transportes y sistemas funcionales de las c+®lulas [modo de compatibilidad]
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2. Transportes y sistemas funcionales de la célulaDra. Lizet Yadira Rosales Rivera
Objetivo
• Describir la estructura y funciones dela membrana plasmática y el procesopor el cual se lleva a cabo es transportede sustancias para su adecuado uso ende sustancias para su adecuado uso enel área profesional
Organización de la célula
• Esta compuesta de distintos organelos,pero sus dos partes más importantes:
NÚCLEO Y CITOPLASMAEl ú l t d d l it lEl núcleo esta separado del citoplasmapor la membrana nuclearEl citoplasma esta separado de loslíquidos circundantes por la membranacelular o plasmática
Organización de la célulaLasdiferentessustanciasquecomponen lacélula seconocencomoprotoplasma
Protoplasma
• Está compuesto principalmente por:Proteínas
Agua
Iones
Lípidos
Hidratos de carbono
Agua
• Es el principal líquido en la mayoría delas células, excepto en los adipocitos
• Constituye el 70% al 85%M h t d l él l tá• Muchos compuestos de la célula estándisueltos en el agua o en suspensión
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Iones
• Los más importantes son:POTASIO, MAGNESIO, FOSFATO,
BICARBONATOC tid d ñ d• Cantidades pequeñas de:
SODIO, CLORURO Y CALCIO• Son necesarios para la transmisión de
impulsos electroquímicos en el músculo y fibras nerviosas
Proteínas
• Son las más abundantes después delagua
• Constituyen entre el 10% y el 20% de lamasa celularmasa celularESTRUCTURALES y FUNCIONALES
Lípidos
• Se agrupan ya que son solubles endisolventes grasos
• Los más importantes son:FOSFOLÍPIDOS COLESTEROLFOSFOLÍPIDOS y COLESTEROL
• 2% de la total de la célula• Son insolubles y forman barreras de la
membrana celular y la membranaintracelular que separa los diferentescompartimentos celulares
Hidratos de carbono
• Tienen escasas funciones estructurales• Forman parte de las gluco-proteínas• Sirven en la nutrición celular• Representan solo el 1% de la masa
celular• 3% en músculo y 6% en hepatocitos• Líquido extracelular: GLUCOSA• Dentro de la célula: GLUCÓGENO
2.1 Estructuras membranosas de la células
Estructuras membranosas de la célula
• La mayoría de los organelos estáncompuestos por membranas de lípidosy proteínas
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Membrana celular (plasmática)
• Es elástica, fina y flexible• 55% proteínas• 25% fosfolípidos• 13% colesterol• 4% otros lípidos• 3% hidratos de carbono
Lípidos de la membrana celular
• Son triglicéridos, fosfolípidos, yesteroides
• Son moléculas insolubles en agua ysolubles en solventes orgánicossolubles en solventes orgánicos
Largas cadenas hidrocarbonadas
alifálicas o anillos
bencénicosPolares o
hidrofóbicas
Triglicéridos
• Triésteres de ácidos grasos conglicerol
Triglicéridos
• Sirven de reserva energética para elorganismo
• Sus cadenas hidrocarbonadas liberangrandes cantidades de energía cuandograndes cantidades de energía cuandoson oxigenadas (el doble que loshidratos de carbono)
Fosfolípidos
• Existen 2 tipos diferentes:GLICEROFOSFOLÍPIDOS
2 ácidos grasosunidos a unamolécula deglicerol,El tercer grupohidroxilo de estealcohol estaesterificado con unfosfato
Se unen a un segundo alcohol: colina etanolamina, inositol o
serina
Fosfolípidos
• Existen 2 tipos diferentes:ESFINGOFOSFOLÍPIDOS
Contienen un amino-l h l ll dalcohol llamado
esfingosina en remplazo del glicerol y un ácido grasoSu estructura básica es la ceramida
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Fosfolípidos
• Tienen 2 largas colas hidrofóbicas nopolares (ácidos grasos) y una cabezahidrofílica o polar (glicerol + fosfato +segundo alcohol)segundo alcohol)
• Principales componentes de lasmembranas celulares
• En agua presentan una estructura enbicapa (anfipáticas)
Glicolípidos
• Se clasifican en:CEREBROSIDOS y GANGLIOSIDOS
Resultan de la unión de un
Resultan de la unión de la galactosa o glucosa y la ceramida
Resultan de la unión de un oligosacárido integrado por varias hexosas y 1 a 3 moléculas de ácido siálico
Esteroides• Son lípidos que derivan de una molécula
compleja:CICLOPENTANOPERHIDROTENANTRENO• El más difundido es el colesterol• El más difundido es el colesterol
• La vitamina A, estrógenos, progesterona,testosterona, cortisol
Proteínas
• Están formadas por aminoácidos• Los aminoácido son ácidos orgánicos
en el cual el carbono (carbono α) seencuentra unido a un grupo carboxiloencuentra unido a un grupo carboxilo(-COOH), está unido también a ungrupo amino (-NH2) y una cadena lateraldiferente en cada aminoácido
NEUTROS
POLARES
NEUTROS
NO
POLARE
ACIDOS
S S
BÁSICOS
ES
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Proteínas• Su nombre proviene del griego proteuo
que significa “yo tengo el primer lugar”• Pueden ser estructurales o enzimáticas• Las proteínas estructurales o de• Las proteínas estructurales o de
membrana se clasifican en: integrales yperiféricas
• Pueden tener poros y actuar comocanales, a través de los cuales pasanmoléculas de agua y sustanciashidrosolubles
Proteínas integrales
• Otras actúan como proteínastransportadoras, pueden transportarsustancias en dirección contraria a sudirección natural (difusión), a esto se leconoce como transporte activo
• Pueden actuar como receptores de losproductos químicos hidrosolubles(como hormonas peptídicas) que nopenetran la membrana celular
Proteínas integrales
penetran la membrana celularLas proteínas periféricas se unen con frecuencia a las proteínas integrales, y pueden funcionar como enzimas o controladoras
del transporte de sustancias a través de
los poros
• Son la principal fuente de energía parala célula
• Están compuestos por:CARBONO OXÍGENO E HIDROGENO
Hidratos de carbono
CARBONO, OXÍGENO E HIDROGENO• Constituyentes estructurales de la
pared celular y de las sustanciasintercelulares
Hidratos de carbono
• Monosacáridos• Disacáridos
Hidratos de carbono
• Oligosacáridos• Polisacáridos
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• Se presentan invariablementecombinados con proteínas o lípidos(oligosacáridos)
• La mayoría de las proteínas son
Glucocálix
• La mayoría de las proteínas songlucoproteínas
• La decima parte de los lípidospresentan hidratos de carbono
• La mayoría se unen alexterior de la célula
• Tiene carga eléctricanegativa
• Ayuda a la unión entre
Glucocálix
• Ayuda a la unión entrecélulas
• Pueden sercomponentes dereceptor de hormonas
• Participan en reaccionesinmunes
• También conocido como el sistema deendomembranas
• Es una vasta red membranosa quedivide al citoplasma en 2 espacios: el
Membranas internas
divide al citoplasma en 2 espacios: elprimero comprendido dentro de lasmembranas y el segundo fuera de ellas
• Puede ser hasta 50 veces la superficiede la membrana plasmática
• Retículo endoplásmico• Aparato de Golgi• Lisosomas
Membranas internas
• Peroxisomas• Vesículas secretoras• Mitocondrias• Núcleo
• Son compartimentos organizados,separados y especializados
• Con estructura, dotación enzimática ypropiedades funcionales diferentes
Membranas internas
propiedades funcionales diferentes• Son responsables de las funciones
celulares vitales: separación yasociación de sistemas enzimáticos,digestión intracelular, distribución deproteínas, regulación de potenciales demembranas, gradientes iónicos, etc.
Membranas internas
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• Esta formado por túbulos y vesículas• Bicapa lipídica• Alto contenido de proteínas
Retículo endoplásmico
• Su superficie puede extenderse hasta30 o 40 veces la superficie de lamembrana celular
• El espacio que queda dentro de lostúbulos se llama matriz endoplásmica
• Su contenido difiere del citoplasma• Esta conectado con las dos superficies
de la membrana nuclearS di id li ( ib )
Retículo endoplásmico
• Se divide en liso y rugoso (ribosomas)
• Contiene dolicol (lípido poli-isoprénico)su función es incorporaroligosacáridos para la formación deglicoproteínas
Retículo endoplásmico rugoso
g p• Posee ribosomas (ARN y proteínas)• Función: SÍNTESIS de
PROTEÍNAS• Integradas a membranas• Liberadas al exterior
Síntesis de proteínas
Existen sitios dereceptoresespeciales para losribosomas en elRER llamadas:RIBOFORINAS I y II
• Agranular o liso• Formado por un sistema laberíntico de
túbulos irregulares, ramificados yanastomosados
Retículo endoplásmico liso
anastomosados• Interconectado con el RER• Participa en la síntesis de sustancias
lipídicas
Retículo endoplásmico
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• Membrana similar a la del REL y estaformado por 4 a 5 capas de vesículascerradas y apiladas
• Se encuentra estrechamente asociado
Aparato de Golgi
• Se encuentra estrechamente asociadocon el RE y con la membranaplasmática por un extenso tránsito devesículas
• Descrito por Camilo Golgi en 1898• Formados por dictiosomas (1 μm de
ancho)F ió
Aparato de Golgi
• Función:Aporta elcomponentehidrocarbonadodefinitivo
Aparato de Golgi
• Organoides membranosos quecontienen hidrolasas ácidas
• Digestión de material intra o extracelular
Lisosomas
celular1. Digieren alimentos por endocitosis2. Digieren elementos de autofagia3. Digieren material extracelular por
medio de enzimas que liberan
• Lisis: disolución• Soma: cuerpo (De Duve en 1949)• Actualmente se conocen 50 hidrolasas
li ó i
Lisosomas
lisosómicasTransferasas que transfieren grupos fosfóricos
NucleotidiltransferasasHidrolasas que actúan sobre uniones ester
Hidrolasas que actúan sobre compuestos glucósidosHidrolasas que actúan sobre uniones peptídicas
Hidrolasas que actúan sobre la unión anhídrido-ácido en anhídridos que contienen fosforilo
Enzimas que actúan sobre uniones P-N
LisosomasCubierta interna de oligosacáridos especiales
Sus enzimas actúan a un pH interior cercano a 5
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• Lisosomasprimarios:contenidoenzimatico
Lisosoma primario
enzimaticosintetizado por losribosomas yacumulado en elRE
• Se funciona con elendosoma tardío
Fosfatasa alcalina
Todas las hidrolasas
ácidas
• Heterofagosoma: contiene materialingerido dentro de una membrana yevidencia de acción de fosfatasapositiva
Lisosomas secundarios
positiva• Cuerpos residuales• Vacuola autofágica ó
citolisosoma
• Organoides de forma ovoide con unasola membrana
• Contienen enzimas oxidativasI t i l f ió
Peroxisomas
• Intervienen en la formación ydescomposición del peróxido dehidrógeno (H2O2)
• Tienen aproximadamente 40 enzimas• Catalasa, D-aminoácido oxidasa, urato
oxidasa
Peroxisomas
CATALASAH2O2 en H2O + O2
Los peroxisomas se multiplican por fusión
binaria
Sustratos:Ácido úrico, uratos, oxalacetatos, purinas,
aminoácidos, ácidos grasos, etc.
Las oxidaciones generan energía térmica o en caso de los ácido grasos energía química
Igual que en la mitocondria (ATP)
Peroxisomas
• Se encargan de la secreción desustancias químicas
• Casi todas resultan del sistema retículoendoplásmico Golgi
Vesículas secretoras
endoplásmico – Golgi• De Golgi se van a citoplasma y forman
vesículas de almacenamiento:vesículas secretoras o gránulossecretores
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• Se forman losgránulos inmaduros(vacuolas decondensación oprezimógeno)
Vesículas secretoras
prezimógeno)• Granulos de
zimógeno maduro• Se acumulan
intracelularmentehasta recibir elestímulo adecuadopara ser liberados
• Conocidas como los“centros energéticos” de lacélula
• Extraen la energía de los
Mitocondrias
gnutrientes
• Su número varía desdecien hasta milesdependiendo del tipocelular
• Varían en forma y tamaño
• Esta formada por 2 membranas debicapa lipídica
• Sus plegamientos formancompartimientos donde se unen las
Mitocondrias
compartimientos donde se unen lasenzimas oxidativas
• Tiene una matriz con enzimas disueltas• Energía obtenida:Trifosfato de adenosina (ATP)
• Es un nucleótidocompuesto por una basenitrogenada + pentosa(ribosa) + 3 radicales
ATP
(ribosa) + 3 radicalesfosfato
• Resulta de la oxidaciónde los nutrientes, endonde se forma dióxidode carbono, agua yenergía (ATP)
• Centro de control de la célula• Contiene el materias genético (ADN)
que determinan las características delas proteínas celulares estructurales y
Núcleo
las proteínas celulares, estructurales ylas enzimas intracelulares
• Cubierta nuclear• Dos membranas de bicapa separadas,
una dentro de la otraL t ti ió d l RE
Membrana nuclear
• La externa es una continuación del REy el espacio entre ellas es lacontinuación del espacio del mismo
• Contiene miles de poros nucleares (9nanometros cada uno) y sus bordesestán formados por proteínas
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Membrana nuclear