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Morfofisiologa: Mitocondria, Ncleo, Cdigo Gentico y Microfilamentos
MEMBRANA MITOCONDRIAL
Mitocondria: Son los organelos donde se produce la respiracin celular, obtenindose la
mayor parte de la energa necesaria para la clula. Se reproducen de forma independientepor fusin binaria, en forma no sincronizada con la clula a la que pertenece
Membrana externa: Es una bicapa lipdica permeable a iones, metabolitos y muchos poli
pptidos. Eso es debido a que contiene protenas que forman los poros llamados porinas.
Membrana Interna: Esta posee mas protenas, carece de poros y es altamente selectiva,
contiene muchos complejos enzimticos y sistemas de transportes transmembranales,
esta membrana forma invaginaciones o pliegues llamados crestas.
Partculas F1 en la Mitocondria: Son complejos de protenas de la membrana interna de
las mitocondrias, donde se produce la energa del proceso respiratorio.
Cadena Respiratoria: Es una cadena de coenzimas mitocondriales transportadores de
electrones que catalizan la transferencia de los mismos hacia el oxigeno, tambin el
transporte en secuencias ordenada de los equivalentes reducidos desde los sustratos
donadores (Recudiendo NAD o el FAD) hasta la formacin final de agua.
FAD: Flavn adenn dinucletido
NAD:nicotinamida adenn dinucletido
Funcin de la Mitocondria:
Oxidacin de Metabolitos
Obtencin del ATP, mediante la fosforilacion Oxidativa
Almacn de Iones, H2O
Fosforilacion Oxidativa: Sistema de conversin o captura de la energa liberada en la
cadena respiratoria para unir el ADP con el fosfato orgnico (PI) y formar ATP.
Como es portado el ATP de la mitocondria al citoplasma: Cuando los protones originados
entre el citoplasma y la matriz mitocondrial regresan al interior de la mitocondria lo hacen
a travs de la enzima transportadora ATP sintetasa a favor de un gradiente. La energa que
se libera se utiliza para sintetiza ATP a partir del ADP. El ATP sale al citoplasma mediante
un transportador de nucletidos intercambiando por el ATP que entra.
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Glucolisis: es la ruta por medio de la cual los azucares de seis carbonos se rompen, dando
lugar a un compuesto de tres carbonos. El piruvato. Durante la glucolisis, parte de la
energa potencial almacenada en la estructura de hexosa se libera y se utiliza para la
sntesis de ATP a partir de ADP.
Reaccin de la Glucolisis: Las 10 reacciones entre la glucosa y el piruvato pueden
considerarse como dos fases distintas en las que las primeras 5 reacciones son de
inversin de energa, en la que se sintetizan azucares fosfato a costa de dos moles de ATP
(que se convierten en ADP) y el sustrato de 6 carbonos se desdobla en 2 azucares fosfato
de tres carbonos y las ultimas 5 reacciones corresponden a una fase de generacin de
energa, en las que las triosas fosfato se convierten en compuestos de gran energa que
transfieren 4 moles de fosfato al ADP dando lugar a 4 moles de ATP y 2 moles de piruvato,
tambin se puede observar que se generan 2 equivalentes reductores en forma de NADH.
Importancia: Es de suma importancia ya que es la principal ruta para el metabolismo de la
glucosa y conduce a la formacin del compuesto intermediario Acetil-CoA, tambin es la
va para el metabolismo de los otros azucares simple de la dieta como fructuosa,
galactosa.
Ciclo de Krebs o Ciclo del Acido Ctrico:
Es la ruta oxidativa central de la respiracin, el proceso mediante el cual se catabolizan
todos los combustibles metablicos (Hidratos de carbono, lpidos y protenas), en los
organismos y tejidos aerobios.
Pasos del Ciclo de Krebs:
1.- Introduccin y Prdida de dos tomos de Carbono en forma de acetil-CoA: esta es la
reaccin inicial, catalizada por la citrato sintasa, es semejante a una condensacin aldolica,
es una reaccin muy exergonica
2.- Isomerizacin del citrato: los sustratos de las reacciones de descarboxilacion son
generalmente alfa y beta cetoacidos. El grupo hidroxilo alcohol terciario del citrato debe
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migrar para experimentar una oxidacin a carbonilo. La isomerizacin, catalizada por la
aconitasa, genera el compuesto alcohol secundario isocitrato, que puede oxidarse. La
reaccin comporta una deshidratacin e hidratacin sucesivas, a travs del cis-aconitato
como intermediario deshidratado, que se mantiene unido a la enzima.
3.- Generacin de CO2 por una deshidrogenasa ligada al NAD+:
Es la primera de las dos
descarboxilaciones oxidativas del ciclo la cataliza la isocitrato deshidrogenasa, la reaccin
comporta la deshidrogenacion a oxalsuccinato, un intermediario inestable unido a la
enzima, que espontneamente se descarboxila antes de liberar el producto.
4.- generacin de un segundo CO2 por un complejo multienzimatico: La cuarta reaccin
del ciclo es una reaccin de varios pasos totalmente comparable a la reaccin del piruvato
deshidrogenasa. Un sustrato alfa-cetoacido experimenta una descarboxilacion oxidativa,
con formacin simultanea de una acil-CoA.
5.- Una fosforilacion a nivel del sustrato: La succinil-CoA: es un compuesto de energa
elevada, y su energa potencial se utiliza para impulsar la formacin de un nucleosido
trifosfato a partir de un difosfato. Esta reaccione s catalizada por la succionil-CoA
sintetasa, es comparable a las reacciones de fosforilacion a nivel del sustrato en la
glucolisis, excepto porque en las clulas animales el nucletido producto de energa
elevada no es siempre ATP, sino que en algunos tejidos es el GTP.
6.- Deshidrogenacion dependiente de flavina: Para completar el ciclo se produce una
conversin del succinato de cuatro carbonos en oxalacetato de cuatro carbonos. La
primera de las tres reacciones que intervienen, catalizada por la succinato
deshidrogenasa, es la deshidrogenacion dependiente del FAD de dos carbonos saturados a
un doble enlace.
7.- Hidratacin de un doble enlace Carbono-Carbono: La hidratacin trans
estereoespecifica del doble enlace carbono-carbono la cataliza la fumarato hidratasa,
denominada ms comnmente fumarasa.
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8.- Una deshidrogenacion que genera el oxalacetato: finalmente el ciclo se completa con
la deshidrogenacion, dependiente del NAD+, del malato a oxalacetato, catalizada por la
malato deshidrogenasa.
Glucognesis:Es la formacin de glucgeno a partir de glucosa. La glucosa formada en la
digestin de los carbohidratos se introduce rpidamente en la sangre donde las clulas del
organismo pueden disponer de ella
Fosforilacion Oxidativa: Aqu los electrones derivados del NADH y el FADH2 se combinan
con el oxigeno, la energa liberada en estas reacciones de oxidacin/reduccin es utilizada
para dirigir la sntesis de ATP a partir del ADP.
Interrelacin entre Glucolisis
Ciclo de Krebs- Cadena Respiratoria:
Glucolisis: Ruptura de una glucosa en dos molculas de tres carbonos cada una (Acido
Piruvato) liberando la energa neta como para producir 2 ATP, ocurre en el citosol.
Ciclo de Krebs: Termina de degradar lo que queda del acido pirvico ocurre en la matriz
mitocondrial.
Cadena respiratoria: Los productos del ciclo de Krebs son oxidados en las crestas de la
mitocondria. Se libera la energa que permite formar ATP.
NUCLEO
Es la organela celular mas grande de las eucariotas, tiene un dimetro de
aproximadamente 10 micras, aqu es el sitio de almacenamiento, replicacin y expresin
de la informacin gentica, esta formada por la cromatina, nuclolo, envoltura nuclear y
nucleoplasma.
Membrana Nuclear: Es la envoltura que delimita el ncleo de la clula eucariota, su
funcin es regular el intercambio de todo tipo de sustancias entre el ncleo y el
citoplasma, la membrana nuclear es doble, es decir un par de membranas una exterior a la
otra y de igual composicin y estructura que la membrana plasmtica.
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La membrana externa se continua con el retculo endoplasmatico rugoso y esta ocupada
por ribosomas, la membrana interna esta cubierta en su cara interior por una capa de
protenas (Lamina Nuclear) en la que se fijan las estructuras nucleares, ambas membranas
estn separadas entre si por la hendidura perinuclear.
Poros Nucleares: Son complejos con mltiples subunidades que proporcionan aperturas
de unos 9nm de dimetro que permiten la difusin libre de molculas pequeas, entre el
ncleo y el citoplasma, participan tambin en el transporte selectivo de protenas mas
grandes y ARNm. En este proceso actan dos completos de protenas asistentes
denominadas exportinas e importinas.
Cromatinas: Consiste en un complejo de ADN y protenas estructurales, el plegamiento
adicional de la cromatina produce las estructuras denominadas cromosomas, y es la
responsable de la basofilia caracterstica del ncleo, la unidad bsica es el nucleosoma.
Existen 2 tipos:
Histonas: Son las protenas mas bsicas de la cromatina y su contenido equivale
mas o menos al del ADN, y hay 5 tipos de histonas.
No Histonicas: Son el resto de las protenas de la cromatina, su funcin esta
relacionada con la expresin gentica y con los ncleos de organizacin.
Nuclolo: Es una estructura intranuclear no membranosa que rodea genes de ARNr
activos desde el punto de vista transcripcional. Su tamao varia, pero esta bien
desarrollado en las clulas activas en la sntesis de protenas, algunas clulas tiene mas de
un nuclolo, Posee tres regiones; Centro fibrilar, pars fibroso y pars granular. Aqu se
sintetiza el ARNribosomal y se produce el armado inicial de los ribosomas.
Ciclo Celular: Es una secuencia de acontecimientos autorreguladas que controla el
crecimiento y la divisin de la clula, se encarga de producir 2 clulas hijas, cada una con
cromosomas idnticos a los de la clula madre, estos se dividen en dos faces:
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Interface: Que se dividen en G1, S, G2 y Mitosis; Aqu se produce el crecimiento continuo
de la clula
Mitosis: Es un proceso de segregacin cromosmica y divisin nuclear seguido de divisin
citoplasmtica, que produce 2 clulas hijas con la misma cantidad de cromosomas y
contenido de ADN que la clula progenitora, tiene 4 fases:
Profase: Comienza cuando los cromosomas duplicados se condensan y se tornan visibles.
Metafase: comienza cuando el huso mittico, compuesto por 3 tipos de microtbulos, se
organiza alrededor de los centros originadores de los microtbulos ubicados en polos
opuestos de la clula.
Anafase: comienza con la separacin inicial de las cromatinas hermanas.
Telofase: Reconstruccin de una envoltura nuclear alrededor de los cromosomas de cada
polo.
Meiosis: Comprenden 2 divisiones nucleares secuenciales seguida por divisin
citoplasmtica, que producen gametos con la mitad de la cantidad de cromosomas y la
mitad del contenido de ADN.
CODIGO GENETICO
Gen: Un gen no es ms que una secuencia concreta de ADN, que codifica la informacin
mediante un lenguaje de 4 letras, en el que cada letra es una base.
Cdigo gentico: Se denomina cdigo gentico al conjunto de reglas que especifican los
codones de cidos nucleicos que corresponden a cada aminocido, el cdigo es un
triplete, tambin especfica el comienzo y la finalizacin de la regin codificante, el cdigo
es universal, todos los organismos, animales y plantas lo poseen con raras excepciones.
Caractersticas del Cdigo Gentico:
Tres nucletidos codifican un aminocido
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El cdigo gentico no se solapa
El cdigo gentico no tiene puntuacin
El cdigo gentico esta degeneracin; con excepcin del triptofono y metionina
que estn codificados.
Codn: Secuencia de 3 nucletidos en un ARNm que codifica para un aminocido dado,
puede indicar la iniciacin o determinacin de la sntesis de una cadena polipeptidica
Anticodn: Es una secuencia especifica de nucletidos adyacentes en un ARNt que
complementa a un codn de ARNm que codifica a un aminocido
Tres inhibidores de la sntesis de protena en las clulas eucariotas:
Cicloheximidas: Ribosomas 60s, se utiliza en la investigacin biomdica para impedir la
sntesis in vitro
Tretaciclina: Acta sobre cocos gran negativo y positivos, interfieren en el complejo de
iniciacin 30s
Cloranfonicol: Es inhibidor del citocromo P450
Tres inhibidores de la sntesis proteica en las clulas procariotas:
Aminoglusidos: Interfieren en la traduccin, llevando la sntesis de una cadena que no
debe sintetizar.
Eritromicina: Se une al 50s e inhibe la translocacin del ARNm
Espectromicina: Interfieren con el factor de elongacin G, que intervienen en la
translocacin.
Definicin de los Ribosomas Libres:
Su funcin principal es la sntesis de protenas que se utiliza en el interior de la
clula.
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Antibiticos: Son sustancias que producen ciertos microrganismos, hongos y bacterias,
como defensa contra otros microrganismos.
Modificaciones Postraduccionales que sufren las protenas:
Protelisis: Es el corte de la cadena polipeptidica, sino se corta la cadena la protena
podr moverse de regreso al retculo endoplasmatico.
Glucosilacion: Es la adicin de azucares de las protenas formndose glicoprotenas, es
esencial para dirigir las protenas a los lisosomas.
Fosforilacion: La adicin de grupos fosfatos a las protenas, catalizado por las
proteincinasa, exponen el sitio activo de la enzima o el sitio de unin para otra protena.
Importancia Biomdica del cdigo gentico:
Antes de dilucidar el cdigo gentico era imposible comprender la sntesis protenica o
explicar las mutaciones. El cdigo gentico proporciona la base de la explicacin en que
los defectos de las protenas pueden causar enfermedad y sirve para el diagnstico y
quizs para el tratamiento de las enfermedades genticas. Adems, la fisiopatologa
de numerosas infecciones virales se relaciona con la capacidad de los de interrumpir la
sntesis protenica en la clula husped. Muchos antibacteriano son efectivos por que
interrumpen la sntesis protenica en la clula invasora.
ARN (cido Ribonucleico):
El ARN se forma a lo largo del cordn del ADN de acuerdo con la misma regla del
apareamiento de las bases que regula la formacin de un cordn de ADN, excepto en que
en el ARN el uracilo sustituye a la timina debido al mecanismo de copia, el cordn delARN, cuando se ha completado lleva una transcripcin fiel del mensaje del ADN. Entonces
el cordn de ARN se traslada al citoplasma en el cual se encuentran los aminocidos,
enzimas especiales, molculas de ATP, ribosomas y molculas de ARN de transferencia.
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El proceso por el cual la informacin contenida en el ARN dirige o controla la secuencia en
que deben unirse los aminocidos para la sntesis de las protenas se denomina
traduccin.
ARN mensajero:
El ARN mensajero (ARNm o RNAm) lleva la informacin sobre la secuencia de aminocidos
de la protena desde el ADN, lugar en que est inscrita, hasta el ribosoma, lugar en que se
sintetizan las protenas de la clula. Es, por tanto, una molcula intermediaria entre el
ADN y la protena y el apelativo de "mensajero" es del todo descriptivo. En eucariotas, el
ARNm se sintetiza en el nucleoplasma del ncleo celular y de all accede al citosol, donde
se hallan los ribosomas, a travs de los poros de la envoltura nuclear.
ARN de transferencia:
Los ARN de transferencia (ARNt o tRNA) son cortos polmeros de unos 80 nucletidos que
transfiere un aminocido especfico al polipptido en crecimiento; se unen a lugares
especficos del ribosoma durante la traduccin. Tienen un sitio especfico para la fijacin
del aminocido (extremo 3') y un anticodn formado por un triplete de nucletidos que se
une al codn complementario del ARNm mediante puentes de hidrgeno.
El trabajo de los ARNt consiste en tomar del citosol a los aminocidos y conducirlos al
ribosoma en el orden marcado por los nucletidos del ARNm, que son los moldes del
sistema.
Retculo Endoplasmatico:
El retculo endoplasmatico es una red interconectada de tubos aplanados y sculos
comunicados entre s, que intervienen en funciones relacionadas con la sntesis proteica,
metabolismo de lpidos y algunos esteroides, as como el transporte intracelular. Se
http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADntesis_proteicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADpidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Esteroidehttp://es.wikipedia.org/wiki/Transporte_celularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transporte_celularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Esteroidehttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADpidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismohttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADntesis_proteica -
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encuentra en la clula animal y vegetal pero no en la clula procariota. Es un orgnulo
encargado de la sntesis y el transporte de las protenas.
Retculo Endoplasmatico Liso:
Es un orgnulo celular formado por cisternas, tubos aplanados y sculos membranosos
que forman un sistema de tuberas que participa en el transporte celular y en la sntesis de
triglicridos, fosfolpidos y esteroides.
Retculo Endoplasmatico Rugoso:
Tiene esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a su membrana
mediante unas protenas denominadas "riboforinas". Tiene unos sculos ms
redondeados cuyo interior se conoce como "luz del retculo" o "lumen" donde caen las
protenas sintetizadas en l. Est muy desarrollado en las clulas que por su funcin deben
realizar una activa labor de sntesis, como las clulas hepticas o las clulas del pncreas
Sntesis Proteica:
La biosntesis de protenas es el proceso anablico mediante el cual se forman las
protenas. El proceso consta de dos etapas, la traduccin del ARN mensajero, mediante el
cual los aminocidos del polipptido son ordenados de manera precisa a partir de la
informacin contenida en la secuencia de nucletidos del ADN, y las modificaciones
postraduccin que sufren los polipptidos as formados hasta alcanzar su estado
funcional. Dado que la traduccin es la fase ms importante la biosntesis de protenas a
menudo se considera sinnimo de traduccin.
Etapas de la Sntesis Proteica:
1 etapa: Unin del ARNm a sub-unidades menores de los ribosomas a nivel de los
codones de iniciacin (aug).
2 etapa: Unin del aminoacil-trna portador de metionina al codn iniciador.
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_procariotahttp://es.wikipedia.org/wiki/Org%C3%A1nulohttp://es.wikipedia.org/wiki/Org%C3%A1nulohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_procariotahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula -
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3 etapa: Unin de la sub-unidad grande para formar un ribosoma completo.
4 etapa: El crecimiento o elongacin de la cadena peptdica por la unin del segundo
aminoacil-trna.
5 etapa: Desplazamiento o translocacin del ribosoma y realizacin del segundo ciclo de
elongacin.
6 etapa: La terminacin de la sntesis de una cadena polipeptdica por la intervencin de
factores de liberacin.
cido Nucleico:
Los cidos nucleicos son macromolculas, polmeros formados por la repeticin de
monmeros llamados nucletidos, unidos mediante enlaces fosfodister. Se forman, as,
largas cadenas o polinucletidos, lo que hace que algunas de estas molculas lleguen a
alcanzar tamaos gigantes (de millones de nucletidos de largo).
MICROFILAMENTOS Y MICROTUBULOS
Flagelos:
Son filamentos proteicos responsables de la movilidad. Se originan en la membrana
celular y se extienden hacia afuera a travs de la pared hasta una distancia que puede ser
10 veces el dimetro de la clula, estn constituidos por una protena llamada flagelina.
Quinetocilios:
Tambin llamados quinocilios, cilio nico, situado en la periferia de un manojo de 80 a 120
esterocilios, en el pice de la clula sensorial vestibular. Su estructura es de tbulos
centrales con nueve filamentos perifricos.
http://es.wikipedia.org/wiki/Macromol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3merohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3tidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_fosfodi%C3%A9sterhttp://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_fosfodi%C3%A9sterhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3tidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3merohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Macromol%C3%A9cula -
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Estereocilios:
Son un tipo de prolongaciones de la superficie apical de las clulas epiteliales, tapizan el
conducto del epiddimo y el segmento inicial del conducto deferente, estas son
microvellosidades ramificadas y en consecuencia no poseen ningn cinetosoma
Citoesqueleto:
El Citoesqueleto es nico a las clulas eucariticas. Es una estructura tridimensional
dinmica que llena el citoplasma. Esta estructura acta como un msculo y como un
esqueleto para el movimiento y la estabilidad
El Citoesqueleto esta formado por:
actina (6 nm)
1.-Microfilamentos (6 nm)
miosina (14 nm)
2.-Filamentos Intermedios (8-10 nm) = 7 clases
3.-Microtbulos (22-24 nm) = tubulina
4.-Retculo Microtrabecular
Funcin:
Movimiento celular
Soporta el volumen de la clula
Maquinaria de los movimientos intracitoplsmicos:
Transporte de protenas y seales,
Transporte de organelos,
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Segregacin de cromosomas,
Contraccin celular,
Separacin de clulas hijas en la divisin celular
Morfognesis embrionaria
Microfilamentos
Los microfilamentos son finas fibras de protenas como un hilo de 3-6 nm de dimetro.
Estn compuestos predominantemente de un tipo de protena contrctil llamada actina, la
cual es la protena celular ms abundante. La asociacin de los microfilamentos con la
protena miosina es la responsable por la contraccin muscular. Los microfilamentos
tambin pueden llevar a cabo movimientos celulares, incluyendo desplazamiento,
contraccin y citocinesis.
Microtbulos
Los microtbulos son tubos cilndricos de 20-25 nm en dimetro. Estn compuestos de
subunidades de la protena tubulina, estas subunidades se llaman alfa y beta. Los
microtbulos actan como un andamio para determinar la forma celular, y proveen un
conjunto de pistas para que se muevan las organelas y vesculas. Los microtbulos
tambin forman las fibras del huso para separar los cromosomas durante la mitosis.
Funciones de los Microtbulos
Participan en la divisin celular Huso mittico
Organizacin de los organelos celulares
Transporte intracitoplsmico de vesculas, vacuolas, etc
Forman parte de los organelos microtubulares (cilios y flagelos
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INHIBIDORES DE LA FORMACION DE MICROTUBULOS
Qumicos
- Colchicina (Colchicum autumnale): Se fija con gran afinidad a la tubulina = evita lapolimerizacin de MT
- Vincristina y Vinblastina: se unen a los dmeros de tubulina en los sitios de unin aGTP
- Podofilotoxina (resina Podophyllum peltatum)- Griseofulvina (Penicillium griseofulvum)- Cacodilato, derivados arsnicos y sulfhidrilos, narcticos como halotano, etc
Fsicos
- Presin hidrosttica elevada- Fro (menos de 4 C)- Calor (ms de 40C)
Cilios:
Las cilias son estructuras como pelos que pueden moverse en sincrona causando el
desplazamiento del paramecio unicelular. Las cilias tambin se encuentran en epitelios
especializados en eucariontes. Por ejemplo, cilias barren los fluidos sobre clulas
estacionarias en el epitelio de la trquea y tubos del oviducto femenino
La dineina es el motor molecular responsable por el movimiento de microtbulos en las
cilias y flagelos
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Microvellosidades:
Son expansiones citoplasmticas digitiformes de igual longitud y paralelas entre si cuya
misin es aumenta la superficie de absorcin. Son tipos del epitelio de absorcin del
intestino y se encuentran en el polo de sus clulas denominadas esterecitos.
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Morfofisiologa:
Mitocondria, Ncleo,
Cdigo Gentico y
Microfilamentos
Samantha Sevecek