lunes, 21 de octubre de 2013

Organélos citoplasmaticos

Se denominan orgánulos llamados también organelas, organelos o mejor elementos celulares, a las diferentes estructuras suspendidas en el citoplasma de una célula eucariota, que tienen una forma y unas funciones especializadas bien definidas y diferenciadas. La célula procariota normalmente carece de orgánulos.


Reticulo endoplasmatico: Se formó a partir de la membrana fundamental por lo que su ultra estructura será PLP ó en gel. Esta por todo el interior celular, como una red, pero no toca el núcleo. Dentro del retículo hay líquidos intersticiales de lo que hay afuera, por lo que tiene mucha más superficie de selección la membrana

Mitocondria: En conjunto forman el condrioma, pero en unidad de mitocondrias. Hay 2 teorías sobre su origen: la primera, dice que provienen de la membrana fundamental, cuando un brazo del retículo se rompió y se volvió un órgano a parte. La otra dice que en el proceso de formación de la célula, una de ellas tomó una bacteria, la esclavizo hasta hacerla parte de ella origen bacteriana y se cree porque las mitocondrias tienen su propio ADN.


Ribosomas: Partículas de forma redondeadas presentes en la mayoría de las células y que siempre están muy cercanas al retículo endoplásmico. La estructura y ultra estructura coinciden por que se ven casi igual en los 2 microscopios. Tienen una membrana de gel se originan de la membrana. Su función depende del contenido: azúcares, ATP y RNA. Se supone que su función es por el RNA y esta es la síntesis proteica
.
Lisosoma: Organelos redondeados en casi todas las células. Son originarios de la membrana y su estructura y ultra estructura coinciden. No teniendo estructura específica, dependen de su contenido: enzimas capaces de romper estructuras químicas lisas. Defienden a la célula destruyen partículas extrañas y la ayudan a realizar procesos digestivos.
Aparato de Golgi : Es una formación descubierta por Golgi en los 60. Se determinó como una estructura siempre presente, pero no del mismo tamaño o con la misma posición. Algunas células tienen muy poco y otras mucho. Es originario de la membrana. Por microscopio fotónico se ve como una mancha cerca del núcleo. Contiene secreciones especiales de los tejidos glandulares.

Centriolo: Una estructura grande que solo existe en células animales estructura específica. La estructura por el fotónico es como una bolita muy resaltada cerca del núcleo. La ultra estructura se ve como una membrana limitante origen de membrana y contiene grupos de fibras que la reconocen y de 3 en 3. En sentido ecuatorial tiene 2 triadas. Su función es la formación de las ásteres en o durante la dilución celular.

Vacuola: Espacios dentro de la célula. En los tejidos vegetales duran toda la vida de la célula y son almacenes de esencias, colores, azúcares, aceites, etc. En los animales no persisten. Son digestivas, cuando en una célula joven animal se ven vacuolas que no digestiones, puede estar enferma.
Imagen 7  Vacuola.


Núcleo: Estructura muy importante de la célula. Suelen ser 1/3 del tamaño de la célula. Dirigen las funciones celulares. Muchas veces la división de la célula es por la pérdida de relación y tamaño ente el núcleo y el resto de la célula.

VIdeo 1. Organelos  Tomado de http://www.youtube.com/watch?v=rk3K_MOPy6s

Trasporte activo

Las moléculas se mueven espontáneamente a través de la membrana en contra de un gradiente de concentración para partículas sin carga o en contra de un gradiente electro-químico para partículas cargadas. Este proceso requiere consumos de energía.
La célula utiliza transporte activo en tres situaciones:
  • cuando una partícula va de punto bajo a la alta concentración.
  • cuando las partículas necesitan la ayuda que entra en la membrana porque son selectivamente impermeables.
  • cuando las partículas muy grandes incorporan y salen de la célula.
En la mayor parte de los casos este transporte activo se realiza a expensas de un gradiente de H+ (potencial electroquímico de protones) previamente creado a ambos lados de la membrana, por procesos de respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP mediante ATP hidrolasas de membrana. El transporte activo varía la concentración intracelular y ello da lugar un nuevo movimiento osmótico de rebalanceo por hidratación. Los sistemas de transporte activo son los más abundantes entre las bacterias, y se han seleccionado evolutivamente debido a que en sus medios naturales la mayoría de los procariotas se encuentran de forma permanente o transitoria con una baja concentración de nutrientes.
Los sistemas de transporte activo están basados en permeasas específicas e inducibles. El modo en que se acopla la energía metabólica con el transporte del soluto aún no está dilucidado, pero en general se maneja la hipótesis de que las permeasas, una vez captado el sustrato con gran afinidad, experimentan un cambio conformacional dependiente de energía que les hace perder dicha afinidad, lo que supone la liberación de la sustancia al interior celular.
El transporte activo de moléculas a través de la membrana celular se realiza en dirección ascendente o en contra de un gradiente de concentración (Gradiente químico) o en contra un gradiente eléctrico de presión  es decir, es el paso de sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy concentrado. Para desplazar estas sustancias contra corriente es necesario el aporte de energía procedente del ATP. Las proteínas portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa, que significa que pueden escindir el ATP (Adenosin Tri Fosfato) para formar ADP (dos Fosfatos) o AMP (un Fosfato) con liberación de energía de los enlaces fosfato de alta energía. Comúnmente se observan tres tipos de transportadores:
Uniportadores: son proteínas que transportan una molécula en un solo sentido a través de la membrana
Antiportadores: incluyen proteínas que transportan una sustancia en un sentido mientras que simultáneamente transportan otra en sentido opuesto.
Simportadores: son proteínas que transportan una sustancia junto con otra, frecuentemente un protón (H+).

Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio

Se encuentra en todas las células del organismo, en cada ciclo consume una molécula de ATP y es la encargada de transportar 2  iones de potasio que logran ingresar a la célula, al mismo tiempo bombea 3 iones de  sodio desde el interior hacia el exterior de la célula (exoplasma), ya que químicamente tanto el sodio como el potasio poseen cargas positivas. El resultado es ingreso de 2 iones de potasio (Ingreso de 2 cargas positivas) y egreso de 3 iones de sodio (Egreso de 3 cargas positivas), esto da como resultado una perdida de la electropositividad interna de la célula, lo que convierte a su medio interno en un medio "electronegativo con respecto al medio extracelular". En caso particular de las neuronas en estado de reposo esta diferencia de cargas a ambos lados de la membrana se llama potencial de membrana o de reposo-descanso. Participa activamente en el impulso nervioso, ya que a través de ella se vuelve al estado de reposo.
Video 1. Bomba Sodio potasio  Tomado de http://www.youtube.com/watch?v=Q-pgypwEYgA

Transporte activo secundario o cotransporte

Es el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular tales como los aminoácidos y la glucosa, cuya energía requerida para el transporte deriva del gradiente de concentración de los iones sodio de la membrana celular (como el gradiente producido por el sistema glucosa/sodio del intestino delgado).
  • Intercambiador calcio-sodio: Es una proteína de la membrana celular de todas las células eucariotas. Su función consiste en transportar calcio iónico (Ca2+) hacia el exterior de la célula empleando para ello el gradiente de sodio; su finalidad es mantener la baja concentración de Ca2+ en el citoplasma que es unas diez mil veces menor que en el medio externo. Por cada catión Ca2+ expulsado por el intercambiador al medio extracelular penetran tres cationes Na+ al interior celular. Se sabe que las variaciones en la concentración intracelular del Ca2+ (segundo mensajero) se producen como respuesta a diversos estímulos y están involucradas en procesos como la contracción miscular , la expresion genética, la diferencia celular, la secreción, y varias funciones de las neuronas. Dada la variedad de procesos metabólicos regulados por el Ca2+, un aumento de la concentración de Ca2+ en el citoplasma puede provocar un funcionamiento anormal de los mismos. Si el aumento de la concentración de Ca2+ en la fase acuosa del citoplasma se aproxima a un décimo de la del medio

Endocitosis

La endocitosis es el proceso celular, por el que la célula mueve hacia su interior moléculas grandes o partículas, este proceso se puede dar por evaginación, invaginación o por mediación de receptores a través de su membrana citoplasmática, formando una vesícula que luego se desprende de la pared celular y se incorpora al citoplasma. Esta vesícula, llamada endosoma, luego se fusiona con un lisosoma que realizará la digestión del contenido vesicular.
Existen tres procesos:
  • Pinocitosis: consiste en la ingestión de liquidos  y solutos mediante pequeñas  vesiculas.
  • Fagocitosis: consiste en la ingestión de grandes partículas que se engloban en grandes vesículas (fagosomas) que se desprenden de la membrana celular.
  • Endocitosis mediada por receptor o ligando: es de tipo especifica, captura macromoleculas específicas del ambiente, fijándose a través de proteínas ubicadas en la membrana plasmatica (específicas).
Una vez que se unen a dicho receptor, forman  las vesiculas y las transportan al interior de la célula. La endocitosis mediada por receptor resulta ser un proceso rápido y eficiente
Imagen 1. Endocitosis. Tomada de http://www.youtube.com/watch?v=Q-pgypwEYgA

Exocitosis

Es la expulsión o secreción de sustancias como la insulina a través de la fusión de vesículas con la membrana celular.
La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido.
La exocitosis se observa en muy diversas células secretoras, tanto en la función de excreción como en la función endocrina.
También interviene la exocitosis encargada de la secreción de un neurotransmisor a la brecha sináptica, para posibilitar la propagación del impulso nervioso entre neuronas. La secreción química desencadena una despolarización del potencial de membrana, desde el axón de la célula emisora hacia la dendrita (u otra parte) de la célula receptora. Este neurotransmisor será luego recuperado por endocitosis para ser reutilizado. Sin este proceso, se produciría un fracaso en la transmisión del impulso nervioso entre neuronas. Es el proceso mediante el cual transporta moléculas de gran tamaño desde su interior exterior.Esta moléculas se encuentran dentro de vesículas intracelulares las cuales se desplazan hasta la membrana celular, se funcionan con esta y liberan su contenido en el fluido circundante.

Imagen 2. Exocitosis . Tomada de http://www.youtube.com/watch?v=Q-pgypwEYgA

http://www.youtube.com/watch?v=D8c6r13Mr-U

Transporte Pasivo


 Difusión Simple.

Mecanismo de trasporte pasivo , sin consumo de energía celular , a favor del gradiente de concentración . Involucra moléculas e iones. Las sustancias liposulubles  pueden atravesar fácilmente la membrana  hasta que el soluto se equilibra  a ambos lados de la bicapa, las moléculas hidrofobicas  moléculas polares de pequeño tamaño  pero no cargadas se difunden más rápidamente.

Osmosis

se define como el flujo de agua a través de la membrana sermipermeable desde un compartimiento de baja concentración hacia uno de concentración mayor. La osmosis  se produce por que la presencia de solutos reduce el potencial químico del agua que tiende a fuir desde las zonas de su potencial químico es mayor hacia uno menor.


Facilitada

Mecanismo pasivo a favor del gradiente de concentración que facilita el trasporte de determinadas sustancias , que en general son insolubles en lipidos , monosacaridos, ácidos grasos.

 Esta  difusión es mediada por un transportador o carrier . Depende de proteínas integrales a la membrana, cada proteína transportadora es especifica de una sola molécula o de un grupo de moléculas.

La proteína transportadora expone los sitios de reconocimiento o de una de las caras de la membrana , cuando la molécula por trasportar se une


 

Video. Trasporte y Osmosis . Tomado de https://www.youtube.com/watch?v=WZQXe1DGpqg




jueves, 17 de octubre de 2013

Membrana Celular

Es una  bicapa lipídica  que delimita todas las células . Es una estructura laminada formada porfosfolipidos , glicolipidos  y proteínas que rodea, limita, da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células. La membrana plasmática regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma  y el medio extracelular. Es similar a las membranas que delimitan los orgánulos de  células eucariotas.


Está compuesta por dos láminas que sirven de "contenedor" para el citosol  y los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos  y proteínas.

La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva , lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el paso de aguas , iones y metabolitos, a la vez que mantiene el  potencial electroquimico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente). La membrana plasmática es capaz de recibir señales que permiten el ingreso de partículas a su interior.
Cuando una molécula de gran tamaño atraviesa o es expulsada de la célula y se invagina parte de la membrana plasmática para recubrirlas cuando están en el interior ocurren respectivamente los procesos de endocitosis y exocitosis..
Tiene un grosor aproximado de 7,5 nm y no es visible al microscopio óptico  pero sí al microscopio electrónico, donde se pueden observar dos capas oscuras laterales y una central más clara. En las células procariotas  y en las eucariotasmótrofas como plantas  y hongos , se sitúa bajo otra capa, denominada  pared celular .
Mosaico Fluido:

El modelo de mosaico  fluido es un modelo de la estructura de la membrana plasmática  propuesto en  1972 por S.J. Singer y Garth Nicholson  gracias a los avances en microscopia electronica , el estudio de interacciones hidrófilas, al estudio de enlaces no covalentes como puentes de hidrógeno y el desarrollo de técnicas como la criofractura  y el contraste negativo 


Imagen 1.  S.J. Singer y Garth Nicholson 




Proteínas de la membrana 

Proteínas integrales o instrinsecas de la membrana:

Se encuentran incrustadas total o parcialmente  en el espesor de la bicapa , se mueven lateralmente en la membrana .

Función:

-Función estructural :
-Función de bomba.
- Función transportadora 
- conductoras.
- Enzimaticas .
- Productoras de Anticuerpos .

Proteínas perifericas o extrinsecas:

 Se encuentran adosadas por el lado externo y/o interno de la bicapa  ( son las más móviles).

Funciones: 
- uniones transitorias a ciertas sustancias : recibir información ,ligar sustancias que han de penetrar en la membrana.y participa  en reacciones bioquímicas.

Funciones de la membrana plasmática:

- Recepción de la información  las proteínas intrínsecas pueden tener la capacidad de captar varias sustancias especificas y a partir de ellas trasmitir la información celular.

- Especializaciones.
-Mantenimiento de la identidad celular.




.

miércoles, 16 de octubre de 2013

La célula


Descubrimiento
 A continuación se enumera una breve cronología de tales descubrimientos:Las primeras aproximaciones al estudio de la célula surgieron en el siglo XVIII;tras el desarrollo a finales del siglo  XVI de los primeros microscopios. Estos permitieron realizar numerosas observaciones, que condujeron en apenas doscientos años a un conocimiento morfológico   relativamente aceptable.

  • Década de 1830 Theodor Schwann: estudió la celula animal junto con Mattias Scleiden  postularon que las células son las unidades elementales en la formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del proceso vital.
  • 1831 Robert Brown describió el núcleo  celular..
  • 1839 Purkinje: observó el citoplasma celular.
  • 1857 Kolliker : identificó las mitocondrias.
  • 1858 Rudolf Virchow  postuló que todas las células provienen de otras células.
  • 1860: Pasteur: realizó multitud de estudios sobre el metabolismo de levaduras y sobre la asepsia .
  • 1880 August  Weisman descubrió que las células actuales comparten similitud estructural y molecular con células de tiempos remotos.
  • 1931 Ernst Ruska  construyó el primer microscopio electronico de trasmisión 
Célula 

La célula es una unidad mínima de una organismo  capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células y en general se acepta que ningún organismo  es un ser vivo si no consta al menos de una célula.

Características Generales   

Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de estas células bacterianas mas pequeñas tiene forma cilíndrica  de menos de una micra. En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar  varios metros de longitud ( las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular).

Casi todas las células vegetales  tiene entre 20 y 30 micras de longitud, forma poligonal  y pared celular rígida , Las células de los tejidos animales  suelen ser compactas , entre 10 y 20 micras de diámetro y con una membrana superficial  deformable y casi siempre muy plegada.

Pese a las muchas diferencias de aspecto y función todas las células están envueltas en una  membrana llamada membrana plasmática, que encierra una sustancia  rica en agua llamada citoplasma.

En el interior de la célula tiene lugar numerosas reacciones químicas que les permite crecer, producir energía y eliminar residuos ( el conjunto de reacciones se llama metabolismo).

Todas las células contienen información contienen información hereditaria  codificada en moléculas de  ácido desoxirribonucleico  (ADN) esta información  dirige  la actividad de la  célula  asegurando su reproducción y el paso de los caracteres al paso de su desencadencia.

Función

Tienes tres funciones 
-  Nutrición 
- Relación 
- Reproducción

  • Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo 
  •  Crecimiento y multiplicación . Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular .
  • Diferenciación  Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular . Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del  ciclo celular  en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.
  • Señalización: Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina quimioxtaxis . Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores , factores de crecimiento. en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular  y trasducción de señales.
  • Evolución . A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan . 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 :
Sirve para recibir estimulos y que ellos den respuesta.

Movimiento ameboide:
Se produce por formaciones de pseudopodos , son expansiones  de la menbrana plasmatica  producidos por el movimiento del citoplasma 


Movimiento Vibratil :

Se produce por el movimiento de cilos o flagelos de la célula  
Imagen 3. Movimiento vibratil .


Reproducción celular:

A partir de una célula  progenitora  se puede tener descendientes.es un proceso que asegura  que cada descendiente tenga una copia fiel  del material genético.

En las células procariotas  se produce la división  simple de bipartición 
 en las células eucariotas se produce la division por una proceso llamado mitosis.

Organismo unicelulares :

Son organismos sencillos formados por una sola célula. Pueden  ser eucariotas  o procariotas ( bacterias, algas, protozoos, y algunos hongos). Estos se agrupan  y forman  colonias, se origina  a partir de una célula y se dividen.


Organismo pluricelulares: 

Están formados por varias células, en ellos existe diferenciación celular..
La célula  no puede separarse  del organismo y vivir independiente  ella necesita otras células para vivir.
en donde cada célula  realiza una función especifica , se forma a partir de una célula madre o cigoto.

Clasificación celular :

Célula Procariota 

- No tiene nucleo  (su material genético ese encuentra disperso en el citoplasma )
- Tiene ribosomas.
- Se presentan en bacterias 

  


Célula eucariota

- Posee núcleo 
- Tiene múltiples orgánelos (mitocondrias, ribosomas, retículo endoplasmatico, entre otros)
- Su material esta encerrado  en una membrana y forma el núcleo.
- Es el tipo de célula  que presentan el resto  de seres vivos.
Imagen 5. Célula Eucariota Vegetal.



Video 1. Las  Células: como funcionan 

miércoles, 4 de septiembre de 2013

Flujo de energia


Energía:   es la capacidad de producir  un cambio en el estado  o movimiento  de la materia  

Tipos de la energía: 

  • Cinética :  Es el movimiento de la masa  o de las partículas  
          Se dividen en tres:
      
              a) Luz:  es el movimiento de los fotones
              b) Calor:  es el movimiento de las moléculas  
              c) Electricidad:  es el movimiento de electrones.

  • Potencial o almacenado:  es la capacidad de hacer un trabajo  en virtud  de posición  o de estado de masa o partículas. 
          Se dividen en tres:

           a)  Energía química :  se almacena en los enlaces ( glucocidicos-fosfodiester) 
           b) Energía eléctrica:  
           c) Energía de posición: agua en una represa 

Flujo de eneregia : (siempre se transforma.)
1. depende de la energia inicila disponible
2. utilidad de la energia


Termodinámica 

Es la transferencia de calor asociado a las reacciones químicas, 

  • Reacción quimica : 
  • Endotermica ( proceso en el cual se necesita  temperatura )

  • Exotermica ( proceso en el  cual se libera energía) 



Leyes de la termodinámica 

1. La cantidad de energía del universo permanece constante, (la energía no se crea ni se destruye, se        transforma) 
2. La energía tiende a difundirse de una forma mas concentrada a una menos concentrada (energía de mayor concentración a menor concentración)
3. Cuando en un sistema no hay desorden la energía es igual a cero 

Entropia: es la forma como se mide el grado de desorden o cambio de un sistema 

SISTEMAS: 
1. Abierto :Es el  intercambio de materia y energía, 
2. Cerrado:  Es el intercambio de energía 
3. Aislado :  proceso en el cual no  se intercambia  materia ni energía, 

fórmula para obtener energía
= W= F*D

w= ENERGIA
f= FUERZA
D= DISTANCIA
Fuentes de energía 
Autotrofos: son los organismos que fabrican su propio alimento.

Perdida de energía: ninguna transformación da el 100 por cierto
la energía  se pierde principalmente en forma de luz y calor .
el calor no puede ser almacenado en las células o en ninguna parte de los seres vivos .


Reacciones quimicas de enlaces  

Reacción de tipo endergonica :  Es la entrada de energía lumínica para generar energía química en la absorción de CO2 que produce oxigeno 

sacaroza + grlucosa + ATP = glucosa GP

Reacciones expontaneas:   necesita de un factor externo, para poderlo transformar, 
.
Reacciones exergonicas , Proceso en el cual  libera energía

A,B --------> A +B +  Energía 

Proteínas y Aminoácidos

Aminoácidos y Proteínas 


Son compuestos nitrogenados que tienen como base aminoácidos (a.a), las proteínas tienen funciones estructurales, inmunologicas, enzimaticas, homesostaticas (es decir, mantienen el pH), entre otras. 



Ciertos aminoácidos que no pueden ser biosintetizados por los animales ni por el hombre deben ser administrados en una dieta. Estos aminoácidos que no se pueden sintetizar pero que se ingieren a través de la comida se denominan esenciales, y aquellos que sintetizamos, se llaman aminoácidos NO esenciales, ya que nuestro cuerpo los sintetiza. 


Peptidos 

Cuando varios aminoácidos aminoácidos  se unen, se crean los peptidos. Estos se crean de acuerdo a la cantidad de monomeros que los conforman.

Los monomeros de las proteinas, que estan conformados por amonoacidos, estan unidos por enlaces Peptidicos, que a su vez estan conformados de la siguiente manera:

la uniòn de 2 (a.a) se denominan DIPEPTIDOS
la uniòn de 3 (a.a) se denominan TRIPEPTIDOS
la unión de 4 (a.a) se denominan TETRAPEPTIDOS
la unión de 5 (a.a) se denominan PENTAPEPTIDOS

Los peptidos estan conformados por Nitrógeno y Carbono, ambos en las cadenas cíclicas son en orden la cabeza y la cola, como se muestra en la siguiente imagen. 



Dentro de los peptidos de mayor importancia son: