Universidad Andrs BelloPrimer Ao de OdontologaPerretos colegas

Biologa Celular

Introduccin a la biologa celularObjetivo: describir la organizacin celular de las clulas procariotas y eucariotasLa biologa celular comienza con la aparicin de los primeros microscopios (Instrumento fundamental). El primer microscopio fue creado por Zacaras Janssen (microscopio compuesto de 2 lentes) el ao 1590. Su funcin primitiva fue para revisar telasRobert Hooke aument la capacidad de visin del microscopio de los hermanos Janssen, agregndole adems una luz. Public el libro Micrographia el ao 1665.Antonie von Leeuwenhoek (padre de la microbiologa) vio bacterias a travs de un microscopio sencillo y las dibuj. No era cientfico. Toda su informacin se perdi luego de su muerte excepto las cartas a Hooke.Mathias Schleiden (1804-1881) descubri las clulas del cuerpo humanoTheodor Schwann (1810-1882) en conjunto con Mathias Schleiden Desarrollo de las primeras teoras celularesJacob Henle (1809-1885) une las teoras de Schleiden y Schwann (todos los seres vivos estn formados de clulas) [Concepcin celular del Organismo]

POSTULADOS DE LA TEORA CELULAR: Todos los organismos estn formados por clulas En las clulas tienen lugar las reacciones metablicas del organismo Las clulas provienen tan solo de otras clulas preexistentes Las clulas contienen el material hereditario

Clula ancestral comn(Esquema)

Evolucin pre-biticaAproximadamente hace 3500 millones de aos se origina la vida en la vidaHace 2500 millones de aos se generan las cianobacterias, aument la concentracin de oxgeno en la atmosfera. Se genera la primera gran extincin de seres vivos. Algunas bacterias evolucionaron hace 1500 millones de aos (clulas procariotas)

Clula procariota mide de 0,3m a 0,5m. Posee membrana plasmtica, nucleoide, material gentico, etc.

Teora de creacin de clulas eucariontes1 Teora: La clula creo membranas alrededor de su material gentico para protegerlo (formacin del ncleo)2 Teora: Se unieron 2 clulas procariotas (teora ms aceptada)Teora endosimbiticaUnin de una clula eucarionte ancestral con una bacteria aerbica mediante el proceso de simbiosis, convirtindose la bacteria en una mitocondria.Una vez que la mitocondria y la clula ya estaban unidas, esta nueva clula hace simbiosis con una cianobacteria. Al incorporarse se convierte en un cloroplasto, permitiendo la fotosntesis.El citoesqueleto permiti el crecimiento de la clula eucarionte y permiti que esta se una con otras clulas.

Tabla de diferencias entre clulas procariontes y eucariontesProcariotasEucariotas

OrganismosBacterias y cianobacteriasProtistas, hongos, plantas y animales

Tamao celularGeneralmente de 1 a 10m en dimensin linealGeneralmente de 5 a 100m en dimensin lineal

MetabolismoAnaerbico o aerbicoAerbico

Organelos u orgnulosPocos o ningunoNcleo, mitocondrias, cloroplastos, retculo endoplasmtico, etc.

ADNADN circular en el citoplasmaMolculas lineales de ADN muy largas que contienen muchas regiones no codificantes: organizado en cromosomas y rodeado por la envoltura nuclear

ARN y protenasARN y protenas sintetizados en el mismo compartimientoARN sintetizado y procesado en el ncleo: protenas sintetizadas en el citoplasma

CitoplasmaSin citoesqueleto: corrientes citoplasmticas, endocitosis y exocitosis ausentes Citoesqueleto compuesto por filamentos proteicos: corrientes citoplasmticas, endocitosis y exocitosis

Divisin celularSeparacin de cromosomas por unin a la membrana plasmticaSeparacin de cromosomas mediante el uso mittico

Organizacin celularPrincipalmente unicelularPrincipalmente pluricelular, con diferenciacin de muchos tipos celulares

Clasificacin de organismos segn el nmero de clulas Unicelulares Microorganismos que cumplen todas sus funciones vitales Ejemplo: bacterias, algunas algas microscpicas, protozoarios. Colonias Agrupaciones de seres de la misma especie o diferentes especies en ntima relacin anatmica. Cada clula sigue realizando individualmente todas sus funciones vitales. Al disgregar las clulas, no mueren Ejemplo: Esponjas, corales Pluricelulares Formados por miles de clulas. Hay especializacin celular. Al disgregar las clulas, estas mueren Ejemplo: Seres terrestres o acuticos, animales o vegetalesOrganizacin celularTodas las clulas eucariontes tienen en comn tres caractersticas: Poseen membrana plasmtica (limita la clula) Poseen ncleo (contiene toda la informacin que va a dirigir a la clula. DNA) Poseen cuerpo celular: Citoplasma Citoesqueleto

Caractersticas funcionales generales de las clulas:Todas las clulas pueden realizar funciones de metabolismo, crecimiento y desarrollo

Tamao celularTodas las clulas van a ser medidas en micrones (m), aunque tambin pueden aparecer en nanmetros (nm).Las clulas vegetales son las ms grandes que las animales.

Algunos tamaos de organelos 25nm: ribosoma 6nm: bicapa lipdica 6,4nm: hemoglobina 0,8nm: aminocido 2,4nm: el DNA 1,5m: mitocondria o bacteria con su flagelo 2m: Cloroplasto

Ramn y Cajal (clasificacin de clulas segn su tamao) Clulas pequeas (menos de 12m). Ej: glbulos rojos Clulas medianas (entre 12m y 30m). Ej: enterocito Clulas grandes (ms de 30m). Ej: Neurona motora Hay diferentes formas de clulas segn su funcin. La forma indica su funcin o da indicios de que est haciendo.

Niveles de organizacin:tomosMolculasMacromolculasOrganizaciones Supramoleculares

OrganelosClula EucarionteTejidorganoSistemas

Organelo: Organizaciones supramoleculares rodeados por una membrana celular. Van a cumplir una funcin determinada. Estos son el ncleo, sistema de endomembranas [Retculos endoplasmticos, complejo de Golgi y lisosomas (unido a travs de vesculas)], sistema endosmico, peroxisomas, cloroplastos, mitocondrias

Organizaciones supramoleculares: Uniones de macromolculas. Van a cumplir una funcin determinada. Estas son la membrana plasmtica, citoesqueleto, centriolos, ribosomas, proteosomaConceptos claves: Compartimentalizacin: se refiere a la estructura de los organelos. Polaridad: cuando la clula est cumpliendo su funcin. Indica que funcin cumple la clula (Organiza y ubica a los organelos de una determinada forma para cumplir una determinada funcin) Citosol: parte acuosa Citoplasma: todo el contenido de la clula (organelos y citoesqueleto)***El REL degrada las drogas en las clulas del hgado (hepatocito)Citoesqueleto: encargado de la polaridad celular.Clula

AnimalVegetal

Posee centriolosPosee vacuola, cloroplastos y pared celular

Mide de 10 a 30mMide de 10 a 100m

No tiene pared celularTiene una pared celular al exterior de la membrana plasmtica

No posee cloroplastosFrecuentemente posee cloroplastos que tienen clorofila

Solo posee vacuolas pequeasPosee una vacuola grande y central

Nunca tiene granos de almidn. A veces, posee granos de glucgenoFrecuentemente posee granos de almidn

Generalmente tiene forma irregularGeneralmente tienen una forma regular

Organizacin qumica de la clulaTodas las reacciones metablicas que ocurren dentro de la clula son reacciones qumicas.Macroelementos: Principales elementos del cuerpo humano Carbono, Hidrgeno, Oxgeno, Nitrgeno.Iones: Representan el 0,9% del total del cuerpo humano Sodio, Potasio, Calcio, Magnesio, Azufre, Fsforo, CloroMicroelementos: Se requieren en cantidades trazas en el cuerpo humano (si superan los niveles normales de concentracin, llegan a ser nocivos para el cuerpo) Fierro, Flor, Cobre, Zinc, Yodo, etc. La mayora estn representados en las protenasComponentes de la clula Compuesta por un 70-80% de agua El resto de la clula est compuesto por: Macromolculas: DNA: 1% RNA: 6% Protenas: 15% Polisacridos: 2% Micromolculas: Fosfolpidos: 2% (en las bacterias, en clulas eucariotas es mayor) Iones y molculas pequeas: 4% (relacionadas con la homeostasis)

tomoEl tomo est formado por un ncleo de protones y neutrones, rodeado por una nube de electrones. Dichos electrones son capaces de formar enlaces con electrones de otros tomosEnlaces qumicos y fuerzas activas Enlaces qumicos: entre tomos Enlace covalente Enlace inicos

Fuerzas atractivas o fuerzas dbiles: a travs de molculas Puentes de hidrgeno Interacciones hidrofbicas Fuerzas de van der Waals** Dos tomos forman una molcula** Al unir molculas mediante estas fuerzas dbiles se forman las macromolculas

Profundizando: Enlaces covalentes: Unin de un tomo con otro Enlace ms fuerte que hay, debido a que comparten electrones Va a ser el esqueleto de todas las macromolculas y biomolculas Puede ser: No polar (no existe electronegatividad ni carga en el enlace. Es neutro) Polar (depende de una electronegatividad. Presenta una zona ms cargada que otra)

Enlaces inicos: Cede electrones Los elementos pasan a llamarse Iones Este tipo de enlace no es tan fuerte como uno covalente Un elemento queda positivo (catin) y otro queda negativo (anin)

Puentes de hidrgeno Resultan de la atraccin electrosttica entre un tomo electronegativo (Oxigeno o Nitrgeno) y un tomo de hidrgeno que se encuentra unido covalentemente a un segundo tomo electronegativo Enlace dbil, fcil de romper

Interacciones hidrofbicas Solo se da en ambiente acuoso Provocan que grupos no polares, como cadenas hidrocarbonadas, se asocien unas con otras en un medio acuoso Generalmente al interior de la clula

Fuerzas de van del Waals Enlace ms dbil de todos Fuerzas atractivas de corto alcance entre grupos qumicos que se encuentran muy cercanos. A travs de los radios de molculas y tomos En la clula, trabajan con las protenas Tienen su origen en pequeos desplazamientos de carga

A mayor cantidad de enlaces entre protenas, ms fuerte es el sistema. A menor cantidad de enlaces, es ms inestable. A mayor cantidad de enlaces dbiles, mayor es la interaccin de una clula o protena con otra

El Agua (molcula) Posee un encale covalente polar El agua es neutra, pero tiene una zona ms negativa y otra ms positiva Para unir una molcula de agua con otra es mediante puentes de hidrgenoAl estar lquida (0- 99), el agua posee las siguientes propiedades: Es el solvente universal Posee tensin superficial mayor Tiene un elevado valor de calor especfico Alta T de evaporacinProfundizando: Tensin superficial: Permite que los lquidos puedan subir a travs de las paredes y cavidades del cuerpo (conductos) [Capilaridad del agua: sube a travs de los capilares] Elevado calor especfico y de vaporizacin: Se requiere mucha energa para subir la temperatura del agua (1 cal/gr x C. Concretamente desde 15 a 16) Se requiere mucha energa para evaporar una molcula de agua (536 cal/g). Permite eliminar el exceso de calor, evaporando cantidades relativamente pequeas de agua. El agua como solvente: Se requiere que la molcula a disolver sea hidroflica (molcula polar) Desarma el enlace entre las molculas unidas, disolvindolas Debido a su elevada constante dielctrica, es el mejor disolvente para todas las molculasEl agua asla las estructuras que van a formar la membrana celularEl agua, al disolver componentes, forma cidos y bases. Por ejemplo: cido clorhdrico (cido fuerte), Nitrato (base fuerte)En la clula generalmente existen cidos y bases dbiles (debido al pH de la clula) La clula tiene un pH de 7,2 que debe mantener. El torrente sanguneo tiene un pH de 7,4.**A diferente pH, las BIOMOLCULAS tendrn diferente carga.

Carbono Puede formar estructuras ramificadas, cadenas y anillos Forma monmeros (dmeros, trmeros, tetrmeros, pentmeros, etc. Polmeros)Grupos funcionales: Alcohol Aldehdos y cetonas cidos carboxilos Ester y Toester (tiol) Aminas y Amidas Fosfato**Las clulas poseen 4 molculas esenciales: Azcar Polisacridos Aminocidos Protenas Nucletidos cidos nucleicos cidos grasos Grasas y lpidos de membranaA diferencia de las otras macromolculas, el cido graso es una biomolcula (no se divide en monmeros).Al armar un enlace covalente entre macromolculas se hace el proceso de condensacin (se elimina una molcula de agua SIEMPRE).Al romper este enlace, se llama hidrlisis (se introduce agua para romper este enlace)

Azcares []Posee carbono, hidrgeno y oxgenoLa mayora del azcar que consume el ser humano proviene de vegetalesSe pueden clasificar de dos maneras: Segn su nmero de monmeros Segn su grupo funcionalProfundizando:**Segn su nmero de monmerosa) Monosacridosa. Nunca se van a encontrar en forma livianab. Siempre estn en anillosb) Disacridosa. Se unen monmero con monmerob. -glucosa + -fructosa = sacarosac. La lactosa es el nico disacrido que forman los mamferos a travs de la ingesta de vegetalesc) Oligosacridos (pocos)a. Estructuras que van entre los 10 y los 20 monmerosb. Se encuentran en estructuras tales como las glicoprotenas y los glicolpidosc. Slo se encuentran en la membrana plasmtica (glucocalix)d. Se emplean para reconocimiento celular (receptores de membrana)d) Polisacridos (varios)a. Unin de +100 monmerosb. Sus enlaces covalentes se llaman enlaces Glucosdicos (a travs de glucosa/carbohidratos).c. El glicgeno y el almidn forman estructuras ramificadasi. Glicgeno se almacena en el hgado de los animalesii. Almidn: principal fuente de energa de los vegetales

Aminocidos [CHON(S)]A diferencia de la glucosa, posee solo un carbonoPosee un grupo amino, un grupo carboxilo, una cadena ramificada y un hidrgenoA pH=7, los aminocidos pueden presentar carga** Cistena posee azufreClasificacin de los aminocidos:a) Aminocidos hidrofbicos (repelen el agua)b) Aminocidos hidroflicos (no repelen el agua)Recordar para posterior estudio:a. Meteorinab. Tirosinac. Cistena d. Serinae. TreonincaLas protenas se unen entre los grupos funcionales (Carboxilo-Amino)El enlace covalente que une a las protenas se denomina enlace peptdicoEl ribosoma es el encargado de unir a los aminocidos (forma el enlace peptdico)Existen aminocidos esenciales (deben ser consumidos) y no esenciales (son producidos por la clula)La unin de sus monmeros forma un pptidoEl orden de los aminocidos es dado por el cdigo genticoPolipptidos: Formados por cadenas de ms de 50 aminocidos Posee un grupo terminal Amino al principio Posee un grupo terminal Carboxilo al final

Estructuras secundarias: Beta plegada u hoja plegada: Se unen cadenas paralelas, a travs de puentes de hidrgeno Alfa hlice: Se enrolla la misma cadena, a travs de puentes de hidrgeno Dobleces al azar en las protenas***Los puentes de hidrgeno estabilizan a las estructuras secundariasEstructuras terciarias:Se estabilizan mediante enlaces de disulfuro (enlace covalente)La Cistena arma estos enlaces1- Interaccin hidrofbica2- Puentes de hidrogeno3- Puentes de disulfuro4- Atraccin electrostticaEstructura cuaternaria: Unin de varias estructuras terciarias Se unen mediante fuerzas dbiles (van der Waals, enlaces inicos, etc.)**La mayora de las alfa hlices y beta plegadas tienen una funcin meramente de estructura.Dominios funcionales: lugar a travs del cual la protena interaccionar con otras clulasDominios estructurales: arma el esqueleto de la protena

Desnaturalizacin y RenaturalizacinLas protenas pueden desarmarse y rearmarse segn el ambiente en el cual estn.Funciones de las protenas: Transporte: Hemoglobina, Lipoprotena Movimiento: Dineina, Actina, Miosina Defensa: Anticuerpos, Trombina Estructura: Queratina, Colgeno Reserva: Ovoalbmina Hormonas: Insulina, Hormona del Crecimiento Enzimas: Hexoquinasa, Rubisco

Nucletidos (CHONP)Bases nitrogenadas: Purinas: Adenina (A) Guanina (G) Pirimidinas: Timina (T) Citosina (C) Uracilo (U)** Siempre se unen A con G y T con C en el DNA. En el RNA se reemplaza la Timina por UraciloEstn formados por: Una molcula de pentosa (Ribosa [RNA] y Desoxirribosa [DNA]) Se une a una base nitrogenada mediante un enlace N-Glucosdico (Azcar unido a un nitrgeno) Un grupo fosfatoFunciones de los nucletidos: Llevar energa qumica en forma de ATP a toda la estructura de la clula Formar Co-Enzimas (Co-A) Transduccin de seales (AMPc)ATP sirve como molcula de sealizacin (puede actuar como neurotransmisor)A la hora de unir nucletidos para formar cidos nucleicos se unirn desde sus grupos fosfatos mediante los enlaces fosfodisterFunciones de los cidos nucleicos: Codificacin de la informacin gentica (ADN, ARN)

Lpidoscido graso: gran cadena hidrocarbonada que posee un grupo funcional carboxilo, el cual le da una funcin especial a la cadena: posee una cola hidrofbica (el carboxilo sin carga polar) y el resto ser hidroflica, por lo cual se le considera una molcula anfipticaA travs del cuerpo se transportan en forma de triglicridos, los cuales se forman al unir el glicerol con 3 cadenas de cidos grasos (esterificacin [condensacin]: el deido graso se una a un alcohol por enlace covalente, formando un ster y liberando una molcula de agua).Los fosfolpidos son los constituyentes principales de las membranas celulares. Cada uno est formado por 2 colas de cido graso + un glicerol + un grupo fosfato + una cabeza polar. Se forman en el retculo endoplasmtico, y es una molcula anfiptica.En los fosfolpidos, dos de los grupos OH del glicerol estn unidos al cido fosfrico. El fosfato est unido adems a un pequeo grupo polar (alcoholes) de entre varios posibles.**Micela: Gota de aceite** Glicerofosfolpidos: Fosfatidiletanolamina Esfingolpidos: Esfingosina (forma la esfingomielina) Glicolpidos neutros (contienen azcar, forman los ganglisidos) Esteroides Colesterol Estrona Progesterona Testosterona**El colesterol est SOLO en las clulas animales. Nunca se va a encontrar en clulas vegetales.

Funciones de los lpidos: Produccin de energa (al utilizar lpidos para generar ATP, este se multiplica x4) Insolador trmico (Termo-regulador) Funciones especiales: Sealizacin Cofactor Pigmentos visuales Anclaje

Mtodos de estudio de la Clula*El instrumento principal de la biologa celular es el microscopio ptico*Para poder ver las muestras, hay que procesarlas mediante tcnicas citolgicas

Tcnicas citolgicas Preparacin de las muestras: Examen mediato: se requiere fijar las clulas, convirtindolas en clulas inertes (matndolas (?)) Examen inmediato (o al estado fresco): son tofos los frotis cuando se miran en estado fresco (recin sacados del cuerpo humano) Fijacin: se tiene la muestra, se corta (perfusin) a un tamao pequeo y luego se sumerge (inmersin) en un fijador [Formalina al 10%] Deshidratacin: se reemplaza el agua de la clula por alcohol mediante un proceso Se debe incluir el material en parafina, para que este endurezca. Se coloca en un Encastramiento, hasta que se enfra Se obtiene un bloque de parafina, el cual pasa a ser retallado Corte: Se realiza en un micrtomo Se corta de 5 a 10 micrones Desparafinacin: Re-hidratacin del tejido, para su posterior teido Una parte se tie de morado (los ncleos) y otra de rosado (el citoplasma) La muestra queda lista

Tipos de microscopios pticosa) Microscopio de fluorescencia:Se le agregan fluorocromo a las muestras para que tomen un color fluorescenteEs casi igual a un microscopio ptico, excepto que existen varios filtros dentro del el (3)El fluorocromo se une a las protenasTetrametilrodamina (rojo) y fluorescena (verde) son los dos colores utilizados en este mtodoEn la fluorescencia no se puede ver la membranaSe puede:*Saber qu tipo de protenas constituyen una clula

b) Microscopio de Barrido Confocal:Se va a travs de una pantalla de PC. En vez de utilizar la luz normal (blanca), utiliza luz lser. Por cada punto o pixel que va marcando, forma una imagen completa de la clula en la pantallaCombina la microscopia de fluorescencia con el anlisis electrnico de imgenes para obtener una imagen tridimensional del espcimen

c) Microscopio de contraste de faseA diferencia de los otros microscopios vistos, este permite ver clulas vivas sin matarlas o tener que matarlasSe utiliza para ver cultivos ya que estos poseen clulas vivasVa a poseer un diafragma extra (diafragma anular), el cual le permite captar mejor la luzDentro del lente objetivo, se va a tener una platina en fazCuando van pasando los rayos luminosos a travs de la clula, estos se van desordenando. Pero este microscopio permite captar mejor esa luz sin que se pierna

Microscopa electrnicaa) Microscopa elctrica de transmisinPosee lentes, pero se llaman lentes electromagnticasEl corte debe ser cercano a los 50 nmEl espcimen no puede tener agua, ni tampoco puede estar vivoNo puede haber oxgeno dentro del microscopio, debe funcionar al vacoPuede ver la parte interior de una clula** Se incluye dentro de un plstico llamado resina en vez de incluirlo dentro de parafina** Se coloca dentro de una rejillaSe pueden detectar protenas

b) Microscopia electrnica de barridoSe baa la clula con plomo o cloro (se tie) y se observa enteraLa imagen que forma es la parte externa de la clulaTiene que ser con material fijado (no vivo)

**Estereocilo: slo se mueven cuando les llega ruido

Purificador de Clulas y Sus ComponentesI) Disgregacin de tejidos homogeneizadosSe destruye la membrana plasmticaA travs de ultrasonido (mtodo fsico) [Rompe la membrana]A travs de detergentes (mtodo qumico) [Solubiliza las membranas]Vstagos de vidrio o tefln (accin mecnica, mtodo mecnico)

II) Fraccionamiento celularSe fracciona la clula para obtener un organelo especfico que est adentro de ellaSe requiere un homogeneado para funcionar**Homogeneado: clula con su membrana rotaSe utiliza la centrfuga (rota, y caern primero los organelos ms pesados y luego los ms livianos)El producto posee dos partes: una parte lquida llamada Sobrenadante, el cual posee casi todos los componentes de la clula (los que no se quieren ver) y el sedimento o precipitado, que posee el organelo que se quiere observar

Cromatografas en columnaUtilizada para separar molculas pequeas, aminocidos o azucares1- Cromatografa de intercambio inico: las molculas negativas se pegan a la matriz y las positivas caen a travs 2- Cromatografa de filtracin en gel: el gel posee poros. Las molculas ms pequeas quedan separadas de la 3- Cromatografa de afinidad : se requiere el anticuerpo de la protena especfica y se le agrega a la matriz este anticuerpo

Citometria de flujo: FACSSepara clulas mediante un lser que selecciona la clula Las clulas deben tener fluorescencia (deben tener inserto un fluorocromo) Ejemplo: se separan clulas para cultivoSe introducen las clulas, y a medida que van pasando las clulas, la mquina las va separando segn el color de fluorocromo (si es que lo posee)En cultivos, es ideal ya que permite separar clulas cuando hay grandes cantidades de estas

CultivosSe saca material en vivo y se cultiva a travs de un medio.Pasos:1) Se desinfectan los individuos2) Se asla el tejido3) Se incuba y el cultivo creceTipos de cultivos celulares: hay tres tipos de cultivos celulares Cultivos primarios (Ej: hgado de monos) Cultivos semi-continuos (Ej: fibroblastos) Lneas celulares continuas: HeLa, Vero, Hep2, CEMSe utiliza en la industria farmacutica y biotecnologaSe utiliza para la produccin de anticuerpos y protenas que los microorganismos son incapaces de sintetizarToxicity Screening: se puede ver cunto dura una clula viva expuesta a cierto contaminante

Estudio de las protenasLas protenas se vienen estudiando desde principios del 1900, y una de las tcnicas desarrolladas fue desnaturalizar la protena. Esto a la larga dio paso a:Electroforesis de protenas en geles de poliacrilamidaPoliacrilamida: gel transparente que posee iones (esta ionizada), lo que permitir que las protenas migren a travs de l. Posee poros de variados tamaos, lo cual permite separar a las protenas en diferentes tamaos.Posee muchos detergentes, como por ejemplo el dodesil sulfato sdico o el mercaptoetanol. Se utilizan para desnaturalizar la protena, logrando que esta migre a travs de los poros.Las protenas se separan por peso molecular y as se identificanElectroforesis en gel de poliacrilamida con SDS (Western blot)La protena se debe cargar para que esta pueda pasar ms rpido (se carga negativamente), pero se puede hacer in cargarla (se demora mucho ms si no est cargada)Este aparato posee ctodos, para poder atraer o repeler respectivamente a las protenasLos anticuerpos como herramienta para la deteccin de protenasProduccin de anticuerpos en animales estandarizados: los anticuerpos pueden ser fabricados en el laboratorio inyectando el antgeno A a un animal (normalmente un ratn, un conejo, una oveja o una cabra). Los ms utilizados son los conejosSe inyecta un antgeno contra la protena de la cual se quiere obtener el anticuerpo en el animal. El animal, en respuesta a esto, genera anticuerpos para combatir ese antgeno. Posteriormente, se le extrae toda la sangre al animal que gener el anticuerpo especfico para la protena. El animal muere despus de realizado este proceso.El anticuerpo selecciona solo la protena a la cual est ligada.

Electroflresis con deteccin de anticuerpos:Se saca el gel, y este queda pegado a una membrana porosa. En esa membrana se colocarn los anticuerpos correspondientes para la protena. Luego de unas horas, las protenas correspondientes al anticuerpo se habrn juntado con el anticuerpo, sealndose.

Mtodos de deteccin de protenas Deteccin directa con un anticuerpo especfico Quimioluminicensia

Los Anticuerpos como herramienta para la cuantificacin de protenasELISA: ensayo por inmunoabsorcion ligado a enzimasSe utiliza para la deteccin de virus (se utilizan anticuerpos ligados a las protenas del virus)a) ELISA indirecto: si hay color, existe carga proteicab) ELISA directo: a mayor color, mayor carga proteica (siempre hay color)

Determinacin de estructura primariaImportante porque: Si leo la estructura primaria de una protena, estoy leyendo su material genticoPaso 1: el compuesto reactivo forma un enlace covalente con el grupo amino libre del extremo amino terminal de la protena o del pptidoPaso 2: un cido suave activa el compuesto unido de manera que rompa especficamente el enlace pptidico entre el aminocido amino-terminal y el resto del pptidoEl pptido restante es un aminocido ms corto. Los pasos 1 y 2 se repiten, liberando el siguiente aminocido terminal y as sucesivamenteCada derivado aminoacdico liberado es identificado mediante comparacin por un patrn de derivados de aminocidos conocidos, separados por cromatografa en columna.

Importancia conocimiento estructura primaria: Predecir la funcin de las protenas Clasificar las protenas en familias (al menos 25% secuencia idntica) Detectar secuencias de aminocidos relacionadas con funciones importantes (localizacin celular, interacciones) Protenas homologas: en la misma o en distintas especies con funciones idnticas o similares Conocer relaciones genticas y evolutivas** Como estructura primaria, la protena no funciona.Visualizacin de la estructura de protenas Cristalografa de Rayos X Purificacin Cristalizacin Difraccin Evaluacin de datos Problema de las fases Calculo de densidad Constitucin Validacin Modelo final Espectroscopia mediante resonancia magntica nuclear de protenas

Membrana CelularHistoria de la Membrana CelularDos bioqumicos (Gorter y Grendel, 1925) proponen el modelo bilipdico. Cabezas hacia la zona hidroflica y las colas hacia la zona hidrofbica.1935 (Danielli y Davson): toman el modelo de gorter y grendel, pero le agregan una capa de protenas, la cual posea poros polares.1950 (Robertson): trabajando con microscopia electrnica, mira a la membrana plasmtica. Supone que el modelo de Daniellil y Davson es correcto debido a que, viendo la membrana de la clula, pudo notar diferentes divisiones. La unidad de membrana solo se puede observar con microscopa electrnica1973 (Singer y Nicholson): Modelo del mosaico fluido. Propone que las protenas estn dentro de la bicapa lipdica, y que la membrana se mueve. Se agrega el glucocalix (cadenas de carbohidratos unidos a la membrana) y el colesterol al modelo

Funciones de la membrana Limitar y darle individualidad a la clula La mayora de los procesos metablicos ocurren sobre la membrana Recepcin de seales y transduccin al citoplasma Unin de la membrana clula-clula y clula-matriz extracelular Mantencin Proteccin Barrera semipermeable Reconocimiento celular (a partir de los oligosacridos) Motilidad celular (depende del citoesqueleto) Control (depende de la polaridad celular Citoesqueleto) Compartimentalizacin (a travs de los organelos) Regular el transporte desde y hacia el exterior

Componentes de la membranaa) Lpidos (fosfolpidos, colesterol, glicolpidos)Fosfolpidos: formado por una cabeza hidroflica (polar), dos colas hidrofbicas. Posee fosfato, glicerol en la cabeza, y posee cidos grasos en la colaLa composicin de cadenas de cidos grasos tambin afecta el grosor.La geometra de los fosfolpidos afecta la curvatura de la membrana.Posee una capacidad auto-selladoraLos fosfolpidos se mueven:1. Rotacin: los fosfolpidos rotan sobre su eje1. Flexin: los fosfolpidos mueven sus colas1. Difusin lateral: Los fosfolpidos se mueven en cada una de las capas1. Flip-flop: los fosfolpidos se cambian de una capa a otra. Energticamente desfavorable. Ocurre rara vezLa fluidez depender de:Dependen de la composicin: Insaturadas mayor movilidad Saturadas menor movilidad, debido a que las fuerzas de van del Waals se mantienen ms ordenadasDependen de la temperatura: Al aumentar la temperatura, las colas de los fosfolpidos se desorganizan (debilita las fuerzas de atraccin, lo cual permite un mayor movimiento)Dependen del colesterol: En las clulas animales solamente Funcin del colesterol: estabilizar la membrana plasmtica El colesterol tiene un efecto estabilizador en la bicapa lipdica Si la T es alta: disminuye la movilidad de los lpidos Si la T es baja: aumenta la movilidad de los lpidos

Asimetra de la Membrana Plasmtica Capa extracelular: la que toca el medio extracelular Capa citoslica: la que toca el citosol

**La carga est hacia la capa citoslica (fosfatidin-cerina otorga la carga negativa, solo hacia la capa citoslica).****Los carbohidratos SOLAMENTE hacia la capa externa de la membrana, nunca adentro de la clula.**La simetra de la bicapa lipdica depende de la clula. No son todas iguales las membranas plasmticas, dependen de la funcin de su clula

b) ProtenasLas protenas entregan la funcionalidad de la membranaProtenas integrales: estn dentro de la bicapa lipdica Protenas de transmembranas: (1) Transmembrana de un paso (2) Transmembrana de multipaso (3) Porina: Solo se encuentra en bacterias y en las mitocondrias (procariontes) (4) Protenas integrales de una capa: Puede ser hacia la capa citoslica como hacia la capa extracelular (5 y 6) Protenas integrales de anclaje: Adosadas a una o dos colas de cido graso, pero en forma covalente (Se unen a la membrana mediante estas colas de cido graso, mediante enlaces covalentes) (7 y 8) Protenas perifricas de membrana: Pueden ser hacia la capa citoslica o hacia la capa extracelular Se enlazan de las protenas integrales pero de forma dbil (fuerzas atractivas tales como Van der Waals, Puentes de Hidrgeno, Atracciones electrostticas) Al estar en un ambiente hidroflico, no pueden existir interacciones hidrofbicas

Dibujo n1: Tipos de protenas de membrana

Protenas de anclaje de membrana Estn unidas en forma covalente a la bicapa lipdica, ya sea por un cido graso o un grupo prenilo Parecen perifricas, pero estn unidas fuertemente a la membrana Regulan las interacciones protena-protena

Funciones de las protenasPueden ser: Transportadoras o transmembrana Conectoras Receptoras EnzimasProtenas de transmembrana Son de conformacin -hlice Estas siempre deben ser hidrofbicas, ya que atraviesan a la membrana por su interior Pueden ser de multipaso o de paso nicoGrficos de hidropata Se colocan las protenas en un ambiente hidrofbico y se dejan correr Si es ms hidrofbico, ser de color verde ms oscuro Si es ms hidroflico, ser de color verde ms claro (incluso amarillo) Se utilizan para ver que partes de la protena se insertan en la membrana (se insertan las hidrofbicas). De esta manera se puede ver si las protenas son de un solo paso, o de multipaso.

Grfico de Hidropata de una protena de un solo paso (izquierda) y una de multipaso (derecha)

Difusin de las protenasComprende el movimiento de las protenasDifusin lateral: Mediante el experimento de Frey & Edidin, se pudo determinar que las protenas se mueven en la clulaDifusin rotacional: La protena rota sobre su propio eje

***Velocidad de difusin lateral (FRAP)*** Se realiza un blanqueamiento de la fluorescencia Se elige un sitio de la cadena de protenas que quedar blanca Luego, con un lser, se hace un pequeo orificio entre la fluorescencia (eliminando parte de ella) Se espera un tiempo y hay que medir cuanto se demora la cadena en recuperar la fluorescencia Las protenas se mueven a lo largo de la cadena para as recuperar la fluorescencia

Estudio de protenas fuera de la membranaLa nica forma de estudiar protenas fuera de la membrana es mediante el proceso de purificacin de protenas**Si saco una protena de la membrana: pierde la estructura.Se utiliza la misma tcnica empleada para disolver la membrana plasmticaDetergentes: solubilizacin Triton x-100 (Detergente utilizado. Muy fuerte)Formando miscelas, el detergente rompe la membrana

Crtex celular: protenas perifricas Mediante electroforesis Se estudian en el glbulo rojo Se rompa el glbulo rojo, se drenaba su citoplasma y quedaba al interior el fantasma (membrana sola)

Principales protenas:ProtenaFuncin

ActinaContraccin

Espectrina Se une a las dems protenas

Espectrina Da fuerza y elasticidad al citoesqueleto

Banda 4.1Promueve la polimerizacin de actina y estabiliza los filamentos

Banda 4.9Controla la longitud de los filamentos de actina

Enfermedades del citoesqueletoDistrofia muscular de Duchenne Enfermedad que destruye los msculos a partir de los 5 aos Es gentico (se transmite a travs de los genes de la madre) Se destruye la distrofina o se deja de producir/formar Al no existir distrofina, se separa la membrana plasmtica de la clula, y al separarse, se atrofian los msculos

Esferocitosis hereditaria Enfermedad que afecta a los glbulos rojos Se diagnostica debido a la presencia de Anemia Muta al glbulo rojo de su forma bi-cncava a una forma redonda. Debido a esto, el cuerpo los fagocita

c) CarbohidratosGlucolpidos: Galactocerebrsido Ganglisido GM1 Poseen una mayor cantidad de carbohidratos en su fosfolpido Son los ms importantes cido Silico NANAGlucocalixTodos estos glucolpidos van a formar una estructura por encima de las microvellosidades de la membrana: el glucocalix. Se ubica hacia la parte extracelular de la membrana. Solo se encontrar en la cara Apical de la clula (no hay ni en las laterales ni en las basales, y siempre mirando hacia el lado extracelular) debido a que posee funciones de proteccin, lubricacin, reconocimiento y adhesin.El glucocalix es el responsable de que todas las bacterias y elementos externos del cuerpo se peguen en los dientes**Gangliosidos: tienen como funcin el reconocimiento celular de antgenos de superficie en glbulos rojos. En la imagen se pueden ver un Antgeno A (grupo sanguneo A), Antgeno O (grupo sanguneo O) y Antgeno B (grupo sanguneo B). La nica diferencia entre estos grupos sanguneos (y sus antgenos) es que cada grupo depende de ciertos carbohidratos en ciertas cantidades.Despus de revisado esto, nuestro modelo de membrana plasmtica sera el siguiente:

MicrodominiosLpidos Rafts o BalsasSon micro dominios dentro de las membranas biolgicas que muestran una composicin lipdica totalmente distinta a los dems Poseen ms cantidad de fosfolpidos que poseen carbohidratos Poseen esfingolpidos Poseen mayor cantidad de carbohidratosDebido a esto, se podr encontrar una mayor cantidad de receptores en esa zona de la bicapa lipdicaSe puede mover, pero lo hace junto a los receptores

CaveolasLos lpidos rafts pueden ser asociados con la formacin de las caveolas en la membrana celular. Las rafts se invaginan debido a la accin de la caveolina, la cual se une al citoesqueleto. Dentro de la Caveola se encuentran todos los receptores Se poseern mayor cantidad de glucolpidos Mayor colesterol Existirn mayor cantidad de fosfolpidos (diferentes)

Uniones CelularesFunciones: Oclusin o sellado: sella ambientes de clulas Adhesin: unin que une clula con clula o clula con matriz Comunicacin: se realiza a travs de ciertos canales. Permite transferir informacin de una clula a otra

3 tipos principales de uniones celulares:** Las uniones celulares y las diferenciaciones celulares se encuentran en las caras laterales de la clula Oclusin o sellantes: Localizada en la cara lateral, zona apical Para polarizar ambientes Tight Junction Adhesin: Uniones estanca, banda de adhesin, desmosomas (orden?) Funciones de anclaje (clula-clula, clula-matriz) Forma una placa de adhesin en la superficie Uniones adherentes: Desmosomas Hemidesmosomas Comunicacin: Gap Junctions o uniones Gap

SellantesTight Junction: Uniones estancas, uniones estrechas, unin oclusiva Une las membranas de las clulas, sellando sus ambientes Los puntos de unin se llaman Puntos de besito Estos puntos de besito son la Claudina (ms dbil) y la Ocludina (ms fuerte) Claudina y Ocludina son protenas de multipaso (de 4 pasos) Se encuentran en la zona lateral, cara apical Ambos terminales de la protena (amino-terminal e hidroxilo-terminal) estn hacia el lado citoslico**Funciones**1. Restriccin de la movilidad lateral de las protenas0. Impide que las protenas se mezclen1. Impide el paso de fluidos, desde un lumen hacia un espacio extracelular.En resumen: Impide el paso de los fluidos y de grandes molculas entre las clulas Forma un cinturn alrededor de las clulas adyacentes Son abundantes en el epitelio intestinal, urinario y en los riones Bloquea los movimientos laterales de las protenas: polarizacin celular No permite que las protenas se mezclen

Uniones de adhesin Funcin mecnica: anclaje Permite la unin clula-clula y la unin clula-matriz Forma una palanca de adhesin en la superficie de las clulasBanda de adhesin (unin adherente) Se unir a los filamentos de actina (crtex celular) Posee caderinas (protena de transmembrana de un solo paso). Siempre unen clula con clula Su elongacin depende del calcio extracelular (a mayor calcio, ms se estira. A menor calcio, se desarma) En la embriognesis produce tubos e invaginaciones debido a su capacidad de moverse Espacio intercelular: 20 a 25nm

Desmosomas Une filamentos intermedios Poseen filamentos de queratina Protena que une clula con clula: caderina

Los Desmosomas forman Hemidesmosomas (que se unen a la matriz extracelular). Utiliza la protena de nombre integrina, la cual siempre va a estar uniendo clulas con la matriz extracelular

Uniones comunicantes (gap junctions y nexos) Forman un canal a travs del cual se traspasar material de una clula a otra Cada unin de comunicacin se llama Conexn La unin de dos conexones forma un GAP Permiten el paso de algunos tipos de molculas pequeas que harn sealizacin Calcio, sodio, potasio, etc. Cada conexon posee 6 conexinas **Al aumento de calcio o bajo pH, este canal se cierra. Si disminuye el calcio o si aumenta el pH, este canal se abre. Al momento de morir, la clula aumenta las concentraciones de calcio.

Matriz Extracelular La matriz extracelular es la estructura encargada de suministrarle nutrientes a todas las clulas. Generalmente se encuentran vasos sanguneos y nutrientes en ella. Se encuentra debajo de los tejidos epitelialesTejido conectivo: Matriz celular + clulas.Componentes de la matriz extracelular: Cadenas de polisacridos (GAG: glucosaminoglicano) Al unirse a una protena, pasa a ser Proteoglucano Colgeno (estructural) Protenas multiadhesivas (sirven para interaccionar) Agua

Molculas de adhesin celular (CAMs) molculas de adhesin celular a la matriz Caderinas (une clula con clula) Superfamilia lg Selectinas Mucinas Integrinas (une clula con matriz)

Polisacridos (GAG) Polmero formado por un disacrido

Disacridos formados por: Aminoazcar (n-acetilglucosamina) cido urnico (glucurnico o idurnico) Al estar cargado negativamente, puede atraer molculas, formando enlaces inicos electrostticos

Al poseer un grupo cargado negativamente, se hidrata

Son polisacridos formados por subunidades de disacridos que se repiten. Se llaman glucosaminoglicano porque siempre uno de los dos azucares es un aminoazucar

GAG pasan a ser Proteoglucanos

Estn compuestos por GAG unidos covalentemente a un ncleo proteico

Fibroblastos son los encargados de armar estos proteoglucanos en el complejo de Golgi

Colgeno Sintetizado por el fibroblasto (siempre se est sintetizando) Protena ms abundante del organismo Hay 20 genes distintos en 7 cromosomas del cuerpo capaces de generarla 14 tipos diferentes de colgenos Representan el 80% de las protenas de la MEC

Estructura del colgeno Formado por 3 aminocidos que se repiten siempre (tripptido Gly-X-Y), pero siempre empieza con glicina (Gly) X: prolina Y: hidroxiprolina El lugar donde ms se encuentran ordenados es en los tendonesBiosntesis: Inicia en los ribosomas, pasando a los retculos endoplasmticos para pasar luego al complejo de GolgiTipos de colgeno: Tipo I, II, III y V: formadores de fibras largas que rodean todas las clulas

Tipo IV: formador red de las lminas basales** Si no hay colgeno de tipo II, mueren los embriones ya que esta es la encargada de formar la matriz extracelularProtenas multiadhesivas1- Fibronectina:a. La fibronectina se une a las integrinas para conectar la matriz con el citoesqueleto en una clula animal (forma de unin transitoria).b. Conecta la matriz extracelular con las clulas2- Laminina:a. Se ubica solamente en la lmina basalb. Se une a la integrina del hemidesmosoma

Transporte a travs de la Membrana PlasmticaDifusin pasivaLa difusin depende solamente de la concentracin del soluto que est tratando de pasar.Paso de un soluto desde una zona de alta concentracin hacia una zona de baja concentracin debido al movimiento trmino independiente y direccionalmente catico de las molculas de soluto y las de solvente. Tiende a distribuir sustancias uniformemente.

Gradiente qumico o gradiente de concentracinSi yo tengo un soluto ms concentrado en un lado, este tratar de pasar al otro compartimiento para equilibrar ambos lados

Gradiente electroqumicoPaso de un electrolito a travs de una membrana permeable dictado por el gradiente qumico y el gradiente elctrico.Depende del gradiente de concentracin y de la carga de la molculaMolculas con cargaFuerza debida al gradiente de concentracin + fuerza ejercida por el potencial de membrana Gradiente electroqumicoPrincipios bsicos de homeostasis celular1- Equilibrio osmtico del agua a travs de membranas2- Macromolculas orgnicas internas siempre estn con carga neta (-) a pH 7.23- La carga neta de iones orgnicos intracelular es (-) y deben ser electroneuralizadas con K+4- Existe una diferencia de potencial negativo entre el interior y exterior de la clula5- Para mantener este equilibrio la clula utiliza energa metablica para transportar Na+6- Cada clula regula estos principios de acuerdo a su actividadProtenas de Transporte a travs de MembranaDifusin facilitadaLas protenas sern las encargadas de transportar a travs de la membrana todas aquellas molculas que no puedan pasar por difusin pasiva (a travs de la membrana)Pueden ser de los tipos:Protenas transportadoras o carrier Protenas de transmembrana Transporte ms lento. Al ingresar la molcula que se quiere transportar, la protena debe cambiar su conformacin (ver figura) Al ser limitadas, se saturan.

Protenas de canal Protenas de transmembrana Poseen una compuerta, donde al abrirse dejan pasar las molculas directamente a travs de un canal formado Transporte ms rpido No se satura Es especfica para cada molcula

Tipos de transportadores Uniporte: solo transporta una molcula Transporte acoplado: van dos molculas juntas Sinporte: las dos molculas transportadas van en la misma direccin Antiporte: las dos molculas transportadas van en direcciones diferentes (una entra, otra sale)Ejemplos de protenas uniportes: Transportadores de glucosa (GluT): transportador uniporte, y depende de la concentracin para transportar. La glucosa se ancla a estas protenas mediante puentes de hidrgeno para ser transportada. Protena de transmembrana integral de 12 pasosCaractersticas de la difusin facilitada Es especfica: un transportador o canal transporta solo ciertas molculas y iones Es pasiva: la direccin del movimiento neto est determinada por las concentraciones relativas de las sustancias transportadas dentro y fuera de la clula Se satura: si todos los transportadores estn en uso, el aumento en el gradiente de concentracin no aumenta la tasa de transporte

Ejemplos de transporte activo (transporte acoplado)Molcula transportadaCo-transporte IonSistemaLocalizacin

GlucosaNa + SimportIntestino, Rin

AminocidosNa +SimportIntestino, Rin

Di y Tri-PptidosH +SimportEstmago

Ca 2+Na +AntiportEn diferentes clulas

K +Na +AntiportEn diferentes clulas

Transporte activoSe produce en contra del gradiente electroqumico, requiere gasto de energa y est mediado nicamente por transportadores Primario: depende de ATP. Secundario: depende del gradiente de concentracin de un in.Ejemplos de transporte activo secundario: Simporte glucosa Na+ Se encuentra en los intestinos. Absorbe la glucosa que viene desde los nutrientes. Depende del sodio (se requieren dos molculas de Na+ para poder transportar una molcula de glucosa).

Modelo glumen-intestinal

Ejemplos de transporte activo primario Bomba activa tipo Na+/K+ Constituida por dos sub unidades: 2 y 2 Salen 3 Na+, entran 2 k+ Dos fuerzas se combinan para permitir la entrada: El gradiente de concentracin de los iones La carga elctrica de la membrana**Existen los glucosidos-cardacos (detienen el corazn): Oubaina, Digoxina**La Bomba Na+/K+ mantiene el balance osmtico Bomba Ca+2 Transportador uniporte. Ingresa calcio a la clula y no enva nada al exterior Antiporte de CO2/Cl- en eritrocitos Transporte de tipo Antiport y Activo secundario

Modelo de transporte: Glndula salival

Osmosis Tonicidad: habilidad de una solucin para mover el agua: Hipertnico: mayor concentracin Hipotnico: menor concentracin Isotnico: igual concentracinEritrocito en medio hipertnico CrenacinEritrocito en medio hipotnico Lisis celular (puede llegar a romperse la membrana de la clula)Canales de agua Regulan el tamao de la clula Permiten el paso del aguaEl transporte pasivo va en direccin al gradiente de concentracin, no utiliza energa, es ms rpido debido al uso de protenas de transporte

Protenas de canales: transporte pasivo Protenas de canal = Canales inicos Es una protena de transmembrana Posee varias subunidades que forman un canal Seleccionan los iones que entran a la clula, basndose en el tamao y la carga del in Es un transporte regulado Funcionan solo cuando llega un estmulo

Existen 3 tipos de canales de iones: Poros simples (uniones GAP o GAP junctions) Canales activados por substrato o ligando(Receptor Nicotnico) El ligando o substrato interacta con el canal y este se abre Canales activados por voltaje (Canales de K) Depende de un cambio en potencial de membrana** Los canales de iones poseen un Filtro o Filtro selectivo, a travs del cual se seleccionan los iones que van a entrar.** Existe tambin una protena de canal que se activa mecnicamente

Canal activado por estrs mecnicoSe encuentra en los exteriorcilios.****En resumen:Todos los canales poseen mayor velocidad de flujo, no se saturan normalmente y se abren en respuesta a un evento (estimulo o seal) celular.

Modelo de estudio: Neurona (potencial de accin)Potencial de membrana en reposo En las clulas animales, el potencial de membrana es generado principalmente por el movimiento de los iones K+ citoslicos al medio externo a travs de los canales de K+ en reposo El potencial elctrico negativo al interior va de -50 a -70 mV Para contrarrestar esta salida de potasio, se abren canales de sodio (Na+) y de Cloro (Cl-)

Bomba sodio potasio La bomba sodio-potasio mantiene una alta concentracin de potasio al interior de la clula En las clulas animales, el potencial de membrana es generado principalmente por el movimiento de los iones K+ citoslicos al medio externo a travs de los canales de K+ en reposo (canales de fuga de potasio). El potencial elctrico es negativo al interior, de -50 a -70 mV Los canales de fuga de potasio oscilan al azar entre estados abiertos y cerrados, dejando escapar potasio hacia el exteriorEn las neuronas en reposo los canales de K+ (generadores del potencial de reposo) estn abiertos, pero los de Na+ estn cerradosLa apertura de los canales de Na+ permite un influjo de Na+ para causar una reversin del potencial de membrana

Canal de potasio (K+) en reposo [Canal de K+ en fuga] Siempre est abierto Se encuentra en las neuronas ** El impulso nervioso viaja desde el soma hacia el final del axnEl potencial de accin estimula un ciclo de despolarizacin de la membrana, repolarizacin, hiperpolarizacin y vuelta al estado de reposo

Potencial de membrana:(1) El canal de fuga de potasio est abierto y en reposo, los dems estn cerrados(2) Llega el primer estmulo. Se abren los canales de sodio activados por voltaje, y los canales de fuga siguen abiertos. El canal de potasio activado por voltaje se mantiene cerrado(3) De ms negativo a ms positivo. El canal de potasio de fuga sigue abierto. Todos los canales de sodio activados por voltaje estn funcionales(4) EL canal de potasio de fuga sigue abierto. Los canales de sodio activados por voltaje se encuentran inactivos, mientras que se estn abriendo los canales de potasio activados por voltaje(5) Repolarizacin. El canal de fuga de potasio est abierto. Se abren todos los canales de potasio activados por voltaje, y los canales de sodio activados por voltaje se empiezan a cerrar(6) En la etapa de descanso se abren canales de cloro (Cl -), lo cual aumenta la carga negativa de la clula (produciendo en este caso la Hiperpolarizacin) El impulso nervioso siempre viajar en un solo sentido, por lo cual se dice que es unidireccional

Conduccin saltatoriaLos axones con vaina de mielina, y la localizacin especfica de canales de sodio en los nodos genera un potencial de accin que salta de nodo a nodo a lo largo del axn

SinapsisBotn sinptico: estructura que se unir a otra neurona o msculo. Se encarga de transmitir el impulso nerviosoEn la membrana del botn sinptico tendremos canales activados por voltaje de calcio (Ca2+).Botn post-sinptico: estructura que se activa por los neurotransmisoresLa activacin secuencial de canales inicos en la unin neuromuscular lleva a concentracin muscular

Citoesqueleto Es una organizacin supramolecular (red de protenas). Es responsable de la forma de la clula y de la organizacin intracelular (clula-clula, clula-matriz) Sin citoesqueleto la clula no puede crecer.Porter (1970): retculo microtrabecular

Microtbulos Es un tubo transversal y longitudinal. Poseen un lumen en su interior Alrededor de ellos estn los protofilamentos Aproximadamente 12 o 13 protofilamentos arman un microtbulo Los protofilamentos estn formados por una protena globular llamada Tubulina, que puede ser tubulina o tubulina une GTPEquivalentes al ATP, pero con Guanina en vez de Adenina

une GDP

Heterodmero de Tubulina ( tubulina y tubulina)Parecidas estructuralmente, pero cambian en 1 o 2 aminocidosSe organizan mediante el armado de los protofilamentos, formando cadenas que se unen con enlacesPosee sitios de unin especficos para unirse un heterodmero con otro tanto superiores como lateralesEl GTP hidroliza para formar estas estructuras, debido a que al hidrolizarse, libera energa.Tambin existen sitios de unin para drogas** Para unirse requieren de estos cationes divalgentes (Mg++ o Ca+)

Formacin de microtbulosEn el microtbulo se tendr un lado negativo (-), donde crece en menor cantidad, y un lado positivo (+), donde crece y se arma rpidamente el microtbulo.Para la polimerizacin se requiere: 37C, GTP, aumento de Mg2+, disminucin de Ca2+ Para la despolimerizacin se requiere: 0C, disminucin de Mg2+, aumento de Ca2+La polimerizacin y la despolimerizacin ocurren en ambos terminalesEn s mismo, el microtbulo no se puede desarmar fcilmente. La regulacin entre polimerizacin y despolimerizacin est dada por una protena (-tubulina), la cual se une en el lado (-). Solo permitir que el microtbulo crezca hacia el lado (+)El terminal o lado (+) se identifica fcilmente por su rpida polimerizacin.

Teora de la inestabilidad dinmica del microtbuloEn situaciones de microtbulos libres, el microtbulo tiene la posibilidad de crecer y de acortarse.Por el lado (+), el microtbulo crece ms rpido, pero tambin se acorta ms rpido [Crece, se estabiliza y luego se acorta].Ubicacin de la -tubulina en la clulaEn una clula, la -tubulina se ubica dentro del centrosomaEste descubrimiento fue posible gracias a un estudio realizado en lneas celularesLas lneas celulares provienen de clulas transformadas (clulas cancergenas o tumores)

Centrosoma o Centro Organizador de Microtbulos (COMTS)Ubicado al interior de la clula, supranuclearmente (sobre el ncleo)En el centrosoma ocurre el nacimiento de los microtbulos, y es el encargado de formar el huso mitticoEst rodeado por la -tubulina, y en el interior del centrosoma estn los centriolosLos centriolos son los encargados de formar flagelos y cilios. Adems, un centriolo proviene de otro centriolo (se replican).El lado (-) del microtbulo est dirigido hacia el centrosoma, y el lado (+) hacia el resto de la clula.

Protenas accesorias de los microtbulosSolo se unen a los microtbulos.La kisenisa y la dineina poseen una parte globular (cabeza), una parte llamada cadena pesada y una parte que se llama cadena liviana (ms fibrilar).Son protenas motoras porque tienen la capacidad de movilizarse sobre el microtbulo.KinesinaSe moviliza hacia el lado (+) [hacia el crtex celular]Transporta vesculasTiene la capacidad de moverse sobre el microtbulo debido a que hidroliza ATP (la parte globular hidroliza ATP)

DineinaLa dineina se moviliza hacia el lado (-) [hacia el centrosoma]Es ms lenta que la kinesina debido a que posee una estructura ms pesada y corta que la kinesinaTiene la capacidad de poder conectar los microfilamentos con los microtbulosNecesita hidrolizar ATP para su movimiento

EN RESUMEN:Microtbulo:Lado (+) crtex celularLado (-) centrosomasCentrosoma: sobre el ncleo y sobre el complejo de GolgiLa kinesina y la dineina se mueven por el microtbulo (requieren ATP) hacia los organelos.La kinesina y la dineina reconocen la membrana externa de los organelos

Cilios y flagelosSolo los poseen las clulas animales y los protozoos.Cuando existen cilios, solo se ubican en la cara apical, y rodean toda la membrana plasmtica.Cuando existen flagelos, solo hay uno (en el caso de los espermatozoides) o dos (en algunos protozoarios).Ambos poseen diferentes movimientos: Cilios: mueven material en el lumen (forma de ltigo o de batido) Flagelo: le confiere movimiento a los espermatozoides (forma de sacacorchos)Los flagelos son ms largos que los ciliosAmbos provienen de los centriolos**Si una clula posee cilio primario, esta diferenciada

Centriolos (y la formacin de cilios y flagelos)Estn formados por 9 tripletas de microtbulosEn el caso de los cilios: El centriolo se duplicar (producto: 4 centriolos) Los centriolos que se duplican migran hacia la membrana plasmtica Al estar en la membrana plasmtica, se pasan a llamar cuerpos basales Tiene la misma forma del centriolo (9 tripletas o triadas de microtbulos) Lo que sale de la clula es el microtbulo, pero rodeado de membrana plasmtica El cilio se organiza en dupletas (9), y se agregan protenas a la estructura (dineina)Flagelo o cilio: 9+2 dupletas AxonemaCuerpo basal: 9+0

*** La dineina ciliar o flagelar tiene 3 cabezas, y se mueven entre los microtbulos (entremedio y encima). Esta le permite el movimiento a los cilios y a los flagelos*** Los cilios primarios no se eliminan una vez formados. Si una clula posee un cilio primario, es porque est diferenciada.Clulas ciliadas del cuerpo

Filamentos intermedios Estn entre el microtbulo y el microfilamento Van a cambiar su nombre dependiendo del tejido (clula) en el que se encuentren La estada (parte ms azul) es comn en todos los filamentos intermedios. Se repite Varan el carboxi-terminal y el amino-terminal de estos filamentos

Filamento intermedioUbicacin

KeranitaPrincipalmente en la piel

VimentinaClulas musculares, tejido conectivo

NeurofilamentosNeuronas, principalmente en el axn y en las dendritas

Protenas lminas o lamininaDentro del ncleo de la clula, alrededor de la membrana nuclear

Protena cida glialSlo en las clulas gliales

Funciones: Funcin mecnica: soporte mecnico de la clula. Lmina nuclear (ver ms abajo)**La plectina une los microtbulos con los filamentos intermedios

Hemidesmosomas Es una estructura permanente que une la clula con la matriz extracelular (especficamente con la lmina basal). Se encuentra en la cara basal y se une a la lmimina mediante la integrina, y la laminina a su vez se une con el colgenoExiste una mutacin en la Keratina-14 (ubicada en la piel), que no une las clulas del epitelio con el tejido conectivo por lo cual la piel se forma y se elimina rpidamente. Esta enfermedad se llama epidermlisis Bulbosa. La mutacin es a travs del hemidesmosoma

Lamina nuclear Se ubica al interior de la membrana nuclear Ancla (une) la cromatina Forma una red alrededor del ncleoEn el ncleo organiza y desorganiza durante la divisin celular Para desarmar: se fosforila Rompe la membrana nuclear en pequeas vesculas Para re-armar: se desfosforila

Filamentos gliales Solo estn presentes en las glias.

Filamentos de actina Formado por una protena globular (protena G) Poseen un lado (-) y un lado (+) Al unirse estas protenas globulares, forman los filamentos Necesitan hidrolizar ATP para formar filamentos Para desarmar, se saca el ADP y se introduce ATP Funciones: Forman el crtex celular Forman las bandas de adhesin Forma el anillo contrctil cuando la clula se va a dividir Forma fibras de estrs en los cultivos de clulas En el crtex celular: Forman todo lo que se mueva en la membrana Microespinas (microvellosidades) Lamelipodios (generalmente formados por amebas movimiento) Invaginaciones

Complejo ARPPosee 2 protenas (ARP-3 y ARP-2), las cuales ayudan a la formacin del microfilamento. Se coloca en el lado (-), para que el lado (+) crezca.Se encuentra en todo el crtex celular (es una protena perifrica).Existen 2 protenas que van a ayudar a armar los microfilamentos: la timosina y la profilina

TimosinaInhibe el crecimiento de filamentos porque compite con la protena globular. Inhibe la unin hacia el filamento (lado +)

ProfilinaAyuda al crecimiento de filamentos. Tambin compite con el monmero de actina, pero Aumenta la velocidad de los enlaces, permitindole a los filamentos crecer ms rpido

Protenas accesorias de los filamentos de actinaMiosina (protena motora) La primera miosina descubierta (miosina 2) fue en los msculos Posee dos cabezas globulares, que son cadenas pesadas, y una cadena ms liviana (helicoidal) que compone la protena La parte globular hidroliza ATPExisten otros tipos de miosinas Miosina I: una sola cabeza globular Miosina V Se encuentran indistintamente en el resto de las clulas Solo las Miosinas II se encuentran en los msculosFunciones: Permite el deslizamiento de filamentos Permite llevar vesculas a travs del crtex celular Puede deslizar filamentos entre ellos (Miosina tipo II contraccion muscular) Se pueden anclar a la membrana para formar filamentos paralelos, y moverlos

Crecimiento de filopodiosFiliopodios: ms delgadosLamiopodios: ms grandesEl crecimiento de filopodios y del cono neuronal es a travs del filamento de actinaDentro del Axn se tienen neurofilamentos y microtbulos. Pero, al poseer membrana plasmtica, se tiene crtex celular. Por lo tanto, el armado del cono neuronal es a travs de filamentos de actina.Los conos de crecimiento neuronal se forman en la etapa embrionaria, pero muchos se eliminan debido a que no llegan a su destino.La otra etapa de crecimiento o poda neuronal es entre los 4 5 aos (existe un aumento de sinapsis).La ltima etapa es al comienzo de la pubertad.

Protenas accesorias para la formacin de estructuras paralelasPara la produccin de fibras de estrs se utiliza la protena -actinina Para la produccin de fibras paralelas se utilizan las fimbrinas, las cuales unen microfilamento con otro, formando estructuras

Esterocilos: se ubican en el odo medio, se activan por stress mecnico.Filaminas: arman redes con los microfilamentos. Se hallan en el crtex** El movimiento de la membrana plasmtica es conferido por el crtex celular

Contacto focalEs la unin de la matriz con la clula a travs de la integrinaPermite a la clula caminar (moverse) en el sustrato (matriz extracelular)** Los glbulos blancos (macrfagos) y los fibroblastos son capaces de moverse

Diferencias y semejanzas entre desmosoma y hemidesmosomaSemejanzas: Utilizan la protena integrina (protena de transmembrana) Se unen a la matrizDiferencias: En las fibras de estrs se utilizan filamentos de actina en los desmosomas En los hemidesmosomas: filamentos intermedios (keratina) Una unin es transitoria (desmosonas), y la otra es permanente (hemidesmosomas)

Modelo clula muscularLa clula muscular es una clula muy diferenciada. Cumple una funcin determinada.Es capaz de hacer potencial de accin en su membrana, y posee la capacidad de contraerse y volver a su posicin normal.Son muy grandes, y son polinucleadas (poseen varios ncleos dentro de la clula).Sarcmero: unidad funcional y estructural de la clula muscular

Organizacin estructural del sarcmero Protena ms importante: actina Protena accesoria: miosina (protena motora capaz de hidrolizar ATP)

El sarcmero va desde lnea Z a lnea Z (Lnea Z = Disco Z). Banda I En la mitad: Disco Z Solo se poseen filamentos de actinaBanda A Se tiene una superposicin de filamentos de actina con miosina. Zona del centro (zona H) Solamente las colas de la miosina. Lnea M (celeste) Unin entre las cosas de las miosinas. Constituido por la -actininaAdems, los filamentos de actina en los sarcmeros estarn unidos a la tropomiosina y al complejo troponina

Protenas MuscularesProtenas contrctiles Miosina y ActinaProtenas que regulan la contraccin Troponina y TropomiosinaProtenas estructurales Titina, Miomesina, Nebulina, Distrofina, -actinina

Contraccin muscularDurante la contraccin, las bandas I se acortan (en la contraccin mxima desaparecen) y la banda H desaparece. El Sarcmero acerca las lneas Z al momento de contraerse el msculo

Cmo llega el impulso nervioso a la clula muscular? En el botn sinptico se abren los canales de calcio y se liberan los neurotransmisores. Viajan por el espacio sinptico y se une a canales activados por ligando Al activarse los canales por ligando, entra Na+ y se genera un nuevo impulso nervioso, por lo tanto la membrana plasmtica de las clulas musculares es capaz de despolarizarse. Al estar en reposo, la membrana de la clula presenta carga (-) al interior y (+) al exterior Existen protenas sensibles al voltaje, unidas a canales que se encuentran en el retculo sarcoplasmtico (retculo endoplasmtico liso) Dentro del retculo sarcoplasmtico hay concentraciones de calcio Al llegar el impulso nervioso, la membrana de la clula muscular se despolariza, abriendo un canal. El calcio sale hacia el citoplasma de la clula muscular (aumenta la concentracin de calcio en la clula muscular). Todo esto se ubica en la membrana plasmtica de la clula muscularSin calcio, el msculo est relajado.La miosina y la actina tratarn de juntarse siempre, pero si se juntan se contrae el msculo. Esta unin se rompe gracias a las protenas accesorias de la actina (tropomiosina, que tapa la unin de la miosina con la actina, y el complejo troponina)El calcio se une al complejo troponina, y al unirse, el complejo troponina mueve a la tropomiosina, dejando libre los filamentos de actina, permitiendo la unin con la miosinaSi no hay impulso nervioso, el msculo est rejalado.Se requiere energa para romper los enlaces de miosina y actina (se hidroliza ATP). La miosina har un movimiento de cabeza, desplazar el filamento de actina, y se soltar. El filamento de actina se unir a la miosina adyacente, la cual tendr que realizar este proceso una y otra vez.Sarcolema: membrana plasmtica de las clulas musculares

Sealizacin celularEsta referida a todo lo que sea conexin a travs del ser humano, ya sea a travs del torrente sanguneo, la linfa o la matriz extracelularTodas las clulas del organismo estn conectadas entre s a travs de estas sealesEn general, todas las seales entran al ncleo para cambiar la expresin gnica del ADNPero, hay otras seales que van dirigidas a cierto Organelo para cierta reaccin (por ejemplo a la mitocondria, al peroxisoma, etc.)Se posee una clula en estado I, y cuando reciba la seal, pasa a estado IISeales (generalidades) Las seales son especficas, se pueden amplificar, son temporales, reversibles, estn muy bien reguladas y son una red (son miles de seales, no solamente una).

Estas seales pueden producir en la clula: proliferacin, diferenciacin, transformacin, apoptosis, activaciones celulares (canales, transportadores, cantidad de ATP recibida, etc.), migraciones (solo los glbulos blancos y los fibroblastos pueden migrar) y envejecimiento celular.Todas las seales tienen 6 pasosSeis pasos en la sealizacin celularLas seales son formadas por una clula, y son enviadas a una clula blanco (o clula diana), que incorpora la sealCmo comienza?1st. Sntesis de la seal2nd. Liberacin: se forman grnulos de secrecin y se liberan3rd. Transporte: se transporta la seal a travs de la linfa, el torrente sanguneo o la matriz extracelular4th. Unin: se une la seal con el receptor de la clula blanco5th. Transduccin de la seal: se cambia la seal (grnulo de secrecin)6th. Desensibilizacin: la clula elimina la seal una vez ya fue usada

Cuatro formas de sealizacinSeal endocrina: La seal va hacia el torrente sanguneo, viaja a travs de l y llega hasta las clulas blanco La distancia que hay entre las clulas que fabrican la seal y las clulas blanco es la mayor de todas las formas de sealesSeal paracrina: La seal es a travs de clulas vecinas La seal viaja a travs de la matriz extracelular Los GAP le dan apoyo a este tipo de sealizacinSeal autocrina La misma clula secreta el factor o seal que llega a sus receptores (se enva seales a si misma)Sealizacin a travs de protenas unidas a membranas Clulas entregan seal a una clula adyacente a travs de protenas insertas en su membrana (caderna y GAP junctions)Sinapsis Similar a una seal paracrina, pero la seal debe recorrer un trayecto un poco ms largo Su seal es el neurotransmisor

Combinatoria en la sealizacinLas seales actual en combinacin con otrasMolcula de sealizacin extracelular: ligandos (se unen a los receptores)Se va a ligar a un receptor. Viajan a travs del torrente sanguneo, la linfa o la Matriz Extracelular.Pueden ser: Factores de crecimiento o sobrevivencia Citoquinas Receptores de la matriz extracelular (integrina) Hormonas Neurotransmisores Interleuquinas (secretadas por glbulos blancos y clulas musculares)Al llegar la seal a la clula, el ligando producir 2 tipos de seales: una rpida y otra lenta. Rpida: cuando va directamente hacia los efectores. No requiere formar nuevas protenas (ej: movimiento celular, secrecin, metabolismo, apoptosis). Lenta: cuando va hacia el ncleo y entra. Debe formar nuevas protenas o cambios en la clula (ej: divisin celular, diferenciacin celular, envejecimiento).En el organismo no hay muchas molculas de sealizacin. Se requiere una regulacin de estas clulas. Se crearon diferentes receptores para que los ligandos acten de forma distintaUna misma molcula sealizadora puede originar diferentes respuestas diferentes en distintos tipos celulares, dependiendo del receptor (clula).

Protenas receptorasExisten 2 tipos de receptores para las seales: Receptores de transmembrana (aquellos que se colocan sobre la membrana plasmtica). El ligando no entra a la clula (es hidroflica) Receptores intracelulares o hurfanos (se encuentran en el ncleo. Los ligandos son hidrofbicos, por lo cual pueden atravesar la membrana plasmtica, el complejo de poro nuclear y llegan al receptor).

Tipos de receptores1. Intracelular2. Membrana plasmtica: -Canales de iones (activados por ligando)-Unidos a protena G-Unidos a enzimas (receptor con tirosina kinasa)

1. Receptores intracelularesReceptores que estn al interior del ncleo, y que van a interaccionar directamente con el DNA. Son hormonas hidrofbicas que siempre estn unidas a una protena hidroflica (para poder transportarse a travs del torrente sanguneo). Al llegar las seales a la clula, atraviesan la membrana plasmtica hasta llegar al ncleo de la clula. Luego, atraviesan el complejo de poros nucleares hasta llegar al receptor. Solo pueden realizar seales lentas, ya que son receptores que estn al interior de la clula. Generan nuevas protenas que cambian Hormonas esteroidales Provienen del colesterol Hormonas tiroideas xido ntrico (NO)

Receptores intracelulares que actan como enzimas (receptor dentro del citoplasma)Receptor especial para xido ntrico, el cual relaja el msculo liso de las arterias.Un botn sinptico emite un neurotransmisor (ligando), que se unir a un receptor de una clula endotelial. La clula como respuesta produce xido ntrico, el cual sale de la clula y viaja a travs de la lmina basal hasta unirse con las clulas lisas (musculatura de las arterias), actuando sobre ellas. Es una seal paracrina, es intracelular, y su receptor est en el citoplasma.

2. Receptores de membrana plasmtica Canales de iones activados por ligando Unidos a protena G Unidos a enzimas

Protenas generales para la sealizacinProtena G (une GTPasa) Tambin conocidas como intercambiador de nucletido e interruptores moleculares. Intercambia los nucletidos de las molculas de GDPProtena cinasas o kinasas o quinasas Son interruptores moleculares Se van a fosforilar y desfosforilar en algn aminocido con capacidad enzimtica Tirosina, treonina, cerina, cerosina.Protenas adaptadoras Son protenas perifricas (situadas en el crtex celular) Adaptan la seal que llega al receptor con otras protenas

Caractersticas de la cascada de sealizacini) Transferencia fsica de la seal (la seal no entra al citoplasma)ii) Transduccin y transmisin de la seal, y posterior amplificacin de la sealiii) Integracin y distribucin de la sealCada etapa del proceso puede ser modificada o alterada por otros factores

Clasificacin de los receptores de membrana plasmtica1. Receptores acoplados a protenas G Protena de transmembrana de multipaso (7 pasos: receptor de 7 pasos). El amino-terminal se une con el ligando, y el carboxi-terminal se une con la protena G. Se divide en (Intercambiador de nucletidos, activa la enzima [unen GTPAdenil Ciclasa]), y ( y forman un completo).Existen diferentes tipos de protenas G: Protena G inhibitoria ([Gi] inhibe la seal) Protena G estimulante [Gs] Protena Gq Activa calcio G2 y G3 activan el citoesqueletoEl complejo va a ir a activar canales de IonesFunciones biolgicas: Percepcin del olor y de los sabores Percepcin de luz Neurotransmisin Funcin de glndulas endocrinas y exocrinas Quimiotaxis Exocitosis Control de la presin sangunea Embriognesis Diferenciacin celular Oncognesis

La protena Gs ir a activar la enzima Adenil ciclasa, la cual hidroliza ATP para formar AMP cclico, el cual ser nuestro 2 mensajero. Luego, el AMP cclico ser el encargado de llevar la seal hasta el citoplasma.Para inactivarse, la porcin de la protena Gs se desfosforila,

Protena Cinasa A (PKA) Receptor de 7 pasos Llega el ligando al receptor, se activa la protena G, y se separan sus complejos Complejo alfa activa la protein-kinasa A (PKA) La PKA posee dos partes: una cataltica y la otra reguladora La parte cataltica es la que se activa, por lo cual ser la que viaja al ncleo La parte activada va a fosforilar las protenas que estn en el ncleo para formar nuevos genes (transcribe y traduce genes para formar nuevas protenas) [Activa protenas que irn hacia los genes] Es una seal lentaAl separarse y activarse el complejo , se activan canales de iones.

Sealizacin de fosfolpidos de InositolActivacin de la fosfolipasa C- (GQ)Convierte los glucolpidos que estn dentro de la clula (debido a movimientos de flip-flop).El calcio se guarda en el REL, en la mitocondria y en adherido a algunas protenas. Esta activacin tiene como objetivo aumentar la concentracin de calcio en el citoplasmaDAG activa Cinasa C (serina/treonina cinasa) activa una MAP Cinasa MAP Cinasa va hacia el ncleo Seal LentaEfectores2 mensajeros

Adenyl CiclasasAMP Cclico (cAMP)

Fosfolipasas CIones de Calcio (ca+2)

Canales de calcio C2+Inositol Fosfato (IP3)

Canales de potasio K+Diacilglicerol (DAG)

2. Receptores con actividad enzimtica intrnsecaSe trabajan con protenas que se fosforilan (protenas kinasa)Al activarse una kinasa, esta alterar en la clula alguna actividad celular o la expresin gnica.

A. Receptor tirosina cinasa (RTK)Presentan una parte celular, una parte de transmembrana (un solo paso) y una parte intracelular.Receptor para EGF, PDGF, Insulina, FGFLos receptores de RTK contienen 3 dominios: Extracelular: donde se unir con el ligando Transmembrana: de un solo paso Intracelular: estar el dominio tirosina cinasa y el dominio que domina a la cinasa

a. Dimerizacin del receptorAl llegar el ligando, se unir a dos receptores, los cuales se juntarn (dimerizacin). El receptor es la enzima. Al juntarse estos receptores, se fosforilan mutuamente en la tirosina.Actividad tirosina cinasa intrnseca autofosforilan cascada de sealizacin se unen a protenas que contienen un dominio homologo c-Src: Dominios SH2 Dominios SH3(Src: protena transformante del sarcoma del Rous virus)

b. Asociacin a protenas adaptadorasEstn los dos receptores dimerizados. Al interior de la clula se encuentra la zona cataltica del receptor. No todas las tirosinas se fosforilan (depende de la clula). Al fosforilarse la tirosina, se unirn a protenas adaptadoras, las cuales poseen dos dominios dentro de ellas (SH2 y SH3). El dominio SH2 se unir a la parte fosforilada del receptor, y SH3 permitir la unin a otras protenas.

c. Interruptor MolecularLas protenas adaptadoras activarn un interruptor celular (protenas ras), la cuales son protenas de anclaje. En su forma activa, se unen a las GTP. Participan en la diferenciacin celular y poseen una baja actividad GTPasa GAPs (protenas que activan GTPasa) GEFs (factor de intercambio de GTP)La mutacin de Ras: produce cncer

Va de las protenas Kinasas activadas por mitgeno (Mitogen-activated protein kinasa MAPK)La protena RAS activar unas protenas que se encuentran en el citoplasma, las cuales no se asocian directamente con los RTK Activador: RAS RAS activar la protena RAF RAF a su vez, activara a una protena que se llama MEK MEK activar la protena original MAPK MAPK entrar al ncleo y activar factores de transcripcin (crecimiento, divisin celular, etc.). MEK: MAPKinasaKinasa (MKK) RAF: MAPKinasaKinasaKinasa (MKKK) MAPK: se llama Erk antes Debe estar fosforilado en dos aminocidos: serina y treonina

Caractersticas de las sealizacionesConversacin cruzada: Conversan entre diferentes tipos de sealConvergencia: Varias seales convergen en una sola protena o en una sola molcula de sealizacinDivergencia: La seal diverge (se separa) en otras seales ms pequeasMecanismo de eliminacin de la seal Se secuestra el receptor y se guarda en un endosoma Destruccin del receptor Inactivacin de la parte enzimtica del receptor Inhibicin de la protena sealizadora Produccin de protenas inhibidoras

Clasificacin proteicaOrganelos: Sistema de endomembranas Retculo endoplasmatico liso y rugoso Complejo de Golgi Lisosomas Sistema endosmico Vesculas (no son organelos, pero estn rodeados por una membrana) Mitocondrias, cloroplastos, peroxisomasComposicin de las membranas en clulas eucariontes Aproximadamente un 50/50% entre lpidos y protenas, excepto en la membrana mitocondrial interna (posee muchsimas ms protenas que lpidos, por lo cual se dice que es una membrana impermeable)Quin da individualidad a los organelos? Los organelos tienen diferente estructura y funciones La estructura y las funciones se basan en la composicin protena Los organelos tienen diferentes sets de protenas Las protenas le dan la individualidad a los organelosI. Clasificacin de las protenasDireccionamiento proteico Las protenas son sintetizadas en el citoplasma (ribosomas libres) Las protenas poseen secuencias sealizadoras Secuencias de aminocidos que les permite direccionarse hacia cierto organelo.Voy a tener protenas que terminan de sintetizarse en el RE y son procesadas a travs del complejo de Golgi Protenas de exportacin Protenas que irn hacia el lisosoma/endosoma Protenas que son secretadas (hormonas, neurotransmisores) Protenas que irn a la membrana plasmtica (integrina, receptor de 7 pasos unido a protena G, tirosina kinasa, bomba Na+/K+, etc.)Tambin existen protenas que terminan de sintetizarse completamente en el citosol (en los ribosomas libres) Protenas del citosol (adaptadoras, MAPK, protenas accesorias del citoesqueleto, etc.). Protenas de la mitocondria Protenas nucleicas

Transporte de protenas1) Transporte a travs de compuertas Transporte bidireccional desde citosol a ncleo y viceversa (entran y salen del ncleo) Ocurre a travs de la membrana nuclear, especficamente a travs del complejo de poro nuclearEstructura de la membrana nuclear La membrana del ncleo es doble, interna, y posee un espacio intermembranoso Posee varias protenas, entre esas: Fibras citoplasmticas (miran hacia citosol) Canastillos nucleares (estn al interior del ncleo) Sub-unidad anular (posee en teora 8 sub unidades. Trabaja de compuerta). Iones y molculas pequeas entran al ncleo a travs de difusin simple Protenas y RNA entran a travs de transporte activoFunciones: Transporte Exportacin nuclear: lo que sale del ncleo RNAm RNAt RNAsn (RNA pequeos) Pre-Ribosomas Importacin nuclear: lo que entra al ncleo a travs Protenas nucleares Protenas ribosomales RNPs Difusin pasiva: canales para molculas de 9nm o 60 kDa

**Importacin nuclear Hay que tener una protena con una seal de localizacin nuclear La seal ser reconocida por un receptor de transporte (importina), que lo ayudar a entrar Al unirse al receptor de transporte, y al ser reconocida por las fibras citoplasmticas, se abren las compuertas al ncleo y entran tanto la protena que quiere entrar como el receptor Al entrar al ncleo, la protena se separa del receptor de transporte, el cual volver a ser utilizado.

**Exportacin nuclear Hay que tener una protena con una seal de exportacin nuclear Se une a un receptor de transporte (exportina), y adems se une a una protena RanGTP (se forma un complejo GTP-Protena de transporte-Protena de exportacin) Este complejo toca el canastillo de la membrana, lo cual abre la membrana y permite la salida de este complejo Una vez fuera, el RanGTP se va a desfosforilar, lo cual separa todo este complejoOjo: el receptor de transporte (importina y exportina) es el mismo en ambos casos, solo se le cambia el nombre porque uno importa y el otro exporta2) Transporte de transmembrana La protena pasar por toda la membrana hasta llegar al organelo (mitocondria, peroxisoma, cloroplstidos, RE) Es unidireccionalMitocondria Utiliza protenas de translocar (translocadores) Son protenas de transmembrana que poseen un canal Posee dos complejos: Complejo TOM (membrana externa de la mitocondria) Complejo TIM (membrana interna de la mitocondria) Se tiene una protena desplegada, la cual llegar a la membrana externa de la mitocondria. Ser reconocida por uno de los receptores de la membrana de la mitocondria. Luego de ser reconocida, se translocar (se enviar a los complejos de TOM y TIM), atravesando el poro o canal de la protena del complejo TOM y posteriormente del complejo TIM Al entrar a la mitocondria, la protena se plegar y su secuencia-seal se corta (clivaje)Este proceso requiere: Chaperonas: mantiene a la protena desplegada tanto fuera de la mitocondria como dentro de ella Energa en forma de ATP (debido a que las chaperonas salen de la mitocondria, permitiendo el plegamiento de la protena) El complejo TOM y el complejo TIM

3) Transporte Vesicular A travs de vesculas Bidireccional Llegan al: aparato de Golgi, vesculas secretoras, membrana plasmtica, lisosomas, endosoma tardo, endosoma temprano, etc.Para ingresar la protena formada en el citosol, se necesita un translocadorEn primera etapa, es un transporte de transmembrana, luego, a travs de vesculas

Modificaciones:a) Co-traduccional: se prepara la protena, modificando su estructurab) Post-traduccional: a pesar de que la protena esta lista, se sigue modificando

Sistema de endomembranas

Posee: Retculo endoplasmtico rugoso Retculo endoplasmtico liso (donde se forman las vesculas) Complejo de Golgi Compartimiento Intermedio Red del Golgi Cis Aparato de Golgi Membrana Cis (cercana al ncleo) Membrana Medial Membrana Trans (cercana a la cara apical) TGN (red del Golgi trans) Lisosomas Vesculas (irn hacia la membrana plasmtica o hacia el exterior) COP 1 y COP 2 con cubierta de coatmeros (viajan desde el RER hasta el TGN y viceversa) Vesculas Secretoras con cubierta de ciatrina (viajan desde el TGN hasta la membrana plasmtica y viceversa cara apical de la clula)Teora de formacin de las vesculas Se requiere un compartimiento que me d una vescula (donador) y otro que la reciba. Existe una protena dentro de la vescula (receptor) una protena v-SNARE y otro receptor t-SNARE en la membrana Hiptesis: Se unen ambas protenas y se acercan hasta chocarse (coalicin) Al chocarse, los fosfolpidos de la membrana de la vescula y de la membrana del organelo se fusionan (hiptesis)

Partcula de reconocimiento de la seal (SRP)Es un RNA capaz de reconocer las seales Se est sintetizando una protena en el ribosoma libre. Si esta protena tiene una secuencia que se llama pptido seal, se dirigir hacia el RE y el Complejo de Golgi

Protenas: De membrana Lisosomales De secrecin

Si poseen otro tipo de seal, permanecern en el citosol Protenas: De citosol Nucleares De mitocondria De cloroplasto De peroxisomaa) Modificacin co-traduccional Ribosoma sintetiza la protena. Aparece pptido seal y ser reconocida por la partcula de reconocimiento de la seal y se detiene su sntesis Protena, junto con el ribosoma, viaja al RE. En su membrana, existe un receptor o translocador que ingresa al ribosoma al lumen. Una vez dentro, el ribosoma contina sintetizando la protena, pero esta quedar dentro del RE. A la protena se le agregan azcares a medida que va creciendo

Retculo endoplasmtico Como estructura, es un tbulo cisternal Se puede dividir en dos: Retculo endoplasmtico rugoso (posee ribosomas adosados) Retculo endoplasmtico liso

Retculo endoplasmtico rugoso Membrana de 5 a 6nm de espesor Tbulo cisternal Sus cisternas se localizan cercanas al ncleo Esta desarrollado en las clulas secretoras: protenas de exportacin Poco desarrollado, en clulas con proliferacin constante (criptas, intestino, embrionarias y cancerosas) Funcin principal: procesamiento y distribucin de protenas

Retculo endoplasmtico liso Membranas de espesor similar al RER Su biognesis es a partir de vesculas provenientes del RER Presenta tbulos en su estructura Cada tbulo tiene un dimetro aproximado de 500 a 1000 A0 Funcin principal: sntesis de fosfolpidos (y todo lo relacionado con el metabolismo del colesterol) y almacenamiento de calcio.

Anclaje de una protena al glucosil fosfatidilinositolSe realiza un clivaje del pptido. De esta manera la protena puede viajar a travs del retculo endoplasmtico

Glucosilacin primaria Primera en ocurrir. Todas las protenas que ingresan al RE tiene que glicosilarse (se le incorporan carbohidratos). Se tiene un fosfolpido 2-glicol, que est unido a un grupo de Oligosacridos. Este fosfolpido incorporar el grupo de oligosacridos a la protena que se est formado. La enzima que incorpora los oligosacridos a la protena se llama Oligosacaril transferasa. El aminocido donde se unirn los oligosacridos es la asparagina. Se unen solamente a las que tengan este tipo de secuencia: Asparagina Cualquier aminocido Thr Asparagina Cualquier aminocido SerExportacin de protenas mal plegadasLas protenas mal plegadas salen del RE a travs de una translocacin. Pasan al citoplasma, se les eliminan los hidratos de carbono y se marcan para pasar al proteosoma.El proteosoma es una organizacin supramolecular (complejo enzimtico) capaz de degradar protenas destruyendo sus enlaces peptdicos (recupera los aminocidos).Se marca la protena con ubiquitina en el citoplasma (para que sea translocada)

EscorbutoEs una enfermedad causada por la falta de vitamina C y producida por el fibroblasto. Hay una modificacin post traduccional despus de no sintetizarse la protena, y no existe una hidroxilacin de lisina y de pronila (aumentan los niveles de colgeno, y los colgenos no pueden armarse).

Complejo de Golgi Caractersticas principales: Polaridad bioqumica cis / trans La progresin a travs del complejo de Golgi requiere la fusin vesicular Dentro de l ocurre la clasificacin de protenas de membrana plasmtica, de lisosoma y de exportacin (TGN) Los materiales se mueven a travs de Golgi en ambas direcciones El trfico del complejo de Golgi es asociado con vesculas protenas coat

Funciones bioqumicas del complejo de Golgi Glucosilacin Procesamiento proteoltico Empaquetamiento y concentracin de protenas Clasificacin de protenas Ensamblaje de lipoprotenas Iniciacin y elongacin de glcidos ricos en xilosa, propios de heparinas, condroitn sulfato, dermatan sulfato. Modificacin post traduccional

Modificacin post traduccional En el RE se forman vesculas, a travs de las cuales viajan las protenas hasta el Cis (ocurre la fosforilizacin de oligosacridos de protenas que irn al lisosoma).

En el Cis se eliminan algunos azcares, y pasan a la cisterna medial.

Luego, viaja y llega a la cisterna trans, donde se le agregar un azcar.

Despus, pasando al TGN, se le vuelve a agregar azcar y se clasifica la protena (ocurren las ultimas glicolisaciones).

Se tienen 2 tipos de secrecin: Constitutiva: todas las clulas la poseen (o la mayora). Se forma una vescula y esta sale rpidamente al exterior. Regulada: a travs de seales. Al llegar la seal, las vesculas formadas salen.Etapas de la secrecinSon 3, y fueron publicadas por George PaladeViaja desde la sntesis del ribosoma, llega al RE, viaja a Golgi y a travs de l (por medio de vesculas). Llega a la vescula secretora, posteriormente al grnulo de secrecin para llegar finalmente a la Membrana Plasmtica (para los 3 tipos de protenas)

Trfico vesicularCOP I viaja hacia el RE desde TGNCOP II viaja hacia TGN desde RE**Existen vesculas que contienen clatrina (viajan hacia la Membrana Plasmtica y devuelta al TGN)Las protenas GTP pequeas dirigen el trfico vesicular

**La protena se devuelve al Golgi despus de madurar (secuencia KDEL)Sistema endosomalPosee un pH ms bajo que el general de la clula hasta llegar al lisosoma, que posee el pH ms bajo de todos los componentes de la clula.Este sistema recicla receptores de membrana, transloca molculas y, dentro de l puede ocurrir la fagocitosis y la autofagiaEndocitosis Absortiva: por medio de receptores de membrana Tiene un transporte lento (+/- 30 min) Flase fluida: tambin llamada pinocitosis Transporte rpido (15 min)Receptores para endocitosis

Profundizando: Receptor de LDL: Mutaciones en humanos del receptor LDL causan hipercolesterolemia familiar Rol de la clatrina en la endocitosis mediada por receptor Receptor de Transfierrina: Se recicla el receptor con la protena. El fierro se utiliza en las protenas.

FagocitosisProceso que solo puede ser realizado por macrfagos (por ej: glbulos blancos).Se requiere: T > 20C Reorganizacin de los microfilamentos de actina ATP (es ATPdependiente)LisosomasPosee un pH muy bajo. Existen 50 tipos diferentes de enzimas para las cosas que entren a la clula.No poseen tamao determinadoEstn ubicados en la zona apical o en las zonas basolateralesExisten varios transportadores alrededor a su membranaAutofagia Destruye cualquier cosa al interior de la clula (que requiera ser fagocitado) mediante un autofagosoma Se forman en el RER Una vez formados, se unen con el lisosoma.

Funciones del sistema endosmico

MitocondriaOrganelos ms grandes que hay dentro de la clula animal.Aproximadamente, tiene el tamao de una pequea bacteriaPosee una doble membrana, y una de esas membranas ingresa al interior de una matrizEn la mayora de las mitocondrias, existen grnulos de glucgeno dentro de ellasLas mitocondrias se dirigen al lugar donde se requiera mayor cantidad de energa, de lo contrario, se disponen de manera uniforme en la clulaEn la mitocondria ocurre el proceso de respiracin celular, a travs de la cual elimina anhdrido carbnico, el cual es utilizado por los cloroplastos para producir oxgeno. Por lo tanto, el intercambio entre anhdrido carbnico y oxgeno (entre plantas y animales) es constante en la vida de