CELULA: DEFINICION-ESTRUCTURA-FISIOLOGIA

DEFINICION: Las clulas son las unidades funcionales de todos los organismos vivos. Contienen una organizacin molecular y sistemas bioqumicos que son capaces de: Almacenar informacin gentica, Traducir esa informacin en la sntesis de las molculas que forman las clulas Producir la energa para llevar a cabo esta actividad a partir de los nutrimentos que le llegan Reproducirse pasando a su progenie toda su informacin gentica.

FORMAS DE CLULA: Las clulas varan notablemente en cuanto a su forma, la que de una manera general, puede producirse a dos tipos: CLULA DE FORMA VARIABLE O REGULAR.- Por ejemplo, los leucocitos en la sangre son esfricos y en los tejidos toman diversas formas. CLULAS DE FORMA ESTABLE, REGULAR O TPICA.- Son de las siguientes clases:

a) Isodiametrica.- son las que tienen sus tres dimensiones iguales casi iguales. Pueden ser: - Esfricas, como vulos y los cocos (bacterias) - Ovoides, como las levaduras - Cbicas, como en el folculo tiroideo.

b) Aplanadas.- sus dimensiones son mayores que su grosor. Generalmente forman tejidos de revestimiento, como las clulas epiteliales-

c) Alargadas.-en las cuales un eje es mayor que los otros dos. Estas clulas forman parte de ciertas mucosas que tapizan el tubo digestivo; otro ejemplo tenemos en las fibras musculares.

d) Estrelladas.- como las neuronas, dotados de varios apndices o prolongaciones que le dan un aspecto estrellado.

Tamao de clula:La clula son de tamao variable, por tal motivo las podemos dividir, en 3 grupos:Clulas Microscpicas.- son clulas observadas fcilmente a simple vista. Esto obedece el gran volumen de alimentos de reserva que contienen. Ejemplo: la yema de huevo de las aves y reptiles, que alcanzan varios centmetros de longitud.Clulas Microscpicas.- observable nicamente en el microscopio para escapar del limite de visibilidad luminosa, cuyo tamao se expresa con la unidad de medida llamada micro o micron. Ejemplo: los glbulos rojos o hemates, lo cocos, las amebas, Etc.Clulas Ultramicroscpicas.- son sumamente pequeos y observables nicamente con el microscopio electrnico. En este caso se utiliza como unidad de medida el milimicrn (mu), que es la millonsima parte del milmetro o la milsima parte de una micra.

Tamao de clula:

La clula son de tamao variable, por tal motivo las podemos dividir, en 3 grupos:Clulas Macroscpicas.- son clulas observadas fcilmente a simple vista. Esto obedece el gran volumen de alimentos de reserva que contienen. Ejemplo: la yema de huevo de las aves y reptiles, que alcanzan varios centmetros de longitud.Clulas Microscpicas.- observable nicamente en el microscopio para escapar del limite de visibilidad luminosa, cuyo tamao se expresa con la unidad de medida llamada micro o micron. Ejemplo: los glbulos rojos o hemates, lo cocos, las amebas, Etc.Clulas Ultramicroscpicas.- son sumamente pequeos y observables nicamente con el microscopio electrnico. En este caso se utiliza como unidad de medida el milimicrn (mu), que es la millonsima parte del milmetro o la milsima parte de una micra.

ESTRUCTURA CELULAR EUCARIOTICA ANIMAL: A) ENVOLTURA CELULAR : GLUCOCALIX Zona glucdica de la membrana de protozoos y animales, compuesta principalmente de cadenas cortas de azcares (oligosacridos) y cadenas peptdicas cortas. Las funciones del glucoclix han sido estudiada enlas clulas animales en las cuales se han demostrado su participacin en actividades como:Proporciona la carga elctrica relativa que cada clula posee.Adhesin entre clulas para la conformacin de tejidos.Reconocimiento celular durante las reacciones inmunitarias. En este caso, el glucoclix constituye los elementos moleculares dela histocompatibilidad (HLA) y antgenos del grupo sanguneo.

