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2. Transportes y sistemas funcionales de la célulaDra. Lizet Yadira Rosales Rivera

Objetivo

• Describir la estructura y funciones dela membrana plasmática y el procesopor el cual se lleva a cabo es transportede sustancias para su adecuado uso ende sustancias para su adecuado uso enel área profesional

Organización de la célula

• Esta compuesta de distintos organelos,pero sus dos partes más importantes:

NÚCLEO Y CITOPLASMAEl ú l t d d l it lEl núcleo esta separado del citoplasmapor la membrana nuclearEl citoplasma esta separado de loslíquidos circundantes por la membranacelular o plasmática

Organización de la célulaLasdiferentessustanciasquecomponen lacélula seconocencomoprotoplasma

Protoplasma

• Está compuesto principalmente por:Proteínas

Agua

Iones

Lípidos

Hidratos de carbono

Agua

• Es el principal líquido en la mayoría delas células, excepto en los adipocitos

• Constituye el 70% al 85%M h t d l él l tá• Muchos compuestos de la célula estándisueltos en el agua o en suspensión

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Iones

• Los más importantes son:POTASIO, MAGNESIO, FOSFATO,

BICARBONATOC tid d ñ d• Cantidades pequeñas de:

SODIO, CLORURO Y CALCIO• Son necesarios para la transmisión de

impulsos electroquímicos en el músculo y fibras nerviosas

Proteínas

• Son las más abundantes después delagua

• Constituyen entre el 10% y el 20% de lamasa celularmasa celularESTRUCTURALES y FUNCIONALES

Lípidos

• Se agrupan ya que son solubles endisolventes grasos

• Los más importantes son:FOSFOLÍPIDOS COLESTEROLFOSFOLÍPIDOS y COLESTEROL

• 2% de la total de la célula• Son insolubles y forman barreras de la

membrana celular y la membranaintracelular que separa los diferentescompartimentos celulares

Hidratos de carbono

• Tienen escasas funciones estructurales• Forman parte de las gluco-proteínas• Sirven en la nutrición celular• Representan solo el 1% de la masa

celular• 3% en músculo y 6% en hepatocitos• Líquido extracelular: GLUCOSA• Dentro de la célula: GLUCÓGENO

2.1 Estructuras membranosas de la células

Estructuras membranosas de la célula

• La mayoría de los organelos estáncompuestos por membranas de lípidosy proteínas

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Membrana celular (plasmática)

• Es elástica, fina y flexible• 55% proteínas• 25% fosfolípidos• 13% colesterol• 4% otros lípidos• 3% hidratos de carbono

Lípidos de la membrana celular

• Son triglicéridos, fosfolípidos, yesteroides

• Son moléculas insolubles en agua ysolubles en solventes orgánicossolubles en solventes orgánicos

Largas cadenas hidrocarbonadas

alifálicas o anillos

bencénicosPolares o

hidrofóbicas

Triglicéridos

• Triésteres de ácidos grasos conglicerol

Triglicéridos

• Sirven de reserva energética para elorganismo

• Sus cadenas hidrocarbonadas liberangrandes cantidades de energía cuandograndes cantidades de energía cuandoson oxigenadas (el doble que loshidratos de carbono)

Fosfolípidos

• Existen 2 tipos diferentes:GLICEROFOSFOLÍPIDOS

2 ácidos grasosunidos a unamolécula deglicerol,El tercer grupohidroxilo de estealcohol estaesterificado con unfosfato

Se unen a un segundo alcohol: colina etanolamina, inositol o

serina

Fosfolípidos

• Existen 2 tipos diferentes:ESFINGOFOSFOLÍPIDOS

Contienen un amino-l h l ll dalcohol llamado

esfingosina en remplazo del glicerol y un ácido grasoSu estructura básica es la ceramida

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Fosfolípidos

• Tienen 2 largas colas hidrofóbicas nopolares (ácidos grasos) y una cabezahidrofílica o polar (glicerol + fosfato +segundo alcohol)segundo alcohol)

• Principales componentes de lasmembranas celulares

• En agua presentan una estructura enbicapa (anfipáticas)

Glicolípidos

• Se clasifican en:CEREBROSIDOS y GANGLIOSIDOS

Resultan de la unión de un

Resultan de la unión de la galactosa o glucosa y la ceramida

Resultan de la unión de un oligosacárido integrado por varias hexosas y 1 a 3 moléculas de ácido siálico

Esteroides• Son lípidos que derivan de una molécula

compleja:CICLOPENTANOPERHIDROTENANTRENO• El más difundido es el colesterol• El más difundido es el colesterol

• La vitamina A, estrógenos, progesterona,testosterona, cortisol

Proteínas

• Están formadas por aminoácidos• Los aminoácido son ácidos orgánicos

en el cual el carbono (carbono α) seencuentra unido a un grupo carboxiloencuentra unido a un grupo carboxilo(-COOH), está unido también a ungrupo amino (-NH2) y una cadena lateraldiferente en cada aminoácido

NEUTROS

POLARES

NEUTROS

NO

POLARE

ACIDOS

S S

BÁSICOS

ES

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Proteínas• Su nombre proviene del griego proteuo

que significa “yo tengo el primer lugar”• Pueden ser estructurales o enzimáticas• Las proteínas estructurales o de• Las proteínas estructurales o de

membrana se clasifican en: integrales yperiféricas

• Pueden tener poros y actuar comocanales, a través de los cuales pasanmoléculas de agua y sustanciashidrosolubles

Proteínas integrales

• Otras actúan como proteínastransportadoras, pueden transportarsustancias en dirección contraria a sudirección natural (difusión), a esto se leconoce como transporte activo

• Pueden actuar como receptores de losproductos químicos hidrosolubles(como hormonas peptídicas) que nopenetran la membrana celular

Proteínas integrales

penetran la membrana celularLas proteínas periféricas se unen con frecuencia a las proteínas integrales, y pueden funcionar como enzimas o controladoras

del transporte de sustancias a través de

los poros

• Son la principal fuente de energía parala célula

• Están compuestos por:CARBONO OXÍGENO E HIDROGENO

Hidratos de carbono

CARBONO, OXÍGENO E HIDROGENO• Constituyentes estructurales de la

pared celular y de las sustanciasintercelulares

Hidratos de carbono

• Monosacáridos• Disacáridos

Hidratos de carbono

• Oligosacáridos• Polisacáridos

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• Se presentan invariablementecombinados con proteínas o lípidos(oligosacáridos)

• La mayoría de las proteínas son

Glucocálix

• La mayoría de las proteínas songlucoproteínas

• La decima parte de los lípidospresentan hidratos de carbono

• La mayoría se unen alexterior de la célula

• Tiene carga eléctricanegativa

• Ayuda a la unión entre

Glucocálix

• Ayuda a la unión entrecélulas

• Pueden sercomponentes dereceptor de hormonas

• Participan en reaccionesinmunes

• También conocido como el sistema deendomembranas

• Es una vasta red membranosa quedivide al citoplasma en 2 espacios: el

Membranas internas

divide al citoplasma en 2 espacios: elprimero comprendido dentro de lasmembranas y el segundo fuera de ellas

• Puede ser hasta 50 veces la superficiede la membrana plasmática

• Retículo endoplásmico• Aparato de Golgi• Lisosomas

Membranas internas

• Peroxisomas• Vesículas secretoras• Mitocondrias• Núcleo

• Son compartimentos organizados,separados y especializados

• Con estructura, dotación enzimática ypropiedades funcionales diferentes

Membranas internas

propiedades funcionales diferentes• Son responsables de las funciones

celulares vitales: separación yasociación de sistemas enzimáticos,digestión intracelular, distribución deproteínas, regulación de potenciales demembranas, gradientes iónicos, etc.

Membranas internas

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• Esta formado por túbulos y vesículas• Bicapa lipídica• Alto contenido de proteínas

Retículo endoplásmico

• Su superficie puede extenderse hasta30 o 40 veces la superficie de lamembrana celular

• El espacio que queda dentro de lostúbulos se llama matriz endoplásmica

• Su contenido difiere del citoplasma• Esta conectado con las dos superficies

de la membrana nuclearS di id li ( ib )

Retículo endoplásmico

• Se divide en liso y rugoso (ribosomas)

• Contiene dolicol (lípido poli-isoprénico)su función es incorporaroligosacáridos para la formación deglicoproteínas

Retículo endoplásmico rugoso

g p• Posee ribosomas (ARN y proteínas)• Función: SÍNTESIS de

PROTEÍNAS• Integradas a membranas• Liberadas al exterior

Síntesis de proteínas

Existen sitios dereceptoresespeciales para losribosomas en elRER llamadas:RIBOFORINAS I y II

• Agranular o liso• Formado por un sistema laberíntico de

túbulos irregulares, ramificados yanastomosados

Retículo endoplásmico liso

anastomosados• Interconectado con el RER• Participa en la síntesis de sustancias

lipídicas

Retículo endoplásmico

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• Membrana similar a la del REL y estaformado por 4 a 5 capas de vesículascerradas y apiladas

