Unidad 1fisiologia Celular

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UNIDAD 1 FISIOLOGIA CELULAR Dr. Nelson Duchi D. PhD. 21/03/2022 1 Dr. Nelson Duchi D., PhD.

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Breve introducción a la fisiologia

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UNIDAD 1 FISIOLOGIA CELULAR

Dr. Nelson Duchi D. PhD.

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Fisiología Celular

• Célula y su función– Organización de la célula;

• Núcleo (membrana nuclear)

• Citoplasma (membrana celular)

– Protoplasma: Compuesto básicamente por:

• Agua• Electrolitos• Proteínas• Lípidos• Hidratos de carbono

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Estructura física de la célula

• Denominadas organelas:– Membrana celular

Membrana nuclear

– Retículo endoplásmico

Aparato de Golgi

Mitocondria

Lisosomas

Centriolos

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NÚCLEO CELULAR

Estructura:Formado por una doble membrana porosa.Esta permite el intercambio de moléculas.El nucleoplasma contiene al material genético o cromatina y al nucleolo

Función:Es el centro de control primario de la célula, ya que contiene la información genética.

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CROMATINA

Estructura:Está formada por DNATambién contiene dos tipos de proteínas: las histonas que están asociadas al DNA y las no histonas que intervienen en la transcripción y duplicación del DNA.

Función:Durante el proceso de mitosis se condensan formando a los cromosomas, estos contienen la información genética de la célula.

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NUCLEOLO

Estructura:No posee membrana.Contiene una gran cantidad de RNA y proteínas .Desaparece durante la mitosis debido al empaquetamiento del DNA

Función:Síntesis de RNA ribosomal o RNAr.

Formación y ensamblaje de los ribosomas.

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La función del ADN

• Los cromosomas están formados por genes, los segmentos de ADN que son las unidades de la herencia.

• Los genes controlan características como:– Color del pelo– Tipo de sangre– Color de la piel– Color de los ojos

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Estructuras membranosas de la célula

• Compuestas por:– Lípidos y proteínas

• Comprenden:– Membrana celular– Membrana nuclear– Membrana del retículo

endoplásmico– Membrana mitocondrial– Lisosomas– Aparato de golgi

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Membrana Celular

• Características:– Delgada y elástica (7.5-10 nm

grosor)– Formada en mayor proporción

por proteínas y lípidos• 55% proteínas• 25% de fosfolípidos• 13% de colesterol• 4% de otros lípidos• 3% de hidratos de carbono

– Estructura básica, bicapa lipídica (2 moléc. de grosor)

Parte hidrofóbica (porción ácido graso) e hidrofílica (porción fosfato)

– Grandes moléculas de prot. globulares intercalándose a lo largo de la lámina lipídica.

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Membrana Celular

– Constituye una barrera fundamental impermeable a iones, glucosa y úrea. El O2, CO2 y alcohol (liposolubles) atraviesan esta porción de la membrana con facilidad.

– Posee moléculas de colesterol que se encuentran disueltas en la bicapa lipídica. Contribuye a la determinación del grado de permeabilidad a los constituyentes hidrosolubles de los líquidos corporales.

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Membrana Celular– Proteínas:

• Conformadas por Glucoproteínas.

• Tipos de proteínas: – Integrales (toda la

membrana): proporcionan canales estructurales (poros), proteínas transportadoras, enzimas.

– Periféricas (ancladas a la superficie de membrana, en la parte interna y unidas a las integrales), actúan como enzimas u otro tipo de reguladores.

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Membrana Celular

– Carbohidratos (glucocáliz celular) • Se encuentran en forma de

glucoproteínas y glucolípidos. La porción gluco, sobresalen hacia el exterior de la célula.

• Posee proteoglicanos (sust. Hidrocarbonadas unidas por pequeños grupos proteícos)

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Membrana Celular

• Funciones de las moleculas de hidratos de carbono (glucocáliz):

– Están cargadas negativamente.– Punto de anclaje con otras células– Actúan como receptores de membrana,

activando a los segundos mensajeros– Participan en acciones inmunitarias

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Citoplasma y Organelas• Citosol: Porción líquida clara• Contiene:

– Proteínas disueltas,– electrolitos,– glucosa y– pequeñas cantidades de

compuestos lipídicos– Posee fibrillas de actina (corteza o

ectoplasma), consistencia gelatinosa.

– Endoplasma, ubicado entre ectoplasma y membrana nuclear.

– También se encuentran glóbulos de grasas neutras, gránulos de glucógeno, ribosomas, vescículas secretoras y 5 organelas muy importantes: Retículo endoplásmico, aparato de Golgi, mitocondrias, lisosomas y peroxisomas.

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Retículo Endoplasmico• Consta de:

– Estructuras tubulares y vescículares aplanadas

– Estructuras interconectadas – Paredes formadas por bicapa

lipídica membranosa que contiene grandes cantidades de proteínas y similar a la membrana celular

– El interior de túbulos y vescículas contiene la matríz endoplásmica. (conectado con el espacio entre las dos membranas de la doble membrana nuclear)

– Posee:• Ribosomas y retículo

sarcoplásmico rugoso (granular)• Retículo endoplásmico agranular

o liso

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Ribosomas y retículo endoplásmico rugoso• Ribosomas:

– Se encuentran anclados a las superficies externas de muchas regiones del retículo endoplásmico. Estas zonas se conocen como: Retículo endoplásmico rugoso o granular.

– Compuestos por una mezcla de ARN y proteínas (participan en la síntesis proteíca de las células)

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Retículo endoplásmico agranular o liso

• Parte del reticulo endoplasmico

• Carece de ribosomas acoplados

• Actúa en la sintesis de sustancias lipídicas y otros procesos enzimáticos celulares.

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Aparato de Golgi• Características:

– Íntimamente relacionado con el retículo endoplásmico

– Posee membranas celulares parecidas a las del retículo endoplásmico liso.

– Consta de un apilamiento de cuatro o mas capas de vescículas cerradas, planas y delgadas próximas al núcleo

– Es importante en células secretoras. Estas expulsan las sustancias a secretar

– Conjuntamente con el retículo endoplásmico forman los lisosomas, vescículas secretoras u otros componentes citoplasmáticos.

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Lisosomas

• Organelas vesciculares formadas en el aparato de golgi y dispersas a lo largo del citoplasma.

• Proporcionan un sistema digestivo intracelular (sustancias y estructuras intracelulares, especialmente las danadas, particulas alimenticias ingeridas por las celulas)

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Mitocondria

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FUNCIÓN

- Beta oxidación de los ácidos grasos

- Respiración celular

o Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico (se sintetiza en el citosol mediante la glucolisis)

o Ciclo de Krebs (o de los 3 ácidos tricarboxílicos (o del ácido cítrico)

o Cadena de transporte de electrones

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MITOCONDRIA

*FUNCIÓN

*Oxidación mitocondrial

-Glicolisis: 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.

-Mitocondria: El metabolismo de los azúcares y acidos grasos se completa mediante la oxidación total a CO2 y H2O, liberándose 36 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa

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RESPIRACIÓN CELULAR

- Propia de quimioorganotrofos. - Consiste en la oxidación de compuestos orgánicos para generar energía química (ATP) que será utilizada para los procesos metabólicos que requieren energía (anabolismo).- Fases:

1. Glucólisis (en el citosol)

2. Oxidación del ác. pirúvico (Acetil coA)

3. Ciclo del ácido cítrico (Ciclo de Krebs)

4. Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa.

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1 molécula de glucosa y 6 de O2 producen 1 ácido pirúvico (en la glucólisis), que se convierte en 6 de CO2 y 6 de H2O, formándose 36 moléculas de ATP

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PROPIEDADES FISIOLÓGICAS DE LA CÉLULA ANIMAL

. Irritabilidad: Reacción a los estímulos.

. Conductibilidad:

. Contractibilidad:

Dirección delimpulso nervioso

Músculo esquelético

Miofibrilla

Proteínas contráctiles

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COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA CÉLULA ANIMAL

Stevens y Lowe, 1995

Agua 85%.Libre: Disponible para el metabolismo

. Ligada: Superficie de proteínas

Ácidos nucleicos

Proteínas 10%.Membranas

.Enzimas. Hormonas

.Genes

Carbohidratos 1,0%.Alta tasa de renovación

.Energía metabolismo inmediato.Desoxirribosa (ADN)

.Ribosa (ARN)

Lípidos 2,0%.Membranas

.Vitaminas.Hormonas

.Reserva energética

Minerales 1,5%.Sales ionizables

.Unidas a moléculas (T3, Hg, ADP).Mantenimiento pH y

presión osmótica

Azúcares simples Ácidos grasosAminoácidos

Nucleótidos

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CÉLULAS ANIMALES SEGÚN SU FUNCIÓN

Grupo celular

Epitelial De sostén Contráctil Nerviosa Germinal Sanguínea Inmunitaria

SecretoraHormonas

Ejemplo Revestimiento de intestino y

vasos sanguíneos,

cubierta cutánea

Tejido fibroso de sostén, cartílago y

hueso

Músculo Cerebro Espermatozoides y óvulos

Eritrocitos y leucocitos circulantes

Tejidos linfoides

(nódulos y bazo)

Tiroides y adrenales

Función Barrera,absorción,secreción

Organizar y mantener la

estructura del organismo

Movimiento Comunica-ción

celular directa

Reproducción Transporte de

oxígeno, defensa

Defensa Comuni-cación celular

indirecta

Carac-terísticas

Fuerte adhesión

intercelular por uniones celulares

Producen materiales de

la matriz extracelular e interaccionan

con ellos

Proteínas filamentosas responsable

de la contracción

Secretan mensajeros químicos

sobre la superficie de otras células

Mitad de la dotación

cromosómica normal

Proteínas fijadoras de oxígeno y proteínas

que destruyen bacterias

Reconocen y destruyen

material extraño

Secretan mensaje-

ros químicos

Stevens y Lowe, 1995

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Los Osteocitos

Los Espermatozoides

Las Neuronas

El Óvulo

Los BastoncillosLos Neutrófilos

Los Eritrocitoso glóbulos rojos

Los Osteocitos

CÉLULAS ANIMALES SEGÚN SU FUNCIÓN

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NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA

Biología Molecular

Célula

Tejido

Órgano

Aparato

SistemaIndividuo

Grupo anatómicamentediferenciado de tejidos, que desempeñan funciones específicas

Grupo de órganos que desempeñan

funciones similares