La Célula

Fundamentos de Anatomía, Fisiología,

Patología y Terapéutica

Profesores: Marta Pérez Anatomía Javier Miana Fisiología José Mª Miguelena Patología y terapéutica

Horario: L (16-20) X (16-18) V (18-20)

Teoría

Prácticas

Trabajo

80 %

20 %

http://titulaciones.unizar.es/asignaturas/69300/index15.html

FUNDAMENTOS DE

ANATOMÍA Y

BIOLOGÍA CELULAR

Marta Pérez Fac. de Veterinaria [email protected]

mailto:[email protected]











Fundamentos de biología celular Orgánulos principales de la célula

Ciclo celular y genética. Embriología

Fundamentos de Histología I

Fundamentos de Histología II

Estudios histológicos

Fundamentos de Anatomía. Anatomía del sistema nervioso. Anatomía del sistema urinario

Anatomía del sistema circulatorio y respiratorio

Anatomía del aparato digestivo

Anatomía del aparato locomotor

Anatomía del aparato reproductor

Anatomía comparada (Integrada en los diferentes temas)

TEMA 1 FUNDAMENTOS DE BIOLOGÍA CELULAR

Definición de CÉLULA:

Siglo XVII y XVIII: Perfección en lentes y microscopios

* G. Galilei: describe cutícula insectos.Telescopio a microscopio

* M. Malpighi: capilares murciélago

* R. Hooke: células vegetales. Micrographia. Corcho (“Célula”)

* A. van Leeuwenhoek: semen humano, sangre, bacterias

* Von Haller: tejidos animales formados por fibras (dolor y nervios)

* C.F. Wolff: existencia de una unidad

fundamental de forma

globular en todos los

seres vivos.

Epigénesis (embrión de pollo)

Tema1. Fundamentos de Biología celular

* Unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma

* Unidad morfológica y funcional de todo ser vivo

1590-1600: Invención del microscopio (Z. Janssen); 200x

http://htwins.net/scale2/scale2.swf?bordercolor=white




































1839: M. Schleiden y T. Schwann Teoría celular (plantas y animales)

1831: R. Brown: descubre el núcleo

La célula es un a un idad de estr

4 postu

uctura común en estos seres vivos

lados

1. Todos los animales y vegetales están constituidos por células

2. La célula es la unidad básica de estructura y función en un organismo multicelular; “unidad anatómica”

3. La división celular da origen a la continuidad genética entre células progenitoras y sus descendientes; “unidad genética”

4. La vida del organismo depende del funcionamiento y control de todas sus células; “unidad fisiológica”


http://vayafigura.files.wordpress.com/2009/04/relacion-de-micoscopios-simples1.pdf

Otros postulados relacionados:

Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son

células únicas. Seres unicelulares

Los virus realizan muchas de las funciones propias de la célula viva,

pero carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y

reproducción propios, por tanto, no se consideran seres vivos pero sí

microorganismos

Los animales y plantas están formados por muchos millones de células

organizadas en tejidos y órganos

Microscopios simples (s. XVI-XVIII)




























CÉLULA PROCARIOT A:

* Es muy sencilla. Carece de membrana núclear

* Del griego procarionte: pro (antes de) y karion (núcleo)

* Presenta material genético disperso en el citoplasma

* Apenas presenta orgánulos en el citoplasma

* Constituyen organismos unicelulares como bacterias

* La membrana celular se rodea de una envoltura: pared celular

* Otros componentes: flagelo (algunos), fimbrias, ribosomas, cápsula, etc.

* Reproducción:

Asexual: Por fisión binaria o citocinesis

Parasexual: Intercambio genético por fusión temporal de gametos

(Recombinación genética)

* Alimentación: saprófita, párásita, simbiosis


Plásmidos ADN bacteriano


CÉLULA EUCARIOT A:

* Presenta membrana nuclear NÚCLEO

* Es compleja y tiene mayor nivel de organización

* Ejemplos: protozoos, hongos, plantas y animales

* Atendiendo a su naturaleza:

