LA CELULA Y SU FUNCION

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LA CELULA Y SU FUNCION
BIOLOGIA
LA CELULA
Fisiología y Fisiopatología
Guyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Organización de la célula
n  Citoplasma y Núcleo
n  Protoplasma
Fisiología y Fisiopatología
Guyton, Hall, McGraw-Hill,1998
La célula
Fisiología y Fisiopatología
Guyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Evolución de la célula
Fisiología y Fisiopatología
Guyton, Hall, McGraw-Hill,1998
La célula
Fisiología y Fisiopatología
Guyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Organización de la célula
n  Protoplasma:
n  Agua
n  Electrolitos
n  Proteínas
Estructurales
n  Globulares
n 
n  Lípidos
n  Carbohidratos
Fisiología y Fisiopatología
Guyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Organización de la célula
n  Protoplasma:
n  Agua: 80%
n  Electrolitos:
Potasio
n  Magnesio
n  Fosfato
n  Sulfato
n  Bicarbonato
n  Poco: Na, Cl, Ca
n 
Fisiología y Fisiopatología
Guyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Organización de la célula
n  Proteínas: 20% de la
masa celular
n 
Estructurales:
n 
n 
Pelo
Microtúbulos
–  Citoesqueleto
•  Cilios
•  Axones
•  Husos mitóticos
n 
Extracelulares
–  Colágena
–  Elastina
•  Tej conectivo,
vasos, tendones
ligamentos
Fisiología y Fisiopatología
Guyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Organización de la célula
n  Proteínas
n  Globulares
n 
n 
n 
Enzimas
En estructuras
membranosas
intracelulares
Catalizadores
n  Lípidos: 2%
n  Insolubles en agua
n  Fosfolípidos y Colesterol
n  Triglicéridos (en los
adipocitos)
Fisiología y Fisiopatología
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Organización de la célula
n  CARBOHIDRATOS
n  No tienen función estructural (excepto en
las GP)
n  En el LEC: glucosa disuelta
n  Intracelular: glucógeno
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Estructura Física de la Célula
n  Membrana celular
n  Membrana nuclear
n  Retículo
endoplásmico
n  Aparato de Golgi
n  Mitocondrias
n  Lisosomas
n  Centríolos
Fisiología y Fisiopatología
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Estructuras membranosas de la célula
n  Membranas compuestas por
n  Lípidos y proteínas
Lípidos: barrera contra el agua e hidrosolubles
n  Proteínas: conductos para substancias específicas
n 
n  Membranas:
n  Celular
n  Nuclear
n  Del retículo endoplásmico
n  De las mitocondrias,
n  De los lisosomas
n  Del aparato de Fisiología
Golgi y Fisiopatología
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Membrana celular
Fisiología y Fisiopatología
Guyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Membrana celular
n  Barrera lípida:
n  Bicapa de dos
moléculas de
espesor
n 
Compuesta de
fosfolípidos
–  Fosfato:
hidrosoluble
(hidrófila)
–  Ac. Graso:
liposoluble
(hidrófoba)
Fisiología y Fisiopatología
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Membrana celular
n  Impermeable a:
(hidrosolubles)
n  Iones
n  Glucosa
n  Urea
n  Permeable a:
(liposolubles)
n  Oxígeno
n  Dióxido de carbono
n  Alcohol
Fisiología y Fisiopatología
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Proteínas de la Membrana celular
n  Glucoproteínas
n  P. transportadoras
n  P. acarreadoras
(transporte activo)
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Carbohidratos de la MC
“glucocáliz” celular
n  Se presentan junto
con proteínas y
lípidos
n  Glucoproteínas
n  Glucolípidos
n  Los CH sobresalen
de MC
n  Proteoglucanos
Fisiología y Fisiopatología
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Carbohidratos de la MC
“glucocáliz” celular
n  Funciones:
n  Poseen carga
negativa
n  Forman uniones
intercelulares
n  Substancias
receptoras
n  Reacciones
inmunitarias
Fisiología y Fisiopatología
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Citoplasma y organelos
n  Citosol: porción líquida del citoplasma
n  Glóbulos de grasa neutra
n  Gránulos de glucógeno
n  Ribosomas
n  Retículo endoplásmico
n  Aparato de Golgi
n  Mitocondrias
n  Lisosomas
n  Peroxisomas
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El Citoplasma
Fisiología y Fisiopatología
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Retículo endoplásmico
n  Estructuras tubulares y vesículas
conectados entre sí
n  Su pared es igual a la membrana
celular
n  Está lleno de matriz endoplásmica
n  Posee gran cantidad de sistemas
enzimáticos fijos que coordinan las
funciones metabólicas de las células
Fisiología y Fisiopatología
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Retículo endoplásmico rugoso
Fisiología y Fisiopatología
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Retículo endoplásmico
n  Ribosomas y RER:
n  Los Ribosomas
contienen RNA y
proteínas
n  Función: sintetizar
proteínas
n  RE Liso:
n  Sin ribosomas
n  Sintetiza lípidos
n  Participa en muchos
procesos
enzimáticos
celulares
Fisiología y Fisiopatología
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Aparato de Golgi
n  Relacionado con el Retículo
endoplásmico por las vesículas ER
n  Membranas celulares similares al REL
n  Cuatro o más capas de vesículas
aplanadas adyacentes al núcleo
n  Función: Síntesis protéica
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Aparato de Golgi
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Lisosomas
n  Formados por el Aparato de Golgi
n  Se dispersan por todo el citoplasma
n  Sistema digestivo intracelular
n  Alimento
n  Estructuras
celulares dañadas
n  Bacterias
n  Contienen enzimas hidrolíticas
Fisiología y Fisiopatología
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Mitocondrias
n  Central energética de la célula
n  Poseen dos membranas
n  Externa
n  Interna:
forma los pliegues que fijan
enzimas oxidativas
n  Están llenas de matriz mitocondrial
n  Capaces de autorreplicarse
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Mitocondria
Fisiología y Fisiopatología
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Mitocondrias
n  Oxidan los nutrientes:
n  Se produce CO2 y H2O
n  La energía liberada se utiliza para
sintetizar ATP (adenosín-trifosfato)
n  El ATP se transporta de la mitocondria al
citoplasma para liberar energía necesaria
para al función celular.
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Otras estructuras y organelos
citoplásmicos
n  Proteínas fibrilares: rigidez
n  Microtúbulos:
n  Transporte intracelular
n  Cilios
n  La cola del espermatozoide
n  El aparato mitótico
n  Aparato contractil del músculo
n  Vesículas o gránulos secretorios
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El núcleo celular
n  Centro de control
celular
n  DNA: genes
n  Determinan
las
características de las
enzimas
citoplásmicas
n  Regulan la
reproducción celular
Fisiología y Fisiopatología
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El núcleo celular
n  La membrana
nuclear es doble
n  Una
dentro de la otra
n  La externa se
continúa con el RE
n  Tiene miles de
poros nucleares
para el paso de
moléculas de 15000
a 44000
Fisiología y Fisiopatología
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El Nucleolo
n  Carece de membrana
limitante.
n  Pueden ser uno o
varios
n  ARN y proteínas
similares a las de los
ribosomas
n  Aumenta de tamaño
durante la síntesis
protéica
Fisiología y Fisiopatología
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El Nucleolo
n  Función:
n  Formar subunidades
glanulares de
ribosomas
n 
Pasan al citoplasma
por los poros del
núcleo y forman
“ribosomas maduros”
Fisiología y Fisiopatología
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Sistemas funcionales de la célula
n  Ingestión celular:
n  Difusión y
n  Transporte Activo
n 
n 
La mayor parte
Endocitosis
n 
Pinocitosis
–  Vesículas muy
pequeñas llenas de
LEC
n 
Fagocitosis
–  Partículas grandes
como: bacterias,
células o tejido
necrosado
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Pinocitosis
n  Se realiza continuamente y rápido
n  Macrófagos
n  Las vesículas son muy pequeñas, ME
n  Entran macromoléculas de proteínas a la
célula a través de la membrana.
n  Proteinas
>>> receptores en la membrana >>> >
depresiones revestidas >> vesícula
n  Clatrina, actina, miosina
n  Requiere de ATP y Ca
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Fagocitosis
n  Entran partículas
grandes a la célula a
través de la membrana.
n  Macrófagos tisulares,
leucocitos
n 
n 
n 
Bacterias, células
muertas, restos tisulares
Las bacterias se unen a
un receptor
Opsonización
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Fisiología y Fisiopatología
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Digestión de substancias fagocitadas
Función de los lisosomas
n  A la vesícula fagocitada se le unen varios lisosomas
n  Le vacían hidrolasa ácida
n  Se forma una vesícula digestiva
n  Se digiere el interior de la vesícula digestiva
n  Los productos de la digestión (aa, glucosa, fosfatos),
pueden difundir al citoplasma.
n  El resto forma el corpúsculo residual que se excreta
por exocitosis.
n  Los lisosomas contienen:
n 
Lisozimas y lisoferrina
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Formación de proteínas por el
retículo endoplásmico rugoso
n  Cubierto de ribosomas
n  Expulsan su material al
citosol y al interior de
vesículas
endoplásmicas
n  Se forman
glucoproteínas
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Formación de lípidos por el
retículo endoplásmico liso
n  Fosfolípidos y Colesterol
n  Se integran a la membrana del REL
n  El REL está en continuo crecimiento
n  Forman las vesículas de transporte que
se dirigen hacia el Aparato de Golgi
n  Proporciona enzimas para:
n  La
degradación del glucógeno
n  La eliminación de sustancias tóxicas
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Fisiología y Fisiopatología
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Fisiología y Fisiopatología
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Fisiología y Fisiopatología
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Fisiología y Fisiopatología
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Funciones de síntesis del
aparato de Golgi
n  Procesa substancias formadas en el RE
n  Sintetiza carbohidratos:
n  Ac.
Siálico y Galactosa
n  Grandes polisacáridos
n  Ac.
Hialurónico y sulfato de condroitina
–  Proteoglicanos secretados en el moco
–  Sustancia fundamental intersticial
–  Matriz orgánica del cartílago y del hueso
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Esquema del aparato de Golgi
Fisiología y Fisiopatología
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Proceso de las secreciones
endoplásmicas por el aparato de Golgi
n  Retículo endoplásmico: proteínas >>>
vesículas de transporte >>> aparato de Golgi
>>> se añaden moléculas de CH >>>
condensa las secreciones del RE vesículas
secretoras >>>>LEC
n  El aparato de Golgi forma:
n  Vesículas
secretoras
n  Lisosomas
n  Las vesículas secretoras se fusionan con la
membrana celular o la de los organelos
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Extracción de energía de los
nutrientes: mitocondrias
n  La Célula obtiene
energía de:
n  Oxígeno
n  Carbohidratos:
n 
Glucosa
n  Grasas:
n 
Ácidos grasos
n  Proteínas:
n 
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Aminoácidos
Extracción de energía de los
nutrientes: mitocondrias
n  La energía liberada se
emplea para la síntesis
de:
n 
Adenosíntrifosfato
n  EL ATP se utiliza como
fuente de energía en
toda la célula para
todas las reacciones
metabólicas
intracelulares.
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Mitocondria
Fisiología y Fisiopatología
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Características funcionales del
adenosintrifosfato (ATP)
n  Nucleótido
n  Base nitrogenada:
n 
Adenina
n  Pentosa:
n 
Ribosa
n  Tres
radicales
fosfato
n  Dos uniones fosfato
de alta energía
n 
12000 calorías
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Características funcionales del
adenosintrifosfato (ATP)
n  Para liberar su energía:
n  Pierde un radical de
ácido fosfórico
n  Se forma ADP
n  Después se une
nuevamente el ácido
fosfórico
n 
n 
Se forma nuevo ATP
El ciclo se repite
indefinidamente
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Procesos químicos en la formación del
ATP: Papel de la mitocondria
n  Al entrar la glucosa a la célula:
n  Glucólisis:
n  Glucosa
>>> Ac. Pirúvico
–  ADP>>>ATP
–  5% del metabolismo energético celular total
n  La mayor parte del ATP celular se
forma en la mitocondria
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Procesos químicos en la formación
del ATP: Papel de la mitocondria
n  En la mitocondria:
n  Ac. Pirúvico, Acidos grasos y aminoácidos
>>>>acetil-CoA>>>>Ciclo de Krebs >>>> átomos
de hidrógeno y dióxido de carbono
n  El CO2 sale de la mitocondria y finalmente de la
célula
n  Los átomos de H se combinan con O2 y se libera
gran cantidad de energía que permite ADP >>>
ATP
n  El ATP se va al citoplasma para proporcionar
energía para las funciones celulares
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Funciones celulares y ATP
n  El ATP se utiliza para:
n  Transporte a través de las membranas
n  Bomba
n  Síntesis
de sodio-potasio
de compuestos químicos
n  Síntesis
n  Trabajo
protéica
mecánico
n  Contracción
muscular
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Funciones celulares y ATP
n  Además el ATP se utiliza para:
n  Transporte a través de las membranas de:
n  Iones
de potasio, calcio, magnesio, fosfato,
cloruro, urato, hidrógeno.
n  Síntesis
de:
n  Fosfolípidos,
n  Colesterol
n  Purinas
(adenina, guanina)
n  Pirimidinas (timina y citosina)
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Movimiento celular amiboideo
n  Movimiento de los leucocitos a través
de los tejidos
n  Proyección de un seudópodo que se fija
al tejido circundante
n  Exocitosis y endocitosis continuas
n  Fibronectina, Actina, Miosina
n  Ectoplasma
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Quimiotaxis
n  Quimiotaxis positiva
n  Se acerca a la fuente de la sustancia
n  Quimiotaxis negativa
n  Se
aleja
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Cilios y movimientos ciliares
n  En forma de látigo sobre la superficie celular
n  Superficies internas de:
Vías respiratorias
n  Trompas de falopio
n 
n  El cilio está cubierto por membrana celular
n  11 microtúbulos: 9 dobles y 2 simples
n  Cada cilio es el sobrecrecimiento del cuerpo
basal del cilio
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Cilios y movimientos ciliares
Fisiología y Fisiopatología
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Corte transversal de un cilio
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Cilios y movimientos ciliares
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Adenosintrifosfato (ATP)
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Citoesqueleto
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