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BIOLOGIA CELULAR

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by

Andrés Díaz

on 5 December 2014

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Transcript of BIOLOGIA CELULAR

Universidad Autónoma de Nuevo León
LBG
Equipo
Andrés Díaz Montiel
Eleaine Jara Arreozola
Abraham González Barrios
Juan Luna Jasso
Renzo Viacava Reyna

Facultad de Ciencias Biológicas
Biología celular

1665
1673
1826
1759
1610
1590
1665
Robert Hooke pubblica el libro
Micrographia
, observó cavidades de un trozo de corcho y los llamó "cellulae"
1673
Anton van Leeuwenhoek Diseño y construyó microscopios simples. Observó y describió bacterias y protozooarios. Observó espematozoides, glóbulos rojos, acaros y piojos. es el padre de la Microscopía.
1759
Caspar F. Wolff llegó a la conclusión de la existencia de una unidad fundamental de forma globular presente en todos los seres vivos, que corresponde a la célula.
1826
Joseph Jackson Lister Construyó el primer microscopio compuesto acromático.
Zacharyas Janssen inventa el primer microscopio
1610
Galielo Galilei Observó con un microscopio los patrones geométricos en las abejas y otros objetos más
1831
Robert Brown observó una estructura en el interior de la célula a la que llamó núcleo.
1938
Schleiden y Schwann propusieron la teoría celular
Cronología del Estudio de la Célula
Tipos de Microscopía
Electrónica de Barrido
Utiliza un haz de electrones en lugar de un haz de luz para formar una imagen ampliada de la superficie de un objeto. Es un instrumento que permite la observación y caracterización superficial de sólidos inorgánicos y orgánicos. Tiene una gran profundidad de campo, la cual permite que se enfoque a la vez una gran parte de la muestra.
Electrónica de Fuerza Atómica
El Microscopio de Fuerza Atómica (AFM) es un instrumento mecano-óptico capaz de detectar fuerzas del orden de los nanonewton. Al analizar una muestra, es capaz de registrar continuamente la altura sobre la superficie de una sonda o punta cristalina de forma piramidal. La sonda va acoplada a un listón microscópico, muy sensible al efecto de las fuerzas, de sólo unos 200 µm de longitud (cantilever, ver figura).
Electrónica de Transmisión
El microscopio electrónico de transmisión emite un haz de electrones dirigido hacia el objeto que se desea aumentar. Una parte de los electrones rebotan o son absorbidos por el objeto y otros lo atraviesan formando una imagen aumentada de la muestra.
Membrana Plasmática
Es una estructura laminar formada por fosfolípidos (con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica) y proteínas que engloban a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de éstas. Además, se asemeja a las membranas que delimitan los orgánelos de células eucariotas. También delimita la célula y le da forma.
Funciones
Protegen la célula o el orgánulo
Regulan el transporte hacia adentro o hacia afuera de la célula u orgánulo
Permiten una fijación selectiva a determinadas entidades químicas a través de receptores lo que se traduce finalmente en la transducción de una señal
Permiten el reconocimiento celular
Suministran unos puntos de anclaje para filamentos citoesqueléticos o componentes de la matriz extracelular lo que permite mantener una forma
Permiten la compartimentación de dominios subcelulares donde pueden tener lugar reacciones enzimáticas de una forma estable
Regulan la fusión con otras membranas
Permiten el paso de ciertas moléculas a través de canales o ciertas junciones
Permite la motilidad de algunas células u orgánulos

-Los fenómenos de transporte que realiza la membrana plasmática pueden ser divididos en dos grandes grupos:
1.- Transporte con movimientos de la membrana, visibles al microscopio, con la formación de vesículas revestidas por membrana. A. ENDOCITOSIS, o incorporación al citoplasma; que comprende Pinocitosis, Fagocitosis y POTOCITOSIS. B. EXOCITOSIS o transporte de sustancias o productos del metabolismo celular al medio extracelular.
2.-Transporte que no necesita movimientos de la membrana: Comprende: A. TRANSPORTE PASIVO: sin gasto de energía. -Sin PERMEASA (molécula protéica transportadora) o Difusión Simple. (agua, gases). -Con PERMEASA: canales iónicos, ACUAPORINAS, para el transporte de calcio, sodio, potasio, agua...
B. TRANSPORTE ACTIVO: con consumo de energía (ATP) Necesita de permeasas. Bomba sodio-potasio. Se realiza mediante los mecanismos de: Uniporte. Simporte. Antiporte.


Composición
Características
1.-Es una bicapa de lípidos. Esta organización, en relación con las propiedades fisico-químicas de los lípidos, asegura la estabilidad de la membrana en relación a los dos medios acuosos que la rodean.
2.-Posee complejos macromoleculares de naturaleza protéica y glucoprotéica, los cuales se insertan en la bicapa lipídica.
Ellos intervienen en los intercambios de la célula con el medio extracelular (receptores de HORMONAS, transportadores de iones y moléculas, unión y contactos intercelulares).
3.-Está organizada de manera Asimétrica.La cara extracelular posee carbohidratos asociados, ya sean glucolípidos o glucoproteínas. Este revestimiento se denomina Glucocáliz.
4.-Presenta una composición química heterogénea. Esta composición varía de un tipo celular a otro, y en una misma célul.
5.-Está en continuidad transitoria con el sistema de endomembranas Las membranas del aparato de Golgi, retículos endoplásmicos, entre otros organoides revestidos de membrana, poseen una estructura comparable, ya que dichos organoides contribuyen a la BIOSÍNTESIS y renovación de la membrana plasmática.


Bombas de transporte

Las bombas pertenecen al transporte activo primario en el que la energía procede directamente de la escisión del trifosfato de adenosina (ATP) o de algún otro compuesto de fosfato de alta energía. Acoplan el transporte de solutos contra gradiente generando energía libre hidrolizando ATP en ADP y fosfato libre, tienen uno o más sitios para fijar el ATP en la cara citosólica de la membrana. Son muy estudiados por la farmacología ya que hay medicamentos que pueden actuar sobre estas bombas inhibiéndolas o aumentando su actividad. Se pueden distinguir cuatro tipos de bombas:
1. Tipo P
2. Tipo V (vesiculares)
3. Tipo F (mitocondriales)
4. ATPasas de la superfamilia ABC
Potencial de acción

Permite transmitir señales nerviosas en las células nerviosas que Son cambios rápidos del potencial de membrana y que se desplaza a lo largo de la fibra nerviosa.
ETAPAS:
REPOSO: la membrana está POLARIZADA con – 90 MV
DESPOLARIZACIÓN: > permeab Na - entra Na a la cel - se positiviza el interior de la celula (porque el potencial de membrana disminuye a -50-70 Mv y se abren canales de Na por VOLTAJE)
REPOLARIZACION: < permeab K = sale K al ext = se negativiza el interior celular nuevamente.



Teoría Celular
En el año 1838 Schleiden indicó que todo el material vegetal se compone por células. Poco tiempo después y más precisamente al año siguiente, su colega y compatriota, el fisiólogo Theodor Schawnn llegó a la misma conclusión sobre los animales. Los resultados de estas conclusiones son lo que se conoce como la teoría celular. A continuación, veamos los 4 postulados esenciales.
1
Absolutamente todos los seres vivos están compuestos por células o por segregaciones de las mismas. Los organismos pueden ser de una sola célula (unicelulares) o de varias (pluricelulares). La célula es la unidad estructural de la materia viva y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
2
Todos los seres vivos se originan a través de las células. Las células no surgen de manera espontánea, sino que proceden de otras anteriores.
4
Las células contienen el material hereditario y también son una unidad genética. Esto permite la transmisión hereditaria de generación a generación.
1831
1838
1858
1895
1898
1931
1935
1957
1972
1932
1858
Rudolf Virchoff, patólogo alemán concluyó que todas las células provienen de otras células. Acuño el postulado "
Omnis cellula e cellula
"
1895
Overton asegura que la membrana tiene una estructura lipídica
1898
Camillo Golgi describe el aparato de Golgi.
1931
Ernst Rusca construye el primer microscopio electrónico de transmisión en la Universidad de Berlín.
1932
Cole observa proteínas acompañando a los lípidos
1935
Danielli y Davson descubren que la membrana plasmática presenta poros.
1957
1972
1590
Robertson observó que la membrana plasmática estaba compuesta por las tres láminas.
Absolutamente todas las funciones vitales giran en torno a las células o su contacto inmediato. La célula es la unidad fisiológica de la vida. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio.
Singer y Nicholson, proponen el modelo de mosaico fluido. Esto fue posible gracias a los avances en microscopía electrónica, el estudio de interacciones hidrófilas, al estudio de enlaces no covalentes como puentes de hidrógeno y el desarrollo de técnicas como criofractura y contraste negativo.
Óptico
3

Conjunto de métodos empleados en las investigaciones por medio del microscopio.
El microscopio es un instrumento óptico para ampliar la imagen de objetos o seres, o de detalles de estos, tan pequeños que no se pueden ver a simple vista; consta de un sistema de lentes de gran aumento.
Lípidos
Fosfolípidos
Colesterol
Glucolípidos
Proteínas
Integrales
Son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la capa de fosfolípidos. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteinas, proteínas que tiene unidos uno varios monosacáridos. La parte de carbohidrato de la molécula está siempre de cada al exterior de la célula
Canales: proteínas integrales (generalmente glicoproteínas) que actúan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de la célula
Transportadoras: son proteínas que cambian de forma para dar paso a determinados productos (véase "Transporte de materiales a través de la membrana")
Receptores: Son proteínas integrales que reconocen determinadas moléculas a las que se unen o fijan. Estas proteínas pueden identificar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante para la función celular. La molécula que se une al receptor se llama ligando
Periféricas
Estas no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma.
Proteínas de membrana fijadas a ípidos
Se unen a través de enlaces covalentes con un grupo lipídico que reside en la membrana. El lípido puede ser fosfatidil inositol, un ácido graso o un grupo prenilo (un hidrocarburo de cadena larga formado con unidades isoprenoides de cinco carbones). I, inositol; GlcNAc, N-acetilglucosamina; Man, manosa; Etn, etanolamina.
Lípidos:
El 98% de los lípidos presentes en las membranas celulares son anfipáticos, es decir que presentan un extremo hidrófilo (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los más abundantes son los fosfoglicéridos (fosfolípidos) y los esfingolípidos, que se encuentran en todas las células; le siguen los glucolípidos, así como esteroides (sobre todo colesterol). Estos últimos no existen o son escasos en las membranas plasmáticas de las células procariotas.
Existen 3 tipos principales de lípidos en las membranas celulares


Proteínas:
El porcentaje de proteínas oscila entre un 20% en la vaina de mielina de las neuronas y un 70% en la membrana interna mitocondrial; el 80% son intrínsecas, mientras que el 20% restantes son extrínsecas. Las proteínas son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tienen una dotación muy específica de proteínas. En la membrana las proteínas desempeña diversas funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular y adhesión) y enzimas.
Las proteínas de la membrana plasmática se pueden clasificar según cómo se dispongan en la bicapa lipídica:


Glúcidos:
Están en la membrana unidos covalentemente a las proteínas o a los lípidos. Pueden ser polisacáridos u oligosacáridos. Se encuentran en el exterior de la membrana formando el glicocálix. Representan el 8% del peso seco de la membrana plasmática. Sus principales funciones son dar soporte a la membrana y el reconocimiento celular (colaboran en la identificación de las señales químicas de la célula).


Son los lípidos más abundantes en la bicapa.Poseen una cabeza polar y dos colas o cadenas hidrocarbonadas hidrófobas.
Las colas están generalmente constituidas por ácidos grasos y poseen una longitud variable ( 14 - 24 átomos de carbono); una de ellas posee uno o varios dobles enlaces cis (es INSATURADA), por el contrario, la otra no los contiene (es saturada).
La cabeza polar hidrófila está constituida por:1.-Glicerol.2.-Fosfato.3.-Compuesto hidrófilo (etanolamina, serina, colina...).



El colesterol imparte a la bicapa cierta rigidez, pues disminuye la movilidad de los primeros grupos de las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos adyacentes; la bicapa es menos deformable en esta región y disminuye la permeabilidad de la misma a las moléculas pequeñas hidrosolubles.


Estas moléculas se localizan exclusivamente en la cara extracelular de la membrana plasmática. Se piensa que se asocian unas a otras mediante enlaces o puentes de hidrógeno para formar microagregados. En la membrana plasmática los RESÍDUOS glucídicos están localizados en la superficie y esto sugiere que juegan un rol importante en las interacciones de la célula con el medio que la rodea.


Es un microscopio basado en lentes ópticos. También se le conoce como microscopio de luz, (que utiliza luz o "fotones") o microscopio de campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los trabajos de Anton van Leeuwenhoek. Aumenta el tamaño de los objetos que son realmente muy pequeños y que no se pueden ver a simple vista, a su vez puede ser monocular, binocular entre otros.
Bomba de protones
Organelos que su principal función es la producción de energía , se encuentran en seres animales y vegetales.
Principales funciones
Fosforilación Oxidativa
Ciclo de Krebs
Beta Oxidación
Cadena de transporte de electrones
Cadena de
transporte
de
electrones
ATP SINTASA
Los productos del ciclo de Krebs NAD+/NADH y succinato/fumarato donan un par de electrones, produciendo energía, almacenándola mediante la producción de ATP
Una vez que los protones se han transferido al lado citosólico, pueden volver a entrar en la matriz mitocondrial atravesando la ATPasa (complejo V) produciendo ATP.

Realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable.

BETA OXIDACIÓN
La beta oxidación es un proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren remoción de un par de átomos de carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descompone por completo en moléculas acetil-CoA.
Ribosomas
Son 70s al igual que en las bacterias.
Compuestos por dos subunidades, 50s y 30s, teniendo proteinas ribosomales homólogas a las bacterianas.
Este factor ayudó a formular la teoría Endosimbiótica de Lynn Margullis
ADN MITOCONDRIAL
Posee 37 genes
Ausencia de intrones
Se hereda solo el ADN mitocondrial materno
ADN codificante en su mayoría.

Consiste en:

El complejo I NAD+ reduce a NADH, si provienen del complejo II succinato a FADH2, estos productos (NADH/FADH2) pasan a la ubquinona (Q) y transfiere los electrones al complejo III y se une a los citocromos (Cyt c) que contienen un grupo hemo y llegan al complejo IV (Cyt c oxidasa) donde reduce el O2 a agua.
Este proceso crea gradientes eléctricos y de pH a través de la pared mitocondrial interna.



Desacoplantes:
Dinitrifenol
Valinomicina
Termogenina

Fuerza protón motriz
RER-Funciones
Sitesis de proteínas en ribosomas
Unidos con la membrana

Proteínas que secreta la célula.
Proteínas integrales de la membrana.
Proteínas solubles que se encuentran en compartimientos del sistema de endomembrana, como el RE, Complejo de Golgi, lisosomas, endosomas, vesículas y vacuolas.

Libres

Proteínas destinadas a permanecer en el citosol; como las enzimas de la glucólisis y proteínas del citoesqueleto.
Proteínas periféricas de la sup interna de la membrana´plásmatica.
Proteínas que se transportan al núcleo.
Proteínas que se incorporan en los peroxisomas, cloroplastos y mitocondrias.

Biosíntesis de membrana
Las membranas crecen conforme las proteínas y lípidos recién sintetizados que se insertan en las membranas existentes en el RE.

Cuando la membrana se mueve de un compartimiento al siguiente, sus proteínas y lípidos se modifican por efecto de enzimas de los oraganelos; para dar a cada compartimiento una composición única e identidad distintiva.

Síntesis de lípidos de la membrana
La mayor parte de estos se sintetiza aquí en el RE. Con excepción de la esfingomielina y los glucolípidos , cuya síntesis termina en el aparato de Golgi, además de algunos lípidos únicos de las membranas de mitocondrias y cloroplastos.

Mutaciones

Las mutaciones que causan la ausencia de N-Glucosilación provocan la muerte de los embriones antes de la implantación.

Enfermedades congénitas de la glucosilación

Son las mutaciones que producen la interrupción parcial de la vía de glucosilación en el RE.

Una de ellas, CDG1b, se debe a la deficiencia de la enzima fosfomanosa isomerasa, que cataliza la conversión de fructosa 6-fosfato en manosa 6-fosfato; reacción para la disponibilidad de manosa en la glucosilación.

Pasos de la síntesis de la porción central de un oligosacárido con enlace N en el RER

3. Estos azucares unidos el dolicol-P giran al otro lado de la membrana y cede sus azúcares al extremo creciente de la cadena de oligosacárido
.

4. Ya ensamblado todo el oligosacárido, se transfiere mediante mecanismos enzimaticos a un residuo de ASN del polipéptido naciente.

5. El dolicol-PP rota de nuevo al lado citosólico y empieza de nuevo la aceptación de azúcares.

1. Los primeros 7 azúcares(5 manosas y 2 residuos de NAG) se transfieren uno a la vez al dolicol-PP en el lado citosólico de la membrana del RER.

2
.
El dolicol con su oligosacárido unido gira al otro lado dela membrana y los azúcares restantes (4 manosas y 3 residuos de glucosa) estos se unen en el lado citosólico con otro dolicol-P.

El aparato de Golgi se puede dividir en tres regiones funcionales:
Región Cis-Golgi
Región media
Región Trans-Golgi
REGIÓN CIS-GOLGI
Se encuentra junto al RE.
Se llama RCG (red cis Golgi).
Aquí llegan las vesículas provenientes del RE.
Las membranas de loas vesículas se funden con las de la cara cis.
REGIÓN TRANS-GOLGI
Se llama RTG (red trans Golgi)
Aquí se forman vesículas que sacan los productos que sintetiza el aparato de Golgi (vesículas de salida)
Orientado hacia la membrana celular
FUNCIONES DEL APARATO DE GOLGI
La glicosilación de proteinas
Selección de proteinas
Destinación de las proteinas
Glicosilación de lípidos
Almacenamiento y distribución de los lisosomas
Secreción celular
Producción de membrana plasmática
REGIÓN MEDIA
Retículo Endoplásmico
Se divide en:
Retículo endoplásmico

El RER posee ribosomas unidos a su superficie citosólica, mientras que el REL carece de estos
RER
Red de sacos aplanados
(cisternas). Y se continua con
la membrana externa de la
envoltura nuclear.
REL
Los elementos membranales casi siempre son tubulares y forman un sistema interconectado de tuberías que se curvan por el citoplasma.
Sistema de endomembranas
Funciones del sistema endomembranoso

Proporciona una vía intracelular para la circulación de sus productos.

Realiza el “empaque” para la exportación de algunas macromoléculas.

Maneja un sistema de señales(estampillados) que le permite dar a los mismos el destino final para el cual fueron sintetizados que guía a las moléculas en la dirección correcta.

La vía de tránsito intracelular implica un transporte desde el RE hasta el Aparato de Golgi; a partir de éste hay dos caminos posibles:
hacia las vesículas de secreción y posteriormente a la membrana y hacia los lisosomas
Transporte vesicular
El transporte en el sistema vacuolar citoplásmico (SVC) se lleva a cabo por medio de vesículas que se desprenden de un compartimento dadorviajando por el citoplasma hasta un compartimento receptor.
Las vesículas son movidas por elementos del citóesqueleto
Son vesículas membranosas presentes en todos los tipos
celulares,contienen un gran número de enzimas digestivas (hidrolíticas y proteolíticas) capaces de romper una gran variedad de moléculas.
cuya función principal es la digestión:
Intracelular y Extracelular

Funciones:
Hidrólisis de macromoléculas (nutrientes)
Renovación y recambio de componentes celulares
Renovación de células y material extracelular
Fagocitosis

Tipos de lisosomas:
Lisosomas primarios
Lisosomas secundarios o vesículas digestivas
Autofagosomas
Autolisosomas

SNARE
SNARE-V Proteína que media el proceso de fusión de la membrana Se incorporan en las membranas de vesículas de transporte durante el desprendimiento.
SNARE-T Proteína clave que media el proceso de fusión de la membrana Se localizan en las membranas de los compartimientos blanco.
Citoesqueleto
El Citoesqueleto está constituido por proteínas del citoplasma que polimerizan en estructuras filamentosas. Es responsable de la forma de la célula y del movimiento de la célula en su conjunto y del movimiento de orgánulos en el citoplasma.
Se subdividen en microtúbulos y filamentos intermedios.
VESICULAS REVESTIDAS DE CLATRINA
PROTEINAS:

CLATRINA: 50 -100 nmθ
Trisquelion:
Cadenas pesada
Cadenas ligeras: α y β

COP I: CG anterior y desde las cisternas del Golgi. Recubre a las vesículas de transporte responsables de mover materiales en sentido retrógrado (hacia atrás o de regreso entre el ERGIC - Golgi o entre cisternas Golgi trans - Golgi cis)
COP II: Proteína de cubierta II. Transporta proteínas del retículo endoplásmico hasta el aparato de Golgitransporte RE- CG

N-GLUCOSILACIONES
Suelen ser ramificada
Presentan residuos de ácido siálico
Procesamientos de los oligosacáridos precursor del RE


PROTEINA ADAPTADORA: ADAPTINA

Forman partículas de armado
Promueven la polimerización de los trisquelion en jaulas
Determinan que proteínas se incluyen y se excluyen en la vesícula

Tipos:
Reconocen receptores selectivos
AP1 reconoce Receptores M-6-P
Proteínas trans Golgi
AP2 Reconoce receptores LDL,
receptores de transferrina
AP3 reconocen receptores de proteínas lisosomales
Vesículas de almacenamiento
Ejm. Melanosomas
Peroxisomas
Son orgánulos parecidos a los lisosomas pero de menor tamaño.
Contienen enzimas oxidantes de numerosas compuestos orgánicos como alcohol, formaldehído, fenol y otras sustancias tóxicas que puedan entrar con la sangre.

Ribosomas unidos a RER
EL CICLO
CELULAR
Transducción de señal
Fosforilación de proteína tirosina
De acuerdo a la tercera doctrina de la teoría celular, las células solo se originan de otras células vivas.
El proceso para llevar a cabo la división en cualquier célula, es el ciclo celular.
Puede dividirse en dos fases principales, en base a las actividades celulares, la fase M y la Interfase.
Dimerización de receptores
mediada por un ligando
mediada por receptor
La fase M, incluye el proceso de mitosis y citocinesis.
La Interfase, es el periodo entre las divisones celulares, es un intervalo en donde la célula crece y efetúa diversas funciones metabolicas.
LA INTERFASE
Proteínas de señalización
seguida después de la fase M.
abarca las fases G1 , S y G2.
LA FASE "G1" : Es cuando los organelos se multiplican, la célula crece y mantiene su metabolísmo normal.
Dominio SH2
EN LA FASE "S" :
Se lleva a cabo la replicación del DNA y duplicación de cromosomas.
FASE "G2" : Es una fase preparativa para la mitosis, en donde la célula crece.
LA FASE M: MITOSIS Y CITOCINESIS
PROFASE
PROMETAFASE
METAFASE
ANAFASE
TELOFASE
Dominio PTB
Proteínas adaptadoras
Proteínas de acoplamiento
Funcionan como sitios de unión para moléculas adicionales para la señalización

Los dominios PTB y SH2 son involucrados

Señalización celular
Durante la interfase, la célula aumenta de tamaño.
Se replica el DNA de los cromosomas y se duplica el centrosoma.

En la profase, los cromosomas replicados,
formados cada uno por dos cromátidas hermanas estrechamente asociadas, se condensan.

Fueran del núcleo, se ensamblan el huso mitótico entre los dos centrosomas, que han comenzado a separarse.
Para mayor simplicidad, sólo se dibujaron tres cromosomas.

La prometafase comienza bruscamente con la ruptura de la envoltura nuclear.
Los cromosomas pueden unirse ahora a los microtúbulos del huso a través de sus cinetocoros y presentar movimiento activo.

La prometafase comienza bruscamente con la ruptura de la envoltura nuclear.
Los cromosomas pueden unirse ahora a los microtúbulos del huso a través de sus cinetocoros y presentar movimiento activo.

Durante la anafase, las cromátidas hermanas se separan sincrónicamente, y cada una es arrastrada lentamente hacia el polo del huso al que esta adherida.
Los microtúbulos del cinetocoro se acortan, y los polos del huso también se separan, lo que contribuye a la segregación de los cromosomas.
Durante la telofase, los dos grupos de cromosomas llegan a los polos del huso.
Se reconstruye una nueva envoltura nuclear alrededor de cada grupo, lo que completa la formación de dos núcleos y marca el final de la mitosis.
La división del citoplasma comienza con la formación del anillo contráctil.

La mitosis

es un proceso que ocurre en el núcleo de las células eucariotas y que precede inmediatamente a la división celular, consistente en el reparto equitativo del material hereditario (ADN) característico. Se divide en cinco etapas: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase.
La citocinesis
consiste en la separación física del citoplasma en dos células hijas durante la división celular. Se divide en dos por un anillo contráctil de filamentos de actina y miosina que estrangula la célula y da lugar a la formación de dos células hijas, cada una de ellas con un núcleo.
Muchos procesos biológicos exigen que varias células trabajen juntas y coordinen sus actividades. Para que esto sea posible, las células tienen que comunicarse entre sí, lo cual se logra mediante un proceso llamado
señalización celular
.
Se activan con la unión, mediante los siguientes mecanismos:
1.- Activación por resultado de la translocación a la membrana, aproximándolo mucho a sus sustratos.
2.- Mediante un mecanismo aleostérico al unirse con la fosfotirosina
3.- Directamente por fosforilación (Relación con RTK activadas).

Elementos básicos de los sistemas de señalización celular
Las células se comunican entre sí mediante moléculas mensajeras extracelulares. esos viejan y pueden estimular células cercanas o lejana al origen del mensaje
Tipos de señalización intercelular
Autocrina
. las células se estimulas a si mismas mediante receptores en su superficie.

Paracrina
. Las moléculas mensajeras viajan solo distancias cortas hasta los receptores de otra célula.

Endocrina
. Lás moléculas mensajeras, a través del torrente sanguíneo, llegan a células blanco e larga distancia.
Autocrina
Paracrina
pTyr-Glu-Glu-Ile
Asn-Pro-X-Tyr
Vías de señalización
Consisten en una cadena de proteínas de señalización que interactúan una con la otra en una secuencia
Proteínas RAS
Es un pequeña GTP-asa que se mantiene en la superficie interna de la membrana plasmática por un grupo lipídico unido por enlaces incrustado en la membrana.
Actúa como temporizador molecular
Consiste de una sola subunidad pequeña (monomérica)
Puede encontrarse en dos formas:
Activa (con GTP)
Inactiva (con un GDP)

Ciclo de las proteínas G monoméricas
Se regula por unas proteínas accesorias:

Proteínas activadoras de GTP-asa (GAP)
Factores de intercambio de nucleótido de guanina (GEF)
Inhibidores de disociación de nucleótido de guanina (GDI)

Factores de intercambio de nucleótido de guanina (GEF)
Proteínas activadoras de GTP-asa (GAP)
Tienen la función de acelerar la capacidad de las proteínas G de hidrolizar un GTP unido.

Inhibidores de disociación del nucleótido de guanina (GDI)
Inhiben la liberación de un GDP unido de una proteína G monomérica, manteniéndola en un estado inactivo
Vía de cinasa
de Ras-MAP
Pasos de señalización
Se unen con su proteína G monomérica inactiva y estimulan la disociación del GDP unido. De esta forma, al liberarse el GTP, la proteína se unirá con un GTP, activándose.

Paso 1
. Liberación de mensajero hacia los receptores específicos.
Paso 2.
El mensajero o ligando se une con un receptor en la superficie extracelular, determinando una señal que llega hasta el citoplasma.
Paso 3.
transducción de señal.
Adaptación de la cinasa de MAP para transcribir diferentes tipos de información
R
uta que ha sido adaptada por diferentes eucariotas para diferentes funciones.
Los hongos usan la cascada de la cinasa de MAP para apareamiento.
Las plantas la usan para defensa contra patógenos.
En todos los casos el centro de la via contiene MAPKKK, MAPKK Y MAPK.

Se han reconocido 14 MAPKKK, 7 MAPKK y 13 MAPK diferentes


Usando distintos miembros de la familia se pueden ensamblar varias vías distintas de la cinasa de MAP que llevan a cabo diferentes funciones
El receptor en el dminio citoplasmatico transmite una señal al efector, el cuela genera un senundo mensajero, el cual puede activar o desactivar proteínas específicas.
Otro tipo de receptor transmite una señal a las proteínas de señalización . la proteínas iteractúan entre sí o con componentes de membrana celular mediante dominios de interacción.
Posibles pasos 4
Como resultado tenemos una vía de señalización por proteínas operando en secuencia
Para activar estas proteínas y cambiar su conformación son necesarias enzimas cinasas y fosfatasas que agregan o retiran grupos fosfatos a/de proteínas.
El receptor para insulina es una proteína tirosina cinasa.
Diversas proteínas de señalización
SUSTRATOS DEL RECEPTOR PARA INSULINA (IRS).
Se caracterizan por la presencia de:
Un dominio PH en el extremo N
Un dominio PTB
Larga cola con sitios para fosforilación de tirosina

Señalización del receptor de insulina
Al final, las señales llegan a las proteínas blanco que son las que intervienen en procesos celulares básicos.
El cuerpo humano requiere mantener la concentración de glucosa sanguínea en limites estrechos, esta concentración es controlada por el páncreas. Cuando esta en limites bajos el páncreas produce glucagón, este estimula la producción de glucosa a partir de el glucógeno.
a)
b)
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b)
Existen muchas moléculas que pueden funcionar como mensajeros y receptores
Aminoácidos y derivados (glutamato, adrenalina, dopamina, etc.
Gases (CO2)
Hormonas esteroideas
Ecosanoides
Polipéptidos y proteínas
Este dímero receptor se une con una sola molécula de la misma hormona. Lo cual produce una recolocación de los dominios de unión con ligandos en el exterior de la célula, lo que crea una aproximación entre los dominios tirosina cinasa del medio intracelular
Mensajeros y receptores
Receptores
Receptores unidos con proteína G (GPCR).
Traducen la unión de moléculas extracelulares de señalización en la activación de proteínas de unión con GTP.
La proteína tirosina cinasa receptora (RTK).
La actividad posterior a la unión del receptor con el ligando, es la fosforilación sustratos proteínicos citoplasmaticos.
Condutos activados por un ligando.
La unión con un ligando regulade manera directa la capacidad de estas proteínas para conducir un flujo de iones a través de la membrana plasmética.

Receptores de células B y T.
Participan en la reacción a los antígenos extraños.
Receptores unidos con proteínas G
Interactúan con proteínas G. Los ligandos que se les unen son hormonas, neurotransmisores opioides, odorantes, saborizantes y fotones.

Los miembros de esta familia de receptores también se conocen como receptores transmembranales 7 (7TM) porque contienen 7 hélices transmembranosas.

Heterotriméricas, porque poseen 3 subunidades polipeptídicas diferentes (Α,β,ϒ); se unen con nucleótidos de guanina, sea GDP o GTP, de ahí su nombre proteínas G. Se mantienen en la MP mediante cadenas de lípidos que se unen en forma covalente con las subunidades α y ϒ




Su terminación amino se encuentra fuera de la célula, las 7 hélises alfa que atraviesan la membrana plasmática se conectan con asas y la terminación carboxilo se halla en el interior de la célula
Hay 3 bucles en el exterior de la célula, que en conjunto forman el “depósito” de unión con un ligando.

En el lado citoplásmico también hay tres bucles que aportan el sitio de unión para las proteínas de señalización intracelular.

Sustratos 1 y 2
Sustitución
Activa proteína efectora
Producción del segundo mensajero AMP cíclico
Desactivación por hidrolísis
Función del IRS de tirosina fosforilado en la activación de varias vías de señalización.
La sub α se disocia y vuelve a unirse a βϒ
Bloqueo por fosforilación por GRK
Unión con Arrestinas
Después de su separación de la subunidad Gα, el complejo βϒ también tiene una función de señal y puede unirse por lo menos con 4 tipos de efectores diferentes: PLCβ, conductos iónicos para K﹢, adenilil ciclasa y cinasa PI-3.
Grb2
Se relaciona con IRS-1 o IRS-2 unidos con el receptor y activan más vías de señalización.

PI3K lo conforman:
-2 dominios SH2
-1 dominio catalítico

Segundos mensajeros
El cAMP es un segundo mensajero capaz de difndirse a otros sitios dentro de la célula. La síntesis de cAMP sigue a la unión del primer mensajero, una hormona u otro ligando, con el receptor.
El primer mensajero se une a una sola especie de receptor
El segundo mensajero estimula diversas actividades celulares.
Otros segundo mensajeros:
Ca²⁺
fosfoinositidos
Trifosfato de inositol
Diacilglicerol
cGMP
Óxido nítrico
Tipos de diabetes
Del 5 al 10% de todos los casos
Causada por defectos de la señalización de la insulina
Del 90 al 95% de los casos restantes
Sgundos mensajeros derivados de fosfatidilinositol
Vías de señalización en las plantas
Los fosfolípidos de las membranas celulares se convierten en segundo mensajeros por la acción de varias enzimas que se regulan como respuesta a las señales extracelulares
Foslipasas (separadoras de lípidos)
Fofolipidocinasas (fosforilan lípidos)
fosfatasas de fosfolípidos desfosforilan lípidos)
Mecanismos básicos de señalización que comparten las plantas y animales están:

*Las tirosinas cinasas receptoras no existen en las células vegetales, sin embargo contienen un tipo de proteínas cinasa que no existe en las células animales.
*El uso de mensajeros Ca2+ fosfonosítida.
Regulación de los niveles de glucemía
Insulina capta glucosa
Adrenalina y Glucagon liberan glucosa
DAG
. ACTIVA PROTEÍNAS QUINASAS (C)
SIMULTÁNEAMENTE CON EL Ca2+
CRECIMIENTO Y METABOLISMO CELULAR
TRANSFORMACIÓN DE CÉLULAS NORMALES EN CÉLULAS MALIGNAS

IP3.
AZÚCAR FOSFATO
DIFUNDE CON RAPIDEZ
RECEPTOR EN RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO
LIBERACIÓN DE CALCIO INTRACELULAR

La insulina actúa a través de una proteína tirosina cinasa receptora, su transducción se discutira en otro apartado. En cambio, tanto el glucagon como la adrenalina actúan uniendose al GPCR; estimulando la degradación de glucógeno a 1-fosfato de glucosa.
Estos son reconocidos por receptores distintos pero inducen la misma reacción en una mis célula blanco. despúes de la activación de sus ligandos, ambos reptores activan el mismo tipo de proteínas G que elevan los niveles de cAMP.
cAMP
El cAMP se sintetiza por ac´ión de la adeniolil ciclasa.
El cAMP induce una respuesta que conduce a la movilizaciónde glucosa mediante una cadena de reaccines.
Amplificación de señal
Las moléculas de cAMP activan la PKA. Cada subunidad catalítica de PKA fosforila una gran cantidad de moléculas de fosforilasa ciansa, las que a su vez fosforilan an una cantidad aún mayor de moléculas de glucógeno fosforilasa, que luego pueden catalizar la formación de una cantidad mucho mayor de fosfato de glucosa.

Por lo tanto, lo que comienza como un estímulo apenas perceptible en la superficie celular pronto se transforma en una movilización mayor de glucosa dentro de la célula.
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