ESTRUCTURA Y ESTRUCTURA Y FUNCIONESFUNCIONES

DE LA DE LA CÉLULA HUMANACÉLULA HUMANA

PRIMERAPRIMERA PARTEPARTE

Definición de célula humanaDefinición de célula humana

Partes fundamentalesPartes fundamentales

Composición físico-químicaComposición físico-química

La célula es la unidad básica estructural y La célula es la unidad básica estructural y funcional del cuerpo humano.funcional del cuerpo humano.

Más de 100 billones de células, formando Más de 100 billones de células, formando tejidos y órganos, que a su vez se tejidos y órganos, que a su vez se constituyen en aparatos y sistemas constituyen en aparatos y sistemas integran el cuerpo humano integran el cuerpo humano

El funcionamiento de nuestro organismo El funcionamiento de nuestro organismo es la resultante del funcionamiento de es la resultante del funcionamiento de todo ese universo pluricelulartodo ese universo pluricelular

..

Aunque los numerosos y variados tipos de Aunque los numerosos y variados tipos de células humanas difieren entre si, células humanas difieren entre si, muestran un grupo de características muestran un grupo de características morfológicas, físico-químicas y morfológicas, físico-químicas y funcionales comunes.funcionales comunes.

Por ejemplo, todas constan de dos partes Por ejemplo, todas constan de dos partes fundamentales: núcleo y citoplasmafundamentales: núcleo y citoplasma

Núcleo y CitoplasmaNúcleo y Citoplasma

Todas presentan una cubierta que delimita Todas presentan una cubierta que delimita los confines del citoplasma: la membrana los confines del citoplasma: la membrana celular.celular.Todas tienen una cubierta que rodea al Todas tienen una cubierta que rodea al núcleo, separándolo del citoplasma: la núcleo, separándolo del citoplasma: la membrana nuclearmembrana nuclearEn el citoplasma existen múltiples En el citoplasma existen múltiples estructuras llamadas organelos, estructuras llamadas organelos, responsables de diferentes funciones. responsables de diferentes funciones.

Todas presentan un liquido en su interior Todas presentan un liquido en su interior (liquido intracelular) con características y (liquido intracelular) con características y composición semejante.composición semejante.

Todas tienen una serie de funciones comunes a Todas tienen una serie de funciones comunes a todo tipo celular, aunque dependiendo del tipo todo tipo celular, aunque dependiendo del tipo de especialización que hayan alcanzado, de especialización que hayan alcanzado, algunas tendrán más desarrolladas algunas algunas tendrán más desarrolladas algunas funciones que otras. A continuación exponemos funciones que otras. A continuación exponemos algunas de las funciones celulares más algunas de las funciones celulares más comunes. comunes.

FUNCIONES FUNCIONES CELULARESCELULARES::EXCITABILIDADEXCITABILIDAD ( (IRRITABILIDADIRRITABILIDAD): Capacidad de responder de ): Capacidad de responder de determinada manera ante un estímulo dado.determinada manera ante un estímulo dado.CONDUCTIVIDADCONDUCTIVIDAD: Capacidad de transmitir o conducir : Capacidad de transmitir o conducir determinados tipos de señales a otras células.determinados tipos de señales a otras células.CONTRACTILIDADCONTRACTILIDAD: Facultad de reducir sus dimensiones y : Facultad de reducir sus dimensiones y producir algún tipo de trabajo mecánico o posibilitar producir algún tipo de trabajo mecánico o posibilitar movimientos y/o desplazamientos.movimientos y/o desplazamientos.ASIMILACIÓNASIMILACIÓN: Función mediante la cual la célula incorpora : Función mediante la cual la célula incorpora sustancias diversas para mantener sus procesos vitales.sustancias diversas para mantener sus procesos vitales.EXCRECIÓNEXCRECIÓN: Función mediante la cual la célula elimina de : Función mediante la cual la célula elimina de su interior sustancias de desecho producto de su su interior sustancias de desecho producto de su metabolismo.metabolismo.SECRECIÓNSECRECIÓN: Actividad mediante la cual la célula vierte al : Actividad mediante la cual la célula vierte al exterior un producto fabricado por ella el cual está destinado exterior un producto fabricado por ella el cual está destinado a cumplir determinada función en algún sitio del organismo.a cumplir determinada función en algún sitio del organismo.RESPIRACIÓNRESPIRACIÓN: Proceso mediante el cual la célula obtiene : Proceso mediante el cual la célula obtiene energía mediante reacciones del tipo oxidación-reducción.energía mediante reacciones del tipo oxidación-reducción.

REPRODUCCIÓNREPRODUCCIÓN: Función mediante la cual la mayor parte : Función mediante la cual la mayor parte de todas las células se multiplican dando lugar a células de todas las células se multiplican dando lugar a células hijas con las que se reparan las pérdidas eventuales de otras hijas con las que se reparan las pérdidas eventuales de otras células que mueren.células que mueren.

Composición Físico-Químico de la Composición Físico-Químico de la CélulaCélula

Las diferentes sustancias que componen la Las diferentes sustancias que componen la

célula se denominan colectivamentecélula se denominan colectivamente

protoplasmaprotoplasma, , el cual está compuesto el cual está compuesto

fundamentalmente de cinco sustancias fundamentalmente de cinco sustancias

básicas: agua, electrólitos, proteínas, lípidos básicas: agua, electrólitos, proteínas, lípidos

y carbohidratos. y carbohidratos.

AGUA: Es el medio líquido principal de la célula, AGUA: Es el medio líquido principal de la célula, que está presente en la mayoría de ellas, en que está presente en la mayoría de ellas, en una proporción entre el una proporción entre el 70 y el 85%.70 y el 85%. En este En este medio hídrico intracelular están disueltas medio hídrico intracelular están disueltas muchas sustancias químicas celulares, muchas sustancias químicas celulares, fundamentalmente iones, mientras que otras fundamentalmente iones, mientras que otras están en suspensión como partículas sólidas. están en suspensión como partículas sólidas. Las reacciones químicas tienen lugar entre las Las reacciones químicas tienen lugar entre las sustancias químicas disueltas o en las sustancias químicas disueltas o en las superficies limitantes entre las partículas superficies limitantes entre las partículas suspendidas o las membranas y el agua.suspendidas o las membranas y el agua.

IONES.- Los iones más importantes del líquido IONES.- Los iones más importantes del líquido intracelular son: intracelular son: potasiopotasio, , magnesiomagnesio, , fosfatofosfato, , sulfatosulfato, , bicarbonatobicarbonato y pequeñas cantidades y pequeñas cantidades de de sodiosodio, , clorurocloruro yy calciocalcio. Los iones . Los iones proporcionan las sustancias químicas proporcionan las sustancias químicas inorgánicas para muchas reacciones químicas, inorgánicas para muchas reacciones químicas, además son imprescindibles para muchas además son imprescindibles para muchas funciones de la membrana celular, como por ej., funciones de la membrana celular, como por ej., el sodio y el potasioel sodio y el potasio en las células nerviosas, en las células nerviosas, para la generación de excitación y transmisión para la generación de excitación y transmisión de impulsos nerviosos. de impulsos nerviosos.

PROTEINAS.- Son las sustancias más PROTEINAS.- Son las sustancias más abundantesabundantes(10-20%)(10-20%) en la célula. Son de dos en la célula. Son de dos tipos: tipos: proteínas estructuralesproteínas estructurales, , que son de que son de estructura fibrilar y las estructura fibrilar y las proteínas enzimáticasproteínas enzimáticas, , de estructura globular. Las primeras contribuyen de estructura globular. Las primeras contribuyen a dar forma, solidez y consistencia a los a dar forma, solidez y consistencia a los distintos organelos intracelulares y a la célula distintos organelos intracelulares y a la célula mísma, las segundas son catalizadores mísma, las segundas son catalizadores biológicos que hacen posible los millares de biológicos que hacen posible los millares de reacciones bioquímicas que se desarrollan reacciones bioquímicas que se desarrollan constantemente dentro de la célula constantemente dentro de la célula (metabolismo celular)(metabolismo celular)

LIPIDOS.- Son un grupo de sustancias LIPIDOS.- Son un grupo de sustancias insolubles en agua entre los que se destacan insolubles en agua entre los que se destacan los los fosfolípidosfosfolípidos yy el el colesterolcolesterol, , que que representan en conjunto un representan en conjunto un 2%2% de la masa de la masa celular. Estos lípidos tienen importancia crucial celular. Estos lípidos tienen importancia crucial en la constitución de las membranas celulares, en la constitución de las membranas celulares, así como para servir de sustratos para la así como para servir de sustratos para la obtención de otras sustancias imprescindibles obtención de otras sustancias imprescindibles para la vida celular. Otros lípidos como los para la vida celular. Otros lípidos como los ácidos grasos juegan un significativo papel ácidos grasos juegan un significativo papel como fuentes de energía (como fuentes de energía (combustibles combustibles celularescelulares) alternativas eficaces.) alternativas eficaces.

CARBOHIDRATOS.- Estas sustancias CARBOHIDRATOS.- Estas sustancias desempeñan escasa función estructural, salvo desempeñan escasa función estructural, salvo combinados en pequeñas proporciones a combinados en pequeñas proporciones a algunas proteínas (algunas proteínas (glicoproteínasglicoproteínas) pero cumplen ) pero cumplen con un importante papel energético pues son, con un importante papel energético pues son, sobre todo la glucosa, la principal fuente sobre todo la glucosa, la principal fuente energética (energética (principal combustibleprincipal combustible) celular. La ) celular. La mayor parte de las células tienen un mayor parte de las células tienen un 1-2%1-2% de de carbohidratos, mayormente formando un carbohidratos, mayormente formando un polisacárido de almacenamiento (polisacárido de almacenamiento (glucógenoglucógeno).La ).La glucosa es suministrada a la célula desde el glucosa es suministrada a la célula desde el líquido extracelular, a través de la membrana líquido extracelular, a través de la membrana celular. celular.

Segunda ParteSegunda Parte

Estructura física y funciones de:Estructura física y funciones de:

1.1. La membrana celular La membrana celular

2.2. El núcleo celular El núcleo celular

ESTRUCTURA FÍSICA DE LA ESTRUCTURA FÍSICA DE LA CÉLULACÉLULA La célula no es una bolsa microscópica de La célula no es una bolsa microscópica de

líquido, enzimas y sustancias químicas; contiene líquido, enzimas y sustancias químicas; contiene

además estructuras físicas muy organizadas además estructuras físicas muy organizadas

llamadas organelos que son las que desempeñan llamadas organelos que son las que desempeñan

las distintas funciones de la célula. Entre esos las distintas funciones de la célula. Entre esos

organelos tenemos: membrana celular, núcleo organelos tenemos: membrana celular, núcleo

celular, retículo endoplásmico, ribosomas, aparato celular, retículo endoplásmico, ribosomas, aparato

de Golgi, lisosomas, peroxisomas y centríolos de Golgi, lisosomas, peroxisomas y centríolos

Membrana celularMembrana celular

Es un organelo de revestimiento de la célula que separa el medio extracelular del Es un organelo de revestimiento de la célula que separa el medio extracelular del

intracelular. Esta estructura es fundamental para el intercambio de sustancias con el intracelular. Esta estructura es fundamental para el intercambio de sustancias con el

líquido extracelular. Es una estructura delgada flexible y elástica con un grosor de 7.5 a líquido extracelular. Es una estructura delgada flexible y elástica con un grosor de 7.5 a

10 nm. Está formada por proteínas y lípidos, básicamente, con muy poca cantidad de 10 nm. Está formada por proteínas y lípidos, básicamente, con muy poca cantidad de

carbohidratoscarbohidratos

Estructura de la membrana celularEstructura de la membrana celular

Está constituida por una Está constituida por una doble capa de moléculas de fosfolípidosdoble capa de moléculas de fosfolípidos. A lo largo de . A lo largo de esta lamina se intercalan esta lamina se intercalan grandes moléculas de proteínasgrandes moléculas de proteínas constituyéndose constituyéndose un patrón de “ un patrón de “ mosaico fluidomosaico fluido”. Este patrón se repite en toda la extensión de ”. Este patrón se repite en toda la extensión de la membrana. Los fosfolípidos son moléculas que tienen la membrana. Los fosfolípidos son moléculas que tienen un polo hidrófoboun polo hidrófobo y y otro hidrosolubleotro hidrosoluble y se orientan de forma que los polos hidrófilos de cada y se orientan de forma que los polos hidrófilos de cada capa miran hacia las superficies extra e intracelular, quedando los polos capa miran hacia las superficies extra e intracelular, quedando los polos hidrófobos, de ambas capas , enfrentados unos a los otros. Las hidrófobos, de ambas capas , enfrentados unos a los otros. Las cabezas cabezas hidrófilashidrófilas de los fosfolípidos están formadas por sustancias tales como de los fosfolípidos están formadas por sustancias tales como radicales fosfatoradicales fosfato, , colinacolina, , etanolaminaetanolamina, , presentando cargas eléctricaspresentando cargas eléctricas y las y las colas hidrófobascolas hidrófobas de cada molécula de fosfolípido están formadas por de cada molécula de fosfolípido están formadas por dosdos moléculas de ácidos grasosmoléculas de ácidos grasos. .

Barrera lipídica de la membranaBarrera lipídica de la membrana

La bicapa de fosfolípidos es una barrera impermeable al agua y La bicapa de fosfolípidos es una barrera impermeable al agua y

sustancias hidrosolubles, dejando pasar a través de si sustancias sustancias hidrosolubles, dejando pasar a través de si sustancias

liposolubles liposolubles

Proteínas de la membranaProteínas de la membrana

Las proteínas de la membrana forman bloques que atraviesan, muchos de Las proteínas de la membrana forman bloques que atraviesan, muchos de

ellos, la doble capa de fosfolípidos. Un gran numero de estas proteínas tienen ellos, la doble capa de fosfolípidos. Un gran numero de estas proteínas tienen

canales a través de los cuales pasan sustancias hidrosolubles. Muchas decanales a través de los cuales pasan sustancias hidrosolubles. Muchas de

estas proteínas están combinadas en su extremo extracelular a cadenas de estas proteínas están combinadas en su extremo extracelular a cadenas de

carbohidratos (glicoproteínas) carbohidratos (glicoproteínas)

Características de la membrana Características de la membrana celular vista al M/E celular vista al M/E

El aspecto es uniformemente característico. El aspecto es uniformemente característico. Consiste en una zona clara intermedia de 3,5 Consiste en una zona clara intermedia de 3,5 nm y otras dos capas obscuras de 2 nm nm y otras dos capas obscuras de 2 nm (electrón densas) situadas hacia las superficies (electrón densas) situadas hacia las superficies extra e intracelular. A esta disposición se le extra e intracelular. A esta disposición se le denominó denominó unidad de membrana.unidad de membrana.

Aspecto a la microscopia electrónica de Aspecto a la microscopia electrónica de las membranas celulares de dos células las membranas celulares de dos células vecinas de un mismo tejido.vecinas de un mismo tejido.

Dos células cuyas membranas se observan Dos células cuyas membranas se observan una junto a la de la otra. Obsérvese el una junto a la de la otra. Obsérvese el aspecto en tres capas de la unidad de aspecto en tres capas de la unidad de membrana. membrana.

La zona clara central se corresponde con La zona clara central se corresponde con las colas de los fosfolípidos de la bicapa. las colas de los fosfolípidos de la bicapa. Las otras dos capas obscuras Las otras dos capas obscuras corresponden a las cabezas hidrófilas de corresponden a las cabezas hidrófilas de los fosfolípidos que fijan el osmio de la los fosfolípidos que fijan el osmio de la preparación microscópica preparación microscópica

Estas cadenas de carbohidratos unidas a los Estas cadenas de carbohidratos unidas a los extremos extracelulares de muchas proteínas extremos extracelulares de muchas proteínas de transmembrana, suelen ser muy numerosas de transmembrana, suelen ser muy numerosas y como se expreso ya, forman glucoproteínas y como se expreso ya, forman glucoproteínas que ”miran”, como “penachos” hacia el líquido que ”miran”, como “penachos” hacia el líquido extracelular formando una capa tenue, de extracelular formando una capa tenue, de aspecto filamentoso muy fina llamada Glucocaliz aspecto filamentoso muy fina llamada Glucocaliz

Aspecto al M/E de la capa de Glucocaliz que Aspecto al M/E de la capa de Glucocaliz que como tenue capa de filamentos finos de como tenue capa de filamentos finos de cadenas de carbohidratos, libres en un extremo cadenas de carbohidratos, libres en un extremo y fijas por el otro a proteínas de transmembrana, y fijas por el otro a proteínas de transmembrana, forman numerosas glucoproteínas de superficie forman numerosas glucoproteínas de superficie en la membrana celular. en la membrana celular.

Funciones de la membrana celularFunciones de la membrana celular

Separa el Separa el medio extracelularmedio extracelular (líquido (líquido extracelular) del extracelular) del intracelularintracelular. . Permitir el Permitir el paso selectivo de diferentes paso selectivo de diferentes sustanciassustancias tales como: tales como: ionesiones, , nutrientesnutrientes, , macromoléculasmacromoléculas, , productos de secreciónproductos de secreción y y de de excreción. excreción. Tiene numerosas Tiene numerosas glicoproteínasglicoproteínas y y lipoproteínaslipoproteínas de de superficiesuperficie inmersas en la doble capa lipídica inmersas en la doble capa lipídica que sirven de que sirven de receptoresreceptores a determinadas a determinadas moléculas, que al interactuar con los mismos, moléculas, que al interactuar con los mismos, desencadenan o desencadenan o inhiben respuestasinhiben respuestas que que modulanmodulan el funcionamiento celular. el funcionamiento celular.

Mecanismos mediante los cuales Mecanismos mediante los cuales atraviesan la membrana celular las atraviesan la membrana celular las

diferentes sustanciasdiferentes sustancias

Mecanismos pasivos de transporte de Mecanismos pasivos de transporte de membranamembranaDifusión simple no consumen energíaDifusión simple no consumen energíaDifusión facilitada celular Difusión facilitada celular

Mecanismos activos de transporte de Mecanismos activos de transporte de membranamembranaTransporte activo consumen energíaTransporte activo consumen energíaPinocitosis celular (ATP) Pinocitosis celular (ATP) FagocitosisFagocitosis

Mecanismos pasivos de transporte Mecanismos pasivos de transporte a través de la membrana celulara través de la membrana celular

Difusión simpleDifusión simple: Las sustancias utilizan la : Las sustancias utilizan la energía propia del movimiento “browniano” energía propia del movimiento “browniano” de sus moléculas para introducirse entre las de sus moléculas para introducirse entre las moléculas de la membrana celular. Las moléculas de la membrana celular. Las sustancias hidrosolubles lo hacen a través sustancias hidrosolubles lo hacen a través de poros y canales existentes en numerosas de poros y canales existentes en numerosas proteínas de transmembrana proteínas de transmembrana

Difusión simple (continuación)Difusión simple (continuación)

Las sustancias hidrosolubles utilizan Las sustancias hidrosolubles utilizan canales hídricoscanales hídricos, , “labrados” a través de proteínas“labrados” a través de proteínas para disolverse en el para disolverse en el

agua y atravesar la membrana. La bicapa de fosfolípidos agua y atravesar la membrana. La bicapa de fosfolípidos no le permite difundir entre sus moléculas. no le permite difundir entre sus moléculas.

Difusión simple (continuación)Difusión simple (continuación)

Las amplias y numerosas áreas de Las amplias y numerosas áreas de fosfolípidos, facilitan mucho la entrada de fosfolípidos, facilitan mucho la entrada de pequeñas moléculas liposolubles que pequeñas moléculas liposolubles que “resbalan” entre las moléculas de “resbalan” entre las moléculas de fosfolípidos difundiendo al interior de la fosfolípidos difundiendo al interior de la célula. célula.

Difusión simple (Continuación)Difusión simple (Continuación)

Este proceso depende del gradiente de Este proceso depende del gradiente de concentración de la sustancia a difundir, concentración de la sustancia a difundir, efectuándose siempre, desde la zona efectuándose siempre, desde la zona donde más concentrada esta la sustancia donde más concentrada esta la sustancia hacia la zona donde menos lo esta. hacia la zona donde menos lo esta.

DIFUSIÓN SIMPLEDIFUSIÓN SIMPLE

ANIMACIÓN QUE ILUSTRA EL TRANSPORTE PASIVO DE ANIMACIÓN QUE ILUSTRA EL TRANSPORTE PASIVO DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CITOLASMÁTICA.SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CITOLASMÁTICA.

Difusión facilitadaDifusión facilitadaDifusión facilitadaDifusión facilitada: Este mecanismo de : Este mecanismo de transporte pasivo de las membranas, transporte pasivo de las membranas, depende también y se desarrolla a partir de depende también y se desarrolla a partir de un gradiente de concentración de la sustancia un gradiente de concentración de la sustancia en cuestión, pero requiere de la presencia de en cuestión, pero requiere de la presencia de moléculas transportadoras de membranas moléculas transportadoras de membranas que se encargan de introducir o sacar la que se encargan de introducir o sacar la sustancia a difundir ya que ésta de por si sola, sustancia a difundir ya que ésta de por si sola, no logra hacerlo sólo por el gradiente de no logra hacerlo sólo por el gradiente de concentración. concentración.

Difusión facilitada (continuación)Difusión facilitada (continuación)

La sustancia a transportar por este mecanismo se La sustancia a transportar por este mecanismo se une a un sitio de la proteína transportadora. Esto une a un sitio de la proteína transportadora. Esto origina un origina un cambio de conformacióncambio de conformación en la en la molécula de esa proteína que es lo que “impulsa” a molécula de esa proteína que es lo que “impulsa” a la sustancia a difundir (facilitación).la sustancia a difundir (facilitación).

Difusión facilitada (continuación)Difusión facilitada (continuación)

Muchas sustancias utilizan este Muchas sustancias utilizan este mecanismo de difusión para atravesar la mecanismo de difusión para atravesar la membrana celular y entrar al interior de membrana celular y entrar al interior de la célula, por ejemplo: glucosa, fructosa la célula, por ejemplo: glucosa, fructosa y muchos aminoácidos. y muchos aminoácidos.

DIFUSIÓN FACILITADADIFUSIÓN FACILITADA

ANIMACIÓN QUE ILUSTRA LA DIFUSIÓN FACILITADA DE ANIMACIÓN QUE ILUSTRA LA DIFUSIÓN FACILITADA DE UNA SUSTANCIA ATRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR.UNA SUSTANCIA ATRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR.

Transporte ActivoTransporte Activo

Transporte ActivoTransporte Activo: Este mecanismo : Este mecanismo garantiza el paso de moléculas a través garantiza el paso de moléculas a través de la membrana, aun de la membrana, aun en contra de gradientes de concentración y/o eléctrico,, por tanto requerirá de gasto por tanto requerirá de gasto energético celular aportado por moléculas energético celular aportado por moléculas de ATP para vencer dichas fuerzasde ATP para vencer dichas fuerzas

Transporte activo (continuación)Transporte activo (continuación)

Para este mecanismo, la célula consta en su membrana Para este mecanismo, la célula consta en su membrana con con proteínas de trasporte activoproteínas de trasporte activo. . Estas Estas presentan sitios específicos de unión, en su extremo presentan sitios específicos de unión, en su extremo extracelular y/o intracelular, para la sustancia(s) a extracelular y/o intracelular, para la sustancia(s) a transportar, pero necesitan de energía celular para transportar, pero necesitan de energía celular para poder efectuar el transporte contra gradientes de poder efectuar el transporte contra gradientes de concentración, eléctricos o de ambos tipos a la vez. concentración, eléctricos o de ambos tipos a la vez.

Transporte activo (continuación)Transporte activo (continuación)

POR ESTE MECANISMO SE TRANSPORTAN ACTIVAMENTE POR ESTE MECANISMO SE TRANSPORTAN ACTIVAMENTE Na+ Y K+ , IONES QUE MANTIENEN SUS CONCENTRACIONES Na+ Y K+ , IONES QUE MANTIENEN SUS CONCENTRACIONES INTRA Y EXTRACELULARES GRACIAS A LA ACTIVIDAD DE INTRA Y EXTRACELULARES GRACIAS A LA ACTIVIDAD DE UNA PROTEÍNA ENZIMÁTICA DE TRANSPORTE ACTIVO UNA PROTEÍNA ENZIMÁTICA DE TRANSPORTE ACTIVO LOCALIZADA A NIVEL DE LA MISMA MEMBRANA CELULAR.LOCALIZADA A NIVEL DE LA MISMA MEMBRANA CELULAR.

((VER LAS SIGUIENTES ANIMACIONESVER LAS SIGUIENTES ANIMACIONES) )

TRANSPORTE ACTIVO TRANSPORTE ACTIVO

Obsérvese como la proteína de transporte activo extrae 3 Na+ de la célula e Obsérvese como la proteína de transporte activo extrae 3 Na+ de la célula e introduce 2 K+ mediante cambios en su conformación, inducidos por la introduce 2 K+ mediante cambios en su conformación, inducidos por la energía proporcionada por el ATP y los enlaces químicos con el Na+ y el K+.energía proporcionada por el ATP y los enlaces químicos con el Na+ y el K+.

MECANISMO DE LA BOMBA DE SODIO-POTASIOMECANISMO DE LA BOMBA DE SODIO-POTASIO

TRANSPORTE ACTIVOTRANSPORTE ACTIVO

LA BOMBA DE PROTONESLA BOMBA DE PROTONESEste es otro ej. de mecanismo de transporte activo, donde una proteína, Este es otro ej. de mecanismo de transporte activo, donde una proteína, mediante cambios conformacionales inducidos por la energía liberada por mediante cambios conformacionales inducidos por la energía liberada por el ATP, es capaz de movilizar protones hidrógeno a través de la el ATP, es capaz de movilizar protones hidrógeno a través de la membrana, en contra de un gradiente de concentración y eléctrico.membrana, en contra de un gradiente de concentración y eléctrico.

TRANSPORTE ACTIVOTRANSPORTE ACTIVO

COTRANSPORTE Y CONTRATRANSPORTECOTRANSPORTE Y CONTRATRANSPORTEEstas son formas especiales, secundarias, de transporte activo de algunas células, donde una Estas son formas especiales, secundarias, de transporte activo de algunas células, donde una misma proteína de transporte introduce glucosa o un aminoácido en contra de un gradiente de misma proteína de transporte introduce glucosa o un aminoácido en contra de un gradiente de concentración, utilizando la energía de los gradientes de concentración y eléctrico del Na+. En concentración, utilizando la energía de los gradientes de concentración y eléctrico del Na+. En el contratransporte la misma proteína, por ej.,introduce Na+ y extrae Ca2+ del interior celular. La el contratransporte la misma proteína, por ej.,introduce Na+ y extrae Ca2+ del interior celular. La bomba de Na+-K+ es la que garantiza el gradiente externo del Na+, que es la fuerza motriz de bomba de Na+-K+ es la que garantiza el gradiente externo del Na+, que es la fuerza motriz de estos tipos de transporte, pudiendo entrar junto con el Na+ sustancias que, inclusive, tienen estos tipos de transporte, pudiendo entrar junto con el Na+ sustancias que, inclusive, tienen gradientes de concentración en su contra. gradientes de concentración en su contra.

PinocitosisPinocitosis PinocitosisPinocitosis: Este mecanismo de transporte es : Este mecanismo de transporte es utilizado por la mayor parte de las células para utilizado por la mayor parte de las células para introducir macromoléculas que debido a sus introducir macromoléculas que debido a sus grandes dimensiones, no pueden pasar entre las grandes dimensiones, no pueden pasar entre las moléculas que constituyen la membrana celular. moléculas que constituyen la membrana celular. Conjuntamente con el material introducido, penetran Conjuntamente con el material introducido, penetran moléculas líquidas (H2O). Es también un moléculas líquidas (H2O). Es también un mecanismo activo. En algunos casos, mecanismo activo. En algunos casos, la sustancia la sustancia se une previamente a receptores situados en el se une previamente a receptores situados en el exterior de la membranaexterior de la membrana y esto desencadena la y esto desencadena la formación de la vesícula pinocítica, en estos casos formación de la vesícula pinocítica, en estos casos el mecanismo recibe el nombre de el mecanismo recibe el nombre de pinocitosis pinocitosis mediada por receptoresmediada por receptores( ver más adelante).

Pinocitosis (continuación)Pinocitosis (continuación)

La macromolécula contacta y se une con receptores de membrana, desencadenándose un La macromolécula contacta y se une con receptores de membrana, desencadenándose un “hundimiento” progresivo de esa área de membrana celular unida a la molécula, hasta que “hundimiento” progresivo de esa área de membrana celular unida a la molécula, hasta que resulta incluida ésta dentro de una vesícula pinocítica (a la derecha, microfotografía electrónica resulta incluida ésta dentro de una vesícula pinocítica (a la derecha, microfotografía electrónica de vesícula pinocítica mediada por receptores)de vesícula pinocítica mediada por receptores)..En el lado intracelular de la membrana de la En el lado intracelular de la membrana de la vesícula existe una proteína contráctil ( vesícula existe una proteína contráctil ( clatrinaclatrina ), que permite el hundimiento y cierre de la ), que permite el hundimiento y cierre de la vesícula hacia el citoplasma. Obsérvese la clatrina en la macrofotografía electrónica de la vesícula hacia el citoplasma. Obsérvese la clatrina en la macrofotografía electrónica de la derecha.derecha.

FagocitosisFagocitosis

FagocitosisFagocitosis: Este proceso de transporte : Este proceso de transporte de sustancias esta limitado a células tales de sustancias esta limitado a células tales como leucocitos y macrófagos que como leucocitos y macrófagos que desempeñan funciones de defensa en el desempeñan funciones de defensa en el organismo y se denominan colectivamente organismo y se denominan colectivamente fagocitos. fagocitos. Mediante la fagocitosis se Mediante la fagocitosis se engloban bacterias, virus y parásitos para engloban bacterias, virus y parásitos para su destrucción dentro de esas células. su destrucción dentro de esas células.

Fagocitosis. (Continuación)Fagocitosis. (Continuación)

El citoplasma y la membrana protruyen El citoplasma y la membrana protruyen formando dos brazos que rodean al formando dos brazos que rodean al microorganismo o partícula cubriéndolo y microorganismo o partícula cubriéndolo y encerándolo en una vacuola fagocítica encerándolo en una vacuola fagocítica (fagosoma) para su posterior destrucción.(fagosoma) para su posterior destrucción.

Fagocitosis (Continuación)Fagocitosis (Continuación)

Fagocito englobando bacterias. A la izquierda Fagocito englobando bacterias. A la izquierda microfotografía de barrido electrónico microfotografía de barrido electrónico

Fagocitosis (Continuación)Fagocitosis (Continuación)

Se observan tres glóbulos rojos siendo Se observan tres glóbulos rojos siendo

fagocitados por un macrófago fagocitados por un macrófago

ENDOCITOSIS Y EXOCITOSISENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS

Bajo el término endocitosis se agrupan todos los mecanismos celulares Bajo el término endocitosis se agrupan todos los mecanismos celulares que permiten la entrada de macromoléculas y material en partículas al que permiten la entrada de macromoléculas y material en partículas al interior celular, por tanto la pinocitosis, fagocitosis y pinocitosis mediada interior celular, por tanto la pinocitosis, fagocitosis y pinocitosis mediada por receptores, son formas de endocitosis. La exocitosis, sería el proceso por receptores, son formas de endocitosis. La exocitosis, sería el proceso inverso. inverso.

Núcleo celularNúcleo celular

Es el Es el organelo centralorganelo central de la célula que controla y dirige todas de la célula que controla y dirige todas las funciones que ésta realiza. Podemos decir que es la las funciones que ésta realiza. Podemos decir que es la “computadora biomolecular”“computadora biomolecular” de la célula. Generalmente es de la célula. Generalmente es un organelo único por cada célula (excepto en las fibras un organelo único por cada célula (excepto en las fibras musculares) que ocupa casi siempre una posición central en el musculares) que ocupa casi siempre una posición central en el citoplasma. Es de forma esférica u ovalada.citoplasma. Es de forma esférica u ovalada.

Nùcleo celular (continuación)Nùcleo celular (continuación)

El núcleo está rodeado por una doble cubierta El núcleo está rodeado por una doble cubierta membranosa, de estructura semejante a la de la membranosa, de estructura semejante a la de la membrana celular. Esta membrana nuclear presenta membrana celular. Esta membrana nuclear presenta numerosos poros que comunican el interior del núcleo numerosos poros que comunican el interior del núcleo con el citoplasma. con el citoplasma.

Núcleo celular (continuación)Núcleo celular (continuación)

El núcleo celular contiene en su interior:El núcleo celular contiene en su interior:

DNA (cromatina nuclear)DNA (cromatina nuclear)

Ácidos Nucleicos RNA (nucleolo)Ácidos Nucleicos RNA (nucleolo)

yy

HistonasHistonas

Proteínas Proteínas

EnzimasEnzimas

Núcleo celular (continuación)Núcleo celular (continuación)

–

El El DNADNA existe dentro del existe dentro del núcleo como una sustancia núcleo como una sustancia cromática (cromatina cromática (cromatina nuclear) dispersa que nuclear) dispersa que alterna con áreas más alterna con áreas más claras. El DNA (claras. El DNA (ácido ácido desoxirribonucleicodesoxirribonucleico) es el ) es el material genéticomaterial genético de la de la célula en el cual se célula en el cual se encuentran encuentran “escritas”“escritas” en en un lenguaje molecular un lenguaje molecular especial (especial (código genéticocódigo genético) ) las instrucciones en cuanto las instrucciones en cuanto a la estructura y las a la estructura y las funciones que la célula debe funciones que la célula debe tener.tener.

Núcleo celular (continuación)Núcleo celular (continuación)

La cromatina se muestra dispersa en el núcleo de La cromatina se muestra dispersa en el núcleo de una célula que no se está multiplicando, pero una célula que no se está multiplicando, pero cuando ésta se encuentra en multiplicación, se cuando ésta se encuentra en multiplicación, se concentra empaquetándose en apretadas concentra empaquetándose en apretadas estructuras, como bastones, llamadasestructuras, como bastones, llamadas cromosomas cromosomas que que en la célula humana son 46 en totalen la célula humana son 46 en total. .

Núcleo celular (continuación)Núcleo celular (continuación)

Dentro del núcleo encontramos una estructura, Dentro del núcleo encontramos una estructura, generalmente única, redondeada, llamada generalmente única, redondeada, llamada nucleolonucleolo, , constituida por constituida por RNARNA ( (ácido ribonucleicoácido ribonucleico). El nucleolo ). El nucleolo es la es la “cantera”“cantera” de de RNARNA de donde se fabrican los de donde se fabrican los tres tipos de moléculas de RNAtres tipos de moléculas de RNA funcionalmente funcionalmente importantes para la síntesis de proteínas importantes para la síntesis de proteínas celularescelulares. .

MICROFOTOGRAFÍA ELECTRÓNICA DEL NÚCLEO; SE MICROFOTOGRAFÍA ELECTRÓNICA DEL NÚCLEO; SE OBSERVA EL NUCLEOLO ( OBSERVA EL NUCLEOLO ( NN ) Y LA CROMATINA (FLECHA). ) Y LA CROMATINA (FLECHA).

Núcleo celular (continuación)Núcleo celular (continuación)

Tipos de RNATipos de RNA: : RNA mensajeroRNA mensajero ( (RNAmRNAm): Son segmentos fibrilares de RNA que han ): Son segmentos fibrilares de RNA que han

transcripto el lenguaje molecular del DNA al lenguaje del RNA, para transcripto el lenguaje molecular del DNA al lenguaje del RNA, para sintetizar proteínas en el citoplasma.sintetizar proteínas en el citoplasma.

RNA ribosomalRNA ribosomal: Constituye junto con numerosas proteínas los organelos : Constituye junto con numerosas proteínas los organelos llamados ribosomas.llamados ribosomas.

RNA de transferenciaRNA de transferencia ( (RNAtRNAt): Son moléculas especiales de RNA que ): Son moléculas especiales de RNA que trasladan aminoácidos hacia los ribosomas, para la síntesis de proteínas. trasladan aminoácidos hacia los ribosomas, para la síntesis de proteínas.