Estructura y Función Celular: Membrana, Transporte, Citoplasma y Organelos

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Estructura y Función Celular: Membrana, Transporte, Citoplasma y Organelos

Transporte Activo

El transporte activo realiza tres funciones importantes:

  1. Introducción de nutrientes, incluso si están en baja concentración en el citoplasma.
  2. Asegura la expulsión de productos de secreción y desecho hacia el medio.
  3. Permite el mantenimiento de la concentración de iones: Na+, K+, Ca+.

El transporte puede ser:

  • Uniporte: Una sustancia desde adentro y/o afuera.
  • Simporte: Dos sustancias se transportan simultáneamente.
  • Antiporte: En ambas direcciones.

Componentes Básicos de la Membrana Celular

Los componentes básicos de la membrana celular son:

Lípidos

Fosfolípidos: Forman la bicapa lipídica, creando una barrera semipermeable.

Colesterol: Proporciona estabilidad y fluidez a la membrana.

Glucolípidos: Participan en el reconocimiento celular y señalización.

Proteínas

Integrales y periféricas: Encargadas del transporte, señalización y reconocimiento celular.

Carbohidratos

Unidos a lípidos (glucolípidos) o proteínas (glucoproteínas), participan en el reconocimiento celular y la interacción entre células.

Funciones Específicas de las Proteínas de la Membrana

  • Proteína Filamentosa
    • Comunica una célula con otra
  • Hélice Alfa
    • Neurotransmisora
  • Proteína Periférica
    • Se encuentra en la bicapa lipídica
    • Se pueden separar
  • Proteína Integral
    • Se encuentran insertadas total o parcialmente
    • Atraviesa totalmente la membrana celular y/o plasmática
  • Proteínas Transportadoras y/o Acarreadoras
    • Permiten el paso de sustancias: Aminoácidos, Azúcares
    • Mediante sus canales permiten el paso de iones: Na+, K+, Ca+

    Na+: Provoca un cambio y se transforma en glucosa “En contra del gradiente de [ ]”

    Los iones se denominan bombas de ATP-ATPasas

  • Proteína Globular
    • Cataliza los nutrientes
    • Absorbe y elimina lo que no requiere

Transporte de Sustancias a Través de la Membrana

Existen tres tipos:

  • Difusión Simple
  • Difusión Facilitada
  • Transporte Activo (La simple y la facilitada dan el transporte pasivo)

Transporte Activo

  • Requiere energía en forma de ATP
  • Transporte de sustancias a favor de un gradiente de concentración
  • Se puede introducir glucosa-aminoácidos

Nota: Las proteínas involucradas en el transporte activo indirecto no utilizan ATP.

El transporte activo requiere:

  • Bombas de ATP-ATPasas. ATPasas=Bombas de Na+ y K+ se encuentran en toda célula eucarionte. ATP=Mover los iones Na+ K+ Ca+ “en contra del gradiente de concentración”. H+ATPasas responsable de la acidificación gástrica.


Citoplasma

¿Qué lugar ocupa el citoplasma en la célula?

Ocupa todo el volumen, excepto el núcleo.

¿Qué constituye al citoplasma?

Una masa gelatinosa llamada citosol que ocupa el 30% del peso de la célula.

¿Qué constituye al citosol?

  • Aminoácidos: Histidina, valina, lisina, leucina, isoleucina, metionina, treonina, triptófano, fenilalanina
  • Vitaminas: Liposolubles=A, D, E, K. Hidrosolubles=Complejos B
  • Iones: Na+, K+, Ca+
  • Moléculas de azúcares: ATP

Citoesqueleto

¿Qué es el citoesqueleto y qué función tiene?

Es una red de fibras proteicas que constituyen al citoplasma y da forma y estructura a los organelos.

¿Qué forma al citoesqueleto?

  • Macrotúbulos
  • Microtúbulos
  • Filamentos Intermedios

Los Macrotúbulos

  • Forman parte del huso acromático durante la mitosis-meiosis
  • Polimerizan proteínas globulares
  • Producen Beta (B) Tubulinas
  • Miden 24 nm.
  • Contienen microfilamentos que miden 7-8 nm y son activos.

Los Microtúbulos

  • Producen proteínas específicas
  • Miden 10nm

Los Filamentos Intermedios

  • Intervienen en la locomoción
  • Cilios/Pilis (se encuentran en el óvulo) y flagelos (se encuentran en el espermatozoide)
  • Se presentan de manera estructurada
  • Contienen proteína que activa la miosina, produciendo ATP y este a su vez produce energía

Membrana Nuclear

(Pared donde está el núcleo). Se constituye por dos membranas concéntricas internas-externas. Delimitada en la parte externa por poros nucleares y en la interna por una lámina nuclear.

  • Está en contacto con el citosol, citoplasma.
  • Delimitada por poros entre una distancia de 50-10 nm por la membrana interna.
  • Se encuentran adheridos a ribosomas.

La Particularidad de los Poros de la Membrana Externa

  • Actúan como compuerta selectiva: permite el paso de sustancias al interior del núcleo.