Célula animal

Célula vegetal: Además plastos y pared de celulosa


Resumen Procariotas vs. Eucariotas

PROCARIOTAS EUCARIOTAS

ENVUELTA

CELULAR

No poseen, el ADN se encuentra

libre, por lo que sus funciones

tienen lugar en el mismo lugar:

citoplasma

ADN limitado, permitiendo que

sus funciones tengan lugar en

sitios localizados

ADN más PROTEÍNAS No poseen proteínas Unido a histonas permitiendo el

plegamiento del ADN ocupando

espacio

ORGÁNULOS No hay orgánulos como tales Sí posee. Son compartimientos

donde tienen lugar diversas

funciones

RIBOSOMAS 70s 80s

CENTRÍOLOS No poseen Sólo en animales

MOVIMIENTO

INTRACELULAR

No Sí

DIVISIÓN CELULAR Mitosis y meiosis

TAMAÑO 1 micra de diámetro 10 micras de diámetro


MEMBRANA CELULAR

* Formada por una doble capa lipídica

* Mencionada por primera vez por Schwann (1839)

* Modelo bicapa lipídica por Davson y Danielli (1935)

Doble capa de: Fosfolípidos (lípidos anfolíticos)

- con una cabeza polar : hidrofílica

(glicerol + fosfato + colina)

- una cola apolar : hidrofóbica

2 ácidos grasos de cadena larga

Colesterol

45%


HO

H3C

H3C

CH3

C=O Colesterol:

Rompe uniones de Van der Waals

Da fluidez a la membrana

* Modelo de mosaico fluido por Singer y Nicholson (1972)


Proteínas (45-50 %)

Dispuestas de forma asimétrica

e irregular

Verdaderas transportadoras

- Proteinas integrales:

a un lado de la membrana pero dentro

- Proteinas transmembrana:

Sobresalen por ambos lados

- Proteinas periféricas:

se separan fácilmente


Puede formar uniones con proteinas (glucoproteinas)

Ej: algunos receptores

Glúcidos (5-10%):


* Su estructura y formación se deben al “efecto hidrofóbico”

* Modelo de “mosaico fluido”

* Permite una “permeabilidad selectiva”

Microdominios

especializados de la

membrana

1999: Teoría balsas lipídicas (Rafts)


MEMBRANA CELULAR: FUNCIONES

* De transporte

* Protectora: límite entre contenido celular y medio externo

(ambos medios acuosos)

* Estructural: - mantiene la forma de la célula

- protege de daños externos

* Receptora: puntos de unión y anclaje de moléculas (hormonas) que

regulan (activan o inhiben) procesos metabólicos

* De intercambio de:

- materia

- energía

- información

Mediante señales

físicas, químicas, y bioeléctricas


Transporte a través de membrana

¿Por qué debe de existir?

(adecuada homeostasis)

intracelular

Propiedad de la membrana: Permeabilidad selectiva

Permite el paso de pequeñas moléculas lipófilas

Sin necesidad de mediadores

Sin gasto energético

Qué ocurre

con el resto

de moléculas ??

10 nm

a) Captar los nutrientes del exterior

b) Excretar productos del metabolismo

c) Regular la concentración intracelular de iones

extracelular

Su transporte depende de su peso molecular

Potencial de membrana en reposo


Transporte de moléculas de BAJO peso molecular:

Transporte pasivo:

- Proceso de difusión de sustancias a través de la membrana

- Se produce siempre a favor de gradiente,

“de donde hay más hacia el medio donde hay menos”

a) Difusión simple

a través de bicapa: Hormonas esteroideas

Fármacos liposolubles

Sustancias apolares: O2, N2

Sustancias polares pequeñas: agua, CO2, etanol

a través de canales: proteínas

Algunos iones: Na+, K+, Ca2+, Cl-

Apertura del canal regulada por ligandos: neurotransmisores

hormonas


b) Difusión facilitada

-Permite el transporte de pequeñas moléculas polares:

aminoácidos

monosacáridos

- Necesitan proteínas transportadoras (permeasas)

la proteína al unirse a la molécula sufren un cambio en su estructura

Ejemplos de proteínas transportadoras


P. canales P. transportadoras

Tipos de proteínas transportadoras

Proteínas canales:

Facilitan la difusión formando poros abiertos

en la membrana que permiten la libre difusión

de cualquier molécula de tamaño y carga

apropiados

Proteínas Transportadoras:

