Resumen Solemne II Biología celular

Comunicación celular

Células mantienen comunicación, incluso unicelulares- Levaduras: durante la reproducción sexual liberan feromonas que atraen

otras células

Etapas:- Síntesis de molecula señal por molecula señalizadora- Secreción por célula señalizadora- Transporte hasta célula diana: célula que capta la señal. Lo es solo si

posee el receptor específico.- Detección receptor especifico- Cambios metabólicos (complejo señal-receptor)- Remoción (desaparición) de la señal. Proceso regulado y regulador

Vías de señalización:- Señalización endocrina: célula endocrina (señalizadora) sintetiza y

secreta molecula señal (hormona). Se transporta por el torrente sanguíneo. Es a larga distancia y generalizada (llega a muchas y variadas células).

- Señalización paracrina: célula secreta “mediador local” que alcanza solo el medio extracelular y difunde a células dianas adyacentes. Es a corta distancia con efecto localizado.

- Señalización autocrina: (variante paracrina) la célula señalizadora y diana, ya que posee receptores para su propio mediador local.

- Señalización neuronal: célula señalizadora (neurona) libera neurotransmisor al espacio sináptico. Señal a larga distancia y especifica. Posee vías exclusivas (redes neuronales)

- Señalización dependiente de de contacto: (excepción a la etapa de secreción) la molecula señalizadora sintetiza molecula pero no la secreta. Queda expresada en la membrana de la célula que se une con la célula diana adyacente. * complejo delta-noch: induce apoptosis o no diferenciación de células neuronales. (equilibrio neuronal)

Las células están capacitadas para responder a un número limitado de señales dependiendo de sus receptores. Una misma molecula señalizadora puede originar respuestas diferentes en distintos tipos celulares. (Variación en los receptores o distintos mecanismos de transmisión (transducción) intracelular) Las células poseen una colección de receptores. Las señales interactúan entre sí para generar respuesta.

Vias de señalización intracelular (transducción de la señal)

Receptor no es transportador, solo reconoce la señal1. Cascada de transmisión de la señal: activación en cadena de distintas

proteínas (secuencia). Capacidad de adaptación2. La señal se va transformando en distintos componentes

3. Amplificación: activación de muchas y variadas moléculas (un producto puede activar mas de una proteína)

4. Divergencia: transformación en distintas señales para generar distintas respuestas (regulación metabólica, de la expresión de un gen o cambios citoesqueléticos)

Existen factores moduladores (evento celular regulado) Clasificación de las respuestas

- Rápida: función proteica alterada en el citoplasma (movimiento celular, secreción, metabolismo)

- Lenta: señalizaciones pasan por en nucleo para expresar o dejar de expresar un gen. (crecimiento celular, proliferación celular, división celular)

Tipos de receptores: difieren en la naturaleza química de la señal1. Membrana (superficie celular): moléculas hidrofílicas. Difieren en la

naturaleza de la señal intracelular que generana) Receptores asociados a proteína G: el receptor posee 7 dominios

transmembrana. Aminoácidos hidrofóbicos. Puede activar muchas proteínas G mientras este unido con su señal. La proteína G es una proteína integral de unión a GTP y posee 3 subunidades α, β, γ. La molécula señalizadora activa al receptor lo que induce la unión a proteína G, la que es activada cambiando GDP por GTP. La subunidad α cambia su conformación perdiendo afinidad por las otras subunidades. Puede activar enzimas o canales iónicos y luego hidrolizarse recuperando su conformación.la toxina del cólera impide su hidrolización.*Adenilato ciclasa: La subunidad α se une a la proteína la que transforma ATP en cAMP (segundo mensajero hidrofílico). Fosfodiesterasa rompe la conformación cíclica del cAMP y se inactiva. La proteína G puede activarla o inhibirla dependiendo de la molecula señal. El cAMP actúa a través la proteína quinasa A. cuando está inactiva tiene 4 subunidades con 4 sitios para su unión con cAMP. Se desarma y se liberan 2 subunidades catalíticas que son la forma activa, capaces de fosforilar una proteína (serina-treonina). La quinasa se una a una proteína CREB la que se une a su sitio CRE y es capaz de activar la transcripción de un gen.La subunidad α se une a fosfolipasa C que activa al fosfatidilinositol (fosfolípidos), rompiéndola lo que forma IP3 (difunde al RE y se une a un canal de calcio, abriéndolo para que se libere calcio) y diacilglicerol que junto al calcio activan a la proteína quinasa C. El complejo βγ puede activar enzimas o canales. (Reduce la frecuencia de la contracción en el músculo cardiaco)

b) Receptores asociados a enzimas (con actividad enzimática): receptores se encuentran separados, al llegar la enzima (dímero) se dimerizan (juntan) activando el dominio catalítico. Factores de crecimiento: la molecula señal dimeriza al receptor (tirosina quinasa) el que es capaz de fosforilar residuos de tirosina de manera cruzada. Otras moléculas son capaces de reconocer al receptor (complejo pre-formado o formación del complejo luego de la activación del receptor) fosforilado continuando con la transmisión de la señal

(proliferación celular). Cuando sale la molécula señal la tirosina fosfatasa rompe residuos de fosfato unidos a tirosina o se endocitan los receptores siendo degradados en los lisosomas.Vía de la proteína RAS: proteína adaptadora de la proteína activadora de la proteína RAS se une al receptor tirosina quinasa, la proteína activadora de RAS activa a la proteína RAS (pequeña proteína de unión a GTP) cambiando GDP por GTP, continuando con la señal. La proteína RAS activa es capaz de activar a la proteína quinasa I, que activa a la quinasa II produciéndose una cascada de activación, fosforilándose una serie de proteínas que cambian la expresión génica o la actividad proteica. (Proliferación celular) la proteína RAS es incapaz de desactivarse produciendo una proliferación celular anormal (cáncer).

c) Receptores asociados a un canal iónico: la molecula señalizadora induce la apertura del canal produciéndose un flujo de iones. Transforman señal química n señal eléctrica. (canales sensibles a ligando)

Interruptores moleculares: cascada de señalización regulada (mientras exista una señal que lo active)

- Por fosforilación: la quinasa activa fosforila a la molecula (ATP a ADP) la que continua la señal. La fosfatasa desfosforila la molecula desactivándola. Si no existe fosfatasa la señal continuara incluso sin la señal.

- Mediante proteína de unión a GTP: la molecula se encuentra inactiva asociada a GDP. La señal produce que la proteína cambie el GDP por GTP (activación) continuando la señal. La proteína posee la capacidad de hidrolizar el GTP transformándolo en GDP. Ej: receptores asociados a proteína G.

Mecanismos de integración de señales: la señal es transmitida cuando ambos receptores se activan y la proteína integradora sigue la señal o una proteína posee dos subunidades y estas se unen cuando sus respectivos receptores están unidos a su molecula señal y continúan la transmisión de la señal.2. Receptor intracelular: moléculas hidrofóbicas pasan por difusión simple.

(receptor dentro del núcleo o en el citoplasma) (hormonas esteroídeas, tiroideas NO)

Citoesqueleto:

Red compleja de distintos filamentos proteicos que se extienden a través del citoplasma en células eucariontes.Función: mantener estructura interna celular, organización de componentes intracelulares, movimientos celulares coordinados, forma específica de la célula.Componentes: microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina

1. Filamentos intermedios: están anclados a los Desmosomas. Su función es de resistencia al estrés mecánico, especialmente en células como las neuronas, células musculares y de los epitelios. Características: compuestos por proteínas fibrosas. Son rígidos y altamente resistentes. Su diámetro es de 10 nm. Únicos componentes del Citoesqueleto con ubicación intracelular (dentro del núcleo)

formando la lámina nuclear con forma de red por debajo de la envoltura nuclear. Proteínas fibrosas: alfa hélice y estructuras globulares en ambos extremos. Dimerizan y luego forman tetrámeros (fuertemente entre extremos aminos y carboxi) que se unen formando octámeros los cuales se siguen enrollando formando un cordón. Clasificación:a) Citoplasmáticos:

- Epitelios: queratinas- Tejido conectivo, células musculares y células de la neuroglia:

vimentinas y proteínas relacionadas- Células nerviosas: proteínas de neurofilamentos

b) Nucleares:- Células nucleadas: laminas nucleares.

Epidermolisis bullosa: mutacion genética o ausencia de filamentos intermedios (existen las proteínas pero no forman filamentos) que debilita la unión celular, rompiéndose los tejidos.

En las láminas nucleares, ayudan al soporte de la envoltura nuclear para mantener el nucleo. Además participan activamente en el ensamblaje y desensamblaje del nucleo. Se fosforilan las laminas y se desarman desensamblando el nucleo también. Luego en la telofase las proteínas se desfosforilan revistiéndose el proceso. Presentan dinamismo, al contrario de los filamentos intermedios del citoplasma.

2. Microtubulos: diámetro de hasta 25nm. Formados por tubulina que adopta una conformación hueca, rigida pero dinámica. Constantemente se polimerizan y despolimerizan. Nacen de un centro organizador y se encargan del transporte intracelular (como vesículas) y organización celular.Adoptan distinta orientación dependiendo de la celula y de la etapa en la que este la célula. Durante la división celular forman el huso mitótico y en una celula nerviosa se ubican en el centrosoma y desde centros organizadores pequeños, cambiando incluso de orientación en el axón y las dendritas. En células vegetales se ubican a lo largo de la membrana celular (paralelamente). Forman cilios, flagelos y microtubulos.

Los centriolos se encuentran rodeados por una superficie de Tubulina gama que actua como sitio de nucleasion, llega la tubulina y se une con otra para formar el microtubulo. Posee un extremo menos asociado a la tubulina gama. extremo más estable). El crecimiento se realiza por el extremo más = DinamismoTubulina: alfa + beta tubulina. Forman los dímeros de tubulinas formando un cilindro hueco. Cada hilera es denominada protofilamento. Un microtúbulos en interfase posee 13 protofilamentos. Los cilios y flagelos son el doble de gruesos que los del citoplasma

La tubulina unida GTP tiene alta afinidad por mas tubulinas = polimerización. Es unión transitoria. Luego la misma tubulina se hidroliza transformando el GTP a GDP, despolimerizándose. La hidrólisis regula el crecimiento, mientras haya

GTP y la velocidad de unión sea mayor a la velocidad de hidrólisis de GTP el microtubulo se mantendrá polimerización. El casquete (tubulinas unidas a GTP) mantendra la estabilidad. La cantidad de tubulina también regula la polimerización.Colchicina y taxol: inhiben la polimerización de microtubulos. Impiden división celular. Taxol estabiliza microtubulos en forma inespecífica.

Efecto de la tempreratura: al enfriar los microbutbulos despolimerizan (baja la masa del microtubulo)Concentración de dimeros de tubulina: mientras mas tubulina mayor velocidad de polimerización. Existe una concentración critica (minima) para que se puedan formar microtubulos.

Estabilización selectiva de microtubulos: proteínas (formadoras de casquetes o caping) se unen al extremo mas para estabilizarlo (pierde dinamismo) Células plasmáticas: secretan anticuerpos. Diferenciación de linfocitos B. cuando recibe la señal de un antígeno cambia transformándose en célula plasmática. El Citoesqueleto se reorganiza estabilizándose los microtubulos. El RE se expone para liberar anticuerpos.Microtubulos transportan organelos por proteínas motoras asociadas a microtubulos del extremo menos al más (anteroposterior) y del más al menos (retrogrado). Virus herpe: lesión en el epitelio. Va al soma a infectar la célula, y luego vuelve para seguir infectando.

Existen dos proteínas motoras:- Kinesinas: del extremo menos al más. - Dineinas: del extremo más al menos.

Movimiento activo (dependiente de ATP) son capaces de hidrolizar ATP, de donde sacan la energía.Poseen dos cadenas pesadas y dos livianas. Pesadas: forman dominios asociados al microtúbulos. Los que “caminan”Cadenas livianas: dominio de unión a la carga que transportan.Transportan cargas específicas que difieren entre proteínas de la misma familia. Además avanzan a distintas velocidades.Los neurotransmisores pueden llegar al terminal sináptico en vesículas ya formadas o llegar las enzimas al terminal para formarlos. Los neurotransmisores pueden ser degradado o volver y servir como precursores.

Las kinesinas mantienen al RE extendido en el citoplasma. El golgi (cercano al centrosoma) está asociado a Dineinas, las que lo mantienen compactado.

Cilios y Flagelos: haz estable de microtubulos que se mueven pro acción de la dineina. Conformación 9 (dímeros) + 2 (centrales). Están asociados por proteínas adaptadoras (puentes) al igual que en los 2 centrales. Esta presente la dineina que tienen sus dominios globulares y el dominio de unión unido al microtúbulo. Al avanzar la dineina arrastra un haz de microtúbulo (golpe de potencia) pero se fuerza no es mayor que la de las proteínas puentes, por lo que el flagelo se dobla. Así produce el movimiento, cuando la dineina no puede avanzar más suelta el microtúbulo y se recupera. (Golpe de recuperación)

3. Filamentos de Actina

Filamentos más delgados de 7nm formados por actina. Estructura terciaria globular que al polimerizar forma actina en forma de hélice. Son flexibles y dinámicos. Función: desplazamiento celular, fagocitosis, división, contracción. Forma que va a adoptar la célula.Forman: microvellosidades, haces contráctiles, protrusiones de movimiento y anillo contráctilNo requieren un centro organizador.Polimerización dependiente de ATP. Al unirse el ATP a la actina se unen más actinas. Cuando el ATP pasa a ADP pierde afinidad y se despolimeriza. Faloidina: inhibe despolimerización (estabiliza)Citocalasina: bloque la polimerización induciendo la despolimerizaciónPoseen proteínas que se unen que no necesariamente son motoras:Timosina y profinina: regulan polimeracion. Secuestran monómeros de actina impidiendo que formen filamentos. La señal que induce la producción de filamentos de actina hace ue la timosina y profinina suelten los monómeros.Proteínas que actúan como centros de nucleasión (integrinas): dirigen la polimerización de la actina en puntos de la membrana. Se une por el extremo mas y se van uniendo los monómeros, empujando el filamento.Gelsolina: fragmenta filamentos de actina. Proteínas puente (cross-linking): puntos de anclaje. Proteínas capping: estabilizan extremo másTropomiosina: estabiliza filamento a lo largo de toda la héliceProteínas motoras: haces contráctilesProteínas organizadoras: mantienen ordenados los filamentos, por ejemplo en paralelo.

Protrusiones: polo de avance. Cambios en la formación en puntos especifico (centros de nucleasión) que se disponen de forma paralela.Los lamenopodios se anclan al sustrato a través de proteínas. Los filamentos de actina permiten que el resto de la célula avance por un movimiento de retracción Proteínas motoras: miosinas. Requieren ATP y se desplazan del extremo menos al extremo mas

- Miosina I: la mas pequeña, con un dominio globular. 70 nm. Funcion: desplazamiento de organelos. En sectores de la celula donde no hay microtubulos pueden desplazar vesicuas.

- Miosina II: dimero. Posee dos dominios globulares. 150 nm. Puede relacionar dos filamentos de actina para desplazarlos u organizar estructuras contráctiles o desplazar la miosina con respecto a la membrana. (desplazamiento celular)

- Fiamentos de miosina II: miosina II que polimeriza para formar un filamento. 1µm. forman haces contráctiles en los sarcómeros (filamentos de actina estabilizados y de miosina II. Unidad funcional y estructural de la contraccion) proteína línea Z estabiliza el extremo mas, además de la asociación a la tropomiosina (se enrolla a la actina) y la troponina, que

se une a la tropomiosina. Entre los fiamentos de actina se encuentra la miosina

Contraccion muscular: cuando se activa la contracción los filamentos de miosina desplazan al filamento de actina, acercándose y contrayendo el musculo. La contracción de inicia al aumentar a contracción de calcio. Cuando llega una seña eléctrica la célula abre el canal de calcio, el que se une a troponina (semejante a la calmodulina). La troponina se une al sitio de unión de la actina con la cabeza globular del filamento de miosina. Asi a tropomiosina se desplaza despejando el sitio de unión de la actina a la miosina. Cuando llega el calcio sale un ADP (golpe de potencia = estado de rigor: unión mas fuerte entre miosina y actina) y entra un ATP que hace que se pierda la afinidad por la unión con actina. Luego se hidroliza y el dominio de miosina queda unido a ADP.

Compartimientos celulares

Ventajas: pueden ocurrir procesos celulares antagónicos (degradación y síntesis de proteínas). Existen complejos multiproteicos (batería de enzimas) en lugares específicos. Estas proteínas deben llegar a los organelos desde los lugares de síntesis (transferencia proteica)

Transferencia proteica: con costo energético1. Proteínas al nucleo a través de los poros nucleares. Paso selectivo.

Las proteínas pueden entrar al nucleo de manera plegada. 2. A través de la membrana del organelo (cloroplasto, mitocondrias y

Peroxisomas) necesita proteínas transportadoras para ingresarlas. Las proteínas deben entrar de manera desplegadas (costo ATP), gracias a proteínas chaperonas.

3. A través de vesículas (resto de organelos, matriz extracelular y membrana citoplasmática) se inicia en el RE. Permite llevar proteínas plegadas.

Transporte especifico. Necesita de un proceso de reconocimiento. Depende de a secuencia señal: trozo de la estructura primaria de la proteína que indica que proteína es y a que lugar debe ser llevada.

1. Transporte al nucleo: el poro permite el paso en ambos sentidos. Es altamente selectivo. Complejo del poro nuclear: forma un poro hidrofílico. Fibrillas actúan en el reconocimiento hacia el citoplasma y un canastillo hacia el interior que también participa en el reconocimiento.Pasan iones y pequeñas moléculas hidrofílicas por difusión pasiva (el poro no cambia su conformación, no actúa como canal). Y partículas de mas de 9 nm por transporte activo (ARN, riboproteinas y proteínas nucleares). Tienen secuencia señal de importe y exporte rica en aminoácidos de lisina y glicina. Tanto en el importe como el exporte el receptor se recicla.

- Receptores de importación nuclear: (importinas o transportina o de unión a proteína Ran) el receptor posee dos sitios uno donde se une la proteína y otro para la porteina Ran unida a GTP. El receptor se une a su

proteína y es reconocido pro las fibrillas. Entra al nucle y dentro la proteína Ran-GTP se une a su sitio de unión lo que provoca que el receptor suelte a la proteína. El receptor sale del nucleo y la Ran-GTPasa hidroliza el GTP y el receptor pierde afinidad por la proteína Ran. Proteínas de importe: cromosomales, ribosomales, involucradas en el procesamiento de ARN, factores de transcripción como receptores esteroidales)

- Receptores de exportación nuclear: (exportinas) el receptor tiene afinidad por la proteína cuando esta unido a Ran-GTP. Sale del nucleo y la Ran-GTPasa hidroliza el ATP, el receptor pierde afinidad por la proteína Ran y por la proteína a exportar. Proteínas de exporte: subunidades ribosomales, complejos ARNm, ARNt.

2. Importacion a organelos (mitocondrias: proteínas de translocacion son sensillas por lo que la proteína debe ser deplegada (gasto de ATP). Las proteínas chaperonas se unen para mantenerla desplegada. La secuencia señal es reconocida por un receptor de membrana que la traslada al canal de translocacion. La proteína es transferida a proteínas translocadoras que la “tiiran” hacia el interior (gasto ATP). Cuando las proteínas chaperonas del interior sueltan la proteína, esta vuelve a su conformación original. Una peptidasa especifica degrada la secuencia señal dejando expuesta una segunda secuencia señal (si es el caso) que la lleva al lugar especifico dentro del organelo.

3. A través de vesículas: se inicia en los ribosomas citoplasmáticos, puede continuar ahí o el ribosoma unirse al RE, dependiendo de la proteína que están sintetizando: si es mitocondrial, del núcleo, de cloroplastos o Peroxisomas se sintetizan completamente en el citosol. Pero si es del golgi, de la membrana, de los endosomas, de secreción extracelular, lisosomas o del RE va tener una secuencia señal que lo llevara a la membrana del RE, donde terminará la síntesis de la proteína.

- RER: el péptido señal es lo que primero se sintetiza para poder definir donde se termina la síntesis. El receptor es el SRP que reconoce la secuencia señal y se une al peptido y al ribosoma, que bloque la síntesis de la proteína. El tercer sitio de unión es para el receptor de SRP que está en la membrana del RER. Junto a este receptor esta el receptor del ribosoma, donde queda anclado. Este anclaje desestabiliza la unión del SRP y se suelta. La secuencia señal abre el canal de translocación y la síntesis continua, quedando la proteína al interior del RER. Cuando termina la síntesis el ribosoma sale y la secuencia señal hace que el complejo se abra en el otro sentido permitiendo que la secuencia difunda a través de la membrana. Si la proteína es soluble una peptidasa corta la secuencia señal y queda solo la proteína plegada al interior.

- Las proteínas Transmembranas: poseen secuencias señales que bloquean el paso (de termino) al interior del RER por lo que el resto de la proteína queda fuera. Luego, otra secuencia señal (si la hay) de inicio hace que la proteína sintetizada quede al interior del RER. Así se van formando dominios Transmembranas.

- Proteínas integrales: la secuencia señal provoca que una enzima transfiera a la proteína a un fosfolípidos (glucosil fosfatidilinositol) uniéndola covalentemente.

Modificación químicas de lípidos y proteínas: adición de grupos de carbohidratos y formación se puentes disúlfuro en el caso de proteínas. No solo se transportan proteínas soluble, si no también las que van en la membrana. Debe existir un compratimento dador, donde se forma la vesicula y un compartimento diana donde se fucionan.

Formación de vesículas: existen proteínas asociadas al compartimento dador que van a formar la vesicula al polimerizar. La membrana de la vesicula debe saber que llevar y donde llevarlo.Las clatrinas y las COP son proteínas que participan en la formación de la vesicula. Se diferencian en los tramos en que actúan. Las vesículas recubiertas pro clatrinas se forman en el golgi y viajan a lisosomas y endosomas o se forman en la membrana y viajan al interior de la célula. Cuando la clattrina polimeriza forma un enrejado que encierra a la vesicula. Cuando la vesiculula se va a liberar la dinamina extrangula el sector de la membrana (depende de GTP) y se libera la vesicula. Las COP llevan vesículas del golgi al RE o viceversa. Cuando la vesicula esta en el medio las proteínas se liberan (clatrina y COP) y la vesicula se une a la membrana del compartiemento diana.Los receptores de carga definene que proteines va a llevar la vesicula. Reconocen las glicosilaciones de las proteínas.

Acoplamiento de vesículas- Corta distancia (ER-Golgi): difusión simple. Difunde libremente por el

medio intracelular- Larga distancia (golgi-final neuronal): necesitan proteínas motoras (ej:

microtubulos-actina)

La vesicula posee receptores SNEAR (V-SNEAR) que tienen la información de lo que lleva y de donde viene la vesicula, que es reconocido por el (T-SNEAR) en la membrana del compartimento diana. Luego se fusionan las membranas, gracias a las proteínas de fusión que acercan la vesicula a la membrana a una distancia de 1,5nm, desplazando moléculas de agua. (gasto de energía)Cuando el destino de las vesículas es la membrana se denominas rutas de secreción. (exocitosis)Van CH, lípidos y proteínas.Modificaciones: ER: puentes de sulfuro, plegamiento adecuado, revisión, ensamblaje de subunidades. Glucosilaciones (protección, retención en el RE, señal de transporte) y escisiones proteolíticas especificas (corte de un segmento de la proteína) Diolicol: fosfolípido dador del primer oligosacárido de la glucosilación.Golgi: sacar o poner residuos, modificaciones, etc.

La salida de las proteínas desde el RE es altamente selectiva. Si su plegamiento no es correcto, no es liberada y el degradado.

- Fibrosis quística: enfermedad multisistemica debida a la ausencia de un transportador de cloro, que no se logra plegar bien, por lo que es degradada y no llega a la membrana.

Aparato de Golgi: cara Cis: fusión de vesículas. Cara Trans: eventos de formación de vesículas. (regiones recubiertas pro proteínas)Modificación de proteínas, escisiones proteolíticas especificas y clasificación de las proteínas para luego organizarlas en vesículas.

Rutas de secreción:- Constitutiva: permanente. Existe en todos los tipos celulares porque asi

recuparan su membrana mientas transportan las proteínas (periféricas, matriz extracelular, fluido extracelular)

- Controlada: vesículas provisorias con mayor concentración de las proteínas que llevan. No se fucionan con la membrana hasta que reciben una determinada señal. Si no, se acumulan en el citoplasma.

Endocitosis:

Pinocitosis: fluido y moléculas en pequeñas vesículasFagocitosis: grandes partículas en fagosomas (vesículas grandes). Células, becterias, etc. Endocitosis mediada por receptores: el lugar donde se encuentra la clatrina posee receptores que concentra las moléculas que se van a endocitar.Endocitosis de LDL: el receptor reconoce la particula de LDL y la concentra. La clatrina polimeriza, se fomra la vesicula y luego entra a la celula. El material endocitado es clasificado por el endosoma, que lo fagocita. El Ph desestabiliza el receptor de LDL que se va en una vesicula a la membrana y la LDL es llevada a los lisosomas que la degradan dejando disponible solamente el colesterol. Arterosclorosis: no existe la clatrina y se acumula la particula de LDL. (hipercolesterolemia)

Endocitosis de transferrina: el receptor reconoce la transferrina. Se forma la vesicula gracias a la clatrina. El receptor es transportado a la membrana junto con el transportador que libero el hierro.

Transcitosis (clasificación en el endosoma): llevar el material que entro por un dominio de la celula hacia otro dominio celular. Redistribuye componentes de membrana. (si se fabrican en un puro sector de la celula se distribuyen por transcitosis)

Digestión celular: degrada moléculas y separa nutrientes aprovechables (aminoácidos, glúcidos, nucleótidos) contiene una gran cantidad de enzimas hidrolíticas. Si se endocita una bacteria se fomra un fagosoma, si un organelo se denomina autosoma y si son partículas se llama endosoma (temprano y tardio). Luego van al lisosoma para digerirse.

Mitocondrias

-Origen endosimbiótico

-Semi-autonomía: poseen ADN (circular), síntesis proteica, ribosomas (procariontes), fisión binaria.Los microorganismo que realizaban fotosíntesis son los responsables del cambio de los niveles de oxigeno en la tierra. El agotamiento de Fe++ en los océanos produjo la liberación de oxigeno y nacen los organismos aeróbicos

1. Mitocondria: las mitocondrias se localizan cerca de los lugares que necesitan gran cantidad de ATP. También varían en número.

- Membrana externa : altamente permeable, poco selectiva. Posee porinas que forman poros por donde pasan libremente distintas moléculas hidrofílicas. Permite la comunicación con el citoplasma. Se encuentran las proteínas metabolizadoras de lípidos.

- Espacio intermembrana : enzimas que utilizan ATP para fosforilar nucleótidos, como el GTP.

- Membrana interna : forma crestas mitocondriales que aumentan la superficie. No es permeable, especialmente a iones. Se ubica la ATP sintetasa y proteínas transportadoras. Ocurre la cadena transportadora de electrones.

- Matriz: enzimas encargadas de la oxidación del piruvato y ácidos grasos. Enzimas necesarias para el ciclo de krebs. Se encuentra al ADN (circular, sin intrones, transcribe subunidades de proteínas), ARNt y los ribosomas mitocondriales.

• Glucólisis: (citosol). Transforma una molécula de glucosa en dos piruvatos (tiene grupo cetona, ester y radical), produce 2 ATP y 2 NADH (neto). Si bien genera 4 moléculas de ATP, como se consumen 2, el resultado neto son 2 moléculas de ATP.

El piruvato entra a la mitocondria, continua el proceso de oxidación hasta llegar a Acetil-coA (metabolito intermediario). Aquí se juntan todas las vías de metabolización de los nutrientes que entran a la mitocondria.

Acetil-coA: Metabolito intermediario en donde se juntan todas las vías de oxidación de los distintos nutrientes. Proviene de la metabolización u oxidación de azúcares y polisacáridos, pasando por las glucólisis hasta llegar al acetil-coA , por la metabolización de grasas que pasan por ácidos grasos y entran a la mitocondria, o bien de proteínas que por vías metabólicas llevan a aminoácidos y ellos a su vez llegan al punto de piruvato y son transformados también a acetil-coA.

Ciclo de krebs: el acetil-coA se condensa con el oxalacetato (compuesto de 4 carbonos) formando el citrato (compuesto de 6 carbonos) y al final del ciclo (8 reacciones enzimáticas en cadena) se vuele a formar oxalacetato. En el ciclo hay pasos de decarbonización, en donde se pierden 2 carbonos en la forma de CO2. Se debe considerar que este ciclo ocurre en la matriz mitocondrial y el CO2 va a viajar en forma de bicarbonato por la sangre dentro de los glóbulos rojos (sale por difusión simple). En el ciclo también se incluyen tres pasos de oxido reducción, en donde se generan NAD y FAD reducidos. Hay además, una fosforilación de ADP para generar ATP: El resultado neto es: 3 NADH, 1 GTP, 1 FADH2, se libera 2 CO2 por vuelta del ciclo y volvemos al oxalacetato.

Cadena transportadora de electrones: complejo de proteínas ubicadas en la membrana interna de la mitocondria. Reciben electrones de los poderes reductores (FADH Y NADH) de manera secuencial, perdiendo la energía (utilizada para bombear protones de la matriz al espacio intermembrana en contra de la gradiente y liberada como calor) hasta llegar al último aceptor:, que es el oxígeno, el que reduce estos electrones mediante la formación de H2O. Se genera un gradiente electroquímico debido a la cadena transportadora de electrones, que libera protones H+ hacia el espacio intermembrana (pH neutro en

intermembrana->7, básico en la matriz->8). La ATP-sintetasa anclada a la membrana interna de la mitocondria, va a utilizar el gradiente electroquímico de los protones, va a devolver los protones a la matriz, produciendo ATP. Esta proteína esta anclada, peor su dominio catalítico que realiza la reacción está expuesto hacia la matriz mitocondrial.

Cadena de transporte de electrones: Está formada por 3 complejos: el 1ro de ellos es el NAD deshidrogenasa, porque es el NADH el que le cede los electrones. Entre el complejo NAD deshidrogenasa y el complejo citocromo b-c1 hay una proteína móvil que lo conecta: la ubiquinona. Entre este complejo y el 3ro que es el citocromo oxidasa hay una proteína móvil: citocromo c. Estas son proteínas que se desplazan asociadas a la proteína interna de la membrana. El ultimo complejo le pasa los electrones a l O2 para transformarlo en H2O.

Algunos compuestos de lo complejos (Fe y CU) son capaces de recibir electrones solos, en cambio otros necesitan la ayuda de un ión hidruro, y al pasarlo a un compuesto que no necesita protones los deja al otro lado de la membrana. Por lo tanto la disposición de los componentes debe ser exacta.

El FADH entrega los electrones al complejo succinato-CoQ reductasa, que es posterior a los complejos del NADH , por lo que bombea menos electrones que el NADH. El NadH, por cada 2electrones que libera, libera un ión H+.

Termogenina: proteína que se ubica dentro de la paed interna de la mitocondria y que actúa como desacoplante de grasa parda (ayuda a mantener la termorregulación en los bebés y enlos animales que hibernan). Desacoplante de la cadena transportadora con la ATP-sintetasa. Forma un poro que transporta protones del espacio intermembrana a la matriz por lo que disipa el gradiente, y además genera calor. Por esta razón para poder generar ATP la cadena debe funcionar más rápido y usar más tiempo genera aún más calor.

Resultado fosforilación: generar gradiente electroquímico, se consume el oxigeno y se forma agua.

