UNIDAD 1: GENERALIDADES DE BIOLOGIA CELULAR E INTRODUCCIÓN A LA ANATOMIA HUMANA.

D O C E N T E K LG O. A L E JA N D R O Q U E V ED O.

APRENDIZAJE ESPERADO

Describen la estructura y función de la célula y sus componentes, demostrando capacidad para identificar acciones de autocuidado de la salud relacionadas con la función celular.

1. Niveles de organización estructural. 1. Biología – Seres Vivos – organiza desde célula hasta ecosistema.

2. Sistemas Corporales.

3. Procesos fisiológicos vitales.

1. Anatomía: ◦ Ciencia que estudia la estructura y forma de los seres

vivos y las relacionesentre las diversas partes que los constituyen. (RAE)

2. Fisiología: • Es la ciencia cuyo objeto de estudio son

las funciones de los seres orgánicos. El término deriva del vocablo latino physiologia (“conocimiento de la naturaleza”

3. Procesos fisiológicos vitales. 3. Metabolismo:

Procesos que ocupan ATP por ejemplo: Respiración, circulación sanguínea, termorregulación, digestión y absorción de nutrientes, contracción muscular, eliminación de aquellos desechos que no utilizamos como por ejemplo la orina y las heces fecales, funcionamiento cerebral, etc.

4. Crecimiento:

Corresponde a un ascenso continuo del tamaño de un organismo y se produce a causa de una proliferación celular. Este hecho lleva a un desarrollo de órganos y estructuras más especializadas por lo tanto más eficientes.

Crecimiento v/s Desarrollo

¿Cuál es la unidad

básica de todos los

seres vivos?

4. ¿Cuál es la unidad básica de todos los seres vivos?

LA CÉLULA

DIVERSIDAD CELULAR

MODELOS BASICOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR.

De acuerdo a si existen o no compartimentos intracelulares con funciones y estructuras diferenciadas, han sido clasificadas en: procariontes y eucariontes.

Célula animal

Célula bacteriana

CELULAS PROCARIONTES

Son células pequeñas ( 0,2 -10 um de diámetro ) ,poseen estructura simple , existiendo en ellas tres constituyentes celulares comunes:

•Membrana plasmática

•Ribosomas

•Nucleoide

CELULA PROCARIONTE MEMBRANA PLASMATICA:

Sirve como barrera funcional, participa en el metabolismo celular (respiración celular y la fotosíntesis)

Por la parte exterior de la membrana plasmática, se encuentra la pared celular, que le proporciona rigidez y le da la forma a la célula .

Esta pared se pone de manifiesto mediante la tinción de Gram.

CÉLULA PROCARIONTE

El interior de la célula procarionte se divide en dos regiones : • Nucleoide central

• Regiones donde se encuentra el DNA formado por una sola molécula, el cual esta fuertemente plegado y empaquetado.

• Citoplasma

• Se encuentran los ribosomas (sitio donde se sintetizan proteínas), nucleoide, proteínas, enzimas, pequeñas moléculas y iones.

CÉLULA EUCARIONTE

CARACTERISTICAS 1. Presenta NUCLEO CELULAR , contiene el DNA

2. Presenta una gran cantidad de organelos.

3. En el citoplasma están los organelos de las células eucarióticas: núcleo, retículo endoplásmico (liso-rugoso), complejo de golgi, lisosomas, peroxisomas, mitocondrias y en células vegetales los cloroplastos.

4. Posee un esqueleto interno (CITOESQUELETO), que da la forma y movimiento a la célula

MEMBRANAS BIOLOGICAS

Son indispensables para la vida celular.

Se encuentran rodeando a la célula y también las encontramos dentro de la célula eucariota formando los distintos organelos.

La membrana que rodea a la célula, se llama MEMBRANA CELULAR o PLASMATICA.

¿ Cuales son los componentes?

Membrana plasmática

Lípidos Proteínas Glúcidos

Composición química de las membranas.

