Sistema de endomembranas

Biologa Celular y MolecularUnidad 2: Citologia 2 parteMs. Pablo Chuna Mogolln

Trujillo Per

2009

CITOLOGIA : 2 Parte

COMPLEJO DE GOLGI (APARATO DE GOLGI)

El complejo de Golgi forma parte del sistema de endomembranas. Se presenta en todas las clulas excepto en eritrocitos. Aunque su localizacin, tamao y desarrollo varan en los distintos tipos celulares y tambin con el estado fisiolgico de cada clula, el complejo de Golgi presenta caractersticas morfolgicas que lo hacen posible diferenciarlo de otros sistemas de endomembranas.

1.Tamao. Su tamao y desarrollo vara de de una clula a otra. Es muy importante en las clulas que secretan glucoprotenas, puede ser mediano en las clulas enteroendocrinas o pequeo como en las clulas musculares

El tamao tambin varia con el estado funcional es muy desarrollado en las clulas en hiperactividad y, poco desarrollado en clulas en hipoactividad o en reposo

2. Localizacin. El complejo de Golgi, en las clulas secretoras polarizadas, como clulas de la mucosa intestinal, de la tiroides y del pncreas exocrino, est localizado entre el ncleo y la superficie celular donde se libera la secrecin; en las clulas fusiformes, como los fibroblastos y clulas musculares lisas cuyos ncleos son alargados, aparece en ambos polos del ncleo; en las clulas plasmticas, cuyo ncleo es excntrico, aparece junto al ncleo. 3. EstructuraEl complejo de Golgi consta de varias unidades funcionales denominadas dictio-somas (del gr. Diktyon, red y soma, cuerpo). Cada dictiosma esta integrado por:a. Una red cis, formada por numeroso sacos y tbulos interconectados

b. Una cisterna cis, conectada con la cisterna cis

c. Una o mas cisternas medialesd. Una cisterna trans, conectadas con la red transe. Una red trans, similar a la red cis.

La cara ms prxima al ncleo celular se denomina cara proximal, cara cis o tambin cara de formacin. Tiene forma convexa y presenta muchas fenestraciones. En su periferie se encuentran vesculas de transicin, que provienen del retculo endoplasmtico rugoso, que le transfiere su contenido. La cara ms prxima a la membrana plasmtica se denomina cara distal, cara trans o tambin cara de maduracin. De la superficie de sta emigran pequeas vesculas hacia lisosomas o vesculas mayores hacia la membrana plasmtica.En las clulas secretoras se forman tambin grandes vesculas denominadas vacuolas de condensacin que maduran formando grnulos de secrecin o grnulos de cimgeno, que tambin se dirigen a la membrana plasmtica y contienen la secrecin regulada.

El espesor de las membranas del complejo de Golgi va aumentando desde la cara cis a la trans, de modo que en la membrana de las vesculas de secrecin que abandonan el Golgi para unirse a la membrana plasmtica tienen ya el mismo espesor que sta.

La proporcin protena/lpidos de la membranas en los dictiosomas es intermedia entre la de la membrana plasmtica y la del retculo endoplasmtico rugoso, pues hay un 65% de protenas y un 35% de lpidos.Las enzimas ms destacables en el complejo de Golgi son varios tipos de glucosil tansferasas.4. Funciones.

4.1. Modificacin de protenas

a. N-Glucosidacin. Las protenas (N-oligosacridos) procedentes del retculo endoplasmtico se transportan al complejo de Golgi por la red cis del Golgi. Posteriormente pasan a los compartimentos medial y trans de las pilas del Golgi, donde tienen lugar la mayor parte de las actividades metablicas del complejo de Golgi. Las protenas modificadas migran a continuacin a la red trans Golgi, que acta como un centro de organizacin y distribucin, dirigiendo el trafico molecular a los lisosomas, a la membrana plasmtica, o al exterior de la clulaLos N-oligosacridos (2NAcGlc-8Man) que provienen del retculo endoplasmtico, se procesan en el complejo de Golgi mediante una secuencia ordenada de reacciones. La primera modificacin de las protenas destinadas a la membrana plasmtica o ser secretadas, es la eliminacin de tres residuos de manosa. A esto le sigue la adicin secuencial de una N-acetilglucosamina, la eliminacin de dos manosas, y la adicin de una fucosa y de otras 2 N-actilglucosaminas. Finalmente, se aaden tres galactosas y tres residuos de acido silico. Las distintas glucoprotenas se modifican de forma diferente su paso a travs del Golgi, dependiendo tanto de la estructura de la protena como de la cantidad de enzimas implicadas en el proceso presentes en el complejo de Golgi de los diferentes tipos de clulas. b. O-glucosidacin. Las protenas tambin pueden modificarse mediante la adicin de carbohidratos a las cadenas laterales de residuos de serina y treonina que forman parte de secuencias especificas. La serina o treonina se suelen unir directamente a la N-acetilgalactosamina, a la que despus pueden aadirse otros azcares. Por lo general la cadena oligosacrida incorpora cidos silicos en su periferie. c. Sulfataciones. La O-sulfatacin de residuos de tirosina de protenas de membrana plasmtica y secretorias que transitan a travs de la va secretoria es una generalizada modificacin postraduccional. Esta reaccin enzimtica es catalizada por una sulfotransferasa de la red trans Golgi, la cual reconoce residuos de tirosina localizados en una secuencia de aminocidos especifica.4.2. Secrecin de protenas

Las protenas al igual que los lpidos y los polisacridos, son transportados desde el complejo de Golgi a sus destinos finales a travs de la va secretora. Esto implica que las protenas se distribuyan en diferentes tipos de vesculas de transporte, las cuales saldrn por gemacin desde la red trans Golgi y llevaran su contenido hasta la localizacin celular adecuada.

La fusin de las vesculas con la membrana plasmtica -exocitosis- da como resultado la secrecin o exportacin de diversas sustancias: enzimas, hormonas, molculas de la matriz extracelular o de la pared celular, anticuerpos y otras, segn el tipo celular.

Hay dos rutas secretorias: la constitutiva o continua y la regulada, facultativa o discontinua.La secrecin constitutiva o continua est presente en todos los tipos celu-lares. Las vesculas que siguen esta ruta se exocitan en forma conti-nua, a medida que brotan del aparato de Golgi. Por ejemplo, se secretan por esta va las molculas que se incorporan a la matriz extracelular.La secrecin regulada o facultativa, en cambio, es propia de clulas secretoras especializadas. En estos casos, las vesculas se acumulan en el polo secretor de la clula, como grnulos de secrecin, y la exocitosis se dispara slo ante seales muy especficas. Por ejemplo, las clulas de los islotes de Langerhans (en el pncreas), contiene grnulos de insulina que son exocitados en respuesta a una elevacin de la glucemia. La secrecin regulada requiere tambin un aumento de la concentracin de calcio citoslico.

4.3. Clasificacin de protenas a los lisosomas

Las protenas cuyo destino es el interior de los lisosomas estn marcadas con manosa-6-fosfato, que se origina por modificacin de sus N-oligosacridos al poco tiempo de entrar en el complejo de Golgi. Un receptor especifico en la membrana de la red trans Golgi reconoce estos residuos de manosa-6-fosfato. Los complejos constituidos por el receptor ms la enzima lisosomal se empaquetan en vesculas de transporte destinadas a los lisosomas.4.4. Sntesis de Glucolpidos El complejo de Golgi participa en la sntesis de esfingomielina y glucolpidos. Como sabemos, los glicerfosfolpidos, el colesterol y la ceramida se sintetizan en el retculo endoplasmtico. La esfingomielina y los glucolpidos se sintetizan a partir de la ceramida en el Golgi.

La esfingomielina es sintetizada por la transferencia de un grupo fosforilcolina desde la fosfatidilcolina a la ceramida. Alternativamente, la adicin de carbohidratos a la ceramida puede dar lugar a diferentes glucolpidos. 5. Biogenesisa. Modelo de la maduracin de cisternas. Se postula que los cuerpos tbulo-vesiculares (ERGIC) con componentes provenientes del retculo endoplasmtico se fusionan formando una cisterna en el lado cis. Esta cisterna se mueve progresivamente y madura hasta llegar al lado trans donde se descompone en vesculas para su reparto a otros compartimentos celulares. Hoy en da se tiende a aceptar este modelo porque hay observaciones que no son explicadas por otros modelos. Por ejemplo, las molculas de procolgeno miden unos 300 nm de longitud y no caben fsicamente en vesculas, pero s pueden viajar dentro de las cisternas. Adems, las vesculas COPI que se observan entre las cisternas del aparato de Golgi y que podran funcionar como transportadores de molculas desde el lados cis al trans, contienen mayoritariamente protenas que deben reciclarse al retculo endoplasmtico y no molculas que estn procesndose, luego slo actan como una va de reciclado en sentido inverso al flujo principal de molculas en el aparato de Golgi. El modelo de maduracin de cisternas se ha demostrado en las levaduras. A pesar de ello no parece posible considerar a las cisternas como compartimentos estancos puesto que se ha demostrado que existen conexiones membranosas entre ellas.

b. Modelo de los compartimentos estables. En este modelo los cuerpos tbulo-vesiculares (ERGIC) formados a partir del retculo endoplasmtico se unen a una cisterna del lado cis y desde esa cisterna salen vesculas que transportan material a la siguiente cisterna, y as sucesivamente hasta llegar al lado trans donde son empaquetadas en vesculas para su reparto. Es necesario conocer, que cuando la clula entra en divisin el complejo de Golgi se fragmenta porque las protenas se fosforilan, y en la telofase las protenas se desfosforilan volviendo a reaparecer el GolgiLISOSOMASLos lisosomas (gr. Lysis, disolucin, y soma, cuerpo), son organelos presentes en todas las clulas animales, que estn rodeados de una sola membrana y contienen una serie de enzimas capaces de degradar todas las clases de molculas biolgicas. Los lisosomas se encargaran de degradar el material captado del exterior de la clula como digerir los componentes obsoletos de la propia clula.La caracterstica mas saliente de los lisosomas es su polimorfismo, no solo porque poseen aspectos y tamaos disimiles sino tambin por la irregularidad de sus componentes. Loa causa del polimorfismo es doble; por un lado se debe a la diversidad del material endocitado y por el otro el hecho de que cada clase de lisosoma posee una combinacin singular de enzimas hidrolticas.1.Tamao. Son muy pequeos 0,05-0,5 m

2. Numero. La cantidad vara con la funcin celular. En promedio en una clula de mamfero hay 300 lisosomas ocupando cerca del 1% del volumen celular total. Ellos son abundantes en los macrfagos, granulocitos neutrfilos y acidfilos.3. Estructura

El lisosoma contiene alrededor de 50 enzimas degradativas diferentes que pueden hidrolizar protenas (proteasas), cidos nucleicos (nucleasas, DNAasa y RNAasa), glcidos (glucosidasas y lisozima), lpidos (lipasas y fosfolipasas) o fosfatos de molculas orgnicas (fosfatasas).

Todas las enzimas lisosomales son hidrolasas cidas, que son activas al pH acido (~5) del interior de los lisosomas pero no al pH neutro (~7,2) caracterstico del citoplasma. Este grado de acidificacin se alcanza gracias a una bomba de H+ presente en la membrana del lisosoma.

La membrana del lisosoma se halla protegida del efecto destructor de las enzimas hidrolticas porque su cara luminal contiene una gran cantidad de glucoprotenas.

En el interior del lisosoma los carbohidratos y las protenas endocitadas son digeridas a monosacridos y dipeptidos, respectivamente. Estos y otros productos de degradacin atraviesan la membrana lisosomal y pasan al citosol, donde terminan de digerirse o se aprovechan para sintetizar nuevas molculas.Las protenas que sern digeridas por el lisosoma son marcadas con ciertas secuencias de aminocidos, como la secuencia KFERQ (Lis-Fen-Glu-Arg-Gln), que son reconocidas por receptores de la membrana del lisosoma. .Lisosomas primariosCada lisosoma primario es una vescula que brota del complejo de Golgi, con un contenido de enzimas hidrolticas. Las hidrolasas son sintetizadas en el retculo endoplas-mtico rugoso y viajan hasta el complejo de Golgi por transporte vesicular. All sufren una gluco-sidacin terminal de la cual resultan con cadenas glucdicas ricas en manosa-6-fosfato (manosa 6-P). La manosa 6-P es el marcador molecular, la estampilla que dirige a las enzimas hacia la ruta de los lisosomas. Las enzimas emergen de la cara trans del golgi en vesculas cubiertas de clatrina. Esta vesculas pierden pronto su cubierta de clatrina y pueden fusionarse con otros lisosomas primarios ya existentes, o incorporarse al compartimento endolisosmico, fusionndose para formar los llamados lisosomas secundarios.

Lisosomas secundariosExisten diversas formas de lisosomas secundarios, segn el origen de la vescula que se fusiona con el lisosoma primario: Fagolisosoma: se origina de la fusin del lisosoma primario con una vescula procedente de la fagocitosis. Se encuen-tran, por ejemplo, en los glbulos blancos, capaces de fagocitar partculas extraas que luego son digeridas en estos cuerpos.Endosoma tardo: surge al unirse los lisosomas primarios con materiales provenientes de los endosomas tempranos. Los endosomas tempranos contienen macromolculas que ingresan por los mecanismos de endocitosis inespecfica y endocitosis mediada por receptor. Este ltimo es utilizado por las clulas para incorporar, por ejemplo, las lipoprotenas de baja densidad o LDL.Autofagolisosoma: es el producto de la fusin entre un lisosoma primario y una vacuola autofgica. Algunos organelos citoplasmticos son englobados en vacuolas, con membranas provistas por las cisternas del RE, para luego ser reciclados cuando estas vacuolas autofgicas se unen con los lisosomas primarios.La autofagia se incrementa en ciertas condiciones. Por ej., ante un ayuno prolongado aparecen numerosos autofagosomas en los hepatocitos. Tienen por objeto convertir a componentes de la clula en alimento para prolongar la supervivencia del organismo.

Cuerpos residuales (telolisosoma): son aquellos que contienen desechos no digeribles que en algunos casos se exocitan y en otros no, acumulndose en el citosol a medida que la clula envejece. Un ejemplo de cuerpos residuales son los grnulos de lipofuscina que se observan en clulas de larga vida, como las neuronas y clulas musculares cardiacas.

4. Funcina. Digestin intracelular de sustancias. Los materiales ingeridos, as como los que provienen de la autofagia, son sometidos a la accin de hidrolasas lisosomales.b.Renovacin de clulas y del material extracelular. Muchos procesos del desarrollo comprenden la descamacin y remodelacin de tejidos con perdida de clulas enteras y de material extracelular. Por ej. hay una acentuada actividad lisosomal en rganos que sufren regresin como los conductos de Wollff y Muller; el tero humano al momento del parto pesa 2 Kg y luego en pocos das, se reduce al peso normal de 70 grs; la regresin de la mama lactante, entre otras.c.Interviene en la crinofagia. Los lisosomas remueven grnulos de secrecin producidas en exceso de las necesidades fisiolgicas. Ej. Hormona prolactina producida por la hipfisis.d.En la fertilizacin y clulas germinales. El acrosoma del espermatozoide se considera un lisosoma especial, contiene proteasas, hialuronidasa y abundante fosfatasa cida. En los huevos, los lisosomas intervienen en la digestin de sustancias de reserva.e.En la produccin de hormonas. Durante la generacin de la hormona tiroidea, la protena tiroglobulina es endocitada por clulas foliculares de la tiroides y digerida en los lisosomas para liberar tiroxina5. Biopatologa

a. Enfermedades lisosomales de almacenamientoLas enzimas lisosomales estn ausentes o presentan una perdida de funcin, por lo que se acumula el producto a digerir. En los cuerpos residuales queda el sustrato que no se puede digerir.

Enfermedad de Tay-Sachs, El defecto se debe a la ausencia de la enzima hexosaminidasa A, que causa la hidrlisis parcial del ganglisido GM1. Por consecuencia, este se acumula en las neuronas, lo que lleva a graves afecciones neurolgicas.Enfermedad de Gaucher. Se caracteriza por la acumulacin del glucocerebrsido en varios tipos celulares debido a la ausencia de la enzima -glucosidasa que cataliza la hidrlisis del glucolpido en ceramida y glucosa

Enfermedad de Niemann Pick. Se caracteriza por una acumulacin de esfingomielina en varios tipos celulares a consecuencia de la falta de la esfingomileinasa, que es la enzima que hidroliza al esfingo fosfolpido en ceramida y fosforilcolina

b. Enfermedades producidas por la naturaleza del sustratoGota. El acido rico precipita en forma de cristal de urato sdico. Estos cristales son fagocitados por macrfagos para forman un fagolisosoma. Se forman cristales puntiagudos debido a la incapacidad de las enzimas de digerir dicho sustrato. El lisosoma se rompe y las enzimas salen al citoplasma rompiendo la clula, dando como resultado la liberacin de los cristales.

Neumoconiosis. materiales exgenos que se acumulan en el organismo, son difciles de degradar por las enzimas hidrolticas en el espacio extracelular o por macrogagos. Ej. En vas areas terminales (ejemplo, bronquiolo respiratorio) los macrfagos fagocitan partculas que puede ser: carbn (antracosis), polvo de piedra (silicosis) y fibras de asbestos (asbestosis).PEROXISOMASLos peroxisomas son organelos pequeos que se encuentran en todas las clulas; su forma es circular u ovoide y estn limitados por una sola membrana.Existen muchas clases de peroxisomas, los cuales se diferencian entre si por la enzima o el conjunto de enzimas presentes en su interior. Debe sealarse que cada tipo celular posee perxisomas que contienen una enzima determinada o una variedad particular de enzimas.

1. Tamao. Poseen un dimetro medio de 0,6 m

2. Nmero. Su nmero vara entre 70 y 100 por clula, aunque en clulas hepticas, nerviosas y renales suelen ser mucho ms numerosos. Los eritrocitos carecen de peroxisomas.3. Estructura y FuncinLa matriz de los peroxisomas contiene ms de 50 enzimas diferentes relacionadas con distintas vas metablicas. Dos vas altamente conservadas en los peroxisomas son la beta-oxidacin de los cidos grasos y el metabolismo del perxido de hidrgeno (H2O2) por accin de la catalasa. En las clulas hepticas y renales la catalasa acta como una enzima destoxificante

En la mayora de los organismos los peroxisomas contienen un nmero de oxidasas (como la urato oxidasa requerida en el catabolismo de purinas) que reducen el oxgeno a travs de oxidar a una variedad de substratos (lactato, D-aminocidos, cido rico, etc.).

Adems, participan en la -oxidacin de cidos grasos especficos, catabolismo de poliaminas, prostaglandinas, eicosanoides y en la biosntesis de esteroles y plasmalgenos (que contribuyen a ms del 80% del contenido de fosfolpidos en la materia blanca del cerebro). Es necesario sealar que solo una pequea proporcin de los acidos grasos celulares es oxidada en los peroxisomas, y esta oxidacin genera energa trmica.En las clulas de mamferos los peroxisomas se mueven continuamente en el citoplasma a travs de microtbulos y protenas motoras: dinenas y cinesinas.4. Biognesis. El origen de los peroxisomas ha sido controversial, aunque se consideran organelos autnomos que resultan de la herencia materna. Estudios bioqumicos, proporcionaron evidencia de que el retculo endoplasmatico es la fuente de membranas durante la formacin de novo de los peroxisomas. Varias protenas participan en la biognesis de este organelo a las que en general se les llama peroxinas (Pex). La protena Pex3 se observ que se concentra en distintos puntos del RE, formando un sub-compartimiento dinmico: el retculo preperoxisoma. Mltiples observaciones demuestran que protenas de la membrana peroxisomal son dirigidas al RE, secretadas en sitios especializados e incorporados a vesculas que se separan del RE generando precursores de peroxisomas (preperoxisomas), las peroxinas se fusionan con estas vesculas permitiendo su crecimiento y maduracin.

La preservacin de las funciones peroxisomales se debe a que las clulas desarrollan mecanismos moleculares que permiten mantener la poblacin de estos organelos durante la divisin celular. El nmero de peroxisomas es regulado por varios procesos: formacin a partir del RE, fusin de peroxisomas (aunque no se conoce el mecanismo), fisin que lleva a la formacin de dos peroxisomas y pexofagia (degradacin especfica de peroxisomas), que ocurre cuando la clula se libera de condiciones que llevan a la proliferacin de stos.

Debido a que los peroxisomas no contienen DNA, todas las protenas de la membrana del peroxisoma son codificadas en el ncleo, sintetizadas en ribosomas libres en el citoplasma y transportadas al interior del peroxisoma totalmente plegadas y an en forma oligomrica.

Las protenas de la matriz son transportadas a travs de cuatro etapas: son identificadas por un receptor citoplasmtico que las guan a un sitio de anclaje en la membrana peroxisomal, despus de su traslocacin, el complejo se separa y el receptor regresa al citoplasma.

La mayora de las protenas de la matriz presentan un tipo de seal (PTS1) en el C-terminal que consiste de un tripptido (SKL: ser/lis/leu), secuencia que es reconocida por el receptor soluble, Pex5. El otro tipo de seal (PTS2) corresponde a un nonapptido cercano al N-terminal de la protena, que es reconocida por Pex7.

El receptor soluble, Pex5, de la seal PTS1 es el principal factor de reconocimiento de esta seal destinada a los peroxisomas. El ciclo de este receptor involucra reconocimiento de la molcula cargo en el citosol, anclaje del complejo receptor-cargo a la membrana, la liberacin del cargo en la matriz y translocacin del receptor hacia el citosol.

6. BiopatologaSe consideran dos grupos distintos de enfermedades peroxisomales. En el primer grupo, referido como alteracin de la biognesis, no existe una buena formacin normal y se produce deficiencia en mltiples funciones peroxisomales. El segundo grupo incluye los transtornos en que el dficit se debe a una falla en la importacin de una enzima especifica.Sndrome de Zellweger (sndrome cerebro-hepato-rrenal), es causado por mutaciones en diferentes genes que codifican las peroxinas involucradas en la biogensis de los peroxisomas.

p. ej: peroxina 1(PEX1), peroxina 2 (PEX2), peroxina 3 (PEX3), peroxina 5 (PEX5), peroxina 6 (PEX6), peroxina 12 (PEX12), peroxina 14 (PEX14) y peroxina 26 (PEX26). Se observan peroxisomas vacios. Adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X. Esta enfermedad se produce secundariamente a una mutacin en el gen ABCD1, como resultado de lo cual hay un defecto de la betaoxidacin peroxisomal y acumulacin de cidos grasos de cadena muy larga en todos los tejidos del organismo.Los principales tejidos afectados son la corteza adrenal, la mielina del SNC, y las clulas de Leydig de los testculos. MITOCONDRIAS: Las mitocondrias (gr. Mitos, filamento; chondrios, grnulo), son organelos presentes en todas las clulas eucariotas. Son llamados la central de energa de la clula debido a que sus actividades metablicas proporcionan la energa requerida para la vida aerbica de los eucariotas.

El conjunto de mitocondrias de una clula se denomina condrioma

1. Forma. La forma es variable, en general, son filamentosas o granulares. Ej. En clula de embriones jvenes tienen forma casi esfrica, en fibroblastos son estructuras alargadas; en enterocitos, el polo apical presenta mitocondrias filamentosas y el polo basal presenta granulares2. Tamao. El tamao es variable. En la mayora de las clulas el ancho es de unos 0,5 a 1 m, en tanto que su longitud es de 7m, aunque en el miocardio pueden encontrase mitocondrias de hasta 10 um de largo.3. Nmero. El nmero vara segn el tipo celular y el estado funcional. En el hgado hay unas 1000 mitocondrias por clula, pero en las clulas del miocardio, los tbulos contorneados del rin y en otras clulas que necesitan una gran fuente de energa, son mucho ms abundantes.

Los fibroblastos, linfocitos y espermatozoides tienen pocas mitocondrias, coincidiendo con una respiracin de baja intensidad. La falta de mitocondrias se observa solamente en los eritrocitos, cuya produccin energtica se realiza exclusivamente por gluclisis.

En las clulas cancerosas el nmero de mitocondrias es menor, esto puede ser consecuencia del incremento de la gluclisis anaerbica y la disminucin de la respiracin celular.

4. Localizacin. El condrioma se reparte uniformemente dentro del citoplasma, pero preferentemente se ubican alrededor del ncleo o en el citoplasma perifrico. La funcin de la clula condiciona la localizacin de las mitocondrias, generalmente se distribuyen en las regiones donde la demanda de energa es mayor. Por ej. En las clulas musculares estriadas estn en los discos A de las miofibrillas; en los tbulos renales, se disponen en la regin basal de la clula y ocupan los compartimentos que delimitan las invaginaciones de las membranas celulares.; en espermatozoides, se ubican en la pieza intermedia de la cola; en clulas productoras de hormonas esteroideas se asocian a los lpidos y al retculo endoplasmtico pues mediante sus enzimas, ambos tipo de organelos intervienen en la sntesis de hormonas a partir del colesterol.

5. Ultraestructura.

Las mitocondrias presentan una doble membrana: externa e interna, cada una de unos 7nm de espesor. Entre ambas membranas hay un espacio de unos 8 nm llamado espacio peri-mitocnondrial (espacio intermembranoso) y hacia adentro existe un compartimento interno en la que se encuentra la matriz mitocondrial. 5.1. Membrana mitocondrial externa:La membrana externa tiene un 60% de protenas y un 40% de lpidos. Contiene colesterol, fosfatidilcolina, inositol, etanolamina y escasa cardiolipina. Esta membrana contiene porina, que forma grandes canales acuosos que atraviesan la membrana y son permeables a molculas de 10KDa. Esto hace que esta membrana sea permeable a molculas pequeas como agua, iones, y sacarosa.52. Membrana mitocondrial interna:

La membrana interna tiene un por 80% de protenas y 20% de lpidos. Carece de colesterol y contienen fosfatidilglicerol y cardiolipina en mucho mayor proporcin que la membrana externa. El alto contenido de cardiolipina hace impermeable a los iones y a la sacarosa. Entre las protenas que se encuentran en esta membrana estn las transferasas (como las que transfieren el grupo acilo a la carnitina o las que transportan la acil-carnitina, ADP, P, aminocidos o cido pirvico a la matriz mitocondrial), todos los componentes de la cadena transportadora de electrones y la ATP sintasa o partcula F, que realiza la fosforilacin oxidativa.

Esta membrana tiene una elevada superficie debido al plegamiento en unas estructuras conocidas como crestas mitocondriales. El nmero de crestas es muy variable y, normalmente est relacionado directamente con las necesidades de produccin de energa de la clula; as las crestas son muy numerosas en el msculo y escasas en el hgado. Las crestas se orientan preferentemente en sentido perpendicular al eje longitudinal de la mitocondria, pero en algunas clulas la orientacin es diferente; as, en algunas neuronas las crestas son paralelas al eje longitudinal, y en el miocardio y los adipocitos son curvas, en clulas de Leydig son tubulares. 5.3. Espacio intermembranoso:

De un espesor de 40 a 80 A, de composicin similar al del citosol, respecto a los iones y molculas pequeas. Contiene elevada concentracin de protones.5.4. Matriz mitocondrial:

El compartimiento interno de la mitocondria comprende estructuras que pueden observarse con microscopia electrnica como: El complejo enzimtico piruvato deshidrogenasa Las enzimas del ciclo de Krebs, excepto la succinato Dhasa Oxgeno, ADP, fosfato Las coenzimas A (CoA) y NAD+ Las enzimas de la -oxidacin de los cidos grasos La enzima superxido dismutasa (transforma radicales libres de oxgeno producidos en la reduccin de ste). Grnulos densos (osmifilos) de unos 50nm Varias copias de una molcula de ADN circular(ADNmit) Trece tipos de RNAm; dos tipos de RNAr, 22 tipos de RNAt Mitorribosomas (55 a 60S; subunidades: 25 y 35S). Grnulos densos (grnulos osmifilos), constituidos por cationes divalentes como Ca2+6. Funciones.

Sin las mitocondrias, las clulas dependeran de la gluclisis anaerobia, que degrada la glucosa a piruvato, para obtener todo su ATP. Pero mientras que en la gluclisis anaerobia (ocurre en el citosol) se obtienen slo dos molculas de ATP por cada molcula de glucosa degradada, en la mitocondria se forman 36 molculas de ATP por cada una de glucosa.

Oxidacin mitocondrial

El cido pirvico sale del citoplasma, donde se produce mediante gluclisis y atraviesa las membranas externa e interna de las mitocondrias. Antes de ingresar al Ciclo de Krebs, el cido pirvico, de 3 carbonos, se oxida. Los tomos de carbono y oxgeno del grupo carboxilo se eliminan como dixido de carbono (descarboxilacin oxidativa) y queda un grupo acetilo, de dos carbonos. En esta reaccin exergnica, el hidrgeno del carboxilo reduce a una molcula de NAD+ a NADH.Ahora la molcula original de glucosa se ha oxidado a dos molculas de CO2, y dos grupos acetilos y, adems se formaron 4 molculas de NADH (2 en la gluclisis y 2 en la oxidacin del cido pirvico).Cada grupo acetilo es aceptado por un compuesto llamado coenzima A dando un compuesto llamado acetilcoenzima A (acetil CoA). Esta reaccin es el eslabn entre la gluclisis y el ciclo de Krebs.

Ciclo de KrebsEl ciclo de Krebs es la va comn final de oxidacin del cido pirvico, cidos grasos y los aminocidos. El ciclo de Krebs llamado tambin ciclo del cido ctrico (por ser el primer intermediario) o ciclo de los cidos carboxlicos (por sus 3 primeros intermediarios) ocurre en la matriz mitocondrial. El ciclo de Krebs se produce cuando hay O2 molecular disponible y el piruvato. Aunque este ciclo no usa O2 directamente, lo hace a travs de las enzimas deshidrogenasas NAD (nicotinamida adenin dinucletido) y FAD (flavin adenin dinucletido).

La primera reaccin del ciclo ocurre cuando la coenzima A transfiere su grupo acetilo (de 2 carbonos) al compuesto de 4 carbonos (cido oxalactico) para producir un compuesto de 6 carbonos (cido ctrico). El cido ctrico inicia una serie de pasos durante los cuales la molcula original se reordena y contina oxidndose, en consecuencia se reducen otras molculas: de NAD+ a NADH y de FAD+ a FADH2. Adems ocurren dos carboxilaciones y como resultado de esta serie de reacciones vuelve a obtenerse una molcula inicial de 4 carbonos el cido oxalactico.El proceso completo puede describirse como un ciclo de oxalactico a oxalactico, donde dos tomos de carbono se adicionan como acetilo y dos tomos de carbono (pero no los mismos) se pierden como CO2.Dado que por cada molcula de glucosa inicial se haban obtenido dos de cido pirvico y, por lo tanto dos de acetil CoA, deben cumplirse dos vueltas del ciclo de Krebs por cada molcula de glucosa. En este proceso no se obtiene energa directamente bajo la forma de ATP (slo se obtiene 1 GTP que es equivalente a 1 ATP). En cambio se obtienen cantidades de coenzimas reducidas (NADH y FADH2), y es a travs de la oxidacin posterior que se obtendr la energa para sintetizar ATP.Cada coenzima NADH equivale a 3 ATP y cada coenzima FADH2 equivale a 2 ATP.Transporte de electrones y cadena respiratoriaEn esta etapa se oxidan las coenzimas reducidas, el NADH se convierte en NAD+ y el FADH2 en FAD+. Al producirse esta reaccin, los tomos de hidrgeno (o electrones equivalentes), son conducidos a travs de la cadena respiratoria por un grupo de transportadores de electrones, llamados citocromos. Los citocromos experimentan sucesivas oxidaciones y reducciones (reacciones en las cuales los electrones son transferidos de un dador de electrones a un aceptor).

En consecuencia, en esta etapa final de la respiracin, estos electrones de alto nivel energtico descienden paso a paso hasta el bajo nivel energtico del oxgeno (ltimo aceptor de la cadena), formndose de esta manera agua.Fosforilacin oxidativaEl flujo de electrones est ntimamente acoplado al proceso de fosforilacin, y no ocurre a menos que tambin pueda verificarse este ltimo. Esto, en un sentido, impide el desperdicio ya que los electrones no fluyen a menos que exista la posibilidad de formacin de fosfatos ricos en energa. Si el flujo de electrones no estuviera acoplado a la fosforilacin, no habra formacin de ATP y la energa de los electrones se degradara en forma de calor. Puesto que la fosforilacin del ADP para formar ATP se encuentra acoplada a la oxidacin de los componentes de la cadena de transporte de electrones, este proceso recibe el nombre de fosforilacin oxidativa. En tres transiciones de la cadena de transporte de electrones se producen cadas importantes en la cantidad de energa potencial que retienen los electrones, de modo que se libera una cantidad relativamente grande de energa libre en cada uno de estos tres pasos, formndose ATP.

Hiptesis quimiosmticaEn 1961, Mitchell propuso la hiptesis quimiosmtica. La misma propone que el transporte de electrones y la sntesis de ATP estn acopladas por un gradiente protnico a travs de la membrana mitocondrial. Segn este modelo, el transporte de electrones paso a paso, desde el NADH o el FADH2 hasta el oxgeno a travs de los transportadores de electrones, da por resultado el bombeo de protones a travs de la membrana mitocondrial interna hacia el espacio entre las membranas mitocondriales interna y externa.Este proceso genera un potencial de membrana a travs de la membrana mitocondrial interna, ya que el medio que ocupa el espacio intermembranoso se carga positivamente. La diferencia en concentracin de protones entre la matriz y el espacio intermembranoso representa energa potencial, resultado en parte de la diferencia de pH y en parte de la diferencia en la carga elctrica de los lados de la membrana. Cuando los protones pueden fluir de regreso a la matriz, descendiendo por el gradiente protnico, se libera energa utilizable en la sntesis de ATP a partir de ADP y Pi.Los protones regresan a la matriz a travs de conductos especiales situados en la membrana interna. Estos conductos estn dados por un gran complejo enzimtico, llamado ATP sintetasa. Este complejo consta de dos protenas: F0 y F1. Las partculas F0 estn incluidas en la membrana mitocondrial interna. Se presume que poseen un conducto o poro interior que permite el paso de los protones. Las partculas F1 son protenas globulares grandes consistentes en nueve subunidades polipeptdicas unidas a las partculas F0 en el lado de la membrana que linda con la matriz. Se comprob que propulsa la sntesis de ATP a partir de ADP y Pi. Conforme los protones descienden a lo largo del gradiente de energa, dicha energa utiliza para sintetizar ATP. De esta manera, el gradiente protnico que existe a travs de la membrana mitocondrial interna acopla la fosforilacin con la oxidacin.Lanzaderas

Nmero de ATPs formados en la respiracin celular

7. BiognesisLa biognesis de las mitocondrias supone la contribucin de dos sistemas genticos diferentes. Mientras que la mayora de las protenas mitocondriales, son codificadas por el ADN nuclear y son importadas hacia el organelo desde ribosomas libres en el citosol, otras protenas son codificadas por el ADN mitocondrial.Las mitocondrias no se sintetizan nunca de novo. Surgen por crecimiento divisin de mitocondrias preexistentes. Estudios microscpicos electrnicos, sugieren que la divisin de las mitocondrias empieza con la invaginacin de la membrana interna, tal como ocurre en la divisin celular de muchas bacterias. La divisin de las mitocondrias puede darse por tres mecanismos: biparticin, estrangu-lacin y gemacin. En la mayora de las clulas, las mitocondrias se dividen durante la interfase, en desfase con el proceso de divisin celular, y la replicacin de su ADN se realiza a lo largo de todo el ciclo celular. Este proceso est regulado asegurando que el nmero total de molculas de ADN se duplique en cada ciclo celular, de tal manera que cada tipo celular mantiene una cantidad constante de ADN mitocondrial.8. Biopatologa

La procedencia exclusiva del vulo del ADNmt condiciona que las enfermedades mitocondriales (EM) sigan un patrn de transmisin particular, bien de forma autosmica (dominante o recesiva) para las alteraciones que tienen lugar en el ADNn y vertical o materna para las alteraciones del ADNmt.

El amplio abanico de alteraciones en el metabolismo oxidativo mitocondrial, condiciona cuadros heterogneos englobados bajo la denominacin de enfermedades mitocondriales, reservndose el trmino citopatas mitocondriales para disfunciones de la cadena respiratoria mitocondrial. En su clasificacin se han tenido en cuenta aspectos bioqumicos:

Defectos de la oxidacin de los cidos grasos

Defectos del metabolismo del piruvato

Dficit de piruvato carboxilasa (PC)

Dficit de piruvato deshidrogenasa (PDH) Defectos del ciclo de Krebs

Defectos en el acoplamiento oxidacin-fosforilacin

Defectos de la cadena respiratoria mitocondrial

Dficit de complejos I-V

Deficiencia primaria de coenzima Q10EL NCLEO CELULAR

Las clulas eucariotas poseen un ncleo de forma variable, individualizado y separado de la clula por dos membranas. La aparicin del ncleo permiti que los eucariontes aislaran los procesos genticos principales, como la replicacin del ADN o la sntesis de ARN. Adems esto posibilit que el ARNm se modifique dentro del ncleo antes de ser traducido en los ribosomas. 1.Forma. La forma es variable en los distintos tipos celulares, lo que es de gran utilidad para su diagnstico. Por lo general la forma es esfrica (clulas cbicas y embrionarias), pero puede ser elptico (clulas cilndricas), fusiforme (clulas musculares lisas y fibroblastos), discoide (clulas pavimentosas,) aplanado (clulas glandulares mucosas y endotelios), lobulado (leucocitos polimorfonucleares) o irregular (clulas de sertoli y megacariocitos). 2.Tamao. El volumen nuclear vara de un tipo celular a otro, pero dentro del mismo tipo celular el tamao es relativamente constante de 5 a 10 m en la mayor parte de las clulas de mamferos. Las clulas mucosa de las glndulas salivales poseen ncleos de pequeas dimensiones, en tanto que las clulas multipolares el asta anterior de la mdula espinal o de las clulas piramidales, tienen ncleo voluminosos. El ncleo ocupa un 10% del volumen total de la clula. 3.Nmero. La mayora de las clulas corporales contienen un solo ncleo, aunque en algunos como los eritrocitos y clulas de la crnea no lo tienen, algunas son binucleadas (hepatocitos, epitelio de las vas urinarias, clulas de la glndula suprarrenal, clulas de purkinje del corazn y condrocitos) y otras tienen varios ncleos (fibras musculares estriadas esquelticas, osteoclastos, entre otras)4.Localizacin

La posicin del ncleo en la clula es casi siempre central, pero puede variar debido a la polarizacin celular y a la influencia de otros componentes. As, en las clulas secretoras, est en la base; en el msculo esqueltico, en posiciones laterales y en las clulas plasmticas, en una posicin excntrica.5.Estructura

Un ncleo interfsico consta de los siguientes componentes:5.1. Envoltura nuclear

La envoltura o carioteca est formada por dos membranas concntricas interrumpidas por numerosos poros nucleares. Las membranas delimitan un espacio de 10 a 50 nm, el espacio o cisterna perinuclear.La membrana nuclear externa se continua con la membrana del retculo endoplasmtico rugoso y es comn que presente ribosomas adheridos, que sintetizan protenas que se incorporan a las membranas de la envoltura nuclear o se vuelcan al espacio perinuclear.

Complejos del poro nuclear

La envoltura nuclear presenta estructuras discoidales llamadas complejos de poro nuclear (CPN).El nmero de CPN es variable, incrementndose a medida que aumenta la actividad celular. En una clula de mamfero hay entre 3000 a 4000 complejos de poro. Cada CPN es una estructura macromolecular compleja constituida por un gran nmero de protenas de disposicin octamrica. El complejo de poro nuclear est formado por:

Ocho columnas proteicas, que forman las paredes laterales del poro.Un anillo externo, formado por ocho unidades proteicas.Un anillo interno, tambin con estructura octamrica.Protenas de anclaje que fijan cada columna al espacio perinuclear.

Protenas radiales que se proyectan desde las columnas hacia la luz del poro, a manera de diafragmaProtenas fibrilares fijas al anillo interno y externo. En la cara nuclear convergen para formar una canastilla o cesta. A lo largo de estas fibrillas se ubican nucleoporinas que intervienen en el transporte de sustancias a travs del poro. Un poro central o abertura.La luz de los CPN suele presentarse obturada por las protenas que circulan a travs del poro, como por las carioportinas (Kap) que actan como eficientes transportadores en el trfico ncleo/citoplasma.

Los CPN presentan uno o varios canales acuosos a travs de los cuales las pequeas molculas solubles en agua difunden. Las molculas de mayor peso molecular son transportadas en forma activa, por lo que requieren energa y molculas transportadoras. Se importan dentro del ncleo: Las protenas sintetizadas en el citoplasma necesarias para ensamblar los ribosomas.

Los factores de transcripcin requeridos en la activacin o inactivacin de los genes. Los factores de empalme necesarios en el proceso de maduracin de los ribosomas.Las molculas y macromolculas ensambladas y exportadas desde el ncleo al citoplasma incluye:

Las subunidades ribosomales, ARNm, ARN de transferencia y los factores de transcripcin que son devueltos al citoplasma para ser reutilizados.Los mecanismos implicados en el transporte a travs del poro son diferentes al transporte de protenas en las membranas de otros organelos. Por ejemplo, las protenas nucleares son transportadas a travs del poro manteniendo su conformacin plegada, por el contrario las protenas que no se localizarn en el ncleo se despliegan durante el transporte.

Los complejos de poro nuclear hacen de la envoltura nuclear una barrera selectiva entre el ncleo y el citoplasma. Estos complejos constituyen la principal va de comunicacin entre el compartimiento nuclear y citoplasmtico de la clula ante el pesado trfico molecular. Aun cuando las protenas pequeas y otras molculas viajan a travs de los canales perifricos, las protenas de gran tamao deben poseer una etiqueta para ingresar por el canal central. Estas protenas sintetizadas en el citoplasma contienen la seal de localizacin nuclear (nuclear signal localization, NSL).

Tampoco los ARN pueden salir de ncleo por s mismos. Ellos salen a travs del complejo de poro con una protena especial que posee una seal nuclear de exportacin (nuclear export signal, NES). Ambas NSL y NES consisten en una secuencia corta de aminocidos, muchos de los cuales tienden a estar ubicados centralmente dentro de las protenas. Las molculas de mayor tamao requieren de una protena transbordadora o carioportina. La superfamilia de carioportinas esta integrada por: importinas. exportinas y transportinas . Importacion de protenas

Las importinas son heterodmeros, formados por dos subunidades, la subunidad-a se une a la NSL de la protena nuclear permitiendo la unin con la subunidad-b. Esta unin origina una importina funcional que lleva unida a la protena nuclear a ser transportada.

El complejo importina funcional se pone en contacto con los filamentos citoslicos, donde guiado por las nucleoporinas, llega al poro central. La translocacin del complejo importina/carga es regulada por la pequea RanGTPasa, que se une a la subunidad b de la importina. Esta b-importina es la encargada de interactuar con el poro provocando su dilatacin y posibilitando el ingreso de la protena nuclear. La translocacin de protenas es un proceso activo. Cuando el complejo penetra al interior del ncleo, las subunidades de importina se separan y la carga es liberada. La disociacin de las subunidades causa entonces un nuevo cambio en su forma, dejando al descubierto la NES de cada subunidad. Otras protenas en el poro central reconocen la NES y retornan las subunidades al citoplasma.

Exportacin de ARN

Los ARN maduros se asocian a protenas llamadas transportinas, las cuales actan como transbordadores permitiendo el pasaje de ARN al citoplasma. En la fig. 10.6 se esquematiza como el ARNm es llevado fuera del ncleo. Los ARNm maduros que presentan la poli A se asocian con varias protenas, formando una partcula de ribonucleoprotena (RNP). Estas partculas se mueven linealmente a travs de la canasta nuclear. Al igual que las importinas, las RNP son recicladas hacia el ncleo. En el citoplasma, las CRBP (del ingls, cytoplasmic RNA-binding proteins) reemplazan a las RNP para guiar a los ARNs a sus destinos citoslicos correctos.

5.2. Lmina nuclear.

La membrana nuclear interna esta sostenida por la lmina nuclear, que se interrumpe solo a la altura de los poros. La lmina nuclear confiere estabilidad mecnica a la envoltura nuclear.La lmina nuclear comprende 3 polipptidos principales denominados, lamina A, lmina B y lmina C. La lmina nuclear va asociada a protenas que la interconectan tanto con la envoltura nuclear como con la cromatina subyacente, entre estas protenas destacan las LAP (proteinas asociadas a la lmina nuclear) y las protenas LBR (receptor de la lmina nuclear), emerina, MAN1. La disposicin de estas protenas parece indicar que las lminas guan las interacciones de la cromatina con la envoltura nuclear y contribuyen a la organizacin espaciada de la cromatina, permitiendo su replicacin.

Los polipptidos de la lmina nuclear intervienen en la disolucin y en la nueva formacin de la envoltura nuclear durante al mitosis. En la prometafase la mayora de estos polipptidos sufren una fosforilacin transitoria en varias serinas y se desensamblan, formando tetrmeros y dmeros hiperfosforilados de lminas A y C y fragmentos de lminas B. Este desensam-blaje causa la disgregacin y desaparicin de la envoltura nuclear que se fragmenta en vesculas, a las que quedan asociados de lmina B durante al mitosis. En la telofase, las lminas son desfosforiladas y se repoli-merizan alrededor de la cromatina permitiendo que la envoltura nuclear se forme nuevamente

5.3. Cromosomas y Cromatina

El ncleo contiene los cromosomas de la clula. Cada cromosoma consiste en una molcula nica de ADN con una cantidad equivalente de protenas. Colectivamente, el ADN con sus protenas asociadas se denomina cromatina. La mayor parte de las protenas de la cromatina consisten en copias mltiples de cinco clases de histonas.

Estas protenas bsicas son ricas en residuos de arginina y lisina cargados positivamente. Por esta razn se unen estrechamente con los grupos fosfatos (cargados negativamente) del ADN.

La cromatina tambin contiene pequeas cantidades de una amplia variedad de protenas no histnicas y RNP. La mayora de ellas son factores de transcripcin, los que regulan que parte del ADN ser transcripta en ARN. Niveles de organizacin de la cromatinaLa observacin a travs del microscopio ptico de un ncleo interfsico, nos permite distinguir dos tipos de cromatina. La eucromatina o cromatina laxa, de localizacin central, y la heterocromatina o cromatina densa, en la periferia del ncleo. La heterocromatina representa aproximadamente el 10% del total de cromatina y es considerada transcripcionalmente inactiva La eucromatina se encontrara al menos en dos estados, la eucromatina accesible, que representa alrededor del 10%, donde se encuentran los genes que se estn transcribiendo y la eucromatina poco accesible, ms condensada (pero menos que la heterocromatina), donde estn los genes que la clula no est transcribiendo.

Cuando el cromosoma en interfase se esparce artificialmente sobre agua, tiene la apariencia de un collar de perlas. Las perlas son los nucleosomas, las unidades de enrollamiento de la cromatina. Los nucleosomas estn formados por un centro o "core" de histonas. Dicho centro posee dos copias de cada una de las siguientes histonas: H2A; H2B; H3 y H4Alrededor del centro de histonas, 146 pares de bases del ADN se enrollan en dos vueltas. La unin de las histonas al ADN no depende de una secuencia particular de nucletidos, sino de la secuencia de aminocidos de la histona. Las histonas son unas de las molculas ms conservadas durante el transcurso de la evolucin. Alrededor de 60 pares de bases de ADN unen un nucleosoma con el prximo. Cada regin de unin es el ADN espaciador. La quinta histona, la H1, conecta a los nucleosomas y acta como una banda de goma, mantenindolos juntos dentro de una misma cuerda enrollada. Esta estructura se conoce como fibra de 10nm, siendo el primer grado del empaquetamiento de la cromatina. Los nucleosomas se organizan, a su vez, en fibras de 30nm (solenoide), girando a manera de resorte alrededor de un eje virtual. Esta estructura es mantenida por la interaccin de las H1 de nucleosomas cercanos. En el siguiente nivel de empaquetamiento, las fibras de 30 nm se organizan en una serie de bucles o asas superenrolladas. Estos bucles se estabilizan gracias a la interaccin con las protenas de la matriz nuclear o andamiaje nuclear (scaffold). Cada bucle de cromatina representa un dominio funcional o unidad de replicacin. Estos dominios contienen alrededor de 100.000 pares de bases, extensin de ADN suficiente para acomodar varios genes de tamao promedio. Algunos genes, sin embargo, pueden abarcar varios dominios adyacentes de un cromosoma. Cada cromosoma puede tener cien o ms dominios. Durante la profase, los cromosomas aparecen en forma ms condensada, alcanzando la cromatina su mayor nivel de condensacin en metafase. La organizacin de los cromosomas envuelve la fosforilacin de la H1 y otras protenas, lo cual causa el plegamiento y empaquetamiento an ms compacto de la cromatina.

Con coloraciones especiales los cromosomas, revelan diferencias estructurales de importancia funcional. Las bandas oscuras consisten en cromatina altamente condensada, mientras que las bandas claras se corresponden con cromatina ms laxa.Los cromosomas en metafase tambin poseen un revestimiento de RNP. Dicho revestimiento deriva de los componentes del nuclolo. Estos cromosomas se constituyen en el vehculo para dividir el material nucleolar entre las futuras clulas hijas. El empaquetamiento de la cromatina permite confinar al ADN dentro del ncleo La molcula de ADN de un cromosoma humano contiene 50 x 106 pares de nucletidos en el cromosoma ms pequeo (1.7 cm con la molcula extendida) a 250 x 106 pares de nucletidos en el ms largo (8.5 cm). Midiendo extremo con extremo el total de cromosomas de una clula humana diploide, el ADN se extiende ms de 2 metros. El empaquetamiento del ADN en forma de cromatina, no solamente le permite entrar dentro de los lmites del ncleo, sino tambin lo protege del ataque de las nucleasas.

El Cromosoma eucariota.

Cada cromosoma eucariota consiste en una molcula simple de ADN. La molcula de ADN en el cromosoma eucariota es lineal, por lo tanto posee dos extremos.La molcula de ADN de un cromosoma tpico eucariota contiene:- Un conjunto lineal de genes que codifican para ARN y protenas interrumpido por- Muchas secuencias de ADN no codificante.

- El centrmero es una constriccin primaria localizada centralmente o hacia los extremos de cada cromosoma. - Los telmeros son cruciales en la vida de la clula. Ellos son necesarios para la duplicacin completa del cromosoma, los protegen de las nucleasas, evitan que los extremos del cromosoma se fusionen entre s y facilitan la interaccin del cromosoma con la envoltura nuclear.El ms corto de los dos brazos del cromosoma se llama p; el ms largo es el brazo q. Los cromosomas se diferencian por la ubicacin del centrmero. La posicin del centrmero, determina el largo de los brazos del cromosoma; en base a esto se puede clasificar a los cromosomas en: Cromosomas metacntricos. Poseen el centrmero en una posicin mas o menos central, de modo que existe poca o ninguna diferencia en el largo de los brazos de las cromtides Cromosomas submetacntricos. El centrmero se encuentra alejado del punto central, de modo que las cromatides pseen un brazo corto y un brazo largo. Cromosomas acrocntricos poseen una masa de cromatina llamada satlite, en el extremo del brazo corto. El satlite se halla aislado del resto del cromosoma por la constriccin secundaria. La zona aledaa al satlite de los cromosomas acrocntricos contribuye a formar el nuclolo Todas las especies tienen un nmero caracterstico de pares de cromosomas homlogos llamado nmero diploide (2n). El nmero diploide del hombre es 46. El cariotipo es una representacin grfica o fotogrfica de los cromosomas presentes en el ncleo de una sola clula somtica de un individuo. Cada miembro del par de cromosomas homlogos proviene de cada uno de los padres del individuo cuyas clulas examinamos.5.4 El nuclolo

En el nuclolo tiene lugar la formacin de subunidades ribosmicas, la sntesis y procesamiento de ARNr y actualmente se considera que desem-pea un importante papel en la regulacin del ciclo celular. El nuclolo es un aglomerado de fibras de cromatina de distintos cromosomas. En el hombre, los pares 13, 14, 15, 21 y 22, aportan sectores de cromatina que forman el nuclolo. Todos estos cromosomas son acrocntricos y presentan constricciones secundarias denominadas organizadores nucleolares (NOR), donde estn los genes que codifican ARNr.

El nuclolo aparece como una estructura simple carente de componente membranoso, en la que diferenciamos dos regiones:Una zona fibrilar central, formada por ADN ribosmico y ARNr naciente

Un zona granular perifrica donde los grnulos estn formados por las subunidades ribosmicas en proceso de ensamblado.Los nuclolos, desaparecen en la mitosis y se reorganizan alrededor de los segmentos de ADNr, que como su nombre lo indica, codifica ARNr. Siendo el ARNr el ms abundante dentro de los tipos de ARN, existen mltiples copias del gen que lo codifica.

El tamao del nuclelo vara entre clulas y en la misma clula segn su actividad, pues si bien la velocidad de transcripcin puede acelerarse, el ensamblado de las subunidades ribosomales requiere de un tiempo ms o menos constante; es por ello que en los nuclolos grandes observamos mayor proporcin de componente granular.5.5. Nucleoplasma (carioplasma o jugo nuclear). constituye una fase acuosa en la que se encuentran principalmente protenas no histnicas. Hay adems otras molculas como: ATP. NAD, acetil CoA, Na, K y sobre todo Ca y Mg.6. BiopatologiaLaminopatas. Son enfermedades causadas por anomalas en la estructura o el procesamiento de la lmina A/C a partir del gen LMNA.

Se clasifican en:

Primarias. Derivan del gen LMNA y por tanto afectan a las lminas

Secundarias: afectan a la lmina indirectamente mediante mutaciones de protenas que interaccionan con lminas.

Segn el tipo de tejido afectado, se pueden considerar cuatro tipos de laminopatas: laminopataas del musculo esqueltico, laminopatas de nervio perifrico, lipodistrofias y progeria

El sndrome de Hutchinson-Gilford es un sndrome progeroide que se caracteriza por un envejecimiento acelerado que comienza tempranamente en la infancia. El fenotipo caracterstico de este sndrome se debe a alteraciones en la lmina nuclear. Se ha demostrado que una mutacin del gen LMNA, que sintetiza la lmina A, origina el depsito de lamina A farnesilada (progerina) que es la causante de las alteraciones en la envoltura nuclear y del fenotipo de este raro sndrome. UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA