FISIOLOGÍA CELULAR TEMA 12

Las células realizan tres funciones básicas: nutrición relación reproducción

1 Funciones de nutrición - En la nutrición celular existen diferentes modalidades de obtención de materia y energía, pero, en la mayoría de los casos, las células realizan las siguientes tareas: absorción e ingestión, digestión, metabolismo y excreción.

Absorción e ingestión La absorción de pequeñas moléculas se lleva a cabo a través de la membrana celular, de un modo selectivo, permeabilidad pasiva (difusión simple, difusión facilitada) permeabilidad activa (bombas, como la de Na+-K+). La ingestión de macromoléculas y partículas tiene lugar por endocitosis, que puede ser: pinocitosis (ingestión de líquidos) fagocitosis (ingestión de sólidos).

Digestión Para descomponer las sustancias ingeridas por endocitosis se necesita una digestión intracelular, que realizan los lisosomas. Los lisosomas se unen a la vesicula de endocitosis para formar vacuolas digestivas. Los pequeños nutrientes que de un modo u otro pasan al citoplasma, participarán luego en diversos procesos metabólicos de anabolismo (síntesis) o catabolismo (degradación).

fagosomas

fagosomas

Algunas veces la endocitosis se produce gracias a receptores que están en el exterior de la membrana plasmática.(Endocitosis mediada por receptor) En la cara interna de la membrana está la clatrina que es una proteina que forma una red que recubre las vesículas.

clatrina

En la mayoría de esos procesos tienen lugar intercambios energéticos, realizados por el acoplamiento de reacciones a través del ATP.

Exocitosis Finalmente, los residuos del metabolismo son eliminados por transporte a nivel de membrana o por exocitosis. También interviene la membrana celular. Pueden ser: Funciones estructurales Funciones de relación Funciones de excreción

Intercambio de metabolitos o señales químicas. Funciones de excreción Funciones estructurales Secreción de sustancias para la formación de estructuras de la célula. Glicocalix Matriz celular o sustancia intercelular Pared vegetal Paredes quísticas Funciones de relación Intercambio de metabolitos o señales químicas. Funciones de excreción Expulsión de sustancias de desecho (protozoos) Si no pueden ser expulsadas quedan como cuerpos residuales

Tipos de secreción La secreción puede ser: Constitutiva, la que se realiza continuamente por el RE-Golgi para renovar estructuras celulares. Regulada si se produce por estimulación externa. Están revestidas de clatrina. Células secretoras exocrinas Secreción endocrina Neurotransmisores

Secrecion endocrina

Hormonas

2 Funciones de relación Las células se relacionan con el medio externo 1 recibe señales o estímulos físicos o químicos y los transforma en señales químicas o moléculas de señalización. 2 las moléculas de señalización llegan a células diana con receptores específicos. 3 La unión receptor señal estimula reacciones químicas intramoleculares que se traducen en una respuesta.

Moléculas de señalización - En las funciones de relación cabe diferenciar varias modalidades de comunicación intercelular como: comunicación por contacto directo entre células contiguas comunicación mediante moléculas unidas a membranas En las células animales hay comunicación a distancia mediante moléculas segregadas Ésta puede ser a su vez: paracrina, con mediadores locales endocrina con hormonas Sináptica con neurotransmisores en las sinápsis.

Moléculas de señalización

Señales moleculares

antígenos

Linfocitos Th

En las células vegetales las fitohormonas se producen en tejidos meristemáticos, no en glándulas, y actuan sobre células diana actuando sobre la floración, crecimiento, maduración…

Receptores específicos Se encuentran en las células diana. Pueden estar en la superficie de la célula o en el interior del citoplasma. Receptores de superficie. Suelen unirse a moléculas hidrófilas, Apertura o cierre de canales iónicos. Ej acetilcolina abre canales Na+/K+ en músculo… Activación de señales intracelulares produciendo el segundo mensajero como AMPc. A veces se produce una respuesta en cascada. Receptores intracitoplasmáticos que son moléculas hidrófobas como hormonas esteroides que son capaces de entrar en el nucleo celular y activar o inhibir genes.

Tipos de respuestas Tras captar los estímulos, las células interpretan las señales y pueden llevar a cabo diferentes tipos de respuestas como: secreción de sustancias, contracción, desplazamiento de células libres, proliferación y diferenciación celular.

Movimiento Taxias o tactismos Quimiotaxia Fototaxia y fototropismo Cilios y flagelos en eucariotas Movimiento ameboide Movimientos intracitoplasmáticos

Taxia

Fototropismo

Fitohormonas

ameba

Cilios y flagelos

- En las funciones de reproducción, las células eucariotas se multiplican a través del ciclo celular, con sus correspondientes mecanismos de control. En él se distinguen: una interfase más o menos larga (dividada a su vez en fase G1 o postmitótica, fase S o de síntesis y fase G2 o premitótica) una fase mitótica en la que se diferencian la mitosis propiamente dicha (con sus cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase) y la citocinesis o plasmotomía. Al final la célula madre se divide en dos células hijas con idéntica dotación cromosómica. Existen, no obstante, ciertas diferencias entre unas células y otras en aspectos como la formación del huso mitótico, la citocinesis y el reparto del contenido celular (bipartición, gemación, división nuclear libre y formación celular libre).

Por otro lado, un proceso necesario para la reproducción sexual del organismo es la meiosis, en la que se forman cuatro células haploides a partir de una diploide, y se produce además una mezcla de genes paternos y maternos con la consiguiente variabilidad genética. Según el momento en que se produzca la meiosis se diferencian los ciclos biológicos haplonte, diplohaplonte y diplonte. En el proceso de meiosis se distinguen dos divisiones consecutivas, y en cada una de ellas también se diferencian cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. La más larga y compleja es la profase I.

Por otro lado, un proceso necesario para la reproducción sexual del organismo es la meiosis, en la que se forman cuatro células haploides a partir de una diploide, y se produce además una mezcla de genes paternos y maternos con la consiguiente variabilidad genética. Según el momento en que se produzca la meiosis se diferencian los ciclos biológicos haplonte, diplohaplonte y diplonte. En el proceso de meiosis se distinguen dos divisiones consecutivas, y en cada una de ellas también se diferencian cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. La más larga y compleja es la profase I.