LA CÉLULA

• El origen de la vida parte de moléculas existentes del medio ambiente, que al fusionarse forman las

primeras células, en el marco de la evolución y la selección natural.

• Entre las primeras células aparecen los microorganismos, seres no visibles, con gran

diversidad biológica tanto por mecanismos genéticos como por propiedades bioquímicas.

• Las células de acuerdo a la división biológica se agrupan en procariotas y eucariotas o protistas.

Núcleo

El núcleo es la estructura más destacada de la célula eucarionte, tanto por su morfología como por sus funciones. Su tamaño es variable (5 a 10 mm) al igual que su ubicación siendo en la mayoría de los tipos celulares central. El núcleo tiene tres funciones primarias, todas ellas relacionadas con su contenido de ADN. Ellas son:1.        Almacenar la información genética en el ADN.2.       Recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de ARN.3.       Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas, a través del producto de la expresión de los genes: las proteínas.

En el núcleo se localizan los procesos a través de lo cuales se llevan a cabo las funciones. Estos procesos son:1.        La duplicación del ADN y su ensamblado con proteínas (histonas) para formar la cromatina.2.       La transcripción de los genes a ARN y el procesamiento de éstos a sus formas maduras, muchas de las cuales son transportadas al citoplasma para su traducción y3.       La regulación de la expresión genética.

A través de hidrólisis completa de los ácidos nucleicos, se obtienen tres tipos de componentes principales: Azúcar, en concreto una pentosa. Bases nitrogenadas: púricas y pirimidínicas. Ácido fosfórico. El azúcar, en el caso de los ácidos desoxirribonucleicos (ADN) es la 2-desoxi-D-ribosa y en el caso de los ácidos ribonucleicos (ARN) es la D-ribosa.

Estructura del DNA

Nucleósido = Pentosa + Base nitrogenada.

Nucleótido = Pentosa + Base nitrogenada + Ácido fosfórico.

Polinucleóotido = Nucleótido + Nucleótido + Nucleótido + ....

Tanto los nucleótidos como los nucleósidos pueden contener como azúcar la D-ribosa (ribonucleótidos y  ribonucleósidos) o la pentosa 2-desoxi-D-ribosa (desoxirribonucleótidos y desoxirribonucleósidos).

Cada hélice es una serie de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster, un grupo fosfato forma un puente entre grupos OH de dos azúcares sucesivos (posiciones 3’ de un azúcar y 5’ del siguiente). Las dos hélices se mantienen unidas mediante puentes o enlaces de hidrogeno producidos entre las bases nitrogenadas de cada hélice

Funciones del DNA

Almacen de información genética que define características hereditarias de los organismos

Autoduplicación y herencia para transmitir información genética entre las células y sus hijas

o entre un individuo y su descendencia

Expresión del mensaje genético o sea los genes transportan información para la síntesis

de proteínas específicas

Principales características del DNA eucariótico

1. Cromatina en el núcleo celular2. Nucleosomas e histonas3. Secuencias repetidas4. Genes repetidos y seudogenes5. Discontinuidad en genes

Mitocondria

Las mitocondrias son uno de los orgánulos más conspicuos del citoplasma y se encuentran en casi todas las células eucarióticas. Observadas al microscopio, presentan una estructura característica: la mitocondria tiene forma alargada u oval de varias micras de longitud y está envuelta por dos membranas distintas, una externa y otra interna, muy replegada. La principal función de las mitocondrias es generar energía para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aerobia. Los nutrientes se escinden en el citoplasma celular para formar ácido pirúvico que penetra en la mitocondria.

La membrana plasmática se encarga de: 

aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo

regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior celular (lo que entra y sale de la célula); 

comunicación intercelular

La mayoría de las células tienen membranas internas además de la membrana plasmática, forman y delimitan compartimentos donde se llevan a a cabo las actividades bioquímicas de la célula. Las restantes membranas también constituyen barreras selectivas para el pasaje de sustancias

Funciones de la membrana

La membrana celular funciona como una barrera semipermeable, permitiendo el paso de pocas moléculas y manteniendo la mayor parte de los productos producidos dentro de ella. 

