célula

UNIDAD 1: LA CELULA

UNIDAD 1: LA CELULA

INTRODUCCION

INTRODUCCION

La célula es la

La célula es la

unidad anatómica y funcional del cuerpo

unidad anatómica y funcional del cuerpo

. Para que un ser sea considerado. Para que un ser sea considerado vivo debe poseer al menos una célula, por ello ambién para al!unos auores es considerada la vivo debe poseer al menos una célula, por ello ambién para al!unos auores es considerada la unidad "vial# del or!anismo. Las células consiu$en e%idos, ésos los &r!anos, $ ésos 'limos unidad "vial# del or!anismo. Las células consiu$en e%idos, ésos los &r!anos, $ ésos 'limos el or!anismo

el or!anismo (i bien

(i bien muc)as células poseen *unciones espec+*icas, odas muc)as células poseen *unciones espec+*icas, odas comparen caracercomparen caracer+sicas+sicas comunes:

comunes:

•

• liberan ener!+a para la *unci&n celular liberan ener!+a para la *unci&n celular  •

• rans*orman nurienes en ener!+arans*orman nurienes en ener!+a •

• eliminan producos de des)ec)oeliminan producos de des)ec)o •

• se reproducense reproducen

(abemos que un - del cuerpo )umano es/ consiuido por a!ua. Un ercio de ese a!ua se (abemos que un - del cuerpo )umano es/ consiuido por a!ua. Un ercio de ese a!ua se encuenra en el

encuenra en el

líquido extracelular 

líquido extracelular 

, que circula en la san!re, $ enre ésa $ los l+quidos, que circula en la san!re, $ enre ésa $ los l+quidos isulares. Ese inercambio se produce a ravés del mecanismo de di*usi&n capilar. Ese l+quido isulares. Ese inercambio se produce a ravés del mecanismo de di*usi&n capilar. Ese l+quido coniene iones $ nurienes.

coniene iones $ nurienes. El

El

líquido extracelular 

líquido extracelular 

 coniene: iones sodio, cloruros, bicarbonao, o0+!eno, !lucosa, /cidos coniene: iones sodio, cloruros, bicarbonao, o0+!eno, !lucosa, /cidos !rasos,

!rasos, amino/cidamino/cidos.os. El

El

líquido intracelular

líquido intracelular

conieneconiene

::

iones poasio, ma!nesio, *os*aos.iones poasio, ma!nesio, *os*aos.

ORGANIA

El

$ROTO$#A%&A

son odas las susancias que componen la célula: a!ua, elecrol+os, proe+nas, l+pidos, )idraos de carbono.

AGUA

: consiu$e enre el  $ el 2- de la célula. 3uc)as susancias qu+micas se

encuenran disuelas en ella. 4ras se encuenran en suspensi&n como par+culas s&lidas. Las reacciones qu+micas ienen lu!ar enre el a!ua $ esas susancias.

ION"%

: se encuenran !randes canidades de poasio, ma!nesio, *os*aos, sul*aos, bicarbonaos5 $ peque6as canidades de sodio, cloruros $ calcio.

$ROT"INA%

: después del a!ua, son los elemenos celulares m/s abundanes 71 8 9 . Las podemos dividir en esrucurales $ !lobulares.

Las

e'tructurale'

 son lar!os *ilamenos del!ados, como por e%emplo los que inervienen en el mecanismo conr/cil de los m'sculos, o bien micro'bulos que componen el cioesqueleo de las or!anelas. E%: cilios, a0ones nerviosos, )usos mi&icos de las células en la miosis. Las proe+nas esrucurales es/n compuesas por muc)as moléculas.

Las

(lo)ulare'

 son *undamenalmene en;imas, suelen ser solubles en el l+quido celular $ es/n *ormadas por una s&la molécula o unas pocas.

#*$IDO%

: son solubles en disolvenes !rasos. Los m/s imporanes son los *os*ol+pidos $ el coleserol.

+IDRATO% D" CAR,ONO

: poseen una escasa *unci&n esrucural, pero son *undamenales en la nurici&n celular. La ma$or+a de las células poseen 1 de )idraos de carbono, pero en las células musculares enconramos el < $ en los )epaocios el =. Es/n siempre en el l+quido e0racelular, $ como !luc&!eno en las células.