• Se encuentra estrechamente asociado

Aparato de Golgi

• Se encuentra estrechamente asociadocon el RE y con la membranaplasmática por un extenso tránsito devesículas

• Descrito por Camilo Golgi en 1898• Formados por dictiosomas (1 μm de

ancho)F ió

Aparato de Golgi

• Función:Aporta elcomponentehidrocarbonadodefinitivo

Aparato de Golgi

• Organoides membranosos quecontienen hidrolasas ácidas

• Digestión de material intra o extracelular

Lisosomas

celular1. Digieren alimentos por endocitosis2. Digieren elementos de autofagia3. Digieren material extracelular por

medio de enzimas que liberan

• Lisis: disolución• Soma: cuerpo (De Duve en 1949)• Actualmente se conocen 50 hidrolasas

li ó i

Lisosomas

lisosómicasTransferasas que transfieren grupos fosfóricos

NucleotidiltransferasasHidrolasas que actúan sobre uniones ester

Hidrolasas que actúan sobre compuestos glucósidosHidrolasas que actúan sobre uniones peptídicas

Hidrolasas que actúan sobre la unión anhídrido-ácido en anhídridos que contienen fosforilo

Enzimas que actúan sobre uniones P-N

LisosomasCubierta interna de oligosacáridos especiales

Sus enzimas actúan a un pH interior cercano a 5

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• Lisosomasprimarios:contenidoenzimatico

Lisosoma primario

enzimaticosintetizado por losribosomas yacumulado en elRE

• Se funciona con elendosoma tardío

Fosfatasa alcalina

Todas las hidrolasas

ácidas

• Heterofagosoma: contiene materialingerido dentro de una membrana yevidencia de acción de fosfatasapositiva

Lisosomas secundarios

positiva• Cuerpos residuales• Vacuola autofágica ó

citolisosoma

• Organoides de forma ovoide con unasola membrana

• Contienen enzimas oxidativasI t i l f ió

Peroxisomas

• Intervienen en la formación ydescomposición del peróxido dehidrógeno (H2O2)

• Tienen aproximadamente 40 enzimas• Catalasa, D-aminoácido oxidasa, urato

oxidasa

Peroxisomas

CATALASAH2O2 en H2O + O2

Los peroxisomas se multiplican por fusión

binaria

Sustratos:Ácido úrico, uratos, oxalacetatos, purinas,

aminoácidos, ácidos grasos, etc.

Las oxidaciones generan energía térmica o en caso de los ácido grasos energía química

Igual que en la mitocondria (ATP)

Peroxisomas

• Se encargan de la secreción desustancias químicas

• Casi todas resultan del sistema retículoendoplásmico Golgi

Vesículas secretoras

endoplásmico – Golgi• De Golgi se van a citoplasma y forman

vesículas de almacenamiento:vesículas secretoras o gránulossecretores

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• Se forman losgránulos inmaduros(vacuolas decondensación oprezimógeno)

Vesículas secretoras

prezimógeno)• Granulos de

zimógeno maduro• Se acumulan

intracelularmentehasta recibir elestímulo adecuadopara ser liberados

• Conocidas como los“centros energéticos” de lacélula

• Extraen la energía de los

Mitocondrias

gnutrientes

• Su número varía desdecien hasta milesdependiendo del tipocelular

• Varían en forma y tamaño

• Esta formada por 2 membranas debicapa lipídica

• Sus plegamientos formancompartimientos donde se unen las

Mitocondrias

compartimientos donde se unen lasenzimas oxidativas

• Tiene una matriz con enzimas disueltas• Energía obtenida:Trifosfato de adenosina (ATP)

• Es un nucleótidocompuesto por una basenitrogenada + pentosa(ribosa) + 3 radicales

ATP

(ribosa) + 3 radicalesfosfato

• Resulta de la oxidaciónde los nutrientes, endonde se forma dióxidode carbono, agua yenergía (ATP)

• Centro de control de la célula• Contiene el materias genético (ADN)

que determinan las características delas proteínas celulares estructurales y

Núcleo

las proteínas celulares, estructurales ylas enzimas intracelulares

• Cubierta nuclear• Dos membranas de bicapa separadas,

una dentro de la otraL t ti ió d l RE

Membrana nuclear

• La externa es una continuación del REy el espacio entre ellas es lacontinuación del espacio del mismo

• Contiene miles de poros nucleares (9nanometros cada uno) y sus bordesestán formados por proteínas

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Membrana nuclear