1º) Se unen específicamente a las

moléculas que van a ser transportadas

2º) Sufren un cambio conformacional que

permite que la molécula pase a través de la

membrana

a) Uniportes: a favor de gradiente de [ ]

b) Antiportes: contra gradiente uniéndose

a partícula a favor de gradiente

c) Canales iónicos: regulados por voltaje Transporte activo


Transporte activo:

- En una dirección energéticamente desfavorable

- Contra un gradiente electroquímico o de concentración

- Se necesita generar un potencial de membrana

mediado por bombas:

- Bomba de sodio-potasio

- Bomba de Calcio

- También intervienen proteinas transmembrana

pero………

- Se realiza con consumo de energía

(mediante la hidrólisis de ATP):

ATP ADP + energía


Gradiente de

concentración

de Sodio

ATP

ADP + P 2 K

Gradiente de

concentración

de Potasio 3 Na

Bombeo de iones Na+ y K+

Las células animales gastan más del 30% del ATP que producen

Las células nerviosas más del 70%


Moléculas transportadas

Proteínas

Energía (ATP)

Resumen transporte:

Difusión

simple Difusión

faciliatda

Difusión a través

de canales

Transporte

activo


Transporte de moléculas de ELEVADO peso molecular:

Endocitosis

Exocitosis

Transcitosis: ocurre en el interior (endocitosis y exocitosis)

Pinocitosis: ingestión de líquidos

Fagocitosis: ingestión de partículas

Endocitosis mediante receptor: HIV

- Permite la entrada o la salida de la célula de partículas o grandes

moléculas envueltas en una membrana

- Puede estar mediado por vesículas

- Mecanismo utilizado sólo por algunos tipos de células:

ejemplo: amebas, macrófagos, células del epitelio intestinal.


Endocitosis:

-Las sustancias entran en la célula envueltas en vesículas formadas a partir

de la membrana plasmática

- Implican una deformación de la membrana y la formación de vacuolas.

Fagocitosis:

- Ingestión de grandes partículas sólidas (bacterias, restos celulares)

- Por medio de seudópodos (grandes evaginaciones de la membrana plasmática)

- Partícula a citoplasma en forma de vacuola fagocítica

Pinocitosis:

- Ingestión de sustancias disueltas en forma de pequeñas gotas

- Se introducen por invaginación de la membrana

- Se forman: vacuolas pinocíticas


Exocitosis:

- Secreción o excreción de sustancias por medio de vacuolas

- Se forman vesículas de exocitosis, que se fusionan con la membrana

plasmática abriéndose al exterior y expulsando su contenido

- Las vacuolas provienen de los sistemas de membranas o de la endocitosis.

- La membrana de la vacuola queda incluida en la membrana celular

Transcitosis :

- Procesos de endocitosis y exocitosis en el interior de la célula

- Para movilizar moléculas de unas organelas a otras

- Salida y entrada de moléculas y diferentes partículas del núcleo al citosol


Ejemplos


TRANSPORTE DE

MOLÉCULAS DE BAJA

MASA MOLECULAR

TRANSPORTE DE

MOLÉCULAS DE ELEVADA

MASA MOLECULAR

FAGOCITOSIS ENDOCITOSIS

PINOCITOSIS DIFUSIÓN SIMPLE

TRANSPORTE PASIVO

BOMBA DE

SODIO-POTASIO TRANSPORTE

ACTIVO

OTRAS BOMBAS

DIFUSIÓN

FACILITADA

EXOCITOSIS

TRANSCITOSIS

* Resumen del transporte de moléculas a través de membrana


TIPOS DE CÉLULAS Y FUNCIONES CELULARES

-Las células son variables en tamaño, forma y func

- Neuronas y células nerviosas

ión

- Células sanguíneas

- Células musculares

- Enterocitos - Adipocitos


- Células epiteliales - Células hepáticas (hepatocitos)


- Células óseas (osteocito, osteoblasto, osteoclasto)


- Células cartilaginosas (cartílago)

- Células alveolares

- Células renales


- De Robertis (h.) E.M.F; J.Hib & R. Ponzio. 1996. Biología Celular y Molecular. Ed. El Ateneo

- Sheeler, P. & D.E. Bianchi. 1980. Cell Biology: Structure, Biochemistry, and Function. John

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- Alberts B, Bray D, Hopkin K, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2006.

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- Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2004. Biología Molecular de la

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Bibliografía

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