Protección

Ayudar a la compartimentalización subcelular

Regular el transporte desde y hacia la célula y de los dominios subcelulares

Servir de receptores que reconocen señales de determinadas moléculas y transducir la señal al citoplasma.

Permitir el reconocimiento celular.

Funciones de la membrana

Proveer sitios de anclaje para los filamentos del citoesqueleto o los componentes de la matriz extracelular  lo que permite, entre otras, el mantenimiento de la forma celular

Servir de sitio estable para la catálisis enzimática.

Proveer de "puertas" que permitan el pasaje  través de las membranas de diferentes células (gap junctions)

Regular la fusión de la membrana con otra membrana por medio de uniones (junctions) especializadas

Permitir direccionar la motilidad celular

Estructura de las Membranas

Esquema del modelo fluido de membrana

Esquema del modelo fluido de membrana

La membrana es una estructura cuasi-fluida, en ella sus componentes pueden realizar

movimientos de traslación dentro de la misma. Esta fluidez implica que los componentes en su

mayoría solo están unidos por uniones no covalentes.

Los fosfolípidos en la membrana se disponen en una bicapa con sus colas  hidrofóbicas dirigidas hacia el interior, quedando de esta manera entre las cabezas hidrofílicas que delimitan la superficie externa e interna de la membrana.   El espesor de la membrana es de alrededor de 7 nanómetros.

La molécula primaria de la membrana celular es el fosfolípido, posee una "cabeza"  polar (hidrofílica) y dos "colas" no polares (hidrofóbicas), son por tanto simultáneamente hidrofílicos e hidrofóbicos (anfipáticos) 

El colesterol se encuentra embebido en el área hidrofóbica y contribuye a la estabilidad de la membrana al interaccionar con las "colas" de la bicapa lipídica y contribuye a su fluidez evitando que las "colas" se "empaqueten" y vuelvan mas rígida la membrana (este efecto se observa sobre todo a baja temperatura).

                                    

Proteínas de la membrana

integrales: estas proteínas tienen uno o mas segmentos que atraviesan la bicapa lipídica

periféricas: estas proteínas no tienen segmentos incluidos en la bicapa, interaccionan con las cabezas polares o bien con las proteínas integrales

Matriz Extracelular

Entre sus principales componentes se cuentan:

colágeno, fibras proteicas que confieren resistencia y fortaleza a la matriz

proteoglucanos,  glicoproteínas que poseen una proporción de polisacáridos  mayor que lo usual. y confieren el alto grado de viscosidad característico de la matriz

fibronectinas, proteínas  multiadhesivas, tienen afinidad tanto para el colágeno como para las integrinas de las células. Su función principal es la fijación de células a matrices que contienen colágeno.

Proteínas denominadas Moléculas de Adhesión Celular (MAC  o CAM por sus siglas en inglés) responsable de las interacciones entre células y corresponden a  proteínas integrales de membrana

Cadherinas: responsables de las interacciones entre células similares (interacciones homotípicas) y requieren de Ca ++ y se relacionan (por su porción citosólica) al citoesqueleto. Un ejemplo de uniones que contiene cadherina lo constituyen los desmosomas y las uniones adhesivas celulares y que confieren rigidez y fortaleza al conjunto de células que se unen para formar tejidos.

Selectinas: responsables de las interacciones entre células diferentes (interacciones heterótípicas), se fijan a los hidratos de carbono de otras  moléculas de adhesión celular. Requieren Ca++ y se realiza por medio de una lectina que se encuentra en el extremo de la molécula.

Desmosomas : constan de una placa (placoglobina)adosada a la cara citosólica de las membranas citoplasmáticas de las células que se unen por cadherinas que se proyectan al espacio intercelular. Las placas se unen a filamentos intermedios del citoesqueleto (queratina)Uniones adherentes: conforman una banda de moléculas de cadherina que en el citosol se unen a un "cinturón" de proteínas adaptadoras q y relaciona a las cadherinas con el citoesqueleto (principalmente actina).Unión estrecha u oclusiva: se las encuentra separando los líquidos extracelulares