4. El descubrimiento de la célula
Robert Hooke (siglo XVII) observando al
microscopio comprobó que en los seres vivos
aparecen unas estructuras elementales a las que
llamó células. Fue el primero en utilizar este
término. Publicó observaciones en MICROGRAFÍA
en 1665.
Dibujo de R.
Hooke de una
lámina de corcho
al microscopio
5. El descubrimiento de la célula
Tornillo de
Antony van Leeuwenhoek enfoque
(siglo XVII) 1676, fabricó un
sencillo microscopio con el lente
que pudo observar algunas
células como protozoos y
glóbulos rojos, Aguja para la muestra
espermatozoides. En 1683
observó bacterias
Dibujos de bacterias y
protozoos observados por
Leeuwenhoek
6. En el siglo XX ,el canadiense James Hillier
construyó en 1937 el primer microscopio
electrónico que sustituyó la luz por
electrones y las lentes por campos
magnéticos.
Podía ampliar las imágenes hasta 7000
veces. Se continuó perfeccionando hasta
llegar a aumentar unos dos millones de
veces.
7. La teoría celular
Estos estudios y los realizados posteriormente permitieron establecer en
el siglo XIX lo que se conoce como Teoría Celular, que dice lo siguiente:
• Todo en los seres vivos está formado por células o por sus
productos de secreción (Unidad morfológica).
• Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las
células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias
que ellas secretan (Unidad fisiológica).
• Cada célula contiene la información hereditaria necesaria para
su propio control (Unidad genética).
• Todas las células proceden de células preexistentes, por división
de éstas (Unidad reproductora).
8. La estructura de la célula
La estructura básica de una célula consta de:
MEMBRANA PLASMÁTICA: una membrana
que la separa del medio externo, pero que permite
el intercambio de materia.
CITOPLASMA: una solución acuosa en el
que se llevan a cabo las reacciones
metabólicas.
NÚCLEO: ADN: material genético,
formado por ácidos nucleicos.
ORGÁNULOS SUBCELULARES: estructuras
subcelulares que desempeñan diferentes funciones
dentro de la célula.
10. Tipos de Células
Podemos encontrar dos tipos de células en los seres vivos:
CÉLULA PROCARIOTA
•El material genético ADN está libre en el
citoplasma.
•Sólo posee unos orgánulos llamados
ribosomas.
•Es el tipo de célula que presentan las
bacterias
CÉLULA EUCARIOTA
•El material genético ADN está encerrado
en una membrana y forma el núcleo.
•Poseen un gran número de orgánulos.
•Es el tipo de célula que presentan el
resto de seres vivos.
13. Vacuolas:
vesículas llenas
de sustancias de
Centriolos: intervienen en la reserva o
división celular y en el desecho.
movimiento de la célula. Ribosomas:
responsables de
la fabricación de
proteínas
Núcleo: contiene la
instrucciones para el
funcionamiento celular y la Lisosomas: vesículas donde
herencia en forma de ADN. se realiza la digestión
celular.
Retículo: red de canales donde
se fabrican lípidos y proteínas
Mitocondrias: responsables de la que son transportados por toda
respiración celular, con la que la la célula.
célula obtiene la energía necesaria.
Aparato de Golgi: red de
canales y vesículas que
transportan sustancias al
exterior de la célula.
14. Tipos de células eucariotas
Recordar: que la célula vegetal se caracteriza por:
• Tener una pared celular además de membrana
•Presenta cloroplastos, responsables de la fotosíntesis
•Carece de centriolos (casquetes polares)
16. ESTRUCTURA Y
PROCARIOTAS EUCARIOTA
ORGANELOS CELULARES
Bacterias y
Representantes Protistas, hongos, Plantas y animales
cianobacterias
Cianobacterias: celulosa, Plantas: Celulosa, hemicelulosa y
Pared celular hemicelulosa y pectina pectina
Bacterias: peptidoglucano Hongos: Quitina.
Envoltura nuclear Ausente Presente
ADN Desnudo: Sin Histonas Asociado con histonas
Cromosomas Único Múltiples
División Asexual : Fisión binaria Mitosis y meiosis
Organelos membranosos
Cloroplastos, Retículo
Endoplásmico, Complejo de Ausentes Presentes
Golgi, Vacuolas,
mitocondrias
Organelos no
Presentes (80 S)
membranosos Presentes (70 S)
Presentes en animales y algas
Ribosomas Ausentes
flageladas.
Centriolos
Citoesqueléto
Microtúbulos,
Ausentes Presentes
Microfilamentos y
Filamentos Intermedios.
Inclusiones
Presentes Presentes.
citoplasmáticas
17. MORFOLOGÍA CELULAR
A. FORMA: Se distinguen dos clases de células:
• DE FORMA VARIABLE O
IRREGULARES: Cambian constantemente de
forma. Ej. Leucocitos, amebas.
• DE FORMA ESTABLE O CONSTANTE:
Mantienen su forma durante toda su vida. Pueden
ser:
18. Isodiamétricas: Las tres dimensiones son iguales.
Ej. Óvulo.
Aplanadas: Una dimensión es menor que las otras
dos. Ej. Células epiteliales de revestimiento.
Alargadas: Su longitud es mayor que las otras dos
dimensiones. Ej. Células musculares estriadas.
Estrelladas: Con numerosas prolongaciones. Ej.
Neuronas.
Poliédricas: Presentan muchos lados. Ej. Células
vegetales.
Discoidales: En forma de discos bicóncavos. Ej.
Eritrocitos.
20. B. TAMAÑO: Por el Tamaño pueden ser
MICROSCÓPICAS: MACROSCÓPICAS:
Su tamaño es menor a los 100 µm, Su tamaño es mayor que los 100 µm.
no visibles por el ojo humano, Ej. El huevo del avestruz que tiene
entre estas se encuentra: un radio de 0,1 m, las fibras musculares miden
los glóbulos rojos que miden 7,5 µm, de 2 a 6 cm, las fibras vegetales miden
las células epiteliales miden 30 µm.
de 5 a 18 cm, las neuronas humanas miden
hasta 1 m.
22. Nutrición celular
La nutrición celular , TODOS los procesos destinados a
proporcionar a la célula energía para realizar todas sus
actividades y materia orgánica para crecer y renovarse.
En la nutrición heterótrofa
(células animales):
•La membrana permite el paso
de algunas sustancias.
•La célula incorpora partículas
mayores mediante fagocitosis.
•Una vez incorporadas estas
sustancias son utilizadas en el
metabolismo celular.
23. Nutrición celular
En la nutrición autótrofa (células
vegetales):
•La célula atrapa la energía de la luz
solar.
•La célula incorpora agua, CO2 y sales
minerales y mediante la energía
atrapada fabrica sus propios alimentos
(fotosíntesis).
•Una vez fabricadas, estas sustancias
son utilizadas en el metabolismo celular.
25. Modelos de Membrana
Gorter y Grendel (1925)
Dawson y Danielli (1935)
Robertson (1959)
Singer y Nicholson (1972)
26. Gorter y Grendel (1925)
Extrajeron los lípidos de la membrana de los eritrocitos, los
extendieron sobre agua observando que ocupaban una
superficie doble de la que debían ocupar , concluyendo que
la capa era bimolecular.
Grupo polar (hid rófilo)
Grupo no polar (hid rófobo)
Capa
monomolecular
de lípidos
27. Dawson y Danielli (1935)
Sintetizaron los conocimientos proponiendo que la
membrana plasmática estaba formaba por una "bicapa
lipídica" con proteínas adheridas a ambas caras de la misma.
Cara externa
Cubierta proteica
Bicapa
lipídica
Cubierta proteica
Cara interna
28. Robertson (1959)
Con base en las observaciones de microscopía electrónica
Se formuló el modelo de la “unidad de membrana”.
Cara externa
Cubierta glucoproteica
Bicapa
lipídica
Cara interna
Cubierta proteica
29. Singer y Nicholson (1972)
La integración de los datos químicos, físico-químicos y las diversas
técnicas de microscopía llevó al actual modelo de “mosaico fluido” (Singer
S.J., and Nicholson, G.L. (1972) Science, 175:120).
Según este modelo del mosaico fluido, que ha tenido gran aceptación, las
membranas constan de una bicapa lipídica (una doble capa de lípidos) en
la cual están inmersas diversas proteínas.
32. Fosfoglicéridos o glicerofosfolípidos
• Muy abundantes de las membranas celulares
• Constan de tres partes: dos cadenas de ácidos grasos, glicerol y un ácido fosfórico.
El glicerol hace de puente entre los ácidos grasos y la parte hidrofílica. Este
componente hidrofílico puede ser la etonalamina, colina, serina, glicerol, inositol o el
inositol 4,5-bifosfato, son los que dan nombre a los distintos tipos de
glicerofosfolípidos
33. Esfingolípidos
Deben su nombre a que poseen una molécula de esfingosina, un alcohol nitrogenado
con un cadena carbonada larga, a la cual se le une una cadena de ácido graso, formando
la estructura básica denominada ceramida.
Los esfingolípidos son más abundantes en las membranas plasmáticas que en las de los
organelos.
34. Esteroles
El colesterol es el esterol más importante de las células animales y el tercer tipo
de lípido más abundante en la membrana plasmática, mientras que aparece en
pequeñas proporciones en las membranas de los orgánulos.
• Se encuentra embebido en el
área hidrofóbica .
• Otorga estabilidad de la
membrana al interaccionar con
las "colas" de la bicapa lipídica
• 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).
37. Componentes de la membrana
PROTEÍNAS
• Integrales. Atraviesan la membrana
(transmembranosas). Anfipáticas
• Periféricas. Asociadas con un ácido graso (covalente) o
con proteína integral (electrostática).
• En el lado citoplasmático, son principalmente enzimas;
en el lado exterior son escasas, pueden unirse a un
glucosil fosfatidil inositol (GPI).
38. Proteínas integrales atraviesan la membrana y sus funciones más
importantes son:
Servir como canales que permiten el paso de sustancias dentro y fuera de
la membrana .
Desplazamiento de sustancias a través de uniones específicas soluto-
proteína.
Actividad enzimática empujando sustancias hacia dentro y fuera de la
membrana.
Destaca la función de adhesión : Integrinas, cadherinas, selectinas y otras.
39. Proteínas periféricas
Se encuentran adheridas a la superficie de la membrana. Sus funciones más
.
importante son:
Servir de receptor para moléculas mensajeras como hormonas
Confieren identidad a la célula (antígeno de superficie)
Establecen uniones con los microfilamentos que rodean la membrana
40. Funciones de las Proteínas de la membrana
Adhesión celular, puntos de anclaje con
componentes del citoesqueleto.
Canales (uniones de hendidura), permiten el paso de
moléculas pequeñas entre dos células vecinas.
Transporte, ya sea en forma pasiva o en forma activa,
mediante procesos que requieren de energía.
Transductoras receptoras de señales, que luego
transfieren el mensaje al interior de la célula.
Bombas dependientes de ATP, que transportan
activamente iones de un compartimiento a otro.
Enzimas (intrínsecas) con sitios activos localizados en
la superficie de la membrana o en el interior de ella.
41. Glicocálix o Glicocáliz
Conjunto de glúcidos unidos covalentemente a
proteínas (glucoproteínas) y a lípidos (glucolípidos).
Se ubican en el lado externo (oligosacáridos).
Actúan como receptores de señales
42. La matriz extracelular
La matriz extracelular (MEC) es una entidad estructuralmente compleja que rodea y
soporta las células que se encuentran en los tejidos de los mamíferos.
La MEC también es comúnmente conocida como tejido conectivo.
La MEC está compuesta principalmente de 3 clases de moléculas:
1. Proteínas Estructurales: colágeno y elastina.
2. Proteínas Especializadas: Glucoproteínas e.j. Fibrilina, fibronectina y
laminina.
3. Proteoglucanos: compuestos de una proteína central a la cual se unen
cadenas largas de unidades de disacáridos repetitivos llamados
glicosaminoglicanos (GAGs) formando así compuestos complejos de alto
peso molecular que conforman la MEC.
4. Líquido tisular. Filtrado del plasma sanguíneo: O2 y nutrientes para las
células
44. Proteínas estructurales
FIBRAS COLÁGENAS
Los colágenos son las proteínas más abundantes del
reino animal al igual que la proteína más importante
de la MEC.
Existen al menos 30 diferentes genes de colágeno
dispersos en el genoma humano.
Estos 30 genes generan una serie de proteínas que se
combinan de varias formas para crear 20 diferentes
tipos de fibrillas de colágeno.
45. TIPOS DE COLÁGENO
COLÁGENO TIPO I COLÁGENO TIPO II
Fabricado en fibroblastos. Aparece en el cartílago y en el
Predomina en el hueso, en los humor vítreo.
cartílagos y en la dermis. Son fibras, por el contrario, muy
Son las fibras más gruesas de finas, que no se ven bien al
todas. microscopio óptico, pero sí con
el microscopio electrónico.
COLÁGENO TIPO III COLÁGENO TIPO IV
Denominadas “fibrillas de Específicamente localizados en las membranas
reticulina”. basales entre los epitelios de los tejidos
Presente en músculo liso y está conjuntivos.
fundamentalmente presente en El colágeno IV es muy frecuente en todas las
las vísceras, también se membranas basales.
encuentra en la dermis, sobre El colágeno V se encuentra específicamente en
todo alrededor de los nervios y la membrana basal de la placenta (órgano
de los vasos sanguíneos. transitorio).
47. Proteínas estructurales
FIBRAS DE RETICULINA
Localizadas en las
membranas basales de
epitelios y células
musculares lisas y
estriadas.
En vasos sanguíneos.
Formadas por colágeno
tipo III.
Predomina la
hidroxiprolina y la
cisteína.
49. Proteínas Especializadas
Glucoproteínas
Fibronectina. Producida
por fibroblastos,
condrocitos, astrocitos,
células de Schwann,
epiteliales y endoteliales.
Interviene en la migración
celular (embrión)
– Plasmática. Favorece
coagulación y
fagocitosis
– De superficie celular.
Reviste superficie de
células que la producen
– De la matriz. Forma
dímeros insolubles
50. Proteínas Especializadas
Glucoproteínas
Tenascina. En tejidos embrionarios, formada por célular
mesenquimáticas; en tejido nervioso, por gliales. Guía movimientos
celulares durante el desarrollo. Promueve o inhibe adhesión
celular.
Trombospondina. De adhesión; en gránulos de plaquetas, para la
coagulación sanguínea. Formada por macrófagos, fibroblastos,
endoteliales. Se une al colágeno, heparina, fibronectina. Función
similar a la tenascina
51. Proteínas Especializadas
Glucoproteínas
Laminina. Únicamente en lámina basal de
epitelio (adipocitos, células de Leydig, Schwann).
Junto con las integrinas organiza el ensamblaje
de la lámina basal.
Estructura de la laminina
52. Proteoglucanos
La función depende de sus
moléculas de GAGs:
hidratación, resistencia a
presiones mecánicas,
lubricantes, afectan a la
diferenciación, la movilidad
y la fisiología celular,
etcétera.
Su acción mecánica es esencial en los
cartílagos y en las articulaciones.
53. Proteoglucanos de la matriz
Glucosamino N° de
Proteoglucano Localización Función
glucanos cadenas
Agrecano Condroitín sulfato y 80 – 130 Cartílago Soporte mecánico
queratán sulfato
Betaglucano Condroitín sulfato y 1 Superficie celular Se une al TGF-β
dermatán sulfato y matriz
extracelular
Decorina Condroitín sulfato y 1 Matriz de los Se une al colágeno
dermatán sulfato tejidos tipo 1 y al TGF-β
conjuntivos
Perlecano Heparan sulfato 2 – 15 Lámina basal Soporte y filtro
Serglicina Condroitín sulfato y 10 – 15 Vesículas de Empaquetamiento
dermatán sulfato secreción en de moléculas
leucocitos segregadas
56. Cadherinas
En superficie de las células epiteliales. 700-750 aa.
Controlan y limitan tanto la migración y proliferación
endotelial. (Inhibición por contacto) en la
angiogénesis.
Uniones homófilas
Tipos principales:
E (epiteliales)
N (nerviosas)
P (placenta, epidermis, tejidos embrionarios)
OB (osteoblastos)
K (riñón)
L-CAM (de adhesión de los hepatocitos)
T (neuronas y músculo)
Desmocolina y desmogleína (en desmosomas)
57. Selectinas
Pertenecen al grupo de las
lectinas.
Tipos de selectinas:
Proteínas de la superficie celular
que se unen a carbohidratos. Selectina -L: Linfocitos. Infiltración
Uniones heterófilas. leucocitaria LPMN - Se detecta en
plasma en personas sanas - Alta
En leucocitos: Selectina L concentración en sepsis y SIDA.
Selectina -E: Se expresa en
endotelio activado por citoquinas -
Tanto en endotelio de vénulas como
también en grandes vasos.
Selectina P: endotelio y plaquetas
activadas -.
58. Integrinas
Son glicoproteínas que se componen de
subunidades alfa y beta, habiéndose identificado
hasta 14 diferentes alfa y 8 subunidades beta
diferentes.
Se encuentran en células T, células B, macrófagos
y microglias.
Cumplen funciones en:
la migración de las células.
curación de las heridas.
tiene una importancia patológica ya que se
expresan en casos de inflamación crónica o
aguda así como en casos de metástasis.
59. Integrinas
Escasa afinidad.
Adhieren a las células
mediante uniones heterófilas
Dependientes de Ca++
Integrinas beta conocidas:
LFA-1: Antígeno de función
leucocitaria 1.
Mac-1: macrófagos,
VLA-4: en linfocitos
60. Superfamilia de Inmunoglobulinas
También llamadas CAM (cell adhesion molecule) forman
uniones homofílicas con inmunoglobulinas presentes en la
célula adyacente, aunque también pueden realizar uniones
heterofílicas con otro tipo de moléculas.
La superfamilia de las inmunoglobulinas también incluye
múltiples moléculas de adhesión celular, como CD2, LFA-
3 (CD58), ICAM-1 (CD54), ICAM-2, ICAM-3 (CD50),
VCAM-1 y CD31.
61. Superfamilia de Inmunoglobulinas
• I-CAM. De tres tipos. A ellos se unen
leucocitos con integrinas de cadena beta
para atravesar endotelio
• V-CAM. En células endoteliales y
macrófagos, relacionadas con sistema
inmunitario. Receptor VLA-4
• N-CAM. En neuronas; intervienen en
organización de SNC.
• Ng-CAM. De adhesión neuroglial
• MAG. Glucoprt. asociada a mielina.
62. Uniones intercelulares
Una unión intercelular es una región reducida de la
membrana plasmática, que se ha especializado para
establecer el contacto entre células.
Las uniones intercelulares son esenciales para el desarrollo
y el funcionamiento normal de todas las formas de vida
superiores.
63. Uniones intercelulares
La Membrana Plasmática participa en las
uniones entre células y también en las uniones
entre una célula y la matriz extracelular.
UNIONES
OCLUSIVAS Sellan el espacio intercelular para evitar
el paso de sustancias por ese espacio.
DE ANCLAJE Mantienen la ubicación de las células y
el material extracelular o matriz.
COMUNICANTES Permiten el pasaje de pequeñas
sustancias entre células contiguas.
65. Recordar….
• Distancia entre células vecina
– Occludens. Unión íntima o estrecha (hendidura o
nexo)
– Adherens. Cierta separación (20 – 25 nm)
• Extensión de la unión.
– Zonula. Como una banda (1 µm de ancho)
– Mácula. Mancha, aprox. 1 µm2
– Fascia. Para designar espacio más ancho que mácula
68. UNIONES DE ANCLAJE
Unión Intermedia
Las Uniones
Intermedias forman un
cinturón de adhesión
alrededor de la célula.
La proteína
CADHERINA atraviesa
la membrana
plasmática y se une a
otra caderina de una
célula vecina. En el
citoplasma, la caderina
se vincula a los
filamentos de actina
del citoesqueleto
69. Desmosomas
En los desmosomas, las
proteínas transmembrana
que participan de la unión
intercelular son las
CADHERINAS , que se
unen en el espacio
intercelular formando
“asas”. En el extremo
citoplasmático, se unen a
una placa proteica que, a su
vez, se une a proteínas del
citoesqueleto como la
queratina, que es un
filamento intermedio.
70. Ultraestructura de los Desmosomas
Célula 1 Célula 2
Micrografía que muestra tres
Desmosomas situados entre dos
células del epitelio intestinal de
rata
71. Contacto Focal
Unión de una célula con
la matriz extracelular.
Se vinculan los
microfilamentos de
actina del citoesqueleto
con proteínas de la
matriz.
Las INTEGRINAS son las
proteínas
transmembrana que
realizan la unión.
72. Hemidesmosomas
En los
hemidesmosomas,
los filamentos de
queratina terminan
en la placa densa.
La proteína
transmembrana es
una INTEGRINA, y
vincula a la célula
con proteínas de la
matriz extracelular.
73. UNIONES COMUNICANTES
Unión Nexus o Gap
Cada CONEXÓN está
formada por seis unidades
proteicas llamadas
Conexinas, que se disponen
en forma circular formando
un Poro.
74. Funciones:
Participan en la comunicación rápida entre las células.
Presentes en la piel, tejido nervioso corazón y músculo.
Permiten el paso directo de pequeñas moléculas entre las células.
Median la comunicación intercelular al permitir el paso de iones inorgánicos, y
otras pequeñas moléculas hidrosolubles (-1000 D), azúcares, amino ácidos,
nucleótidos y vitaminas entre los respectivos citoplasmas.
Son el fundamento de la sinapsis eléctrica.
75. Características de las Uniones
Unión Tipo Proteína de Vínculo al
membrana citoesqueleto
Estrecha Oclusiva --- ---
Intermedia De Anclaje Caderina Microfilamentos de
actina
Contacto Focal De Anclaje Integrina Microfilamentos de
actina
Desmosoma De Anclaje Caderina Filamentos intermedios
Hemidesmosoma De Anclaje Integrina Filamentos intermedios
Nexus Comunicante Conexinas ---
76. Interdigitaciones
Proyecciones de la membrana de una célula que se introducen en
invaginaciones de la membrana de la célula adyacente. Se
encuentran en células epiteliales y su función es aumentar la
superficie de membrana, favoreciendo la unión entre células y el
transporte de líquidos.
Micrografía de una unión
CELULA interdigital
1 No participan
específicamente las proteínas
de membrana ni los
CELULA
elementos del citoesqueleto.
2
77. La membrana plasmática
caracterizada
por
es de propuest Singer y
Estructura Mosaico Fluido o Nicholson
presenta presenta por
una
Composición Fluidez Asimetría Bicapa Lipidica
formada por
Proteínas Glúcidos Lípidos
forman forman
Glucoproteínas Glucolípidos
son son fundamentalmente
constituyen el
Integrales Periféricas Fosfolípidos Colesterol
Glucocalix
78. 1. ¿Qué principios o postulados resumen la teoría celular? Explica cada uno de
ellos.
2. Según el modelo de Singer y Nicholson, las proteínas de la membrana
plasmática son integrales y periféricas ¿cómo están distribuidas y qué
funciones cumplen? Ejemplos
3. ¿Cuántos tipos de unión intercelular existen? Explica la función de cada una
con ejemplos.
4. ¿Cuáles son las moléculas de adhesión a células o a sustratos y con qué
tipos de uniones intercelulares se relacionan?
5. ¿Qué funciones cumple la membrana celular?. ¿Existen diferencias existen
entre membranas de células procariotas y de células eucariotas?