"%TRUCTURA -I%ICA D" #A C"#U#A

Las células no son s&lo l+quidos, en;imas $ susancias qu+micas, sino que enconramos ambién esrucuras *+sicas mu$ or!ani;adas llamadas

or(anela'.

"%TRUCTURA &"&,RANO%A D" #A C/#U#A

La célula, el n'cleo, como as+ ambién odas las or!anelas es/n recubieras por membranas compuesas de

lípido' y proteína'

.

Los

lípido' de la' mem)rana'

 impiden el movimieno del a!ua $ de las susancias )idrosolubles de un comparimieno celular a oro.

Las

proteína'

 de membrana permien el paso de susancias espec+*icas a ravés de la misma. 4ras proe+nas son en;imas.

&"&,RANA C"#U#AR :

Es del!ada, *le0ible $ el/sica. >ormada, casi por compleo por l+pidos 7 9- de *os*ol+pidos, 1<  de coleserol, $ ? de oros l+pidos, $ proe+nas 7 --. Por 'limo un < de )idraos de carbono.

Las membranas de las células es/n *ormadas por una

)icapa lipídica

, que es una del!ada l/mina de l+pidos inercalada con !randes moléculas de proe+nas !lobulares

#a )arrera lipídica de la mem)rana celular impide la penetración del a(ua.

"%TRUCTURA ,0%ICA D" #A ,ICA$A #I$1DICA:

>ormada por moléculas de *os*ol+pidos. Cada molécula de un *os*ol+pido iene:

• un e0remo )idrosoluble o

2idrófilo

• oro e0remo s&lo soluble en !rasas o

2idrófo)o

El e0remo *os*ao es el )idr&*ilo, $ el e0remo de /cido !raso es el )idr&*obo.

Las porciones )idr&*obas son repelidas por el a!ua, pero se araen muuamene enre s+, unas al lado de oras en el cenro de la membrana.

La bicapa lip+dica es un l+quido, no un s&lido, por lo que puede *luir de un puno a oro a lo lar!o de la super*icie de la membrana

$ROT"INA% D" #A &"&,RANA C"#U#AR:

>loan en la bicapa lip+dica. La ma$or pare son !lucoproe+nas, $ las podemos dividir en proe+nas:

• ine!rales • peri*éricas

Las

inte(rale'

 araviesan odo el anc)o de la membrana, mienras que las

perif3rica'

, se encuenran unidas s&lo a la super*icie de la membrana.

3uc)as de las proe+nas ine!rales *orman canales a ravés de los cuales las susancias

)idrosolubles como los iones araviesan la membrana. 4ras proe+nas ine!rales ac'an como proe+nas ransporadoras de susancias en conra de su direcci&n naural de di*usi&n.

7ranspore acivo . 4ras ac'an como en;imas.

Las proe+nas

perif3rica'

 se encuenran siempre en la cara inerna de la membrana $ suelen esar unidas a una proe+na ine!ral. (on ambién en;imas.

CAR,O+IDRATO% D" &"&,RANA 4 G#UCOCA#I C"#U#AR 5:

Casi siempre se encuenran en combinaci&n con proe+nas:

(lucoproteína'

, o con l+pidos:

(lucolípido'

. La pare !luco de esas moléculas sobresale al e0erior de la célula.

Los proeo!licanos son carbo)idraos unidos enre s+ por peque6os n'cleos proeicos.

La oalidad de la super*icie de la célula iene un recubrimieno la0o de carbo)idraos, llamado

(lucoc6li7

.

Las *unciones del !lucoc/li; son:

• car!ar ne!aivamene a la célula

• unirse a oros !lucoc/li; 7 a oras células 

• ac'an como susancias receporas por e%emplo de insulina • inervienen en reacciones inmuniarias

CITO$#A%&A y ORGAN"#A%

El

citopla'ma

 es/ lleno de par+culas $ or!anelas.

La pare l+quida del cioplasma es el

cito'ol

, $ coniene proe+nas disuelas, elecrolios, !lucosa $ pocos l+pidos.

El cioplasma es/ compueso por el

ectopla'ma

 $ el

 endopla'ma.

El

ectopla'ma

 es/ *ormado por *ibrillas de acina. Es un sopore semis&lido, $ se encuenra en esado de !el.

El

endopla'ma

 se encuenra enre el ecoplasma $ la membrana nuclear $ se encuenra en esado l+quido.

