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CAPITULO 4
                                                   MEMBRANA Y CITOPLASMA



                    MEMBRANA CELULAR
La membrana celular es una capa que delimita la célula, esta membrana adopta la
forma que el citoesqueleto le proporcione a la célula, por lo tanto, encontramos células
cubicas, cilíndricas, esferoidales, alargadas y estrelladas.

Es una capa doble de fosfolípidos pero al microscopio se ve como una membrana
trilaminar.
La capa externa y la capa interna se ven electrodensas y la capa intermedia se ve
electrolucida porque coincide con las colas de los fosfolipidos que constituyen ambas
capas.




                                                                 Capa
                                                                 Externa




                                                                Capa
                                                                intermedia



                                                                  Capa
                                                                  Interna



La membrana esta formada por dos capas de fosfolípidos, un fosfolípidos es una
molécula anfipática, es decir, que tiene propiedades tanto hidrofóbicas como
hidrofílica, por eso, un fosfolípidos consta de dos partes, una cabeza y una cola.         M
                                                                                           E
La cabeza de la molécula del fosfolípidos corresponde a la porción hidrofílica y la cola
corresponde a la porción hidrofóbica, esto es comprensible ya que la cabeza de las         M
moléculas fosfolipídicas de la capa externa dan hacia el liquido extracelular, que en su   B
mayoría esta formado de agua, de la misma manera, las cabezas de las moléculas             R
fosfolipídicas de la capa interna dan hacia el citoplasma, también un componente           A
acuoso hacia el cual tienen afinidad los extremos hidrofílicos de estas moléculas,         N
quedando de esta manera las colas hidrofóbicas protegidas y constituyendo la capa
intermedia.                                                                                A

Esto le permite a la membrana tener selectividad de acuerdo a lo que puede entrar o        C
no al citoplasma, en este caso solo pueden atravesar la membrana celular algunos           E
gases y moléculas pequeñas sin carga y con la propiedad de que sean hidrofóbicas,          L
para que así puedan atravesar esta bicapa lipídica
                                                                                           U
                                                                                           L
                                                                                           A
                                                                                           R
BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     37
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                                                            MEMBRANA Y CITOPLASMA



                                                     CABEZAS HIDROFILICAS




                                                    COLAS HIDROFOBICAS




         La membrana también contiene proteínas incrustadas entre sus capas, hay dos tipos
Proteina proteínas en la membrana, las proteínas que solo se encuentran en una de las caras
         de
Periferica las membranas ya sea en el interna o en la externa y a estas se les llama proteínas
         de
         periféricas. Las proteínas que atraviesan ambas capas de la membrana se les llaman
         proteínas integrales o proteínas transmembrana.


          La mayoría de las proteínas
          periféricas las encontramos
          en la cara interna de la                  Proteina
          membrana, es decir, en                    Integral
          contacto con el citoplasma y
          alguna de sus funciones son
          por ejemplo la proteína G
          (una proteína periférica) que
          se asocia a un receptor
          (proteína transmembrana)
          para desencadenar la
          liberación de segundos                                                                     M
          mensajeros, esto sucede por                                                                E
          ejemplo con hormonas que no                                                                M
          pueden atravesar la
                                                                                                     B
          membrana, se unen a su
                                                                                 Proteina            R
          receptor que es una proteína
          periférica y este por dentro                                          Periferica           A
          esta acoplado a una proteína                                                               N
          periférica (proteína G) y esta desencadena una serie de reacciones atribuibles a la        A
          hormona que inicio el proceso.

          Por su parte las proteínas integrales al atravesar completamente la bicapa de              C
          fosfolípidos que dan lugar a la membrana celular, se dice que tienen un “extremo” que      E
          permanece en contacto con el citoplasma y otro que se encuentra hacia el exterior, a       L
          estos “extremos” nos referiremos como dominios (extracelulares o intracelulares) y         U
          entre algunas de las funciones de estas proteínas están las de receptor, canales
                                                                                                     L
                                                                                                     A
                                                                                                     R
          BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                                38
CAPITULO 4
                                                  MEMBRANA Y CITOPLASMA
iónicos o complejos de unión, por ejemplo en las uniones intercelulares de los
epitelios que se estudian mas adelante.


Por ultimo, la membrana celular también esta compuesta, en menor medida por
carbohidratos, estos carbohidratos se pegan a las proteínas periféricas externas de la
membrana y constituyen lo que se le llama glucocalix, una sustancia en estado de gel
que le sirve a la célula como medio de adherencia y para atraer agua a ella.


POTENCIAL DE MEMBRANA

La membrana además de constituir un delimitante natural de la célula también tiene
algunas funciones importantes, como ya se han descrito, sus proteínas sirven de
receptores pero también como canales para el paso de iones, logrando así la
concentración normal de iones que debe haber tanto en el interior de la célula como en
el exterior, así como se explico en el tema de componentes celulares:




                                                                                         P
                                                                                         O
                                                                                         T
                                                                                         E
                                                                                         N
                                                                                         C
                                                                                         I
                                                                                         A
                                                                                         L

                                                                                         D
                                                                                         E
Gracias a esta distribución de iones, la membrana posee una carga eléctrica negativa,
en estado normal, de esta manera el metabolismo de la célula se desarrolla               M
correctamente y se dice que se encuentra en homeostasis, pero al cambio de esta          E
negatividad por una carga contraria, es decir, que la membrana en lugar de ser           M
negativa se vuelva con carga positiva genera un fenómeno que se le llama potencial       B
de acción, con lo que la célula invierte sus cargas y se dice que se “despolariza”,
esto le permite a la membrana transmitir impulsos eléctricos que se pueden pasar a       R
otras células para generar una función especifica, a esto es a lo que nos referimos      A
cuando decimos que una de las características fisiológicas de la célula es la            N
                                                                                         A

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
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CAPITULO 4
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excitabilidad, aunque esta propiedad se limite solo a células musculares y
neuronas.

Cuando se cambia esta carga negativa y la membrana se vuelve positiva se dice que
sufrió una despolarización y esto es lo que causa que se transmita el impulso. La
despolarización se da por la entrada excesiva de los iones que normalmente abundan
en el espacio extracelular, en este caso es el sodio, cuando por medio de un impulso
nervioso o mecánico comienza a entrar sodio a la célula, la membrana de esta se
despolariza y cambia su carga que era originalmente negativa a positiva, esta
despolarización que inicia en un punto de la membrana se disemina por toda esta
hasta alcanzar otra y otra célula, la despolarización se lleva a cabo por ejemplo, en la
neurona para transmitir el impulso nervioso y en el músculo para iniciar la contracción.

Una vez que se cumplió con el objetivo, la membrana debe regresar a su estado
original para estar lista para un nuevo potencial de acción, es decir, debe repolarizarse,
la repolarizacion se consigue gracias a que la célula permite la salida excesiva de
potasio, para tratar de disminuir la carga positiva que se dio el entrar el sodio, una vez
que la membrana vuelve a su estado original con una carga negativa, por medio de
una proteína llamada “bomba de sodio/potasio” las concentraciones de estos dos
iones se estabilizan, mas sodio en el liquido extracelular y mas potasio en el
citoplasma, de esta manera la membrana vuelve a estar cargada negativamente y lista
para nuevamente sufrir una despolarización.

El termino hiperpolarizacion se menciona como una consecuencia que resulta al
haber una salida excesiva de potasio en la etapa de repolarizacion, cuando sale
demasiado potasio de la célula esta se vuelve mas negativa de lo que originalmente
debería de ser, esto quiere decir que esta célula, que ahora esta hiperpolarizada,
tardara mas tiempo en volver a despolarizarse otra vez, que una célula que regresa a
su estado normal en la etapa de repolarizacion, por lo tanto, una célula al
hiperpolarizarse quedara inhibida por algún tiempo.                                          P
                                                                                             O
El potencial de acción lo podemos resumir en los siguientes pasos:                           T
                                                                                             E
     La membrana de una célula tiene una carga negativa, en su interior hay
                                                                                             N
        grandes concentraciones de potasio y en el líquido extracelular hay grandes
        concentraciones de sodio.                                                            C
       Cuando se abren los canales de sodio (ya sea por impulso nervioso, mecánico o        I
        eléctrico) el sodio entra en grandes cantidades a la célula                          A
       Al mismo tiempo que se abrieron los canales de sodio, los canales de potasio         L
        se cierran para que este no pueda salir de la célula
       Una vez que hay una concentración considerable de sodio en el interior de la
                                                                                             D
        membrana, esta se vuelve positiva
                                                                                             E
       Al cambio de carga de negativa a positiva en la membrana se le llama
        despolarización y ocurre en toda la membrana
       Una vez que la despolarización esta ocurriendo se generan cambios que                M
        pueden llevar a cabo una función especifica, por ejemplo, en una neurona debe        E
        despolarizarse su membrana para que se libere el neurotransmisor que                 M
        actuara en el tejido a “inervar”, o bien, en el músculo esquelético es necesaria     B
        una despolarización para que se libere calcio en el citoplasma de la célula
                                                                                             R
        muscular para que esta se pueda contraer.
                                                                                             A
                                                                                             N
                                                                                             A

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     40
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     Mientras se esta llevando a cabo una despolarización no puede haber otra
      despolarización sino hasta que esta célula se repolarize, al tiempo que tarda en
      hacerlo se le llama periodo refractario.
     En el estado de repolarizacion, se abren los canales de potasio y este sale
      fácilmente de la célula para que esta pierda su carga positiva
     Con este estado de repolarizacion quedo un numero considerable de iones
      sodio en el interior de la célula y una parte del potasio que abundaba en el
      interior de la célula se escapo hacia el liquido intracelular, por lo tanto es
      necesario estabilizar estos dos iones como en su estado original, es decir, mas
      potasio dentro de la célula y mas sodio fuera de ella, para que esta
      estabilización suceda entra en acción una proteína llamada bomba de
      sodio/potasio que saca el sodio de la célula hacia el liquido extracelular al
      mismo tiempo que mete potasio del liquido extracelular al interior de la célula.
                                                                                            T
En esto se basa el potencial de membrana, esta regulado por la entrada y salida de          R
iones, pero si ya vimos que la membrana solo deja pasar gases y moléculas pequeñas          A
sin carga como es que se dan estos fenómenos de despolarización, repolarizacion e           N
hiperpolarizacion, pues bien, los iones implicados en estos procesos entran y salen de      S
la célula por medio de un mecanismo llamado transporte através de la membrana
y este se divide en transporte pasivo y transporte activo.
                                                                                            P
                                                                                            O
                                                                                            R
TRANSPORTE PASIVO                                                                           T
                                                                                            E
Este se refiere al tipo de transporte que puede presentar la membrana celular
(plasmalema) en cual no es necesario algún tipo de energía (ATP), es decir, las
moléculas que deben entrar o salir simple y sencillamente lo hacen, existen varios
                                                                                            A
tipos de transporte pasivo:                                                                 T
                                                                                            R
DIFUSION SIMPLE: Este transporte se da a favor de gradiente de concentración,               A
no necesita energía (ATP) ni requiere proteínas transportadoras, por ejemplo, en los        V
pulmones, el O2 solo atraviesa las paredes del alveolo para entra al capilar, y el CO2
sale del capilar para penetrar al alveolo y así ser expulsado en la expiración, todo esto
                                                                                            E
por una diferencia de concentraciones (a favor de gradiente de concentración), la           S
sustancia que se va a transportar se moverá de un lugar donde esta en mayor
concentración a otro lugar donde hay menor concentración de la misma, no se necesita        D
energía ni ayuda de alguna proteína integral que funcione como canal o como proteína        E
transportadora.

DIFUSION FACILITADA: Este transporte también es a favor de gradiente de                     L
concentración, no requiere energía y si requiere de una proteína transportadora, al         A
igual que la difusión simple, la sustancia que se vaya a transportar, se moverá de un
lugar de donde se encuentre en mayor concertación a un lugar donde haya menor               M
concentración de la misma. La única diferencia es que ahora se requiere de una
proteína transportadora que no es mas que una proteína integral que sirve de canal
                                                                                            E
para iones, pero estos canales normalmente están cerrados y solo se abrirán por dos         M
mecanismos, o por cambio de voltaje (despolarización) o bien por medio de un                B
ligando, por ejemplo, en una despolarización se abren los canales de sodio para que         R
este pueda entrar, y un ejemplo de ligando seria la insulina que es necesario que se        A
pegue a un receptor para que se abra un canal por donde puede entrar la glucosa a
las células para que sea utilizada como energía.                                            N
                                                                                            A



BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     41
CAPITULO 4
                                                   MEMBRANA Y CITOPLASMA
La difusión facilitada puede ser sencilla o doble, sencilla quiere decir que puede entrar
o salir solo una molécula, si es así se llama uniporte (de entrada o salida), en
cambio cuando es doble quiere decir que se involucran dos moléculas diferentes,
entonces se le llama cotransporte, y estas dos moléculas pueden entrar o salir ambas
de la célula y se le llama simporte (de entrada o salida), o bien mientras una sale
la otra puede entrar y viceversa a esto se le llama antiporte.




                                                                 TRANSPORTE
                                                                 ACTIVO                     T
                                                                                            R
                                                                 Este tipo de transporte    A
                                                                 a través de la             N
                                                                 membrana se le llama
                                                                 activo ya que su
                                                                                            S
                                                                 principal característica   P
                                                                 es que se necesita         O
                                                                 energía para su            R
                                                                 realización, o bien,       T
gasto de ATP. Existen diferentes tipos de transporte activo:
                                                                                            E
TRANSPORTE
ACTIVO                                                                                      A
PRIMARIO:                                                                                   T
requiere energía,                                                                           R
proteína
transportadora y se                                                                         A
realiza en contra                                                                           V
de gradiente de                                                                             E
concentración, es                                                                           S
decir, esta vez las
moléculas pasaran
de un lugar de                                                                              D
menor                                                                                       E
concentración a
uno de mayor                                                                                L
concentración, en                                                                    el     A
transporte pasivo
era mas fácil para
una sustancia pasar de un lugar donde se encontraba en mayor concentración a otro           M
donde se encontraba en menor concentración ya que no había una fuerza que                   E
impidiera que esta sustancia entrara a ese lugar de menor concentración, lo contrario       M
pasa en el transporte activo ya que aquí una sustancia debe de salir de un lugar de
                                                                                            B
menor concentración para entra a otro donde hay una gran concentración de la misma
sustancia, por eso se explica que se necesite energía para vencer esa fuerza, un            R
ejemplo de esto son las “bombas” de sodio/potasio que se activan en la                      A
repolarizacion, por ejemplo, estas proteínas activadas por ATP se encargan de expulsar      N
el sodio intracelular al espacio extracelular donde hay mucho y meter potasio al            A
interior de la célula, donde la concentración es mayor también.


BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     42
CAPITULO 4
                                                   MEMBRANA Y CITOPLASMA

Por lo tanto un ejemplo de transporte activo primario es la bomba de sodio/potasio.




TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO: utiliza el gradiente de sodio como energía,
requiere proteína transportadora y también se realiza en contra de gradiente de
concentración, en ejemplo es el transporte sodio/glucosa, en las células del intestino,
la glucosa no entra por difusión facilitada como en el resto de las células ayudada por
la insulina, en este caso, la glucosa entra por un simporte de entrada de sodio y
glucosa, así ambos entran a la célula, la glucosa se absorbe y después el sodio es        T
expulsado de nuevo por una bomba de sodio/potasio.                                        R
                                                                                          A
Además de estos transportes también existen otros mecanismos que las células utilizan
mas que nada para nutrirse como los siguientes:                                           N
                                                                                          S
ENDOCITOSIS Es el                                                                        P
proceso por el cual la célula                                                             O
es capaz de incorporar                                                                    R
sustancias a su citoplasma
para diferentes funciones,
                                                                                          T
algunos tipos de endocitosis                                                              E
requieren proteínas para
formar las vesículas                                                                      A
endociticas, estas proteínas                                                              T
se llaman clatrina y se
pueden diferenciar como                                                                   R
clatrina dependientes o                                                                   A
clatrina independientes.                                                                  V
                                                                                          E
Pinocitosis: Incorporación de                                                             S
líquidos yo moléculas
pequeñas a su citoplasma. Es
clatrina independiente.                                                                   D
                                                                                          E
Fagocitosis: Incorporación de partículas grandes como bacterias o sustancias para su
nutrición. Es clatrina independiente pero actina dependiente porque la actina del         L
citoesqueleto interviene en la formación de los pseudópodos para englobar las
partículas que se van a fagocitar.                                                        A

                                                                                          M
                                                                                          E
                                                                                          M
                                                                                          B
                                                                                          R
                                                                                          A
                                                                                          N
                                                                                          A



BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     43
                                                     FAGOCITOSIS
CAPITULO 4
                                                    MEMBRANA Y CITOPLASMA




Endocitosis mediada por receptores: Permite la entrada de moléculas especificas a
la célula, cuando estas moléculas se pegan a su receptor, (proteína transmembrana)
se activan las clatrinas que forman las vesículas desde el interior de la célula y así es
posible que entren las moléculas al citoplasma, por lo tanto es clatrina dependiente.


EXOCITOSIS Es el proceso mediante el cual una vesícula de desecho se mueve
desde el citoplasma hacia la membrana citoplasmática desde donde vierte su contenido
en el espacio extracelular.




                                                                                            C
      ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES                                                    I
                                                                                            T
                                                                                            O
                                                                                            P
CITOPLASMA
                                                                                            L
Es la parte acuosa de la célula, en el se encuentra flotando el núcleo y los                A
organelos que llevan a cabo las funciones de la célula. La porción del citoplasma           S
periférica que da hacia el plasmalema se le llama ectoplasma el cual es más claro,          M
hialino y no tiene organelas. La porción del citoplasma que da hacia la membrana            A
nuclear se le llama endoplasma esta porción es mas granular por la presencia de los
organelos, sin embargo en las células humanas estas dos porciones del citoplasma no
se delimitan con gran nitidez.                                                              C
                                                                                            E
Los organelos se dividen en dos grandes grupos, los organelos que están delimitados         L
por membrana (organelos membranosos) y los que no están delimitados por                     U
membrana (organelos no membranosos).
                                                                                            L
                                                                                            A
                                                                                            R

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     44
CAPITULO 4
                                                  MEMBRANA Y CITOPLASMA
ORGANELOS MEMBRANOSOS: Mitocondrias, RER, REL, Ap. Golgi, Lisosomas,
Peroxisomas y laminillas anulares.

ORGANELOS NO MEMBRANOSOS: Ribosomas, Proteasomas, Filamentos y
Microtubulos,

MITOCONDRIAS

                                     Organelas membranosa, alargada, con una doble
                                     membrana interna y externa. También se le
                                     conoce como condriosomas.

                                     Las mitocondrias tienen su propio DNA e incluso
                                     puede sintetizar algunas de sus propias proteínas
                                     funcionales y además se pueden dividir por fisión
                                     binaria, por eso mismo se cree que las
                                     mitocondrias provienen de una bacteria capaz de
                                     sintetizar energía en forma de ATP, esta bacteria
                                     para obtener protección empezó a vivir dentro de
                                     una célula, así esta le brindaba protección y la
                                     bacteria le brindaba energía en forma de ATP.
                                     Después con el tiempo esta bacteria siguió
                                     viviendo dentro de las células originando así a lo
                                     que hoy conocemos como la mitocondria.

                                     Las mitocondrias son muy abundantes en células
                                     de tejidos muy activos.

Esta formada por una doble membrana (interna y externa).                                  O
                                                                                          R
La membrana interna mitocondrial está formada por fosfolipidos, se pliega sobre sí
misma para formar crestas. En estas cresta se                                             G
encuentran las partículas elementales o                                                   A
partículas F1. En estas partículas se lleva a                                             N
cabo la fosforilación oxidativa donde se                                                  E
liberan moléculas de ATP como energía.
                                                                                          L
La matriz mitocondrial, se encuentra dentro de                                            O
la membrana interna, contiene agua, iones,                                                S
ácidos grasos, enzimas, ribosomas y su propio
ADN, en la matriz se lleva a cabo la beta-                                                M
oxidación de los ácidos grasos que libera
                                                                                          E
energía en forma de calor.
                                                                                          M
La membrana externa solo es de sostén,                                                    B
formadas por proteínas y es rígida.                                                       R
                                                                                          A
                                                                                          N
                                                                                          O
                                                                                          S
                                                                                          O
                                                                                          S

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                   45
CAPITULO 4
                                                   MEMBRANA Y CITOPLASMA




RETICULO ENDOPLASMICO RUGOSO

Es una agrupación de cisternas de membrana, estas cisternas tiene ribosomas en su
                  superficie, la función de este organelo está ligada con la síntesis,
                          transporte y exportación de proteínas.




RETICULO ENDOPLASMICO LISO

                        Es una agrupación de cisternas de membrana, estas cisternas
                       no tienen ribosomas en su superficie, la función de este
                      organelo está ligada con la síntesis, metabolismo, y transporte
                      de lípidos y esteroides. Además se encarga de la
                      desintoxicación y almacena calcio.

                                                                                          O
                                                                                          R
                                                                                          G
                                                                                          A
                                                                                          N
APARATO DE GOLGI                                                                          E
                                                                                          L
                             Organelo membranoso que recibe, almacena y secreta           O
                             sustancias para la célula. También excretan desechos al      S
                             espacio extracelular. Es una pila de cisternas con una
                             cara interna que da hacia al nucleolema que es la cara
                             de formación (cara cis) y una cara externa que da hacia      M
                             el plasmalema que es la cara de maduración (cara             E
                             trans).                                                      M
                                                                                          B
                                                                                          R
                                                                                          A
                                                                                          N
VESICULAS DE TRANSPORTE                                                                   O
                                                                                          S
                                                                                          O
                                                                                          S

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     46
CAPITULO 4
                                                   MEMBRANA Y CITOPLASMA
El retículo endoplasmico rugoso o liso, sintetiza sustancias y las manda hacia el
aparato de Golgi para que este las almacene hasta que sean necesarias. O bien el
aparato de Golgi regresa sustancias que vienen del exterior y las envía hacia el retículo
rugoso o liso según sea necesario.




RER                           AP.              Movimiento anterogrado. Particulas COP II


REL                         GOLGI              Movimiento retrogrado. Particulas COP I
                                                                                            O
                                                                                            R
En ambos tipos de movimiento intervienen diferentes partículas denominadas COP,             G
estas intervienen dependiendo de si el movimiento es hacia el aparato de golgi
                                                                                            A
(anterogrado), si es así, entonces son las partículas cop II las que actuaran, de lo
contrario, si el movimiento es desde el aparato de Golgi (retrogrado) entonces serán        N
las partículas cop I las que estarán involucradas.                                          E
                                                                                            L
                                                                                            O
                                                                                            S
LISOSOMAS
                                                                                            M
                 Organela membranosa redonda que contiene enzimas hidroliticas              E
                  para llevar a cabo la digestión de las células, los lisosomas se          M
                   fusionan con las vesículas endociticas mezclándose así la sustancia
                                                                                            B
                    fagocitada con las enzimas del lisosoma. Los lisosomas se pueden
                    clasificar en:                                                          R
                                                                                            A
                                                                                            N
                                                                                            O
                                                                                            S
Lisosomas primarios: Los que aun no llevan a cabo un proceso de digestión.
                                                                                            O
                                                                                            S

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     47
CAPITULO 4
                                                   MEMBRANA Y CITOPLASMA
Lisosomas secundario: Cuando el lisosoma se une a un fagosoma (vesícula de
endocitocis).
Lisosoma terciario: Cuando el material endocitado no pudo ser desnaturalizado por
las enzimas del lisosoma este se convierte en un cuerpo residual y su fin puede ser por
dos vías, o se excreta por exocitosis o permanece en el interior de la célula en forma
de lipofucsina (pigmento residual del metabolismo de lípidos).


PEROXISOMA

                                       Organela membranosa que contiene enzimas
                                       oxidativas como la catalasa.

                                       Su principal función es llevar a cabo la beta-
                                       oxidación de los ácidos grasos y liberan
                                       peróxido de hidrogeno (H2O2).

                                       El peróxido de hidrogeno es degradado en agua
                                       y oxigeno.

                                       Encontramos Peroxisomas en células con
                                       actividad notable como en el hígado y riñón.




LAMINILLAS ANULARES

Pila de cisternas parecidas a la membrana nuclear, presentan pequeños orificios o
anillos con características de los poros nucleares, se ven en células de crecimiento         O
rápido como en las células embrionarias o tumorales.                                         R
                                                                                             G
La función de las laminillas anulares es desconocida.                                        A
                                                                                             N
                                                                                             E
                                                                                             L
ORGANELOS NO MEMBRANOSOS                                                                     O
                                                                                             S
RIBOSOMAS
                                                                                             M
                       Organela no membranosa que se encarga de “leer” las cadenas
                                                                                             E
                       de ARN mensajero para así sintetizar proteínas a partir de
                       aminoácidos. Los ribosomas los encontramos de las siguientes          M
                       maneras:                                                              B
                                                                                             R
                       Ribosomas libres: Flotan en el citoplasma, sintetizan                 A
                       proteínas para el uso de la célula.
                                                                                             N
                       Polirribosomas (polisomas): Conjunto de ribosomas que
                       leen una misma cadena de RNA mensajero.                               O
                       Ribosomas sobre le RER: Sintetizan proteínas directamente             S
                       en el interior del RER para que se puedan exportar.                   O
                                                                                             S

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                        48
CAPITULO 4
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PROTEASOMAS

Organelas no membranosas, cilíndricas, multiproteicas formadas por subunidades con
un canal central, complejas. Contienen abundantes proteasas (enzimas que degradan
proteínas).

Marcan las proteínas defectuosas o con vida media cumplida con una molécula llamada
ubiquitina. El proteosoma capta las proteínas marcadas con ubiquitina y las degrada
con sus proteasas.




CITOESQUELETO

El citoesqueleto esta formados por diversas estructuras proteicas filamentosas,
proteínas asociadas y otros filamentos que le dan soporte y forma a las células, entre     O
otras funciones, por ejemplo en el eritrocito el citoesqueleto es indispensable para su    R
“flexibilidad”. Todas las estructuras del citoesqueleto se consideran organelas no
membranosas.                                                                               G
                                                                                           A
FILAMENTOS: proteínas filamentosas, en forma de fibras. Los filamentos se clasifican       N
en tres tipos: filamentos finos (filamentos de actina, microfilamentos), filamentos        E
intermedios (tonofilamentos) y filamentos gruesos (filamentos de miosina).                 L
                                                                                           O
MICROFILAMENTOS                                                                            S

Son delgados, miden entre 5 y 7 nm de grueso. La actina es una proteína globular,          N
por eso se le llama actina G y esta es la forma libre de la actina en el citoplasma, sin   O
embargo, la actina se puede polimerizar y formar el filamento de actina o actina F
(actina filamentosa). Los filamentos de actina tienen entre otras funciones:
                                                                                           M
   •   Anclaje y movimiento de proteínas de la membrana.                                   E
   •   Formación del “esqueleto” de las microvellosidades.                                 M
   •   Locomoción celular y emisión de pseudopodos.                                        B
                                                                                           R
La actina tiene algunas proteínas asociadas a ella que le ayudan a cumplir sus             A
funciones como la:                                                                         N
                                                                                           O
                                                                                           S
                                                                                           O
                                                                                           S

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     49
CAPITULO 4
                                                     MEMBRANA Y CITOPLASMA
   •   Fascina y fimbrina: establecen enlaces entre los microfilamentos para brindar
       una mejor organización, como en las microvellosidades, establecen fascículos.
       (véase tejido epitelial)
   •   Gelsolina: cortan los filamentos de actina
   •   Tropomodulina: forman casquetes, regulan la longitud del microfilamento
   •   Proteínas formadoras de enlace: al igual que la fascina y fimbrina forman
       enlaces, pero estas no agrupan los microfilamentos en fascículos, por ejemplo
       la espectrina, en el eritrocito.




FILAMENTOS INTERMEDIOS

También llamados tonofilamentos, tienen función de sostén o como estructura general,
los podemos encontrar en todas las células, son más fuertes que los microfilamentos.
Se les llama “intermedios” por su tamaño, miden entre 8 y 10 nm y están formados
por diferentes proteínas fibrilares que dependen de cada célula:

   •   Queratina: células epiteliales
   •   Vimentina: células del tejido conjuntivo
   •   Desmina: células musculares
   •   GFAP (gliofibrilar acid protein): células de la neuroglia
   •   Lamina nuclear: en los núcleos celulares

FILAMENTOS GRUESOS
                                                                                            O
                                                                                            R
Son los filamentos de miosina, miden más de 10 nm. El filamento de miosina esta             G
formado por dos cadenas pesadas que constituyen la “cola” del filamento de miosina y        A
cuatro cadenas ligeras, mismas que constituyen las cabezas (2) del filamento de             N
miosina, este tipo de filamentos tiene gran importancia en las células musculares ya
que en ellas la miosina se asocia con la actina para así brindar el fenómeno de la
                                                                                            E
contracción que se estudiara mas adelante. (Véase tejido muscular).                         L
                                                                                            O
MICROTUBULOS                                                                                S

Además de los filamentos, los microtúbulos también forman parte del citoesqueleto.          N
                                                                                            O
Son estructuras alargadas huecas, no se ramifican, rígidas, compuestas por moléculas
de alfa y beta tubulina.
                                                                                            M
                                                            Inician en una proteína de      E
                                                            casquete y un anillo de         M
                                                            gamma tubulina, a partir        B
                                                            de este se comienzan a          R
                                                            polimerizar los microtubulos
                                                            añadiéndose moléculas de
                                                                                            A
                                                            alfa y beta tubulina. La        N
                                                            polimerización se da hacia el   O
                                                            extremo plus (+), es decir      S
                                                            crecen. Si por el contrario,    O
                                                                                            S

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
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CAPITULO 4
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las moléculas de tubulina se disocian se dice que se despolimeriza hacia el extremo
minus (-) es decir hacia el anillo de gamma tubulina y se reduce la longitud del
microtúbulo.

Su función principal es la de transporte, existen unas proteína que permiten que
ciertas estructuras se puedan mover sobre los microtubulos, la cinesina que avanza
hacia el extremo plus (+), hacia la periferia de la célula y la dineina que avanza
hacia el extremo minus (-), hacia el centro de la célula.

Además del transporte, el microtúbulos es la unidad estructural de: centriolos, cilios,
flagelos y cuerpos basales además el huso mitótico que funciona durante la
división celular esta formado por microtúbulos.

ORGANELOS FORMADOS POR MICROTUBULOS

Centriolos:

                               Formados por 9 tripletes de microtubulos organizados
                               en forma helicoidal.

                               Intervienen en la organización del huso mitótico
                               durante la división celular.



                                                                                           O
                                                                                           R
                                                                                           G
                                                                                           A
                                                                                           N
                                                                                           E
                                                                                           L
                                                                                           O
                                                                                           S
Cilios y flagelos:

Inician con un cuerpo basal que es de                                                      N
igual estructura a un centriolo y                                                          O
después el cuerpo del cilio (axonema)
esta formado por 9 dobletes de                                                             M
microtubulos y un par central. Cada
                                                                                           E
doblete esta unido a otro por medio de
“brazos” de dineina lo que les permite                                                     M
el movimiento, los cilios brindan la                                                       B
capacidad de arrastrar sustancias como por ejemplo en el epitelio respiratorio para        R
expulsar el moco. El flagelo tiene exactamente la misma estructura, lo único que varía     A
es la longitud. (Véase tejido epitelial)
                                                                                           N
                                                                                           O
INCLUSIONES CITOPLASMATICAS                                                                S
                                                                                           O
                                                                                           S

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                      51
CAPITULO 4
                                                   MEMBRANA Y CITOPLASMA
Son depósitos de material que contiene productos del metabolismo celular, se les
menciona como gránulos, gotitas o como pigmentos. Pueden estar rodeadas de
membrana o no, por ejemplo la lipofucsina el pigmento en que se transforma el
lisosoma terciario, tendrá como delimitante membrana ya que el lisosoma es una
organela membranosa.

   •   Lipofuscina: pigmento que se observa en las células que no se dividen como
       las neuronas y musculares esqueléticas y cardiacas. Contienen restos no
       digeridos del metabolismo celular. Lisosomas terciarios.
   •   Hemosiderina: complejo de hierro que queda de la incompleta digestión de la
       hemoglobina. Estos gránulos son muy notables en células del bazo, lugar de
       degradación de los eritrocitos.
   •   Glucógeno: no se tiñe con H-E, el glucógeno es almacenado como fuente de
       energía y se ven bien en hepatocitos y músculo estriado.
   •   Inclusiones lipídicas (gotitas de lípido): restos del metabolismo que se
       almacenan como fuente alternativa de energía, el depósito más grande de
       lípidos lo tiene los adipocitos, pero igual pueden estar brevemente en otras
       células como los enterocitos (intestinales).




                         DIFERENCIACION CELULAR

La diferenciación de una célula es la capacidad que tiene la misma de poder dar origen
a una o más líneas de células a partir de ella, es decir, cuando una sola célula puede
dar origen a varias líneas celulares se dice que es mas indiferenciada. Cuando una
célula esta mas diferenciada es porque poco a poco va perdiendo la capacidad de dar       D
origen a mas células diferentes a ella.                                                   I
                                                                                          F
Esto ocurre normalmente en el ser humano al ser un cigoto. El cigoto es una célula        E
totalmente indiferenciada, porque a partir de ella se originan numerosas líneas
                                                                                          R
celulares diferentes, tantas como para formar a un ser humano.
                                                                                          E
Ahora, sabiendo que un tejido es un conjunto de células que se agrupan para llevar a      N
cabo un función específica podemos comenzar por explicar que la primera célula de un      C
ser humano es el cigoto aquella célula que se forma al fusionarse el ovulo con el         I
espermatozoide, el cigoto es una célula totipotencial, es decir que da origen a todo un
ser completo, después de la formación del cigoto, este se divide inmediatamente
                                                                                          A
dando lugar a 2 células idénticas llamadas blastomeras y estas 2 blastomeras dan          C
origen cada una a otras 2 blastomeras para formar así un total de 4 blastomeras,          I
hasta entonces estas 4 blastomeras siguen conservando su poder totipotencial, es          O
decir, si se llegara a aislar una de estas 4 blastomeras, estas podrían dar lugar a un    N
nuevo ser completo cada una.

Al cabo de 8 a 9 días, el embrión se convierte en un embrión trilaminar, formado          C
como su nombre lo dice por 3 capas: ectodermo, mesodermo y endodermo y cada               E
una de estas capas dan lugar a ciertos tejidos diferentes.                                L
                                                                                          U
A partir de las capas germinativas (ecto, meso y endodermo) las células se van
diferenciando y pasan de ser totipotenciales a pluripotenciales como la célula madre
                                                                                          L
sanguínea que da origen a todas las células sanguíneas, así se va diferenciando cada      A
                                                                                          R

BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                   52
CAPITULO 4
                                                   MEMBRANA Y CITOPLASMA
vez mas, pasa a ser multipotencial, bipotencial y unipotencial cuando al dividirse solo
de origen a células iguales a ella.




          DESARROLLO DE LOS TEJIDOS BASICOS Y ORIGEN
                        EMBRIONARIO.

Derivados de las hojas germinativas:

ECTODERMO                                    Epidermis, pelo, unas, oído interno,
                                             cristalino, sistema nervioso, melanocitos,
                                             células de Schwann.

MESODERMO                                    Algunos músculos, aparato urogenital,
                                             gónadas, tejido conjuntivo, sangre, tejido
                                             óseo, cartílago.

ENDODERMO                                    Epitelio de traquea, bronquios, pulmones,    D
                                             tubo digestivo, higado, páncreas, uraco,     E
                                             faringe, glándula tiroides, cavidad
                                             timpánica, trompa de Eustaquio,
                                                                                          R
                                             amígdalas.                                   I
                                                                                          V
                                                                                          A
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VIDEOS EN INTERNET                                                                        O
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Lisosomas
http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?                                 G
it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120067/bio01.swf::Lysos                       E
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Cilios y flagelos                                                                         I
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                                                                                          I
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BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR
                                                                                     53

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4 membrana y citoplasma

  • 1. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA MEMBRANA CELULAR La membrana celular es una capa que delimita la célula, esta membrana adopta la forma que el citoesqueleto le proporcione a la célula, por lo tanto, encontramos células cubicas, cilíndricas, esferoidales, alargadas y estrelladas. Es una capa doble de fosfolípidos pero al microscopio se ve como una membrana trilaminar. La capa externa y la capa interna se ven electrodensas y la capa intermedia se ve electrolucida porque coincide con las colas de los fosfolipidos que constituyen ambas capas. Capa Externa Capa intermedia Capa Interna La membrana esta formada por dos capas de fosfolípidos, un fosfolípidos es una molécula anfipática, es decir, que tiene propiedades tanto hidrofóbicas como hidrofílica, por eso, un fosfolípidos consta de dos partes, una cabeza y una cola. M E La cabeza de la molécula del fosfolípidos corresponde a la porción hidrofílica y la cola corresponde a la porción hidrofóbica, esto es comprensible ya que la cabeza de las M moléculas fosfolipídicas de la capa externa dan hacia el liquido extracelular, que en su B mayoría esta formado de agua, de la misma manera, las cabezas de las moléculas R fosfolipídicas de la capa interna dan hacia el citoplasma, también un componente A acuoso hacia el cual tienen afinidad los extremos hidrofílicos de estas moléculas, N quedando de esta manera las colas hidrofóbicas protegidas y constituyendo la capa intermedia. A Esto le permite a la membrana tener selectividad de acuerdo a lo que puede entrar o C no al citoplasma, en este caso solo pueden atravesar la membrana celular algunos E gases y moléculas pequeñas sin carga y con la propiedad de que sean hidrofóbicas, L para que así puedan atravesar esta bicapa lipídica U L A R BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 37
  • 2. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA CABEZAS HIDROFILICAS COLAS HIDROFOBICAS La membrana también contiene proteínas incrustadas entre sus capas, hay dos tipos Proteina proteínas en la membrana, las proteínas que solo se encuentran en una de las caras de Periferica las membranas ya sea en el interna o en la externa y a estas se les llama proteínas de periféricas. Las proteínas que atraviesan ambas capas de la membrana se les llaman proteínas integrales o proteínas transmembrana. La mayoría de las proteínas periféricas las encontramos en la cara interna de la Proteina membrana, es decir, en Integral contacto con el citoplasma y alguna de sus funciones son por ejemplo la proteína G (una proteína periférica) que se asocia a un receptor (proteína transmembrana) para desencadenar la liberación de segundos M mensajeros, esto sucede por E ejemplo con hormonas que no M pueden atravesar la B membrana, se unen a su Proteina R receptor que es una proteína periférica y este por dentro Periferica A esta acoplado a una proteína N periférica (proteína G) y esta desencadena una serie de reacciones atribuibles a la A hormona que inicio el proceso. Por su parte las proteínas integrales al atravesar completamente la bicapa de C fosfolípidos que dan lugar a la membrana celular, se dice que tienen un “extremo” que E permanece en contacto con el citoplasma y otro que se encuentra hacia el exterior, a L estos “extremos” nos referiremos como dominios (extracelulares o intracelulares) y U entre algunas de las funciones de estas proteínas están las de receptor, canales L A R BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 38
  • 3. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA iónicos o complejos de unión, por ejemplo en las uniones intercelulares de los epitelios que se estudian mas adelante. Por ultimo, la membrana celular también esta compuesta, en menor medida por carbohidratos, estos carbohidratos se pegan a las proteínas periféricas externas de la membrana y constituyen lo que se le llama glucocalix, una sustancia en estado de gel que le sirve a la célula como medio de adherencia y para atraer agua a ella. POTENCIAL DE MEMBRANA La membrana además de constituir un delimitante natural de la célula también tiene algunas funciones importantes, como ya se han descrito, sus proteínas sirven de receptores pero también como canales para el paso de iones, logrando así la concentración normal de iones que debe haber tanto en el interior de la célula como en el exterior, así como se explico en el tema de componentes celulares: P O T E N C I A L D E Gracias a esta distribución de iones, la membrana posee una carga eléctrica negativa, en estado normal, de esta manera el metabolismo de la célula se desarrolla M correctamente y se dice que se encuentra en homeostasis, pero al cambio de esta E negatividad por una carga contraria, es decir, que la membrana en lugar de ser M negativa se vuelva con carga positiva genera un fenómeno que se le llama potencial B de acción, con lo que la célula invierte sus cargas y se dice que se “despolariza”, esto le permite a la membrana transmitir impulsos eléctricos que se pueden pasar a R otras células para generar una función especifica, a esto es a lo que nos referimos A cuando decimos que una de las características fisiológicas de la célula es la N A BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 39
  • 4. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA excitabilidad, aunque esta propiedad se limite solo a células musculares y neuronas. Cuando se cambia esta carga negativa y la membrana se vuelve positiva se dice que sufrió una despolarización y esto es lo que causa que se transmita el impulso. La despolarización se da por la entrada excesiva de los iones que normalmente abundan en el espacio extracelular, en este caso es el sodio, cuando por medio de un impulso nervioso o mecánico comienza a entrar sodio a la célula, la membrana de esta se despolariza y cambia su carga que era originalmente negativa a positiva, esta despolarización que inicia en un punto de la membrana se disemina por toda esta hasta alcanzar otra y otra célula, la despolarización se lleva a cabo por ejemplo, en la neurona para transmitir el impulso nervioso y en el músculo para iniciar la contracción. Una vez que se cumplió con el objetivo, la membrana debe regresar a su estado original para estar lista para un nuevo potencial de acción, es decir, debe repolarizarse, la repolarizacion se consigue gracias a que la célula permite la salida excesiva de potasio, para tratar de disminuir la carga positiva que se dio el entrar el sodio, una vez que la membrana vuelve a su estado original con una carga negativa, por medio de una proteína llamada “bomba de sodio/potasio” las concentraciones de estos dos iones se estabilizan, mas sodio en el liquido extracelular y mas potasio en el citoplasma, de esta manera la membrana vuelve a estar cargada negativamente y lista para nuevamente sufrir una despolarización. El termino hiperpolarizacion se menciona como una consecuencia que resulta al haber una salida excesiva de potasio en la etapa de repolarizacion, cuando sale demasiado potasio de la célula esta se vuelve mas negativa de lo que originalmente debería de ser, esto quiere decir que esta célula, que ahora esta hiperpolarizada, tardara mas tiempo en volver a despolarizarse otra vez, que una célula que regresa a su estado normal en la etapa de repolarizacion, por lo tanto, una célula al hiperpolarizarse quedara inhibida por algún tiempo. P O El potencial de acción lo podemos resumir en los siguientes pasos: T E  La membrana de una célula tiene una carga negativa, en su interior hay N grandes concentraciones de potasio y en el líquido extracelular hay grandes concentraciones de sodio. C  Cuando se abren los canales de sodio (ya sea por impulso nervioso, mecánico o I eléctrico) el sodio entra en grandes cantidades a la célula A  Al mismo tiempo que se abrieron los canales de sodio, los canales de potasio L se cierran para que este no pueda salir de la célula  Una vez que hay una concentración considerable de sodio en el interior de la D membrana, esta se vuelve positiva E  Al cambio de carga de negativa a positiva en la membrana se le llama despolarización y ocurre en toda la membrana  Una vez que la despolarización esta ocurriendo se generan cambios que M pueden llevar a cabo una función especifica, por ejemplo, en una neurona debe E despolarizarse su membrana para que se libere el neurotransmisor que M actuara en el tejido a “inervar”, o bien, en el músculo esquelético es necesaria B una despolarización para que se libere calcio en el citoplasma de la célula R muscular para que esta se pueda contraer. A N A BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 40
  • 5. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA  Mientras se esta llevando a cabo una despolarización no puede haber otra despolarización sino hasta que esta célula se repolarize, al tiempo que tarda en hacerlo se le llama periodo refractario.  En el estado de repolarizacion, se abren los canales de potasio y este sale fácilmente de la célula para que esta pierda su carga positiva  Con este estado de repolarizacion quedo un numero considerable de iones sodio en el interior de la célula y una parte del potasio que abundaba en el interior de la célula se escapo hacia el liquido intracelular, por lo tanto es necesario estabilizar estos dos iones como en su estado original, es decir, mas potasio dentro de la célula y mas sodio fuera de ella, para que esta estabilización suceda entra en acción una proteína llamada bomba de sodio/potasio que saca el sodio de la célula hacia el liquido extracelular al mismo tiempo que mete potasio del liquido extracelular al interior de la célula. T En esto se basa el potencial de membrana, esta regulado por la entrada y salida de R iones, pero si ya vimos que la membrana solo deja pasar gases y moléculas pequeñas A sin carga como es que se dan estos fenómenos de despolarización, repolarizacion e N hiperpolarizacion, pues bien, los iones implicados en estos procesos entran y salen de S la célula por medio de un mecanismo llamado transporte através de la membrana y este se divide en transporte pasivo y transporte activo. P O R TRANSPORTE PASIVO T E Este se refiere al tipo de transporte que puede presentar la membrana celular (plasmalema) en cual no es necesario algún tipo de energía (ATP), es decir, las moléculas que deben entrar o salir simple y sencillamente lo hacen, existen varios A tipos de transporte pasivo: T R DIFUSION SIMPLE: Este transporte se da a favor de gradiente de concentración, A no necesita energía (ATP) ni requiere proteínas transportadoras, por ejemplo, en los V pulmones, el O2 solo atraviesa las paredes del alveolo para entra al capilar, y el CO2 sale del capilar para penetrar al alveolo y así ser expulsado en la expiración, todo esto E por una diferencia de concentraciones (a favor de gradiente de concentración), la S sustancia que se va a transportar se moverá de un lugar donde esta en mayor concentración a otro lugar donde hay menor concentración de la misma, no se necesita D energía ni ayuda de alguna proteína integral que funcione como canal o como proteína E transportadora. DIFUSION FACILITADA: Este transporte también es a favor de gradiente de L concentración, no requiere energía y si requiere de una proteína transportadora, al A igual que la difusión simple, la sustancia que se vaya a transportar, se moverá de un lugar de donde se encuentre en mayor concertación a un lugar donde haya menor M concentración de la misma. La única diferencia es que ahora se requiere de una proteína transportadora que no es mas que una proteína integral que sirve de canal E para iones, pero estos canales normalmente están cerrados y solo se abrirán por dos M mecanismos, o por cambio de voltaje (despolarización) o bien por medio de un B ligando, por ejemplo, en una despolarización se abren los canales de sodio para que R este pueda entrar, y un ejemplo de ligando seria la insulina que es necesario que se A pegue a un receptor para que se abra un canal por donde puede entrar la glucosa a las células para que sea utilizada como energía. N A BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 41
  • 6. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA La difusión facilitada puede ser sencilla o doble, sencilla quiere decir que puede entrar o salir solo una molécula, si es así se llama uniporte (de entrada o salida), en cambio cuando es doble quiere decir que se involucran dos moléculas diferentes, entonces se le llama cotransporte, y estas dos moléculas pueden entrar o salir ambas de la célula y se le llama simporte (de entrada o salida), o bien mientras una sale la otra puede entrar y viceversa a esto se le llama antiporte. TRANSPORTE ACTIVO T R Este tipo de transporte A a través de la N membrana se le llama activo ya que su S principal característica P es que se necesita O energía para su R realización, o bien, T gasto de ATP. Existen diferentes tipos de transporte activo: E TRANSPORTE ACTIVO A PRIMARIO: T requiere energía, R proteína transportadora y se A realiza en contra V de gradiente de E concentración, es S decir, esta vez las moléculas pasaran de un lugar de D menor E concentración a uno de mayor L concentración, en el A transporte pasivo era mas fácil para una sustancia pasar de un lugar donde se encontraba en mayor concentración a otro M donde se encontraba en menor concentración ya que no había una fuerza que E impidiera que esta sustancia entrara a ese lugar de menor concentración, lo contrario M pasa en el transporte activo ya que aquí una sustancia debe de salir de un lugar de B menor concentración para entra a otro donde hay una gran concentración de la misma sustancia, por eso se explica que se necesite energía para vencer esa fuerza, un R ejemplo de esto son las “bombas” de sodio/potasio que se activan en la A repolarizacion, por ejemplo, estas proteínas activadas por ATP se encargan de expulsar N el sodio intracelular al espacio extracelular donde hay mucho y meter potasio al A interior de la célula, donde la concentración es mayor también. BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 42
  • 7. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA Por lo tanto un ejemplo de transporte activo primario es la bomba de sodio/potasio. TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO: utiliza el gradiente de sodio como energía, requiere proteína transportadora y también se realiza en contra de gradiente de concentración, en ejemplo es el transporte sodio/glucosa, en las células del intestino, la glucosa no entra por difusión facilitada como en el resto de las células ayudada por la insulina, en este caso, la glucosa entra por un simporte de entrada de sodio y glucosa, así ambos entran a la célula, la glucosa se absorbe y después el sodio es T expulsado de nuevo por una bomba de sodio/potasio. R A Además de estos transportes también existen otros mecanismos que las células utilizan mas que nada para nutrirse como los siguientes: N S ENDOCITOSIS Es el P proceso por el cual la célula O es capaz de incorporar R sustancias a su citoplasma para diferentes funciones, T algunos tipos de endocitosis E requieren proteínas para formar las vesículas A endociticas, estas proteínas T se llaman clatrina y se pueden diferenciar como R clatrina dependientes o A clatrina independientes. V E Pinocitosis: Incorporación de S líquidos yo moléculas pequeñas a su citoplasma. Es clatrina independiente. D E Fagocitosis: Incorporación de partículas grandes como bacterias o sustancias para su nutrición. Es clatrina independiente pero actina dependiente porque la actina del L citoesqueleto interviene en la formación de los pseudópodos para englobar las partículas que se van a fagocitar. A M E M B R A N A BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 43 FAGOCITOSIS
  • 8. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA Endocitosis mediada por receptores: Permite la entrada de moléculas especificas a la célula, cuando estas moléculas se pegan a su receptor, (proteína transmembrana) se activan las clatrinas que forman las vesículas desde el interior de la célula y así es posible que entren las moléculas al citoplasma, por lo tanto es clatrina dependiente. EXOCITOSIS Es el proceso mediante el cual una vesícula de desecho se mueve desde el citoplasma hacia la membrana citoplasmática desde donde vierte su contenido en el espacio extracelular. C ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES I T O P CITOPLASMA L Es la parte acuosa de la célula, en el se encuentra flotando el núcleo y los A organelos que llevan a cabo las funciones de la célula. La porción del citoplasma S periférica que da hacia el plasmalema se le llama ectoplasma el cual es más claro, M hialino y no tiene organelas. La porción del citoplasma que da hacia la membrana A nuclear se le llama endoplasma esta porción es mas granular por la presencia de los organelos, sin embargo en las células humanas estas dos porciones del citoplasma no se delimitan con gran nitidez. C E Los organelos se dividen en dos grandes grupos, los organelos que están delimitados L por membrana (organelos membranosos) y los que no están delimitados por U membrana (organelos no membranosos). L A R BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 44
  • 9. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA ORGANELOS MEMBRANOSOS: Mitocondrias, RER, REL, Ap. Golgi, Lisosomas, Peroxisomas y laminillas anulares. ORGANELOS NO MEMBRANOSOS: Ribosomas, Proteasomas, Filamentos y Microtubulos, MITOCONDRIAS Organelas membranosa, alargada, con una doble membrana interna y externa. También se le conoce como condriosomas. Las mitocondrias tienen su propio DNA e incluso puede sintetizar algunas de sus propias proteínas funcionales y además se pueden dividir por fisión binaria, por eso mismo se cree que las mitocondrias provienen de una bacteria capaz de sintetizar energía en forma de ATP, esta bacteria para obtener protección empezó a vivir dentro de una célula, así esta le brindaba protección y la bacteria le brindaba energía en forma de ATP. Después con el tiempo esta bacteria siguió viviendo dentro de las células originando así a lo que hoy conocemos como la mitocondria. Las mitocondrias son muy abundantes en células de tejidos muy activos. Esta formada por una doble membrana (interna y externa). O R La membrana interna mitocondrial está formada por fosfolipidos, se pliega sobre sí misma para formar crestas. En estas cresta se G encuentran las partículas elementales o A partículas F1. En estas partículas se lleva a N cabo la fosforilación oxidativa donde se E liberan moléculas de ATP como energía. L La matriz mitocondrial, se encuentra dentro de O la membrana interna, contiene agua, iones, S ácidos grasos, enzimas, ribosomas y su propio ADN, en la matriz se lleva a cabo la beta- M oxidación de los ácidos grasos que libera E energía en forma de calor. M La membrana externa solo es de sostén, B formadas por proteínas y es rígida. R A N O S O S BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 45
  • 10. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA RETICULO ENDOPLASMICO RUGOSO Es una agrupación de cisternas de membrana, estas cisternas tiene ribosomas en su superficie, la función de este organelo está ligada con la síntesis, transporte y exportación de proteínas. RETICULO ENDOPLASMICO LISO Es una agrupación de cisternas de membrana, estas cisternas no tienen ribosomas en su superficie, la función de este organelo está ligada con la síntesis, metabolismo, y transporte de lípidos y esteroides. Además se encarga de la desintoxicación y almacena calcio. O R G A N APARATO DE GOLGI E L Organelo membranoso que recibe, almacena y secreta O sustancias para la célula. También excretan desechos al S espacio extracelular. Es una pila de cisternas con una cara interna que da hacia al nucleolema que es la cara de formación (cara cis) y una cara externa que da hacia M el plasmalema que es la cara de maduración (cara E trans). M B R A N VESICULAS DE TRANSPORTE O S O S BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 46
  • 11. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA El retículo endoplasmico rugoso o liso, sintetiza sustancias y las manda hacia el aparato de Golgi para que este las almacene hasta que sean necesarias. O bien el aparato de Golgi regresa sustancias que vienen del exterior y las envía hacia el retículo rugoso o liso según sea necesario. RER AP. Movimiento anterogrado. Particulas COP II REL GOLGI Movimiento retrogrado. Particulas COP I O R En ambos tipos de movimiento intervienen diferentes partículas denominadas COP, G estas intervienen dependiendo de si el movimiento es hacia el aparato de golgi A (anterogrado), si es así, entonces son las partículas cop II las que actuaran, de lo contrario, si el movimiento es desde el aparato de Golgi (retrogrado) entonces serán N las partículas cop I las que estarán involucradas. E L O S LISOSOMAS M Organela membranosa redonda que contiene enzimas hidroliticas E para llevar a cabo la digestión de las células, los lisosomas se M fusionan con las vesículas endociticas mezclándose así la sustancia B fagocitada con las enzimas del lisosoma. Los lisosomas se pueden clasificar en: R A N O S Lisosomas primarios: Los que aun no llevan a cabo un proceso de digestión. O S BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 47
  • 12. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA Lisosomas secundario: Cuando el lisosoma se une a un fagosoma (vesícula de endocitocis). Lisosoma terciario: Cuando el material endocitado no pudo ser desnaturalizado por las enzimas del lisosoma este se convierte en un cuerpo residual y su fin puede ser por dos vías, o se excreta por exocitosis o permanece en el interior de la célula en forma de lipofucsina (pigmento residual del metabolismo de lípidos). PEROXISOMA Organela membranosa que contiene enzimas oxidativas como la catalasa. Su principal función es llevar a cabo la beta- oxidación de los ácidos grasos y liberan peróxido de hidrogeno (H2O2). El peróxido de hidrogeno es degradado en agua y oxigeno. Encontramos Peroxisomas en células con actividad notable como en el hígado y riñón. LAMINILLAS ANULARES Pila de cisternas parecidas a la membrana nuclear, presentan pequeños orificios o anillos con características de los poros nucleares, se ven en células de crecimiento O rápido como en las células embrionarias o tumorales. R G La función de las laminillas anulares es desconocida. A N E L ORGANELOS NO MEMBRANOSOS O S RIBOSOMAS M Organela no membranosa que se encarga de “leer” las cadenas E de ARN mensajero para así sintetizar proteínas a partir de aminoácidos. Los ribosomas los encontramos de las siguientes M maneras: B R Ribosomas libres: Flotan en el citoplasma, sintetizan A proteínas para el uso de la célula. N Polirribosomas (polisomas): Conjunto de ribosomas que leen una misma cadena de RNA mensajero. O Ribosomas sobre le RER: Sintetizan proteínas directamente S en el interior del RER para que se puedan exportar. O S BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 48
  • 13. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA PROTEASOMAS Organelas no membranosas, cilíndricas, multiproteicas formadas por subunidades con un canal central, complejas. Contienen abundantes proteasas (enzimas que degradan proteínas). Marcan las proteínas defectuosas o con vida media cumplida con una molécula llamada ubiquitina. El proteosoma capta las proteínas marcadas con ubiquitina y las degrada con sus proteasas. CITOESQUELETO El citoesqueleto esta formados por diversas estructuras proteicas filamentosas, proteínas asociadas y otros filamentos que le dan soporte y forma a las células, entre O otras funciones, por ejemplo en el eritrocito el citoesqueleto es indispensable para su R “flexibilidad”. Todas las estructuras del citoesqueleto se consideran organelas no membranosas. G A FILAMENTOS: proteínas filamentosas, en forma de fibras. Los filamentos se clasifican N en tres tipos: filamentos finos (filamentos de actina, microfilamentos), filamentos E intermedios (tonofilamentos) y filamentos gruesos (filamentos de miosina). L O MICROFILAMENTOS S Son delgados, miden entre 5 y 7 nm de grueso. La actina es una proteína globular, N por eso se le llama actina G y esta es la forma libre de la actina en el citoplasma, sin O embargo, la actina se puede polimerizar y formar el filamento de actina o actina F (actina filamentosa). Los filamentos de actina tienen entre otras funciones: M • Anclaje y movimiento de proteínas de la membrana. E • Formación del “esqueleto” de las microvellosidades. M • Locomoción celular y emisión de pseudopodos. B R La actina tiene algunas proteínas asociadas a ella que le ayudan a cumplir sus A funciones como la: N O S O S BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 49
  • 14. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA • Fascina y fimbrina: establecen enlaces entre los microfilamentos para brindar una mejor organización, como en las microvellosidades, establecen fascículos. (véase tejido epitelial) • Gelsolina: cortan los filamentos de actina • Tropomodulina: forman casquetes, regulan la longitud del microfilamento • Proteínas formadoras de enlace: al igual que la fascina y fimbrina forman enlaces, pero estas no agrupan los microfilamentos en fascículos, por ejemplo la espectrina, en el eritrocito. FILAMENTOS INTERMEDIOS También llamados tonofilamentos, tienen función de sostén o como estructura general, los podemos encontrar en todas las células, son más fuertes que los microfilamentos. Se les llama “intermedios” por su tamaño, miden entre 8 y 10 nm y están formados por diferentes proteínas fibrilares que dependen de cada célula: • Queratina: células epiteliales • Vimentina: células del tejido conjuntivo • Desmina: células musculares • GFAP (gliofibrilar acid protein): células de la neuroglia • Lamina nuclear: en los núcleos celulares FILAMENTOS GRUESOS O R Son los filamentos de miosina, miden más de 10 nm. El filamento de miosina esta G formado por dos cadenas pesadas que constituyen la “cola” del filamento de miosina y A cuatro cadenas ligeras, mismas que constituyen las cabezas (2) del filamento de N miosina, este tipo de filamentos tiene gran importancia en las células musculares ya que en ellas la miosina se asocia con la actina para así brindar el fenómeno de la E contracción que se estudiara mas adelante. (Véase tejido muscular). L O MICROTUBULOS S Además de los filamentos, los microtúbulos también forman parte del citoesqueleto. N O Son estructuras alargadas huecas, no se ramifican, rígidas, compuestas por moléculas de alfa y beta tubulina. M Inician en una proteína de E casquete y un anillo de M gamma tubulina, a partir B de este se comienzan a R polimerizar los microtubulos añadiéndose moléculas de A alfa y beta tubulina. La N polimerización se da hacia el O extremo plus (+), es decir S crecen. Si por el contrario, O S BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 50
  • 15. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA las moléculas de tubulina se disocian se dice que se despolimeriza hacia el extremo minus (-) es decir hacia el anillo de gamma tubulina y se reduce la longitud del microtúbulo. Su función principal es la de transporte, existen unas proteína que permiten que ciertas estructuras se puedan mover sobre los microtubulos, la cinesina que avanza hacia el extremo plus (+), hacia la periferia de la célula y la dineina que avanza hacia el extremo minus (-), hacia el centro de la célula. Además del transporte, el microtúbulos es la unidad estructural de: centriolos, cilios, flagelos y cuerpos basales además el huso mitótico que funciona durante la división celular esta formado por microtúbulos. ORGANELOS FORMADOS POR MICROTUBULOS Centriolos: Formados por 9 tripletes de microtubulos organizados en forma helicoidal. Intervienen en la organización del huso mitótico durante la división celular. O R G A N E L O S Cilios y flagelos: Inician con un cuerpo basal que es de N igual estructura a un centriolo y O después el cuerpo del cilio (axonema) esta formado por 9 dobletes de M microtubulos y un par central. Cada E doblete esta unido a otro por medio de “brazos” de dineina lo que les permite M el movimiento, los cilios brindan la B capacidad de arrastrar sustancias como por ejemplo en el epitelio respiratorio para R expulsar el moco. El flagelo tiene exactamente la misma estructura, lo único que varía A es la longitud. (Véase tejido epitelial) N O INCLUSIONES CITOPLASMATICAS S O S BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 51
  • 16. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA Son depósitos de material que contiene productos del metabolismo celular, se les menciona como gránulos, gotitas o como pigmentos. Pueden estar rodeadas de membrana o no, por ejemplo la lipofucsina el pigmento en que se transforma el lisosoma terciario, tendrá como delimitante membrana ya que el lisosoma es una organela membranosa. • Lipofuscina: pigmento que se observa en las células que no se dividen como las neuronas y musculares esqueléticas y cardiacas. Contienen restos no digeridos del metabolismo celular. Lisosomas terciarios. • Hemosiderina: complejo de hierro que queda de la incompleta digestión de la hemoglobina. Estos gránulos son muy notables en células del bazo, lugar de degradación de los eritrocitos. • Glucógeno: no se tiñe con H-E, el glucógeno es almacenado como fuente de energía y se ven bien en hepatocitos y músculo estriado. • Inclusiones lipídicas (gotitas de lípido): restos del metabolismo que se almacenan como fuente alternativa de energía, el depósito más grande de lípidos lo tiene los adipocitos, pero igual pueden estar brevemente en otras células como los enterocitos (intestinales). DIFERENCIACION CELULAR La diferenciación de una célula es la capacidad que tiene la misma de poder dar origen a una o más líneas de células a partir de ella, es decir, cuando una sola célula puede dar origen a varias líneas celulares se dice que es mas indiferenciada. Cuando una célula esta mas diferenciada es porque poco a poco va perdiendo la capacidad de dar D origen a mas células diferentes a ella. I F Esto ocurre normalmente en el ser humano al ser un cigoto. El cigoto es una célula E totalmente indiferenciada, porque a partir de ella se originan numerosas líneas R celulares diferentes, tantas como para formar a un ser humano. E Ahora, sabiendo que un tejido es un conjunto de células que se agrupan para llevar a N cabo un función específica podemos comenzar por explicar que la primera célula de un C ser humano es el cigoto aquella célula que se forma al fusionarse el ovulo con el I espermatozoide, el cigoto es una célula totipotencial, es decir que da origen a todo un ser completo, después de la formación del cigoto, este se divide inmediatamente A dando lugar a 2 células idénticas llamadas blastomeras y estas 2 blastomeras dan C origen cada una a otras 2 blastomeras para formar así un total de 4 blastomeras, I hasta entonces estas 4 blastomeras siguen conservando su poder totipotencial, es O decir, si se llegara a aislar una de estas 4 blastomeras, estas podrían dar lugar a un N nuevo ser completo cada una. Al cabo de 8 a 9 días, el embrión se convierte en un embrión trilaminar, formado C como su nombre lo dice por 3 capas: ectodermo, mesodermo y endodermo y cada E una de estas capas dan lugar a ciertos tejidos diferentes. L U A partir de las capas germinativas (ecto, meso y endodermo) las células se van diferenciando y pasan de ser totipotenciales a pluripotenciales como la célula madre L sanguínea que da origen a todas las células sanguíneas, así se va diferenciando cada A R BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 52
  • 17. CAPITULO 4 MEMBRANA Y CITOPLASMA vez mas, pasa a ser multipotencial, bipotencial y unipotencial cuando al dividirse solo de origen a células iguales a ella. DESARROLLO DE LOS TEJIDOS BASICOS Y ORIGEN EMBRIONARIO. Derivados de las hojas germinativas: ECTODERMO Epidermis, pelo, unas, oído interno, cristalino, sistema nervioso, melanocitos, células de Schwann. MESODERMO Algunos músculos, aparato urogenital, gónadas, tejido conjuntivo, sangre, tejido óseo, cartílago. ENDODERMO Epitelio de traquea, bronquios, pulmones, D tubo digestivo, higado, páncreas, uraco, E faringe, glándula tiroides, cavidad timpánica, trompa de Eustaquio, R amígdalas. I V A D VIDEOS EN INTERNET O S Lisosomas http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi? G it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120067/bio01.swf::Lysos E omes R M Cilios y flagelos I http://programs.northlandcollege.edu/biology/Biology1111/animations/f N lagellum.html A T I V O S BIOLOGIA CELULAR Y TISULAR 53