UNIDAD 4. LA CÉLULA. MODELOS DE ORGANIZACIÓN. LA CÉLULA EUCARIOTA (I)

ESQUEMA: TÉCNICAS DE ESTUDIO DE LA CÉLULA. LA MEMBRANA CELULAR.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS DE MICROSCOPIA ELECTRÓNICA

CÉLULA PROCARIOTA

-Pared celular gruesa y membrana plasmática trilaminar.

-Nucleoide, con el material genético libre en el citoplasma.

-Inclusiones de reserva e invaginaciones.

-Apéndices móviles: flagelos, fimbrias o pelos (no constituidos por proteinas del citoesqueleto).
-Ribosomas de 70S

CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL Y VEGETAL

-Estructuras externas: matriz celular y pared celular de celulosa (células vegetales).

-Núcleo celular (doble membrana e interior fibrogranular) y nucleolo.

-Mitocondria.

-Cloroplastos (células vegetales).

-Retículo endoplasmático y complejo de Golgi.

-Elementos citoplasmáticos.

-Vacuolas y otras inclusiones de reserva.
-Citoesqueleto
-Ribosomas de 80S

DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES

CÉLULAS VEGETALES	CÉLULAS ANIMALES
Cloroplastos	Ausencia
Pared celular	Ausencia
Vacuolas de gran tamaño	Ausencia
Ausencia	Centriolos
Forma poliédrica (generalmente)	Forma redondeada (generalmente)

3. MEMBRANA PLASMÁTICA COMO UNIDAD ESTRUCTURAL

Estructura limitante que separa la célula del medio externo:

-Grosor de 7,5 nm.

-Con MET se observan dos bandas oscuras separadas por una banda clara.

-Común en  membranas biológicas, se denomina unidad de membrana.

Estructura trilaminar: bicapa lipídica con proteínas embebidas. Modelo de mosaico fluido.

4.COMPOSICIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Compuesta fundamentalmente por lípidos y proteínas (40% y 60%).

4.1.LÍPIDOS DE MEMBRANA

• Fosfolípidos: más abundantes. Moléculas anfipáticas:

            -Zonas hidrófilas: → hacia el exterior→ forman →cara interna: contacto con el citoplasma

             (cabezas polares, glicerina, glicerol)                →cara externa: contacto con el medio  el                                                                                                          extracelular

             -Zonas hidrófobas→ hacia el interior

            (ácidos grasos)

• Glucolípidos: similares a los fosfolípidos pero con carbohidratos. Asociados a la cara externa.                                              Derivados de: -Esfingolípidos (en células animales)                                                                                            -Fosfoglicéridos (en bacterias y células vegetales)
• 
  

• Esteroles:-Colesterol (en células animales)

                            -Fitosteroles (en células vegetales)

                            -Otros en protistas, hongos y bacterias sin pared celular.

        Confieren estabilidad, moléculas rígidas unidas mediante enlaces débiles a los fosfolípidos.

4.2. PROTEÍNAS DE MEMBRANA

• Integrales: poseen regiones hidrófobas, asociadas al interior, e hidrófilas, asociadas al exterior.

                              -Trasmembranales: zona hidrófila asociada a cara interna o externa.

                              -Glucoproteínas: con carbohidratos unidos covalentemente (cara externa).      

                        

• Periféricas: sin zonas hidrófobas, no penetran. Unidas a lípidos o a otras proteínas..

Pueden desplazarse por la membrana por difusión lateral. Las membranas son asimétricas.

5. MODELOS DE MEMBRANA

Modelo de mosaico fluido. La mayor o menor fluidez depende de:

    -Grado de saturación de los ácidos grasos en los lípidos de membrana.

        -Más saturada, más rígida.

        -Más insaturada, más fluida.

    -Longitud de los ácidos grasos en los lípidos de membrana: más larga, menos fluida.

    -Temperatura: más temperatura, más fluidez

    -Proporción de colesterol: más colesterol, menos flexibles y fluidas.

6.FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR

-Separar el citoplasma y los orgánulos del medio externo.

-Producción y control de gradientes electroquímicos.

-Intercambio de señales.

-División celular.

-Adhesión.

-Barrera selectiva.

-Endocitosis y exocitosis.

7.TRANSPORTE DE MOLÉCULAS

Membrana semipermeable.

• La atraviesan libremente

-Moléculas apolares de pequeño tamaño.-Moléculas polares sin carga.-Moléculas solubles en lípidos.

• Necesitan proteínas: -Moléculas con carga y de gran tamaño.

                        

7.1.TRANSPORTE PASIVO

Intercambio a favor de gradiente, no requiere gasto energético:         

• Difusión simple, directamente.
• Difusión facilitada, a través de proteínas transmembranales.

         -Proteínas de canal, sin cambios conformacionales.

                  -Proteínas transportadoras, con cambios conformacionales.

                    Unitransporte: una sustancia.

                     Cotransporte: dos sustancias. -Simporte(misma dirección)                   ,                .                                                                             -Antiporte(diferente).

7.2.TRANSPORTE ACTIVO

Transporte en contra de gradiente, necesita aporte energético.

• Transporte activo directo: acoplado a ATPasa de membrana.
• Transporte activo indirecto: simporte/antiporte.

ATPasa DE MEMBRANA

-Proteína transmembranal  con configuración distinta ambos lados.

-Permite el paso de protones a favor de gradiente, y puede actuar también en sentido contrario.

Ambos tipos de transporte activo pueden acoplarse. El transporte activo permite mantener diferentes concentraciones en el medio intra y extracelular.

8.ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS

Permiten el tránsito de macromoléculas o moléculas de mayor tamaño. Ambos con gasto energético.

• Endocitosis al interior.
• Exocitosis del interior al exterior

8.1.PROCESO DE ENDOCITOSIS

La célula se invagina y engloba partículas del exterior, forma una vesícula qué pasa al interior celular.

Las vesículas pueden: -Fusionarse con lisosomas primarios →vacuolas digestivas, con enzimas                            ,                                      hidrolíticas. Digestión celular.

                                    -Tránsito intracelular: de un punto de una célula a otro.

Endocitosis mediada por receptor, unión a receptores específicos (revestimiento de clatrina).

TIPOS DE ENDOCITOSIS

En función del tamaño y naturaleza de las partículas:

-Pinocitosis (líquidos y partículas pequeñas).

             -Fagocitosis (partículas grandes, organismos vivos o restos celulares). Fagótrofos.

8.2.PROCESO DE EXOCITOSIS

Fusión de la membrana plasmática con vesículas, a través de elementos citoesqueléticos.

Importante papel en funciones celulares:

• Funciones estructurales: secreción de sustancias sintetizadas. (glicocálix, pared vegetal…)
• Función de relación: intercambio de metabolitos o señales.
• Función de excreción: secreción de productos de desecho.

Secreción: -Constitutiva (sistema retículo endoplasmático- aparato de Golgi). Función estructural.

   -Regulada ( lugares localizados). Glándulas exocrinas y endocrinas, liberación neuronal.

9.DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA

• Apical
• Basal
•  Lateral

9.1.MICROVELLOSIDADES

Prolongaciones membranosas digitiformes.

9.2.ESTEREOCILIOS

Grandes microvellosidades.

9.3.INVAGINACIONES

Repliegues de la membrana plasmática del interior celular

9.4.UNIONES INTERCELULARES

• Uniones de adherencia.
• Uniones impermeables.
• Uniones comunicantes o del tipo gap.

APARTADO DESARROLLADO                   

DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA

Especialización de la membrana plasmática para cumplir determinadas funciones:

• Apical: microvellosidades, estereocilios.
• Basal: invaginaciones.
• Lateral: uniones intercelulares.

9.1.MICROVELLOSIDADES

-Prolongaciones membranosas digitiformes.

-En células animales. 

-Filamentos de actina y otras proteínas conectados a la membrana plasmática. 

-Aumenta la superficie de intercambio con el exterior. 

-Contiene enzimas y sistemas de transporte.

9.2.ESTEREOCILIOS

-Grandes microvellosidades. 

-Células de la cóclea y del vestíbulo del oído interno. 

-Reforzadas con filamentos de actina. 

-Se mueven con las vibraciones del sonido y crean señales eléctricas que envían al cerebro.

9.3.INVAGINACIONES

-Repliegues de la membrana plasmática del interior celular 

-Por ejemplo diferenciaciones basales de las células epiteliales del túbulo contorneado proximal de las nefronas. 

9.4.UNIONES INTERCELULARES

• Uniones de adherencia: en las membranas de la célula pegadas. Soportan tensiones mecánicas. Ejemplo: desmosomas.
• Uniones impermeables: unen membranas de células vecinas. Con proteínas asociadas elementos fibrilares,  forma de cremallera. Ejemplo: células epiteliales del intestino.
• Uniones comunicantes o del tipo gap: unen membranas adyacentes mediante canales proteicos. Ejemplo: neuronas.

Encontramos plasmodesmos y punteaduras en células vegetales, que permiten la comunicación y el intercambio entre células.

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