BIOLOGIA CELULAR   JUAN CARLOS MUNEVAR. Od.   Postgrado en Biología Oral. MSc.   D.E.A Biología Ósea.   Especialista en Bi...
LA CELULA  Las células son altamente complejas y organizadas.       Átomos       moléculas        polímeros       Complejo...
Las células adquieren y utilizan energía.        En los animales la glucosa se encuentra empacada.        En los humanos l...
PROCARIOTAS- EUCARIOTAS        Membrana plasmática de diseño similar        Presencia de ADN        Mecanismos de trascrip...
LA CELULA  Las células similares se agrupan para formar tejidos        epitelial, conectivo, muscular, nervioso  Los tejid...
LA CELULA  Movimiento y la señalización intracelular dependen de un sistema de       tubulos y filamentos intermedios: cit...
ORGANELOS CELULARES  ORGANELOS      ORGANELOS NO MEMBRANOSOS      MEMBRANOSOS • PLASMALEMA      • NUCLEOLO   • NUCLEO.    ...
Membrana   plasmática  Bicapa fosfolipídica: compartimentos, superficie para reaccionesbioquímicas esenciales.  Integridad...
COMPOSICION MOLECULAR Y      BIOQUÍMICA
COMPOSICION MOLECULAR Y         BIOQUÍMICA   En la membrana celular existen otras moléculas anfipáticas:glucolípidos y col...
GLUCOCALIZ  Cubierta externa de la membrana celular.  Constituida por carbohidratos unidos covalentemente a lasproteínas t...
NUCLEO CELULAR
GENERALIDADESCONTENIDO: ADN, proteínas nucleares y nucléoloFORMA: esférica u ovoide. Diámetro aprox. 5 – 10 µmOrganelo bas...
EucromatinaCubierta nuclearLámina nuclear  Heterocromatina  Nucléolo  Poro nuclear  Retículo endoplásmico  Ribosomas
COMPLEJO DE PORO NUCLEARDiámetro: 80 – 100 nm.Abarca las dos membranas nucleares.Constituido por 4 elementos:             ...
COMPLEJO DE PORO NUCLEAR                             Filamento grueso          Subunidad anular             Subunidad     ...
El núcleo contiene ADN enrollado alrededor de proteínas especializadasdenominadas histonas para formar nucleosomas        ...
30 nm                                    11 nm   2 nm                   300 nm          700 nm1400 nm
EL NUCLEOLOArea esférica dentro del núcleoDIAMETRO: 1 –3 µm     Su tamaño aumenta cuando se presenta una transcripción act...
EL NUCLEOLOPARS AMORFA: (coloración pálida)             Extremos de cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22. (humano)             G...
SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICOAPARATO DE GOLGIVESÍCULAS DE TRANSPORTE   SISTEMA DELISOSOMAS                 ENDOMEMBRANASENDOSOMA...
RETICULO ENDOPLASMICO  El R.E. y el aparato de Golgi son regiones independientes.                Comunicadas por una misma...
RETICULO ENDOPLASMICOPROCESOS METABOLICOS QUE SE EFECTUAN:          º Síntesis y modificación de proteínas                ...
RETICULO ENDOPLASMICO LISO   Constituido por túbulos anastomosados y vesículas aplanadasfijadas a membranas  Lugar de proc...
RETICULO ENDOPLASMICO RUGOSO  Abundante en células que funcionan en la síntesis de proteínasque se exportan   Las membrana...
FUNCIONES  Síntesis de proteínas que se van a empacaro a descargar al plasmalema.   Modificaciones postraduccionales(gluco...
RIBOSOMAS
RIBOSOMAS Partículas pequeñas. Ancho= 12 nm. Longitud= 25 nm aprox.  Funciona como superficie para la traducción.  Compues...
Componentes del Ribosoma
LA SUBUNIDAD PEQUEÑA                                    Sitio de fijación del RNAm                                    Siti...
APARATO DE GOLGI
Síntesis de carbohidratos (polisacáridos).  Procesamiento de macromoléculas sintetizadas.       Modificación y ordenamient...
El aparato de Golgi está compuesto por cisternas limitadas pormembranas ligeramente curvas y aplanadas, que no están en co...
FUNCIONES Modificación de macromoléculas.                      adición de oligosacáridos.  Proteolisis de péptidos a forma...
Procesamiento ordenado de los oligosacáridos en RE y Golgi
Compartimentalización funcional del GolgiM6P a enzimaslisosomalesMaduración N-oligosacáridosUnión O-oligosacáridosProt...
MITOCONDRIAS
LOCALIZACION
ESTRUCTURA MITOCONDRIAL
MEMBRANAS   EXTERNA    Fosfolípidos, colesterol y proteínas(50%). Envoltura lisa,    muy permeable a moléculas con PM ⇓ 5...
PROTEINAS DE TRANSPORTE   ESPACIO   INTERMEMBRANA      MATRIZ
FOSFATIDILGLICEROL: CARDIOLIPINA
COMPARTIMENTOS   ESPACIO INTERMEMBRANA    Químicamente equivalente al citosol (iones y    pequeñas moléculas).    Enzimas...
ORIGEN: HIPÓTESIS ENDOSIMBIÓTICA
ORIGEN: HIPÓTESIS ENDOSIMBIÓTICA   dsDNA circular desnudo   rRNA (16S y 12S), ribosomas más pequeños    (55S).   Mecani...
GENOMA MITOCONDRIAL   dsDNA circular, múltiples copias por organelo. 16.5    Kb unido a la membrana interna              ...
CARACTERÍSTICAS•   Poliplasmia: múltiples copias de mtDNA por organelo.•   No evidencia de recombinación en mtDNA: homopla...
CODIGO GENETICO
IMPORTACIÓN DE PROTEÍNAS A MATRÍZ1) Interacción con chaperona molecular   (desplegamiento)2) Reconocimiento del péptido se...
IMPORTACIÓN HACIA OTROS DESTINOS   Membrana externa: interacción con receptores e    inserción directa en membrana.   Me...
MODELO CONSERVATIVO
MODELO NO CONSERVATIVO
IMPORTACIÓN DE FOSFOLÍPIDOS A LA          MITOCONDRIA                                          CARDIOLIPINA               ...
DIVISIÓN DE LAS MITOCONDRIAS• Fisión binaria de mitocondrias pre-existentes.• ¿Cómo? Duplicación de masa y posterior divis...
DIVISIÓN MITOCONDRIAL
FUNCIÓN MITOCONDRIAL
• Células requieren energía para realizar sus  actividades básicas.• La energía proviene de la ruptura gradual  de enlaces...
ADENOSÍN-TRIFOSFATO ATP
METABOLISMO DE CH EN EUCARIOTAS
GLICÓLISIS   Ruta oxidativa universal de CH.                    No requiere O2   Ruta en la cual intervienen 10 enzimas....
METABOLISMO ENERGÉTICO MITOCONDRIAL
Citosol                               Glicólisis                                              Ala β -oxidación de         ...
CICLO DE KREBS, DEL ÁCIDO CÍTRICO O DELOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS   Científico que descubrió el ciclo, ácido citrico (ácid...
CADENA RESPIRATORIA O DE TRANSPORTE DEELECTRONES   Cadena, formada por enzimas y compuestos no    enzimáticos, cuya funci...
GRADIENTE ELECTROQUÍMICO
ATP SINTASA
• Toxinas endógenas y/o   Mutaciones genes que                        exógenas   codifican subunidades   OXPHOS: mtDNA y n...
•• Cerebro y músculo altamente dependientes de energía    Cerebro y músculo altamente dependientes de energía•• Manifestac...
DEFECTOS PRIMARIOS        DEFECTOS PRIMARIOS             •Síndrome de Kearns-Sayre             •Neuropatía óptica heredita...
DEFECTOS SECUNDARIOS                               •Frataxina: Ataxia             Proteínas         de Friedreich         ...
MITOCONDRIA Y ENVEJECIMIENTO• Aumento de edad: acumulación de mutaciones  en mtDNA de varios tejidos (cerebro y músculo)• ...
LISOSOMASLISOSOMAS
LOCALIZACION   Se encuentran en el citoplasma celular   Puede haber más de un lisosoma en una célula.      Lisosomas    ...
LISOSOMAS   Vesícula contiene enzimas digestivas
LISOSOMAS   50 Diferentes enzimas degradativas   Hidrolasas ácidas       Activo pH 5 (interior del lisosoma)       Ina...
   Lisosoma primario       Transporte del Golgi       Materiales exogenos,        organelos deteriorados   Lisosoma se...
FUNCION   Adquisición de nutrientes   Los lisosomas también pueden ayudar a las    células a auto renovarse.   El hígad...
FUNCION   Digerir macromoléculas,    partes celulares viejas y    microorganismos.   Sucede cuando una    vacuola llena ...
Vías lisosomales                            Lisosoma                                                 Fagosoma             ...
Vías lisosomales    Cuerpo residual
Deficiencia de enzimas lisosomales
Enfermedad Tay            Sach’s• Una enfermedad debida a    un defecto en almacena-    miento lisosomal.•   Debido a una ...
CELULAS CON LISOSOMAS     Todas las células tienen      lisosomas, pero algunas      células son distinguidas      por la...
MACROFAGOS   Incluidos histiocitos y    células presentadoras de    antígenos (APCs)   Fagocito profesional ,    consume...
Lisosomas primarios y secundariosdel macrófago         Primario    Secundario
NEUTROFILO                           *   Un fagocito    profesional.   Primera célula ante    una infección.   Componen...
PROMIELOCITO   Precursor de    neutrófilos,    basófilos y    eosinófilos.   Todos tienen    lisosomas.    # de lisosom...
Osteoclastos   Remodelado óseo.   Células muy grandes de la    fusión de pre - osteoclastos    (monocitos)   Coloración...
CELULAS PIGMENTADAS DE LA RETINA   En la pared del ojo.   La retina es una multicapa                                    ...
INCLUSIONES CELULARES       A diferencia de los        organelos, no tienen        funciones especificas       Exógenas ...
Inclusiones celulares exógenas   Generalmente dañinas      Caroteno (lipido soluble)            Abundante en zanahorias...
Inclusiones endógenas   Gotitas de lípidos      Encontradas en       células adiposas ,       hepáticas, algunas       c...
Glucógeno                        Note sER   Principal almacén de    carbohidratos   Hígado, músculo, corteza    adrenal....
Enzimas precursoras   Zimogeno       Encontrado en la porción        apical de la célula.       Contiene precursores de...
   Mucígeno       Secreteado por células        caliciformes            Encontrado en células             epiteliales d...
PigmentosMelanina   color a la piel y el pelo   Neuromelanina encontrada en    neuronas multipolares de la    sustancia ...
   Lipofuscina       Función desconocida, pero        aumenta con la edad,        especialmente en neuronas.       Repr...
Cristaloides   Eosinofilos       Tiene gránulos específicos        angulares , cristaloides       Ojo –gato       Func...
PEROXISOMASPEROXISOMAS
GENERALIDADES   Microsomas - microcuerpos - peroxisomas.   Presentes en todas las células eucariotas.   Abundantes en: ...
NOMENCLATURA DE MICROSOMAS   Peroxisoma: contiene al menos una    flavinoxidasa productora de H2O2 , catalasa y    sistem...
LOCALIZACIÓN   Abundantes en tejidos activos en    metabolismo lipídico (hígado, glándulas    sebáceas y tej. graso). Tej...
FUNCIONES             REACCIONES CATABÓLICAS    β - oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga,     ramificados y pol...
OXIDASAS OXIDACIÓN      O2                           H2O2                                             L- y D- aa, poliamin...
β - oxidación peroxisomal de ácidos grasos   Sustratos: ésteres acil-CoA.    Ácidos grasos más poliinsaturados (ácido ara...
Biosíntesis de lípidos   Colesterol y dolicol: en peroxisomas y en el ER, en    células animales.   Ácidos biliares: en ...
CICLO DEL GLIOXILATO
FORMACIÓN   Los peroxisomas se forman a partir de    peroxisomas pre-existentes, mediante un    proceso de crecimiento y ...
IMPORTACIÓN DE PROTEÍNAS   Señales blanco peroxisomales o Peroxisomal    Targeting Signals: PTS.   Extremo C- terminal d...
MODELOS ALTERNOS DE IMPORTACIÓN          PEROXISOMAL
CLASIFICACIÓN DE ENFERMEDADESPEROXISOMALES Grupo 1. Defectos del ensamblaje      Grupo 2. Déficit de una única enzima     ...
SÍNDROME DE ZELLWEGER   Enfermedad autosómica recesiva. Peroxisomas    “vacios”.   Defecto en proteínas de importación c...
ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA A X. (X –ALD)   Oxidación de VLCFA está alterada específicamente, la    de ácidos grasos de c...
HIPEROXALURIA TIPO I   Deficiencia de la enzima alanina: glioxilato    aminotransferasa I (AGT I), peroxisomal en    huma...
Citoesqueleto
Las tres redes de filamentos están interconectadas                                      Actina                            ...
Filamentos de actina•5-9 nm dediámetro•Forman redes másdensas en el cortexcelular•Son muy dinámicos•Componentes:actina y p...
Microtúbulos•25 nm de diámetro•Un extremo unido al centrosomay otro libre en citoplasma•Muy dinámicas: crecen y seacortan•...
Filamentos intermedios        •10 nm de diámetro        •Muy resistentes y estables        •Conectan con desmosomas       ...
Filamentos intermedios1. Red que rodea el nucleo     y se extiende hasta la   Soportan tensiones mecánicas     membrana pl...
Proteínas de filamentos intermedios  Tipo de filamento           Proteína             LocalizaciónLámina nuclear        La...
Filamentos intermedios                                     Cada tipo varía en sus                                     extr...
Lámina nuclear                 Se anclan a la                 membrana nuclear                 interna y sirven de        ...
La lámina nuclear está formada por proteínas       similares a los filamentos intermedios                        Se ensamb...
Epidermolisis bullosa simple
ActinaMicrotúbulos
Participación de microtúbulos en elmovimiento de orgánulos celulares                       Imagen de campo claro          ...
Movimiento microtúbulos y vesículas en pez
La vida media de un    La vida media de unamicrotúbulo es de 10   molécula de tubulina es de        min            20 hora...
Un microtúbulo estás formado por 13 protofiamentos  El heterodímero ab tubulina se ensambla de forma polarSección transver...
La ab tubulina unida a GTP forma protofilamentos                   más estables
Polimerización                      de tubulinaLos Mts crecen más rapidamente en el     extremo +
La inestabilidad dinámica de los Mts depende de la hidrólisis deGTP. El GTP unido a subnidad beta se hidroliza a GDP másle...
Las proteínas asociadas a microtúbulos(MAPs y tau) modifican sus propiedades
RE   Golgi             Las proteínas             motoras             asociadas a             Mts             determinan la...
La interacción entre Mts y la red de actina          puede polarizar la célula                                  Linfocito ...
Estructura de los microtúbulos de cilios y flagelos    2 Mts sencillos centrales (13 subunidades)9 dobletes de Mts especia...
Dineína ciliarEs un complejoproteico grandede 2x106 daltonsLas colas se unenal Mt A y lascabezas (en unaunión dependiented...
El desplazamiento de la cabeza de dineína hacia el      extremo menos del Mt B produce la flexión del cilioSi se rompenlos...
Corpúsculos basalesEstructura similar a centríolo:9 tripletes con tres tipos demts (a, b y c)Puente entre a y cLos Mts de ...
Formación de cilios y flagelosCuatro cilios enestadíos sucesivos deformación a partir delcorpúsculo basalLos flagelos surg...
Formación deestructura delflagelo encontinuidadcon dos de losMts delcentriolo
Comparación del movimiento     de cilios y flagelos              Cilios   Flagelos      Movimiento   Movimiento      ondul...
Comparación de cilios y microvilli                                                       Enpaquetamiento deEpitelio del ov...
Herencia cortical del patrón de            orientación de los cilios en                    ParameciumLa orientación de los...
Filamentos de actina:•Estructuras estables y lábiles•Actina: proteína muyabundante en todas las célulaseucariotas•Su polim...
Dos tipos de filamentos de actina
Uniones de miosinas I y II a actina: posibles funciones
Modificación de la polimerización de actina por diferentes proteínas
Diversas disposicionesde los filamentos de  actina en la célula
Interacciones moleculares en los contactos focales
La interacción del citoesqueleto de actina con el       sustrato en el avance de la célula
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  1. 1. BIOLOGIA CELULAR JUAN CARLOS MUNEVAR. Od. Postgrado en Biología Oral. MSc. D.E.A Biología Ósea. Especialista en Bioética Especialista en Docencia Universitaria.
  2. 2. LA CELULA Las células son altamente complejas y organizadas. Átomos moléculas polímeros Complejos subcelulares organelos células Cada célula tiene una apariencia consistente : localización yforma de los organelos y cada organelo tiene unacomposición consistente y similar de macromoléculas. Ej. Células epiteliales intestinales. Cultivos celulares: células HELA Las células poseen un programa genético y los mecanismos para utilizarlo. Las células se reproducen por división, proceso en el cual unacélula madre da origen a dos células hijas
  3. 3. Las células adquieren y utilizan energía. En los animales la glucosa se encuentra empacada. En los humanos la glucosa es liberada por el hígado a la sangrepara distribuirse a las células del cuerpo. ATP Las células efectúan reacciones bioquímicas: necesitan energía.Metabolismo Actividades mecánicas: transporte de materiales, ensamble ydesensamble de estructuras. Cambios dinámicos y mecánicos dentro de la célula . Desplazamiento Las células son capaces de responder a estímulos Receptores para hormonas, factores de crecimiento etc.Vías de señalización en respuesta a estímulos: Actividadesmetabólicas, división celular, movimiento celular, apoptosis,envejecimiento. Autorregulación: reparación del DNA, apoptosis,
  4. 4. PROCARIOTAS- EUCARIOTAS Membrana plasmática de diseño similar Presencia de ADN Mecanismos de trascripción y transducción similares Vías metabólicas compartidas: glicólisis, ciclo de krebs Aparatos similares para la conservación de la energía química como ATP PROTEOSOMASPROCARIOTAS- EUCARIOTASDivisión de la célula en núcleo y citoplasma, separadas por una envoltura nuclear que contiene un complejo de porosCromosomas complejos: ADN + proteínas asociadasComplejos organelos membranosos citoplasmáticos: RER, Aparato de Golgi,Lisosomas, endosomas, peroxisomas, glioxisomasOrganelos citoplasmáticos especializados en la respiración aerobiaSistema de citoesqueleto: Microfilamentos, filamentos intermedios, microtubulosFlagelos y ciliosEndocitosis y fagocitosisParedes celulares que contiene celulosaDiploidia. Meiosis
  5. 5. LA CELULA Las células similares se agrupan para formar tejidos epitelial, conectivo, muscular, nervioso Los tejidos se asocian para formar órganos y estos para formar sistemas con funciones especificas: digestión, reproducción. Cada célula esta rodeada por una membrana plasmática bilipídica Posee organelos que le permiten sintetizar macromoléculas,descargar sus productos, producir energía. Cada célula es capaz de comunicarse con otras células Presencia de protoplasma: citoplasma- carioplasma Citoplasma: agua, proteínas, electrolitos, carbohidratos en donde están disueltas sustancias químicas y orgánicas. En el están suspendidos los organelos, estructurasmetabólicamente activas con funciones específicas
  6. 6. LA CELULA Movimiento y la señalización intracelular dependen de un sistema de tubulos y filamentos intermedios: citoesqueleto Presencia de inclusiones: productos metabólicos de desecho,almacenamiento de nutrientes, cristales inertes y pigmentos. Ciclo celular: mitosis (cariocinesis) y citocinesis. Las membranas celulares delimitan varios compartimentosintracelulares: Núcleo, mitocondria, REL, RER, aparato de Golgi, vesículas, lisosomas, peroxisomas.
  7. 7. ORGANELOS CELULARES ORGANELOS ORGANELOS NO MEMBRANOSOS MEMBRANOSOS • PLASMALEMA • NUCLEOLO • NUCLEO. • RIBOSOMAS • RETICULO • CITOESQUELETOENDOPLASMATICO • CENTRIOLOS • APARATO DE GOLGI. • CILIOS Y FLAGELOS• MITOCONDRIA • INCLUSIONES • LISOSOMAS CITOPLASMICAS • VESICULAS
  8. 8. Membrana plasmática Bicapa fosfolipídica: compartimentos, superficie para reaccionesbioquímicas esenciales. Integridad estructural de la célula Control del paso de sustancias: permeabilidad selectiva Regula las interacciones entre las células Reconocimiento por medios de Rc de Ag, células extrañas y alteradas. Interfase entre le citoplasma y el ambiente externo. Sistema de transporte para moléculas específicas Efectúa transducción de señales físicas, químicas, mecánicas enacontecimientos intracelulares.
  9. 9. COMPOSICION MOLECULAR Y BIOQUÍMICA
  10. 10. COMPOSICION MOLECULAR Y BIOQUÍMICA En la membrana celular existen otras moléculas anfipáticas:glucolípidos y colesterol. Los ácidos grasos insaturados la fluidez de la membrana y el colesterol la disminuye: difusión lateral de proteínas de membrana y movilidad celular. Proteínas Integrales: transmembrana que a menudo forman canales iónicos o sirven como transportadores. Proteínas de membrana multipaso. Receptores de membrana Proteína de superficie: periféricas. Ubicadas sobre la caracitoplasmática de la membrana celular, en ocasiones en lasuperficie extracelular. A menudo se relacionan con el sistema desegundos mensajeros o con el citoesqueleto.
  11. 11. GLUCOCALIZ Cubierta externa de la membrana celular. Constituida por carbohidratos unidos covalentemente a lasproteínas transmembranales y a los fosfolípidos de la caraexterna. Protegen contra la interacción con proteínas inapropiadas,lesiones químicas, físicas. Reconocimiento y adhesión entre células. Neutrófilo-Endotelio Cascada de coagulación sanguínea Proceso Inflamatorio
  12. 12. NUCLEO CELULAR
  13. 13. GENERALIDADESCONTENIDO: ADN, proteínas nucleares y nucléoloFORMA: esférica u ovoide. Diámetro aprox. 5 – 10 µmOrganelo basófilo. (Tinción hematoxilina – eosina)Posee dos membranas concéntricas: º Membrana interna: proteínas específicas de membrana, anclaje de proteínas filamentosas (láminas) º Membrana externa: continua con el Retículo endoplásmico, puede asociarse con ribosomas.La membrana nuclear posee unos complejos de PORO Continuidad entre citosol y núcleo.
  14. 14. EucromatinaCubierta nuclearLámina nuclear Heterocromatina Nucléolo Poro nuclear Retículo endoplásmico Ribosomas
  15. 15. COMPLEJO DE PORO NUCLEARDiámetro: 80 – 100 nm.Abarca las dos membranas nucleares.Constituido por 4 elementos: ANDAMIO: Conectado a las membranas. Brinda sostén al transportador Ofrece conductos de difusión SUBUNIDAD TRANSPORTADORA: Eje o centro Transporta material (al interior / al exterior) FILAMENTOS GRUESOS: Fijación de proteínas CANASTILLA. Se desensambla en ausencia de Ca 2+ Transporte de ARNDifusión simple de iones y moléculas pequeñas.Partículas > 11 nm = TRANSPORTE MEDIADO POR RECEPTOR
  16. 16. COMPLEJO DE PORO NUCLEAR Filamento grueso Subunidad anular Subunidad citoplásmica transportadora Membrana externaAndamio Membrana interna Subunidad anular nucleoplásmica Canastilla
  17. 17. El núcleo contiene ADN enrollado alrededor de proteínas especializadasdenominadas histonas para formar nucleosomas Los nucleosomas: estructuras globulares que se repiten como unrosario. El rosario de nucleosomas se enrolla en filamentos de 30 nm dediámetro para constituir la cromatina. La distribución de la cromatina no es uniforme: distintos grados de plegamiento (transcripción de genes) EUCROMATINA: ADN transcrito activamente HETEROCROMATINA: Forma transcripcional inactiva Adyacente a la membrana nuclear.
  18. 18. 30 nm 11 nm 2 nm 300 nm 700 nm1400 nm
  19. 19. EL NUCLEOLOArea esférica dentro del núcleoDIAMETRO: 1 –3 µm Su tamaño aumenta cuando se presenta una transcripción activa de genes Las células metabólicamente activas tiene múltiples nucléolosDoble afinidad por colorantes acidófilos y basófilosPosee ARN ribosomal (futuras subunidades ribosomales) y proteínas.Se distinguen 4 regiones (M.E.T): PARS AMORFA: Bucles de ADN (genes del ARN ribosomal) PARS FIBROSA: Transcritos de ARNr PARS GRANULOSA: Subunidades ribosomales en maduración MATRIZ NUCLEOLAR: Red fibrilar (organización nucleolar)
  20. 20. EL NUCLEOLOPARS AMORFA: (coloración pálida) Extremos de cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22. (humano) Genes que codifican el ARN ribosomal. Se localizan las regiones organizadoras nucleolares (NOR)Se observa sólo durante la interfase Se disipa durante la división celularGeneralmente son 2 o 3 nucléolos por célula El número y tamaño se relacionan con la especie y la actividad sintética de la célula Puede ocupar hasta el 25% del volumen nuclear . En células neoplásicas se torna hipertrófico
  21. 21. SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS
  22. 22. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICOAPARATO DE GOLGIVESÍCULAS DE TRANSPORTE SISTEMA DELISOSOMAS ENDOMEMBRANASENDOSOMASNÚCLEOMITOCONDRIAS FUNCIONAMIENTO NOPEROXISOMAS INTERCONECTADOCLOROPLASTOS
  23. 23. RETICULO ENDOPLASMICO El R.E. y el aparato de Golgi son regiones independientes. Comunicadas por una misma estructura rodeada de membrana Participan en la biosíntesis y transporte de proteínas y lípidos. Su cantidad depende de las necesidades metabólicas de la célula Se organizan como capas de membranas muy plegadas y aplanadas o de perfil tubular elongado. Es el sistema membranoso de mayor tamaño de la célula (casi la mitad del volumen del plasmalema) Es un sistema de túbulos y vesículas interconectados cuya lumen seconoce como CISTERNA.
  24. 24. RETICULO ENDOPLASMICOPROCESOS METABOLICOS QUE SE EFECTUAN: º Síntesis y modificación de proteínas (Plegamiento, sulfatación, hidroxilación,etc) ª Síntesis de Lípidos y esteroides º Detoxicación de compuestos tóxicos o dañinos º Elaboración de membranas celularesEl RETICULO ENDOPLASMICO tiene 2 componentes: R.E. RUGOSO R.E. LISO
  25. 25. RETICULO ENDOPLASMICO LISO Constituido por túbulos anastomosados y vesículas aplanadasfijadas a membranas Lugar de procesamiento de proteínas sintetizadas, de lípidoscelulares (fosfolípidos de membrana) Las enzimas que participan en la síntesis de lípidos selocalizan en la cara externa Rápido acceso a precursores. Al incorporarse en la cara externa se internalizan mediante “proteínas volteadoras” El R.E.L es abundante en células activas en: - síntesis de esteroides - síntesis de colesterol y triglicéridos - destoxicación de compuestos
  26. 26. RETICULO ENDOPLASMICO RUGOSO Abundante en células que funcionan en la síntesis de proteínasque se exportan Las membranas de este organelo poseen proteínas integralesque funcionan en:1. el reconocimiento y fijación de ribosomas. - Receptor de la partícula de reconocimiento de señal - Proteína receptora del ribosoma (Riboforina I, II) - Proteína del poro.2. Conservación de la morfología aplanada del R.E.R. La cisterna del R.E.R se continúa con la cisterna perinuclear
  27. 27. FUNCIONES Síntesis de proteínas que se van a empacaro a descargar al plasmalema. Modificaciones postraduccionales(glucosilación, sulfatación...) Síntesis de lípidos y proteínas de losorganelos.
  28. 28. RIBOSOMAS
  29. 29. RIBOSOMAS Partículas pequeñas. Ancho= 12 nm. Longitud= 25 nm aprox. Funciona como superficie para la traducción. Compuestos por una subunidad pequeña y una subunidadgrande. Sintetizadas en el nucléolo. Liberadas como entidades separadas al citosol La subunidad pequeña tiene un valor de sedimentación de 40S Compuesta por 33 proteínas y RNAr 18S La subunidad grande tiene un valor de sedimentación de 60S. Contiene 49 proteínas y 3 RNAr (5S, 5.8S, 28S)
  30. 30. Componentes del Ribosoma
  31. 31. LA SUBUNIDAD PEQUEÑA Sitio de fijación del RNAm Sitio P (peptidil tRNA) Sitio A (AMINOACIL tRNA) LA SUBUNIDAD PEQUEÑA Y GRANDE se localizan en elcitosol de manera individual El RIBOSOMA se forma cuando se inicia la síntesis deproteínas
  32. 32. APARATO DE GOLGI
  33. 33. Síntesis de carbohidratos (polisacáridos). Procesamiento de macromoléculas sintetizadas. Modificación y ordenamiento de proteínas. Las vesículas que brotan del R.E.L se funden con la carainterna del Golgi.(proceso ATP dependiente) - Las proteínas de membrana se incorporan a la membrana del Golgi. - Las proteínas luminales entran en el espacio de Golgi Se divide en 3 componentes funcionales: a. Cara cis o convexa (cercana al R.E.R = de entrada) b. Cara medial c. Cara trans o cóncava (opuesta al R.E.R = de salida)
  34. 34. El aparato de Golgi está compuesto por cisternas limitadas pormembranas ligeramente curvas y aplanadas, que no están en contacto APILAMIENTO DE GOLGI La periferia de cada cisterna está dilatada y tachonada de vesículas Proceso de gemación y fusión. Las vesículas de transporte que llegan desde el R.E.R se fusionan pormecanismos dependientes de energía con la cara CIS - Descargando su contenido en la cisterna a. En la CCG se devuelven las proteínas destinadas a conservarse en el R.E.R. (VIA MEDIADA POR MICROTUBULOS) b. Las proteínas se transfieren hacia la cisterna MEDIAL y TRANS (Vesículas no recubiertas)
  35. 35. FUNCIONES Modificación de macromoléculas. adición de oligosacáridos. Proteolisis de péptidos a formas activas. Clasificación de diferentes moléculas (vesículas) Incorporar en las biomembranas. Transporte a organelos. Secreción extracelular. Las proteínas sintetizadas y empacadas en el R.E.R debenseguir una vía predeterminada hacia el GOLGI  Modificación y empaque post traduccional.  Las proteínas destinadas al R.E.R. o a otro organelo distinto poseen una señal que las dirige.
  36. 36. Procesamiento ordenado de los oligosacáridos en RE y Golgi
  37. 37. Compartimentalización funcional del GolgiM6P a enzimaslisosomalesMaduración N-oligosacáridosUnión O-oligosacáridosProteoglicanosMaduraciónproteínas:hidrólisis deprecursores,condensación
  38. 38. MITOCONDRIAS
  39. 39. LOCALIZACION
  40. 40. ESTRUCTURA MITOCONDRIAL
  41. 41. MEMBRANAS EXTERNA Fosfolípidos, colesterol y proteínas(50%). Envoltura lisa, muy permeable a moléculas con PM ⇓ 5 Kda. Presenta porinas (poros 1 nm). INTERNA Cadena respiratoria Proteinas (76% peso total). ATP sintasa Prot. transporte Fosfolípidos, ⇓ colesterol y ⇑ en cardiolipina. Invaginaciones: Crestas.
  42. 42. PROTEINAS DE TRANSPORTE ESPACIO INTERMEMBRANA MATRIZ
  43. 43. FOSFATIDILGLICEROL: CARDIOLIPINA
  44. 44. COMPARTIMENTOS ESPACIO INTERMEMBRANA Químicamente equivalente al citosol (iones y pequeñas moléculas). Enzimas degradación de lípidos y ácidos grasos. MATRIZ MITOCONDRIAL ⇑ [] proteínas (hasta 500 mg/ml). Enzimas oxidación piruvato, ciclo de Krebs, fosforilación oxidativa y β- oxidación. mtDNA, tRNA, rRNA y mt mRNA, enzimas requeridas para expresión genes. Gránulos densos (fosfato de calcio)
  45. 45. ORIGEN: HIPÓTESIS ENDOSIMBIÓTICA
  46. 46. ORIGEN: HIPÓTESIS ENDOSIMBIÓTICA dsDNA circular desnudo rRNA (16S y 12S), ribosomas más pequeños (55S). Mecanismo de autoreproducción propio. Composición de membranas externa e interna. Externa: similar membrana celular eucariótica. Interna: similar membrana celular procariótica Antibióticos (cloranfenicol, eritromicina o tetraciclina) que inhiben síntesis proteica bacteriana también actúan sobre mitocondrias.
  47. 47. GENOMA MITOCONDRIAL dsDNA circular, múltiples copias por organelo. 16.5 Kb unido a la membrana interna 22 tRNAs mtDNA: 37 genes 2 rRNA 13 mRNA Todos los RNAs mitocondriales son sintetizados en el organelo. Las enzimas de replicación, transcripción, traducción y reparación son codificadas por genes nucleares. Los transcritos de mtDNA y sus productos permanecen en mitocondria (no exportación).
  48. 48. CARACTERÍSTICAS• Poliplasmia: múltiples copias de mtDNA por organelo.• No evidencia de recombinación en mtDNA: homoplasmia.• mtDNA mamífero no contiene intrones• mtDNA se transcribe como un transcripto primario largo (tRNAs, rRNAs, mRNAs)• Genera 22 tRNA en lugar de 31 que codifica nDNA.• Ribosomas más pequeños 55S.• La tasa de mutación es 10 veces mayor en mtDNA que en DNA nuclear: (no histonas ni sistemas de reparación de DNA)• Origen exclusivamente materno.• Código genético propio ( 4 de 64 codones).
  49. 49. CODIGO GENETICO
  50. 50. IMPORTACIÓN DE PROTEÍNAS A MATRÍZ1) Interacción con chaperona molecular (desplegamiento)2) Reconocimiento del péptido señal o presecuencia por receptor3) Traslocación a través de la membrana externa4) Traslocación a través de membrana interna (Potencial de membrana)5) Eliminación de presecuencia por proteasas6) Interacción con chaperonas de matriz (Plegamiento)
  51. 51. IMPORTACIÓN HACIA OTROS DESTINOS Membrana externa: interacción con receptores e inserción directa en membrana. Membrana interna, espacio intermembranal:  Modelo conservativo: Importación a matriz y luego transportadas a su destino final.  Modelo no conservativo: 3 mecanismos -Traslocación directa a través de membrana externa a espacio intermembranal - Traslocación a través de membrana externa e inserción en membrana interna - Inserción en membrana interna y liberación a espacio intermembranal (clivaje)
  52. 52. MODELO CONSERVATIVO
  53. 53. MODELO NO CONSERVATIVO
  54. 54. IMPORTACIÓN DE FOSFOLÍPIDOS A LA MITOCONDRIA CARDIOLIPINA CITOSOL Complejo proteína + lípido Proteína transportadora de fosfolípidos Fosfatidilcolina o RE fosfatidiletanolamina MITOCONDRIA
  55. 55. DIVISIÓN DE LAS MITOCONDRIAS• Fisión binaria de mitocondrias pre-existentes.• ¿Cómo? Duplicación de masa y posterior división por la mitad.• ¿Cuándo? Proliferación celular y renovación.• Ocurre durante todo el ciclo celular (Interfase y mitosis).• mtDNA se replica a lo largo del ciclo celular.• No todas las mitocondrias se multiplican.• Número de organelos / célula depende de requerimientos energéticos.
  56. 56. DIVISIÓN MITOCONDRIAL
  57. 57. FUNCIÓN MITOCONDRIAL
  58. 58. • Células requieren energía para realizar sus actividades básicas.• La energía proviene de la ruptura gradual de enlaces covalentes de moléculas de compuestos orgánicos ricos en energía.• El ATP, compuesto inestable, constituye fuente de energía más fácilmente utilizable.• Mecanismos para retirar energía de nutrientes: la glicólisis (citoplasma) y el ciclo de Krebs acoplado a fosforilación oxidativa (mitocondria).
  59. 59. ADENOSÍN-TRIFOSFATO ATP
  60. 60. METABOLISMO DE CH EN EUCARIOTAS
  61. 61. GLICÓLISIS Ruta oxidativa universal de CH. No requiere O2 Ruta en la cual intervienen 10 enzimas. 2 fases: preparatoria y fase de oxidaciones y producción de energía. La célula obtiene por oxidación de 1 glucosa: 2 ATP por fosforilación a nivel de sustrato 2 NADH = 4 o 6 ATP por fosforilación oxidativa 2 Piruvato (3 carbonos)
  62. 62. METABOLISMO ENERGÉTICO MITOCONDRIAL
  63. 63. Citosol Glicólisis Ala β -oxidación de Piruvato ácidos grasos Cis Gli Ser Tre Matriz AcetilCoAmitocondrial 0 = CH3 - C - SCoA CICLO DEL ACIDO CÍTRICO O DE KREBS
  64. 64. CICLO DE KREBS, DEL ÁCIDO CÍTRICO O DELOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS Científico que descubrió el ciclo, ácido citrico (ácido tricarboxílico) es el primer intermediario. Todas las macromoléculas que suministran energía a las células se descomponen en metabolitos del ciclo del ácido cítrico. La célula obtiene por molécula de acetilCoA oxidada: 1 GTP por fosforilación a nivel de sustrato 3 NADH = 9ATP por fosforilación oxidativa 1 FADH2 = 2 ATP por fosforilación oxidativa AcetilCoA + 2H2O + FAD + 3 NAD + GDP + Pi 2CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3H+ + GTP + CoASH
  65. 65. CADENA RESPIRATORIA O DE TRANSPORTE DEELECTRONES Cadena, formada por enzimas y compuestos no enzimáticos, cuya función es transportar electrones que van gradualmente cediendo energía. Constituido por 4 complejos enzimáticos respiratorios: I, II, III, IV. Complejo I: NADH deshidrogenasa (41 polipéptidos). Complejo II: Succinato deshidrogenasa (4 polipéptidos). Complejo III: Citocromo b-c1 (11 polipéptidos). Complejo IV: Citocromo C oxidasa (13 polipéptidos).
  66. 66. GRADIENTE ELECTROQUÍMICO
  67. 67. ATP SINTASA
  68. 68. • Toxinas endógenas y/o Mutaciones genes que exógenas codifican subunidades OXPHOS: mtDNA y nDNA •Mutación nDNA genes no subunidades OXPHOS Alteraciones en metabolismo mitocondrial: no fosforilación oxidativa DEFECTOS DEFECTOS SECUNDARIOS PRIMARIOSENFERMEDADES POR DEFICIENCIA MITOCONDRIAL
  69. 69. •• Cerebro y músculo altamente dependientes de energía Cerebro y músculo altamente dependientes de energía•• Manifestaciones más comunes: Alteraciones Manifestaciones más comunes: Alteraciones neurológicas y las miopatías. neurológicas y las miopatías.•• Heterogeneidad clínica: pueden afectar desde un Heterogeneidad clínica: pueden afectar desde un órgano hasta enfermedad multisistémica severa. órgano hasta enfermedad multisistémica severa. Relación mtDNA mutado //mtDNA salvaje Relación mtDNA mutado mtDNA salvaje Variación en umbral de expresión bioquímico para Variación en umbral de expresión bioquímico para mutación y tejido. mutación y tejido. Efecto modulador de genes nucleares y otros Efecto modulador de genes nucleares y otros mitocondriales. mitocondriales. Requerimientos energéticos de los tejidos u órganos. Requerimientos energéticos de los tejidos u órganos.
  70. 70. DEFECTOS PRIMARIOS DEFECTOS PRIMARIOS •Síndrome de Kearns-Sayre •Neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON)mtDNA •Debilidad neurogénica, ataxia y retinitis pigmentosa (NARP) •Enfermedad de Leigh •Enfermedad de Leigh: flavoproteína de SDH (Complejo II) y polipéptidos Complejo InDNA •Encefalomiopatía: Polipéptido de 18 kDa Complejo I
  71. 71. DEFECTOS SECUNDARIOS •Frataxina: Ataxia Proteínas de Friedreich mitocondriales: •Surf-1: Síndrome no OXPHOS de Leigh COX deficienteMutaciones nDNA Proteínas no •Huntingtina: mitocondriales Enfermedad de Huntington Toxinas Cianuro Inhibición de exógenas azidas citocromo c oxidasa
  72. 72. MITOCONDRIA Y ENVEJECIMIENTO• Aumento de edad: acumulación de mutaciones en mtDNA de varios tejidos (cerebro y músculo)• La acumulación de mutaciones en el mtDNA lleva a reducción de la capacidad de fosforilación oxidativa (complejos I y IV).• Incremento de enfermedades relacionadas con edad como: falla cardiaca, demencia, diabetes mellitus y neurodegeneración.
  73. 73. LISOSOMASLISOSOMAS
  74. 74. LOCALIZACION Se encuentran en el citoplasma celular Puede haber más de un lisosoma en una célula. Lisosomas Célula vegetal
  75. 75. LISOSOMAS Vesícula contiene enzimas digestivas
  76. 76. LISOSOMAS 50 Diferentes enzimas degradativas Hidrolasas ácidas  Activo pH 5 (interior del lisosoma)  Inactivo en el citosol a pH 7.2 pH ácido de los lisosomas es mantenido por una bomba de protones en la membrana lisosomal  Requiere ATP, (como la mitocondria)
  77. 77.  Lisosoma primario  Transporte del Golgi  Materiales exogenos, organelos deteriorados Lisosoma secundario  Fusión de primarios con un endosoma or fagosoma.  Usualmente mas denso.
  78. 78. FUNCION Adquisición de nutrientes Los lisosomas también pueden ayudar a las células a auto renovarse. El hígado humano es reciclado cada semana por los lisosomas.  Los lisosomas ayudan a las células a renovarse Defensa del huésped  Ej., destrucción de células sanguíneas con bacterias.
  79. 79. FUNCION Digerir macromoléculas, partes celulares viejas y microorganismos. Sucede cuando una vacuola llena se combina con un lisosoma para formar una vacuola digestiva.
  80. 80. Vías lisosomales Lisosoma Fagosoma secundario Fagocitosis is os c it Lisosoma go secundario Pinocitosis Fa is Vesicula citos pino pinocotica Rec Lisosoma ept o primario end r med ocit iand Revestido osis o Autofa RME Lisosoma go secundario Reciclaje de Endosoma Receptores de membrana Lisosoma Vacuola secundario autofagica
  81. 81. Vías lisosomales Cuerpo residual
  82. 82. Deficiencia de enzimas lisosomales
  83. 83. Enfermedad Tay Sach’s• Una enfermedad debida a un defecto en almacena- miento lisosomal.• Debido a una mutación en enzimas lisosomales. Β-N-hexosaminidasa-A*• Acumulos de glicolípidos no degradados dentro de lisosomas.• Encontrado en neuronas del SNC. Inclusiones Whorled (cuerpos lamelares) ayudan a identificar Tay Sach’s
  84. 84. CELULAS CON LISOSOMAS  Todas las células tienen lisosomas, pero algunas células son distinguidas por la abundancia de lisosomas.
  85. 85. MACROFAGOS Incluidos histiocitos y células presentadoras de antígenos (APCs) Fagocito profesional , consumen desechos y antígenos del tejido conectivo. Originalmente es un monocito.
  86. 86. Lisosomas primarios y secundariosdel macrófago Primario Secundario
  87. 87. NEUTROFILO * Un fagocito profesional. Primera célula ante una infección. Componente principal del pus .
  88. 88. PROMIELOCITO Precursor de neutrófilos, basófilos y eosinófilos. Todos tienen lisosomas. # de lisosomas disminuye durante la maduración.
  89. 89. Osteoclastos Remodelado óseo. Células muy grandes de la fusión de pre - osteoclastos (monocitos) Coloración rosada H & E debido a la presencia del contenido ácido de lisosomas.
  90. 90. CELULAS PIGMENTADAS DE LA RETINA En la pared del ojo. La retina es una multicapa Fragmentos del fotoreceptor (membranas) son fagocitadas por estas celulas.
  91. 91. INCLUSIONES CELULARES  A diferencia de los organelos, no tienen funciones especificas  Exógenas  Endógenas
  92. 92. Inclusiones celulares exógenas Generalmente dañinas  Caroteno (lipido soluble)  Abundante en zanahorias y calabazas  Metales pesados  Plomo y plata  Asbestos, silicona, carbon
  93. 93. Inclusiones endógenas Gotitas de lípidos  Encontradas en células adiposas , hepáticas, algunas células que secretan esteroides.  Reservas alimenticias importantes FH 4.13
  94. 94. Glucógeno Note sER Principal almacén de carbohidratos Hígado, músculo, corteza adrenal. Requiere tinción especial para ser visto. EN MET se observan como agregados en forma de rosetas electrondensos Demasiado glucógeno da lugar a la enfermedad de Pompe’s:agrandamiento del hígado, deficiencia lisosomal.
  95. 95. Enzimas precursoras Zimogeno  Encontrado en la porción apical de la célula.  Contiene precursores de muchas proteínas enzimáticas  Páncreas  tripsinogeno  Células del estomago  pepsinogeno  Glándulas salivares  Precursor de amilasa
  96. 96.  Mucígeno  Secreteado por células caliciformes  Encontrado en células epiteliales del tracto respiratorio y gastrointestinal  Liberado por exocitosis se mezcla con agua para formar moco.  Usado para protección  La irritación local puede hacer la célula lanzar contenido entero
  97. 97. PigmentosMelanina color a la piel y el pelo Neuromelanina encontrada en neuronas multipolares de la sustancia negra del cerebro medio. Contienen dopamina  Enfermedad de Parkinson’s  tremor, rigidez muscular y funciones motoras retardadas.  Resulta de la degeneración de estas neuronas.
  98. 98.  Lipofuscina  Función desconocida, pero aumenta con la edad, especialmente en neuronas.  Representa la acumulación de desechos insolubles intracelulares después de la actividad lisosomal (cuerpos residuales)  Encontrado en SNC, músculo, corazón e hígado.
  99. 99. Cristaloides Eosinofilos  Tiene gránulos específicos angulares , cristaloides  Ojo –gato  Funcionan como los lisosomas.  Ayuda a Eosinofilos infecciones parasitarias. Células de Leydig Proteicos, libremente en el citoplasma.  Función desconocida.
  100. 100. PEROXISOMASPEROXISOMAS
  101. 101. GENERALIDADES Microsomas - microcuerpos - peroxisomas. Presentes en todas las células eucariotas. Abundantes en: hígado y riñón. Organelos rodeados por membrana simple 0.1 - 1 µm de diámetro, redondo u oval. Morfológicamente similares a lisosomas. Contienen enzimas involucradas en variedad de reacciones metabólicas. Biogénesis similar a la mitocondrial.
  102. 102. NOMENCLATURA DE MICROSOMAS Peroxisoma: contiene al menos una flavinoxidasa productora de H2O2 , catalasa y sistema de β- oxidación. Mamíferos, vegetales. Glioxisoma: oxidasas, catalasa, cinco enzimas del ciclo del glioxilato, sistema de β- oxidación. Semillas germinantes - levaduras - protozoos Glicosomas: carecen de oxidasas y catalasas. Poseen siete enzimas de la glicólisis y de la síntesis de plasmalógenos y β- oxidación. Algunos protozoos (Trypanosoma brucei)
  103. 103. LOCALIZACIÓN Abundantes en tejidos activos en metabolismo lipídico (hígado, glándulas sebáceas y tej. graso). Tejido nervioso: oligodendrocitos productores de mielina. Hígado y riñón: redondos o ligeramente ovales. Ocupan 2.4% del volúmen celular. Peroxisomas hepáticos bovinos contienen cristales de uratooxidasa. No presente en tejidos humanos. Estrecha relación entre peroxisomas y sitios de síntesis lipídica como ER.
  104. 104. FUNCIONES REACCIONES CATABÓLICAS  β - oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga, ramificados y poliinsaturados (fitánico y pristánico).  Oxidación del etanol / metanol / formato  Oxidación de ácidos dicarboxílicos de cadena larga, prostaglandinas y xenobióticos.  Catabolismo de las poliaminas y purinas. REACCIONES ANABÓLICAS  Biosíntesis de plasmalógenos, colesterol y ácidos biliares.  Ciclo del glioxilato (Gluconeogénesis).  Transaminación del glioxilato.
  105. 105. OXIDASAS OXIDACIÓN O2 H2O2 L- y D- aa, poliaminas, ácidos grasos de cadena RH2 R larga CATALASAPEROXIDACIÓN H2O2 R’H2 2 H2O + R’ + Etanol, metanol y formato. CATALASA 2 H2O2 2 H2O + O2
  106. 106. β - oxidación peroxisomal de ácidos grasos Sustratos: ésteres acil-CoA. Ácidos grasos más poliinsaturados (ácido araquidónico C20:4 ∆ 5,8,11,14). Ácidos grasos de cadena ramificada (ácidos fitanico y pristánico) Ácidos dicarboxílicos Prostaglandinas Xenobióticos con cadenas laterales acilo Proceso: ingreso del ácido graso a través de la membrana peroxisomal, activación por acil-CoA sintetasas en matriz y oxidación por acil-CoA oxidasas. No genera ATP (se libera calor) Los grupos acetil-CoA son trasportados al citosol donde son usados para reacciones biosintéticas.
  107. 107. Biosíntesis de lípidos Colesterol y dolicol: en peroxisomas y en el ER, en células animales. Ácidos biliares: en hígado. Derivados del colesterol. Plasmalógenos: importantes componentes de membrana en algunos tejidos (corazón y cerebro), aunque en otros no están presentes
  108. 108. CICLO DEL GLIOXILATO
  109. 109. FORMACIÓN Los peroxisomas se forman a partir de peroxisomas pre-existentes, mediante un proceso de crecimiento y fisión. Todas las proteínas (de matriz, integrales de membrana) síntetizadas en ribosomas libres e importadas al peroxisoma. Casi todas son sintetizadas en su tamaño final. Los lípidos necesarios para formar nuevas membranas también son importados. Proceso consume ATP. no requiere potencial de membrana.
  110. 110. IMPORTACIÓN DE PROTEÍNAS Señales blanco peroxisomales o Peroxisomal Targeting Signals: PTS. Extremo C- terminal de proteínas de matriz: secuencia específica de 3 aa (PTS 1). No clivada en peroxisoma. SKL (Serina, lisina, leucina) Ej: Luciferasa Sustituciones conservativas (primeros 2 aa.): (Ser/Ala/Cys) - (Lys/Arg/His) - Leu Extremo N- terminal de proteínas de matriz: secuencia de 9 o más aa. (PTS 2). Puede ser o no clivada en peroxisoma. Ej: Tiolasa: precursor N-terminal de 26 aa. clivados. Proteínas integrales de membrana: señales internas (stop transfer).
  111. 111. MODELOS ALTERNOS DE IMPORTACIÓN PEROXISOMAL
  112. 112. CLASIFICACIÓN DE ENFERMEDADESPEROXISOMALES Grupo 1. Defectos del ensamblaje Grupo 2. Déficit de una única enzima peroxisomal peroxisomal Síndrome de Zellweger X – adrenoleucodistrofia Adrenoleucodistrofia neonatal Pseudoadrenoleucodistrofia neonatal Enfermedad de refsum infantil Pseudo-Zellweger Acidemia hiperpicólica Deficiencia de la enzima bifuncionalCondrodisplasia punctata rizomiélica Enfermedad de Refsum
  113. 113. SÍNDROME DE ZELLWEGER Enfermedad autosómica recesiva. Peroxisomas “vacios”. Defecto en proteínas de importación conduce a deficiencia peroxisomal grave. La membrana es ensamblada normalmente pero no hay proteinas de matriz. Ej. proteína defectuosa: factor 1 de ensamblaje peroxisomal. Alteraciones metabólicas múltiples: β - oxidación, biosíntesis de plasmalógenos. Manifestaciones clínicas: anormalidades neurológicas, características dismórficas, hepatomegalia, quistes renales múltiples. Órganos blanco: cerebro, hígado y riñones, muerte poco tiempo después del nacimiento.
  114. 114. ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA A X. (X –ALD) Oxidación de VLCFA está alterada específicamente, la de ácidos grasos de cadena intermedia (10-20 C) es normal. Los VLCFA son transportados normalmente al peroxisoma, pero no son esterificados al derivado acil- CoA y no pueden ser oxidados. Mutación en gen ALD. Codifica para transportador de CoA sintasa de ácidos grasos de cadena larga. Desordenes neurológicos severos en niñez que rápidamente llevan a muerte por acumulación de VLCFA en tejidos, plasma.
  115. 115. HIPEROXALURIA TIPO I Deficiencia de la enzima alanina: glioxilato aminotransferasa I (AGT I), peroxisomal en humanos. La falla en la detoxificación del glioxilato lleva a la conversión del glioxilato en oxalato con baja solubilidad, lo cual genera oxaluria. En 20% de casos, se debe a alteración en secuencia de entrada peroxisomal PTS. La señal alterada es reconocida por receptor mitocondrial no por el peroxisomal.
  116. 116. Citoesqueleto
  117. 117. Las tres redes de filamentos están interconectadas Actina Microtúbulos Filamentos intermedios
  118. 118. Filamentos de actina•5-9 nm dediámetro•Forman redes másdensas en el cortexcelular•Son muy dinámicos•Componentes:actina y proteínasque interaccionan
  119. 119. Microtúbulos•25 nm de diámetro•Un extremo unido al centrosomay otro libre en citoplasma•Muy dinámicas: crecen y seacortan•Soporte de proteínas motoras:transporte de orgánulos•Componentes: tubulina y variasproteínas ascociadas Tratamiento con colcemida
  120. 120. Filamentos intermedios •10 nm de diámetro •Muy resistentes y estables •Conectan con desmosomas •Componentes: proteínas fibrosas (queratina, vimentina, GFAP, neurofilamentos, etc)
  121. 121. Filamentos intermedios1. Red que rodea el nucleo y se extiende hasta la Soportan tensiones mecánicas membrana plasmática mayores que los microtúbulos y la2. Lámina nuclear actina
  122. 122. Proteínas de filamentos intermedios Tipo de filamento Proteína LocalizaciónLámina nuclear Lamininas A,B y C Lámina nuclear (65.000-75.000)Familia de las Vimentina (54.000) Mesénquimavimentinas (transitoria durante desarrollo) Desmina (53.000) Músculo GFAP (50.000) Glia Periferina (66.000) NeuronasQueratinas Tipo I (ácidas) Células epiteliales Tipo II (neutras/básicas) (40.000-70.000)Neurofilamentos NF-L, NF-M, NF-H Neuronas (60.000-130.000)
  123. 123. Filamentos intermedios Cada tipo varía en sus extremos lo que permite, en cada tipo celular, la interacción con diferentes componentes de la célulaFormados por proteínasfibrilares con una región centralque contiene repeticiones enheptada.El tetrámero ( la unidadfundamental) no estápolarizada.Se desensamblan al fosforilarseen los extremos amino.
  124. 124. Lámina nuclear Se anclan a la membrana nuclear interna y sirven de anclaje a la cromatina Su fosforilación produce la rotura de la estructura nuclear en la mitosis
  125. 125. La lámina nuclear está formada por proteínas similares a los filamentos intermedios Se ensamblan formando redesEl dímeroforma uncomplejosimilar a lamiosina
  126. 126. Epidermolisis bullosa simple
  127. 127. ActinaMicrotúbulos
  128. 128. Participación de microtúbulos en elmovimiento de orgánulos celulares Imagen de campo claro Inmunofluorescencia de tubulina Movimientos de agregación y dispersión de gránulos pigmentarios en células de peces
  129. 129. Movimiento microtúbulos y vesículas en pez
  130. 130. La vida media de un La vida media de unamicrotúbulo es de 10 molécula de tubulina es de min 20 horas Los microtúbulos pueden formar un nuevo centro organizador
  131. 131. Un microtúbulo estás formado por 13 protofiamentos El heterodímero ab tubulina se ensambla de forma polarSección transversal Vista longitudinal
  132. 132. La ab tubulina unida a GTP forma protofilamentos más estables
  133. 133. Polimerización de tubulinaLos Mts crecen más rapidamente en el extremo +
  134. 134. La inestabilidad dinámica de los Mts depende de la hidrólisis deGTP. El GTP unido a subnidad beta se hidroliza a GDP máslentamente que la incorporación de la subunidad al polímero
  135. 135. Las proteínas asociadas a microtúbulos(MAPs y tau) modifican sus propiedades
  136. 136. RE Golgi Las proteínas motoras asociadas a Mts determinan la posición de los orgánulos celulares RE Golgi
  137. 137. La interacción entre Mts y la red de actina puede polarizar la célula Linfocito T citotóxico después de reconocer una célula diana
  138. 138. Estructura de los microtúbulos de cilios y flagelos 2 Mts sencillos centrales (13 subunidades)9 dobletes de Mts especiales (1 de 13 + 1 de 11) Dineina ciliar (cola unida al Mt A) Axonema
  139. 139. Dineína ciliarEs un complejoproteico grandede 2x106 daltonsLas colas se unenal Mt A y lascabezas (en unaunión dependientede ATP) al Mt B
  140. 140. El desplazamiento de la cabeza de dineína hacia el extremo menos del Mt B produce la flexión del cilioSi se rompenlos puentesentredobletes losdobletes sedeslizanEstirándosehasta 9 veces
  141. 141. Corpúsculos basalesEstructura similar a centríolo:9 tripletes con tres tipos demts (a, b y c)Puente entre a y cLos Mts de cada uno de losdobletes del axonema ciliar segeneran por elongación de dosde los mts del corpúsculo basal
  142. 142. Formación de cilios y flagelosCuatro cilios enestadíos sucesivos deformación a partir delcorpúsculo basalLos flagelos surgen apartir de uno de loscentríolosEn D (formación de la colade esperma) cada uno delos centríolos en el procesode formación del flagelo yotras estructuras
  143. 143. Formación deestructura delflagelo encontinuidadcon dos de losMts delcentriolo
  144. 144. Comparación del movimiento de cilios y flagelos Cilios Flagelos Movimiento Movimiento ondulante oscilante150mm 6-10 mm
  145. 145. Comparación de cilios y microvilli Enpaquetamiento deEpitelio del oviducto Epitelio tráquea cilia en protozoos ehumano de rata invertebradosLa dirección del movimiento ciliar es perpendicular a la línea entre los dos mtscentrales. Idéntica orientación del par central en todos los cilios
  146. 146. Herencia cortical del patrón de orientación de los cilios en ParameciumLa orientación de los cilios se mantiene por más de 100generaciones gracias a la duplicación estereospecífica de loscorpúsculos basales
  147. 147. Filamentos de actina:•Estructuras estables y lábiles•Actina: proteína muyabundante en todas las célulaseucariotas•Su polimerización se acopla a lahidrólisis de ATP•El recambio ATP-ADP es muylento (minutos)
  148. 148. Dos tipos de filamentos de actina
  149. 149. Uniones de miosinas I y II a actina: posibles funciones
  150. 150. Modificación de la polimerización de actina por diferentes proteínas
  151. 151. Diversas disposicionesde los filamentos de actina en la célula
  152. 152. Interacciones moleculares en los contactos focales
  153. 153. La interacción del citoesqueleto de actina con el sustrato en el avance de la célula

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