Fisiología Celular: Funciones Vitales de las Células

FUNCIÓN DE NUTRICIÓN

1. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN a. Endocitosis b. Exocitosis 2. FUNCIÓN DE RELACIÓN 3. MOVIMIENTO a. Taxis o tactismos b. Cilios y flagelos c. Movimientos ameboide d. Movimiento intracitoplasmático 4. FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN. DIVISIÓN CELULAR a. Ciclo celular b. Mitosis y citocinesis C. Meiosis1. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN Para que las células puedan crecer y realizar todas sus funciones es necesario incorporar nutrientes (procesos de catabolismo) y se fabricarán nuevas moléculas (procesos de anabolismo) para la renovación de estructuras. Paralelamente se producirán productos de desecho que deberán ser expulsados. Estas funciones se realizan mediante la endocitosis y la exocitosis.

Nutrición Celular: Ingesta y Excreción

Nutrición celular materia y energía materia y energía Ingesta Excreción Metabolismo

ENDOCITOSIS

a. ENDOCITOSIS Se produce una invaginación englobándose así la partícula del exterior en una vesícula para su digestión intracelular (vacuola digestiva, lisosomas) o para su tránsito intercelular (transporte). Endocitosis mediada por receptor: existen receptores en la cara externa y proteínas llamadas clatrina en la cara interna de la invaginación. Se formarán vesículas revestidas de clatrina que darán posteriormente dos tipos de endocitosis.

• Pinocitosis: Ingestión de líquido o pequeñas partículas disueltas.
• Fagocitosis: Ingestión de partículas de gran tamaño en vacuolas de fagocitosis

Tipos de Endocitosis

Endocitosis Fagocitosis Pinocitosis Fluido extracelular . partículas sólidas Membrana plasmática Pseudopodos Endos oma Vesícula citoplasma Endocitosis mediada por receptores C C Receptor Depresión recubierta Capa de proteínas Vesícula recubierta

EXOCITOSIS

b. EXOCITOSIS Es un proceso de excreción, se fusiona la vesícula con la membrana plasmática y se vierte al exterior su contenido.

Funciones de la Exocitosis

• Eliminación de desechos procedentes de la digestión · Estructurales: Formación del glicocalix, pared celular con vesículas procedentes del aparato de Golgi. · Relación: Intercambio de señales con otras células. Neurotransmisores

Tipos de Exocitosis

• Constitutiva: Continua en el RE y Golgi para creación del glicocalix. De forma contínua. · Regulada: Glándula exocrina o endocrina. Neurotransmisores

FUNCIÓN DE RELACIÓN

FUNCIÓN DE RELACIÓN Las células realizan la función de relación a través de su membrana plasmática. Esta función se realiza en tres etapas: · Recepción de estímulos físicos o químicos externos que transforman en señales químicas (moléculas de señalización). · Transmisión de las moléculas de señalización hasta receptores específicos situados en una célula diana. · Respuesta desencadenada en forma de reacción química al unirse la molécula al receptor.

Comunicación Celular

La comunicación o relación entre células puede ser directa o a través de otra célula. En organismos unicelulares se cumplen todos los procesos de relación en la propia célula con el medio para responder a estímulos ya sea mediante movimiento, alimentación o defensa. En animales la comunicación entre células se realiza:

• Hormonas · Neurotrasmisores
• Mediadores quimicos: Comunicación entre células próximas muy rápidas. Paracrina.