B- MEMBRANA CELULAR CITOPLASMATICA (PLASMALEMA) Asociacin supramolecular donde se integran principalmente protenas y lpidos formando una bicapa delgada y elstica que se mantienen estable envolviendo a la sustancia intracelular. En los estudios iniciales de la membrana celular, se propusieron varios modelos , pero el mas aceptado fue el de Singer y Nicholson en 1972, quienes propusieron el modelo del Mosaico Fluido.

COMPOSICION QUIMICA DE LA MEMBRANA: Los componentes de las membranas varan de una clula a otra, sin embargo todas presentan protenas y lpidos a) Lpidos de Membrana: Fosfolpidos: Molculas con propiedades anfipticas que conforman la bicapa lipdica. Por su disposicin, determinan la hidrofilia superficial de la membrana e hidrofobia central o media. La cabeza de los fosfolpidos es polar y la cola es apolar. Los cidos grasos de los fosfolpidos son generalmente insaturados, por lo que incrementan la fluidez Glucolpidos: Molculas antipticas que conforman la bicapa lipdica junto a los fosfolpidos Esteroides: Mleculas anfiptica como el colesterol, le otorga estabilidad frente a los cambios de temperatura de la clula.

b) Protenas de Membrana: Integrales o Intrnsecas: Son protenas que estn insertadas en la membrana, presentan dominios apolares que se unen con las colas de los fosfolpidosy dominios polares que muchas veces sobresalen de la bicapa fosfolpidica. Estas protenas tienen orientacin asimtrica, as el extremo aminoterminal (positivo) est en la monocapa externa y el extremo carboxilo terminal (negativo) est en la monocapa interna; estas funciones como canales inicas o transportadores, etc. Perifricas o extrnsecas. Son protenas que estn en uno de los lados de la membrana, se anclan a una protena integral o al fosfatidilinositol y funcionan como receptores o enzimas.

PROPIEDADES GENERALES DE LA MEMBRANA:

La membrana es fluida, pues las las protenas se hallan hidratadas y pueden movilizarse lateralmente. La fluidez est determinada por la presencia de los cidos grasos insaturados y los esteroides.La cara externa presenta glcidos asociados a lpidos y protenas (glucolpidos y glucoprotenas), a diferencia de la cara interna que carece de glcidos. La disposicin de las protenas es diferentes hacia ambas caras, por eso se dice que la membrana es asimtrica, y adquiere la configuracin de un mosaico- La membrana es semipermeable, es decir presenta permeabilidad selectiva. Controla el ingreso y salida de molculas

FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR:A.- COMPARTAMENTALIZACION: Delimita el medio intracelular del medio extracelular

B.- TRANSPORTE: Permite el intercambio de materiales con su medio externo.

C.- RECEPTORA Y TRANSMISORA: Se relaciona con la captacin de hormonas, mediante compuestos llamados receptores de membrana. En algunas membranas de clulas animales se da la recepcin de neurotransmisores.

TRANSPORTE A TRAVS DE LA MEMBRANA CELULAR:La clula necesita expulsar de su interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes del lquido extracelular, gracias a la capacidad de la membrana celular que permite el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias. Las vas de transporte a travs de la membrana celular y los mecanismos bsicos de transporte son: A.-Transporte pasivo o difusin: Difusin simple:Difusin facilitada:B.- Transporte activo:

TRANSPORTE PASIVO O DIFUSIN:

La difusin es la forma por la que las sustancias atraviesan la bicapa lipdica debido al movimiento contnuo de las molculas a lo largo de los lquidos o tambin en gases. Este movimiento de partculas es lo que se llama en fsica calor y a mayor movimiento, mayor temperatura. El transporte pasivo no necesita de energa por parte de la clula, para mejorar el intercambio de materiales a travs de la membrana celular. Existen dos tipos de difusin a travs de la membrana celular que son:

Difusin simple:

Es el movimiento cintico de molculas o iones a travs de la membrana sin necesidad de fijacin con protenas portadoras de la bicapa lipdica. Este tipo de transporte se puede realizar a travs de mecanismos fisicoqumicos como la smosis, la dilisis y a travs de canales o conductos que puede regirse por: - Permeabilidad selectiva de los diferentes conductos protenicos. - Mecanismo de compuerta de los conductos protenicos

Difusin facilitada:

Tambin se llama difusin mediada por portador porque la sustancia transportada de esta manera no suele poder atravesar la membrana sin una protena portadora especfica que le ayude. Se diferencia de la difusin simple a travs de conductos en que mientras que la magnitud de difusin de la difusion simple se incrementa de manera proporcional con la concentracin de la sustancia que se difunde, en la difusin facilitada la magnitud de difusin se aproxima a un mximo (Vmax), al aumentar la concentracin de la sustancia.

TRANSPORTE ACTIVO: Es el transporte en el que el desplazamiento de molculas a travs de la membrana celular se realiza en direccin ascendente o en contra de un gradiente de concentracin o contra un gradiente elctrico de presin (gradiente electroqumico), es decir, es el paso de sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy concentrado. Para desplazar estas sustancias contra corriente es necesario el aporte de energa procedente del ATP. Las protenas portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa, que significa que pueden escindir el ATP para formar ADP o AMP con liberacin de energa de los enlaces fosfato de alta energa.

Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio Se encuentra en todas las clulas del organismo, encargada de transportar iones sodio hacia el exterior de las clulas y al mismo tiempo bombea iones potasio desde el exterior hacia el interior, lo que produce una diferencia de concentracin de sodio y potasio a travs de la membrana celular que genera un potencial elctrico negativo dentro de las clulas, muy importante en el impulso nervioso. Transporte activo secundario o cotransporte: Es el transporte de sustancias muy concentradas en el interior celular como los aminocidos y la glucosa, cuya energa requerida para el transporte deriva del gradiente de concentracin de los iones sodio de la membrana celular.

Bomba de calcio: Es una protena de la membrana celular de todas las clulas eucariotas. Su funcin consiste en transportar calcio inico (Ca2+) hacia el exterior de la clula, gracias a la energa proporcionada por la hidrlisis de ATP, con la finalidad de mantener la baja concentracin de Ca2+ en el citoplasma que es unas diez mil veces menos que en el medio externo, necesaria para el normal funcionamiento celular. Se sabe que las variaciones en la concentracin intracelular del Ca2+ (segundo mensajero) se producen como respuesta a diversos estmulos y estn involucradas en procesos como la contraccin muscular, la expresin gentica, la diferenciacin celular, la secrecin, y varias funciones de las neuronas.

TRANSPORTE DE MACROMOLCULAS O PARTCULAS: Las macromolculas o partculas grandes se introducen o expulsan de la clula por dos mecanismos:

Exocitosis: Es la excrecin de macromolculas como la insulina a trves de la fusin de vesculas con la membrana celular. Endocitosis: Es la ingestin de macromolculas con la formacin en el interior de la clula de vesculas procedentes de la membrana plasmtica. Existen diferentes tipos de endocitosis como: Pinocitosis. Fagocitosis.

Neurona A (transmisora) a neurona B (receptora) 1. Mitocondria 2. Vescula sinptica con neurotransmisores 3. Autoreceptor 4. Sinapsis con neurotransmisores liberados (Serotonina) 5. Receptores Post-sinpticos activados por neurotransmisores (induccin de un Potencial postsinptico) 6. Canal de calcio 7. Exocitosis de una vescula 8. neurotransmisor recapturado.

CITOPLASMA Es la parte fundamental de la clula, regin situada entre el ncleo y la membrana celular. El citoplasma es una sustancia transparente y algo viscosa. Tiene un aspecto gelatinoso y est formado sobre todo por agua y protenas. En general, el citoplasma de los eucariontes tienen los siguientes componentes:

LA MATRIZ CITOPLASMATICASISTEMA DE ENDOMEMBRANAS- ORGANELAS MEMRBRANOSASINCLUSIONES

MATRIX CITOPLASMATICA Esta constituida por el coloide celular y el citoesqueleto. El coloide es viscoso, porque tiene un gran nmero de molculas grandes y pequeas. Las molculas ms pequeas, como las sales, estn en disolucin acuosa. Las molculas grandes , como las protenas, estn dispersas en el lquido. Las protenas de la matriz poseen un alto grado de asociacin, lo que permite la formacin de filamentos muy delgados y tbulos en todo el citoplasma, esto constituye el esqueleto celular o citoesqueleto

El coloide celular interactan dos fases: La Fase dispersante: Que esta constituda por el agua de la clula. El agua se encuentra en dos formas: agua libre (95%) y l agua ligada, que se encuentra hidratando a las molculas y representa el 5% del agua celular. La Fase dispersa: Es la fase formada por micelas, partculaas coloidales que son macromolculas o agregados moleculares de gran tamao, distribuidas en el agua. Las protenas son las molculas ms destacables de la fase dispersa. En el coloide celular es posible distinguir dos formas de agregacin: el citogel y el citosol, los cuales estn en constante interconversin, es un proceso conocido como tixotropa

CITOESQUELETO

El citoesqueleto tiene por funcin estabilizar la estructura de la celula, organizar el citoplasma con todos sus organelos y producir movimiento.Formado por tres tipos de filamentos protecos principalmente:Filamentos de Actina Microtbulos Filamentos intermedios

SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS:Esta formada por conductos y cisternas delimitadas por membranas e interconectadas. Este sistema tiene como componentes al retculo endoplasmtico, aparato de Golgi y carioteca -CARIOTECA: Doble membrana que encierra una cavidad, la cisterna perinuclear, en directa continuidad con la luz del REG, del cual se considera una dependencia. Al igual que ste, presenta ribosomas sobre la cara citoslica. Durante la divisin celular se desorganiza y se fragmenta en cisternas que se incorporan al REG. Al finalizar la divisin, la envoltura nuclear se reconstituye a partir de aqul.

EL RETCULO ENDOPLASMTICO Es una red interconectada que forma cisternas, tubos aplanados y sculos comunicados entre s, que intervienen en funciones relacionadas con la sntesis proteica, metabolismo de lpidos y algunos esteroides, as como el transporte intracelular. Se encuentra en la clula animal y vegetal pero no en la clula procariota. es un organelo encargado de la sntesis y el transporte de las protenasEl retculo endoplasmtico rugoso se encuentra unido a la membrana nuclear externa mientras que el retculo endoplasmtico liso es una prolongacin del retculo endoplasmtico rugoso.

El retculo endoplasmtico rugoso tiene esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a su membrana mediante unas protenas denominadas "riboforinas". Tiene unos sculos ms redondeados cuyo interior se conoce como "luz del retculo" o "lumen" donde caen las protenas sintetizadas en l. Est muy desarrollado en las clulas que por su funcin deben realizar una activa labor de sntesis, como las clulas hepticas o las clulas del pncreas. El retculo endoplasmtico liso no tiene ribosomas y participa en el metabolismo de lpidos.

Funciones Sntesis de protenas: La lleva a cabo el retculo endoplsmatico rugoso, especficamente en los ribosomas adheridos a su membrana. Las protenas sern transportadas al Aparato de Golgi mediante vesculas de transicin donde dichas protenas sufrirn un proceso de maduracin para luego formar parte de los lisosomas o de vesculas secretoras. Metabolismo de lpidos: El retculo endoplasmtico liso, al no tener ribosomas le es imposible sintetizar protenas pero s sintetiza lpidos de la membrana plasmtica, colesterol y derivados de ste como las cidos biliares o las hormonas esteroideas.