En el cioplasma enconramos varias

or(anela':

R"T1CU#O "NDO$#A%&ICO #I%O

: son 'bulos $ ves+culas conecados enre s+. (us paredes son una membrana bilip+dica. (e encuenra lleno de una mari; endopl/smica 7medio *luido di*erene al que es/ *uera del re+culo. La mari; endopl/smica es/ conecada con el espacio enre las dos membranas de la membrana nuclear.

Las susancias de oras pares de la célula in!resan al re+culo para ser conducidas a oras pares de la célula. (u *unci&n meab&lica consise en la

'ínte'i' de 'u'tancia' lipídica'.

R"T1CU#O "NDO$#A%&ICO RUGO%O

: pe!ados a la super*icie e0erna del re+culo se encuenran !randes canidades de ribosomas. Esos se componen de A@N $ proe+nas, e inervienen en la

'ínte'i' de proteína' de la c3lula.

A$ARATO D" GO#GI

: esrec)amene relacionado con el re+culo endopl/smico. iene

membranas seme%anes a las del re+culo liso. Compueso por cuaro o m/s capas apiladas de del!adas ves+culas aplanadas que se disponen cerca del n'cleo. Es mu$ prominene en las células secreoras.

Del retículo endopl6'mico 'e de'prenden 8e'ícula' tran'portadora' que 'e funden con

el aparato de Gol(i9 donde 'on proce'ada' para formar li'o'oma'9 8e'ícula' 'ecretora'

u otro' componente' citopla'm6tico'.

#I%O%O&A%

: or!anelas vesiculosas

formada' por el aparato de Gol(i

 que después se dispersan por el cioplasma. Es el sisema di!esivo inracelular: di!iere $ elimina susancias de des)ec)o, e0ra6as, bacerias. Poseen membrana bilip+dica $ relleno de en;imas )idrol+icas 7di!esivas, llamadas )idrolasas.

$"ROI%O&A%

: *+sicamene parecidos a los lisosomas pero di*ieren en dos aspecos

: A5 'e

(eneran en el R"# y ,5 contienen oxida'a'

que combinan el o0+!eno con el )idr&!eno $ o0idan susancias &0icas. E%: los )epaocios o0idan alco)ol

Adem6' de'componen 6cido' (ra'o' y 'e o)tiene ener(ía.

;"%1CU#A% %"CR"TORA%

: secrean susancias especiales *ormadas en el re+culo

endopl/smico $ en el aparao de Bol!i, liber/ndose de ése al cioplasma por esas ves+culas.

&ITOCONDRIA%

: son las

<centrale'= o <u'ina'= ener(3tica' de la c3lula

. (in ellas no se producir+an odas las *unciones de la célula. La canidad de miocondrias var+a se!'n la ener!+a que necesie cada célula. (u *orma es variada: pueden ser !lobulares o *ilamenosas. Poseen dos membranas de bicapa lip+dica5 una e0erna $ ora inerna. La

interna

es mu$ *runcida, *ormando cresas a las cuales se ad)ieren las en;imas o0idaivas. Adem/s, la cavidad inerna de la miocondria es/ llena de una mari; que coniene en;imas disuelas necesarias para e0raer ener!+a de los nurienes. Esas en;imas, sumadas a las de las cresas o0idan los nurienes *ormando di&0ido de carbono $ a!ua. La ener!+a liberada se usa para sinei;ar AP. Las miocondrias se pueden replicar siempre que la célula necesie canidades elevadas de ener!+a, porque conienen ADN similar al del n'cleo.

NUC#"O

Es el cenro de conrol de la célula. Coniene !randes canidades de ADN 7!enes que deerminan las caracer+sicas de las en;imas cioplasm/icas que ri!en las acividades del cioplasma. Conrola la reproducci&n: los !enes se reproducen a s+ mismos después de lo cual la célula se divide por miosis para dar dos células )i%as. En la iner*ase 7per+odo enre dos miosis se observa cromaina. Durane la miosis esa cromaina se or!ani;a en cromosomas.

"N;O#TURA NUC#"AR:

Es sin&nimo de membrana nuclear. En realidad son dos membranas, una denro de ora. La membrana

externa

es coninuaci&n del re+culo endopl/smico, $ se encuenra per*orada por miles de poros nucleares.

NUC#"O#O:

No iene una membrana delimiadora. Coniene !ran canidad de A@N 7*ibrilar que pasan al cioplasma a ravés de los poros. En el cioplasma el A@N madura e inerviene en la *ormaci&n de proe+nas

.

#a' proteína' no 'e forman en el n>cleo

.

R"$RODUCCION C"#U#AR

El ciclo vial de una célula es el per+odo que ranscurre enre una reproducci&n celular $ ora. 7 en promedio enre 1 $ < )oras. Las miosis duran < minuos. El reso del iempo la célula se encuenra en iner*ase.

A$ARATO &ITOTICO:

El ADN se replica en la iner*ase, como as+ ambién los

centríolo'

. Esos es/n compuesos de esrucuras paralelas ubulares dispuesas en *orma de cilindro en el cioplasma.

El comple%o de micro'bulos que coneca los dos pares de cenr+olos se llama

2u'o

. El )uso mi&ico m/s los cenr+olos con*orman el

aparato mitótico

.

Poco anes de la miosis los dos pares de cenr+olos comien;an a separarse.

4ros micro'bulos crecen radialmene a parir de cada uno de los pares de cenr+olos, *ormando una esrella espinosa llamada

a'ter 

 en cada e0remo de la célula.

-A%"% D" #A &ITO%I% C"#U#AR:

$RO-A%"

: mienras se *orma el )uso, los cromosomas del n'cleo que en la iner*ase esaban en )ebras la0as, se condensan en cromosomas bien de*inidos

.

$RO&"TA-A%"

: la membrana nuclear se *ra!mena. Un nuevo con%uno de micro'bulos comien;a a e0enderse )acia el e0erior desde el

cinetocoro

, locali;ado en la pare e0erna del

centrómero

. Esos micro'bulos inerac'an con los dos /seres, con una

crom6tida

 para cada aser.

&"TA-A%"

: Los dos /seres se separan a'n m/s. Los micro'bulos iran de las crom/idas )acia el cenro de la célula, donde se alinean

4 placa ecuatorial del 2u'o mitótico 5

ANA-A%"

: las dos crom/idas de cada cromosoma son arrasradas por el cenr&mero, separ/ndose. (e supone que eso se produce porque los micro'bulos conienen

actina

7 proe+na conr/cil del m'sculo. Los ?= pares de crom/idas se separan *ormando dos con%unos di*erenciados de ?= cromosomas )i%os. Cada con%uno es arrasrado )acia un /ser en cada polo de la célula en divisi&n

T"#O-A%"

: Los dos con%unos se separan por compleo. El aparao mi&ico se disuelve $ se *orma una nueva membrana nuclear alrededor de cada con%uno de cromosomas. Después la célula se esran!ula por enre los dos n'cleos por un anillo conr/cil de *ilamenos 7 acina $ miosina 

TRAN%$ORT"% $A%I;O% ? ACTI;O%

El l+quido e0racelular coniene !randes canidades de sodio $ poco poasio, como as+ ambién muc)os cloruros.

Lo conrario sucede en el l+quido inracelular, sumado a que posee !ran canidad de *os*aos 7inermediarios meab&licos or!/nicos $ proe+nas.

Es necesario manener esas di*erencias a un lado $ al oro de la membrana celular para los procesos viales de la célula.

TRAN%$ORT" $A%I;O:

DI-U%ION

: 3ovimieno aleaorio de las moléculas de las susancias.

La ener!+a proviene del movimieno cinéico de la maeria. Las moléculas c)ocan enre s+ car!/ndose de ener!+a poencial que ransmien a oras moléculas, omando ésas ora direcci&n.

(e combinan con proe+nas ransporadoras o no. La di*usi&n a ravés de la membrana celular puede ser:

• simple • *aciliada

Es

'imple

 cuando se produce a ravés de aberuras o espacios inermoleculares. En ese caso no se unen a proe+nas ransporadoras.

Es

facilitada

 cuando requiere la ineracci&n de proe+nas ransporadoras.

DI-U%ION %I&$#" A TRA;"% D" #A ,ICA$A #I$IDICA:

Las susancias liposolubles araviesan la membrana con ma$or *acilidad E%: o0+!eno, nir&!eno, di&0ido de carbono $ alco)oles.

Las moléculas no liposolubles ienen di*iculad para aravesar la membrana, e0cepo el a!ua, la 'rea, $ la !lucosa porque ienen moléculas mu$ peque6as.