Lámina Nuclear

  • Tienen un grosor de 10 a 15 nm
  • Se adhieren los cromosomas
  • Se rompe para dar pauta a la división celular
  • “Núcleo-nucleólo interfásico”
  • Tiene sus propias proteínas integrales
  • Fases de la mitosis: ★profase ★metafase ★anafase ★telofase ★citocinesis


  • Cilios/pilis: MOV. Tendrán proteínas ATP, Activan la miosina
  • Ribosomas: -confiere la lámina nuclear. -Estabilidad mecánica. -Desorganización tridimensional “núcleo-interfásico”


Núcleo Celular

Se llevan a cabo procesos:

  1. Reproducción celular
  2. Metabolismo celular
  3. Herencia

Dentro del núcleo se encuentra:

  1. Nucléolo: Es un cuerpo esférico y/o ovalado; puede ser único o acompañado. Su función: producción de ribosomas.
  2. Cromatina: Forma hilos delgados de ADN. Se divide en 2:
  3. Eurocromatina: Es activa, el ADN copia el ARN.
  4. Heterocromatina: Es inactiva, no se pueden copiar los genes.
  5. Histonas: Son proteínas del núcleo. H1 fuertemente unida a la cromatina, H2A-H2B rica en lisina, H3-H4 rica en Arginina.
  6. Cromosomas: Representa n23 que corresponde a una célula haploide el cual contiene el material genético (ADN). Hay metacéntrico X, Submetacéntrico X, Acrocéntrico, Telocéntrico X (recuerda que se va cortando la parte de Arriba de la X).

Retículo Endoplasmático

Es una red de sacos aplanados o cisternas, túbulos y vesículas que se encuentra constituida por una membrana continua que limita un espacio denominado Lumen.

R.E.R. (Retículo Endoplasmático Rugoso)

Es el lugar donde se efectúa el plegamiento de proteínas, ensamblaje de las proteínas cuaternarias, se inicia la adición de carbohidratos (glicosilación) y elimina las proteínas no traducidas. Se caracteriza por tener ribosomas adheridos y tiene la continuidad con la membrana nuclear.

R.E.L. (Retículo Endoplasmático Liso)

Es abundante en células que sintetizan muchos lípidos. Carece de ribosomas.

Funciones:

  • Síntesis de lípidos.
  • Absorbe y libera calcio.
  • Desintoxicación de drogas.
  • Metabolismo de carbohidratos: mediante los hepatocitos que almacenan glucosa en el hígado en forma de glucógeno.
  • Almacena calcio.

Cuerpo de Golgi: Da continuidad a la glicosilación (unida de azúcares a proteínas) iniciada por el R.E., formando glicoproteínas->formando carbohidratos oligosacáridos.

Función: secreción de proteínas producidas en el retículo endoplásmico rugoso mediante tres vías:

  • Lisosomas: Delimitados por una membrana. Sus funciones:
  • Participan en la digestión intracelular.
  • Eliminan organelos que la célula tiene que desechar.
  • Degradan las sustancias que entran por endocitosis.
  • Entrada cis
  • Salida trans (en medio de cis y trans van proteínas).

Transporte Celular

  • Exocitosis y Endocitosis: Por canales proteicos mediante difusión simple.
  • Fagocitosis: Genera la actividad del citoesqueleto.
  • Vesícula pinocítica: Engloba y absorbe agua.
  • Pinocitosis: Medio líquido – sustancias.
  • Invaginación de la membrana celular y/o plasmática: “paso de sustancias”


Citoesqueleto

  • Microtúbulos
  • Centriolo y/o centrosomas: Interviene en la división celular.

Organelos – Almacenamiento y Metabolismo

  • Glioxisomas: Transformar los lípidos a carbohidratos.
  • Vacuolas: Absorbe agua.
  • Endosomas primarios: Realiza=mecanismo de acción: Lo transforma a endosoma secundario y produce la digestión celular “lisosomas”
  • Cloroplasto: Participa en la fotosíntesis
  • Mitocondria: Producen energía que necesita la célula para realizar sus funciones. Se forma por: Crestas (plegamiento y actividad de la célula), Membrana interna, membrana externa (iones y proteínas porinas), matriz celular (circula ADN-ARN), ribosomas.

Organelos Relacionados con Digestión y Desecho

  • Lisosomas: Participan en la digestión intracelular, elimina organelos, degrada sustancias que entran por endocitosis.
  • Fagocitos: Genera la actividad del citoesqueleto.
  • Peroxisomas: -baja el nivel de oxígeno en las células primitivas. -metabolismo de lípidos. -síntesis de plasmalógenos


El proceso de exo-endocitosis está relacionado también con el movimiento de sustancias que (además de hacerse mediante proteínas acarreadoras, canales proteicos o bien por simple difusión) se produce a menudo por invaginación o fusión de las membranas. Durante la fagocitosis, la adhesión de la partícula a la membrana del fagocito, desencadena la actividad del citoesqueleto para que se formen los seudópodos, que rodean el cuerpo ingerido hasta formar grandes vesículas denominadas fagosomas. En la pinocitosis, las células continuamente forman pequeñas invaginaciones de membrana que indiscriminadamente toman del medio, líquido y moléculas disueltas en él, pero existe otro tipo de endocitosis que requiere de un receptor específico para una molécula determinada.

Singer y Neselson: Reconocen dos tipos de membrana: periféricas (que se separan fácil de los fosfolípidos), integrales (integradas total o parcialmente la bicapa lipídica)