Ciencia que se encarga del estudio de todos los seres vivos (su
forma, estructura, ciclo reproductivo, forma de vida y su relación
con el medio ambiente)
Biología Celular
Ramadelacienciaqueestudiaalascélulas(suspropiedades,
estructuras,funciones,organélos,interacciónconelambiente
yciclovital)
Eslacienciaqueestudialasfuncionesdelosseresvivos.Se
encargadelestudiodelafuncióndecadapartedelcuerpo.
Robert Hooke, 1635-1703.
Fue el primero en utilizar el término
Célula.
Antonvan Leeuwehoek, 1632-1723.
Se le atribuye el descubrimiento de los
protozoarios y espermatozoides.
https://www.alamy.es/imagenes/
1801, Dutrochety Purkinje. Describieron la organización
celular de vegetales y varios tejidos animales.
1831, Robert Brown, describió al núcleo celular.
1835, Dujarni, describió al protoplasma.
1838, MatiasScheilden, Observó que todas los organismos
vegetales son conformados por células.
1858, Virchow, describió el proceso de división
(proliferación celular), que todas las células surgen de
células preexistentes.
Eventos que permitieron el Establecimiento
de la Teoría Celular:
Se basa en 4 proposiciones:
Todos los organismos están compuestos de células.
En las células tienen lugar las reacciones
metabólicas de organismo.
Las células provienen tan solo de otras células
preexistentes.
Las células contienen el material hereditario.
Por: J. Schleideny T. Schwann
Organización Molecular de la Célula
C, O, H, N, P y S. Son los elementos químicos indispensables
para la base de las estructuras celulares.
95%
H
2O.-representa el 75% del total de la masa celular.
Sales minerales.-
•Precipitadas(carbonato cálcico y fosfato cálcico)
•Disueltas como Iones(Cl
-
, H
2PO
4
-
, SO
4
-2
, SO
3
-2
, Na
+
, K
+
, NH
4
+
,
Mg
+2
, Ca
+2
)
•Asociadas a moléculas orgánicas(fosfoproteínas, fosfolípidos,
agares)
Principales funciones de las sales minerales
dentro de la célula:
-Mantener el grado de salinidad del medio interno.
-Estabilizar dispersiones coloidales.
-Intervenir en la ósmosis.
-Constituir soluciones tampón o amortiguadoras para mantener el pH intracelular.
-Formar estructuras esqueléticas
Clasificación: Número de azúcares
Monosacáridos: Glucosa, Fructosa o Galactosa
Disacáridos: Lactosa, Maltosa, Sacarosa
Oligosacáridos: Dos a diez monómeros
Polisacáridos
POLISACÁRIDOS TIENEN LA FUNCIÓN DE
ALMACENAMIENTO Y ESTRUCTURA
ALMIDÓN.-Homopolímerodeαglucosas,sedivideenamilosay
aminopeptina.
RodwellVW,BenderD,BothamKM,KenellyPJ,weilPA.2018.Harper’s
IllustratedBiochemistry.31edition.McGrawHillEducation.
POLISACÁRIDOS TIENEN LA FUNCIÓN DE
ALMACENAMIENTO Y ESTRUCTURA
GLUCÓGENO
Lípidos
Son biomoléculasorgánicas conformadas por C, H y O (en menor proporción),
además de S, P y N.
Son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos (éter, cloroformo,
benceno, etc.)
1 gramo de Grasa produce 9.4 kcal
1 gramo de Proteína o Glúcido produce 4.1 kcal.
FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS
Reserva.
Estructural: Forman bicapas lipídicas de las membranas, recubren órganos,
protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y manos.
Biológica: Favorecen o facilitan reacciones químicas en los seres vivos.
Ejemplo: las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroides y las
prostaglandinas.
Transportadora: EL transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de
destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los
proteolípidos.
AMONIÁCIDOS Y PROTEÍNAS
•Largos polímeros de aminoácidos
•Moléculas orgánicas mas abundantes en las células.
•Cada proteína tiene funciones diferentes
•La información genética es transmitida por las proteínas.
•Todas producen, por hidrólisis, -aminoácidos.
Los20aminoácidosencontradoscomúnmente como
productosdehidrólisisdelasproteínasquecontienen
ungrupoα-carboxilo,ungrupoα-aminoyungrupoR
distintivosustituidoenelátomodecarbonoα.
AMONIÁCIDOS Y PROTEÍNAS
Carbonoαdelosaminoácidos(exceptoglicina)esasimétrico
2formasesteroisómerasLyD.Sóloseencuentranenlas
proteínaslosesteroisómerosL.
AMONIÁCIDOS Y PROTEÍNAS
Losaaseclasificansegúnlapolaridaddesus
gruposR,encincogrupos:
1.-Apolaralifática:alanina,glicina,isoleucina,
leucina,prolinayvalina.Fenilalanina,tirosinay
triptófano
2.-Polares(sincarga):Asparagina,cisteína,
glutamina,metionina,serinaytreonina.
AMONIÁCIDOS Y PROTEÍNAS
AMONIÁCIDOS Y PROTEÍNAS
3.-Loscargados negativamente (acídicos):
Aspartatoyglutamato.
4.-Loscargadospositivamente(básicos):arginina,
histidinaylisina.
5.-Aromáticos.-Fenilalanina,tirosinaytriptófano
IMPORTACIA BIOMÉDICA
1.-Unidad monoméricade las proteínas
2.-Neurotransmisor (ácidos glutámico), biosíntesis (BN)
3.-Péptidos Neuroendocrino (ADH)
4.-Bacitracina, gramicidinaA y Bleomicina
CARGA (+), (-) O NINGUNA
R –COOH R –COO
-
+ H
+
R –NH
3
+
R –NH
2+ H
+
Grupos Ionizables de los aminoácidos:
Zwiteriones:Moléculasconelmismonúmerode
gruposionizablesperoconcargaopuesta
pKa=Eslafuerzaácidadelasmoléculascon
protonesdisociables
CARGA (+), (-) O NINGUNA
TENER CARGA (+), (-) O NINGUNA
Molécula Isoeléctrica: Cantidad idéntica de (+) y (-)
PuntoIsoeléctrico(pI):pHdondelamoléculatienecarga
netaigualacero.ParalosaminoácidoseselpHpromedio
entrelos2pKa
Cuandotienenmásde2pKa,tomarlos2pKsqueestán
entreelpuntoisoiónico.
PuntoIsoiónico:pHdondelascargasnegativasestán
equilibradasconlaspositivas.
Paramoléculaspequeñas(aminoácidosypéptidos)punto
isoeléctricoypuntoisoiónicosoniguales
Separaciónelectroforética
TENER CARGA (+), (-) O NINGUNA
EL MEDIO AMBIENTE AFECTA AL pKa
Unmedioambientepolarfavoreceloscompuestoscargados
R–COO
-
yR–NH
3
+
UnmedionopolarfavoreceloscompuestosnocargadosR–
COOHyR–NH
2
Losgruposcargadosdelosaa,aseguranlasolubilidaden
solventespolares(agua,etanol)einsolublesennopolares
(benceno,hexano)
Laelevadaenergíanecesariapararomperlasfuerzasiónicas
queestabilizanloscristalesessimilarparalosaminoácidos
LAS R-DETERMINAN LAS PROPIEDADES
Glicinaeselmáspequeño
LasR–Hidrofóbicas(Val,Leu,Ile)seorientanal
interiordelaproteína
Loscargados(+o-)estabilizanconformaciones
proteicasespecíficas(iónicas,p.dehidrógenoe
interaccioneselectrostáticas)
Laserina(-OH)ycisteina(-SH)sonexcelentes
nucleófilos
IMPORTANCIA BIOMÉDICA DE LAS
PROTEÍNAS
https://comofuncionaque.com/wp -content/uploads/2015/05/Las-proteinas-son-las-
encargadas-de-llevar-a-cabo-las-principales-funciones-de-las-celulas.jpg
Estructural
•Como las glucoproteínasque forman parte de las membranas.
•Las histonasque forman parte de los cromosomas
•El colágeno, del tejido conjuntivo fibroso.
•La elastina, del tejido conjuntivo elástico.
•La queratinade la epidermis.
EnzimaticaSon las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las
reacciones.
Hormonal
•Insulina y glucagón
•Hormona del crecimiento
•Calcitonina
•Hormonas tropas
Defensiva
•Inmunoglobulina
•Trombina y fibrinógeno
Transporte
•Hemoglobina
•Hemocianina
•Citocromos
Reserva
•Ovoalbúmina, de la clara de huevo
•Gliadina, del grano de trigo
•Lactoalbúmina, de la leche
DE ACUERDO A SU COMPOSICIÓN
PROTEÍNASSIMPLES:
Sonaquellasqueporhidrólisisproducensolamente-
aminoácidos.
PROTEÍNASCONJUGADAS:
Sonaquellasqueporhidrólisis,producen-aminoácidos
yademásunaseriedecompuestosorgánicose
inorgánicosllamadosgruposprostéticos
GRUPOPROSTÉTICO:Moléculadecarácterorgánicoo
inorgánicosinseraminoácido,unidocovalentementeala
proteínayesindispensableparalafuncióndelaproteína:
1.-Nucleoproteínas(ÁcidoNucléico)
2.-Metaloproteínas(Metal)
3.-Fosfoproteínas(Fosfato)
4.-Glucoproteínas(Glucosa)
5.-Lipoproteínas(lípidos)
DE ACUERDO A SU COMPOSICIÓN
DE ACUERDO A SU CONFORMACIÓN
P. Fibrosas:
Constituidasporcadenaspolipeptídicas,ordenadasdeorden
paraleloalolargodeunejeformandoestructurascompactas
(fibrasoláminas).
Sonmaterialesfísicamenteresistenteseinsolublesenaguay
solucionessalinasdiluídas.Ej.Colágena,-queratina,
elastina.
DE ACUERDO A SU CONFORMACIÓN
P. Globulares:
Constituidasporcadenaspolipeptídicasplegadas
estrechamente,demodoqueadoptanformasesféricaso
globularescompactas.
Solublesensistemasacuosos,sufuncióndentrodelacélula
esmóvilydinámica.Ej.Enzimas,anticuerpos,hormonas.
ESTRUCTURA PRIMARIA DE LAS PROTEÍNAS
1.-Eselesqueletocovalentedelacadenapolipeptídica.
2.-Esestablecidaporlasecuenciadeaminoácidos.
3.-Rigeelordendeencadenamientopormediodelenlace
peptídico
FACTORES QUE ESTABILIZAN LAS
ESTRUCTURAS PROTEICAS
Interacciones Hidrofóbicas
Puentes de Hidrógeno
Puentes Salinos
Puentes disulfuro
Fuerzas de Van Der Walls
DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
Pérdida de la estructura terciaria. Son en la estructura de la
proteína que trae como resultado una alteración o
desaparición de sus funciones.
FACTORESQUEAFECTANLAESTRUCTURA TERCIARIA:
Físicos: Temperatura
VariacionesdepH
Radiacionesultravioleta
Altaspresiones
Químicos:Ácidos
Bases
Sustanciasconactividaddedetergente
HEMOGLOBINA Y MIOGLOBINA
IMPORTANCIA BIOMÉDICA
Intervieneneneltransporteyalmacenamiento,necesario
paralafuncionesfisiológicasdelmetabolismooxidativode
lacélula.
MIOGLOBINA
Proteínamonoméricadelmusculoysufunciónes
almacenareloxígeno.
HEMOGLOBINA
Proteínatetraméricadeleritrocitoysufunciónes
transportareloxigenoalostejidosyregresaelCO
2yH
+
a
lospulmones
ENZIMAS
Sonpolímerosbiológicosquecatalizanlasreacciones
químicas.Soncatalizadoresbiológicosqueaceleranuna
reacción
CARACTERISTICAS DE LAS ENZIMAS
Catalizadoresmuypotentesyeficaces.
Puedenserdenaturalezaprotéicaoribonucléica.
Nomodificanelsentidodelosequilibriosquímicos,sinoque
aceleransuconsecución.
E + S ES E + P
Características de la reacción enzimática
Elevada especificidad:
Especificidad de sustrato. EL sustrato(s) es la molécula
sobre la que la enzima ejerce su acción catalítica.
Especificidad de acción: Cada reacción está catalizada por
una enzima específica bajo el mismo mecanismo.
Acción enzimática
Característica sobresaliente
Se une a la enzima por interacciones débiles: puentes de hidrógeno, fuerzas
electrostáticas, fuerzas hidrofóbicas, etc en el centro activo de la enzima
ENZIMAS
Factores que Afectan la velocidad de reacción:
Temperatura
Concentración de los reactivos
Inhibición Enzimática
Tipos de Inhibidores:
1.Reversibles:
Inhibidor Competitivo
Inhibidor No competitivo
Inhibidor Incompetitivo
2.Irreversibles.
Inhibición Irreversible:
Inhibidores suicidas, inactivadores basados en el mecanismo ya
que utilizan el mecanismo de reacción enzimática normal para inactivar la
enzima.
No es activo hasta que llega al sitio activo
En las rutas metabólicas hay grupos de enzimas que funcionan
conjuntamente en rutas secuenciales para llevar a cabo un proceso
metabólico determinado, por ejemplo de la glucosa a lactato.
Hay al menos una enzima que fija la
velocidad de la secuencia global
Enzimas Reguladoras.
Muestran una actividad mayor o
menor en respuesta a ciertas
señales
Mediante diversos tipos de
moléculas señales las cuales son
generalmente metabolitos de baja
masa molecular o cofactores.
Enzimas reguladoras.
Enzimas Alostéricas:
Allos: otro; stereos:sólido o forma
Enzimas reguladas por modificación
covalente reversible
Funcionan a través de la unión
reversible, no covalente, de un
metabolito regulador denominado
modulador.
Tienden a ser del tipo todo o
nada
Fosforilación (fosfato), Adenililación
(adenosina monofosfato), Uridililación
(uridina monofosfato), ADP-Ribosilación
(adenosina difosfato ribosa) y metilación
(los grupos metilo)
Zimógenos
Organización de la Célula
STRUCTURAL CHARACTERISTICS OF A BACTERIAL CELL
STRUCTURE FUNCTION
CellWall protects the cell and gives shape
Outer
Membrane
protects the cell against some antibiotics (only present in Gram-negative
cells)
Cell
Membrane
regulates movement of materials into and out of the cell;contains enzymes
important to cellular respiration
Cytoplasm
contains DNA, ribosomes, and organic compounds required to carry out life
processes
Nucleoid a region in which their genetic material is concentrated
Chromosome carries genetic information inherited from past generations
Plasmid contains some genes obtain through genetic recombination
Capsule protects the cell and assist in attaching the cell to other surfaces
Endospore
protects the cell against harsh environmental conditions, such as heat or
drought
Pilus (Pili)
assist the cell in attaching to other surfaces, which is important for genetic
recombination
Flagellum movesthecell
PARED CELULAR
BACTERIAS PLANTAS
Alberts B, JhonsonAD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. 2014. Molecular
Biology of the Cell. Sixhedition. Garland Science Taylor & Francis Group.
CITOESQUELETO
Alberts B, Jhonson AD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. 2014. Molecular
Biology of the Cell. Sixh edition. Garland Science Taylor & Francis Group.
RETÍCULO ENDOPLASMICO
Alberts B, JhonsonAD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. 2014. Molecular
Biology of the Cell. Sixhedition. Garland Science Taylor & Francis Group.
RIBOSOMA
Losribosomassongránuloscitoplasmáticosencontradosentodaslas
células.Elribosomaconstadedospartes,unasubunidadmayory
otramenor;estassalendelnúcleoporseparado.
Lafuncióndelosribosomaseslasíntesisdeproteínascitoplasma.Los
ribosomasactivospuedenestarsuspendidosenelcitoplasmao
unidosalretículoendoplásmicorugoso.
Los ribosomas suspendidos en el citoplasma tienen la función
principal de sintetizar las siguientes proteínas:
Proteínas que formarán parte del citosol
Proteínas que construirán los elementos estructurales
Proteínas que componen elementos móviles en el citoplasma.
RIBOSOMA
Alberts B, JhonsonAD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. 2014. Molecular
Biology of the Cell. Sixhedition. Garland Science Taylor & Francis Group.
APARATO DE GOLGI
Alberts B, JhonsonAD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. 2014. Molecular
Biology of the Cell. Sixhedition. Garland Science Taylor & Francis Group.
MITOCONDRIA
Alberts B, JhonsonAD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. 2014. Molecular
Biology of the Cell. Sixhedition. Garland Science Taylor & Francis Group.
Cromatina
ConjuntodeADN,Histonasyproteínas
No-Histónicasqueseencuentranubicadas
enelnúcleodelacélulaeucariótica.
Paraquelacromatinaseafuncionaldebe
estarEXTENDIDA,yaquecondensadano
esactiva.
Duranteladivisióncelular,lacromatinase
condensa,espiralizándoseparaformar
cromosomas.Alterminarladivisión
celular,lacromatinasedesespiralizaen
mayoromenormedida.
Alberts B, JhonsonAD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. 2014. Molecular
Biology of the Cell. Sixhedition. Garland Science Taylor & Francis Group.
Tipos de Microscopía
Microscopía de contraste de fase.-Se usa para
aumentar el contraste entre las partes claras y oscuras
de una célula, normalmente se observan células
aisladas vivas, es ampliamente utilizado en biología y
medicina.
Normarski(Microscopía diferencia de
contraste de interferencia, DIC).-Se utiliza
para la observación de relieves celulares, es el
método utilizado para fertilización in-vitro. Se usa
cuando el especimenes muy grueso para utilizar
contraste de fase.
Tipos de Microscopía:
Microscopía de
Fluorescencia.-Una sustancia
natural (componente de la
misma célula) o un colorante
fluorescente aplicado es
estimulado por un haz de luz,
emitiendo parte de la luz
absorbida como rayos luminosos
(fluorescencia).
El Microscopio de Fluorescencia
posee una lámpara especial
que emite luz excitadora de los
fluorocromos(colorantes) y
posee un filtro que permite el
paso de la luz emitida por el
fluorocromo.
Tipos de Microscopía:
Microscopía confocal.-
Permite obtener imágenes
tridimencionalesde las células.
Se basa en el mismo principio que la
microscopía de fluorescencia pero
se usan 2 diafragmas confocales
uno antes y otro después de la
muestra.
Un láser se incide sobre la muestra y
la va barriendo plano a plano,
creando muchas imágenes
bidimencionalesque mediante un
software se procesa y se genera una
imagen en 3D del objeto.
Tipos de Microscopía:
MicroscopíaElectrónica.-
Microscopioelectrónico.-Diseñadopor
losalemanesE.RuskayMKnollen1931.
(premioNoveldefísicaaE.Ruskaen
1986)
Utilizaaelectronescomo sonda
(generadosporunalámparade
Tungsteno)paraanalizarmaterialesy/o
especímenesbiológicos.
Tiposdemicroscopiaelectrónica:
TEM.-MicroscopíaElectrónicade
Transmisión.
SEM.-MicroscopíaElectrónicade
Barrido.
http://gabrielescritoriobiologico.blogspot.mx/
http://biol1c201.blogspot.mx/2009_05_01_archive.html
Citometríade flujo (CMF)
Es una técnica de análisis
celular multiparamétrico.
Se basa en pasar una
suspensión de células
(partículas) alineadas una
tras otra por delante de un
haz de láser focalizado.
Permite la medida
simultánea de múltiples
características físicas en una
sola célula, a una velocidad
de 500 a 4000 células por
segundo.
Citometría de flujo (CMF)
Hematología:tipificación y conteo de células , reticulocitos y
análisis de medula ósea.
Farmacología:Estudios de cinética celular.
Inmunología:Subpoblaciones de linfocitos ,tipaje tisular
Oncología:Diagnóstico y pronóstico, monitores de tratamientos
Microbiología:Diagnóstico bacteriano y vírico, estudios de
sensibilidad a los antibióticos
Genética:Cariotipo y diagnóstico de portador y diagnóstico
prenatal.
Fijación y Coloración
Fijación
Proceso mediante el cual los elementos constitutivos de las células, son
fijados en su estado físico y parcialmente en su estado químico, lo cual
permite resistir el tratamiento sucesivo sin que ocurra pérdida, distorsión o
descomposición significativa
Consiste en sumergir el tejido u órgano en compuestos químicos denominados
fijadores.
Fijadores simples:formaldehído, cloruro de mercurio, ácido pícrico, alcohol
etílico, ácido tricloroacético, acetona, formalina ó el glutaraldehído
Fijadores compuestos:Ejemplos: Solución de Bouin, que contiene ácido
pícrico, formalina, ácido acético y agua. Solución de Zenker, que contiene
formalina, dicromato de potasio, cloruro de mercurio y agua.
Fijadores físicos:desecación, calor seco, calor húmedo, frío, congelación.
Fijación y Coloración
Cualidades de un fijador ideal:
Actuar con rapidez,fijando a las células antes de que se inicien los fenómenos
pre-mortem y post-mortem (autólisis, fragmentación, desintegración, etc.).
Poseer alto poder de penetraciónpara asegurar la fijación correcta hasta las
porciones profundas del espécimen.
Conservar, en la medida de lo posible, los detalles estructurales en un patrón
morfológico similar al que presentabanin vivo.
Permitir o favorecer la aplicación de los procedimientos requeridos para su
observación: procesamiento, inclusión en parafina, corte, tinción y observación,
así como la realización de técnicas histológicas, histoquímicas o inmuno-
histoquímicas específicas.
Impedir la generación de estructuras artificiales(artificios y artefactos).
No generar retracción excesiva de los tejidosni volverlos friables o quebradizos.
Ser económico, estable, con baja toxicidad y de fácil manejo.
Fijación y Coloración
Coloración:
Combinación de fenómenos físicos y químicos de absorción.
Los fenómenos físicos de absorción, capilaridad y ósmosis
participan en cierto grado.
La afinidad de colorantes básicos por los tejidosácidosy viceversa
indican que hay reacciónquímica.
Colorantes.-compuestos mediante los cuales se colorean células
y/o tejidos.
Poseen 3 componentes: esqueleto incoloro, al cual se unen 2
radicales uno que aporta el color (cromóforo) y otro que posibilita
la interacción con el tejido (anxocromos).
Según la naturaleza química del cromóforo, los colorantes se clasifican en:
Nitrosos, ozoicos, derivados de la antroquinona, derivados de la acridina,
derivados de iminas quinónicas, derivados de diferrilmetano y triferrilmetano,
derviados del xanteno y derivados de las talocianinas.
Según la naturaleza química del auxocromo, los colorantes se clasifican en:
Ácidos, básicos, neutros e indiferentes.
Clasificación de los Colorantes
Ortocromasia.-Cuando el colorante unido al tejido
tiene el mismo color que en la solución
Metacromasia.-Cuando el colorante se une al
tejido y refleja un color diferente al que tiene en
solución. Ej. Azul de Toloudina se observa púrpura
al unirse a ciertos gránulos de mastocitos.
Tinciones
La gran mayoría de los tejidos y
microorganismos son incoloros, por lo que
es necesario teñirlos para apreciar su
morfología.
Se basan en el uso de colorantes.
Una de las mas conocidas en histología es
la de Hematoxilina-eosina.
Sección de un glomérulo de un riñón de
mamífero obtenida a partir de una inclusión en
parafina y teñido con hematoxilina-eosina. Los
núcleos aparecen de color violáceo
(hemtoxilina) y el citoplasma de color rosado
(eosina).
Tarea:
PCR
RT-PCR
Y PCR en tiempo real
En que consisten y para que
sirven estas metodologías???
Cultivo
Celular
Sehandiseñadoprotocolosparaaislar
célulasyobtenerpoblaciones
celulares
homogéneas,queluegopuedenser
inclusomantenidasymultiplicadasin-
vitro(“envidrio”=en
recipientesespeciales,enel
laboratorio).
Loscultivoscelularesson
esencialesenlainvestigación
científica,yaquepermitenestudiarlos
procesosqueocurrenenlascélulas,y
endiversasaplicacionesdela
biotecnología,comolaproducciónde
moléculasdeinterésindustrial,
ingenieríadetejidos,etc.
1. La centrifugación, que permite
separar a las células por tamaño.
2. La capacidad de adherencia al vidrio
o al plástico.
3. La unión a ciertos anticuerpos
específicos que se adhieren a
sustancias particulares (p. e. plástico,
imanes, etc.)
4. La unión a ciertos anticuerpos
acoplados a
colorantes fluorescentes
5. La disección de un grupo de células
a partir de una
sección de tejido
Métodos de aislamientos de
células para su cultivo
http://www.argenbio.org/adc/uploads/pdf/Cultivos%20celula
res%20I%20Euge.pdf
Cultivo
Celular
Tipos de Cultivos
Cultivos continuos o líneas celulares
La mayoría de las células de los vertebrados dejan de dividirse
luego de un determinado número de divisiones en cultivo, por un
proceso llamado senescencia celular. Sin embargo,
existen protocolos que permiten la
inmortalización de los cultivos.
La membrana celular
•Funciones:
•Envuelve a la célula
•Define límites
•Diferencias entre contenido-entorno
•Contiene:
•Proteínas
•Actúan como sensores señales
externas (receptores)
•Célula cambia respuesta a
indicaciones ambientales
•Transfiere información
•Moléculas lipídicas
La membrana celular
•“Estructuras dinámicas, fluidas con moléculas capaces de
desplazarse en el plano de la membrana”
•Moléculas lipídicas: Doble capa 5 nm grosor
•Bicapa lipídica
•Estructura básica de la
membrana
•Barrera impermeable
•Moléculas proteicas que
atraviesan la membrana
https://es.123rf.com/photo_78085856_vector-de-
membrana-celular-anatom%C3%ADa.html
Bicapa lipídica
•Base universal de la estructura de membrana celular
–Naturaleza de los fosfolípidos: ensamblaje espontáneo
Membrana
celular
Proteín
a 50%
Lípidos
50%
Todos
anfipático
s
Extremo
hidrofílico
(polar)
Extremo
hidrofóbic
o(no
polar)
Mas abundantes:
fosfolípidos
Fosfolípidos (FL)
Ácidos Grasos de 14 a 24 átomos de C
•Las moléculas anfipáticas
buscan estructura estable
energéticamente favorable:
•Liposomas
•Micelas
Moléculas Anfipáticas:
Formación de bicapa lipídica
Bicapas lipídicas en forma de
vesículas esféricas.
(Autosellado)
Monocapa lipídica en forma de
vesículas esféricas.
https://blogs.elcorreo.com/jorbasmar/2014/11/21/liposoma/
Bicapa lipídica: Fluido
Bidimensional
•Las moléculas lipídicas pueden difundir libremente dentro de
las bicapas lipídicas.
•Flip-Flop:
•Movimiento lateral:Intercambio de lugar con moléculas vecinas
de la misma monocapa
Migración del FL de una monocapa a otra.
http://www.genomasur.com/lecturas/Guia04.htm
Fosfolípidos en la membrana
Diferentes clases de fosfolípidos
Diferentes tamaños y
composición, ¿para que?
•Fosfatidiletanolamina
•Fosfatidilserina
•Fosfatidilcolina
•Esfingomielina
Para que las proteínas de
membrana interactúen
con ellos
https://html.rincondelvago.com/membrana -plasmatica.html
Asimetría Bicapa Lipídica
Composición lipídica entre monocapas: diferente.
Generada y mantenida por translocadoresde fosfolípidos.
Importante funcionalmente:
•Unión Proteínas Citosólicas: Cabeza de lípido específico
•Modificación de lípidos para unión de proteínas
•Distinción de células vivas o muertas: translocación de
fosfatidilserina .
Microdominioslipídicos
Transición de fase temporal en la bicapa lipídica en la que
se concentran esfingolípidosy colesterol.
Características:
Mas gruesos (cadenas hidrofóbicas son mas largas).
Acomodan ciertas proteinasde membrana.
Cadenas hidrocarbonadas interactúan entre ellas.
http://biomodel.uah.es/model2/lip/lipid-rafts.htm
Glucolípidos en la membrana
Lípido + Carbohidrato
Puente de Hidrogeno, fuerzas
de Van der Waals
Aparato de Golgi
•Distribución asimétrica.
•Localización: Monocapa no citosólica,
microdominios lipídicos.
•Glucolípidos mas complejos:
•Funciones:
•Proteger condiciones adversas (pH
bajo, enzimas degradativas).
•Procesos de reconocimiento celular
(lectinas).
¿Qué es Fluidez de la Membrana?
Se refiere a la viscosidad de la
bicapa lipídica
Determinantes de la Fluidez de
la Membrana
Composici
ón
Fluidez
Temperatura
Fluidez de membrana
FL
Una cabeza
polar
2 colas
hidrocarbonad
as hidrofóbicas
No dobles
enlaces
(saturada)
1 o mas
dobles
enlaces “cis”
(insaturada)
Curvatura
en la
cadena
Empaqueta
miento de FL
Fluidez de
membran
a
+
Fluidez de la membrana:
Composición
Además de FL, en la membrana hay:
•Glucolípidos
•Diferentes clases de fosfolípidos
•Colesterol (1:1): Refuerza el carácter de ‘Barrera Permeable’
Generalidades
Ayudan a desempeñar la mayoría de las funciones de la
membrana.
Representan hasta el 50% de la masa de la membrana.
¿Qué hay mas, lípidos o proteínas?
•Tienen sus oligosacáridos hacia el exterior de la
célula
Funciones de Proteínas de
membrana celular
Transporte a través de membrana
•Catálisis de reacciones asociadas a membrana
•Eslabones estructurales
•Citoesqueleto con matriz extracelular
•Receptores: reciben y transducenseñales
•Célula necesita proteínas para funcionar en
interaccionar con su entorno
Proteínas asociadas a la
Bicapa
Proteínas en la
Membrana
Transmembrana
Paso único Paso Múltiple
Periféricas
Proteínas Transmembrana
Transmembrana:
Atraviesan membrana
Paso
único:
Cruza
una vez
Paso múltiple:
Cruza varias
veces
Hélice α
Lámina β
(Barril β)
Características:
•Anfipáticas
•Unión covalente
con lípidos
https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/3-proteinas.php
Proteínas Periféricas
Periféricas:
Unidas solo a una cara
de la membrana
Inclusión parcial:
hélices αanfipáticas
Interacción covalentes
y no covalentes con
lípidos
Interacción con
oligosacárido de
fosfatidilinositol
Interacción no
covalente con
proteínas de
membrana
https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/3-proteinas.php
Movimiento de las proteínas
Movimiento de proteínas
en membrana
Flip-Flop: NO sucede
Difusión rotacional: Giran en
eje perpendicular a la
membrana
Difusión lateral: Se
desplazan lateralmente
Objetivos
Que el alumno comprenda:
Que es difusióna través de la membrana
plasmática.
El papel de las proteínas en el transportea
través de membrana.
Los procesos de endocitosis y exocitosis,
y el papel de las microvellosidades.
Paso de Sustancias a través de
la Membrana
PorDifusión,afavordeungradientedeconcentración.
TransporteActivo:encontradelgradientede
concentración.
EnVesículasdetransporte:Formacióndevesículas.
EndocitosisyExocitosis.
Ejemplos de sustancias que utilizan este sistema de transporte están: O2, CO2,
solutos liposolubles de peso molecular bajo: urea, glicerol, etc.
https://es.wikipedia.org/wiki/Difusi%C3%B3n_simple
Difusión a través de membrana
¿Quiénes difunden?
Tamaño
molecular
Pequeño
Pequeño
Grandes
Polaridad
No polar
Polar sin carga
Polares sin carga
¿Las moléculas polares tienen que
pasar la membrana?
¡Sí!
Enfermedades como cistinuria
¿Cómo le hacen las moléculas
polares cargadas para pasar a
través de la membrana?
¡Con proteínas transportadoras!
Proteínas de Transporte: Clases
2 clases
Proteínas
transportadoras
de membrana.
Permeasas
Canales
Poros hidrofílicos
que atraviesan la
membrana
¿Que transportan?
•Moléculas polares como:
•Iones, carbohidratos, aa,
metabolitos celulares
•Pueden transportar uno o
mas al mismo tiempo
¿Cómo son?
•Multipaso
Proteínas de Transporte: Clases
Proteína transportadora •Proteína de canal
Sufren cambios conformacionales
reversibles cuando se unen al
soluto que será transportado
Poros hidrofílicos abiertos que
atraviesan membrana
Expone el soluto hacia una cara
de la membrana primero y luego
hacia la otra
https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstrea
m/123456789/6276/1/2.3.Transporte%20celu
lar%20PRISCILA.pdf
Tipos de Transporte Transmembral
Tipos de transporte
Pasivo
(Difusión facilitada)
Canales y
transporta-
dores
A favor de
gradiente de
concentraci
ón y
eléctrico
Activo
Transportador
(bomba)
acoplado a
energía (ATP)
En contra de
gradiente de
concentraci
ón y
eléctrico
Tipos de Transporte Transmembral
https://neetescuela.org/transporte-de-sustancias-a-traves-de-la-membrana-celular/
¿Qué es gradiente de concentración
y gradiente eléctrico?
Gradiente de concentración
Diferencia en la concentración de solutos de la
misma especie en ambos lados de una membrana
semipermeable
A favor del gradiente.
“Cuesta abajo”
En contra del gradiente.
“Cuesta arriba”
https://es.wikipedia.org/wiki/Difusi%C3%B3n_simple
Gradiente eléctrico:
Diferencia en la cantidad de cargas a ambos
lados de una membrana semipermeable
¿Que hay mas, (+) ó (-)? ¿Que hay mas, (+) ó (-)?
http://www.writeopinions.com/electrochemical-gradient
¿Qué es transporte activo?
El que utiliza Transportador(bomba) acoplado a energía
(ATP).
Transporte activo según
su fuentes de Energía
•Bombas impulsadas
por ATP
•Bombas impulsadas
por Luz
•Transportadores
acoplados
Transporte activo según
el número de moléculas
que se transportan
•Uniporte
•Simporte
•Antiporte
Fuente de Energía
•Bombas impulsadas por ATP:
•Acoplan el transporte en contra de gradiente (concentración) a la hidrólisis
de ATP.
•Bombas impulsadas por Luz:
•Acoplan el transporte en contra de gradiente (concentración) a la entrada
de energía luminosa (bacterias).
•Transporte Acoplado:
•Transportan un soluto en contra de su gradiente y otro soluto a favor de
su gradiente al mismo tiempo.
Número de moléculas
•Simportadores
•Transfieren un segundo soluto en la misma dirección que el primero.
•Antiportadores
•Transfieren un segundo soluto en dirección contraria al primero (intercambio).
•Uniportadores:
•Sólo transportan un soluto de un lado a otro de la membrana a una velocidad
determinada.
https://orbitbiotech.com/active-transport-symport-active-transport-uniport-antiport/
Exterior célula: 10-20 veces mas sodio que
adentro
Adentro célula: 10-20 veces mas potasio que
exterior
¿Quién lo mantiene?
¡Bomba Sodio-Potasio!
Bomba Sodio-Potasio
•¿Cómo funciona?
•Transportador de
intercambio
•Bombea Sodio (Na) hacia
afuera de la célula y
Potasio (K) hacia adentro
•Utilizando ATP
https://gfycat.com/gifs/search/sodium-potassium-pump
Bomba Na/K en la Neurona
•Durante la transmisión de
un impulso nervioso:
•Sale K de adentro de la
célula y
•Entra Naa la célula
•Bomba Na/K mantiene la
concentración de K y Na.
http://eca-ensenanzamedia-biologia.blogspot.com/2008/08/potencial-
de-membrana-en-reposo.html
Generalidades
Forman poros hidrofílicosa
través de membrana
Estrechos y selectivos:
Abren solo para transportar
ciertos iones (Na, K, Ca, Cl)
Transporte pasivo
•Células nerviosas:
especializadas en uso de
canales iónicos para recibir,
conducir y transmitir señales
A favor del gradiente de
concentración
https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_channel
Propiedades
1. Selectividad
iónica
•Solo algunos iones pueden pasar
•¿Por qué?
•Por que el tamaño y la carga del
ion deben ser compatibles con el
canal y deben pasar un Filtro de
Selectividad.
•Filtro de selectividad: Los iones deben
estar ‘puros’. Sin moléculas de agua
https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_channel
Propiedades
2. No están abiertos
continuamente.
•Tienen ‘Puertas’
•¿Cómo se abren?
•Estímulos!
Estímulos
Canales
regulados por
Voltaje
Canales
regulados
Mecánicamente
Canales
regulados por
Ligandos
Extracelulares
Intracelulares
Estímulos
Voltaje: Cambios en el voltaje (gradiente
eléctrico) a través de la membrana
Mecánicos: Generados por estrés
mecánico.
Alberts B, JhonsonAD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. 2014. Molecular
Biology of the Cell. Sixhedition. Garland Science Taylor & Francis Group.
Estímulos
Ligandos. Pueden ser:
Extracelulares: Provenientes del exterior celular.
Son transmisores, como los neurotransmisores.
Intracelulares: Provenientes del interior celular.
Como los iones o nucleótidos.
Endocitosis
Se refiere a la entrada de material
extracelular al interior celular en vesículas.
1.Sucede en pequeñas
depresiones de la membrana
celular
2.Hay una ‘invaginación’ de la membrana,
y posteriormente un ‘estrangulamiento’
3.Se forma la vesícula
https://www.asturnatura.com/articulos/envoltura-celular/membrana-
plasmatica-endocitosis-fagocitosis-pinocitosis.php
Vía endocítica
Endocitosis
Endocitosis
mediada por
receptor
Pinocitosis
(endocitosis por
volumen)
Ingestión de fluidos y solutos pequeños
en vesículas pequeñas (100 nm)
Fagocitosis
Ingestión de partículas grandes en vesículas grandes (250 nm) como
microorganismos y restos celulares
Ingestión de microorganismos infecciosos
Ingestión de celulasmoribundas o muertas por apoptosis
Fagocitosis ¿cómo sucede?
Partícula a fagocitar esta
recubierta por
Anticuerpos
Ac se unen a su receptor
en la célula fagocitica
La célula fagocítica
extiende sus pseudópodos
que engullen a la
partícula
Forma Fagosoma
Fagosoma se une a
Lisosoma
Se forma un Fagolisosoma
https://es.slideshare.net/itztheking/inmunologa-fagocitosis
La célula engulle fluido extracelular, conteniendo carbohidratos y/o
proteínas.
2 Tipos
Pinocitosis
simple (‘a
granel’)
Mediada por
receptores
Vesícula
Caveola
(Revestida
de
Caveolina)
Microdominios
lipídicos
Vesículas
revestidas
de
Clatrina
Pinocitosis simple (a granel)
La célula endocita fluidos y solutos pequeños en vesículas
pequeñas, sin reconocimiento previo (‘bebida celular’)
https://gifimage.net/pinocitosis-gif-6/
En general, ¿que sucede en la
endocitosis?
1.Una molécula es endocitada en
una vesícula
2.Se fusiona un endosoma
temprano de forma irregular
3.Algunas moléculas son
seleccionadas para dirigirse al
endosoma tardío (pH 6, empieza
la digestión)
4.Se fusiona con lisosoma:
•Se alcanza pH 5.
•Proteínas de membrana
que vienen en la vesícula
del RTG se recuperan.
http://morfoudec.blogspot.com/2008/07/
endosomas-tempranos-y-tardos.html
Endocitosis Mediada por
Receptores
Sucede en zonas especializadas revestidas de proteína
Clatrina o Claveolina.
Una zona de la
membrana esta
revestida
Invaginación al interior
de la célula
Formación de vesículas
revestida (claveolina,
clatrina)
Pérdida del
recubrimiento
Fusión con el
endosomatemprano