Los iones aunque sean peque6os, ienen di*iculad para aravesar la membrana por dos

ra;ones: su car!a )ace que se una con el a!ua aumenando el ama6o molecular, $ adem/s su car!a inerac'a con la car!a de la membrana, repeliéndose.

Los canales proeicos son permeables de *orma seleciva para al!unas susancias 7di/meros, *ormas, car!as elécricas. Por e%emplo los canales de sodio $ poasio. 3uc)os de esos canales se abren o se cierran mediane compueras.

La aperura $ cierre de los canales se da por dos mecanismos:

• Por vola%e • Por li!ando

Por vola%e: si aumena la car!a ne!aiva en el inerior de la membrana la compuera permanece cerrada, $ viceversa.

Por li!ando: la proe+na se une a oras moléculas, se produce un cambio de con*ormaci&n en la molécula proeica que abre o cierra la compuera.

DI-U%ION -ACI#ITADA O &"DIADA $OR TRAN%$ORTADOR O CARRI"R

La !lucosa $ la ma$or pare de los amino/cidos uili;an esa *orma de ranspore.

-ACTOR"% @U" A-"CTAN #A ;"#OCIDAD N"TA D" DI-U%ION 4permea)ilidad de la

mem)rana5

Gro'or de la mem)rana

: a ma$or !rosor, menor velocidad de di*usi&n

#ipo'olu)ilidad

: a ma$or liposolubilidad, aumena la velocidad de di*usi&n.

N>mero de canale' proteico'

: a ma$or canidad, ma$or velocidad de di*usi&n.

Temperatura

: a ma$or emperaura, ma$or velocidad de di*usi&n.

$e'o molecular 

: a ma$or peso, menor velocidad de di*usi&n.

O%&O%I%

En !eneral el a!ua se encuenra en equilibrio enre el medio celular $ e0racelular. (i eso no sucede se produce la di*usi&n de a!ua dependiene de un !radiene de concenraci&n.

TRAN%$ORT" ACTI;O:

Las moléculas se combinan con proe+nas ransporadoras, pero conra un !radiene de ener!+a. Por e%emplo de una ;ona de ba%a concenraci&n a ora de ala concenraci&n. El ranspore acivo puede ser:

• primario • secundario

El

primario

lo consiu$e la

)om)a de 'odiopota'io

 $ la ener!+a proviene del AP. Esa bomba bombea iones de sodio )acia el e0erior de la célula $ poasio )acia el inerior celular.

E0isen < siios de uni&n para el sodio )acia el inerior de la célula, $ 9 siios de uni&n de poasio )acia el e0erior de la célula.

La porci&n inerna de la proe+na pr&0ima a los siios de uni&n del sodio presena acividad

AT$

asa. El AP se de!rada en ADP  ener!+a. Esa ener!+a produce un cambio de

con*ormaci&n de la proe+na ransporadora, $ se produce el inercambio. As+ se maniene el

potencial de mem)rana.

,om)a de calcio

: En realidad son dos bombas, una en la membrana celular, que bombea calcio al e0erior $ la ora )acia el inerior de las or!anelas. E0isen proe+nas que ienen siios de uni&n espec+*icos para el calcio. La ener!+a proviene del AP.

El

'ecundario:

Cotran'porte

: el e0ceso de sodio e0racelular iende coninuamene a penerar por di*usi&n en la célula. Esa ener!+a de di*usi&n del sodio puede irar de oras susancias $ moverlas %uno a él a ravés de la membrana celular. E%: sodio con !lucosa $ sodio con amino/cidos.

Contratran'porte

: la susancia a ransporar es inracelular $ debe moverse )acia el e0erior. El ion sodio se une a la pro$ecci&n e0erna de la membrana $ la ora susancia a la pro$ecci&n inerna de la proe+na ransporadora, se produce un cambio de con*ormaci&n $ la ener!+a del movimieno del ion sodio )acia el inerior produce el despla;amieno de la ora susancia )acia el e0erior. E%: sodiocalcio $ sodio)idr&!eno.

Tran'porte acti8o a tra83' de capa' celulare'

: Cuando las susancias ienen que aravesar m/s de una membrana celular se produce: A un ranspore acivo para aravesar la membrana celular de un lado de la célula $  di*usi&n simple o *aciliada para cru;ar la membrana del lado opueso de la célula.