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MÓDULO 4 – CÉLULA: LA UNIDAD DE LOS SERES VIVOS CÁPSULA. Rodeada la pared celular y es segregada por la misma célula, está formada por polisacáridos, permite adherirse a diferentes sustratos y proteger de la desecación. PARED CELULAR. Mantiene la forma, proporciona protección mecánica y evita el pasaje excesivo de agua al interior celular. Su esqueleto está constituido por el peptidoglicano mureína La pared celular se distingue por su capacidad para combinarse con colorantes como el violeta de genciana, la importancia de estas reacciones permite diferenciar las gran positivas de las negativas. FLAGELOS Y FIMBRIAS. Estas estructuras, formadas por filamentos de proteínas, corresponden a evaginaciones de la membrana citoplasmática que emergen al exterior a través de los poros presentes en la pared celular y la cápsula. Se desplazan a través de sus flagelos, las fimbrias más delgadas son utilizadas para adherirse a superficies vivas o inertes. MEMBRANA PLASMÁTICA. Está formada por una doble capa fosfolipídica, diferentes proteínas y glúcidos; lleva a cabo números funciones, entre estas, protege, limita, da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de la célula. Es una barrera selectivamente permeable, ya que actúa controlando el intercambio de materiales de un lado a otro de la membrana. RIBOSOMAS Y POLIRRIBOSOMAS. Ubicadas en el interior celular, estas organelas se encargan de llevar a cabo la síntesis de proteínas. Están formados por dos subunidades, llamadas mayor y menor. Los polirribosomas son un conjunto de ribosomas. CROMOSOMA PROCARIOTA. La información necesaria para dirigir la construcción y el funcionamiento de toda célula se encuentra en el ADN. En el caso de célula procarionte hay una Células procariotas: (Pro=antes/ Cariota: Núcleo) Están presentes en los organismos del Reino Monera (bacterias, algas, etc) única molécula de un ADN circular cerrado, que no presenta proteínas asociadas, por lo cual se lo denomina ADN desnudo. La molécula de ADN se duplica antes de la división celular, y cada uno de los cromosomas hijos se une a un lado diferente de la membrana plasmática, que al alargarse permiten la separación de los cromosomas. Células Eucariotas: Poseen una complejidad superior que las células procariotas. Puede dividirse en tres regiones: Núcleo, citoplasma y membranas plasmática. • EL NÚCLEO CELULAR: Es un compartimiento limitado por una doble membrana, llamada envoltura nuclear y es región de la célula donde se encuentra la información genética además de lo necesario para la duplicación del ADN. En líneas generales suele ser único y de forma esférica, pero hay células como por ejemplo las musculares esqueléticas que poseen más de un núcleo ubicado en la periferia, los neutrófilos que poseen un único núcleo multilobulado o los eritrocitos que lo pierden al madurar. • Cromatina: El número de moléculas de ADN será característico de la especie, en estas células es lineal y si se extendiera seria unas 100.000 veces mayor que el diámetro del núcleo. Las moléculas se encuentran compactada y plegada alrededor de un grupo de proteínas que se conocen con el nombre de proteínas histonas y proteínas no histonas. Se puede llamar “Cromatina” cuando no se encuentra en proceso de división al estar esta laxa o “estirada”, o se puede llamar “cromosomas” cuando participa de la reproducción. • Nucléolo: Dentro del núcleo pueden identificarse dos o más estructuras no rodeados por membrana denominados nucléolos y es el sitio de la célula donde se sintetiza el ARNr y se produce el armado inicial de los ribosomas. • Envoltura nuclear: También llamada membrana nuclear, es una estructura de composición similar a la membrana plasmática que está formada por dos capas que presentan diferencias en su composición: La membrana nuclear externa o interna. • Nucleoplasma: Se denomina de esta manera a todo aquello que queda encerrado hacia el interior de la envoltura nuclear sin tener en cuenta a la cromatina y el nucléolo. Pueden encontrarse en él cristalinas, proteínas, metabolitos, necesarios para la actividad nuclear. • MEMBRANA PLASMÁTICA: La membrana encierra la totalidad de la célula cumpliendo la función de barrera, no solo frente a posibles agresiones externas, desempeñando funciones especificas vinculadas con el intercambio de determinadas moléculas hacia el exterior o el interior celular. La principal característica de su barrera es su permeabilidad selectiva esto significa que mientras ciertos componentes pueden atravesarla otros no pueden hacerlo. Interviene en el mantenimiento de la presión osmótica, el reconocimiento celular o la posible fusión con otras células. En la composición química de la membrana intervienen diversas moléculas: lípidos, proteínas y glúcidos. L íp id o s: 3 ti p o s d e líp id o s en la co n st it uc ió n d e la m em br a n a . Fosfolípidos: Constituyen el 75% de componentes de la membrana. Están compuestas por una región hidrofilica y otra hidrofobica. Colesterol: Se encuentran en las membranas plasmaticas, presenta funciones importantes ya que otoga a la bicapa cierta rigidez disminuyendo la movilidad y generando que las membranas se sellen luego de perforarse. Glucolípidos: Tienen glúcido, que puede ser monosacarido, disacarido u oligosacárido. Representan el 5% de las moléculas lipidicas, desempeñan un rol importante en las interacciones de la célula con el medio que rodea sus cabezas polares. Presentan función de protección y aislamiento de una zona de reconocimiento para otras moléculas. • Proteínas: La cantidad varia según los tipos celulares y los compartimientos. Permiten la comunicación entre el interior y exterior de la célula, el intercambio de moléculas tales como nutrientes o productos desechos. • Tipos de proteínas: Formadoras de canales (Dan lugar a la formación de un poro o canal que permiten la entrada y salida de sustancias de la célula), Transportadoras (Transportan moléculas a través de la membrana), Receptores (Reconocen determinadas moléculas a las cuales se unen para dar lugar a una determinada función o señal), Enzimas (Son capaces de realizar una determinada reacción en la superficie de la membrana), Anclajes del citoesqueleto ( Situadas en la región citoplasmática de la membrana y que sirven de punto de unión para los filamentos del citoesqueleto) Marcadores de identidad de la célula (Glucolípidos y glucoproteínas característicos de cada individuo y que sirven de reconocimiento para células procedentes de otro individuo). • Glúcidos: Se presentan en 5-10%, localizados en la cara extracelular de la membrana plasmática. Las principales funciones de la glucocálix son la protección de la superficie celular contra el daño mecánico y químico, el reconocimiento celular, los grupos sanguíneos están determinados por glúcidos de la membrana, estos glúcidos se comportan como antígenos. o CITOPLASMA: Es la región que se encuentra entre la membrana plasmática y el núcleo. Pueden diferenciarse dos componentes: citosol (componente líquido del citoplasma y ocupa poco más del volumen celular total, es el lugar dónde ocurren diversas reacciones metabólicas) y los orgánulos (son más organizados) • Orgánulos-> No membranosos: o Citoesqueleto: Una densa red de filamentos proteicos que cumplen diversas funciones. o Microfilamentos: Poseen un diámetro de aprox 7 nm, formados por actina, una proteína globular. Su papel principal, es en la división celular y en procesos de motilidad. o Elementos intermedios: 7 a 11 n, forman una lamina nuclear, una estructura proteicaubicada en la cara interna de la envoltura nuclear. o Microtúbulos: Miden entre 20 a 25 nm, su función se relaciona con el transporte de vesículas y organelas, intervenir en el movimiento de los cromosomas durante la división celular y de cilios y flagelos. • Centro organizador de microtúbulos (MTOC): Formado por los centríolos (Son cuerpos pares cilíndricos formados por mueve tripletes de microtúbulos, se encuentran en pares) y el material pericentriolar (Contiene a las proteínas tubulina y es el responsable de organizar el huso mitótico) y se ubica cercano al núcleo. • Ribosomas: Su nombre se debe a ADNR (ribosomal) Su función principal de estas estructuras es la síntesis de proteínas, están formadas por dos subunidades, una mayor y otra menor. • Sistema de endomembranas: Retículo endoplasmático (red de sacos y tubos aplanados e interconectados entre sí). Su superficie es de las más extensas en lo que constituye el sistema de endomembranas. Existen dos tipos de R.E: - Retículo endoplasmático rugoso (RER): Su función es intervenir en la síntesis de proteínas de la membrana plasmática, del sistema de endomembranas o a cumplir su función en el medio extracelular. - Retículo endoplasmático liso (REL): Funcionalmente posee enzimas que lo especializa en la síntesis de ácidos grasos y de esteroides como estrógeno, progesterona, et. • Aparato de Golgi: Se encuentra formado por estructuras con forma de sacos aplanados denominados cisternas. La cantidad de cisterna oscila entre 3 y 20. El aparato de Golgi, tres regiones: la cisterna de ingreso y es cercana al RER, denominada cis y en contraposición, aquella que es de salida y está próxima a la membrana plasmática se la denomina cara trans. El aparato cumple la función conjunta con el RER, aquellas proteínas destinadas al exterior celular llegan del RER envueltas en membrana y luego de fusionarse con él ingresan a este complejo, las diferentes enzimas que poseen cada una de la síntesis proteica, hasta que el producto final es empaquetado por membrana en forma de vesículas secretoras hasta exocitosis. • Lisosomas: Son vesículas cuya formación ocurre, su función: Lisis significa ruptura y soma cuerpo, es decir, son estructuras que se especializan en la ruptura o para hablar en términos celulares, digestión de sustancias que provienen del medio extracelular. Dicha función puede ejercerla gracias a que en su interior encierran más de 60 enzimas digestivas e hidrolíticas. Debido a que las enzimas lisosómicas funcionan a PH bajo, la membrana posee proteínas que actúan como bombas ingresando H+ para favorecer dicha condición. • Peroxisomas: Son organelas membranosas que contienen en su interior oxidasas, es decir, enzimas cuya función es oxidar. Aminoácidos, ácidos grasos y el etanol son oxidados allí. Dentro de los peroxisomas hay otro grupo de enzimas como catalasas que descomponen el Peróxido de hidrogeno (H2O2) en oxigeno y agua. • Proteosoma: Hay proteínas intracelulares que deben ser degradadas por diversos motivos. Estos cuerpos poseen enzimas proteolíticas que lisan las proteínas en péptidos pequeños mientras que otras enzimas los descomponen aminoácidos los cuales son reciclados. • Mitocondrias: Todas las células necesitan energía, esa función es cumplida por los orgánulos membranosos, cuya estructura es más compleja y antigua en términos evolutivos. Posee una doble membrana separadas por un espacio intermembranoso: la membrana mitocondrial externa y membrana mitocondrial interna, la cual se encuentra replegada formando estructuras conocidas como crestas mitocondriales, entre las cuales se halla la matriz mitocondrial. Cada una de las estructuras mencionadas cumple una singular función en un determinado paso del metabolismo aeróbico de la glucosa ya que contienen las enzimas necesarias. Puede participar en la apoptosis. • Especializaciones celulares: - Cilias: Son prolongaciones que gracias a la capacidad de moverse cumplen función de “barrido”. Se encuentran en células de la tráquea, bronquios entre otras, donde allí con su batido mueven el moco y ayuda a expulsar partículas extrañas. En la base de cada una hay un cuerpo basal formado por nueve tripletes de microtúbulos, como muestra la imagen. Los flagelos, se diferencian en algunas proteínas de su ultraestructura y a diferencia de las cilias que abundan únicos y de mayor longitud que éstas. - Microvellosidades: Son prolongaciones citoplasmáticas digitiformes inmóviles, cada una rodeada por membrana plasmática. Poseen un esqueleto de filamentos de actina, asociados a otras plasmática. - Estereocilias: Se descubrió que estas estructuras son microvellosidades con algunas modificaciones ultraestructurales a las ya mencionadas. No son tan ampliamente distribuidas, pueden encontrarse en algunas regiones de las vías espermáticas donde cumplen funciones de absorción de líquido y en otras regiones intervienen en la percepción sensorial. • Uniones ocluyentes: Se describirá la Zónula occludens, también conocidas como unión estrecha o hermética. Proteínas de transmembrana, fusionan no completamente sino regiones puntuales del espacio intercelular. Forman bandas impermeables que lo sellan. • Uniones adherentes: Pueden encontrarse diferentes tipos de uniones adherentes. - Desmosomas: Uniones laterales más fuertes que existen, ya que para establecerla involucran, uniones puntuales de filamentos intermedios del citoesqueleto. - Hemidesmosomas: Son uniones basales, entre los filamentos intermedios del citoesqueleto y la membrana basal y cumplen funciones similares a los desmosomas. • Uniones nexo, Gap, hendidura o comunicantes: Impermeabilizan el espacio entre dos células, estas uniones se ubican en la región lateral favoreciendo el intercambio de sustancias como iones. Las proteínas de transmembrana de células continuas están muy próximas y forman poros o canales que permiten el intercambio. Son abundantes en células que deben tener una íntima conexión y realizar una función sincronizada: células musculares lisas, cardiacas, células nerviosas y células epiteliales encargadas del transporte de sustancias.
