Clase 3. CéLula Parte II
- 1. La Célula Generalidades, Citoplasma y Organelas Membranosas Profesora Mayra Jiménez
- 2. Unidad I. Introducción al estudio de la Histología y Morfología Celular Objetivo General : Especificar las herramientas que utiliza la histología para el estudio ultraestructural de tejidos y de la célula como unidad morfológica y funcional del organismo Contenido: • Reticulo endoplasmático rugoso, Retículo endiplasmático liso, Aparato de golgi, mitocondrias, Peroxisomas, Microtúbulos, Microfilamentos, filamentos intermedios.
- 3. Organelas membranosas: RETICULO ENDOPLASMÁTICO Muchos tipos celulares contienen en el citoplasma una sustancia que adquiere un intenso color con los colorantes básicos Este material basófilo se denomina ergastoplasma, o en las células nerviosas sustancia de Nissl. Luego de su descubrimiento se identificó con un ácido ribonucleico. Con la ME se observó un sistema de sacos limitados por membranas y se denominó retículo endoplasmático
- 4. Organelas membranosas: RETICULO ENDOPLASMÁTICO Retículo Endoplasmático es un sistema de sacos limitados por membrana que forman una red anastomosada de túbulos o bolsas aplanadas ramificados llamados cisternas que tienen una disposición en paralelo. Anastomosis: abertura, región abierta
- 5. Se pueden distinguir 2 tipos de retículo endoplasmático, uno rugoso o granular y otro liso En el rER l as cisternas tienen partículas adosadas a toda la superficie externa de la membrana denominadas ribosomas Es el sitio donde se produce la síntesis proteica y la modificación de las proteínas neosintetizadas. Los ribosomas asociados al retículo endoplasmico rugoso sintetizan proteínas que en su mayoría van a ser secretadas por las células. Las proteínas son sintetizadas en las superficies externas de rER, luego cruzan su membrana para entrar en la luz del retículo, donde permanecen aisladas del citoplasma circundante Organelas membranosas: RETICULO ENDOPLASMÁTICO rugoso o granular Célula glandular exocrina del páncreas, captada con ME. (Genesser)
- 6. Organelas membranosas: RETICULO ENDOPLASMÁTICO rugoso o granular El rER está bien desarrollado en las células que sintetizan proteínas destinadas a la exportación (células secretoras) y en las células con gran cantidad de membrana plasmática como en las neuronas Entre las células secretoras se encuentran las células glandulares, los fibroblastos, los plasmocitos, los odontoblastos, los ameloblastos y los osteoblastos. El rER no se limita a las células secretoras y las neuronas, casi todas las células contienen cisternas de rER, pero en escasa cantidad, lo que refleja la escasa secreción proteica. En todas las células los ribosomas sintetizan proteínas que se convertirán en componentes permanentes del lisosoma, el aparato de Golgi, el rER o la envoltura nuclear Fibroblastos Plasmocitos
- 7. Organelas membranosas: RETICULO ENDOPLASMÁTICO LISO (sER) El sER es la región del retículo endoplasmático compuesta por cortos túbulos anastomosados que no está asociada con ribosomas. Es acidófilo por lo que se tiñe con la eosina. Es la principal organela que interviene en la desintoxicación y la conjugación de sustancias nocivas. También participa en: El metabolismo de los lípidos y los esteroides. - El metabolismo del glucógeno. - La formación y el reciclaje de membranas. Puede estar separado del rER o puede ser una extensión de él.
- 8. Organelas membranosas: RETICULO ENDOPLASMÁTICO LISO (sER) Es abundante en las células que participan en el metabolismo de los lípidos, células que sintetizan y secretan esteroides, como las de la corteza suprarrenal y las intersticiales del testículo Esta bien desarrollado en los hepatocitos por el papel desintoxicante que desempeña el hígado Célula intersticial (de Leydig) del testículo, produce hormonas esteroides. captada con ME. (Ross)
- 9. RIBOSOMAS - Corpúsculo celular que utiliza las instrucciones genéticas contenidas en el ácido ribonucleico (ARN) para enlazar secuencias específicas de aminoácidos y formar así proteínas. Casi todos flotan libremente ( ribosomas libres ) en el citoplasma, pero muchos están enlazados a redes de túbulos envueltos en membranas que ocupan toda la masa celular (retículo endoplasmático) Los ribosomas libres se agrupan en racimos y forman los polisomas, en los cuales los ribosomas individuales están unidos por un hilo de ácido ribonucleico, llamado ARN mensajero Los ribosomas libres sintetizan proteínas que permanecen en la célula como elementos citoplasmáticos estructurales o funcionales Se encuentran en todas las células, excepto en los eritrocitos maduros
- 10. El DNA es una molécula alargada formada por dos cadenas que se unen longitudinalmente, cada una con un extremo 3′ (tres prima) y 5′ (cinco prima). Este apareamiento o unión ocurre de forma antiparalela, es decir: si la primera cadena apunta su extremo 3′ hacia arriba, el de la segunda cadena apuntará hacia abajo. Una vez apareadas ambas cadenas se enrollarán formando la famosa doble hélice . Dichas cadenas están formadas por unas unidades básicas llamadas nucleótidos, que se unen unos a otros formando cada cadena. Síntesis de Proteínas
- 11. A su vez, los nucleótidos están formados por tres moléculas fundamentales: una base nitrogenada, un fosfato y una pentosa (azúcar de cinco carbonos). El grupo fosfato proviene del ácido ortofosfórico, muy importante para el metabolismo ya que forma parte de biomoléculas como el DNA, el RNA y los transportadores de energía: ATP, GTP, UTP … El azúcar o la pentosa que se encuentra en los ácidos nucléicos puede ser de dos tipos y esto es fundamental para hacer distinción entre DNA y RNA. Podemos tener Ribosa o Desoxirribosa. Síntesis de Proteínas
- 12. La Ribosa, será un componente clave en la estructura del RNA, denominado como ARN, cuyo “nombre largo” sería: Á cido R ibo N ucléico. La Desoxirribosa, será componente clave en la estructura del DNA o ADN: Á cido D esoxirribo N ucléico. La diferencia entre ambos azúcares radica en el grupo químico que presentan en su carbono 2′. La ribosa presenta en su carbono 2′ un grupo alcohol o hidroxilo, mientras que la desoxirribosa presenta un hidrógeno, se puede deducir que ha perdido un oxígeno, de ahí que se le ponga el prefijo “Desoxi-”. Síntesis de Proteínas
- 13. - Las bases nitrogenadas que podemos encontrar en los ácidos nucleicos se clasifican en bases púricas y bases pirimidínicas. Las bases púricas son la Adenina y la Guanina, ambas presentes en los dos tipos de ácido nucleico: DNA y RNA. Las pirimidínicas, como se puede deducir son: Timina, Citosina y Uracilo. Aquí se encuentra la excepción de que no todas aparecen en el DNA, ya que el Uracilo sustituye a la Timina en el RNA. Síntesis de Proteínas
- 14. El DNA estará formado por nucleótidos con las bases: Adenina, Guanina, Timina y Citosina. Y el RNA estará formado por las bases: Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo. Estas bases tienen la capacidad de formar enlaces débiles entre ellas: enlaces de puente de hidrógeno , que serán los responsables de la adhesión de ambas cadenas en el DNA. Las proteínas son moléculas enormes formadas por muchas unidades básicas llamadas aminoácidos Los aminoácidos son moléculas que presentan en su carbono central o asimétrico o α (alfa) un grupo amino (H2N-) y un grupo ácido (-COOH), un hidrógeno y un grupo radical que determinará cada tipo de aminoácido. Síntesis de Proteínas
- 15. Hay 20 tipos de aminoácidos distintos, con diferentes características: apolares, polares con carga y polares sin carga. A los polares les gusta el agua y los no polares la repelen. Cada aminoácido vendrá determinado por tres bases nitrogenadas del DNA. Recordando: el RNA es un ácido nucléico parecido al DNA pero con la diferencia de que en lugar de Desoxirribosa está formado por Ribosa y en lugar de Timina utiliza Uracilo. Al momento de sintetizar proteínas tiene lugar un fenómeno denominado Transcripción . La transcripción no es más que la copia de un Gen o fragmento de DNA a RNA, que contendrá la información para formar una proteína. Para que ocurra la transcripción se debe desenrollar la doble hélice de DNA y separar ambas cadenas, esto lo hace un complejo enzimático llamado RNA Polimerasa. Síntesis de Proteínas
- 16. La actividad polimerasa de este complejo irá apareando nucleótidos de RNA con las bases del fragmento de DNA que queremos copiar a lenguaje RNA y se irá sintetizando un RNA mensajero de una sola cadena que contendrá la información deseada para la síntesis de la proteína. En el apareamiento de bases de RNA con las bases de DNA, la A denina de éste apareará con el U racilo del RNA. A este RNA se le llama RNA mensajero (RNAm) que, es la copia de un gen presente en el DNA de la célula. En este mensajero se encuentra el código genético para fabricar una proteína. - Con tres bases (triplete) se está codificando para la unión de un aminoácido. Estos tripletes aparecen en el RNA mensajero, cada uno denominado Codón. Los aminoácidos se relacionan con el código genético, a través de un vector, o transportador, capaz de unirse a cada triplete codificante de RNAm o Codón y a su vez transportar el aminoácido correspondiente a dicho Codón: el RNA transferente (RNAt). Síntesis de Proteínas
- 17. EL ARNt posee una zona de unión a las tres bases del Codón del RNAm llamada Anticodón, que aparea complementariamente con éste. A cada aminoácido le corresponde un RNAt distinto con un triplete de anticodón distinto, según el código genético Una vez tenemos sintetizado el RNAm con la información necesaria, en forma de código genético, para formar una proteína y tenemos los RNAt unidos a sus correspondientes aminoácidos, ya podemos fabricar nuestra nueva proteína.
- 18. - La síntesis proteica comienza con la iniciación, que tiene lugar cuando una cadena de ARN mensajero (ARNm), que lleva instrucciones genéticas copiadas del ácido desoxirribonucleico (ADN), se acopla a un ribosoma. - El ARNm indica al ribosoma cómo debe enlazar los aminoácidos para formar una proteína. - Dos moléculas de ARN de transferencia (ARNt), cada una de ellas con un aminoácido, se unen al complejo ribosoma-ARN mensajero - Entre los dos primeros aminoácidos se forma un enlace químico llamado enlace peptídico - Durante la fase de elongación, el ARNt se separa de su aminoácido y se aleja del complejo . Síntesis de Proteínas
- 19. Organelas membranosas: APARATO DE GOLGI Las proteínas neosintetizadas pasan normalmente al aparato de Golgi en pocos minutos. Organela membranosa compuesta de múltiples cisternas aplanadas que se ocupan de modificar, clasificar y empaquetar proteínas y lípidos para su transporte intracelular y extracelular. Está polarizado morfológica y funcionalmente, en una cara formadora ubicada más cerca del rER ( red cis-Golgi ) que constituye una superficie convexa orientada hacia el núcleo celular. Y una cara madurativa más alejada del rER que constituye una superficie cóncava orientada hacia el exterior de la célula ( red trans-Golgi ) -
- 20. Organelas membranosas: APARATO DE GOLGI -Sobre la superficie trans de Golgi se detectan las vesículas de secreción, sobre todo en células especializadas en secreción. Esta bien desarrollado en las células secretoras y no se tiñe con H-E (zona paranuclear no teñida, imagen negativa). - Es activo en las células que secretan proteínas por exocitosis y en las células que sintetizan gran cantidad de membrana y de proteínas asociadas con membrana, como las neuronas. - En MO las células que poseen un aparato de Golgi grande: plasmocitos, osteoblastos y células del epidídimo, exhiben una región clara (imagen negativa) Mielocito neutrófilo (Célula sanguinéa inmadura, precursor de la serie blanca) Imagen no teñida difusa. Coloración Wright
- 21. ESQUEMA DINÁMICO DEL TRANSPORTE DE PROTEÍNAS
- 22. Exhiben formas diversas como esferas, bastones, filamentos alargados, hélices o solenoides. Poseen 2 membranas: interna y externa, un espacio llamado matriz y un espacio intermembrana. Se encuentran en todas las células excepto en los glóbulos rojos y los queratinocitos terminales. Son más abundantes en las células que utilizan grandes cantidades de energía: células musculares estriadas y células que se ocupan del transporte de líquidos. Generan ATP en diversos mecanismos metabólicos: fosforilación oxidativa, el ciclo del ácido cítrico y la β -oxidación de los ácidos grasos. Perciben el estrés celular y deciden si la célula vive o muere mediante el inicio de la apoptosis Organelas membranosas: MITOCONDRIAS
- 23. APOPTOSIS Muerte celular programada El fenómeno se inicia con la liberación del citocromo C por parte de las mitocondrias desde el espacio intermembrana hacia el citoplasma celular. El acontecimiento es regulado por la familia de Bcl-2 proteínas. Inician una cascada de reacciones enzimáticas proteolíticas que conducen a la apoptosis Es una forma de suicidio celular genéticamente definida, que ocurre de manera fisiológica durante la morfogénesis, la renovación tisular y en la regulación del sistema inmunitario .
- 24. Organelas membranosas: PEROXISOMAS (MICROCUERPOS) Organelas limitadas por membrana simple que contienen enzimas oxidativas: catalasas y otras peroxidasas. Todas las enzimas oxidativas generan peróxido de hidrógeno (H 2 O2) agua oxigenada altamente tóxico. La catalasa regula con precisión el contenido celular de (H 2 O2) y lo degrada para proteger la célula Son esféricos pequeños (0,5 µm de diámetro). Se encuentran en la mayor parte de los tipos celulares (aunque predominan en las células hepáticas y renales) En los hepatocitos tienen a su cargo la desintoxicación del alcohol ingerido mediante su conversión en acetaldehído Otra función importante es la β -oxidación de los ácidos grasos - La cantidad de peroxisomas que hay en una célula aumenta en respuesta a la dieta, a fármacos y a la estimulación hormonal. - Síndrome de Zellweger enfermedad hereditaria donde los peroxisomas pierden su capacidad de funcionar porque carecen de enzimas necesarias
- 25. MORFOLOGÍA: LA CÉLULA Organelas No Membranosas: Microtúbulos. Microfilamentos o Filamentos de Actina. Filamentos Intermedios Centríolos y Centros organizadores de microtúbulos (MTOC) o Centrosomas. Cuerpos basales. Inclusiones: Citoplasmáticas. Nucleares.
- 26. MORFOLOGÍA: LA CÉLULA MICROTÚBULOS Organelas No Membranosas: Características morfológicas: Cilindros proteicos huecos, rígidos y no ramificados. Compuestos por 2 polipéptidos diferentes: α y β tubulina. Crecen desde un centro organizador de microtúbulos Son visibles al microscopio óptico con coloraciones especiales. (fluorescencia) Huso mitótico
- 27. MORFOLOGÍA: LA CÉLULA MICROTÚBULOS Organelas No Membranosas: Funciones : Transporte vesicular intracelular: - Vesículas de secreción. -Transporte de organelas citoplasmáticas: Endosomas, Lisosomas. Mitocondrias. “ INVOLUCRAN LA PARTICIPACION DE MOTORES MOLECULARES PROTÉICOS” Dineínas: Transporte desde la periferia celular hacia en Centro Organizador de Microtúbulos. Cinesinas: Transporte desde el Centro Organizador de Microtúbulos hacia la periferia celular.
- 28. MORFOLOGÍA: LA CÉLULA MICROTÚBULOS Organelas No Membranosas: Funciones : Movimiento de cilios y flagelos. Fijación de los cromosomas al huso mitótico. Movimiento de los cromosomas durante la división celular (Mitosis y Meiosis) Alargamiento y movimiento de las células Mantenimiento de la morfología celular. Tripanosomas
- 29. MORFOLOGÍA: LA CÉLULA MICROFILAMENTOS O FILAMENTOS DE ACTINA Organelas No Membranosas: Características morfológicas : Filamentos delgados y flexibles. Compuestos por moléculas de actina G (actina globular) Se organizan en forma lineal helicoidal bicatenaria. La polimerización de las moléculas de actina G requieren de: ATP Mg + K + “ La polimerización depende de: Cantidad local de Actina G y la interacción con proteínas fijadoras de actina” Funciones: Anclaje y movimiento de proteínas de membrana Formación del núcleo estructural de las microvellosidades: células epiteliales absortivas Locomoción celular: células transformadas de los tumores invasores Emisión de prolongaciones celulares
- 30. MORFOLOGÍA: LA CÉLULA Organelas No Membranosas: Características morfológicas : • Su diametro es intermedio entre los filamentos de actina y los microtúbulos No poseen actividad enzimática y forman filamentos no polares Fibras trenzadas a manera de cuerdas: Dominio bastoniforme. Dímeros superenrrollados. Tetrámero escalonado. FILAMENTOS INTERMEDIOS
- 31. Están agrupados en 4 clases principales según su composición proteica y su distribución celular: - Queratinas (citoqueratinas): pelo, uñas - Vimentina y símil de vimentina : Células derivadas del mesodermo - Neurofilamentos : desde el cuerpo celular hacia los extremos de los axones de las dentritas, lo cual provee sostén estructural - Láminas : láminas nucleares que se asocian con la envoltura nuclear FILAMENTOS INTERMEDIOS Funciones : • De sostén o estructural general Integridad de las uniones célula-célula y célula matriz extracelular. Proveen solidez y resistencia mecánica.