UNIDAD 8: LA CÉLULA EUCARIOTA: ENVOLTURAS

CELULARES, EL CITOPLASMA Y ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS.

1.LA MEMBRANA PLASMÁTICA 1.1. Composición de la membrana plasmática. 1.2. Estructura de la membrana plasmática. 1.3. Funciones de la membrana plasmática. 1.4. Transporte a través de la membrana. 1.5. Diferenciaciones de la membrana.

2. ENVUELTAS EXTERNAS 2.1. Pared celular en células vegetales. 2.2. Matriz extracelular en células animales.

3. CITOPLASMA 3.1. Citosol o hialoplasma. 3.2. Citoesqueleto.

4. ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS

ÍNDICE

• Membrana que rodea a la célula. • Permite intercambio de materia y energía. • Grosor: 75 amstrong.

1.1 COMPOSICIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA Lípidos (40%) - proteínas (52%) - glúcidos (8%)

LÍPIDOS: 3 tipos: A. FOSFOLÍPIDOS: (2 ác. Grasos + glicerina+ fosfato + aminoalcohol)+

abundantes. - Zona hidrófila: (fosfato + aminoalcohol) - Zona apolar (ácidos grasos)

Carácter anfipático—-> en medio acuosos = bicapa lipídica.

B. GLUCOLÍPIDOS: ceramida (esfingosina + ac graso) + glúcido. Sólo en cara externa de membrana plasmática.

C. ESTEROLES: más abundantes en cél animales. Regulan fluidez (la disminuyen).

Pueden desplazarse lateralmente y también flip-flop (menos frecuente)

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1.1 COMPOSICIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA PROTEÍNAS • Según grado de asociación a la membrana:

• INTEGRALES O INTRÍNSECAS: total o parcialmente englobadas en la bicapa. Sólo se liberan si se deshace la mb.

• Transmembrana: atraviesan la bicapa y sobresalen por ambos lados.

• Asociadas a la cara externa o interna. • Puede haber glucoproteínas, siempre en cara externa.

• PERIFÉRICAS O EXTRÍNSECAS: adosadas a capa externa o interna. Se separan fácilmente. • Unidas a:

• Prot integrales • Lípidos.

GLÚCIDOS : o l igosacár idos un idos a prot o l íp (enlace covalente) . Distribución asimétrica (cara externa de mb de cc animales). Forman el glucocálix.

Si disminuye T-> aumenta viscosidad -> disminuye movilidad de prot y líp.

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1.2. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

• Mb de orgánulos membranosos son iguales. • Modelo más aceptado: Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson)

• Mosaico: está formado de proteínas, lípidos y glúcidos. • Fluido: movilidad de componentes. (sbtd lateral) • Asimétrica en la distribución de componentes (glucocálix)

1.3. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA • Delimitar la célula: separa citoplasma de medio extracelular. • Control de intercambio y transporte de sustancias. Barrera selectiva

(semipermeable) • Endocitosis/exocitosis. • Glucocálix: reconocimiento celular.

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1.4. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

A. TRANSPORTE DE MOLÉCULA PEQUEÑAS • PASIVO: a favor de gradiente de [] o de carga. No gasto de E. Es una

difusión. • Difusión simple:

• Sustancias apolares (N2, O2, …), hormonas esteroides, … • Polares: carga nula. H2O, CO2, etanol, …

• Atraviesan directamente la membrana o a través de proteínas de canales.

• Difusión facilitada: • Pe qu eña s mo lécu la s p o lare s (am inoác i do s , a zúcare s ,

nucleótidos, …) • Iones.

• A través de proteínas transportadoras o permeasas. Los iones entran a través de proteínas de canal: La unión sustrato-proteína-> cambio conformacional en proteína-> entrada de sustrato.

• Canales regulados por ligados: tienen en parte externa un “receptor” de ligandos-> unión-> cbo conformacional-> se abre canal. (neurotransmisor: ligando -> apertura y entrada de Na+, K+, Cl-)

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1.4. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

A. TRANSPORTE DE MOLÉCULA PEQUEÑAS

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1.4. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

A. TRANSPORTE DE MOLÉCULA PEQUEÑAS • ACTIVO: en contra de gradiente químico o electroquímico-> gasto de

E. (ATP). • Se necesitan proteínas transportadoras, pe: bomba Na+/K+ o bomba

Ca2+. • Bomba Na+/K+: Salida de 3 Na+/ entrada de 2K+: contra gradiente

electroquímico. Se mantiene grad iónico-> d iferencia de concentración a ambos lados de la mb. (+ en ext / - en interior) • Es muy importante en neuronas-> diferencia de potencial

(-70mV). Estímulos alteran esta diferencia de potencial-> se abren canales de entrada de Na+ (sin gasto de E porque sería a favor de grad). Después hay que recuperar la diferencia de potencial para que se pueda volver a recibir un estímulo.

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

BOMBA Na+/K+

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1.4. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

A. TRANSPORTE DE MOLÉCULA PEQUEÑAS • ACTIVO:

• Bomba Ca2+: En neuronas y miocitos. • Ca2+ bombeado a ext -> genera grad electroquímico. Ante

estímulo -> entrada de Ca2+ (a favor de grad) -> vesículas de neurotransmisores liberan contenido a espacio sináptico.

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1.4. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

B. TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS • Grandes moléculas o partículas complejas (virus, bacterias, …)

• Entrada-> ENDOCITOSIS. • Salida -> EXOCITOSIS.

• ENDOCITOSIS: invalidación de mb plasmática -> engloba partícula -> vesícula. (fusión con lisosomas-> digestión de material “ingerido”).

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1.4. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

B. TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS • Endocitosis mediada por receptor:

• Colesterol: Existen receptores de mb del LDL.

• Llega un momento en que receptores no vuelven a mb, se “internalizan” -> capta menor cantidad de LDL -> se acumula en sangre.

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1.4. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

B. TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS • Endocitosis: Según naturaleza de la partícula:

• Pinocitosis: líquidos o pequeñas partículas. • Fagocitosis: partículas de gran tamaño. Vesícula= fagosoma.

(pseudópodos).

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1.4. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

B. TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS • EXOCITOSIS: proceso opuesto al anterior -> aumenta superficie de

membrana . Compensa la d i sm inuc ión que se pro duce en la endocitosis.

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1.5. DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA.

En algunas células -> mb especial izada para realizar una función concreta.

MICROVELLOSIDADES: • Prolongaciones digitiformes -> aumentan superficie de intercambio. • En interior -> existen filamentos de actina. • Pe: células de epitelio intestinal.

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1.5. DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA.

UNIONES INTERCELULARES: en laterales de las células -> contacto entre células.

• Impermeables: no existe espacio intercelular-> no pasan sustancias. Prot transmembrana que sueldan las mb. Pe: células epiteliales intestino.

• De adherencia-> d is co prote ico=placa -> de aqu í parten pro transmembrana que se unen fuertemente a disco proteico de célula adyacente. Desmosoma unido a citoesqueleto por filamentos de queratina. Pe: tejidos sometidos a grandes esfuerzos mecánicos. (epiteliales)

• Comunicaciones GAP: Existe pequeño espacio intercelular. Además ponen en contacto citoplasmas -> permite intercambio de sust. Pe: cél miocardio.

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1.5. DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA.

UNIONES INTERCELULARES:

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

UNIÓN DE ADHERENCIA DESMOSOMAS

UNIÓN GAP

1.5. DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA.

UNIONES INTERCELULARES:

1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA

UNIÓN DE ADHERENCIA DESMOSOMAS

UNIÓN GAP

2.1. PARED CELULAR EN CÉLULAS VEGETALES.

ESTRUCTURA: • Red fibrosa de: celulosa + matriz: pectina, hemicelulosa, agua y sales

minerales. • Aparecen diferenciaciones:

• Lámina media: + externa. 1ª en formarse tras división celular. Composición: pectina + prot (se unen a Ca 2+)

• Pared primaria: debajo de lámina media. Largas fibras de celulosa unidas por polisacáridos (hemicelulosa y pectinas) + glucoproteínas.

• Pared secundaria: (sólo en algunos tej vegetales). + interna. 1 o varias capas fibrilares. Composición similar a pared primaria xo + celu losa y s in pect inas . M iof i b r i l la s de celu losa ordenadas paralelamente.

• A veces aparecen distintos componentes: • Lignina: xilema. • Ceras y cutina: haz de las hojas. • Suberina: corcho.

2. ENVUELTAS EXTERNAS

2.1. PARED CELULAR EN CÉLULAS VEGETALES.

2. ENVUELTAS EXTERNAS

PARED PRIMARIA

PARED SECUNDARIA

ESTRUCTURA PARED CELULAR

2.1. PARED CELULAR EN CÉLULAS VEGETALES.

• Para permitir comunicación entre células: • Plasmodesmos: canales. Zonas dnd falta pared celular. • Punteaduras: si es tán en depresiones de pared pr imaria (menos

engrosada) -> no se forman pared secundaria.

2. ENVUELTAS EXTERNAS

2.1. PARED CELULAR EN CÉLULAS VEGETALES.

FUNCIONES: • Dar forma y rigidez. • Unión entre cél adyacentes. • Impide rotura cél cdo viven en medios hipotónicos. • Impermeabilización mediante sustancias: suberina y ceras. • Barrera frente paso agentes patógenos.

2. ENVUELTAS EXTERNAS

2.2. MATRIZ EXTRACELULAR EN CÉLULAS ANIMALES. • En tej animales -> cél unidas x matr iz extracelular o glicocálix

(polisacáridos + proteínas (colágeno, elastina)). • Funciones:

• Mantener forma celular y estructura tisular. • Regular intercambio de sustancias. • Participa en reconocimiento y adhesión celular. • Da elasticidad y resistencia frente a esfuerzos mecánicos (elastina

y colágeno)

2. ENVUELTAS EXTERNAS

Constituido por: citosol + citoesqueleto + orgánulos.