Detoxificacin: Es un proceso que se lleva a cabo principalmente en las clulas del hgado y que consiste en la inactivacin de productos txicos como drogas, medicamentos o los propios productos del metabolismo celular, por ser liposolubles (hepatocitos) Glucoxilacin: Son reacciones de transferencia de un oligosacrido a las protenas sintetizadas. Se realiza en la membrana del retculo endoplasmtico. De este modo, la protena sintetizada se transforma en una protena perifrica externa del glucoclix.

(1) Ncleo. (2) Poro nuclear. (3) Retculo endoplasmtico rugoso (REr). (4) Retculo endoplasmtico liso (REl). (5) Ribosoma en el RE rugoso. (6) Protenas siendo transportadas. (7) Vescula (transporte). (8) Aparato de Golgi. (9) Lado cis del aparato de Golgi. (10) Lado trans del aparato de Golgi. (11) Cisternas del aparato de Golgi.

MITOCONDRIA: 1. Membrana interna; 2. Membrana externa; 3. Cresta; 4. Matriz.

Son orgnulos, presentes en prcticamente todas las clulas eucariotas, encargados de suministrar la mayor parte de la energa necesaria para la actividad celular; actan por tanto, como centrales energticas de la clula y sintetizan ATP por medio de la fosforilacin oxidativa. Realizan, adems, muchas otras reacciones del metabolismo intermediario, como la sntesis de algunos coenzimas. Es notable la enorme diversidad, morfolgica y metablica, que puede presentar en distintos organismos.

LISOSOMAS

Los lisosomas son orgnulos relativamente grandes, formados por el retculo endoplasmtico rugoso (RER) y luego empaquetadas por el complejo de Golgi que contienen enzimas hidrolticas y proteolticas que sirven para digerir los materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, digestin celular.El pH en el interior de los lisosomas es de 4,8 (bastante menor que el del citosol, que es neutro) debido a que las enzimas proteolticas funcionan mejor con un pH cido. La membrana del lisosoma estabiliza el pH bajo bombeando protones (H+) desde el citosol, y asimismo, protege al citosol y al resto de la clula de las enzimas digestivas que hay en el interior del lisosoma.

Las enzimas lisosomales son capaces de digerir bacterias y otras sustancias que entran en la clula por fagocitosis, u otros procesos de endocitosis.Las enzimas ms importantes del lisosoma son:Lipasas, que digiere lpidos,Glucosidasas, que digiere carbohidratos,Proteasas, que digiere protenas,Nucleasas, que digiere cidos nucleicos.

COMPLEJO O APARATO DE GOLGIDescubierto Camilo Golgi en 1898.Es una estructura nica situada entre el ncleo y el polo secretor de las clulas (clulas mucosas, tiroides).Algunas clulas son mltiples como los hepatocitos.Est formado por un conjunto de sacos aplanados o cisternas y de vesculas llenas de fludos.Los sacos se hallan apilados y sus extremos dilatados.Las cisternas de Golgi son de 5 a 8 cisternas por cada fila (ms de 30).El retculo endoplasmtico y el aparato de Golgi forman en el citoplasma una red intercomunicada de tubos.

Funciones:Se relaciona con la secrecin celular y son sintetizadas en los ribosomas del RER (retculo endoplasmtico rugoso) del cual pasa al REL (retculo endoplasmtico liso) y de este al aparato de Golgi y es enviado al exterior.Formacin del acrosoma en los espermatozoides.Formacin de lisomas primarios.Realizan sntesis de polisacridos (mucus) y de celulosa en los vegetales.Secrecin, transporte y excrecin de sustancias lipdicas y de algunas hormonas.

PEROXISOMAS

Los peroxisomas son pequeas vesculas (0,3-1,5 ) provistas de membrana plasmtica semipermeable, que contienen varias enzimas que producen o utilizan perxido de hidrgeno (agua oxigenada, H2O2); se ha identificado ms de 50 enzimas en los peroxisomas de diferentes tejidos. Se forman por gemacin al desprenderse del retculo endoplasmtico liso, aunque por s mismos pueden abulatar cierta porcin de su membrana produciendo nuevos peroxisomas sin derramar su contenido en el citoplasma. Dicha membrana protege la clula de los efectos dainos del interior del peroxisoma. Las partculas de su interior suelen estar cristalizadas..

Funcin Los peroxisomas tienen un papel esencial en el metabolismo lipdico, en especial en el acortamiento de los cidos grasos de cadena muy larga, para su completa oxidacin en las mitocondrias, y en la oxidacin de la cadena lateral del colesterol, necesaria para la sntesis de cidos biliares; tambin interviene en la sntesis de glicerolpidos, steres lipdicos del glicerol (plasmgenos) e isoprenoides; tambin contienen enzimas que oxidan aminocidos, cido rico y otros sustratos utilizando oxgeno molecular con formacin de agua oxigenada

Formados por proteinas y ARN. Se supone que tanto en el nucleolo como en el nucleoplasma existen precursores de los ribosomas Desde el punto de vista funcional, los ribosomas son las estructuras en las que se lleva a cabo la sntesis protica. Debido a su pequeo tamao se observan al microscopio electrnico, aparecen como unos cuerpos redondeados y electrodensos. Su tamao medio oscila entre 150 y 200 , aunque se han encontrado entre 80 y 300 . Los ribosomas se encuentran en las clulas de todos los organismos vivos incluso en los procariontes, excepto en los eritrocitos maduros. El nmero de ribosomas por unidad de superficie vara con los distintos tipos celulares, siendo constante para un determinado tipo celular. En las clulas del hgado y pancreas se ve que los ribosomas presentan gran afinidad por las membranas del retculo endoplasmtico, estando unidas a su membrana externa. Los ribosomas sueltos pueden estar aislados o agrupados, formando los polisomas mediante el RNA mensajero, con una distancia entre ellos de 300 a 350. La situacin de los ribosomas depende de la funcin del tipo de clula.

Distinguimos dos tipos de ribosomas atendiendo a su coeficiente de sedimentacin. Ribosomas 70 S y Ribosomas 80 S. Los ribosomas 70 S son tpicos de procariotas y de cloroplastos y mitocondrias. Los ribosomas 80 S son tpicas de las clulas eucariotas. Los ribosomas estn formados por dos subunidades de tamao desigual y distinto coeficiente de sedimentacin. Una es la subunidad mayor y la otra es la subunidad menor. Los ribosomas 70 S tienen una subunidad mayor con un coeficiente de sedimentacin de 50 S y una menor de 30 S. Los ribosomas 80 S tienen la subunidad mayor con coeficiente 60 S y la otra 40 S.

NCLEO

Es la parte ms importante de la clula, la presencia del ncleo es una de las caractersticas que distingue a las clulas eucariontes, es el organelo ms importante de estas clulas .El ncleo ocupa al rededor del 10% del volumen total de la clula y en el se halla continado el ADN (excepto el mitocondrial).

COMPONENTES1.Carioteca2.Ncleoplasma3.Cromatima4. Nuclolo

1.-La carioteca

Es un sistema de doble membrana (MNE+MNI),es discontinuo porque est atravesada por poros , a travs de los cuales el interior del ncleo se comunica con el citosol . Las dos membranas que componen la envoltura nuclear (carioteca) se unen a nivel de los poros , los cuales se hallan distribuidos ms o menos por toda la superficie de la envoltura .- La membrana externa de la envoltura nuclear se continua con la membrana del retculo endoplasmtico, comunmente su cara citoslica aparece asociada a un gran nmero de ribosomas.- La membrana nuclear interna se halla sostenida por la lmina nuclear, que es un delgado enrejado de filamento intermedios dispuestos en las ms variadas direcciones, esta lmina nuclear establece la forma de la envoltura nuclear.

FUNCIONES

Controlador celular (relacin directa entre sus funciones y estructura )

Formacin de ribosomas (nucleolo)

Porta la informacin gentica

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