Biologia

Estructura del DNA

El DNA transporta informaci hereditria (es troba en forma gens

als cromosomes) de cllula i que els constituents proteics tenen la

carga principal principals en la condensaci i el control de molcules

enormement llargues dels cromosomes, es troba en forma gens als

cromosomes. Una cadena dun cromosoma esta composta per 4

subunitats molt semblants des de un punt de vista qumic. Una

molcula de DNA esta constituda per dos cadenes de

polinucletids (cada nucletid esta format per sucres de cinc

carbonis al que estan units un o mes grups fosfats i una base que

conte el nitrogen). La base pot ser la adenina (A), citosina (C),

guanina (G) o timidina (T). Els nucletids estan units covalentment

uns amb els altres a traves dels sucres i fosfats (sucre-fosfat-sucre-

fosfat.....). Cada final de cadena es pot distingir molt fcilment

perqu un te un extrem hidroxil (3-OH) i laltre extrem un fosfat (5-

fosfast). Les dos cadenes formen la doble hlix de DNA que estan

unides pels enllaos dhidrogen que formen les seves bases. Totes

les bases saparellen de una forma en particular: adenina- timidina i

guanina-citosina, aquest emparellament de bases complementaries

es el mes favorable energticament dins de la doble hlix. Perqu

passi aix les dos cadenes han de ser antiparalleles (una cadena

es la complementaria de la altre).

Replicaci del DNA

La cllula necessita replicar el seu DNA abans de dividir-se. La

replicaci es semi conservativa, ja que de la doble hlix original de

DNA es far servir de motlle per crear-ne una de nova, de tal

manera que de les dues dobles hlix resultants hi haur una cadena

original i la cadena complementaria resultant de la replicaci.

Les cllules repliquen el DNA abans de la divisi

2n=2

Replicaci

fase S cicle cellular Mitosi

1 crom = 1 doble hlix 1 crom = 2 cromtides 1 crom = 1 cromtide

1 crom = 2 doble hlix 1 crom = 1 doble hlix

La replicaci es du a terme per ladici seqencial de dNTP

(desoxiribonucletids trifosfat). En la replicaci intervenen varis

enzims: polimerasa, primerasa, telomerasa... la DNA polimerasa te

la capacitat dautocorrecci per aix fa que tingui algunes

limitacions: noms sintetitzen en direcci 5 a 3 (aix es fa en una

cadena) en laltra tamb ha de sintetitzar de 5 a 3 aix es fa en

fragments dOkazaki (els diferents fragments suneixen a traves de

ADN lligasa). Aix es distingeixen dos cadenes: la conductora i la

retardada.

Les DNA polimerases no poden iniciar la replicaci, necessiten que

en lextrem 3 hi hagi un boc perfectament aparellat. Aix es

soluciona amb un encebador (primers) son petits bocins de RNA

que ha sintetitzat un altre enzim anomenat primasa. Es necessita un

encebador per la cadena continua i x encebadors com fragments

hi hagi en la cadena retardada. Els encebadors que no poden ser

transformats en ADN shan de eliminar amb un enzim anomenat

nucleasa.

Maquinria de la replicaci

Per dur a terme la replicaci es necessita una maquinaria: davant

de la forca hi ha un enzim DNA helicassa que sencarrega dobrir la

doble hlix trencant el ponts dhidrogen (normalment els inicis de

replicaci estan marcats per una seqencia concreta de nucletids,

els orgens de replicaci acostumen a ser parell de bases A-T ja

que es mantenen unides per una quantitat menor de ponts

dhidrogen i son mes fcils de obrir ). Es necessiten unes protenes

per la cadena retardada perqu aquesta no es plegui mentres es

forma. Tots els enzims segueixen un ordre concret i es el DNA que

el que llisca sobre la maquinria.

Inici i acabament de la replicaci

Linici de la replicaci te lloc en un put intern (normalment els inicis

de replicaci estan marcats per una seqencia concreta de

nucletids, els orgens de replicaci acostumen a ser parell de

bases A-T ja que es mantenen unides per una quantitat menor de

(normalment els inicis de replicaci estan marcats per una

seqencia concreta de nucletids, els orgens de replicaci

acostumen a ser parell de bases A-T ja que es mantenen unides per

una quantitat menor de ponts dhidrogen i son mes fcils de obrir

)eucariotes (tenir molt mes cromosomes) es dona en molts punts de

la doble hlix per tenen una activaci asincrnica. En cada

bombolla hi ha dues forques que van en direcci contraria. Les

bombolles van avanant fins la bombolla del costat o el final de la

doble hlix.

El primer encebador es el problema ja que ning el pot substituir per

DNA i sha deliminar, aix suposa que la cadena resultant es mes

curta que la original. Aqu intervenen els telmers que son

seqencies de DNA repetides que es troben en els extrems de DNA

( seq. en vertebrats TTAGGG 3). No contenen cap gen per son

importants per lenvelliment i els cncers.

Telmers i telomarassa

La cadena de telmers en lextrem 5 es mes petita que en la 3 i la

seqencia es la inversa (AATCCC). Lenzim telomarassa actua

sobre els telmers, es particular ja que te una part proteica i RNA.

El substrat daquest enzim es (TTAGGG extrem 3). Es una

transcriptasa inversa (contrari a la transcripci) parteix del motlle de

RNA i sintetitza DNA. La telomarassa allarga una mica mes lextrem

3. Senganxa per complementarietat de bases i a partir del seu

RNA sintetitza 6 nucletids i lallarga tot el que sigui necessari (ms

curt es el telmer com mes replicacions succeeixen). Es repeteix el

procs de replicaci: arriba la primassa, colloca un encebador i la

polimerasa sintetitza. La cadena 3 queda mes llarga que la queda

5 per aix en necessari. La cadena 5 es degrada aix sen diu

erosi activa.

Escorament telomric i envelliment

En un cos adult hi ha molt poques cllules amb telomarassa i aix

es degut que hi ha un gen que la silencia desprs de nixer. De tal

manera que noms les cllules germinals mantenen la longitud

telomrica constant. Les altres cllules cada cop tenen una longitud

de telmers mes petita. Com que sha de evitar que la longitud de

telmers sigui molt petita els gens p58 i Rb fan parar la divisi

cellular. Cada cop hi ha menys divisions i envellim. La degradaci

activa dels cromosomes no es la mateixa en cada individu i aquesta

augmenta amb la presencia de radicals lliures, fumant, estres

psicolgic, obesitat....

Telmers i cncer

Els telmers tenen una funci protectora. Els cromosomes dels

eucariotes en ser lineals al final de la cadena son circulars (t-loop),

aix i reforat per protenes tenca el cromosoma, de tal manera que

els extrems queden amagats ja que sin tendirien a unir-se amb

altres cromosomes per culpa de la maquinaria que els repara. Els

telmers es relaciona amb el cncers de adults i no el dinfants.

Cllules epitelials mes propenses al cncer. La majoria daquestes

cllules desobeeixen lordre daturada i continuen dividint-se, de tal

manera que el t-loop desapareix i fa que els cromosomes suneixin

a altres cromosomes = cromosomes di cntrics. Poden passar dues

coses: Si el cromosoma di cntric no fa cap torsi no hi ha cap

problema. Si el cromosoma fa una torsi en tiba la doble hlix

aquesta es trenca (BFB) i comencen les recombinacions que alteren

les dosis gniques i casi sempre provoca la mort cellular. Per si

alguna recombinaci activa la telomarassa o altres mtodes per

replicar-se de nou aix provoca el cncer.

Transcripci

La transcripci es el procs per el qual una seqencia de nucletids

de DNA es copiada per obtenir una seqencia de RNA. Te dos

diferencia mot significatives: la seqencia de RNA es un polmer

lineal que conte sucre ribosa (daqu el nom de ribonucleic) mentre

que el DNA te el sucre desoxiribosa, laltre diferencia es troba amb

les bases complementaries: el RNA canvia la timidina (T) per luracil

(U). Tamb es diferencien en: el DNA es una doble hlix i el RNA

acostuma a ser una cadena simple (les cadenes simples es poden

plegar en cadena polipeptdica i agafar forma de protena). El DNA

es nomes serveix demmagatzematge dinformaci, mentre que el

RNA te ms funcions a part de la transferir informaci entre el DNA i

la protena, com podrien ser: funcions estructurals o incls

cataltiques. La transcripci comena amb la obertura i el

desenrotllament de la doble hlix dun petit fragment de DNA. Una

de los cadenes actua com a motlle per la sntesis de RNA i es igual

que una replicaci de DNA, es diferencia en alguns aspectes: la

cadena de RNA no es mant unida per enllaos dhidrogen, a

mesura que es replica la cadena de DNA es va tancant i desplaa la

cadena de RNA, fen que: la cadena de RNA sigui mes curta i

simple. Els enzims son les RNA polimerases (catalitzen la formaci

denllaos fosfodister). La direcci en extensi de la cadena es de

5-3. La RNA polimerasa pot iniciar la sntesis sense encebador, ja

que la transcripci no es un lloc per guardar informaci i no es tan

precisa com la replicaci ( RNA pol. Tenen un error cada 104

nucletids i les DNA pol. Tenen un error cada 107 nucletids).

Diferents tipus de RNA:

- RNA missatgers (mRNA): La majoria de molcules de RNA

que son copiats de gens que tenen seqencia dels

aminocids de les protenes i que un cop copiats es dirigeixen

a la sntesis de protenes tenen aquest nom.

Els RNA no missatgers, igual que les protenes funcionant com a

components estructurals i enzimtics i son la clau per la traducci

del missatge gentic a protenes.

- RNA ribosmic (rRNA): forma el centre dels ribosomes i es a

on es tradueix el mRNA a protena.

- RNA transferncia (tRNA): constitueix ladaptador que

selecciona els aminocids i els ret en el lloc adequat en el

ribosoma per la seva incorporaci a la protena

Les RNA polimerases sap a on ha de comenar la sntesis perqu

xoquen amb el DNA a un punt a latzar, aquesta suneix fortament

amb el DNA fins que troba la regi denominada promotor que cont

una seqencia de aminocids que li diu a on comenar i sintetitza

fins a trobar la seqencia terminal.

Traducci

La traducci es el procs en el qual el mRNA es transformat a

protena. La seqencia es llegia en grups de 3 nucletids (hi ha 64

combinacions possibles de 3 nucletids). Cada grup de 3 es

denomina cod i cada cod especifica un aminocid. Els codons en

una molcula de mRNA no reconeix directament els aminocids,

per exemple no suneix de forma directa a un aminocid. En la

traducci del mRNA a protena depn les molcules adaptadores

que puguin reconixer i unir un cod en el seu lloc i en un altre lloc

a la superfcie del aminocid. Aquests adaptadors consisteixen en

molcules petites de RNA (tRNA). Dos regions de nucletids no

aparellats en cada extrem de molcula amb forma de L son crtics

per la funci de tRNA en la sntesis proteica. Una daquestes

regions forma el anticod, un grup de tres nucletids consecutius

que saparellen amb el cod complementari.

Per dur a terme la traducci es necessita una gran maquinaria

molecular, que es desplaa a traves del mRNA, per capturar les

molcules de tRNA, mantenir-les en posici i unir covalentment als

aminocids que transporten construint aix la cadena proteica.

Aquesta maquina de construcci es el ribosoma (un gran complex

de format per mes de 50 protenes i varies molcules de RNA

(rRNA)), tamb estan constituts per subunitats majors i menors,

aquestes subunitats estan acoblades al ribosoma per fer-lo mes

complex. La subunitat menor sencarrega aparella els tRNA amb els

codons de mRNA i la subunitat major catalitza la formaci denllaos

peptdics que uneixen els aminocids entre si. Les molcules de

RNA que tenen activitat cataltica es denominen ribozims.

Plegament de protenes

Les protenes fan les funcions dintre la cllula. El plegament

consisteix en interaccions no covalents per donar-li forma. Els

aminocids hidrofbics han de quedar al interior. En alguns casos a

mesura que surt del cromosoma ja es va plegant (plegament

espontani), per casi sempre es necessita ajuda les xaperones

(protena) que ajuden a plegar-les. Hi ha dos tipus: HSP70 i HSP60.

La HSP70 suneixen a la protena tal qual aquesta va sortint i la

ajuda a plegar-se. Si queda mal plegada interv la HSP60

(aquestes formen unes cavitats i faciliten el plegament). Si aquesta

continua plegada (seq. de aminocids incorrecta o per simple atzar,

un 30% de les protenes) shan de degradar.

Degradaci de protenes

Els encarregats son els proteasomes (maq. proteica molt abundant)

estan al citoplasma, es degraden aquelles que son mal plegades o

de vida curta. Les protenes mal plegades han de estar marcades

per cadenes de ubiqitines. Quan la protena cau al proteasoma

(cilindre buit) les parets daquest estan corbades per proteases i

extreuen aminocids trencar les cadenes peptdiques. Les

ubiqitines lligasses son les encarregades de detectar una protena

mal plegada (parts oxidades o parts hidrofbiques a la superfcie de

la protena) i enganxen cadenes de ubiqitines.

Acumulaci dagregats proteics

Les protenes mal plegades si no son eliminades formen agregats

proteics i aquests no es poden destruir, generalment causa de la

edat, i acaben matant la cllula. El sistema nervis i el cervell molt

dbils en front aix = Malalties neurodegeneratives.

Encefalopaties espongiformes infeccioses

Lagent que causa aquestes malalties son els prions (protenes mal

plegades que passen dun organisme a laltre. No tenen material

gentic. Quan arriben al cervell maten a les neurones. Kuru tipus de

malaltia que causa els prions.

Protena pri PRP: Causa les tres malalties. Esta a les membranes

de les neurones i no se sap la seva funci. Te forma de hlix alfa i

aix dona forma esfrica. Espontniament pot adquirir una forma

errnia (PRP*) que te estructura de lamina beta i passa a ser plana.

Encomana a ser plana a altres protenes esfriques. Formen

agregats proteics plans no es poden eliminar.

EL viatge letal del TSE al cervell

El teixit infectat passa per lintest prim. Les cllules dendrtiques

(sistema immunitari) mostren lantigen (en aquest cas els prions

PRP*). El gangli no pot destruir-lo ni fabricar anticossos, per en

tenir neurones aquestes sinfecten i ja el tenim al nostre cos.

Estructura de la membrana

Model de mosaic fluid. Esta formada per protenes i lpids surant a

la bicapa lipdica. Acostuma a estar formada per protenes i lpids (

50% en PM de cada un, seria lestndard per pot variar depenen

del tipus de cllula. Els axons de les neurones tenen unes cllules

que senrotllen a ells (membrana de mielina). Mes allament elctric

hi haur ms quantitat lpids. Els lpids ofereixen les propietats

fsiques mentre que les protenes fan les funcions cellulars

(transport, enzimtiques).

Bicapa lipdica

Per formar una bicapa lipdica es parteix duna molcula de

fosfolpid que consta de un grup polar, fosfat, glicerol i dos cids

grassos. Aquest conjunt de que forma la molcula es amfiptica: te

el cap que es hidrfil (part polar) i la cua que hidrfoba (part no

polar), la uni de varies daquestes molcules lipdiques en aigua

forma una monocapa amb les cues orientades al aire i els caps amb

contacte amb laigua. En laigua dos daquestes cadenes sorienten i

formen la bicapa lipdica. Els lpids mes abundants en les

membranes cellulars son els fosfolpids.

Lpids en soluci aquosa

Els lpids son molcules amfiptiques (part polar i no polar). Poden

formar bicapes o micelles. Les micelles son esferes compactes

amb la part polar a fora i la no polar al centre, no es troben a les

cllules. Les bicapes tenen la part polar a fora i la no polar al

centre, 2 caracterstiques: queden tancades (centre buit) i quan la

bicapa es trenca la reparaci es espontnia.

Funci de les protenes a la membrana

Es poden agrupar en 4 grups:

- Transport: deixen passar soluts, ions o molcules petites per

dintre la protena. Ex: Bomba de Na-k

- Connectores: travessen la membrana i sancoren a elements

fsics

- Receptores: reben senyals de fora la cllula i la informen.

- Enzims: Tenen una funci cataltica que intervenen a la

majoria de les reaccions metabliques.

Connexi de la protena amb la bicapa lipdica

- Protenes integrals a la membrana: estan immerses a la

bicapa amb parts fora della, poden ser mono tpiques o

transmembranals (travessen un sol pas o varies vegades).

Tots els bocins insertats son de aminocids hidrofbics. La

majoria de aminocids son polars (tenen radical no polars)

quan aquests senllacen el seu esquelet es polar (part de dins

de la hlix alfa (solen ser molt estretes) mentre que la part de

fora queden els radicals apolars que interactuant amb el

centre de la bicapa lipdica. Tamb poden formar lamines beta

es una estructura mes rgida i queda un porus aqus mes

ample.

- Protenes perifriques: Interaccionen amb altres lpids o

protenes mitjanant enllaos no covalents.

- Protenes ancorades a lpids: La uni entre protena-lpid es

covalent.

Fludesa de la membrana

Les membranes son fludes, tan els lpids com les protenes es

poden moure en 2D fen moviments de rotaci, difusi o flexi per

mai en 3D, no canvien de orientaci (flip-flop prohibit). Els

moviments depenen de la energia trmica, a mes temperatura mes

moviments i daquesta temperatura de moviments rep un nom:

Temperatura de transici (Tm) que depn de cada membrana, si

esta per sobre ser mes fluida i si esta per sota mes rgida o fomra

de gel. La Tm depn de la seva composici en lpids: Mes curtes

siguin les cadenes ms baixa la Tm i com insaturacions tinguin els

lpids mes baixa la Tm.

Les membranes shan de mantenir fludes dintre de uns lmits, hi ha

sistemes per mantenir aix: bacteris, adaptacions lentes (canviar

fosfolpids)...

Transport a traves de la membrana

- Difusi simple: el transport dun solut sense que intervinguin

protenes. Linterior de la bicapa es una barrera excepte per

molcules molt petites o no carregades. No te despesa

energtica i el solut sempre viatge a favor del gradient de

concentraci. Poden fer difusi simple: gasos ( CO2, O2,

N2...) petites i hidrofbiques, tamb algunes hormones. Les

molcules hidrofiliques sense carrega tipus aigua poden

passar. Molcules mes grans tamb ho fan per a una

velocitat molt lenta.

- Transport amb protenes: son transmembranals (varies

vagades), multi pas i son selectives

1) Permeases o transportadores: Les permeases son de

transport passiu i les transportadores de transport actiu.

Actuen com si fossin enzims per sense modificar el substrat,

hi ha dhaver-hi una uni entre protena-solut. Actuen per

canvis de conformaci que poden ser espontanis o requerir

energia, Es transporten ions o molcules sense carrega.

2) Canals: No hi ha uni entre el solut-protena. La protena

forma un porus aqus. Es transporten ions inorgnics ( Na,

K....)

Diferencies entre la difusi simple i el transport amb

protenes

En un transport facilitat per protenes sempre hi ha un limite de

velocitat que es quan totes les protenes estan ocupades mentre

que en la difusi simple com mes gran es la diferencia de

concentracions mes velocitat. En la direcci de transport la

difusi simple nomes en te una que es a favor gradient de

concentraci mentre que laltre sempre pot ser a favor del

gradient (transport passiu) o en contra (transport actiu amb

despesa energtica). El transport actiu sempre garanteix

transportar un solut cap a la direcci que vols. Els canals sempre

fan transport passiu.

Transport per permeases o transportadores

1) Transport per permeases

Glut (glucosa permeasa) : Es la mes important, permet el

transport de glucosa a favor de gradient. Es troba la

membrana plasmtica de moltes cllules diferents. Hi ha

diferents tipus de gluts (1-12) i es diferencien per la seva

afinitat per la glucosa ( te a veure amb els gradients de

concentraci). Tots els gluts tenen en com que son

transmembranals i que travessen 12 vegades (12 hlix).

Canvien de forma espontniament

Glut 1: esta en els eritrcits, aquests necessiten la glucosa per

consum propi. En el plasma sanguini es troba la glucosa que

te una concentraci mes alta que leritrcit, aquest lagafa i un

cop dins transforma la glucosa en glucosa 6 fosfat que no te

afinitat pel glut. Els eritrcits sempre estan consumint glucosa.

El glut 1 te molta afinitat per la glucosa.

Glut 2: esta en els hepatcits, captan la glucosa: una part es

per consum propi i laltra es per emmagatzemar-la per quan la

concentraci de glucosa en la sang baixi. Tenen poca afinitat.

Quan la concentraci en el plasma sanguini es molt alta entra

al hepatcit i el polimeritza (glucogen). Quan falta glucosa a la

sang, la hormona glucag trenca el glucogen en glucosa i

lexporta cap a lexterior.

2) Transport actiu per transportadores: 2 tipus de protenes que

utilitzen energies diferents

- Transport actiu per ATP (bombes o ATP ases): son capaces

de hidrolitzar el ATP (sallibera energia) i la utilitzen per

bombejar. Transport actiu primari.

- Transport actiu secundari o acoplat: Es fa a partir de protenes

cotransportadores. Acoplen un solut a contra gradient amb un

a favor de gradient. Utilitzen la energia alliberada per el

transport a favor de gradient. No hidrolitzen ATP per perqu

funcionin necessiten que el transport primari actiu hidrolitzant

ATP i aix es crea una concentraci a favor de gradient que

utilitzar el transport actiu o acoplat.

Transport actiu primari (ATP ases)

La majoria son de ions.

- Bomba Na-K: no es cotransportadora. Els dos ions es mouen

a contra gradient i es impulsat per la hidrlisis de ATP. Per

cada ATP hidrolitzat exportar 3NA i importar 2K. Gasten un

30% del ATP, es un cicle continu aix que si sinterromp un

pas es para tot el procs. Ho fan per mantenir les

concentracions de Na molt baixes ja que el K sescapa pels

canals de fugida de K. La primera funci es mantenir el volum

cellular: mant el volum les concentracions de Na i Cl baixes

per compensar la elevada concentraci de compostos

orgnics. La concentraci de clor es manter baixa ja que

linterior de la cllula es negatiu i necessita que la bomba Na-

K per mantenir-lo negatiu i que no entri mes clor. La segona

funci es impulsa el transport actiu acoplat, la bomba treu sodi

perqu desprs pugui a entrar a favor de gradient i

cotransportar un en contra gradient. Regula el PH de la

cllula i permet entrar nutrients.

- Bomba Ca: Mant baixes les concentracions de calci al citosol

ja que la cllula necessita pogu tenir una resposta rpida i

per tenir-la augmenten la concentraci de calci. No es

obligatori extreure el calci fora de la cllula.

- Bomba de MDR: no transporta ions. Hidrolitzen ATP.

Transporta molcules petites (solen ser toxines) fora de la

cllula. En alguns cncers, el pacient es immune als frmacs

i aix es degut que el MDR lextreu fora de la cllula ( la

mutaci ha fet que hi hagi moltes daquestes bombes.

MDR=resistncia a mltiples drogues

Transport actiu secundari

Cllules del intest prim: Cal absorbir els nutrients. Aquesta funci

no es pot deixar en mans dels gluts ja que aquests actuen nomes

en favor de gradient. Amb el transport actiu acoblat sempre viatge

en la direcci correcta. Aquestes cllules tenen la regi apical i la

vasolateral. La apical te les microvellositats que faciliten lentrada

nutrients, les unions reclusives entre microvellositats fan que no es

pugui colar res sense i mant les dues membranes separades. A la

regi apical simporta i a la vasolateral sexporta.

A la regi apical: les protenes cotransportadores importen Na a

favor de gradient i el nutrient en contra. El nutrient surt per transport

passiu per la vasolateral i treuen el sodi a partir de les bombes Na-

K.

Transport passiu per canals

Transporten ions inorgnics. Son molt selectius cada i necessita la

seva protena, no gasten ATP, gasten gradient electroqumic a favor

de concentraci que es tendeix a igualar-se. Els canals no estan

sempre oberts, estan formats per segments de hlix alfa.

Canals dobertura espontnia

Els canals de fugida de potassi sobren sense cap estmul, casi

sempre estan oberts (es van obrint i tancant). Aquests canals

generen un potencial de membrana i aix provoca que linterior de

la cllula sigui mes negatiu respecte lexterior. Com passa aix:

partim duna cllula sense carrega i li posem bombes de Na-K que

genera una mica de potencial (10%) ja que la concentraci de

potassi es mes gran a dintre que fora, desprs afegim els canals de

fugida de potassi que far sortir potassi i aix la cllula queda mes

negativa a dintre que fora. Extreu potassi fins que el gradient de

concentraci electroqumic sigui 0 (no la concentraci). El potencial

duna cllula en reps esta entre -20mV -200mV, el signe negatiu

fa referencia que linterior es negatiu respecte lexterior. Si es

transmeten senyals elctriques el potencial esta entre -20mV i

50mV (potencial dacci)

Canals dobertura regular (sobren en situacions en particular)

1) Canals regulats per voltatge: Estan tancats quan

linterior es molt negatiu respecte lexterior ( sobren

quan linterior es menys negatiu que lhabitual -20 i

50mV. Els canals de sodi regulats per voltatge (es

troben a les neurones) i entren cap a dins. La informaci

es transmet perqu el potencial queda despolaritzat i els

canals del costat sobren i aix el senyal viatge. Noms

viatgen cap endavant perqu en quedar.se obertes es

queden insensibles.

2) Canals regulats per un transmissor qumic: Permet que

un senyal passi duna cllula a una altra. Quan el

neurotransmissor arriba al canal fa que sobri. Estan a la

cllula que ha de rebre el senyal (membrana de la

cllula postsinptica). El senyal viatge per la neurona i

es troba amb els canals de calci que sobren i deixen

passar el calci (resposta contundent), vescules

sinptiques que tenen els neurotransmissors, al

augmentar la concentraci de calci es produeix una

exocitosi i els neurotransmissors vitgen fins els canals.

3) Canals regulats per fora: Quan saplica una fora

sobren i deixen passar cations. A la oda hi ha les

cllules ciliades que a la punta tenen unes elongacions

(estereocilis), al fer vibrar la membrana tectorial els

estereocilis sinclinen i els canals sobren i aix la senyal

viatge

Compartiments intracellulars

Les cllules eucariotes tenen molts compartiments. El nucli es el

lloc de sntesi, transcripci de RNA i maduraci de RNA, esta

separat per un embolcall nuclear, el segueix el reticle endoplasmtic

rugs que te ribosomes enganxats (fan la sntesis de protenes). Es

diferencia del reticle endoplasmtic llis pels ribosomes i perqu te

els sacs del llis plans. En el llis es fa sintetitzen els lpids , es un lloc

de emmagatzemen de calci i de descalcificaci. Estan suspesos en

el citosol (soluci aquosa). El aparell de golgi son uns orgnuls i

cada un dells te 12 dictosomes, els lpids i protenes entren al golgi

per la banda cis i surten per la banda trans, serveix per modificar i

repartir-los. Els lisosomes son petits i esfrics que estan plens de

enzims que digereixen i degraden (bona part de endocitosis, abans

passen pels endosomes que son irregulars que classifiquen el

material).Mitocondris i cloroplast son els llocs principals de sntesis

de ATP. Els cloroplast fixen el carboni. Soriginen a partir de la

divisi cellular (van creixent i quan son prou grans es divideixen).

Els peroxisomes van permetre la supervivncia en oxigen, oxiden

molcules com els alcohols desprenen energia en forma de calor,

no en forma de ATP.

Origen evolutiu dels compartiments cellulars

En un origen les cllules eren procariotes, per algunes, amb el temps, van esdevenir eucariotes (amb nucli, membranes, etc). (Pas de cllula procariota a cllula eucariota): La cllula procariota primitiva va crixer en volum i la seva membrana plasmtica es va quedar insuficient, cosa per la qual la cllula procariota amb tan sols una membrana plasmtica va invaginar membranes per mantenir la relaci superfcie-volum, cosa que va derivar en laparici dun nucli, reticle endoplasmtic, aparell de Golgi, lisosomes i endosomes.

Lespai exterior s tipolgicament equivalent a les membranes de

linterior. [Tots aquests orgnuls es connecten per vescules i a travs

delles sintercanvien biomolcules (transport vesicular)]. La resta

dorgnuls (ex: cloroplasts) tenen un origen diferent i independent; la

majoria sn provinents duna endocitosi i no estan connectats entre

s, tot i que tamb reben biomolcules, per no a travs de vescules.

Els organismes van endocitar bacteris aerobis formant mitocondris.

Mecanismes de importaci de biomolcules

La cllula creix important biomolcules als seus orgnuls.

Protenes: Totes les protenes iniciant la seva sntesis al citosol, les

sintetitzen ribosomes lliures. Exceptuant les protenes que es

sintetitzen a dins del mitocondris i cloroplast, es distingeixen 2 tipus:

- Fan tota la sntesis al citosol. Tenen destins com el propi citosol,

protenes de peroxisomes, interior de nucli, mitocondris i

cloroplast.

- Iniciant la sntesis al citosol, els ribosomes comencen a

sintetitzar-la i desprs senganxen a les membranes del de

reticle. Tenen dest com: el reticle, al golgi, exterior cellular,

endosomes.... membranes plasmtiques o membranes

nuclears.

Tipus de mecanismes perqu la protena arribi al seu dest

La protena inicia la sntesis al citosol.

1) Mecanisme de transport a traves de ponts: Sacaben de

sintetitzar al citosol i es transportada a traves de ponts, es

reconeguda per les importines que senganxen a les protenes

i permet que passin pels porus nuclears (aquest tenen un

diafragma que sobren gracies a les importines)

2) Transport a traves de membranes de protenes translucadores:

En el cas del reticle la producci es va important a mesura que

es sintetitza (translucadors) permeten la entrada a la protena

importada. Tamb hi son en mitocondris, cloroplast,

peroxisomes.... en aquests cassos son postraducci.

3) Mecanisme de transport vesicular: El reticle es un orgnul de

pas, sen pot anar cap al golgi (un altre orgnul de pas) o cap a

la membrana. Es formen vescules amb les protenes o lpids a

dins fins a trobar amb algun orgnul que interactu.

El que determina a on va a parar la protena o els lpids son les

seqencies senyals (les prpies cadenes de aminocids). Poden ser

senyals internes o externes. La seqencia senyal sempre es la

mateixa cadena daminocids i lordre. En alguns cassos es

necessiten senyals carregats (mitocondris o nucli). Per anar al reticle

el senyals son hidrofbics. Hi ha protenes sense senyal que es

troben al citosol. Poden tenir un senyal (nucli i mitocondris), 2 senyals

(han de passar per el reticle. Un cop ha arribat el senyal selimina o

no depenen del tipus de protena o lpid.

Sntesis i transport del lpids

Es sintetitzen al reticle endoplasmtic llis. Per arribar el seu dest

necessiten unes protenes que agafen el lpid i el porten al mitocondri,

cloroplast o peroxisomes. Els altres viatgen a traves de vescules.

Bases de transport vesicular

Ruta biosintetica-secretora: Les protenes son sintetitzades al reticle,

dall viatgen cap al aparell de golgi i daqu poden emprendre dos

destins diferents: El primer srie cap a la membrana plasmtica i

exterior o cap els endosomes i lisosomes.

- Via endocitosi: Membrana plasmtica cap als endosomes i

desprs viatge cap els lisosomes

- Vies de recuperaci: Les dos vies poden tenir una via de

recuperaci.

Formaci de vescules

Calen fer dues: deformaci de la membrana i selecciona la carrega a

dins de la vescula. Esta facilitat per protenes de recobriment i els

seus adaptadors fan les dues coses per la formaci de la vescula.

Finalment es desenganxa de la membrana:

- Deformaci de la membrana: a partir de clatrines que son

protenes lliures al citosol i tenen tres braos per no estan

posats plans, tenen un trpode obert. Quan senganxen tiben la

membrana i es van enganxant fent que la pressi pugi.

- Selecciona la carrega: es fa mitjanant unes protenes scies

de les clatrines, suneixen al tipus de adaptador, si la carrega

es soluble fan una interacci especifica de carrega i all a on

es fiqui una clatrina es posar amb ells i concentraran la

carrega. En canvi la protena que es vol transportar, els

adaptadors interaccionaran amb la protena transportada. Els

adaptadors noms es poden ficar els llocs on son compatibles.

Fusi amb lorgnul-diana

Es fa amb marcades de superfcie que porta la vescula, son

especfics. Interaccionen amb els marcadors de lorgnul-diana o

amb receptors de lorgnul diana (SNARE). Cada v-SNARE reconeix

la seva vescula. Botulisme es un bacteri anaerbic que fabrica una

toxina. Parlisi del cos degut a la destrucci de la v-snare a la

vescula sinptica que fa que no es puguin fusionar.

Reticle endoplasmtic rugs

Les protenes inicien la seva sntesi en els ribosomes al citosol. El

ribosoma es mou perl citosol fins engaxar-se al reticle endoplamtic

rugs, es transportada perque la protena te unes seqencies senyals

de importaci cap al rugs. La protena travessa la membrana del

reticle fins que es queda encallada pel senyal, alla el reticle talla el

senyal ja que es inutil. Si la protena es queda encalla per un altre

senyal significa que es de membrana, sino continuar el seu cam

cap el golgi o cap un altre dest

Reticle endoplasmtic llis

Es un orgnul molt desenvolupat per que es troba en poca quantitat

dintre de les cllules, la seva funci es la de sintetitzar lpids.

El aparell de golgi

Es un orgnul molt polaritzat, els sacs a banda i banda tenen funcions

diferents. El final de golgi hi ha la xarxa trans golgi (XTG). La part cis

es la mes propera al reticle. Els dictiosomes estan polaritzats, la

banda cis actua com a receptor i la banda trans com a distribudor. El

golgi rep una gran quantitat de protenes i lpids. Te diferents

funcions:

1) Retorn de protenes al reticle: Hi ha una srie de protenes que

tenen la seva a funci al reticle hi que van a parar al golgi,

aquestes protenes es diuen residents. Les membranes del

golgi les reconeix perqu tenen un senyal (KDEL) a la regi

terminal carboxi i les retorna cap al reticle.

2) Glucosil (adici de oligosacrids) : Les protenes i lpids quan

arriben al golgi se les glucosila (la majoria de protenes ja ho

estan perqu shan glucosilat al reticle, la glucosilaci al reticle

es dur a terme a lextrem N, al golgi al extrem O, els lpids no).

Les glucosilacions depenen del dest de la protena o lpid.

Algunes glucosilacions son senyals, algunes son protectores

(en el cas que vagin a parar als lisosomes), Si van a parar a la

membrana plasmtica serveixen per la identificaci de altres

cllules.

Transport a lisosomes

La banda cis golgi reconeix les protenes dels lisosomes gracies a un

enzim (fosfatransferassa), aquests enzims tenen dos centres actius:

el primer reconeix aquestes protenes perqu tenen una regi

comuna i el segon centre actiu catalitza lenlla dels 6-fosfat amb la

manosa. Es porten els enzims hidrolpids (degradar molcules).

Reconeix les protenes que han denviar als lisosomes perqu els

enzims lisosomals son solubles, al reticle sels ha glucosilat ( afegit

una manosa), arriben a la banda cis del golgi i a les manoses sels

glucosila afegint 6 fosfat (manosa 6-fosfat). Arriben a la XTG al qual

uns receptors reconeixen la manosa &.fosfat i senganxen a ella. Es

formen unes vescules per recobriment de clatrines i viatjaran pel

citosol fins arribar als endosomes, aquests orgnuls tenen un PH = 6

i provoca que no hi hagi afinitat entre les manoses 6-fosfat i els

receptors. La protena arriba al lisosoma i el receptor retorna a la

XTG.

Transport de protenes i lpids fins a la superfcie cellular i

exterior de la cllula (exocitosi)

Surten de la XTG. La secreci fa referencia a la ruta i la exocitosi al

procs que una vescula fusiona amb la membrana plasmtica. Des

de el golgi surten les protenes i els lpids i tenen 2 vies diferents:

- Via de secreci constitutiva: La tenen totes les cllules i es fa

de forma continuada. Les vescules fan crixer la superfcie de

la membrana plasmtica i tot el que hi havia dins de la vescula

sexporta a lexterior i forma la matriu extracellular. Si la

membrana no creix en superfcie (es mant cte) significa que la

cllula esta amb equilibri amb els processos de endocitosis.

Far secreci constitutiva tot les protenes o lpids que no portin

cap senyal, sempaquetaran en vescules de transport i

viatjaran cap al membrana plasmtica.

- Via de secreci regulada: Nomes esta en algunes cllules,

reben el nom de cllules secretores que son les encarregades

de produir una gran quantitat per avocar-les a lexterior en el

moment que convingui. LA XTG reconeix aquestes protenes

de secreci regulada perqu formen agregats (tenen un senyal

de agregaci) PH alt i concentraci de calci elevada. Per

exemple les cllules beta del pncreas: son les fabriquen

insulina (quan el nivell de glucosa son elevats sallibera la

insulina). Un altre exemple son les mastesis: fabriquen

histamines (son un vas parmeabilitzador) i es necessiten quan

els anticossos han de sortir del vas sanguini.

Ruta dendocitosi

Entrada de macromolcules (protenes, polisacrids....) i partcules.

Es envoltada per la membrana plasmtica de la cllula i es tancada,

la vescula esta dins del citoplasma. Hi ha dos mecanismes:

- Fagocitosi: Entrada de partcules. Vescules grans fagosomes.

- Pinocitosi: Entrada de fluid extracellular amb tot el que aquest

fluid porti dissolt.

Fagocitosi

Entrada de grans partcules (bacteris, trossos de cllules, cllules

mortes....), en protozous es un mecanisme de alimentaci, en

eucariotes te funcions molt distingibles de defensar lorganisme.

Poques cllules ho fan, en mamfers ho fan els neutrfils i els

macrfags (funcions de defensa). Els neutrfils es troben a la sang i

els macrfags es troben els teixits. La seva manera dactuar es

estenen els pseudpodes al voltant de tota la partcula, creixen a

traves de filaments dactina fins tancar la regi.

Pinocitosi

Es un procs que fan totes les cllules de forma continuada, es

linvers al procs de secreci. Es formen mitjanant filaments de

clatrina. Entra molcules marcades per receptor com molcules no

seleccionades. Aquest procs de entrada mitjanant els receptors es

molt eficient i esta molt regulat. Les cllules necessiten colesterol

(necessari per la membrana plasmtica) i en fabriquen al reticle llis,

per no es suficient i sha dimportar de fora a traves de alimentaci

o del fetge (els hepatcits en fabriquen molt i lalliberen a lexterior

cellular) aquest colesterol viatja per la sang per no viatge en forma

de colesterol sin en forma de LDL ( molcules esfriques que

consten duna protena estructural rodejada de colesterol. Les

cllules que lhan dincorporar tenen receptor de LDL a la membrana,

quan aquest senganxen a una protena de LDL mitjanant clatrines i

adaptadors es formar una vescula i entrar cap a dins de la cllula.

El VIH entra daquesta manera.

Endosomes

Son uns compartiments irregulars per tota la cllula. Existeixen 2

tipus: els primerencs i els tardans. Els primerencs es situen a prop de

la membrana plasmtica i all hi arriba tot el material de pinocitosi

que fusionaran amb ells, els endosomes primerencs no tenen enzims

(no han de degradar). La seva funci principal es distribuci. En

surten vescules i tenen destins diferents: reciclatge; els receptors de

la membrana retornaran, una part arribar a lisosomes, per exemple

el LDL que sha de degradar per obtenir el colesterol, aminocids,

protenes.... i lltim dest es fer transcitosi: molcules que han entrat

que no es poden degradar i suniran amb la membrana (entren per

una banda de la cllula i surten per una altra banda). Els primerencs

tenen una altre funci es la de segrestar alguns tipus de protenes de

la membrana perqu no puguin fer la seva funci, per exemple les

gluts del teixit adips o muscular que no volen que hi hagin gluts quan

la concentraci de glucosa a la sang es baixa, quan arriba insulina i

es captada per els receptors els primerencs retornen els gluts a la

membrana ja que la glucosa a la sang es alta. Un dels destins es

arribar a lisosomes que passen per endosomes tardans ,el substrat

amb els enzims (la XTG envia enzims a endosomes tardans per no

hi ha activitat ja que els enzims lisosomals son hidrolases acides i

nomes degraden a un PH determinat, van cap els lisosomes.

Lisosomes

Son un compartiment esfric ple denzims diferents (hidrolases

acides) nomes funcionen amb un PH=5 i saconsegueix gracies a les

bombes de H+ que arriben des de el reticle. El material que va arribant

des de el reticle (enzims i bombes) fan madurar els endosomes

tardans a lisosomes. A totes les cllules els lisosomes tenen la funci

de renovar, o sigui degradar orgnuls vells que saconsegueix

embolcallant lorgnul amb reticle endoplasmtic llis es fa una auto

fagocitosi i sen va cap el lisosoma.

Mitocondris

Son els orgnuls que permeten utilitzar oxigen per obtenir ATP a base

doxidar els seus nutrients, alliberant energia. Les molcules queden

completament oxidades. Les cllules sense mitocondris parteixen la

glucosa a dos piruvats (gluclisi) i per fermentaci lctica obtenen

ATP. El NAD es redueix a NADH sense oxigen aquestes reaccions

es continuen fent amb fermentacions per regenera el NADH+ a NAD.

Si la cllula pot utilitzar O2 els piruvats entren al mitocondri i all es

transforma a ATP fen que la producci sigui 15 vegades mes gran.

Membrana i compartiments mitocondrials

Els mitocondris estan rodejats per dos membranes, la externa prov

de la membrana plasmtica que rodeja els orgnuls i la interna prov

de quan el mitocondri es va invaginar a dintre la cllula. La

membrana externa es molt permeable, ho deixa passar casi tot

gracies a les porines que son lamines betes formant una estructura

molt rgida amb un forat a dins molt gran. La membrana interna es

molt impermeable; la difusi simple es casi nulla per la presencia

dun lpid (cardiolipina: es un fosfolpid doble; 4 cadenes hidra

carbonatades). La matriu intracellular dels mitocondris te un PH molt

basic (5), esta carregada negativament, te molts enzims, i te DNA

propi que es circular i doble hlix. Aquest DNA no es complet ja que

molts gens shan traslladat al nucli , cont gens com per fabricar un

10% dels lpids o protenes, els altres shan dimportar. Es troben

mRNA, tRNA i rRNA. La membrana mitocondrial interna t un elevat

contingut de protenes (proporci de protenes/lpids 75/25

aproximadament).

Obtenci denergia a partir de nutrients

Reacci global per obtenir energia:

Lpids/ hidrats de C + O2 CO2 + H2O +ATP Els aliments passen per lintest prim: es troben amb enzims secretats

pel pncreas i uns altres enganxats a la membrana de la paret del

intest i trenquen els hidrats de C i els lpids. Son absorbits i passen

a la regi basal. Estan a dintre de totes les cllules i shan de

emmagatzemar o ser utilitzats. Si es vol emmagatzemar la glucosa

passar a glucogen (cllules del fetge), els cids grassos es

formaran triacilglicrids en el teixit adips per poder-se exportar quan

sigui necessari. Si sutilitzen per formar ATP: sagafa la glucosa i la

oxidem a 2 piruvats i els triacilglicrids a cids grassos. Primer

sutilitzen les reserves prpies de glucogen, en segon glucogen

importat del fetge i cids grassos propis i en ltim lloc els cids

grassos del teixit adips. Tenim piruvats i cids grassos que entren

al mitocondri i els oxidem obtenint ATP, les dos molcules tenen un

intermediari com.

Funcionament dels mitocondris

Hi ha tres grans grups de reacci que cada un produeix el que

necessita laltre:

1) Oxidaci de metablits (matriu mitocondrial): Els cids grassos

i piruvats soxiden a CO2 obtenint NADH i FADH2 (retenen

protons i electrons)

2) Cadena respiratria (membrana mitocondrial interna): es

prenent els e- i H+ del FADH2 i NADH i es fan passar per

transportadors fins arribar al oxigen, aix forma un gradient de

concentraci (a lhora de transportar els e- sallibera energia que

saprofita per bombejar els H+ entre la matriu intracellular i

lespai intramembrenal)

3) Fosforilaci oxidativa: Es fa amb els complexos proteics a la

membrana interna, els H+ passen a favor de gradient alliberant

energia i es forma ATP.

Oxidaci de metablits

Els piruvats entren a la matriu mitocondrial, tenen 3 C oxidem un

dells alliberant CO2 i acetil-CoA i aquest soxida pel cicle de Krebs

fins a CO2 i es desprenen protons i electrons obtenint FADH2 i NADH.

Amb els cids grassos en ser molcules mes llargues i redudes

safegir en un extrem un grup Co A i es far el cicle de beta oxidaci

de cids grassos que transforma la cadena llarga en una molcula

llarga i una molcula de dos carbonis amb el grup de Co A, aquest

procs es repetir fins que tots lcid gras siguin molcules petites i

llavors es far el cicle de Krebs

Cadena respiratria

Cadena de transport delectrons, un NADH o FADH2 porten electrons

de forma transitria.

NADH NAD+ + H+ + 2e-

FADH2 FAD + 2H+ + 2e-

Son complexos grans o petits en els que passen els electrons dun al

altre, no estan collocats de forma ordenada. Els electrons passen

dun a laltre amb collisions de les protenes petites (llanaderes), es

produeix a partir de difusi lateral: xoquen amb un complex i agafen

un electr i desprs xoquen amb un altre i deixen anar lelectr, aix

passa a partir dels potencials redox de les molcules. El NADH t el

potencial redox mes baix i el parell O2/H2O es el que el te mes alt. Al

passar dun potencial redox baix a un potencial redox alt sallibera

energia, aquesta energia es proporcional entre el donador i

lacceptador. Amb els canvis redox molt alts sallibera molta energia

que sutilitza per bombejar els H+ contra gradient electr-qumic.

Aquesta energia de gradient sutilitza per formar ATP en la fosforilaci

oxidativa.

Fosforilaci oxidativa

Utilitzar el gradient de H+ a favor per formar ATP. Les ATP sintetases

son complexos proteics molt grans insertats a la membrana

mitocondrial interna. Aquests complexos estan formats per dues part:

la part insertada a la membrana mitocondrial interna que te la funci

de transport (F0) per aqu passen els electrons alliberant energia que

fan girar aquest canal, la segona part esta encarada a la matriu

mitocondrial i te funci enzimtica (F1)que te varis compartiments; en

girar la F0 aquesta ajunta ADP mes el fosfat (aquestes molcules es

repelen entre elles) i es catalitza lenlla covalent, la energia

mecnica passa a energia qumica. Els tres grups de reacci estan

molt coordinats. La energia emmagatzemada en el gradient de H+ es

pot utilitzar per fer altres funcions i aquestes entren en competncia:

aquest gradient tamb sutilitza per transportar a dins de la matriu

extracellular ADP, fosfats, piruvats.... aquest es transport actiu

secundari.

ADP + fosfat inorgnic per donar ATP

Desacoblament entre transport delectrons i sntesi ATP

Es produeix quan es posa DNP (deixar passar protons a favor de

gradient) el mitocondri oxida mes metablits, perqu hi hagi mes H+ i

..... (exercici de classe) aquest desacoblament es artificial. Alguns

mitocondris aquest desacoblament es natural (teixit adips brut), els

H+ poden retornar a la matriu per un tercer lloc (termogenina) son

com ATP sintetases per nomes amb F0 (escalfa el medi)