PROTEINAS : 40-70%

LIPIDOS : 30-50%

GLUCIDOS :2-10%

FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR

a) Delimita y protege las células.

b) Es una barrera selectivamente permeable.

c) Regula el intercambio de sustancias.

d) Poseen receptores químicos que se combinan con moléculas específicas que permiten a la membrana recibir señales y responder de manera específica.

LA CARACTERISTICA PRINCIPAL DE LAS MEMBRANAS ES SU ASIMETRIA Y SU FLUIDEZ

PROTEINAS DE LA MEMBRANA

Las proteínas , son las responsables de la mayoría de las funciones de las membranas, actuando como receptores específicos, enzimas o proteínas de transporte

LIPIDOS DE LA MEBRANA a) Fosfolípidos.

b) Glucolípidos

c) Colesterol

Los 3 tipos son anfipáticos, esto es , tienen una cola hidrofóbica( no polar ) y una cabeza hidrofílica( polar)

LIPIDOS DE LA MEMBRANA CELULAR Las MC están formadas por capas dobles de fosfolípidos (bicapa lipídica).

Singer y Nicolson(1972) : postulan su “modelo de mosaico fluído” . Donde las colas de los fosfolípidos estarían ubicadas hacia adentro , mientras que las cabezas de los fosfolípidos están orientadas en sentido opuesto a las colas hidrofóbicas.

Modelo del mosaico fluido (Singer y nicholson, 1972)

CARBOHIDRATOS DE LA MEMBRANA

Las proteínas no sobresalen hacia el exterior desnudas , sino que están cubiertas por carbohidratos.

Si se unen a proteínas se llaman glicoproteínas y si se unen a los lípidos se llaman glicolípidos .

Toda la superficie cubierta por carbohidratos, se llama GLICOCALIX, el cual permite el reconocimiento celular

MAPA CONCEPTUAL Membrana plasmática

proteínas lípidos glúcidos

•Integrales

•Periféricas

Fosfolípidos

-Colesterol

-Glucolípidos

-Glucolípidos

-Glucoproteínas

-Transporte

-Comunicación Bicapa Lipídica

Cara externa

Glucocálix

Huella digital de

cada célula Barrera

semipermeable

Mosaico Fluido

MATRIZ EXTRACELULAR CONJUNTO DE PROTEÌNAS Y POLISACARIDOS LIBERADOS POR LAS CELULAS ANIMALES.

SE ACUMULAN SOBRE LA SUPERFICIE EXTERNA DE LA MEMBRANA PLASMATICA PERMITIENDO QUE LAS CELULAS SE MANTENGAN UNIDAS EN LOS TEJIDOS Y GENEREN UN AMBIENTE INTERCELULAR ADECUADO.

MATRIZ EXTRACELULAR COMPONENTES :

PROTEINAS FIBROSAS: COLAGENO Y ELASTINA

PROTEOGLUCANOS : GLUCOSAMINOGLUCANOS

PROTEINAS DE ADHESION: FIBRONECTINA Y LAMININA

FUNCION MATRIZ EXTRACELULAR PROTEGER A LAS CELULAS QUE RODEA

MANTENER LAS CELULAS UNIDAS Y FACILITAR FORMACION DE TEJIDOS (CONSISTENCIA, ELASTICIDAD Y RESISTENCIA)

PROVEER UN SUSTRATO PARA QUE LAS CELULAS MIGREN ( DIFERENCIACION Y ORGANOGENESIS)

ACTIVAR O INHIBIR PROCESOS DE SEÑALIZACION INTRACELULAR

CITOPLASMA

Formado por:

Citosol

Organelos

Citoesqueleto

CITOPLASMA CITOSOL:

Parte liquida que rodea a los organelos.

Esta compuesto mayoritariamente por agua (75 a 90%) y otros componentes como glucosa , iones , aminoácidos , ácidos grasos , proteínas , lípidos y ATP .

En el citosol ocurren reacciones químicas fundamentales para la vida de la célula .

CITOPLASMA ORGANELOS:

Son estructuras que presentan una forma determinada y funciones especializadas, entre las cuales destacan : crecimiento celular, mantenimiento y reproducción.

Esta formado por el citoesqueleto, complejo de Golgi , lisosomas, peroxisomas, retículo endoplásmico, mitocondrias.

CITOESQUELETO Corresponde a una red de proteínas

filamentosas.

Las células eucarióticas son capaces de modificar su forma y para realizar movimientos coordinados gracias al citoesqueleto.

Formado por 3 tipos de filamentos proteicos:

a) Microfilamentos (forma y deplz celular)

b) Filamentos intermedios (red de soporte)

c) Microtúbulos (movto orgn)

CITOESQUELETO

CITOESQUELETO

CENTRIOLO Pareja de estructura que forman parte del citoesqueleto.

Se localizan justo en el centro de la célula y se encuentra en una zona llamada centrosoma, rodeado de una masa llamada esfera atractiva.

De aspecto físico de estrella radiante.

Cada centríolo está formado por nueve tripletes de microtúbulos formando un círculo.

Función: rige el movimiento de los cromosomas durante la mitosis.

NUCLEO

NUCLEO

Generalmente es único y esférico.

Ocupa una posición central .

Su forma depende del tipo celular.

Es el centro del control celular.

Componentes del núcleo Envoltura nuclear o carioteca

Cromatina

Matriz nuclear: constituida por proteínas y ribonucleoproteinas.

Componentes del núcleo ENVOLTURA NUCLEAR

Formada por dos mebranas separadas por un espacio llamado espacio perinuclear. Ambas aparecen perforadas por poros (complejo de poro).

FUNCION:

Aislar el material genetico.

Regula es traspaso de sustancias.

Componentes del núcleo COMPLEJO DE PORO

Este se conocía antiguamente como poro nuclear. Estas estructuras se encuentran en toda la superficie del núcleo , donde se encuentra en una cantidad entre 3.000 a 4.000 .

Componentes del núcleo CROMATINA

Complejo formado por ADN.

Por estar contenida en el pequeño espacio que el núcleo le ofrece tiene que experimentar sucesivos enrollamientos.

Al condesarse forman a los cromosomas

Componentes del núcleo NUCLEOLO:

El nucleolo es aproximadamente esférico y está rodeado por una capa de cromatina condensada.

En el nucleolo además tiene lugar la producción y maduración de los ribosomas, y gran parte de los ribosomas se encuentran dentro de él .

FUNCION PRINCIPAL:

Es la producción y ensamblaje de los componentes ribosómicos.

RETICULO ENDOPLASMATICO (RE)

RETICULO ENDOPLASMATICO (RE)

Conjunto de cavidades, túbulos y vesículas conectadas entre si por un espacio central delimitado por membranas, que se extiende a través del citoplasma.

RETICULO ENDOPLASMATICO (RE)

Cumple un papel importante en la biosíntesis celular . Las proteínas transmembranas y lípidos del RE, complejo de Golgi, lisosomas y membrana plasmática inician su síntesis en asociación con las membranas del RE.

RETICULO ENDOPLASMATICO Existen dos tipos de

RE:

•RUGOSO (RER)

• LISO (REL)

•Esto viene dado de

acuerdo a si presenta o

no presenta ribosomas

unido a su superficie

citoplasmática.

•Ribosomas: lugares

de producción de

proteínas.

RETICULO ENDOPLASMATICO RUGOSO (RER)

Formado principalmente por cisternas interconectadas.

Toma su nombre de la presencia de ribosomas sobre sus membranas.

Su membrana se continúa con la membrana externa de la envoltura nuclear. Los ribosomas unidos al RER se dedican a la síntesis de proteínas que son trasladadas simultáneamente al interior del RE.

RETICULO ENDOPLASMATICO LISO (REL)

Red de túbulos y sistemas membranosos interconectados que parecen atravesar todo el citoplasma .

La mayoría de las células contienen muy poco REL.

Además de procesar las proteínas sintetizadas, produce los lípidos de la célula, en concreto fosfolípidos y colesterol, que luego pasan a formar parte de las membranas celulares.

El resto de lípidos celulares (ácidos grasos y triglicéridos) se sintetizan en el seno del citosol.

RIBOSOMAS •Presentes en todo tipo celular (excepto en los espermatozoides).

•Organelos sin membrana.