3.1. CITOSOL O HIALOPLASMA. • 85% agua + moléc disueltas(prot) -> dispersión coloidal. • 2 estados:

• Sol: + fluido. • Gel: + viscoso

• Función: • Reacciones metabólicas: glucólisis, síntesis de azúcares, ácidos

grasos, proteínas. • Citoesqueleto.

3. CITOPLASMA

-> paso de uno a otro -> ¡ en movimientos celulares

3.2. CITOESQUELETO

• Red de filamentos proteicos: • Forma y cambios. • Desplazamiento de célula. • Movimientos de orgánulos.

• Formados por tres tipos de filamentos: • Microfilamentos de actina. • Filamentos intermedios • Microtúbulos.

MICROFILAMENTOS DE ACTINA • Actina: prot globular asociada a Ca2+ -> forma fibras-> 2 fibras = hebra

helicoidal. • Funciones:

• Contracción muscular: actina se une a miosina-> miofibrillas -> contracción.

• Movimientos de ciclosis: corrientes citoplasmáticas. • Formación de pseudópodos: amebas, glóbulos blancos, … • Rigidez a prolongaciones celulares (microvellosidades). • Formación anillo contráctil-> estrangulamiento (div citoplasma en

mitosis)

3. CITOPLASMA

3.2. CITOESQUELETO MICROFILAMENTOS DE ACTINA

3. CITOPLASMA

3.2. CITOESQUELETO FILAMENTOS INTERMEDIOS • Más abundantes en células animales. Proteínas fibrosas (diámetro=10nm) • Existen varios tipos ya que son específicos de cada tipo celular.

• Neurofilamentos: axones de neuronas y dendritas. • Queratina: en células epiteliales. Resistencia mecánica.

3. CITOPLASMA

3.2. CITOESQUELETO MIROTÚBULOS • Cilindro-> prot g lobulares de tubulina (𝒂 y β). Formado por 13

protofilamentos. • Se ensamblan (dímero) siguiendo una orientación-> crecen en un extremo

y se desorganizan en extremo opuesto. • Se organizan a partir de los MTOC (centro organizador de microtúbulos)

dnd están centriolos. En cc vegetales en dudas zonas. • Forman estructuras:

• Estables: centriolos, cilios y flagelos. • Inestables: huso mitótico, pseudópodos (tb actina) y citoesqueleto.

• Funciones: • Forma celular ( junto con resto citoesqueleto) • Transporte de orgánulos. • Movimiento celular: cilios, flagelos y pseudópodos. • Huso mitótico.

3. CITOPLASMA

MICROTÚBULOS

3. CITOPLASMA

CENTROSOMA

• Exclusiva cc animales. • Formado por 2 centriolos -> perpendiculares entre sí rodeados de

material pericentriolar -> parten microtúbulos en todas direcciones (áster)

• Cada centrismo-> 9 triples en forma de cilindro unidos por nexina (prot). Microtúbulo interno (A)-> incompleto.

4. ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS

CILIOS Y FLAGELOS • Apéndices externos -> motilidad células (células en si o turbulencias a

su alrededor (cilios)). • Diferencia: nº y longitud. Estructura es igual. • Zonas estructurales:

• Corpúsuculo basal o cinetosoma: • En base del cilio o flagelo. • Estructura: 9 triples de microtúbulos y eje tubular del que parten

9 láminas radiales. • Pueden aparecer unas fibras llamadas raíces.

• Zona de transición: entre corpúsculo y axonema. El microtúbulo C(+ externo) desaparece. Se observa una placa basal (material denso a e-)-> nacen los 2 microtúbulos que recorren la parte central del cilio.

• Axonema o tallo: 9 dobletes + 1 doblete central.

4. ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS

CILIOS Y FLAGELOS

4. ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS

RIBOSOMA • Composición: ARNr + proteínas. • Localización: libres en citoplasma (polirribosomas) o en RER. • Eucariotas (80S)

• Subunidad menor (40S): ARNr 18S + 33 proteínas. • Subunidad mayor (60S): ARNr 28S + ARNr 5’8S + ARNr 5S + 49

proteínas. • Procariotas, cloroplastos y mitocondria (70S)

• Subunidad menor (30S): ARNr 16S + 21 proteínas. • Subunidad mayor (50S): ARNr 5S + ARNr 23S + 34 proteínas.

• En citoplasma subunidades están separadas, se unen al comienzo de síntesis de proteínas.

4. ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS

INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS • Depósitos de sustancias hidrófobas. • De reserva:

• Glúcidos: glucógeno (hepáticas y musculares) o almidón (vegetales). • Lípidos: tejido adiposo y tmb en tejidos vegetales.

• Pigmentos: • Carotenoides (anaranjado): Células vegetales. • Hemoglobina (pardo): En macrófagos (tras digerir eritrocitos). • Melanina (pardo): célula epiteliales y ojo.

• Cristalinos: proteínas (función desconocida). También de sales minerales en cc aparato excretar de invertebrados.

• ACTIVIDADES: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 14, 15.

4. ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS