FISIOLOGÍA CELULAR

TEMA 12

Las células realizan tres funciones básicas: nutrición relación reproducción

1 Funciones de nutrición

• - En la nutrición celular existen diferentes modalidades de obtención de materia y energía, pero, en la mayoría de los casos, las células realizan las siguientes tareas:

• absorción e ingestión, • digestión, • metabolismo y excreción.

Absorción e ingestión

• La absorción de pequeñas moléculas se lleva a cabo a través de la membrana celular, de un modo selectivo, – permeabilidad pasiva (difusión simple, difusión facilitada) – permeabilidad activa (bombas, como la de Na+-K+).

La ingestión de macromoléculas y partículas tiene lugar por endocitosis, que puede ser:

– pinocitosis (ingestión de líquidos)– fagocitosis (ingestión de sólidos).

Digestión

Para descomponer las sustancias ingeridas por endocitosis se necesita una digestión intracelular, que realizan los lisosomas.

• Los lisosomas se unen a la vesicula de endocitosis para formar vacuolas digestivas.

• Los pequeños nutrientes que de un modo u otro pasan al citoplasma, participarán luego en diversos procesos metabólicos de anabolismo (síntesis) o catabolismo (degradación).

fagosomas

fagosomas

• Algunas veces la endocitosis se produce gracias a receptores que están en el exterior de la membrana plasmática.(Endocitosis mediada por receptor)

• En la cara interna de la membrana está la clatrina que es una proteina que forma una red que recubre las vesículas.

clatrina

• En la mayoría de esos procesos tienen lugar intercambios energéticos, realizados por el acoplamiento de reacciones a través del ATP.

Exocitosis

• Finalmente, los residuos del metabolismo son eliminados por transporte a nivel de membrana o por exocitosis.

• También interviene la membrana celular.• Pueden ser:– Funciones estructurales– Funciones de relación– Funciones de excreción

• Funciones estructuralesSecreción de sustancias para la formación de estructuras de la célula.– Glicocalix– Matriz celular o sustancia intercelular– Pared vegetal– Paredes quísticas

• Funciones de relación• Intercambio de metabolitos o señales químicas.• Funciones de excreción– Expulsión de sustancias de desecho (protozoos)– Si no pueden ser expulsadas quedan como cuerpos

residuales

Tipos de secreción

• La secreción puede ser:• Constitutiva, la que se realiza continuamente por

el RE-Golgi para renovar estructuras celulares.• Regulada si se produce por estimulación externa.• Están revestidas de clatrina.– Células secretoras exocrinas – Secreción endocrina– Neurotransmisores

Secrecion endocrina

Hormonas

2 Funciones de relación

• Las células se relacionan con el medio externo• 1 recibe señales o estímulos físicos o químicos

y los transforma en señales químicas o moléculas de señalización.

• 2 las moléculas de señalización llegan a células diana con receptores específicos.

• 3 La unión receptor señal estimula reacciones químicas intramoleculares que se traducen en una respuesta.

Moléculas de señalización• - En las funciones de relación cabe diferenciar varias

modalidades de comunicación intercelular como: • comunicación por contacto directo entre células

contiguas • comunicación mediante moléculas unidas a

membranas • En las células animales hay comunicación a distancia

mediante moléculas segregadas Ésta puede ser a su vez:

paracrina, con mediadores localesendocrina con hormonasSináptica con neurotransmisores en las sinápsis.

Moléculas de señalización

Señales moleculares

antígenos

Linfocitos Th

• En las células vegetales las fitohormonas se producen en tejidos meristemáticos, no en glándulas, y actuan sobre células diana actuando sobre la floración, crecimiento, maduración…

Receptores específicos• Se encuentran en las células diana.• Pueden estar en la superficie de la célula o en el interior del

citoplasma.• Receptores de superficie. Suelen unirse a moléculas

hidrófilas,– Apertura o cierre de canales iónicos. Ej acetilcolina abre canales

Na+/K+ en músculo…– Activación de señales intracelulares produciendo el segundo

mensajero como AMPc. A veces se produce una respuesta en cascada.

• Receptores intracitoplasmáticos que son moléculas hidrófobas como hormonas esteroides que son capaces de entrar en el nucleo celular y activar o inhibir genes.

Tipos de respuestas

•

Tras captar los estímulos, las células interpretan las señales y pueden llevar a cabo diferentes tipos de respuestas como: secreción de sustancias, contracción, desplazamiento de células libres, proliferación y diferenciación celular.

Movimiento

• Taxias o tactismos• Quimiotaxia• Fototaxia y fototropismo• Cilios y flagelos en eucariotas• Movimiento ameboide• Movimientos intracitoplasmáticos

Taxia

Fototropismo

Fitohormonas

ameba

Cilios y flagelos

• - En las funciones de reproducción, las células eucariotas se multiplican a través del ciclo celular, con sus correspondientes mecanismos de control.

• En él se distinguen:• una interfase más o menos larga (dividada a su vez en fase G1 o

postmitótica, fase S o de síntesis y fase G2 o premitótica) • una fase mitótica en la que se diferencian la mitosis propiamente

dicha (con sus cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase) y la citocinesis o plasmotomía.

• Al final la célula madre se divide en dos células hijas con idéntica dotación cromosómica. Existen, no obstante, ciertas diferencias entre unas células y otras en aspectos como la formación del huso mitótico, la citocinesis y el reparto del contenido celular (bipartición, gemación, división nuclear libre y formación celular libre).

• Por otro lado, un proceso necesario para la reproducción sexual del organismo es la meiosis, en la que se forman cuatro células haploides a partir de una diploide, y se produce además una mezcla de genes paternos y maternos con la consiguiente variabilidad genética.

• Según el momento en que se produzca la meiosis se diferencian los ciclos biológicos haplonte, diplohaplonte y diplonte.

• En el proceso de meiosis se distinguen dos divisiones consecutivas, y en cada una de ellas también se diferencian cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. La más larga y compleja es la profase I.

• Por otro lado, un proceso necesario para la reproducción sexual del organismo es la meiosis, en la que se forman cuatro células haploides a partir de una diploide, y se produce además una mezcla de genes paternos y maternos con la consiguiente variabilidad genética. Según el momento en que se produzca la meiosis se diferencian los ciclos biológicos haplonte, diplohaplonte y diplonte. En el proceso de meiosis se distinguen dos divisiones consecutivas, y en cada una de ellas también se diferencian cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. La más larga y compleja es la profase I.