ATP sintetasa: proteína transmembrana interna mitocondrial formada por 2 subunidades: la F0 anclada a la membrana interna (se produce el poro) y F1, subunidad catalítica expuesto a la matriz mitocondrial. El H+ pasa a través de esta proteína a favor de su gradiente electroquímico.Esta ATP sintetasa tiene la particularidad de poder funcionar en ambos sentidos; ya que en los procariontes usada como una bomba de protones que permite generar a favor del gradiente de concentración mediante la hidrólisis de ATP (de ATP a ADP)En las bacterias la rotación de la subunidad F1 provoca que se mueva el flagelo (no tienen microtúbulos).

El gradiente de protones también es utilizado para el transporte de metabolitos. Ej: (gradiente de pH) el piruvato entra a la matriz mitocondrial por la membrana interna. Por una proteína que hace simporte (transporte acoplado) de protones y piruvato. Lo mismo para el fósforo inorgánico. El gradiente de voltaje es utilizado por una proteína que transporta (antiporte) ATP por ADP. Entra ADP a la matriz y sale ATP al espacio intermembrana. (ATP4- y ADP3-)

Rendimiento neto respiración celular: 4 ATP + 10 NADH (x3 ATP de la cadena) + 2 FADH (x2 ATP) – 2 ATP (glucolisis) = 36 ATP

Hidrólisis anaeróbica de piruvatoAnaerobiosis: falta de oxigeno para la producción de ATP. Se empieza a acumular NADH y se necesita NAD.

a) Fermentación láctica: (células musculares) al faltar la llegada de oxigeno las mitocondrias no pueden producir ATP. Los piruvatos que se acumulan se desvían para formar lactato y el NADH se oxida a NAD y asi se regenera para ser utilizado en la glucolisis.

b) Fermentación alcohólica: (levaduras) el piruvato se transforma en acetaldehído por descarboxilacion y luego se oxida para formar etanol. El NADH se regenera a NAD.

2. Cloroplastos : síntesis de esqueletos carbonados simples. Rol especifico que se complementa con la función de la mitocondria. Los protones se acumulan en el espacio tilacoidal y la ATP sintetasa los saca al estroma sintetizandose ATP.

a) Fase lumínica: (fotofosforilación) capta la energía de la luz para fijar el carbono atmosférico. El agua es el dador de electrones y el NADP es el último aceptor.

b) Fase oscura: depende de la fase lumínica (producción de ATP). El ATP es de consumo interno.

a) Fase lumínica:Clorofila: anillo de porfirina (absorbe luz) existe la clorofila a (grupo metilo), principalmente en eucariontes fotosintéticas, plantas y algas, y la b (grupo más complejo)Complejo antena: formado pro clorofilas. Posee un centro de reacción que pasa los electrones a los complejos. El rango de absorción de luz se amplía con la variedad de pigmentos y distintos tipos de clorofilas.

Los dos fotosistemas se diferencian en la proporción de clorofila a y b, en las características de sus centros de reacción y el los transportadores de electrones. Los fotosistemas se encuentran separados, por lo que necesitan proteínas que transporten los electrones del fotosistema II al I.

Cada fotosistema posee su propio sistema antena. En el fotosistema II ocurre la escisión del lo que libera protones al espacio tilcoidal y recupera su estado de energía minima. Cuando capta un foton de luz los electrones viajan por la plastoquinona al complejo citocromo b6 y de la plastocianina al fotosistema I. Como el fotosistema I también capta fotones de luz, recupera sus electrones de la plastocianina y vuelve a ser capaz de captar luz. Cuando es exitado, los electrones pasan a la ferredoxina que los lleva a la NADP reductasa (se genera NADPH). El gradiente de protones es utilizado por la ATP sintetasa para producir ATP.

Los saltos dependen del potencial Redox, que mide la facilidad de un componente de reducir a otro (entregar sus electrones)

b) Fase oscura: depende de ATP y de NADPH. Independiente de la luz. Ocurre en el estroma.

- Carboxilacion: fijación del carbono atmosférico- Reducción: se ocupa el NADP como poder reductor- Regeneración: se ocupa el ATP y se regenera el primer metabolito utilizado en la

reacción de condensación del CO2.

El CO2 se condensa con una ribulosa 1,5 difosfato. (por cada 3 CO2 sale un esqueleto carbonado). La ribulosa difosfato carboxilasa (enzima) actua lentamente que dependiendo de las cantidades de CO2, puede realizar fotorespiracion (si son bajas); toma las azucares sencillos y degradarlas u oxidarlas.

Se consume CO2, 3 ATO y 2 NADPHSe genera por cada 3 CO2, una molecula de glicealdehido trifosfato que sirve como precursor:

- Si sigue en el estroma se sintetiza almidon (reserva energética) - Si va al citosol se puede sintetizar sacarosa para nutrir la planta gracias al floema, en

lugares donde no se realiza fotosíntesis. - O formar piruvato para formar ATP en las mitocondrias.