digestivas. lisosomas función: Participan en la formación de vacuolas digestivas. Los lisosomas de los leucocitos y macrófagos intervienen en la defensa del organismo contra las bacterias y los virus. Los autofagosomas se forman cuando el retículo endoplasmático envuelve mitocondrias u otras estructuras celulares agotadas que deben reciclarse. En todos los casos, las enzimas digestivas suministradas por los lisosomas digieren los objetos envueltos en membranas y los reducen a compuestos sencillos que se envían al citoplasma como nuevos materiales de construcción celular. Los lisosomas regularmente engloban partfculas de citosol y su contenido es degradado por un mecanismo denominado microautofagia. La autofagia es una propiedad general de la celula eucariotica. Muchos de los componentes celulares, como las mitocondrias, se renuevan por intermedio de los lisosomas. Los organoides citoplasmaticos se rodean de una membrana de RE liso y luego se descargan en estas vacuolas las enzimas lisosómicas que destruyen su contenido. copiar

BIOCURIOSIDAD CURIOSIDAD BIO

germinación de las semillas lisosomas en plantas Las células vegetales tienen lisosomas que intervienen en la germinaci6n de las semillas. germinación de las semillas

En la parte anterior del espermatozoide existe una estructura, que se desarrolIa en el aparato de Golgi y cubre el extremo anterior del núcleo, puede considerarse un lisosoma especial. Contiene enzimas relacionadas con la penetración del espermatozoide en el óvulo durante la fecundación. La proteasa digiere la zona pelúcida en el sitio donde penetrara el espermatozoide. En los huevos, los lisosomas intervienen en la digestión de las sustancias de reserva. espermatozoides

Las sustancias no digeribles producto de la digestión célular, por lo general permanecen en el citoplasma, y existen evidencias de que su acumulación contribuye al envejecimiento de los organismos.

Artritis reumatoide Los lisosomas tienen una importancia particular en medicina ya que están involucrados en muchas enfermedades y síndromes. En ciertos estados patológicos, como en la artritis reumatoidea y en la gota (en la cual se acumula acido úrico en las articulaciones) se produce la liberaci6n de enzimas lisosómicas a partir de los macrófagos, las que ocasionan una inflamación aguda de los tejidos. La liberación de enzimas lisosómicas también ocurre en estados de anoxia, acidosis , shock y en el infarto de miocardio. En la actualidad se conocen algunas enfermedades congénitas relacionadas con deficiencias de enzimas lisosomales. Por ejemplo: los niños nacidos con la enfermedad de Tay-Sachs carecen de una enzima lisosómica que degrada un lípido complejo. Cuando se acumula en el organismo, daña el sistema nervioso central, provoca retraso mental y causa la muerte antes de los cinco años. Hay varias enfermedades congenitas en las que la principal alteración comprende la acumulación intracelular de sustancias, como glicógeno y gluco- Iípidos. Se trata de las enfermedades por acumulacion, producidas por una mutacion que afecta a una de las enzimas lisos6micas involucradas en el catabolismo de una sustancia determinada. Por ejemplo, en la glucogenosis tipo II, el hfgado y el musculo aparecen ocupados por glucogeno dentro de 105 organoides rodeados por membrana.

PUENTE HACIA EL FUTURO

función: digestión celular vacuolas función: digestión celular Se forman por fusión de las vesículas procedentes del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi o a partir de la membrana citoplasmática. En general, sirven para almacenar sustancias de desecho o de reserva. Están relacionadas con la digestión celular al unirse con los lisosomas, ya que éstos engloban dos tipos de vacuolas, las heterofágicas o digestivas y las autofágicas. Contienen enzimas hidrolíticas y sustratos en proceso de digestión. En el primer tipo, los sustratos son de origen externo y son capturados por endocitosis; una vez producida la digestión, ciertos productos pueden ser reutilizados y los no digeribles (llamados cuerpos residuales) son vertidos al exterior por exocitosis. En el caso de las vacuolas autofágicas, lo que se digiere son constituyentes de la célula. célula eucariota animal

vacuolas contráctiles función: Hay otro tipo de vacuolas, las pulsátiles o contráctiles, que aparecen en muchos protozoos, especialmente en los dulceacuícolas. Se llenan de sustancias de desecho que van eliminando de forma periódica y además bombean el exceso de agua al exterior. Tiene dos vacuolas contráctiles que regulan la presión osmótica, y que sirven también como estructuras excretoras. En los paramecios las vacuolas contráctiles regulan la presión osmótica.

vacuola función: En las células de los hongos y vegetales se encuentran otros tipos de vacuolas que tienen un alto contenido de agua, las vacuolas ocupan la mitad del volumen celular y en ocasiones pueden llegar hasta casi la totalidad. También, aumentan el tamaño de la célula por acumulación de agua. Participar en la regulación de la presión osmótica y almacenar productos metabólicos

Participar en la digestión celular. vacuolas función: Almacenar sustancias. Participar en la digestión celular. copiar

BIOCURIOSIDAD CURIOSIDAD BIO

Las flores deben su color a dos tipos de pigmentos: pigmentos liposolubles contenidos en los cromoplastos y pigmentos hidrosolubles contenidos en las vacuolas de las células epidérmicas de los pétalos. Casi todos los tonos azules y púrpuras se deben a pigmentos vacuolares llamados antocianinas. Éstos cambian de color en función del grado de acidez o alcalinidad y del tipo exacto de antocianina: si la solución vacuolar es básica, el color es azul; si es neutra, vira al púrpura o al violeta; y si es ácida, se convierte en rojo.

Por otra parte, en las zonas donde se desarrolla el manglar, la concentración de sales es del 35%, que se corresponde con una presión osmótica de 25 atmósferas. Para evitar el exceso de sales, en las raíces tiene lugar un proceso, conocido como filtración selectiva de agua, mediante el cual apenas se permite el paso de sales hacia el interior de la planta. Las sales se acumulan en vacuolas presentes en las células de hojas que posteriormente se desprenden de la planta o bien se eliminan a través de glándulas. manglar

peroxisomas Los peroxisomas son vesículas esféricas limitados por una sola membrana y su numero varía entre 70 y 100 por célula. Los peroxisomas contienen enzimas oxidativas, y se les dio ese nombre porque intervienen en la formación y descomposición del peróxido de hidrogeno (H2O2). En las células hepáticas y renaJes suelen ser muy numerosos. En conjunto, las enzimas halladas en los peroxisomas son cerca de 40. Existen muchas clases de peroxisomas, y cada tipo celular contiene una determinada clase 0 una variedad particular de enzimas. Entre las mas comunes se encuentran la catalasa y la o-aminoacido oxidasa. Se cree que los peroxisomas tienen una vida media de 5 a 6 días, al cabo de los cuales son destruidos por medio de autofagosomas.

peroxisomas función: Intervienen en la eliminación del peróxido de hidrógeno, que es un producto tóxico resultante de algunas reacciones del metabolismo celular. El peróxido de hidrógeno es un radical libre, por lo que constituye una sustancia dañina dentro de las células ya que puede ocasionar alteraciones en el material genético. copiar

BIOCURIOSIDAD CURIOSIDAD BIO

peroxisoma La mutaci6n de un gen que codifica la síntesis de una proteína perteneciente a la membrana de los peroxisomas, involucrada aparentemente en la incorporaci6n de las enzimas oxidativas a la matriz, genera un cuadro llamado síndrome de Zellweger , caracterizado por la presencia de peroxisomas "vacíos" en las células de los pacientes, quienes mueren antes del primer año de vida.

Relación estructural y funcional entre las estructuras celulares dinamismo celular Relación estructural y funcional entre las estructuras celulares Constante movimiento e intercambio con el medio ambiente Recambio celular

recambio celular Renovación constante de sus componentes moleculares y de las estructuras celulares. copiar

Actividad independiente La relación entre las estructuras celulares, así como el recambio celular, que permite su renovación constante, son evidencias del dinamismo celular. Ejemplifica este planteamiento. Actividad independiente copiar