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FISIOLOGÍA CELULAR
TEMA 12
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Las células realizan tres funciones básicas: nutrición relación reproducción
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1 Funciones de nutrición
• - En la nutrición celular existen diferentes modalidades de obtención de materia y energía, pero, en la mayoría de los casos, las células realizan las siguientes tareas:
• absorción e ingestión, • digestión, • metabolismo y excreción.
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Absorción e ingestión
• La absorción de pequeñas moléculas se lleva a cabo a través de la membrana celular, de un modo selectivo, – permeabilidad pasiva (difusión simple, difusión facilitada) – permeabilidad activa (bombas, como la de Na+-K+).
La ingestión de macromoléculas y partículas tiene lugar por endocitosis, que puede ser:
– pinocitosis (ingestión de líquidos)– fagocitosis (ingestión de sólidos).
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Digestión
Para descomponer las sustancias ingeridas por endocitosis se necesita una digestión intracelular, que realizan los lisosomas.
• Los lisosomas se unen a la vesicula de endocitosis para formar vacuolas digestivas.
• Los pequeños nutrientes que de un modo u otro pasan al citoplasma, participarán luego en diversos procesos metabólicos de anabolismo (síntesis) o catabolismo (degradación).
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fagosomas
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fagosomas
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• Algunas veces la endocitosis se produce gracias a receptores que están en el exterior de la membrana plasmática.(Endocitosis mediada por receptor)
• En la cara interna de la membrana está la clatrina que es una proteina que forma una red que recubre las vesículas.
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clatrina
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• En la mayoría de esos procesos tienen lugar intercambios energéticos, realizados por el acoplamiento de reacciones a través del ATP.
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Exocitosis
• Finalmente, los residuos del metabolismo son eliminados por transporte a nivel de membrana o por exocitosis.
• También interviene la membrana celular.• Pueden ser:– Funciones estructurales– Funciones de relación– Funciones de excreción
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• Funciones estructuralesSecreción de sustancias para la formación de estructuras de la célula.– Glicocalix– Matriz celular o sustancia intercelular– Pared vegetal– Paredes quísticas
• Funciones de relación• Intercambio de metabolitos o señales químicas.• Funciones de excreción– Expulsión de sustancias de desecho (protozoos)– Si no pueden ser expulsadas quedan como cuerpos
residuales
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Tipos de secreción
• La secreción puede ser:• Constitutiva, la que se realiza continuamente por
el RE-Golgi para renovar estructuras celulares.• Regulada si se produce por estimulación externa.• Están revestidas de clatrina.– Células secretoras exocrinas – Secreción endocrina– Neurotransmisores
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Secrecion endocrina
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Hormonas
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2 Funciones de relación
• Las células se relacionan con el medio externo• 1 recibe señales o estímulos físicos o químicos
y los transforma en señales químicas o moléculas de señalización.
• 2 las moléculas de señalización llegan a células diana con receptores específicos.
• 3 La unión receptor señal estimula reacciones químicas intramoleculares que se traducen en una respuesta.
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Moléculas de señalización• - En las funciones de relación cabe diferenciar varias
modalidades de comunicación intercelular como: • comunicación por contacto directo entre células
contiguas • comunicación mediante moléculas unidas a
membranas • En las células animales hay comunicación a distancia
mediante moléculas segregadas Ésta puede ser a su vez:
paracrina, con mediadores localesendocrina con hormonasSináptica con neurotransmisores en las sinápsis.
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Moléculas de señalización
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Señales moleculares
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antígenos
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Linfocitos Th
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• En las células vegetales las fitohormonas se producen en tejidos meristemáticos, no en glándulas, y actuan sobre células diana actuando sobre la floración, crecimiento, maduración…
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Receptores específicos• Se encuentran en las células diana.• Pueden estar en la superficie de la célula o en el interior del
citoplasma.• Receptores de superficie. Suelen unirse a moléculas
hidrófilas,– Apertura o cierre de canales iónicos. Ej acetilcolina abre canales
Na+/K+ en músculo…– Activación de señales intracelulares produciendo el segundo
mensajero como AMPc. A veces se produce una respuesta en cascada.
• Receptores intracitoplasmáticos que son moléculas hidrófobas como hormonas esteroides que son capaces de entrar en el nucleo celular y activar o inhibir genes.
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Tipos de respuestas
•
Tras captar los estímulos, las células interpretan las señales y pueden llevar a cabo diferentes tipos de respuestas como: secreción de sustancias, contracción, desplazamiento de células libres, proliferación y diferenciación celular.
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Movimiento
• Taxias o tactismos• Quimiotaxia• Fototaxia y fototropismo• Cilios y flagelos en eucariotas• Movimiento ameboide• Movimientos intracitoplasmáticos
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Taxia
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Fototropismo
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Fitohormonas
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ameba
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Cilios y flagelos
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• - En las funciones de reproducción, las células eucariotas se multiplican a través del ciclo celular, con sus correspondientes mecanismos de control.
• En él se distinguen:• una interfase más o menos larga (dividada a su vez en fase G1 o
postmitótica, fase S o de síntesis y fase G2 o premitótica) • una fase mitótica en la que se diferencian la mitosis propiamente
dicha (con sus cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase) y la citocinesis o plasmotomía.
• Al final la célula madre se divide en dos células hijas con idéntica dotación cromosómica. Existen, no obstante, ciertas diferencias entre unas células y otras en aspectos como la formación del huso mitótico, la citocinesis y el reparto del contenido celular (bipartición, gemación, división nuclear libre y formación celular libre).
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• Por otro lado, un proceso necesario para la reproducción sexual del organismo es la meiosis, en la que se forman cuatro células haploides a partir de una diploide, y se produce además una mezcla de genes paternos y maternos con la consiguiente variabilidad genética.
• Según el momento en que se produzca la meiosis se diferencian los ciclos biológicos haplonte, diplohaplonte y diplonte.
• En el proceso de meiosis se distinguen dos divisiones consecutivas, y en cada una de ellas también se diferencian cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. La más larga y compleja es la profase I.
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• Por otro lado, un proceso necesario para la reproducción sexual del organismo es la meiosis, en la que se forman cuatro células haploides a partir de una diploide, y se produce además una mezcla de genes paternos y maternos con la consiguiente variabilidad genética. Según el momento en que se produzca la meiosis se diferencian los ciclos biológicos haplonte, diplohaplonte y diplonte. En el proceso de meiosis se distinguen dos divisiones consecutivas, y en cada una de ellas también se diferencian cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. La más larga y compleja es la profase I.