•Sólo visibles al microscopio electrónico debido a su reducido

tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas).

RIBOSOMAS FUNCION:

Síntesis proteica

Ensambla proteínas a partir de la información genética que le llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm).

COMPLEJO DE GOLGI Organelo formado por una serie de vesículas en forma de saco denominadas cisternas.

COMPLEJO DE GOLGI El aparato de Golgi es un organelo que interviene en:

Síntesis de azúcares (especialmente polisacáridos)

Orden de las proteínas elaboradas en el RER.

COMPLEJO DE GOLGI Recibe las proteínas y lípidos recién fabricados y los lípidos del RE, distribuyéndolos a la membrana , a los lisosomas y a otras áreas.

Ahí las proteínas se reciben , almacenan , modifican y finalmente se distribuyen

MITOCONDRIAS Organelo presente en todas las células eucariontes.

Formada por 2 membranas: una externa y una interna (crestas mitocondriales).

Sobre las crestas mitocondriales hay pequeñas partículas llamadas partículas elementales o partículas F1.

MITOCONDRIAS Constituyen la fuente energética de la célula ya que mediante el proceso de fosforilación oxidativa producen ATP.

Una célula eucariótica típica puede contener del orden de unas 2000 mitocondrias, ocupando en torno a un 20% de todo el volumen celular.

LISOSOMAS Vesículas o vacuolas que se originan del aparato del golgi.

Contienen diferentes tipos de enzimas del tipo de hidrolasas ácidas (lipasas, nucleasas, proteasas, sulfatasas...).

LISOSOMAS Como todas estas enzimas necesitan de un ambiente ácido para su funcionamiento óptimo, las membranas de los lisosomas disponen de bombas de protones que transportan de manera activa H+ hacia el lisosoma, manteniendo así un pH de 5.

LISOSOMAS Los lisosomas son los encargados de la digestión celular de macromoléculas, microorganismos fagocitados, desechos celulares y células.

También digieren organelos en exceso o envejecidos como mitocondrias o restos de RER.

PEROXISOMAS Organelos rodeados por una sola membrana

No contienen DNA o ribosomas y miden de 0.15 a 0.25 um.

Se encuentran en grupos, adyacentes a las membranas del RE.

PEROXISOMAS

En células de hígado , son la fuente de 3 enzimas oxidativas:

D-aminooxidasa

Urato oxidasa

Catalasa

Las reacciones oxidativas que ocurren en los peroxisomas hacen de ellos importantes elementos de detoxificación dentro de la célula.

PEROXISOMAS FUNCION:

Proteger a la célula de la acumulacion de peroxido de oxigeno (H2O2).

Contienen enzimas que utilizan el oxígeno para remover átomos de oxígeno

RH2 +O2 ---------> R + H2O2

Este proceso es catalizado por la enzima catalasa , con ello se evita la salida de H2O2 al citoplasma.

VACUOLAS Las vacuolas son unas estructuras llenas de fluido que contienen varias sustancias.

Generalmente, en las células animales, las vacuolas son pequeñas y sirven para almacenar sustancias.

VACUOLAS En los organismos unicelulares, tienen diversas funciones especializadas: digerir alimentos, bombear y retirar el exceso de agua o de materiales de desecho del interior de la célula (vacuolas contráctiles).

Caso clínico Usted se encuentra trabajando en el hospital Sótero del Río, y recibe una paciente con un cuadro clínico de: fiebre, dolor en el pecho al respirar, secreciones verdosas, mucha tos y disnea (dificultad para respirar). El médico solicita un cultivo de secreciones. Usted va a revisar la ficha clínica y encuentra que el resultado es que la paciente está contagiada con la bacteria Staphylococcus aureus.

En relación a lo expuesto en el caso clínico responda:

¿Qué es una bacteria?

¿es eucarionte o procarionte? Justifica tu respuesta.

¿Qué diferencias existen entre una bacteria y una célula animal? Explique utilizando la información vista en el cuaderno de apuntes

•Tortora, G., Derrickson, B. Principlesof Anatomyand Physiology12

ed.John Wiley& Sons, Inc. USA, 2009

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS