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T.8
SISTEMAS INTERNOS DE MEMBRANA
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1.1 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
• ESTRUCTURA:Red de sáculos aplanados desde el núcleo hasta periferia celularMembrana del retículo es continua con mb externa del núcleo.
• TIPOS:- REL: Túbulos lisos (sin ribosomas)- RER: Sáculos aplanados rugosos (con ribosomas)
Función general: Regeneración membrana plasmática.
• FUNCIONES REL- Síntesis de lípidos (fosfolípidos y colesterol en membrana) y
derivados lipídicos (hormonas, sales biliales)- Destoxificación de sustancias tóxicas liposolubles.
(enzimas destoxificantes en membrana)- Regulación de niveles intracelulares de Ca 2+ (Bombas Ca 2+ y
canales Ca 2+). Contracción.
• FUNCIONES RER- Síntesis proteínas (excretar o formar parte de mb),
glucosilación y plegamiento
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1.2. APARATO DE GOLGI
• ESTRUCTURA: Sáculos aplanados con extremos dilatados: Dictiosoma, asociado a vesículas
(Diversos dictiosomas forman 1 Aparato de Golgi)
• CARACTERÍSTICAS Regiones del DICTIOSOMA:- cis o formación (próxima al RER)- media- trans o maduración (próxima a membrana plasmática)(Cada región con enzimas característicos del proceso de transformación
de las proteínas)
- Cada sáculo se comunica entre sí mediante vesículas.- Nº de dictiosomas variable. Abundan en células secretoras.
• FUNCIONES:- Finaliza la glucosilación de las proteínas iniciada en RER.- Síntesis de glucolípidos y esfingomielina Mb plasmática- Síntesis de polisacáridos (hemicelulosa y pectina) de la
pared vegetal (sólo en células vegetales)- Dirigir distribución y exportación de las proteínas:(Llevar contenido hasta lisosoma, mb plasmática o exterior)
- Vía de secreción constitutiva → Todas las células. Renovar componentes de la membrana y matriz.- Vía de secreción regulada → Sólo en células secretoras. Segregar substancias en respuesta a un estímulo (hormonas, neurotransmisores, …)
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1.3. LISOSOMAS
• ESTRUCTURA: Vesículas procedentes del AG con enzimashidrolíticos.
• FUNCIÓN: Digestión intracelular (= vacuolas digestivas)- Autofagia: Digiere orgánulos obsoletos de la propia célula- Heterofagia: Digiere materiales captados del exterior celular
• CARACTERÍSTICAS:- Las enzimas son hidrolasas ácidas → requieren medio ácido
(pH = 5)- La membrana del lisosoma presenta:
- bombas de protones: Utiliza ATP para introducir protones (mantiene pH 5)- proteínas de transporte: facilitan paso de productos
digestión al citosol
• CLASIFICACIÓN:- Lisosomas primarios → Recién originados (sólo contienen
enzinas hirolíticos)- Lisosomas secundarios → Lisosoma 1º + vesícula a digerir- Cuerpos residuales → Lisosoma 2º con residuos no digeribles
(Final de digestión)
VÍA DE ENTRADA: Endocitosis o Fagocitosis
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1.4. PEROXISOMAS
ESTRUCTURA: Vesículas con enzimas oxidantes. Destacan: Oxidasas → Utiliza O2 para oxidar sustratos orgánicos y producir H2O2 (muy tóxico)Catalasas → Degrada H2O2 oxidando otras sustancias (etanol, metanol, …) formando H2O
FUNCIONES: oxidación.
1)Reacciones oxidativas (O2 como aceptor de H). Destoxicación Hígado y riñón
2)Síntesis de algunos fosfolípidos (plasmalógenos, abundantes en cerebro y corazón)
3)Degradación de ácidos grasos (β-oxidación). Sólo producen calor, mientras que la energía en la mitocondria se acumula. (se les considera anteriores a mitocondrias).
4)Reacción de gluconeogénesis: formación de glúcidos a partir de otros productos del metabolismo. Especialmente importante en los glioxisomas, presentes en semillas, que transforman grasas en azúcares para obtener la energía necesaria para germinar.
Vía secretora
• mm
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Procesos implicados en la nutrición
• mm
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1.5 Las mitocondrias
• Orgánulos característicos de células eucariotas aeróbias
• Función: Reacciones de la respiración celular
• Morfología: Ovalada (Aspecto de bacterias)
• Tamaño: Entre 1 y 4 μm de longitud y 0,2 y 1 μm de diámetro
Condrioma → Conjunto de mitocondrias que hay en una célula (Entre cientos a varios miles)
Presenta ADN → Se transmite exclusivamente por línea materna (mitocondrias del óvulo)
Se dividen por bipartición
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EstructuraDOBLE MEMBRANA:
Membrana externa: lisa con canales formados por porina para el paso de sustancias y enzimas para sintetizar lípidos.Membrana interna: plegada (crestas mitocondriales) → ↑ superficie
Contiene:- fosfolípidos especiales (cardiolipinas→ impermeabiliza la mb a partículas con carga)- proteínas transportadoras (cadena respiratoria o cadena de transporte e-)- partículas F con enzimas ATP sintasas donde se transforma la energía en ATP.
COMPARTIMENTOS:
Espacio intermembranoso: entre ambas mb existe un espacio de 100 A. Composición semejante a citosol (por la permeabilidad de mb ext)
Matriz mitocondrial: Contiene ribosomas 70 S (mitorribosomas); una o varias moléculas de ADN mitocondrial (circular y no asociado a proteínas); gránulos densos (lipoproteínas); todo ello en un medio acuoso donde existen todo tipo de biomoléculas.
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Fisiología de las mitocondrias: oxidaciones mitocondriales- Orgánulo convertidor de energía (Respiración celular)
ZONAS:
• MATRIZ:
- Formación ác acético (Acetil CoA) a partir de oxidación de ác. pirúvico, ác. grasos y aminoácidos.
- Ciclo de Krebs: oxidación del ác acético para formar CO2 y NADH + H+
• MEMBRANA INTERNA: Síntesis de ATP.
- Cadena respiratoria: Transporte de e- de la oxidación ác acético hasta aceptor final (O2). Liberación de energía → flujo de H+ desde matriz a espacio intermedio.
- Fosforilación oxidativa: Síntesis ATP
• ESPACIO INTERMEMBRANOSO: Fosforilación de otros nucleótidos
• MEMBRANA EXTERNA: Síntesis lípidos y unión del ác graso al CoA.
2.1 PLASTOS
• Orgánulos exclusivos de células vegetales
• Función: Acumular sustancias o pigmentos
• Tipos:
Leucoplastos → blancos (almidón)
Cromoplastos → naranjas (Carotenoides)
Cloroplastos → verdes (Clorofilas)
2.2 CLOROPLASTOS
Morfología: Ovalada
Tamaño: 5-10 μm (longitud) y 2-4 μm (diámetro)
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Estructura• SISTEMAS DE MEMBRANA: Presenta 3 mb; Dos forman envoltura externa. (mb ext – mb int)
- Membrana externa: Contiene porinas (permeabilidad).
- Membrana interna: Menos permeable y sin crestas.
- Membrana tilacoidal: Interior cloroplasto. Muy replegada formando Tilacoide →granum → grana
• COMPARTIMENTOS
- Espacio intermembranoso: Composición semejante al citosol
- Estroma: Presenta ribosomas 70S, enzimas, ADN circular (codifica proteínas del cloroplasto), ARN, granos de almidón, gotas lipídicas, …
- Espacio tilacoidal: Delimita un compartimento común. Tilacoides conectados entre sí.
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Fisiología del cloroplasto
• FUNCIÓN: Fotosíntesis → Utiliza la energía solar para producir ATP (energía) y NADPH (poder reductor), que se utilizan para formar moléculas orgánicas.
• PROCESOS: Zonas:
- Membrana tilaciodal: Reacciones dependientes de la luz (fase luminosa)
Presenta: a) Fotosistemas: Capta luz solar (Clorofila) y fotólisis agua (da e-; libera O2)
b) Cadena transporte electrónico: Recoge e- del agua para formar NADPH y
Genera gradiente H+ desde estroma al espacio tilacoidal
c) ATP sintasa: Sintetiza ATP (fotofosforilación)
- Estroma: Reacciones no dependientes de la luz (fase oscura)
Presenta enzimas: Utiliza ATP y NADPH para reducir CO2 (ciclo de Calvin), nitratos y sulfatos y formar moléculas orgánicas.
• OTRAS FUNCIONES: Síntesis de ác grasos, aminoácidos y bases nitrogenadas (En células animales ocurren en el citosol)
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2.3 Mitocondrias y cloroplastos: semejantes y diferentes• SEMEJANZAS:
- Organización de membranas y compartimentos
- Capacidad de división: por bipartición.
- Existencia de ADN propio.
- Crecimiento: incorporación de moléculas desde citosol.
(Mayoría de sus proteínas codificadas por ADN nuclear.)
- Origen Endosimbionte.
• DIFERENCIAS:
- Fotosíntesis: Energía solar para ↑ energía e- del agua y utilizarlos para síntesis de glucosa a partir de CO2 (materia inorgánica; CO2 + H2O + E luz materia orgánica; glucosa)
- Respiración: e- de ↑ energía de la glucosa utilizados para dar energía metabólica a las células (materia orgánica; glucosa CO2 + H2O + E quím)
La E quím (ATP) es la única E que las células utilizan para realizar sus funciones
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2.4 PARED CELULARMatriz extracelular de celulosa.
CAPAS: Originadas a partir de la membrana:
- Lámina media: Capa externa (compartida por 2 células). Entre 2 células que acaban de formarse. Proteínas y Pectinas (heteropolisacárido con carga negativa → fija Ca+ → forma sales insolubles)
- Pared 1ª: Matriz de pectinas, hemicelulosa y glucoproteínas con fibrillas de celulosa
- Pared 2ª: Segregada en último lugar (adosada a mb). Impermeable (suberina y cutícula) y resistente (lignina). Aparece en células especializadas en soporte y conducción (colénquina, xilema, …)
Las 2 primeras permeables a moléculas hidrosolubles y gases.
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Pared celular: Funciones y formación
• FUNCIONES:
Soporte mecánico (Esqueleto)
Resistencia (Turgescencia)
Protección (abrasión y ataque de insectos)
Comunicación: Plasmodesmos y punteaduras (sin pared 2ª)
Crecimiento dirigido de las células y diferenciación celular
• FORMACIÓN:
- Proteínas, hemicelulosas y pectinas: A partir de Ap de Golgi
- Celulosa: directamente cara externa de mb por la celulosa sintasa(proteína integral de membrana)
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2.5 VACUOLAS• Compartimentos membranosos que acumulan sustancias.
• Número variable.
• Tonoplasto: membrana de vacuola. Presenta:
bombas de iones (mantiene la presión interna de turgencia)
bombas de protones (mantiene el pH ácido).
• FUNCIONES:
- Almacenamiento de nutrientes (azúcares, aminoácidos, proteínas,) y sustancias de desecho
- Regulación homeostática (soporta variaciones del entorno, intercambio sustancias con el medio
- Digestión intracelular (enzimas hidrolíticas aportadas por el Ap de Golgi)
- Defensa (por compuestos tóxicos liberados cuando es dañada la célula por hongos o animales)
- Acumulación de pigmentos: color y olor de las flores
- Aumento del tamaño celular (por presión de turgencia al acumularse agua)
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2.6 PEROXISOMAS ESPECIALES• Peroxisomas en células de semillas oleaginosas (Glioxisomas)
Contiene enzimas → catalizan la conversión de ácidos grasos en azúcares (sustancia de reserva lipídica en algunas semillas), a través del "ciclo del glioxilato". (variante del ciclo de Krebs)
• Peroxisomas en células de las hojas: Participan en la fotorrespiración formando asociaciones de cloroplasto-peroxisoma-mitocondria.
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