SEÑALIZACIÓN CELULAR.

SEÑALIZACION CELULAR.

Para que se pueda dar la señalización se debe contar con los siguientes elementos:

• Mensajero
• Receptor
• Enzimas
• Segundos mensajeros
• Factores de transcripción

MENSAJEROS

Pueden ser de origen endógeno (producidos en el organismo) o exógenos (xenobioticos, medicamentos, venenos y toxinas).

La acción de los mensajeros puede ser agonista si se induce una respuesta o antagonista si inhibe o se contrapone al agonista.

Pueden actuar a diferentes distancias:

• Señalización autocrina: si actúa sobre la misma célula que lo produce o sobre otra célula del mismo tipo.

tomado de: http://www.vi.cl/foro/topic/6988-capitulos-de-biologia-cuestiones-resueltas/page__st__48

• Señalización paracrina: el mensajero producido por una célula afecta a otras células vecinas de diferente tipo.
• Señalización endocrina: la célula blanco se encuentra muy lejos de la célula que produce el mensajero, los cuales viajan por el organismo a través de canales linfáticos.

tomado de: http://www.vi.cl/foro/topic/6988-capitulos-de-biologia-cuestiones-resueltas/page__st__48

RECEPTORES

• De membrana plasmática: los hay de diferente tipo

1. Acoplados a proteínas G
2. Con actividad kinasa
3. Acoplados a kinasas

• Intracelulares

ENZIMAS

• Kinasas
• Fosforilasas
• Ciclasas

ADAPTADORES

Realizan puente entre dos componentes de la vía de señalización celular (puede ser entre dos enzimas)

SEGUNDOS MENSAJEROS

Pueden simular al primer mensajero. Son los encargados de desencadenar la respuesta celular.

Entre los segundos mensajeros tenemos: cAMP, cGMP, Ca⁺⁺, DAG IP₃

FACTORES DE TRANSCRIPCION. RESPUESTA CELULAR

Los procesos de señalización celular se regulan o inactivan. Por cada mecanismo de activación existe un mecanismo de inactivación, para que una vez se haya dado respuesta a la señalización se pare todo el proceso para evitar el agotamiento celular.

No todos los procesos que ocurren al interior de la célula requieren de señalización celular, pero la gran mayoría sí, como por ejemplo.

• División celular
• Procesos de expresión génica
• Exocitosis inducida
• Reorganización del citoesqueleto
• Apoptosis.

BIBLIOGRAFIA.

•  APUNTES DE CLASE de Mónica Giraldo, profesor del curso de Biologia Molecular y Celular "La Célula" de la Universidad de Antioquia. Medellín, 19 de Octubre de 2010.
• COOPER, Geoffrey M. La Célula. 5 ed. Washington, USA: Marbán. 2009. 818p.
• UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA. Segundos Mensajeros: AMPc [MP4. Video en linea] <http://www.youtube.com/watch?v=zFEdcMHR1fQ> 2010.

IDENTIFICACION DE FUENTES DE INFORMACIÓN

TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS.

Membrana: barrera de permeabilidad. Es selectiva.

Las moléculas hidrofóbicas, sin carga y de bajo peso molecular pueden cruzar por la membrana plasmática fácilmente (O₂, CO₂, N₂, benceno). Otras moléculas polares como H2O, Urea y Glicerol también pueden cruzar.

Las moléculas de alto peso molecular (glucosa, sacarosa, etc.) y iones no podrán atravesar la membrana. Para que estos puedan pasar es necesario la existencia de algunos transportadores.

tomado de: http://electroneubio.secyt.gov.ar/Lamberti-Rodriguez_Hodgkin-Huxley.htm

El gradiente de concentración entre uno y otro lado de la membrana se mantiene estable, pasando los solutos de una mayor a una menor concentración, hasta que sea igual en ambas partes.

TIPOS DE TRANSPORTE.

TRANSPORTE PASIVO.

Se da a favor de gradiente, de mayor a menor concentración, por tanto no requiere gasto de ATP.

Difusión simple:

Para compuestos no polares, polares neutros de bajo peso molecular y gases. Estos últimos solo utilizan este tipo de transporte.

Difusión facilitada o transporte moderado por proteínas:

Moléculas polares sin carga (glucosa).

Canales iónicos:

Cada ión tiene su propio canal.

Reservado para moléculas de bajo peso molecular con carga.

Los canales iónicos pueden ser bloqueados, son unidireccionales y pueden ser de dos tipos:

1.    Canales iónicos dependientes de voltaje.

2.    Canales iónicos dependientes de mensajero.

TRANSPORTE ACTIVO.

Van en contra del gradiente electroquímico de una menor a una mayor concentración. Generalmente involucra proteínas transportadoras.

Transporte activo primario:

Usa ATP

Mueve una o varias moléculas en contra de gradiente.

Transporte activo secundario:

Usa energía producida por otra molécula que se mueve a favor de gradiente, generalmente un ión.

tomado de: http://www.skoool.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?GUID=5deab61d-76b1-4ca8-8798-4dec89ac364b&ID=133106

El transporte de H2O se da por mecanismo de osmosis (en virtud de la presión osmótica). No se mueve ni a favor ni en contra de gradiente.

tomado de: http://hnncbiol.blogspot.com/2008/01/fisiologia-celular.html

TRANSPORTE DE MOLECULAS DE GRAN TAMAÑO.

El transporte de moléculas de gran tamaño involucra cambios en la membrana plasmática.

Endocitosis:

La realizan todas las células nucleadas. Se forman vesículas o endosomas rodeados por membrana plasmática.

Fagocitosis:

Solo lo realizan células fagocíticas que son las del sistema inmunológico.

Requiere cambios en el citoesqueleto.

Exocitosis:

Mecanismo para eliminar basura, vesículas y productos de desecho de la celula. Todas las células lo realizan.

BIBLIOGRAFÍA.


* APUNTES DE CLASE de Mónica Giraldo, profesor del curso de Biologia Molecular y Celular "La Célula" de la Universidad de Antioquia. Medellín, 06 de Octubre de 2010.

* COOPER, Geoffrey M. La Célula. 5 ed. Washington, USA: Marbán. 2009. 818p.

* CORVALÁN, Matias. Tipos de Transporte Celular [MP4. Video en linea] <http://www.youtube.com/watch?v=zFEdcMHR1fQ> 2010.

* UNIVERSIDAD INTERAMERICANA. Transporte Celular. 2010 [en linea]. <http://www.br.inter.edu/dirlist/Ciencia_Tecnologia/yolanda_rivera/BIOL%201006/Transporte%20celular.pdf> [Citado el 24 de Octubre de 2010]

MEMBRANA PLASMÁTICA

MEMBRANA PLASMÁTICA.

La membrana plasmática es una cubierta que recubre todas las células.

TOMADO DE: http://www.ebrisa.com/portalc/ShowArticle.do;jsessionid=C3DF86B1D5A5AC92DBD5D3EA354FDA97?articleId=120816

FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA.

·         Delimitar la célula.

·         Resguardar el contenido citoplasmático.

·         Permitir el funcionamiento celular con mínima interferencia externa.

·         Barrera selectiva para la movilización de sustancias.

·         Respuestas a estímulos externos.

·         Sitio de actividad bioquímico.

·         Contribuye a las interacciones celulares.

COMPOSICION DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA.


Lípidos (30 - 70%)
Proteinas (20 - 70%)
Carbohidratos (7%)

TOMADODE:

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/La_celula/contenidos5.htm

Los carbohidratos en las membranas celulares se encuentran hacia el exterior celular.

En las membranas de las organelas, los carbohidratos se encuentran hacia el interior de las organelas.

La membrana plasmática es una bicapa lipídica en la cual las cabezas polares se encuentran hacia los extremos y las colas no polares se encuentran hacia el interior.

Lípidos en la membrana plasmática.

Fosfolípidos.

Esteroides.

Esfingolípidos (ceramidas).

Los fosfolípidos de la membrana pueden tener ácidos grasos saturados o insaturados. Entre mas ácidos grasos saturados posea la membrana, más rígida será, y entre mayor numero de insaturaciones tenga, tendrá mayor fluidez.

El colesterol se intercala con los fosfolípidos de la membrana plasmática y contribuye a mantener estable la fluidez a pesar de los cambios de temperatura.

Las células procariotas y vegetales no poseen colesterol en la membrana.

Carbohidratos de la membrana plasmática.

Monosacaridos.
oligosacaridos: glucosa, manosa, galactosa.


los carbohidratos se ubican exclusivamente en la cara extracelular de la membrana plasmática.
los carbohidratos en la membrana cumplen las siguientes funciones: incrementan el caracter hidrofílico de lípidos y proteínas, ordenan la inserción de proteínas recién sintetizadas y actúan como dominios de reconocimiento.

Proteínas

 de la membrana plasmática. 

Presentan unión covalente con glicolípidos, algunas se encuentran al interior de la membrana y otras atraviesan la membrana por completo, y son conocidas como proteínas transmembrana.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA.


Fluidez: ácidos grasos, colesterol.
Asimetría: fosfolípidos, carbohidratos y proteínas.
Movilidad: fosfolípidos y proteínas.

CELULA PROCARIOTA.

Membrana plasmática.

Posee composición química similar a la de las células eucariotas, pero carecen de colesterol y otros esteroides, a excepción de los micoplasmas (las bacterias más pequeñas que se conocen).

La membrana plasmática suele replegarse hacia el interior constituyendo los llamados mesosomas, considerados el sitio de unión del ADN y que parece que interviene en la separación de los cromosomas replicados durante la división celular.

Pared celular.

La mayoría de las células procarióticas son hipertónicas en relación al medio que las rodea, y presentan rodeando a la membrana plasmática una pared celular que evita que estallen, los micoplasmas, que viven como parásitos intracelulares en un ambiente isotónico, carecen por completo de pared. La resistencia de la pared se debe a la presencia de peptidoglucano que consiste en dos tipos de azúcares poco comunes unidos a péptidos cortos.

TOMADO DE: 

http://www.danival.org/100%20biolomar/4000notasbio/clas/procariota_eukariota_2.html

Bibliografía.

APUNTES DE CLASE de Mónica Giraldo, profesor del curso de Biologia I "La Célula" de la Universidad de Antioquia. Medellín, 05 de Octubre de 2010.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE FORMOSA. Celula Procariota. 2007 [en linea]. 

<http://www.unf.edu.ar/frn/Documents/MatCatedra/Zootecnia/Biologia/procariotas.pdf> [citado el 17 de Octubre de 2010].

SUWALSKY W, Mario. Estructura Molecular de Membranas Celulares. En: Revista Ciencia Ahora [en linea]. Nº 13, Marzo - Abril 2004. <http://www.ciencia-ahora.cl/Revista13/EstructuraMolecularMembranasCelulares.pdf> [citado el 17 de Octubre de 2010].

Evaluación URL

TERMODINAMICA - MITOCONDRIAS

TERMODINAMICA.

Es el estudio de las transformaciones energéticas que acompañan cambios físico-químicos de la materia. Le interesa solo los estados inicial y final.

LEYES DE LA TERMODINÁMICA.

1.    La cantidad total de energía del universo es constante. No se crea ni se destruye, se transforma.

2.    El desorden del universo aumenta siempre. Los procesos físicos y químicos solo se producen espontáneamente cuando aumenta el desorden.

3.    Al acercarse la temperatura de un cristal sólido perfecto al cero absoluto (ºK), el desorden se aproxima a cero.

TOMADO DE: http://alexia357.blogspot.com/

PROCESOS METABÓLICOS.

Se dividen en catabólicos y anabólicos.

Catabólico (degradativo):

Los procesos catabólicos son liberadores de energía. ATP

Anabólicos (constructivos):

Necesitan energía. Procedente de la hidrólisis de ATP o de la oxidación de coenzimas reducidas.

El intercambio calorífico que se produce durante una reacción se denomina cambio de entalpia.

Entalpia: liberación o cambio de energía.

Entropía: cambio de orden.

Si el cambio de energía es negativo, la transformación es exotérmica.

Si el cambio de energía es positivo, la transformación es endotérmica.

Las transformaciones espontaneas son exergónicas, es decir, liberan energía.

MITOCONDRIAS.

                                                                  TOMADO DE: 

http://www.rush.edu/spanish/speds/genetics/mitochon.html

Son organelas presentes en el citoplasma de las células eucariotas.

Su función es principalmente energética, ya que interviene en la respiración celular aerobia y en ella se llevan a cabo las reacciones del ciclo de Krebs, cadena respiratoria, oxidación de ácidos grasos, y en general, las reacciones propias de los procesos catabólicos.

La respiración aerobia es un proceso de catálisis de combustibles orgánicos, a través del cual se obtienen H₂O, CO₂ y energía.

La mitocondria posee una doble membrana: membrana mitocondrial externa y membrana mitocondrial interna. Entre las dos membranas existe un espacio intermembranoso.

El interior de la mitocondria, delimitado por la membrana mitocondrial interna es la matriz mitocondrial, la cual contiene entre otros componentes, ADN y ribosomas.

TOMADO DE: 

http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/mitocondria.html

FUNCIONES.

1.    β – Oxidación de ácidos grasos. Se da en la matriz mitocondrial.

2.    Transformación del ácido pirúvico en acetil-CoA. Se da en la matriz mitocondrial.

3.    Ciclo de Krebs. Se da en la matriz mitocondrial. Por cada molecula de acetil CoA que entra al ciclo se obtiene: 2 CO₂, 3 NADH + 3H⁺, 1 FADH₂, 1 GTP.

4.    Cadena de trasnporte electrónico. Se da en la membrana mitocondrial interna.

5.    Fosforilacion oxidativa. este es el paso final de la producción de ATP. Se da a través de la cadena de transporte electrónico.

Bibliografía.

APUNTES DE CLASE de Wilmer Soler, profesor del curso de

Biología I “bioquímica” de la Universidad de Antioquia.

Medellín, 31 de agosto de 2010.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE. Termodinámica. Termodinámica biológica. Mecanismos de regulación de la temperatura corporal [en línea]. <http://www.med.unne.edu.ar/catedras/fisiologia/diapos/016.pdf> [Citado el 10 de Octubre de 2010]

UNIVERSIDADINTERAMERICANA DE PUERTO RICO. Mitocondrias [en línea]. <http://www.br.inter.edu/dirlist/Ciencia_Tecnologia/antonio_carro/BIOL%204604/Mitocondrias%20I.pdf> [Citado el 10 de Octubre de 2010]


Registro de títulos y URL de los artículos seleccionados.

TERMODINAMICA. TERMODINAMICA BIOLOGICA.
MECANISMOS DE REGULACION DE LA TEMPERATURA CORPORAL
http://www.med.unne.edu.ar/catedras/fisiologia/diapos/016.pdf

Mitocondrias
http://www.br.inter.edu/dirlist/Ciencia_Tecnologia/antonio_carro/BIOL%204604/Mitocondrias%20I.pd

ENZIMAS

ENZIMAS.

Son catalizadores específicos que poseen las células para acelerar los procesos metabólicos.

Las enzimas son proteínas y su función puede ser regulada por mecanismos celulares, de acuerdo a las necesidades metabólicas de cada momento.

Las reacciones enzimáticas son exergónicas o espontaneas (liberan energía).

TOMADO DE: http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2006/05/12/22085

Para que el sustrato se convierta en producto, sus moléculas deben superar la energía de activación (ΔG), y mientras más alta sea, menos cantidad de producto se sintetizará. La función que cumple la enzima es bajar el nivel de ΔG, para que más moléculas del sustrato puedan convertirse en producto.

La enzima posee un centro activo el cual es el responsable de la especificidad, y es allí donde se une el sustrato durante el ciclo catalítico formando el complejo enzima-sustrato.

TOMADO DE:

http://prevencion-de-salud.com/category/alergias/page/2

CLASIFICACION DE LAS ENZIMAS.

Existen seis clases de enzimas, y cada una de estas clases tiene subclases.

1.       Oxido-reductasas

Participan en reacciones de oxido-reducción.

2.       Transferasas

Transferencia de un grupo químico de un donador a un aceptor.

3.       Hidrolasas

Ruptura de enlaces por medio de adición de agua.

4.       Liasas

Ruptura no hidrolítica de enlaces. Se adicionan elementos del H2O, NH3 o CO2 a dobles enlaces.

5.       Isomerasas

Catalizan reacciones de formación de isómeros ópticos o geométricos de fosfatos de alta energía

6.       Ligasas (sintetasas)

Catalizan la formación de enlaces covalentes entre dos sustratos.

COENZIMAS Y COFACTORES

Los cofactores son componentes de naturaleza no proteica que se encuentran al interior de la enzima, y pueden ser metálicos (metaloenzimas) o moléculas orgánicas llamadas coenzimas.

Una misma coenzima puede ser utilizada por varias enzimas diferentes. Las coenzimas se sintetizan en el organismo a partir de las vitaminas ingeridas en la dieta.

Las vitaminas se dividen en dos clases:

·         Liposolubles: disuelven en disolventes orgánicos apolares (Vit A, D, E, K)

·         Hidrosolubles: disuelven en agua (Vit B1, B2, B3, B5, B6, B12, Vit H, Vit C). Son usadas para la síntesis de coenzimas, excepto la Vitamina C.

CINETICA ENZIMÁTICA.

La principal función enzimática es regular la velocidad a la que se desarrollan las reacciones biológicas.

Para que una enzima convierta sustrato en producto, el sustrato se debe unir al centro activo.

E + S → ES → E + P

La velocidad de la reacción enzimática depende de la concentracion de la enzima, de la concentracion del sustrato y de la eficiencia catalítica de la enzima.

TOMADO DE: http://www.biologia.arizona.edu/biochemistry/problem_sets/energy_enzymes_catalysis/15t.html

Al comienzo de la reacción la velocidad aumenta a medida que aumenta la [S]. Cuando la [S] es alta la velocidad es constante.

Al mezclar E + S, aumenta la [ES], y por consiguiente aumenta la velocidad de formación del producto. Luego la [ES] permanece constante porque la velocidad de formación es igual a la suma de las reacciones que descomponen este complejo

Bibliograía:


MURRAY, Robert k. Harper Bioquimica Ilustrada. 28ª ed. Mexico. DF: Mc Graw Hill, 2010.


LOZANO TERUEL, Jose Antonio. Bioquímica y Biologia Molecular para Ciencias de la Salud. 3 ed. Madrid: Mc Graw Hill, 2005. 783p


COLAROSSI. Ana C. Enzimas [en linea]. <http://www.upch.edu.pe/facien/dbmbqf/pherrera/cursos/Bioquimica08/clases/Enzimas%20%20y%20cinetica%20enzimatica.pdf> [citado el 09 de octubre de 2010]


Sitios de interés.


http://depa.pquim.unam.mx/proteinas/enzimas/img1c.html
En este sitio que pertenece a la Universidad Nacional Autonoma de Mexico encontramos gran cantidad de imagenes con una muy buena explicacion.

http://www.upch.edu.pe/facien/dbmbqf/pherrera/cursos/Bioquimica08/clases/Enzimas%20%20y%20cinetica%20enzimatica.pdf
en esta pagina encontramos un presentación power point, con una muy buena explicacion sobre el tema.


Herramientas informáticas.


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