Comunicación en Vegetales: Fitohormonas

En vegetales la comunicación se produce por fitohormonas que son sustancias producidas por células vegetales ubicadas mayormente en las hojas de la planta y que actúan sobre otras células como mensajeras químicas. Regulan de manera predominante los fenómenos fisiológicos de las plantas. · Crecimiento · Floración

Auxinas y Crecimiento Vegetal

Auxinas: Son un tipo de hormonas que estimulan la elongación. se producen en las partes de las plantas en fase de crecimiento activo. · Defensa · Maduración de los frutos

• Caída de hojas Auxinas síntesis Movimiento de hidratos de carbono Luz Auxina Auxina Luz JŲ Abscisión y engorde por NAA o 3,5,6-TPA Engorde por 2,4-D; 2,4-DP o Fenotiol
• Promueven el crecimiento y diferenciación celular y por tanto el crecimiento longitudinal de la planta.
• Inhiben el crecimiento de las yemas laterales del tallo. · Estimulan el crecimiento y maduración de frutas, floración y senectud. · Retardan la caída de hojas, flores y frutos jóvenes

Tipos de Receptores Celulares

Tipos de receptores: Proteínas

• Receptores de superficie: ○ Canales iónicos. Regulan su apertura o cierre por la acción de neurotransmisores como la Acetilcolina, necesaria para que se transmita el impulso nervioso. Determinará la entrada y salida de Na+/K+ o Ca 2+. Este tránsito de iones desencadenará la respuesta. ○ Señales intracelulares: Cuando la molécula de señalización se une al receptor de membrana se generan segundos mensajeros AMPc que produce reacciones en cascada para amplificar la respuesta.

Canales Iónicos

CANALES IÓNICOS compuertas compuerta externa de activación exterior citosol CAMP

Receptores Intracitoplasmáticos

· Receptores Intracitoplasmáticos: La unión con la molécula señalizada provocan respuestas duraderas. La unión provoca un cambio estructural en la proteína (receptor), pasando ambos al núcleo determinando la expresión o inhibición de un gen.

Esquema de Receptor Intracelular

Fluido extracelular Molécula señalizadora Membrana plasmática Citoplasma Receptor intracelular Núcleo ADN

RESPUESTA: Movimiento

TACTISMOS O TAXIS

TACTISMOS O TAXIS · Quimiotactismos: Las sustancias se unen a proteínas de la membrana que están unidas a proteínas quinasas que regulan la respuesta. ○ Positivo: Se desplazan hacia la zona de mayor concentración. Nutrientes. (ATRACCIÓN) ○ Negativo: Se desplazan hacia la zona de menor concentración. Tóxicos. (REPULSIÓN) Los gérmenes aeróbicos se desplazan hacia el oxígeno porque son positivamente quimiotácticos frente a los gérmenes anaeróbicos que son negativos. · Fototaxis o Fototropismos: Desplazan hacia lugares donde la concentración sea la adecuada. (Auxinas).

CILIOS Y FLAGELOS

CILIOS Y FLAGELOS · Cilios: Molinillo o bateo. Movimiento del ambiente Desplazan el líquido en una dirección paralela a la superficie de la célula. Los organismos unicelulares los usan para moverse ellos mismos o para arremolinar el líquido que les rodea y así atraer alimento. · Flagelos: Látigo. Movimiento helicoidal ondulante. Son similares a los cilios pero mucho más largos, gruesos y menos numerosos. Su principal misión es desplazar a la célula. Su movimiento tambien es diferente, el movimiento es en dirección paralela al propio eje longitudinal del flagelo. Los flagelos son frecuentes en células móviles como ciertos organismos unicelulares y gametos masculinos.

Movimiento de Cilios y Flagelos

.Cilios Flagelos movimiento helicoidal movimiento adelante y atrás parte pasiva en el movimiento cuerpo basal Flagelo Cilio

Estructura de Cilios y Flagelos

Ambos contienen una estructura central de microtúbulos y otras proteínas asociadas (axonema) cuya estructura es de 9 pares de microtúbulos externos que rodean al par central (9x2 + 2). El par central de microtúbulos contiene los 13 protofilamentos, las parejas externas comparten protofilamentos. Los cilios primarios carecen de par central. A uno de los microtúbulos de cada par periférico se le denomina túbulo A y al otro túbulo B. El A es un microtúbulo completo mientras que el B contiene sólo 10 u 11 protofilamentos propios y 2 o 3 compartidos con el A.

Componentes de Cilio o Flagelo

CILIO o FLAGELO Dineína, brazo externo - Nexina Dineína, brazo interno + Par central Pares periférico Radios proteicos I .. Par periférico Radios Placa basal Protofilamentos compartidos B A Membrana plasmática Zona de transción Cuerpo basal Raíces ciliares Tripletes

Mecanismo de Movimiento de Cilios y Flagelos

Los cilios o flagelos continúan moviéndose hasta que se les acaban las reservas de ATP. El movimiento se produce por deslizamientos de unos pares de microtúbulos sobre otros. El movimiento de los microtúbulos está producido por la dineína, un motor molecular. Cuando se activa produce un desplazamiento de un par respecto al otro. Para permitir un movimiento eficiente se necesita una coordinación entre las dineína de los dobletes externos de microtúbulos. El control del movimiento parece depender de las concentraciones de calcio y permite a la célula variar el movimiento de estas estructuras. https://www.youtube.com/watch?v=QGAm6hMysTA

MOVIMIENTO AMEBOIDE

MOVIMIENTO AMEBOIDE Se producen corrientes citoplasmáticas debido al cambio de estado del endoplasma de gel a sol. Ese cambio de gel (ectoplasma) a sol (endoplasma) se produce por interacción del citoesqueleto (filamentos de actina) con otras proteínas citoplasmáticas que convierten el gel (ectoplasma) en estado más líquido o sólido.

Ectoplasma y Endoplasma

Ectoplasma Endoplasma

MOVIMIENTO INTRACITOPLASMÁTICOS

MOVIMIENTO INTRACITOPLASMÁTICOS

• CICLOSIS En las células vegetales se dan corrientes alrededor de una vacuola central que desplazan los orgánulos. Esas corrientes son debidas a la interacción de filamentos de actina y miosina. · MOVIMIENTO DE ORGÁNULOS Interacción de túbulos con otra proteína que provoca el movimiento de los orgánulos. Ej: axona de neurona en el transporte de vesículas.

FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN: DIVISION CELULAR

CICLO CELULAR

CICLO CELULAR El ciclo celular son las distintas etapas que experimenta la célula durante su ciclo vital. El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que dicha célula, por división, origina dos nuevas células hijas. La duración del ciclo celular depende del tipo de célula, pudiendo ser desde algunas horas hasta años. Los seres eucariotas pluricelulares pueden tener dos tipos de células: las diploides y las haploides. Todas las células tienen que nacer y morir. Los seres pluricelulares pueden vivir más que las células que los componen, por lo que las células tienen que reproducirse, por lo menos, al mismo ritmo que mueren.

Fases del Ciclo Celular

M M G. G. G S I

INTERFASE

INTERFASE Periodo entre las divisiones, consta de varias fases:

• Fase G1 · Punto de restricción · Fase S · Fase G2 · Punto de restricción

Esquema de Interfase

M M G. 2 G, 1 G. S O

FASE G1

FASE G1 Biosíntesis de proteínas, material celular y reparación del ADN. NO HAY SÍNTESIS DE ADN, se produce sólo el crecimiento celular, duplicación del número de orgánulos, estructuras citoplasmáticas y la preparación de los cromosomas para la replicación. Puede haber un estado de reposo, G0 en el caso de que la célula no se divida. Sigue con su metabolismo pero no pasa al punto de restricción. Fase G1. Después de que la célula se ha dividido, la fase G1 es una etapa de crecimientocelular y de duplicación de los orgánulos y estructuras citoplasmáticas. En la fase G1, como en el resto de la interfase, se produce la transcripción y la traducción (síntesis de proteínas). Es el periodo más variable del ciclo celular. No se produce la síntesis de ADN. En la fase G1 la célula tiene una intensa actividad bioquímica, aumenta su tamaño y duplica sus enzimas, ribosomas, mitocondrias y otras moléculas y estructuras citoplasmáticas. Los orgánulos y estructuras membranosas como el aparato de Golgi, carioteca, lisosomas, ... procederán del retículo endoplasmático. Otros, como las mitocondrias y plastos se crearán a partir de otros preexistentes.