Material

1. 1
LA CÉLULA
ULTRAESTRUCTURA
CELULAR
Blgo. Mblgo. Jéssica Morales De Roca La Barrera

2. 2
INDICE
CONTENIDO PÁGINAS
La Célula 3
Membrana celular 9
Uniones celulares de membrana 22
Pared Celular 30
El citoplasma 33
Inclusiones citoplasmáticas 40
Sistemas de endomembranas 40
Retículo endoplasmático 40
Aparato de Golgi 50
Lisosomas 54
Peroxisomas 62
Mitocondrias 65
Los centriolos 74
Los cilios y los flagelos 78
Los ribosomas 81
Las vesículas 86
El núcleo 86
Matriz extracelular 93

3. 3
LA CÉLULA Y SU ULTRAESTRUCTURA CELULAR
I. LA CÉLULA
1.1 Concepto
Nuestro cuerpo humano está constituido por alrededor de cincuenta billones de
células que corresponden a unidad mas básica estructural, funcional y genética,
capaces de crecer, reproducirse, realizar sus actividades metabolicas, responder a
est{imulos y diferenciarse independientemente de forma autónoma.
Fig. N°1: Una célula animal mostrando sus diversos componentes
La teoría celular es una parte fundamental de la Biología que explica la
constitución de los seres vivos sobre la base de células, el papel que estas tienen
en la constitución de la vida y en la descripción de las principales características
de los seres vivos. Sus postulados se señalan a continuación:
• Todo organismo está compuesto de células.
• En las células tiene lugar reacciones metabólicas del organismo.
• La célula proviene de otra ya existente.
• La célula contiene el material hereditario.
Las funciones vitales de la célula son las mismas señaladas para los todos los
llamados seres vivos: nutrición, relación y reproducción, y de estas se pueden
desprender otras.

4. 4
Las características celulares denominadas estructurales son aquellas
desprendidas justamente de susu componentes estructurales mas importantes, y
estas corresponden a:
-Poseen individualidad
-Poseen un medio hidrosalino
-Presentan autogobierno
Las características celulares que permiten diferenciar las células de los sistemas
químicos no vivos son:
• Autoalimentación o nutrición.
• Metabolismo
• Reproducción
• Diferenciación
• Señalización química
• Evolución
• Relación
• Irritabilidad
• Conductividad
• Contractilidad
• Absorción
• Excreción
• Secreción
A continuación se explican estas características:
Metabolismo
Es el conjunto de reacciones químicas que sufren los nutrientes en el interior
celular. Implican transformaciones de la materia y la energía. Hay dos tipos de
metabolismo, el anabolismo o síntesis donde moléculas pequeñas se unen para
formar moléculas de mayor tamaño por lo que requieren la adición de energía, y el
catabolismo donde moléculas complejas se degradan y liberan energía.
Reproducción
Es un proceso biológico que permite la creación de nuevos organismos, siendo
una característica común de todas las formas de vida conocidas. Las modalidades
básicas de reproducción se agrupan en dos tipos, que reciben los nombres
deasexual o vegetativa y de sexual o generativa.Ejemplos de reproducción
asexual son la esporulación, la bipartición, la fisión múltiple, la gemación, etc y
ejemplo de reproducción sexual es la que involucra la formación de gametos o la
combinación de material genético de dos organismos de una misma especie
ejemplo la conjugación, transformación, transducción, isogamia, anisogamia, etc
• Diferenciación celular :es el proceso por el cual las células de un linaje
celular concreto sufren modificaciones en su expresión génica, para adquirir
la morfología y las funciones de un tipo celular específico y diferente al
resto de tipos celulares del organismo.

5. 5
• Cualquier célula que presente potencia (capacidad de diferenciación) es lo
que se denomina célula madre. Éstas pueden clasificarse según su
capacidad de diferenciación en totipotentes, pluripotentes (que tiene la
potencia para diferenciarse en cualquiera de las capas germinativas:
endodermo (revestimiento interior del estómago, tracto gastrointertinal,
pulmones), mesodermo (músculo, hueso, sangre, aparato urogenital) o
ectodermo (epidermis y sistema nervioso), multipotentes (La multipotencia
describe a las células progenitoras que tienen el potencial de activación
génica para diferenciarse en múltiples, pero limitados, tipos celulares. Por
ejemplo, una célula hematopoyética es una célula sanguínea multipotente.
Este tipo celular puede diferenciarse en cualquier tipo de célula sanguínea
diferenciada como linfocitos, neutrófilos, etc., pero no puede diferenciarse
en neuronas, células hematopoyéticas etc
Señalización química. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto
del medio externo como de su interior, con frecuencia las células pueden
interaccionar o comunicar con otras células, generalmente lo hacen por medio de
señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de
crecimiento.
Evolución. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja
frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la
adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o
negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos
mejor adaptados a vivir en un medio particular.
Relación celular: La célula se comunica con su ambiente, captando estímulos y
elaborando respuestas
Irritabilidad: es la capacidad del protoplasma para responder a un estímulo. Es
más notable en las neuronas y desaparece con la muerte celular.
Conductividad: es la generación de una onda de excitación (impulso eléctrico) a
toda la célula a partir del punto de estimulación. Esta y la irritabilidad son las
propiedades fisiológicas más importantes de las neuronas.
Contractilidad: es la capacidad de una célula para cambiar de forma,
generalmente por acortamiento. Está muy desarrollada en las células musculares.
Absorción: es la capacidad de las células para captar sustancias del medio.
Secreción: es el proceso por medio del cual la célula expulsa materiales útiles
como una enzima digestiva o una hormona.
Excreción: es la eliminación de los productos de desecho del metabolismo
celular.

6. 6
1.2 Clasificación
Las células se pueden clasificar en células procarióticas y eucarióticas donde a
pesar de encontrarse entre estas varias diferencias estructurales y de
organización la diferencia fundamental radica en la presencia o ausencia de
envoltura nuclear. Las células procarióticas comprenden bacterias y
cianobacterias (antes llamadas algas verdeazuladas), son células pequeñas, entre
1 y 5 µm de diámetro, y de estructura sencilla; el material genético (ADN) está
concentrado en una región, pero como ya se ha señalado no hay ninguna
membrana que separe esta región del resto de la célula. Las células eucarióticas,
que forman todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos, plantas,
hongos y animales, son mucho mayores (entre 10 y 50 µm de longitud) y tienen el
material genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico
conspicuo llamado núcleo.
PROCARIOTAS EUCARIOTAS
ADN localizado en una región:
Nucleoide, no rodeada por una
membrana.
Núcleo rodeado por una membrana.
Material genético fragmentado en
cromosomas formados por ADN y
proteínas.
Células pequeñas 1-10 µm Por lo general células grandes, (10-
100 µm), Algunos son microbios, la
mayoría son organismos grandes.
División celular directa,
principalmente por fisión binaria. No
hay centríolos, huso mitótico ni
microtúbulos.
Sistemas sexuales escasos, si existe
intercambio sexual se da por
transferencia de un donador a un
receptor.
División celular por mitosis, presenta
huso mitótico, o alguna forma de
ordenación de microtúbulos.
Sistemas sexuales frecuentes.
Alternancia de fases haploides y
diploides mediante Meiosis y
Fecundación
Formas unicelulares
Ausencia de desarrollo de tejidos
Los organismos multicelulares
muestran desarrollo de tejidos
Formas anaerobias estrictas,
facultativas, microaerofílicas y
aerobias
Casi exclusivamente aerobias
Ausencia de mitocondrias: las
enzimas para la oxidación de
moléculas orgánicas están ligadas a
las membranas
Las enzimas están en las
mitocondrias

7. 7
Flagelos simples formados por la
proteína flagelina
Flagelos compuestos, (9+2)
formados por tubulina y otras
proteínas
En especies fotosintéticas, las
enzimas necesarias están ligadas a
las membranas. Exitencia de
fotosíntesis aerobia y anaerobia, con
productos finales como azufre,
sulfato y Oxígeno
Las enzimas para la fotosíntesis se
empaquetan en los cloroplastos.
Ribosomas 70S Ribosomas 80S
Orgánulos ausentes excepto
ribosomas
Orgánulos variados
Citoesqueleto ausente Presencia de citoesqueleto
1.3 Tamaño y forma celular
• Se presentan en una gran variedad de formas y tamaños dependiendo
principalmente de la función que desempeñen y de su adaptación a
diferentes ambientes, es asi que las hay en su mayoría microscopicas
desde menos de un micrón como en algunas bacterias hasta
macroscópicas de unos cuantos centímetros como en el caso de algunas
algas a alrededor de un metro como en el caso de algunas neuronas. Las
células presentan una gran variabilidad de formas, e incluso, algunas no
ofrecen una forma fija.
• Pueden ser: fusiformes (forma de huso), estrelladas, prismáticas,
aplanadas, elípticas, globosas o redondeadas, etc. Algunas tienen una
pared rígida y otras no, lo que les permite deformar la membrana y emitir
prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos) ,cilios o flagelos que dota a
estas células de movimiento.
• Encontramos diferentes tipos de células:
• Células contráctiles que suelen ser alargadas, como las células musculares.
• Células con finas prolongaciones, como las neuronas que transmiten el
impulso nervioso.
• Células con microvellosidades o con pliegues, como las del intestino para
ampliar la superficie de contacto y de intercambio de sustancias.
• Células cúbicas, prismáticas o aplanadas como las epiteliales que recubren
superficies como las losas de un pavimento.
Existen varios factores que pueden afectar la forma de una célula:
-La tensión superficial,
-La viscosidad del protoplasma,
-La acción mecánica ejercida por células vecinas,
-Rigidez de la membrana,
-Disposición del citoesqueleto
-Adaptaciones funcionales

8. 8
1.4 Composición
Se encuentra constituida por su membrana celular y su citoplasma en este ultimo
se encuentran incluidas una gran variedad de estructuras cada una encargada de
una función determinada y fundamental para la célula como son la matriz
citoplasmática con su citoesqueleto, sus orgánulos u organelas no membranosas:
ribosomas y centriolos, sus organelas doble membranosas: mitocondrias, nucleo y
cloroplastos,sus organelas de membrana simple como: los citosomas: lisosomas,
peroxisomas, glioxisomas, así como vesículas; sus sistemas de endomembranas:
retículo, envoltura nuclear y aparato de Golgi y sus inclusiones citoplasmáticas.

9. 9
II LA MEMBRANA CELULAR
2.1 Concepto
Las membranas biológicas son organizaciones supramoleculares flexibles y fluidas
que delimitan las células o constituyen un sistema de endomembranas de las
células eucariotas (compartimentación), además delimitan muchas organelas
citoplasmáticas.
2.2 Modelo estructural de la membrana celular
Entre 1940 y 1943 Danielli y Davson plantean un modelo en forma de sandwish.
En 1952 Robertson observó que la membrana plasmática estaba compuesta por
las tres láminas.La estructura de la membrana parecía coincidir con el modelo de
Davson y Danielli. Robertson sugirió que el espacio ligeramente teñido (entre las
dos líneas oscuras del patrón trilaminar) era una zona hidrofóbica de las moléculas
lipídicas, que no se teñían con facilidad y que las dos líneas oscuras,
representaban los grupos de las cabezas de los fosfolípidos y que las capas de
proteínas de la superficie de la membrana, se encontraban oscuras debido a
su afinidad por la tinción con metales pesados,
En 1972 fue planteado el modelo conocido como de mosaico fluido propuesto
por S. J. Singer y G. Nicolson gracias a los avances en microscopía electrónica y
al desarrollo de técnicas de criofractura. Según el modelo del mosaico fluido, las
proteínas (integrales o periféricas) serían como "icebergs" que navegarían en un
mar de lípidos (fluido lipídico).
Fig. N°3: Distribución de los diferentes constituyentes de la membrana según
el modelo del mosaico fluido

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2.3 Composición
Todas las membranas tienen un conjunto común de moléculas en su
organización, así como también son comunes las funciones básicas que estas
desempeñan, estos moléculas a las que nos referimos corresponden a lípidos y
proteínas, además de glúcidos en pequeñas cantidades, lo quesi puede ser
variable en cada tipo celular son las proporciones en que estos componentes se
encuentren, por ejemplo, en las neuronas mielinicas los lípidos son el 80%, en la
membrana mitocondrial las proteínas son el 80%.
Una membrana estándar tendría un porcentaje de sus componetes
correspondiente a un 50% de proteinas por 40 % de lípidos y 10% de
carbohidratos
Fig. N°4: Bicapa fosfolipídica
2.3.1 Los lípidos de membrana
La molécula primaria de la membrana celular es el fosfolípido, posee una
"cabeza" polar (hidrofílica) y dos "colas" no polares (hidrofóbicas), son por tanto
simultáneamente hidrofílicos e hidrofóbico (antipática).

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Fig. N°5: Estructura de un fosfolípido
Los fosfolípidos en la membrana se disponen en una bicapa con sus colas
hidrofóbicas dirigidas hacia el interior, quedando de esta manera entre las cabezas
hidrofílicas que delimitan la superficie externa e interna de la membrana
celular. El espesor de la membrana es de alrededor de 7 nanómetros.
Debido a que las moléculas del tipo de los fosfolípidos tienen un extremo que se
asocia libremente con el agua y otro que no lo hace, cuando se encuentran
dispersas en agua adoptan por lo general una conformación de capa doble. La
estructura en bicapa permite que los grupos del extremo hidrofílico se asocien
libremente con el medio acuoso, y que las cadenas hidrófobas de ácidos grasos
permanezcan en el interior de la estructura, lejos de las moléculas de agua.

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Fig. N° 6: Diferentes tipos de fosfolípidos de una membrana típica
El colesterol es otro componente importante de la membrana. Se encuentra
embebido en el área hidrofóbica de la misma, su presencia contribuye a la
estabilidad de la membrana al interaccionar con las "colas" de la bicapa lipídica y
contribuye a su fluidez evitando que las "colas" se "empaqueten" y vuelvan mas
rígida la membrana (este efecto se observa sobre todo a baja temperatura).
Fig. N° 7: Moléculas de colesterol alternadas con fosfolípidos
Las membranas de las células vegetales no contienen colesterol, tampoco las de la
mayoría de las células bacterianas y en el caso particilar de las arqueobacterias
estas poseen lípidos de membrana diferentes tanto de las bacterias como de los
eucariotas (incluyendo enlaces éter en lugar de enlaces ester en sus fosfolípidos).
Algunas de ellas poseen esteroles en su membrana celular (una característica de
eucariotas).

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2.3.2 Las proteínas de membrana
Las proteínas pueden estar suspendidas en la membrana, con sus regiones
hidrofóbicas insertadas en ella y con las hidrofílicas que sobresalen ("stick out")
hacia el exterior e interior de la célula.
Estas proteínas no están fijas en un lugar de la membrana, sino que están
relativamente libres para desplazarse lateralmente, por lo cual se originó el
concepto de mosaico fluido.
Las proteínas de la membrana pueden considerarse, de acuerdo a como se
encuentran en la membrana, comprendidas en una de estas dos categorías:
-Integrales: estas proteínas tienen uno o mas segmentos que atraviesan la bicapa
lipídica. Su función está relacionada a conformar canales estructurales (poros),
moleculas transportadoras y bombas.
Dentro de las proteínas integrales encontramos:
 Proteínas monopaso: La proteína “atraviesa” una sola vez la membrana.
 Proteínas multipaso: La cadena polipeptídica atraviesa dos o más veces la
bicapa lipídica. Por lo tanto, esta posee varias regiones hidrofóbicas insertadas
en la matriz de la membrana alternadas con sectores hidrofílicos que se
exponen hacia los medios acuosos.
.
Fig. N° 8: Diferentes tipos de proteínas integrales
Algunas proteínas multipaso atraviesan muchas veces la membrana y forman un
cilindro hueco con un interior hidrofílico por el que pueden pasar moléculas
pequeñas solubles en agua. Este es el principio de las proteínas canal que se
analizaran mas adelante.

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Las proteínas integrales pueden difundir lateralmente y rotar sobre su propio eje,
pero no pueden realizar movimientos a través del plano de la membrana, o más
sencillamente movimiento flip-flop (de una monocapa a la otra monocapa). Las
proteínas integrales suelen desplazarse acompañadas de los lípidos que las
rodean ya que estos le ayudan a mantener su conformación.
Sin embargo, algunas proteínas integrales están ancladas a componentes del
citoesqueleto y no pueden trasladarse. De esta manera intervienen en la
morfología de la célula, por ejemplo alargada (o ahusada), cúbica, cilíndrica, etc.
-Periféricas: estas proteínas no tienen segmentos incluidos en la bicapa,
interaccionan con las cabezas polares o bien con las proteínas integrales.
Desempeñan funciones enzimáticas, receptoras o reguladoras.
Pueden estar ligadas tanto a las proteínas integrales como a los fosfolípidos por
uniones débiles. Se pueden extraer fácilmente con tratamientos no drásticos.
Cuando estas se ubican del lado citoplasmático de la membrana suelen interactuar
con el citoesqueleto.
Fig. N° 9: Gráfica mostrando la ubicación de las proteínas periféricas
2.3.3 Los glúcidos de membrana
La superficie externa de la membrana tiende a ser rica en glicolípidos que tienen
sus colas hidrofóbicas embebidas en la región hidrofóbica de la membrana y sus
cabezas hacia el exterior de la célula. Ellos, junto con los hidratos de carbono
unidos a las proteínas (glicoproteínas) intervienen en el reconocimiento celular
permitiendo distinguir lo propio de lo ajeno, actuan como receptores celulares del
medio extracelular, intervienen en la adhesión celular participando así en
reacciones inmunitarias. Proteger a la superficie de la célula de agresiones
mecánicas o físicas.

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Fig. N° 10: Gráfica mostrando la ubicación de los glúcidos en la membrana
Las células situadas en la luz del intestino delgado presentan un glicocálix muy
pronunciado. Poseen muchas cargas negativas, que atraen cationes y agua del
medido extracelular.
Fig. N° 10: Micrografía electrónica mostrando el glicocálix en células intestinales
Hay distintos tipos de glucolípidos: los cerebrosidos y los gangliosidos
La estructura de los cerebrósidos es similar, sólo que el hidrato de carbono no es
un oligosacárido sino una galactosa o una glucosa. Los galactocerebrósidos son
glucolípidos neutros, porque el azúcar de su grupo de cabeza no está cargado.

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Los gangliósidos se forman por la unión de un oligosacárido con la ceramida,
contienen uno o más residuos de ácido siálico (N-acetilnue-ramínico o NANA) que
están cargados negativamente.
Gal: galactosa Glc: glucosa GalNAc: N-acetil galactosamina
Fig. N° 11: Glicolípidos de la membrana
2.3.4 Movilidad de los componentes lipídicos de las membranas
Existen tres tipos de movimientos posibles en las membranas:
 rotación (sobre su propio eje)
 traslación (o difusión lateral) sobre el plano de la membrana.
 flip-flop
El movimiento de flip-flop es el intercambio de fosfolípidos de una monocapa (o
hemimembrana) a la otra; esta sumamente restringido, debido a la dificultad que
posee la cabeza polar para atravesar el medio hidrofóbico de la matriz de la
membrana. De allí que no sea un movimiento que ocurra de manera espontánea
sino que está mediado por enzimas denominadas flipasas.
Tanto los movimientos de difusión lateral como el de rotación se llevan a cabo
sobre la misma hemimembrana de la bicapa lipídica. Las proteínas solo pueden
movilizarse lateralmente no de capa a capa.
2.4 Propiedades y funciones de la membrana
Entre las propiedades más importantes de la membrana celular se destacan:
su fluidez, su semipermeabilidad, su asimetría y su capacidad de fusionarse
entre ellas.

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Fluidez de la membrana
La fluidez de las membranas depende de su composición química. Las cadenas
de ácidos grasos que constituyen los fosfolípidos y moléculas derivadas de ellos
pueden estar saturadas o insaturadas. La cohesión entre las moléculas de la
membrana es mayor en una bicapa con fosfolípidos de ácidos grasos saturados,
de cadenas simples, largas y rectas que en una que tenga fosfolípidos con
cadenas insaturadas, que se "quiebran" a la altura de los dobles enlaces,
disminuyendo así el efecto hidrofóbico. La molécula de colesterol también juega
un papel muy importante en la fluidez de la membrana. Se encuentra en las
células eucariontes animales. Su grupo alcohólico se acomoda entre las cadenas
carbonadas, en las cabezas polares. Su cadena lateral queda entre las cadenas
de los fosfolípidos, pero lejos de sus cabezas polares.
El ascenso de la temperatura aumenta la energía cinética entre las moléculas y,
por lo tanto, el movimiento de las colas hidrocarbonadas. Esto lleva a una
disminución de las interacciones atractivas entre las mismos y a un aumento de
los movimientos de rotación y de difusión lateral. Por el contrario, una disminución
de la temperatura vuelve más rígida a la membrana ya “empaqueta” las colas
hidrofóbicas de los fosfolípidos e impide sus movimientos. Si la temperatura
desciende significativamente, la membrana puede llegar a “cristalizarse”, con la
pérdida consiguiente de muchas funciones vitales de la membrana.
La presencia de colesterol presenta un doble efecto. En cierta medida, aumenta la
rigidez de la membrana, ya que los anillos rígidos interactúan con las cadenas
hidrocarbonadas de los lípidos, inmovilizándolas parcialmente. Además agrega
orden a la bicapa, dejando zonas más rígidas y otras zonas más flexibles que
interactúan con las cadenas de carbono de los fosfolípidos. Así es como el
colesterol tiende a hacer menos fluidos a los lípidos. Sin embargo, cuando se
encuentran en altas concentraciones, como ocurre en la mayoría de las células
eucariotas, previene el congelamiento, ya que evita que las cadenas carbonadas
se ajusten y se "empaqueten" y vuelvan más rígidas a la membrana. Así es como,
a baja temperatura esta disminución del empaquetamiento puede determinar que
las membranas no se congelen.
En resumen los factores que aumentan la fluidezde la membrana son:
-Alto de grado de insaturación y menor longitud de las colas hidrocarbonadas.
(Colas hidrocarbonadas cortas dificultan el empaquetamiento)
-Mayor temperatura del medio
-Baja concentración de colesterol

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Fig. N°13: Esquema de los fosfolípidos de membrana en
estado viscoso y fluído.
Semipermeabilidad de la membrana.
La membrana plasmática presentan permeabilidad selectiva por lo tanto el
transporte de sustancias a través de membrana depende de varios factores entre
los que destacan la polaridad y el tamaño.
En cuanto a la polaridad, mientras las sustancias apolares atraviesan la
membrana sin ningún problema, las moléculas polares necesitan ser
transportadas para poder atravesar la parte hidrofóbica de la membrana debida a
las colas de los ácidos grasos. También decir que el agua, pese a que es una
molécula polar, es la que más fácilmente atraviesa la membrana, gracias a unos
poros denominados acuoporinas
Y respecto al tamaño, un elevado peso molecular implica que las moléculas no
puedan atravesar la membrana.
Sus propiedades aseguran que las sustancias esenciales, como la glucosa, los
aminoácidos y los lípidos entren a la célula fácilmente, que los intermediarios
metabólicos permanezcan en la célula y que los productos de desecho, como la
urea, abandonen la misma. Todo esto permite a la célula mantener el medio
interno relativamente constante
Asimetría de la membrana
Los lípidos y proteínas se pueden mover. Se ha demostrado la migración
espontánea de los lípidos de uno a otro lado de la membrana (difusión transversal)
es un proceso muy lento, con una frecuencia de ocurrencia muy baja, de una vez
cada varias horas. En cambio, los movimientos paralelos al plano de la bicapa- la
llamada difusión lateral - son mucho más frecuente y alcanza altas velocidades de
desplazamiento.Se ha demostrado que los lípidos intercambian lugares con sus
vecinos aproximadamente 107 veces por segundo Con respecto a las moléculas
proteicas, nunca se observó difusión de una capa a otra, pero sí que se difunden
dentro de una misma.
En ambas caras de la bicapa (también denominadas hemimembranas o
monocapas) no se encuentran los mismos tipos de fosfolípidos. Si bien estos en

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su mayoría se sintetizan en la cara citosolica del retículo endoplasmático liso,
luego, por medio de movimientos del tipo flip-flop se van ubicando del lado de la
bicapa que les corresponda. Por ejm, la fosfatidilcolina y la esfingomielina
predominan en la cara no citosolica de la membrana
La asimetría estructural de las membranas suele manifestarse a través de una
asimetría funcional. Esto significa que las funciones presentes en la cara citosolica
no son las mismas que aparecen en la cara no citosólica. Por ejemplo, en el caso
de la membrana plasmática, las moléculas que intervienen en el reconocimiento
celular se ubican casi exclusivamente en la cara expuesta hacia el medio
extracelular, pues no tendría mucho sentido que dichas moléculas estuviesen
expuestas hacia el citoplasma.
Fusión de membranas
Las membranas tienen una elevada capacidad para fusionarse entre sí. Por
ejemplo, cuando una vesícula se aproxima a la membrana plasmática, a una
cisterna o, inclusive, a otra vesícula, al entrar en contacto ambas superficies, las
dos membranas se fusionan, constituyendo a partir de ese momento una sola
membrana. Este fenómeno explica el transito de sustancias desde un
compartimiento celular a otro, y desde las endomembranas a la membrana
plasmática. Este es el principio en el que se basa la administración de fármacos
vehiculizadas dentro de liposomas, que son vesículas fosfolipídicas artificiales
que contienen alguna droga de interés terapéutico. Cuando el liposoma se
aproxima a la célula blanco (o target), la membrana del liposoma se fusiona con la
membrana plasmática liberando su contenido directamente en el citoplasma de la
célula. Este fenómeno permite que el contenido del liposoma sólo sea captado por
ciertos tipos celulares y no por otros. Técnicas basadas en esta propiedad de las
membranas se utilizan, por ejemplo, para combatir células tumorales.
Fig. N°13: Fusión de membranas
2.5 Funciones de la membrana celular
-Delimita la célula y la interrelaciona con las otras.
-Por su permeabilidad selectiva, permiten el paso libre de algunas sustancias e
impiden el de otras según el tamaño y la solubilidad de éstas.
-Participan en los mecanismos mediante los cuales la célula secreta y expulsa
sustancias al exterior.
-Contribuyen al mantenimiento del balance hidromineral de las células.

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-Trasmiten ondas exitatorias a las células vecinas en respuesta de algunas
señales.
-Reciben señales del medio a través de las proteínas receptoras de membrana
-Participan en el transporte selectivo de sustancias entre la célula y el medio.
-Incorporan grandes moléculas mediante el mecanismo de fagocitosis.
-Confieren especificidad antigénica a la célula
2.6 Especializaciones de la membrana
Dependiendo de la función que la célula desempeñe, su membrana
plasmática puede presentar diferentes especializaciones como:
Microvellosidades que corresponden a evaginaciones que aumentan
la superficie de intercambio. Por ejemplo, en las células intestinales, en
las que las moléculas digeridas en el interior del tubo digestivo deben
pasar al torrente circulatorio.
Invaginaciones que vienen a ser profundos entrantes con finalidad
semejante. Por ejemplo, en las células de los túbulos contorneados de
las nefronas (riñón), para la reabsorción de líquido y sales.
Uniones intercelulares: para mantener adheridas y comunicadas
células vecinas.
Fig N°14: Microvellosidades y uniones celulares
El Glicocalix
Es la envoltura constituida por glicoproteínas, glicolípidos y ácido hialurónico, que
sobresalen de la membrana celular.
El glicocálix sirve de protección mecánica de las células, permite la adhesión
celular e interviene en procesos de identificación celular y recepción hormonal.

21. 21
Funciones del glicocálix
 Protección: amortigua la membrana citoplasmática y la protege contra
lesiones físicas y químicas.
 Inmunidad a la infección: permite al sistema inmunitario reconocer y atacar
selectivamente a organismos extraños.
 Defensa contra el cáncer: los cambios en el glucocálix de las células
cancerosas permiten al sistema inmunitario reconocerlas y destruirlas.
 Compatibilidad de los trasplantes: forma la base para la compatibilidad de
las transfusiones de sangre, del tejido injertado y de los trasplantes de
órganos, ya que es el que responde y hace posible el reconocimiento de las
células compatibles para adicionar un tejido, órgano, etc a el cuerpo de
algún ser vivo.
 Adherencia celular: fija a las células que forman parte de los tejidos.
 Desarrollo embrionario: guía las células embrionarias a sus destinos en el
organismo
2.7 Correlato clínico
Componentes membranosos en la tipificación de los grupos sanguineos
Las diferencias entre los grupos sanguíneos se hallan determinadas por ciertos
oligosacáridos muy cortos, presentes en las membranas plasmáticas de los
glóbulos rojos o eritrocitos. Estos oligosacáridos sólo difieren en sus monómeros
terminales y están ligados a una proteína transmembranosa o a una ceramida de
la membrana plasmática. Por ejemplo, los eritrocitos pertenecientes al grupo
sanguíneo A, presentan como monosacárido terminal una N-acetilgalactosamina y
los del grupo B una galactosa. Cuando ambos monosacáridos terminales están
ausentes estamos en presencia del grupo 0.

22. 22
Fig. N°12: Glúcidos de membrana determinantes de los
grupos sanguíneos
III UNIONES CELULARES DE MEMBRANA
3.1 Concepto
Son puntos de contacto entre las membranas plasmáticas de las células o entre
célula y matriz extracelular. La mayoría de las células epiteliales y algunas células
musculares y nerviosas están estrechamente asociadas en unidades funcionales.
3.2 Clasificación
Según su conformación se pueden clasificar en uniones complejas y uniones no
especializadas (también conocidas como moléculas de adhesión celular).
Las uniones complejas por la estructura que poseen poseen específicas
localizaciones sobre la superficie celular, por lo que dividiremos a la célula en tres
regiones o zónulas:
-Zónula occludens (la más apical): donde se encuentran las uniones estrechas u
oclusivas.
-Zónula adherens: donde se encuentran los desmosomas en banda
-Mácula adherens (la más basal): donde encontramos los desmosomas puntuales,
los hemidesmosomas y las uniones en hendidura.

23. 23
Fig. Uniones complejas
3.2.1 Uniones Complejas
Desmosomas
Permite a un grupo de células funcionar como unidades estructurales, siendo más
abundante en los tejidos que están sujetos a una tensión mecánica intensa, como
son el músculo cardiaco o el epitelio de la piel; en el epitelio animal existen tres
formas de desmosomas. Los desmosomas se presentan en tres tipos:
desmosomas puntuales, desmosomas en banda y hemidesmosomas. Con los
filamentos de queratina forman una red transcelular. Se tienen identificadas unas
quince proteínas diferentes, seis glucoproteínas localizadas en el espacio
extracelular y nueve identificadas en el lado intracelular
Desmosomas puntuales: La función básica de los desmosomas puntuales
es unir el citoesqueleto de una célula a la de la célula adyacente. Para ello es
necesario la existencia de proteínas que intermedien en esta unión ya que las
proteínas del citoesqueleto no atraviesan la membrana celular. En los
desmosomas existen varias proteínas que pueden ser agrupadas en 3 grupos
funcionales: los filamentos de queratina, las plaquinas y las desmogleinas
Los filamentos de queratina del citoesqueleto se unen a las plaquinas que están
justo debajo de la membrana plasmatica junto con las cateninas formando una
placa densa y se unen a las proteínas de transmembrana, las desmogleinas y
cadherinas. Estas desmogleinas se unen a las desmogleinas/plaquinas/queratinas
de la célula adyacente uniendo las dos células.

24. 24
Fig N°15: Desmosoma puntual
Desmosomas en banda o uniones adhesivas: se encuentran a continuación
de las uniones estrechas principalmente en las células epiteliales. Forman un
cinturón alrededor de la célula y continúo entre las células interconectadas. Están
constituidos básicamente por filamentos de actina (que cabe mencionar pueden
unirse con componentes de la matriz extracelular). Proporcionan una base para el
movimiento celular y cambios de forma durante la morfogénesis.
Hemidesmosomas unen la superficie de una célula y no a otra célula. Por
ejemplo unen los filamentos intermedios de las células epiteliales a la lámina
basal. También los filamentos de queratina del interior celular anclan a los
hemidesmosomas de la membrana. Interconectan desmosomas puntuales y
hemidesmosomas.
Fig. Representación de un hemidesmosoma

25. 25
Uniones estrechas
Sellan las capas de epitelio de tal forma que no puedan pasar moléculas a
través del epitelio en ninguna dirección y también hacen que la cara de las
células del intestino que da a la luz intestinal se separe de la cara de las
mismas células que da hacia fuera del intestino que se requiere para la
secreción de los nutrientes a la sangre.
También evitan movimiento de proteínas de membrana hacia los lados para
que sus funciones sean diferenciadas.
Estas uniones se encuentran solamente en los vertebrados, en los epitelios
que revisten cavidades internas.
Las uniones estrechas o intimas son impermeables para la mayoría de
moléculas pero permiten el paso de algunos iones, no de todos. Varían de un
tipo celular a otro. Las uniones estrechas están formadas por la ocludina y por una
familia de moléculas denominadas claudinas, que son las proteínas transmembrana
encargadas de establecer los contactos célula-célula
Fig N°16: Uniones estrechas u oclusivas
Uniones de hendidura o comunicantes
Son el tipo más común de unión en las células animales. Permiten el paso de
moléculas pequeñas, iones, oligosacáridos, aminoácidos, nucleótidos,
vitaminas ,mensajeros secundarios como el AMP cíclico y el calcio,
coordinando así metabólica y eléctricamente a las células, para que puedan
actuar sincronizadamente.
Estos canales están compuestos de una única proteína llamada conexina,
donde 6 moléculas de conexina forman un conexón y se asocian con 6
moléculas de conexina de la célula adyacente acomodadas en la misma
disposición simétrica para formar un cilindro con un poro central de
aproximadamente 1.5 nm de diámetro.

26. 26
Fig N°17: Uniones comunicantes de membrana
Uniones septadas
Son otro tipo de unión que se encuentra solamente en los invertebrados. Su
función todavía no se conoce y es muy poco probable que sellen el espacio
intercelular que existe entre las células unidas, pues pruebas con colorantes han
demostrado penetrar rápidamente a este espacio.
Estas uniones también rodean en cinturón a la célula. Donde los septos parecen
estar compuestos por hileras de partículas de proteínas que cruzan el espacio
intercelular y conectan las dos membranas celulares adyacentes.
Fig. N°18: Micrografia electrónica que muestra uniones septadas típicas de
Invertebrados

27. 27
3.2.2 Moléculas de adhesión celular (uniones no epecializadas)
Las CAMs (moléculas de adhesión celular) son glicoproteínas ubicadas en la
superficie celular y algunas también en la matriz tisular mediante las cuales se
efectúan las interacciones específicas célula –célula y célula-matriz.
En general se menciona que realizan dos funciones principales:
 Se unen a contra receptores específicos ubicados en otras células o la
matriz extracelular, facilitando las interacciones celulares y la movilización
celular participando asi en el procesos de migración en la embriogénesis
 Transducen señales (captan señales del exterior al interior celular)
reguladoras de la trascripción celular luego de la interacción con sus
ligandos participando así en el proceso de reparación cerlular, diferenciacin
celular, crecimiento celular, comunicación celular y en procesos
inflamatorios e inmunológicos.
Las CAMs pueden ser monoméricas (formadas por una sola cadena de
glicoproteína) , diméricas (formadas por dos cadenas idénticas de glicoproteínas)
y heterodiméricas.
De igual manera pueden ser homofílicas: si se unen específicamente con otras
CAMs idénticas a ellas mismas y heterofílicas: las que lo hacen con otros
receptores o CAMs diferentes. Una CAM puede unirse en forma homotípica, si
lo hace con receptores ubicados en el mismo tipo de célula, mientras que la unión
de CAMs de células diferentes se llama heterotípica.
Estructuralmente existen 5 tipos de CAMs:
 Cadherinas
 Selectinas
 Integrinas
 Superfamilia de las inmunoglobulinas
 Proteoglicanos
Fig. N°19: Estructuras de algunas CAMs

28. 28
Las Cadherinas.
Son moléculas monoméricas, que constituyen receptores homofílicos de unión
homotípica es decir que dos células se adhieren una a la otra por medio de esa
misma proteína, donde la proteína es a la vez ligando y receptor y por lo tanto
debe tener dos puntos de interacción
Las cadherinas están unidas a la actina y al citoplasma en el interior de la célula
por una clase de proteína de conexión denominadas cateninas.
Su acción es calcio y temperatura dependiente.
Hay varios tipos de cadherinas, entre las importantes tenemos:
 E-CAD, que se encuentra en el epitelio de diferentes tejido y en los
endotelios
 P-CAD, que se encuentra en la placenta
 N-CAD, que se encuentra en el tejido nervioso, en el músculo esquelético y
cardiaco.
 R-CAD que se encuentra en la retina
La acción de las cadherinas permite la adhesión celular y el mantenimiento de los
tejidos, la persistencia de los espacios intercelulares, el desarrollo embrionario, el
crecimiento embrionario, la implantación de los blastómeros y la morfogénesis.
Las selectinas
Las selectinas son receptores monoméricos de adhesión, independientes de
calcio y como se debe haber notado de unión heterofílica, heterotípica o
homotípica.
El termino selectina se origino del hecho que estas moléculas están
selectivamente expresadas en células relacionadas con la vasculatura y que
pertenecen al grupo de las lectinas (proteínas presentes en las plantas y tejidos
animales que poseen la propiedad de unirse a secuencias especificas de
monosacáridos y también parecen intervenir en el reconocimiento célula célula,
empleadas para el reconocimiento de carbohidratos específicos).
Están relacionadas con a interacción célula célula entre leucocitos (como los
neutrófilos y monocitos) y células endoteliales, participando principalmente en la
primara fase de su paso a través de estos. Por ejemplo el receptor de la selectina
E está en la superficie de la célula endotelial y el receptor de la selectina P se
encuentra en la superficie de la célula sanguínea. La interacción entre ambas
células causa la detención de la célula sanguínea que se adhiere a la célula
endotelial. (la segunda fase correspondería al paso a través de estas pero allí
participa otra CAM)
Esta familia está conformada por tres glicoproteínas diferentes:
 L-Selectina, se expresa exclusiva y constitutivamente en la mayoría de los
leucocitos

29. 29
 E-Selectina, se expresa (se activa) de manera transitoria en los endotelios
vasculares, en muchas células sanguíneas, en respuesta al TNF, IL I , y por
endotoxinas.
 P-Selectina, presente en las plaquetas y células endoteliales.
Las integrinas
Son glicoproteínas heterodiméricas formadas por dos cadenas diferentes
asociadas de manera no covalente, la subunidad alfa y la beta.
Median interacciones heterofílicas célula-célula y célula-matriz y son dependientes
de calcio.
Participan en el segundo paso del traslado de células sanguíneas a través del
endotelio, donde una integrina presente en las células sanguíneas se une a la I
CAM presentes en células endoteliales.
Se unen a proteínas de la matriz extracelular como la fibronectina y laminina, a
otras moléculas de adhesión como las I CAM o a moléculas solubles como el
fibrinógeno.
Su activación depende de una gran difusibilidad en la membrana celular para
formar agrupamientos que facilitan su función adhesiva. Las integrinas
interaccionan a nivel intracelular con proteínas del citoesqueleto, como la actina,
para integrar la información del medio extracelular con la actividad de la célula,
función de la cual se deriva su nombre.
De acuerdo a las características de la subunidad alfa y beta existen varias
familias.
Superfamilia de las inmunoglobulinas.
Son receptores celulares que incluyen un gran número de proteínas con diversas
funciones y distribución celular.
Las CAMs de este grupo pueden ser monoméricas, diméricas o heterodiméricas.
Respecto a las moléculas a las que se unen, pueden ser homofílicas o
heterefílicas y pueden reaccionar con células homotípicas o heterotípicas.
Su adherencia es independiente de calcio.
Entre las CAMs integrantes de esta familia tenemos:
 Las inmunoglobulinas o anticuerpos
 El receptor de las células T
 El MHC (complejo mayor de histocompatibilidad) de clases I y II
 Las N CAMs que se encuentran en las neuronas
 Las I CAMs que se encuentran en células endoteliales
 Múltiples receptores de los linfocitos como los CD-1, CD-2, CD-3, CD-4, etc.
Los miembros de esta familia están implicados en:

30. 30
 La adherencia
 La señalización
 La diferenciación celular
 La inflamación
 El crecimiento axónico y desarrollo neuronal
 Reacciones inmunológicas
 En la morfogénesis
 El reconocimiento célula célula y la unión con el antígeno que corresponden
a su mayor función.
La alteración de las uniones celulares está relacionada con diferentes
tipos de patologías como artritis reumatoide, lupus, vasculitis, asma
bronquial,esclerosis, osteoporosis y distintos tipos de cánceres.
3.3 Correlato clínico
Alteraciones genéticas de la desmogleína-1 y desmoplaquina
Alteraciones de herencia autosómica dominante de la desmogleína-1 y
desmoplaquina producen un fenotipo caracterizado por queratodermia palmo-
plantar estriada; queratodermia palmo-plantar no-epidermolítica, pelo lanoso y
cardiomiopatía Otras modificaciones genéticas de la desmoplaquina pueden
producir un fenotipo de que-ratodermia palmo-plantar focal y difusa, placas
hiperqueratóticas en tronco y miembros, así como alopecia
IV. PARED CELULAR VEGETAL.
4.1 Concepto
La pared celular es una forma especializada de matriz extracelular (segregada
por la célula y excreta al exterior de la membrana plasmática), que se encuentra
adosada a la membrana plasmática de las células vegetales, y que se caracteriza
por su alto contenido en celulosa, lo que la hace ser gruesa, rígida y organizada.
4.2 Composición química
Como ya hemos señalado, esta formada principalmente por celulosa
(homopolisacárido que se origina por la unión β (1→4) de la D-glucosa), pero
también por: heteropolisacáridos como hemicelulosa, pectinas además de sales
minerales como pectinatos, calcio y agua.

31. 31
Fig N°20: La pared celular vegetal
4.3. Estructura de la pared celular vegetal
Está constituida por tres capas, cada una con distinta composición y
características. Desde fuera hacia dentro son:
Fig N°21: Estructura de la pared celular
Lámina media: es la capa más externa y es común a las dos células
adyacentes. Es delgada y flexible, y está compuesta principalmente por
Pectinatos de calcio. Se encarga de mantener unidas las distintas células
en los tejidos vegetales.
Pared primaria: capa relativamente delgada y semirrígida, típica de
las células jóvenes, recién divididas (plantas en crecimiento). Está
formada por celulosa con una abundante matriz hemicelulósica.
Pared secundaria: capa muy gruesa formada por varias subcapas
de celulosa, en cada una de las cuales las fibras de celulosa se disponen
con distinta orientación, lo cual le da a la pared una gran rigidez y

32. 32
resistencia. La pared secundaria sólo se presenta en células maduras o
ya muertas. Precisamente el grosor de la capa de celulosa hace que el
citoplasma se vaya "asfixiando", y la célula acabe por morir.
Fig N°22: Ubicación de la pared primaria en la pared celular
vegetal
4.4 Funciones de la pered celular vegetal
▪ Constituyen un exoesqueleto que protege a la célula, le da forma y le confiere
resistencia, pero sin impedir su crecimiento.
▪ Es la responsable de que la planta se mantenga erguida.
▪ Impide que la célula se rompa, ya que interviene activamente en el mantenimiento
de la presión osmótica intracelular.
▪ Permite la comunicación entre células adyacentes y con el exterior, para el
intercambio de nutrientes y de información. Existen unos orificios que atraviesan la
pared llamados punteaduras que se sitúan al mismo nivel en células vecinas. Estas
punteaduras son atravesadas por puentes citoplasmáticos o plasmodesmos, que
son prolongaciones del retículo endoplasmático.
4.5 Plasmodesmos
La pared celular presente en vegetales disminuye las vías por las que una célula
vegetal puede comunicarse con sus células vecinas. Sin embargo estas células han
desarrollado estrategias que les permiten paliar estas limitaciones, como es el
desarrollo de unos conductos especiales que conectan el citoplasma de una célula
con el de una vecina atravesando las paredes celulares y permitiendo el paso de
iones y de moléculas pequeñas llamados plasmodesmos, que corresponden a
estructuras tubulares que penetran a través de las paredes celulares vegetales.
Cada plasmodesmo es recorrido a lo largo de su eje por un desmotúbulo, una
estructura cilíndrica especializada del retículo endoplasmático, por lo que en un
plasmodesmo entrarían en contacto el citoplasma y también el RE con el de otra
célula. Se ha visto también que los extremos del plasmodesmo son más estrechos
que el resto del plasmodesmo. De esta manera, la célula podría controlar el tamaño
de partículas que pasan a lo largo de este conducto.
Los plasmodesmos se forman alrededor de elementos de RE que quedan atrapados
en la nueva en formación durante la citocinesis. Pero se ha visto que también

33. 33
aparecen plasmodesmos en paredes no asociadas a la división celular y a demás el
nº de plasmodesmos puede aumentar durante el crecimiento de la célula. Por lo
tanto los plasmodesmos pueden aparecer de nuevo. Asociados a la membrana del
desmotúbulo aparecen unas proteínas globulares que también aparecen en la
membrana plasmática a lo largo del plasmodesmo. Estas proteínas globulares están
interconectadas dividiendo el plasmodesmo en 8 o 10 μcanales. Los μcanales son
los que determinan el tamaño de las partículas que van a pasar a través del
plasmodesmo, el transporte de sustancias entre células de manera intensa y eficaz.
Se ha visto que en los plasmodesmos hay actina y miosina, que se cree que están
implicadas en los procesos de transporte a través del plasmodesmo. Gracias a los
plasmodesmos todas las células vivas de la planta están interconectadas o
comunicadas entre sí. Por eso podemos considerar que la planta se encuentra
dividida en dos compartimentos, los cuales están separados por la membrana
plasmática que son el sinplasto y el apoplasto. El sinplasto es el compartimento
intracelular limitado por la membrana plasmática de todas las células vivas del
vegetal interconectado por los plasmodesmos. El apoplasto es está constituido por
las paredes celulares, las células muertas y el agua contenida en estas células.
Cada compartimento tiene sus propios procesos de transporte y se regula el flujo de
sustancias entre los distintos compartimentos.
El movimiento de sustancias a través de los plasmodesmos se denomina transporte
simplástico.
Cabe señalar que por un plasmodesmo sólo pueden ser transportadas sustancias de
hasta 800 daltons ya que el diámetro del conducto tapizado que conforman tiene un
diámetro entre 20 y 50 nm. En el centro de los plasmodesmos se ve siempre una
estructura que se denomina desmotúbulo, el cual está constituido por RE.
Fig N°23: Plasmodesmos de la pared vegetal

34. 34
V. EL CITOPLASMA
5.1 Concepto
El citoplasma o citosol constituye hasta el 55% del volumen celular,
corresponde al contenido situado entre el núcleo y la membrana celular y que
tiene consistencia parecida a un gel donde se encuentran inmersos todos los
componentes celulares restantes.
Figs. N°37: Citoplasma celular
5.2 Composición
Esta constituida por una matriz citoplasmática, los sistemas de endomembranas
(retículo endoplasmático y aparato de golgi), las organelas (monomembranosas:
como los lisosomas, peroxisomas; bimembranosas como las mitocondrias y el
nucleo) y las inclusiones.
La matriz citoplasmática a su vez está constituida por dos componentes: el
coloide celular y el citoesqueleto, donde el coloide es viscoso porque tiene gran
número y variedad de moléculas como las grandes proteínas y las pequeñas
sales.
Coloide celular
Presenta una fase dispersante que es el agua y una fase dispersa constituidas
por micelas, partículas coloidales que corresponden fundamentalmente a
macromoléculas principalmente proteínas.
En este coloide celular se presentan dos formas de agregación: el citogel o
ectoplasma (plasmagel) en la parte periférica relacionado a fenómenos de
comunicación intercelular y movimiento citoplasmático, donde las macromoléculas
se hallan en un estado menos disperso y el citosol o endoplasma (plasmasol)
hallado mas en el interior celular donde se llevan acabo la mayor parte de las

35. 35
reacciones metabólicas y que presenta una menor concentración de
macromoléculas.
Fig. Ectoplasma y endoplasma
Ambas formas de agregación están en constante interconversión.
Entre las propiedades del coloide celular están:
-La tixotropía que es la interconversión del plasmagel en plasmasol y viceversa.
-El movimiento browniano al azar de las micelas que son conglomerados de los
fosfolípidos y proteínas principalmente, donde las micelas con cargas similares
generan fenómenos de repulsión y choque.
-El efecto tyndall que corresponde al fenómeno físico por el cual los coloides al ser
expuestos a la luz originan una dispersión de la luz que se expande en todas las
direcciones.
El citoesqueleto
Es un complejo sistema tridimensional de fibras que se ramifican por todo el
citosol. Tiene importantes funciones en la movilidad celular, por ejemplo durante
el desarrollo embrionario, el movimiento de los orgánulos dentro de la célula y en
la separación de los cromosomas durante la división celular. También influye en la
forma de la célula y por lo tanto es importante en la citodiferenciación, se une a las
uniones celulares, permite la transmisión de señales celjulares y permite la
apoptosis.
Conformando el citoesqueleto se encuentran tres tipo de fibras: los
microfilamentos, los filamentos intermedios y los microtúbulos.

36. 36
Los microfilamentos tienen un diámetro alrededor de los 6 nm. Otorgan flexibilidad
a la matriz citoplasmática debido a su capacidad contráctil. Están formados por la
proteína actina, cuya actividad es controlada por una serie de proteínas asociadas
a la actina.La proteina fibrilar se compone de monómeros de forma globular (G-
actina). Presentes en las células animales mostrando una organización de haces
paralelos en dominios subcorticales y citoplasmáticos de la célula. La asociación
de los microfilamentos con la proteína miosina es la responsable por la
contracción muscular. Entre sus funciones está participar de movimientos
celulares, incluyendo desplazamiento, contracción y citocinesis. La ciclosis
(corrientes citoplasmáticas),el movimiento ameboideo.Transformaciones sol-gel
que experimentan las células, endocitosis y exocitosis .
Los filamentos intermedios tienen un diámetro entre 8 y 10 nm. corresponden a
proteínas fuertes, estables y poco solubles. Compuestas por proteínas fibrosas
que se combinan en dímeros helicoidales, que se asocian para formar tetrámeros
alargados (protofibrillas). Cuatro protofibrillas conforman un filamento intermedio.
Tienen como funciones mantener la fuerza de tensión celular (principal) y como
soporte mecánico.
Existen en una gran variedad como se muestra a continuación:
Filamento
intermedio
Localización
Vicentinas
Desmina
Neurofilamentos
Filamentos
Gliales
Internexina
Queratinas
Filamentos de
vimentina
Laminofilamentos
Mesénquima
Músculo
Neuronas
Células gliales
Sist nervioso en formación
Epitelios
Tejido conjuntivo y células
sanguíneas
Lámina nuclear
Cuadro N°1: Localización de diferentes filamentos intermedios
La mayoría de células adultas posee un solo tipo de filamentos intermedios
citoplasmáticos. El
patrón de distribución celular de los filamentos intermedios puede ayudar al
diagnóstico oncológico. Existen también proteínas asociadas a los filamentos
intermedios (IFAPs) que forman una red con los filamentos intermedios, organelos
y la membrana plasmática. Algunas IFAP también interaccionan con los
microtúbulos.
Los microtúbulos se presentan normalmente como fibras únicas de alrededor de
24 nm de diámetro. Están compuestas por dímeros de la proteína tubulina
dispuesta de forma helicoidal. Forman un andamiaje que mantienen en posición a

37. 37
los orgánulos y estabiliza la forma de la célula, a la vez que le da el gel del citosol
una estructura más organizada. Tienen la capacidad de disociarse y
reorganizarse radicalmente. Los cuerpos basales de los cilios y los flagelos así
como los centríolos son centros de nucleación de microtúbulos.
Están compuestos de subunidades de la proteína tubulina, estas subunidades se
llaman alfa y beta. Cada microtubulo se compone de 13 protofilamentos, que es
una larga fila hecha de heterodímeros
La polimerización de los microtúbulos se lleva a cabo por otro tipo de tubulina a la
que los constituye la gama tubulina que actua en el extremo positivo. Ambas
unidades de tubulina se unen a GTP, que actúan en el extremo positivo del
microtúbulo.
Fig. Estructura de un microtúbulos.
Los microtúbulos actúan como un andamio para determinar la forma celular,
proveen pistas para que se muevan los organelos citoplásmicos, forman las fibras
del huso mitótico y miótico. Forman el esqueleto de cilios y flagelos
*Existen proteínas motoras asociadas a los microtúbulos como dineínas
(transporte distal) y kinesinas (transporte proximal- retrógrado). Las organelas se
desplazan por la célula unidas a los microtúbulos, a través de estas proteínas asociadasa
microtùbulos (MAPs): kinesina y dineína. Ambas proteínas transportan las cargas en
sentido contrario. La carga se une al microtúbulo a través de estas proteínas asociadas.

38. 38
.Fig. N° 37: Kinesinas y dineinas asociadas a microtúbulos.
Fig. N°38: Componentes citoesqueléticos de una célula
Los demás componentes citoplasmáticos serán comentados
independientemente líneas posteriores.
5.3 Correlato clínico
Distrofia muscular de Duchenne
La enfermedad de Duchenne, es una de las distrofias más comunes y más graves
que afectan al ser humano, donde el tejido muscular deja de funcionar
adecuadamente y es sustituido lentamente por el tejido graso.
Se hereda de forma recesiva ligada al sexo, el gen que la determina está ubicado
en el brazo corto del cromosoma X, este gen es incapaz de codificar la proteína
distrofina, lo que se traduce en un deterioro progresivo de las fibras musculares.
La distrofina es un componente esencial del músculo esquelético. Su dominio N-
terminal se une a la F-actina y su dominio C-terminal se une al complejo de
glicoproteínas asociadas a distrofina (DAG) en la membrana celular. En la célula

39. 39
muscular la distrofina conecta el citoesqueleto de actina con la matriz extracelular a
través de la membrana plasmática.
Aunque su función no se conoce completamente parece tener una función
estructural constituyendo una unión elástica entra las fibras de actina del
citoesqueleto y la matriz extracelular que permite disipar la fuerza contráctil. La
ausencia de distrofina resulta en fragilidad de la membrana y tendencia al daño
mecánico del sarcolema durante la contracción muscular. La falta de distrofina
también causa la desestabilización del complejo de glicoproteínas asociadas a
distrofina y conduce a la necrosis de las miofibrillas por mecanismos aún no bien
entendidos.
Esta enfermedad se caracteriza por la progresión rápida de la degeneración del
músculo que ocurre de forma temprana en vida en los pacientes afectados, casi
todos varones. Es raro que tengan síntomas al nacer o en los primeros meses,
aunque algunos ya muestran hipotonía (tono anormalmente disminuido del
músculo) progresiva que es el signo clínico más característico, y que condiciona el
desarrollo psicomotor del lactante y del niño.
Posteriormente (3 años), aparecen signos de alteraciones al inclinarse y caminar,
alcanzando su máxima expresión alrededor de los 5 años y la marcha se hace
claramente patológica con balanceo de caderas, presentan hipertrofia de los
músculos de las pantorrillas, aparece debilidad progresiva hasta el punto de
precisar silla de ruedas, (entre los 7 y 12 años de edad), deterioro mental y fibrosis
muscular.
La enfermedad progresa imparablemente en el segundo decenio de la vida, la
afectación de la musculatura respiratoria comienza a manifestarse con tos débil e
ineficaz, infecciones pulmonares frecuentes y disminución de la capacidad
respiratoria. Las contracturas y la escoliosis comprometen aún más la mecánica
pulmonar e incluso comprimen el corazón. Hay miocardiopatía de forma constante
en esta enfermedad, siendo de severidad variable, pero no guarda relación con el
grado de debilidad de los músculos esqueléticos. Algunos pacientes presentan
afectación intelectual, aunque entre leve y moderada, y pueden presentar crisis
epilépticas.
La muerte puede sobrevenir, en algunos casos, alrededor de los 18 años de edad
por insuficiencia respiratoria durante el sueño, insuficiencia cardíaca congestiva
intratable, neumonía, aspiración y obstrucción de la vía respiratoria.
VI. LAS INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS
Son conglomerados moleculares de reserva, presentan formas muy variadas y se
encuentran libres en el coloide celular o en el interior de las organelas.
Estas inclusiones pueden ser:
-Depósitos energéticos: como los de glucógeno, almidón en forma de gránulos.
-Pigmentos endógenos como la melanina de los melanocitos, la lipofucsina de los
hepatocitos y las neuronas.

40. 40
Pigmentos exógenos del medio externo como el carbón, sílice, asbesto, plomo,
antibióticos, colorantes,etc.
-Cristales, que no solo se encuentran en el citoplasma sino también dentro de
organelas como las mitocondrias y los peroxisomas.
Ejemplo: los cristales de Reinke formados en las células de Leydig de
testículos humanos en el adolescente, vinculados con los grados de madurez
sexual; los cristales de Charcott y Buctchner de las células de Sertoli.
VII. SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS:
7.1 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
El retículo endoplasmático es una red interconectada de membranas que forma
cisternas, tubos aplanados y sáculos comunicados entre sí, que participan en
funciones relacionadas con la síntesis proteica, metabolismo de lípidos y algunos
esteroides, además del transporte intracelular. El retículo endoplasmático se forma
a partir de sus propias porciones. Los retículos se encuentran desde el núcleo
hasta la membrana celular. La cantidad de retículos en una célula depende de su
actividad celular. Existen dos formas de esta estructura:el retículo endoplasmático
liso y el rugoso.
Fig. N° 40: Representación gráfica del retículo endoplasmático

41. 41
Fig. N° 41: Micrografía electrónica que muestra al retículo endoplasmático
dentro de una célula
7.1.1 Retículo endoplasmático liso (REL)
Se observa como un laberinto de membranas que forman túbulos ramificados.
Tienen un coeficiente de sedimentación menor que el rugoso.
Se encuentra en la mayor cantidad en células especializadas en el
metabolismo de lípidos como las células cebadas (células grandes del tejido
conectivo que contienen numerosos gránulos gruesos de histamina, heparina y
serotonina, que se liberan durante la inflamación y procesos alérgicos) y
adiposas así como también abunda en los hepatocitos y enterocitos .
Fig. N° 42: El retículo endoplasmático liso y el rugoso
Entre sus funciones se puede mencionar que:
*Participan en la síntesis de fosfolípidos: importando ácidos grasos, glicina,
glicerol fosfato para que por acción de sus enzimas se conviertan en fosfolípidos.
*Participan en la síntesis de triglicéridos: importando también los compuestos
para luego unirlos por medio de sus enzimas.
*Síntesis de hormonas esteroideas: como los estrógenos y testosterona.
*Síntesis de quilomicrones intestinales: que constan de triglicéridos y el
colesterol que al unirse a las proteínas forman lipoproteínas. En los enterocitos
(células intestinales) el RER y REL forman vesículas que van a para al Golgi
donde las lipoproteínas son segregadas al espacio extracelular de los enterocitos.
El colesterol y los triglicéridos son transportados en los líquidos corporales en
forma de partículas de lipoproteína. Cuyos componentes proteicos agregados
tienen como función solubilizarlos y darles señales para la célula diana.

42. 42
Los triglicéridos , el colesterol y otros lípidos de la dieta se transportan desde el
intestino en forma de grandes quilomicrones que contienen a estas moléculas.
Los triglicéridos de los quilomicrones son hidrolizados por las lipoproteína lipasas
localizadas en el revestimiento de los vasos sanguíneos del músculo y de otros
tejidos que utilizan ácidos grasos como combustibles o como precursores de
grasas sintetizadas endógenamente. El residuo rico en colesterol y conocido
como remanente de quilomicrones, es incorporado por el hígado.
Los triglicéridos y el colesterol que están en exceso para las propias necesidades
del hígado se exportan a la sangre en forma de VLDL. Los triglicéridos de las
VLDL, como ocurre con los quilomicrones, son hidrolizados por las lipasas de la
superficie de los capilares. Los remanentes que son ricos en colesterol se llaman
LDL. La mitad de estas son captadas por el hígado, mientras que la otra mitad se
convierte en LDL, estas lipoproteínas se encargan de llevar el colesterol a los
tejidos periféricos. Las HDL cumplen una misión diferente que consiste en captar
el colesterol liberado en el plasma procedente de células que mueren y del
recambio de las membranas, donde una enzima presente en las HDL transfiere el
colesterol de aquí a las VLDL y LDL.
*Síntesis de lipoproteínas en el hígado: cuando los quilomicrones llegan al
hígado transportados por la sangre son degradados por las células de Kupffer de
los sinusoides hepáticos en glicerol y ácidos grasos, estos componentes lipídicos
penetran en el hepatocito y forman lipoproteínas donde intervienen aquí también el
RER y el REL y el complejo de Golgi para luego terminar así en la sangre.
*Por lo antes explicado otra función atribuible a esta organela es la síntesis de
colesterol principalmente en el hígado pero también en el intestino a partir del
colesterol obtenido de la dieta. El resto de células obtienen el colesterol del
plasma, su fuente principal son las LDL.
*Síntesis de ácidos biliares en los hepatocitos: estas sustancias también se
sintetizan a partir del colesterol, donde los hepatocitos secretan estos ácidos
biliares a los canalíticos biliares.
*Destoxificación de sustancias tóxicas liposolubles: como el herbicidas,
medicamentos como barbitúricos, insecticidas, etc; inactivados mediante
reacciones de oxidación y conjugaciones en este REL.
*Contracción muscular: donde el REL del músculo estriado denominado retículo
sarcoplasmático acumula el ión calcio importante para que se desencadene la
contracción muscular.
*Glucogenólisis y gluconeogénesis síntesis de glucosa a partir de lactato,
piruvato, aminoácidos y glicerol por enzima glucosa 6 fosfatasa.
7.1.2 Retículo endoplasmático rugoso (RER)

43. 43
Fig. N° 43: Ribosomas en el retículo endoplasmático rugoso
Se aprecia con una serie de sacos aplanados interconectados, tachonados de
ribosomas, donde cabe mencionar que estos últimos son los mismos ribosomas
citoplasmáticos que se asociaron a estas membranas, los que también pueden
luego volver al citosol.
Es el organoide más extenso en la mayoría de células entre sus funciones
tenemos:
*Participa activamente en la síntesis de proteínas de secreción, proteínas
lisosómicas y proteínas que atraviesan la MP ya que casi todas las proteínas
integrales de las membranas son sintetizadas en el RER a excepción de las
mitocondriales y cloroplásticas.
*N-Glicosilación, sulfatación y plegamiento de proteínas,
*Almacenamiento de proteínas.
-Envió de proteínas a su destino
Las proteínas nacientes tienen señales que determinan su destino final, en los
Eucariotas este destino se adopta después de iniciarse su síntesis, donde la
elección del destino final hacia el RE lo determina una secuencia señal que se
encuentra en la proteína que se está sintetizando.
Loa ribosomas permanecen libres en el citosol hasta que aparezca una secuencia
señal en la proteína que sintetiza, entonces, estas cadenas polipeptídicas son
translocadas al lumen del RE donde muchas proteínas se glicosilan o modifican de
muchas maneras para luego ser transportadas al Golgi donde sufren otras
modificaciones y se distribuyen.
Las proteínas que no tienen como destino el RE se sintetizan sobre ribosomas
libres citoplasmáticos como son: proteínas de las mitocondrias, los cloroplastos,
los peroxisomas y el nucleo. En el caso de las proteínas nucleares todas son
sintetizadas en el citosol.
No todas las proteínas son completamente traslocadas a través de la membrana
del RER, las principales excepciones son las proteínas que forman componentes
integrales de las MP o de las membranas del RE, aparato de Golgi y lisosomas

44. 44
por que parecen tener señales de alto, quedando atravesadas lo que se conoce
con el nombre de descarga vectorial interrumpida.
Fig N°44: Cotraslocación de proteínas
• Las proteínas sintetizadas en el REG pueden dividirse en : membranares y
luminales o solubles. Las membranares permanecen incluidas en la
membrana, en algunos casos ligadas a ella mediante el péptido señal; en
otras, secuencias de aminoácidos internas a la cadena funcionan como
péptidos de anclaje, deteniendo la translocación de la proteína por el canal.
Según la cantidad de secuencias de anclaje que presentan, hay proteínas
de paso único o proteínas multipaso.
• Proteínas intrínsecas que pueden retenerse como componentes de este
organoide o ser transportadas para incorporarse a otras membranas.
• Las proteínas solubles no conservan el péptido señal ni poseen otros
péptidos de anclaje. Cuando el péptido señal es escindido de estas (por
una peptidasa señal luminal), la proteína pierde contacto con la membrana
y se vuelca por completo al lumen. Si las proteínas solubles no son
residentes del REG, entonces siguen su ruta, en este caso como contenido
de las vesículas transportadoras.
N-glicosilación de proteínas
La mayoría de las proteínas formadas en el RER están glicosiladas (mientras que
las sintetizadas en el citosol no son glicosiladas). El oligosacárido que se une a
las proteínas en la luz del RE es principalmente una especie compuesta de N-
acetil glucosamina, manosa y glucosa que siempre está enlazado
específicamente al grupo amino de la asparragina, mediante enlace N-glicosídico.

45. 45
Las glicoproteínas que tienen oligosacáridos O-ligados que forman enlaces
covalentes con grupos OH en las cadenas laterales de residuos de serina,
treonina o tirosina, ocurren principalmente en el aparato de Golgi.
Los oligosacáridos unidos al N son muy diversos. El RER transfiere un único tipo
de oligosacárido de 14 azúcares unido al dolicol fosfato que es el portador
activado. Estos 14 azúcares consisten en 9 manosas 2 N-acetil glucosamina y 3
glucosas.
Todas las variedades de oligosacáridos unidos a proteínas resultan de modificar a
este único oligosacárido precursor, modificación que ocurre mayoritariamente en
el Golgi, adicionándole otros azúcares o retirándoselos, pero todos esto tienen en
común un núcleo de un pentasacárido formado por 3 residuos de manosa y 2
residuos de N-acetil glucosamina sobre un portador activado que es el dolicol
fosfato.
Posteriormente este gran oligosacárido se transfiere en bloque a un residuo de
asparragina específico de la cadena polipeptídica creciente gracias al enzima
glicocil transferasa para luego eliminarle 3 glucosas y 1 manosa lo que permite su
plegamiento para exportarse al Golgi.
-Almacenamiento de proteínas en el RER
En el RER se almacenan proteínas que participaran en:
*Formación de membranas citoplasmáticas del RER, REL, Golgi, envoltura
nuclear.
*Secreción celular que puede ser constitutiva cuando está dirigida a la renovación
de la MP, matriz extracelular, glicocálix; y regulada cuando se refiere a enzimas
digestivas y también a la renovación de la MP a partir de las membranas de las
vesículas (gránulos de secreción, llamados normalmente también gránulos de
cimógenos.
*Formación de enzimas hidrolasas ácidas lisosómicas.
*Posiblemente también en la formación de membranas de los peroxisomas.
Las proteínas que se almacenan en la luz del RER no están completamente
plegadas. Para evitar la precipitación de estas proteínas se une a ellas una
proteína de unión, una CHAPERONA, que produce los siguientes efectos: evita la
precipitación, mantiene la proteína en el interior del RER y ayuda a su
plegamiento.
-Secreción o exportación de diversas sustancias: enzimas, hormonas,
moléculas de la matriz extracelular o de la pared celular, anticuerpos y otras,
según el tipo celular.
-Hay dos rutas secretorias: la continua o constitutiva y la discontinua o
regulada.
La secreción continua o constitutiva está presente en todos los tipos celulares.
Las vesículas que siguen esta ruta se exocitan en forma continua, a medida
que brotan del aparato de Golgi. Por ejemplo, se secretan por esta vía las
moléculas que se incorporan a la matriz extracelular.

46. 46
Formación de lisosomas primarios
Las hidrolasas son sintetizadas en el REG como glicoproteinas por N
glicosilación y viajan hasta el aparato de Golgi por transporte vesicular. Allí
sufren modificaciones que terminan con la adición de residuos de manosa-6-
fosfato (manosa 6-P). La manosa 6-P es el marcador molecular, que dirige a
las enzimas hacia la ruta de los lisosomas.
CONTROL DE CALIDAD EN EL RER
En el retículo endoplasmático se produce un control de calidad de las
proteínas sintetizadas, de modo que aquellas que tienen defectos son sacadas
al citosol y eliminadas. Existen unas proteínas denominadas chaperonas que
juegan un papel esencial en el plegamiento y maduración de las proteínas
sintetizadas de nuevo. Otras proteínas con dominios tipo lectina, reconocen
determinados azúcares, comprueban la adición de glúcidos.
Fig. Chaperonas Bip del R.E.R
Las chaperonas se encuentran en el citosol, RE, mitocondrias , nucleo.
Actuan en proteínas recién sintetizadas, en proteínas que atraviesan
membranas y desnaturalizadas.
Son un conjunto de proteínas presentes en todas las células. Sólo se unen a
ella para ayudar en su plegamiento, ensamblaje y transporte celular a otra
parte de la célula donde la proteína realiza su función. Los cambios de
conformación tridimensional de las proteínas pueden estar afectados por un
conjunto de varias chaperonas que trabajan coordinadas, dependiendo de su
propia estructura y de la disponibilidad de las chaperonas.
Las chaperoninas son una familia de proteínas proteínas que comparten
homología en su secuencia aminoacídica y actúan como chaperonas en
cloroplastos, mitocondrias y bacterias. Su peso molecular está en torno a los 60
kilodalton.

47. 47
Fig N°45: Chaperonas en el plegamiento de proteínas
Estrés del retículo endoplásmico y sensores del plegamiento proteico
Cuando la velocidad de sintesis supera su capacidad de plegarlas o cuando
han nacido proteinas mutantes el RE entra en estrés. Para controlar el
adecuado doblaje de las proteínas cuenta con tres moléculas sensores muy
eficientes que separadamente responden y entran en acción cuando proteínas
mal dobladas comienza a acumularse en el interior del RE. Al activarse los
sensores se detiene la síntesis de la mayor parte de las proteínas, mientras
por otro lado tratan de regular la velocidad de doblaje, de modo que sea
posible doblar correctamente todas las proteínas y en definitiva recuperar al
RE de su estrés.Sin embargo no siempre se puede recuperar de ese estrés en
cuyo caso la acumulación masiva de esas proteínas activa la muerte celular.
Proteasoma o proteosoma:
Complejo proteico grande presente en todas las células eucariotas y Archaea,
así como en algunas bacterias, que degrada las proteínas no necesarias o
dañadas. En células eucariotas suelen encontrarse en el núcleo y en el
citoplasma.
Las proteínas a ser degradadas son marcadas por una pequeña proteína
llamada ubiquitina. por medio de la enzima ubiquitina ligasa, luego se
empiezan a agregar más proteínas de ubiquitina, formando una cadena
poliubiquitínica que le permite degradar la proteína.
Es un complejo con forma de barril que contiene un "núcleo" compuesto de
cuatro anillos apilados alrededor de un poro central. Cada anillos compuesto
por varias proteínas . Los dos anillos internos contienen subunidades proteicas
β, conformando los sitios activos de las proteasas. Los dos anillos exteriores
contienen subunidades α, cuya función es mantener una "puerta" por la cual
las proteínas puedan entrar al barril

48. 48
Fig.N°46: Modelo tridimensional de un proteosoma mostrando sus cuatro
anillos.
7.3 Correlato clínico
El retículo endoplásmico se puede estresar durante la síntesis proteica
Recién ahora comienzan a conocerse las dificultades que enfrenta la síntesis de
proteínas en el retículo endoplásmico. En su interior no sólo debe formarse
adecuadamente la cadena de aminoácidos, sino que además estos deben
doblarse en la forma adecuada. Esto último es un complejo proceso que puede
llegar a estresar al retículo endoplásmico. Esta situación se liga ahora a diversas
enfermedades, como la diabetes, el cáncer, las enfermedades neuro-
degenerativas y varias otras.
Como en cualquier producción industrial en línea, la producción continua de
proteínas requiere también de un estricto mantenimiento del control de calidad.
Los biólogos moleculares sólo recientemente han comenzado a comprender que
la línea de ensamblaje de proteínas, localizada en el interior de los convulsionados
tubos membranosos, conocidos como "retículo endoplásmico" (RE), no siempre
funciona con la adecuada exactitud. Ello es importante, dado que casi un tercio de
las proteínas celulares, especialmente las que terminan formando parte de las
membranas celulares, como también las que se exportan al exterior de las células,
son fabricadas en el RE.
El ensamblaje de las proteínas no sólo consiste en ir uniendo adecuadamente la
cadena sucesiva de aminoácidos, sino que además tiene que darle a ella una
estructura tridimensional que le es vital para su función. Se trata de la forma en
que ella debe doblarse, ya que la forma espacial que adquiere la proteína, es la

49. 49
que le da su especificidad y función ("Las inteligentes proteínas”. Los
investigadores ahora se han comenzado a dar cuenta que las membranas del RE,
para controlar el adecuado doblaje de las proteínas, puede llegar a convertirse en
un cuello de botella. Para evitarlo cuenta con tres moléculas sensores muy
eficientes, separadamente responden y entran en acción, cuando proteínas mal
dobladas comienza a acumularse en el interior del RE. Esta situación puede llegar
a producirse porque existen proteínas mutantes difíciles de doblar, como son las
proteínas que causan la enfermedad de Alzheimer hereditaria y el Parkinson,
como también porque las proteínas se sintetizan con mayor rapidez de lo que el
RE pueden doblarlas. Se llega así a una situación de "estrés" del RE. Si ello
sucede, se activan los sensores y comienzan a entregar una serie de señales
dirigidas a detener la síntesis de la mayor parte de las proteínas, mientras por otro
lado tratan de regular la velocidad de doblaje, de modo que sea posible doblar
correctamente todas las proteínas y en definitiva recuperar al RE de su estrés.
El proceso reparador se llama de "respuestas a proteínas no dobladas", o "UPR",
(UPR es el acrónimo de "unfolded protein response") y se realiza como una forma
de proteger a la célula. Algunas veces sucede que el UPR no es capaz de eliminar
las proteínas mal dobladas en el RE, lo que puede llegar a desencadenar la
muerte celular. En el caso que este proceso afecte a las células cerebrales, el
UPR protegería a las células, pero si su función es sobrepasada podría ser causa
de la muerte de las mismas. Tal sería la situación de enfermedades como el
Alzheimer, el Parkinson u otras enfermedades neuro-degenerativas. El UPR, al
funcionar normalmente, también protege a las células tumorales cancerosas frente
a la falta de oxígeno y nutrientes que requieren por el rápido crecimiento del
tumor.
Además del cáncer y la neuro-degeneración, el estrés del RE y el UPR se han
relacionado a muchas otras enfermedades comunes de los seres humanos,
incluyendo la diabetes y las enfermedades cardíacas. Del mejor conocimiento de
estos mecanismos regulatorios, han comenzado a surgir indirectamente nuevas
formas de tratar el cáncer del pecho, como también se han insinuado nuevas
drogas para tratar la diabetes. "El campo se está expandiendo muy rápidamente
en términos de posibles mecanismos y sus relevancias de las enfermedades",
señala el Biólogo Randal Kaufman de la Universidad de Michigan.
VIII APARATO DE GOLGI
8.1 Características generales
Es un estructura membranosa que tienen su origen en el retículo endoplasmático
sin embargo son organelas independientes que cumplen una función diferente,
que es la secreción celular.
Se ha comprobado que la membrana de las cisternas de la cara CIS es muy
parecida a la membrana del R.E. Esto se debe a que la membrana procede cel

50. 50
R.E. y por ello tiene su mismo grosor y composición. Esta es una membrana más
fina que la membrana plasmática.
En la cara TRANS la membrana tiene distinta composición bioquímica y tiene un
mayor grosor, siendo parecida a la membrana plasmática.
La mayoría de proteínas sintetizadas en el RE quedan como proteínas que
deberán pasar el Golgi para ser procesadas pasando por procesos de formación
de puentes disulfuro, O-glicosilación, sulfatación, fosforilación y posiblemente
acilación, siendo transportadas desde el retículo endoplamático hacia el Golgi por
medio de vesículas de transición.
Fig. N° 47: Micrografía electrónica que muestra el aparato de Golgi
Una célula puede contener desde un AG hasta llegar ha haber 50 de ellos. En la
imagen inferior se muestra solo una sección del citoplasma de una célula, a la
izquierda está el núcleo (N), en esta sección hay hasta 3 Aparatos de Golgi
distintos (flechas).

51. 51
Está conformado por una serie de cisternas apiladas (de 2 a 20), apilamiento que
origina una unidad conocida como dictiosoma; es así que la estructura del
aparato de Golgi puede entenderse si consideramos tres niveles de organización:
Las cisternas: están delimitadas por una membrana lisa. Pueden ser aplanadas,
normalmente con una región central semejante a un plato que muchas veces se
extiende formando túmulos y vesículas periféricas. Estos túmulos muchas veces
forman una red compleja compuesta por varios compartimentos y pueden
alcanzar diferentes dictiosomas.
Fig. N° 48: El aparato de Golgi mostrando sus cisternas

52. 52
Fig.N°49: Compartimentos de procesamiento de las cisternas del Golgi
Los dictiosomas: son apilamientos de cisternas 2 a 20 aunque no es raro que se
encuentren en mayor número o menor al rango dado.
El aparato de Golgi: está compuesto por una asociación de dictiosomas. En las
células de mamíferos están acomodados en zonas compactas. Cuando todos los
dictiosomas de una célula están interasociados estructuralmente se considera que
solo hay un aparato de Golgi, pero es posible que una célula tenga varios
aparatos de Golgi, cada uno compuesto por uno o mas dictiosomas.
El aparato de Golgi por tanto, varia en forma y extensión dependiendo del tipo de
célula y de su estado metabólico.
Los dictiosomas están polarizados posee una cara convexa de formación: cara cis
y una cara cóncava de maduración: cara trans.
Las cisternas entre las caras se llaman cisternas mediales o intermedias.
Desde los bordes distendidos de las cisternas trans se liberan vesículas
secretorias, las cuales contienen cantidades concentradas del material que es
liberado de la célula cuando las vesículas se funden con la membrana plamática.
Este proceso se llama endocitosis inversa.

53. 53
Fig. N° 49: Aparato de Golgi con sus caras de formación y maduración
8.2 Funciones del aparato de Golgi:
-Modificación de las glicoproteínas de retículo por glicosidasa y glicosil
transferasas, por medio de las cuales el grado de glicosilación de las
glicoproteínas se ve modificado y aumentado; y por otro lado también se da la
glicosilación de glicolípidos.
-Sulfatación y fosforilación de algunos lípidos y proteínas por sulfatasas.
-Reciclamiento de membrana
-A manera general podemos decir entonces que participa en la liberación o
secreción confiriendo membrana a los productos formados por RE y por el mismo
Golgi.
8.3 Correlato clínico
Enfermedad de Menkes
La enfermedad de Menkes es una enfermedad genética del metabolismo del cobre
de comienzo prenatal (antes del nacimiento). El cobre se acumula en cantidades
excesivas en el hígado, pero existe un déficit de cobre en la mayoría de los
restantes tejidos del organismo. Los cambios estructurales afectan al pelo,
cerebro, huesos, hígado y arterias,
debido a que el cobre es un importante número de enzimas,
y su exceso resulta tóxico para el organismo.
En la enfermedad de Menkes los niveles séricos de cobre y ceruloplasmina son
bajos, probablemente por un déficit en la absorción y el transporte del cobre a

54. 54
través del intestino. Los síntomas se atribuyen a una actividad deficiente de los
enzimas dependientes de cobre (lisil oxidasa, citocromo C oxidasa, dopamina ß-
hidroxilasa, tirosinasa y superóxido dismutasa).
Clínicamente se caracteriza ser niños que parecen normales al nacimiento, pero
que a los pocos meses de vida sufren un rápido deterioro neurológico con
hipotermia (descenso anormal de a temperatura), hipotonía (tono anormalmente
disminuido del músculo), convulsiones mioclónicas (espasmo muscular rítmico e
involuntario) generalizadas, atrofia (disminución de volumen y peso de un órgano)
óptica y retraso mental intenso, con grandes dificultades para la alimentación que
impiden al niño ganar peso, se acompaña de repliegues de la piel, especialmente
en el cuello, occipucio prominente, micrognatia (mandíbula anormalmente
pequeña), retraso del desarrollo, hipopigmentación y cabello descolorido, escaso y
ensortijado.
El gen que determina la enfermedad de Menkes se localiza en el cromosoma 13 y
codifica la enzima transportadora de cobre ATP7A, la proteína codificada por el
ATP7A se ha localizado en el aparato de Golgi (estructura celular encargada de
secreción de proteínas y de la fabricación de lisosomas y peroxisomas, usados
para la digestión intracelular y el metabolismo lipídico).
Se hereda como un rasgo genético recesivo ligado al cromosoma X (Xq12-q13).
IX. LISOSOMAS
9.1 Concepto
Son estructuras vesiculares como limitadas por una única membrana lisa. Tiene
alrededor de 0,5 a un um de diámetro y que contienen hidrolasas que son activas
en valores ácidos de pH.
Fig. N° 50: Lisosomas al interior de una célula intestinal

55. 55
9.2 Localización y formas
Se encuentran presentes en todas las células animales excepto en los glóbulos
rojos de los mamíferos. Se diferencian de otros orgánulos por la heterogeneidad
de su morfología, y su polimorfismo en relación a su contenido, lo último debido a
que actúan como vacuolas digestivas, lo que proporciona un contenido
heterogéneo; incluso mantienen metales pesados.
9.3 Enzimas lisosómicas y pH
La característica común que todos los lisosomas mantienen es la presencia de
hidrolasas ácidas.
Hasta ahora 40 diferentes enzimas se han identificado en estos orgánulos, pero no
todas están presentes en un solo lisosoma como proteasas, lipasas, fosfolipasas,
glicosidasas y lisozimas, fosfatasas y sulfatasas. La enzima mas comúnmente
encontrada es la fosfatasa ácida que libera ésteres fosfóricos, al parecer esta es
una enzima infaltable en la síntesis de los lisosomas.
El pH del interior del lisosoma es de 5, para cuya manutención posee bombas de
hidrógeno.
Se protege de sus propias enzimas y de su acidez con una intensa gllicosilación
de su membrana interna.
Fig. N° 51: Lisosomas al interior de una célula
9.4 Tipos de lisosomas
Lisosoma primario:
Representa un pequeño cuerpo cuyo contenido enzimático es sintetizado
por los ribosomas, acumulado en el RE y pasado al Golgi donde se observa
ya la presencia de la fosfatasa ácida. Contienen preferentemente un único
tipo de enzima. Estos no han participado aún en procesos digestivos.
Muestran un contenido homogéneo.

56. 56
Lisosoma secundario:
Muestran un contenido heterogéneo.
Se forman por la fusión de una vesícula fagocítica o pinocítica con uno o
más lisosomas primarios, por lo que son los que contienen en su interior
moléculas extrañas en proceso de digestión además de sus enzimas.
En los macrófagos que son tan grandes es posible observar a un fagosoma
rodeado de pequeñas vesículas del Golgi que son lisosomas primarios.
Donde la velocidad de la digestión depende de la proporción y de la
naturaleza química del material ingerido.
Hay varios tipos de lisosomas secundarios:
-Cuerpos residuales: acumulan restos de procesos de digestión anteriores.
Aumentan en el envejecimiento.
-Vacuola digestiva: es la típica representante de un lisosoma secundario
que se encuentra en pleno proceso de digestión.
-Vacuola autofágica: igual a la vacuola digestiva equivale a un lisosoma
secundario que se encuentra en pleno proceso de digestión pero de
componentes propios celulares.
-Cuerpos multivesiculares: contienen en su interior un número variable de
pequeñas vesículas,poseen un diámetro entre 0,5 a 2 micras, y sus
vesículas alrededor de 50 nm.Las vesículas internas pueden provenir de
vesículas de endocitosis )exterior) o del aparato de Golgi.
-
Fig. N° 52: Lisosomas primario y secundario
9.5 Digestión intracelular
El aparato endosomal-lisosomal: es un componente del sistema de
endomembranas de la células eucariotas; es el responsable de la digestión
intracelular de macromoléculas internalizadas del exterior por los diferentes tipos
de endocitosis, y de material intracelularmente generado (autofagia). La distinción
entre los distintos compartimentos de este aparato está basada en el pH de los
mismos. El lisosoma es el compartimento más acidico donde la degradación de
las macromoléculas ocurre.

57. 57
Los componentes membranosos básicos de la vía endosomal-lisosomal, son las
vesículas endocíticas, endosoma temprano, endosoma tardío, , endosomas
de reciclaje y lisosomas. El pH de los distintos compartimentos del sistema
endodomal decrece a medida que nos acercamos a los lisosomas (que tiene el
pH más bajo en su interior).
El material endocitado es transportado a través de la vía endosomal donde es
clasificado y liberado finalmente a su destino final intracelular. Las vesículas
endocíticas se fusionan con los endosomas tempranos, que son vesículas con
extensiones tubulares que se localizan en la periferia de la célula donde el
contenido de las vesículas endocíticas es clasificado.
Algunas proteínas de membrana y lípidos serán reciclados de vuelta a la
membrana plasmática en endosomas de reciclaje, vesículas formados por
pinzamiento de un fragmento de membrana del endosoma temprano. El resto del
endosoma madura en un endosoma tardío, una red de túbulos y vesículas
distribuidas por el citoplasma que se fusionan con vesículas que proceden de la
red trans del Golgi (TGN), las cuales están llenas de precursores de hidrolasas
lisosomales recién sintetizadas y modificadas. En el ambiente ácido del
endosoma, las hidrolasas lisosomales son activadas y los lisosomas tardíos
maduran en lisosomas maduros activos.
Alternativamente, los endosomas pueden fusionarse con lisosomas maduros
preexistentes.
Cuadro N°2: comparativo entre la degradación lisosomal y la no lisosomal
9.6 Aspectos importantes relacionados a los lisosomas
*Los leucocitos polimorfonucleares están provistos de numerosos lisosomas que
al microscopio óptico se ven como gránulos denominados gránulos azurófilos.

58. 58
*En los macrófagos se ha visto que varios lisosomas pueden fusionarse y luego
también liberarse.
*Un lisosoma posiblemente puede participar varias veces en el proceso de
digestión.
*En los óvulos cuando estos no son fecundados sus propias enzimas lisosómicas
pasan al citoplasma causando la degeneración de las células del cuerpo amarillo.
*El acrosoma de los espermatozoides es un lisosoma gigante especializado rico
en hidrolasas ácidas que degrada la cubierta externa del óvulo permitiéndole
alcanzar la MC del mismo.
*En algunas condiciones patológicas se puede romper la membrana lisosómica
produciéndose la autolisis.
*El colesterol de las lipoproteínas LDL introducidos en las células por endocitosis
mediada por receptor es hidrolizado por los lisosomas quedando disponible para
la síntesis de diversas partes celulares.
En el caso de las sustancias que ingresan por fagocitosis las vesículas toman el
nombre de fagosomas, los que se fusionan con lisosomas procedentes del
compartimente endolisosomal formándose un fagolisosoma.
En ambos casos luego de la digestión, las moléculas que quedan difunden al
hialoplasma quedándose en estos los residuos o bien son excretados.
Es menester resaltar que la digestión intracelular puede darse de diferente
modo según la molécula a digerirse.Puede hablarse de heterofagia (digestión
de componentes captados del medio extracelular) y autofagia (digestión de
propios componentes celulares),
AUTOFAGIA
Este último puede clasificarse en microautofagia y macroautogafia. Aunque el
término autofagia se utiliza normalmente para hablar de macroautofagia hay
que tener en cuenta que existen diversos tipos de autofagia en las células
eucariotas:
Macroautofagia: Se forma un compartimento delimitado por una doble
membrana que contiene en su interior moléculas y orgánulos del citoplasma.
Este compartimento se denomina autofagosoma y se fusionará con un lisosoma
donde se degrada su contenido y la membrana interna.
Lo primero que se forma es una cisterna membranosa que crece en
longitud denominada fagóforo o membrana de aislamiento, la cual crecerá en
extensión y terminará por unir sus extremos para formar un compartimento
cerrado denominado autofagosoma. El autofagosoma recibe vesículas desde
los endosomas o puede llegar a fusionarse directamente con ellos, tanto
tempranos como tardíos, que le aportan proteínas lisosomales y bombas de
protones, lo que va provocando su acidificación. A este compartimento

59. 59
resultante se le denomina anfisoma. Como último paso, el anfisoma se fusiona
con los lisosomas permitiendo la degradación del contenido interno del
autofagosoma junto con su membrana interna. Al compartimento que se crea
tras la fusión se le denomina autolisosoma. Quedan dudas sobre el origen de
las membranas del fagóforo. Hay dos posibilidades, que se forme a partir del
retículo endoplasmático o como resultado de la fusión de vesículas
intracelulares. Curiosamente las membranas del autofagosomas carecen de
mebranas integrales. En las levaduras parece originarse a partir de una
estructura permanente, un compartimento perivacuolar denominado estructura
preauofagosómica (PAS). Tampoco se sabe con exactitud si la
macroautophagia es inespecífica o si también tiene capacidad de seleccionar a
los orgánulos que va a incorporar en el autofagosoma.
Quedan dudas sobre el origen de las membranas del fagóforo. Hay dos
posibilidades, que se forme a partir del retículo endoplasmático o como
resultado de la fusión de vesículas intracelulares. Curiosamente las membranas
del autofagosomas carecen de mebranas integrales. En las levaduras parece
originarse a partir de una estructura permanente, un compartimento
perivacuolar denominado estructura preauofagosómica (PAS). Tampoco se
sabe con exactitud si la macroautophagia es inespecífica o si también tiene
capacidad de seleccionar a los orgánulos que va a incorporar en el
autofagosoma.
Fig.N°53: Macroautofagia
En la regulación de la autofagia participan hormonas y aminoácidos como:
-insulina: inhibiéndola
-glucagón: estimulándola
-Leucina, tirosina, fenilalanina, glutamina, prolina, metionina, histidina y triptófano
que al aumentar su concentración en el líquido extracelular la estimulan.

60. 60
Una quinasa llamada Tor es parte de la cascada de traducción de señales
involucrada en sensar el ambiente nutricional.
Microautofagia: La membrana del lisosoma forma pequeñas invaginaciones que
se desprenden de la membrana y quedan en el interior del lisosoma, donde son
degradadas. En estas invaginaciones se incorpora material citosólico.
9.7 Formación de los lisosomas
Las enzimas lisosómicas se sintetizan por acción del RER donde sufren N-
glicosilación y el Golgi donde sufren un procesamiento (pierden algunos de los
residuos de manosa) y donde las dos manosas terminales incorporan un radical
fosfato que sirve de marcador.
Desde el golgi se emiten en vesículas cubiertas de clatrina constituyendo los
lisosomas primarios.
Estas vesículas en el citoplasma pierden pronto la cubierta de clatrina y se
fusionan con otros lisosomas primarios ya existentes o se incorporan al
compartimento endolisosomal, fusionándose con los lisosomas secundarios que
actúan en ese compartimento.
Las enzimas que carecen del marcador son dirigidas al exterior extracelular como
vesículas de secreción por la vía secretora.
9.8 Reciclamiento de membranas
Por lo general cuando ocurre la fusión de un lisosoma con un vesícula endocítica
solamente el contenido y no la membrana de la vesícula entran al lisosoma, sin
embargo en ocasiones puede introducirse hasta la membrana de esa vesícula, lo
que explica la existencia de cuerpos multivesiculares.
Se cree que los lisosomas y los endosomas participan en el reciclamiento de
membranas, principalmente los endosomas dado que hay reciclamiento a partir
de los endosomas antes que estos se unan a los lisosomas.
En la endocitosis mediada por receptor los endosomas participan en la
distribución de las membranas pues separa los receptores y la membrana del
ligando de la vesícula endocítica, así la membrana y los receptores son reciclados
a la superficie celular donde por exocitosis nuevamente se unen a la MC, mientras
que el ligando es entregado al lisosoma.
De igual manera los lisosomas pueden también expeler por “exocitosis” los restos
de su digestión participando así en el reciclamiento de membranas.
Los endosomas se distinguen de los lisosomas por no poseer fosfatas ácida.
En el reciclamiento de membrana a nivel de los endosomas los ligandos y sus
receptores son distribuidos en diferentes partes del endosoma una vez que han
sido disociados por el baño ácido interno. Los ligando se van hacia la porción
esférica del endosoma mientras que los receptores al interior de proyecciones
tubulares.

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Después de que se desprenden los componentes tubulares, son dirigidos a la
superficie tubular donde los receptores y las membranas son liberadas y pueden
reciclarse, mientras que la vesícula esférica restante se dirige a los lisosomas
donde sólo su contenido comúnmente es digerido y su membrana es reciclada,
aunque también puede ser digerida.
9.9 Correlato clínico
Alteraciones en los lisosomas y patologias
Son muy importantes en muchos aspectos clínicos de la bioquímica por ejemplo
en células fagocíticas de los tejidos de pulmones e hígado hay gran cantidad de
lisosomas que son importantes en la digestión de materiales extraños. La
silicosis es un estado que resulta de la inhalación de partículas de silicio hacia los
pulmones que son ingeridas por fagocitosis. Estas partículas lisan los lisosomas,
liberándose las enzimas lisosómicas que causan la muerte del fagocito. La
muerte del gran número de fagotitos estimula la producción y depósito de fibras de
colágeno que disminuyen la elasticidad del pulmón dificultando la respiración.
En la enfermedad de Tay-Sachs no hay producción de la hidrolasa lisosómica:
hexosaminidasa A que es necesaria para segmentar los gangliósidos m2 por lo
que se acumulan estos materiales grasos, causando un desarrollo anormal de la
célula, principalmente en las neuronas, donde abundan, por lo que el SN
comienza rápidamente a deteriorarse, haciendo que los niños no vivan mas de 2
a 6 años (frecuentes en judíos).
Cuando hay inflamación y enfermedad como la artritis y las enfermedades
autoinmunitarias, las enzimas hidrolíticas lisosómicas son liberadas de los
fagocitos, causando daño. Su liberación puede deberse a la muerte de las
células, o a la estimulación de las células vivas por situaciones anómalas.
Una clasificación de las enfermedades originadas por alteraciones an los
lisosomas se detalla a continuación:
1) Enfermedades. por defecto de glucosidasas, fosfolipasas, sulfatasas, lipasas
▪ Mucopolisacaridosis
▪ Oligosacaridosis
▪ Esfingolipidosis
▪ Mucolipidosis
▪ Glicogenosis (tipo ii o enf. de pompe)
▪ Enfermedad de wolman y enf. por depósito de ésteres de colesterol
Enfermedad de Hurler: por ausencia de iduronidasa
Enfermedad de Gaucher por ausencia de glucocerebrosidasa
2) Enfermedades por defecto proteínas de la membrana lisosomal
▪Enfermedad. de danon: enfermedad por defecto de catepsinas, proteasas
▪Picnodisostosis: enfermedad donde la matriz ósea no se degrada
adecuadamente. El aumento de la densidad ósea se ha atribuido a una deficiencia