Unidad IIUnidad IIANATOMÍA Y ESTRUCTURA QUÍMICA DE LA CÉLULA

Definición de célula.Definición de célula.

Es la unidad anatómica y funcional de los seres vivientes, con capacidad para crecer, vincularse con el medio externo, reproducirse y transmitir información a su descendencia.

Las células son estructuras complejas que crecen, respiran, se alimentan, se relacionan, se reproducen y eliminan sus desechos por sí solas.

Es por esto, por lo que se considera la mínima expresión de vida de todo ser vivo.

Tiene función de autoconservación y autorreproducción.

Intercambia materia y energía con el medio que lo rodea

En una célula es posible que se realicen todas las funciones vitales, de modo que basta una sola célula para que exista un ser vivo.

Clasificación celular: Células Clasificación celular: Células procariotasprocariotas

Las células procariotas no poseen un núcleo celular delimitado por una membrana plasmática, protegida de una pared celular

Los organismos procariontes son las células más simples que se conocen. En este grupo se incluyen las arqueobacterias y las bacterias.

Celula procariotaCelula procariota

Todos sus componentes, incluido el ADN ,se encuentran libremente dentro del citoplasma, en el nucleoide.

Carece de organelos membranosos.

Viven en diferentes tipos de ambiente: suelo húmedo, desierto, aire, glaciales, piel, boca, etc.

Poseen un citoesqueleto cuya función se relaciona con la protección, la forma y la división celular por fisión binaria.

Miden de o.5 a 1micrómetro.

poseen formas de esfera, bastón o espiral.

Células eucariotasCélulas eucariotasLas células eucariotas poseen un núcleo

celular delimitado por una membrana. Estas células forman parte de los tejidos de organismos multicelulares como los seres humanos. Poseen múltiples orgánulos.

Se dividen en:Célula animal y célula vegetal

sangre Cancer de pulmón higado levadura

Célula eucariota.Célula eucariota.En las células eucariotas se pueden

distinguir las siguientes partes principales:

Estructura celularEstructura celular

La estructura de las células son altamente organizadas en su interior, constituidas por diferentes orgánulos implicados, cada uno de ellos en diferentes funciones.

CÉLULA EUCARIOTA CÉLULA EUCARIOTA ANIMALANIMAL

CELULA EUCARIOTA CELULA EUCARIOTA VEGETALVEGETAL

La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática“ o celular.

MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR La bicapa lipídica de la

membrana actúa como una barrera que separa dos medios acuosos, el medio donde vive la célula y el medio interno celular. Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable. También debe transmitir a la célula las señales que proceden del exterior de la misma. Por eso en la membrana existen transportadores y receptores, y ambos son proteínas de membrana.

MEMBRANASMEMBRANAS La membrana es impermeable a moléculas como

los hidratos de carbono, aminoácidos, proteínas o ácidos nucleicos

La membrana es permeable a moléculas como los lípidos, y a moléculas pequeñas como los gases. También es parcialmente permeable al agua.De este modo la célula mantiene concentraciones de iones y moléculas pequeñas distintas de las imperantes en el medio externo.

Tipo de molécula Ejemplo Permeabilidad

Hidrófoba N2, O2• hidrocarburos Permeabilidad libre

Polar pequeña H20, CO2, glicerol, urea Permeabilidad libre

Polar grande Glucosa y otros monosacáridos y disacáridos sin carga

No permeable

Iones y moléculas con carga

Aminoácidos, H+, HCO3-,

Ca+2, Cl-; Mg+2

No permeable

COMPOSICIÓN DE LA COMPOSICIÓN DE LA MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR

Delgada y elastica de 7.5 y 10 nanometros.◦ 55 % Proteínas◦ 25 % Fosfólipidos◦ 13 % Colesterol◦ 4 % Lípidos◦ 3 % Hidratos de

carbono

MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR

Dos porciones◦ Hidrofóbica (paso grasas)◦ Hidrofilica (paso

substancias hidrosolubles)

PROTEÍNASPROTEÍNAS

Son de dos tipos◦PROTEÍNAS

INTEGRALES◦PROTEÍNAS

PERIFÉRICAS FUNCIONES Canales o poros Proteínas

transportadoras Enzimas

HIDRATOS DE CARBONOHIDRATOS DE CARBONOLlamado glucocáliz celular (3%)Combinado con proteínas y

lípidos◦Glucoproteínas◦Glucolípidos

Glucosa sale al exterior◦Anclan◦Receptores hormonales

LIPIDOSLIPIDOSBicapa lipídica42%Membran

a◦ 25%

Fosfólipidos◦ 13% colesterol◦ 4% grasas

neutras

TRANSPORTE A TRAVÉS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAMEMBRANA

Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable.

La membrana presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso de DETERMINADAS pequeñas moléculas.

Los mecanismos de transporte pueden verse en el siguiente esquema:

MECANISMOS DE MECANISMOS DE TRANSPORTETRANSPORTE

Transporte pasivo◦Difusión simple

A través de una bicapa A través de canales

◦Difusión facilitadaTransporte activo

energia

1. Transporte pasivo. Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana. Se produce siempre a favor del gradiente, es decir, de donde hay más hacia el medio donde hay menos (no necesita energía). Este transporte puede darse por: Difusión simple . Es el

paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de canales proteícos.

A) Difusión simple a través de la bicapa (1). Así entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos liposolubles. Y sustancias apolares como el oxígeno, el CO2 y el nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el agua, el etanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis

ÓSMOSISÓSMOSISLa ósmosis es una variedad especial

de difusión que implica el movimiento de moléculas solventes (en este caso, el agua) a través de una membrana de permeabilidad selectiva

ÓSMOSISÓSMOSIS

Las moléculas pequeñas atraviesan con facilidad y las grandes con dificultad.

La membrana es selectiva o semipermeables.

Medio hipertónico: hay mas soluto en el exterior de la célula dejando el medio interior con mayor cantidad de solvente.

Medio hipotónico: hay mas solvente al exterior de la célula, dejando el interior con mayor cantidad de soluto

Medio isotónico: tanto interior como exterior como exterior de la célula poseen la misma cantidad de solvente y soluto.

Es el medio ideal para la célula, la estabilidad

B) Difusión simple a través de canales (2).Se realiza mediante las denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando, como ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una determinada región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal.

CANALES:Son proteínas que tienen en su interior un poro a través del cual puedenpasar iones o moléculas.

C) Difusión facilitada (3) . Permite el transporte de pequeñas moléculas polares, como los aminoácidos, monosacáridos como la glucosa, etc, que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas trasmembranosas faciliten su paso. Estas proteínas reciben el nombre de proteínas transportadoras o permeasas que, al unirse a la molécula a transportar sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.

En el trasporte activo(4), las sustancias pasan en contra de gradiente de concentración o de potencial electroquímico.

En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero éstas requieren energía, en forma de ATP, para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se realiza en contra del gradiente electroquímico. Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K, y la bomba de Ca.

La bomba de Na+/K+ Requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína actúa contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya que rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el transporte.

Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior, con la hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiológica. De hecho todas las células animales gastan más del 30% del ATP que producen ( y las células nerviosas más del 70%) para bombear estos iones.

Otro mecanismo llamado Transporte en Masa, que consiste en la formación de pequeñas vesículas de membrana que se incorporan a la membrana plasmática o se separan de ella, permite a las células animales transferir macromoléculas y partículas aún mayores a través de la membrana.

Endocitosis: entrada de materia a la célula Fagocitosis: es la

incorporación de sustancias de gran tamaño (proteínas, microorganismos, restos celulares, etc.) Ej: globulos blancos.

Picnocitosis cuando se trata de incorporación de partículas líquidas.

EXOCITOSISEXOCITOSISLa membrana también saca

sustancias de desecho La membrana envuelve la

sustancia y la vacia al exterior

TranscitosisTranscitosis.Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia atravesar todo el citoplasma celular desde un polo al otro de la célula. Implica el doble proceso endocitosis-exocitosis. Es propio de células endoteliales que constituyen los capilares sanguineos, transportándose así las sustancias desde el medio sanguineo hasta los tejidos que rodean los capilares.