Biologia Ii. Parte Dos Doc

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COMPLEJO DE GOLGI •

Define complejo de Golgi, cisternas, dictiosomas, cara cis del dictiosoma, cara trans del dictiosoma, red del cis Golgi, red del trans Golgi.

El aparado de Golgi es como una pila de discos apilados. Participa en la síntesis y en el empaquetamiento de las moléculas que van a se secretadas por la célula, así como la dirección de proteínas sintetizada hacia el compartimiento celular adecuado. Consta de toda una serie de sacos o mejor llamados cisternas, apilados uno encima del otro (creando el Dictiosomas), y se sitúa en el transito a continuación del RE. El aparado de Golgi a diferencia con el RE se caracteriza porque está polarizado, está localizado en un lado del núcleo. * en las plantas no está localizado en un solo sitio, si está distribuido en toda la célula. Cara CIS: cara de entrada de las moléculas y vesículas hacia el aparado de Golgi; cisternas convexas conectadas con el RE rugoso creando una red. Cara TRANS: cara de salida desde el aparado de Golgi; orientada hacia la membrana plasmática y en la cual las cisternas presentan un mayor grosor; desde estas cisternas se originan numerosas vesículas de secreción. Entre una cara y otra se dispone un número variable de vesículas de transición (cisterna media). •

Indica por dónde entran en el complejo de Golgi las vesículas procedentes del RE y por dónde salen del Golgi las vesículas en tránsito hacia la membrana celular.

Entran por la cara CIS y salen por la cara TRANS. •

Representa esquemáticamente la compartimentalización funcional del complejo de Golgi.

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Indica cuáles son las funciones del complejo de Golgi.

Funciones de síntesis de carbohidratos y de clasificación y envío de productos. En el complejo de Golgi se añaden nuevos restos de carbohidratos a las glicoproteínas procedentes del RE, que de esta manera adquieren su composición y estructura definitiva. Además, en el complejo de Golgi se completa la maduración de las proteínas del RE, algunas de las cuales sufren una proteolisis específica que origina la forma activa de la proteína. •

Indica las características de las vesículas que transportan proteínas desde el RE al complejo de Golgi.

Las proteínas pasan a través del complejo de Golgi desde la cara CIS a la cara TRANS, al tiempo que tiene lugar los procesos de modificación necesarias por su maduración. Las moléculas, proteínas, lípidos del RE llegan a través de vesículas de transporte al aparato de Golgi, y se compactan y clasifican según sus señales de clasificación. El transito de vesículas por tanto es bidireccional, va en dos sentidos. Las proteínas que van al Golgi poseen señales que interaccionan con un receptor, que además interacciona con otras proteínas, y después de interaccionar se fusionan las vesículas y alcanzan el Golgi. Las vesículas se fusionan entre si, formando una estructura tubular que va al Golgi. Hay microtubulos que se unen a las vesículas y que las transportan hacia el aparato de Golgi. •

Indica cuál es el destino de las proteínas mal plegadas o mal ensambladas del RE.

Van al proteosoma para ser eliminadas. •

Representa esquemáticamente el transporte vesicular RE-complejo de Golgi.

•

Indica las características de las vesículas que se dirigen del complejo de Golgi a la membrana celular.

Bio II UIC Prepa En la cara TRANS se forman las vesículas de secreción, que liberan su contenido selectivamente en el exterior o en el interior de la célula. Algunas de estas vesículas de secreción están muy especializadas y poseen proteínas específicas en la membrana. Las vesículas responsables de la secreción al exterior fusionan su membrana con la membrana plasmática de la célula, el que produce un aumento constante de la superficie celular que se compensa con la formación de vesículas de endocitosis. •

Indica en qué consiste la glucosilación en el complejo de Golgi y sus posibles funciones.

Cuando las proteínas llegan al aparato de Golgi hay una ulterior glucosilación: se produce una adicción de azucares con al función de proteger estas proteínas de la actividad de las proteasas. Estas degradan a las proteínas por varios puntos de forma inespecífica. Entonces estos azucares añadidos crean una barrera crean una barrera de acceso a las proteasas; también función de mantener estas proteínas flexibles, y que puedan moverse y cambiar de forma. Conferir una flexibilidad de membrana. Y como última función el mecanismo de reconocimiento de células extrañeza (antigénicas)  Fagocitosis de agentes extráenos. Se consideran agentes extráenos, aquellos que no poseen los azucares característicos que la célula sea capaz de reconocer. Estos azucares son añadidos uno a uno a lo largo del aparato de Golgi. Cada cisterna tiene enzimas que unen azucares específicos para proteger la proteína de la acción de la proteasas. Diferencia con el RE que añade los azucares en un bloque. •

Indica en qué consiste el transporte entre cisternas del complejo de Golgi mediante vesículas.

1 transporte vesicular: lugar de transporte a través de vesículas de transporte, que se escinden y fusionan de un saco a otro. El contenido de los sacos avanza desde un saco al otro. • Indica en qué consiste el transporte entre cisternas del

Bio II UIC Prepa complejo de Golgi según el modelo de maduración de las cisternas. Indica de qué depende la integridad estructural del dictiosoma. 2 maduración: en lugar de vesículas que se fusionan, hay un movimiento de los sacos en si; son los sacos que se mueven avanzando desde la cara CIS a la cara TRANS. Lo más probable son los dos mecanismos a la vez:

· IDA: maduración de movimiento de sacos por Golgi · VUELTA: transporte vesicular; reciclaje de vuelta.

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2

LISOSOMAS •

101. Define lisosomas.

Son pequeñas vesículas que contiene una gran variedad de enzimas hidrolíticos implicados en los procesos de digestión celular. Los lisosomas son los productos finales de endocitosis, son vesículas que se forman desde el aparato de Golgi o se forman por un reciclaje en sentido inverso. Función de digestión intracelular de moléculas. Las sustancias a digerir del lisosoma, proceden la mayoría del exterior de la célula, también orgánulos viejos, pero la mayoría proceden de la invaginación de vesículas internas; endosomas /maduración y se convierten en lisosomas). Las vesículas tienen la opción de volver por ejemplo a la membrana por maduración de endosoma a lisosoma  reciclaje, ya no es posible solo habrá digestión. Los enzimas hidrolíticos de los lisosomas son “hidrolasas”, cuya actividad tiene lugar a PH ácido (alrededor de PH 5). •

102. Representa esquemáticamente la composición y función de los lisosomas.

La membrana lisosomica posee una importancia extraordinaria para el correcto funcionamiento del orgánulo, ya que contiene proteínas de transporte específicas que mantienen el ph ácido y otras proteínas implicadas en el transporte de determinadas sustancias hacia el interior del lisosoma o de los productos de la digestión hacia el citoplasma celular. La forma de acidificar el medio de los lisosomas, es a base de la existencia de un gradiente de protones, que se usa para introducir protones en el interior de los lisosomas a base de utilizar energía (así acidifica el medio, y este es el ideal para que tenga lugar la actividad de las hidrolasas ácidas). •

103. Indica si los lisosomas son homogéneos o altamente heterogéneos.

Son heterogéneos porque contienen muchos enzimas de digestión que degradan todo lo que no es necesario por la célula.

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105. Indica cómo son transportadas las hidrolasas lisosómicas desde la red del cis Golgi a los lisosomas.

Hay proteínas desde el RE, modificadas en el aparato de Golgi con la adicción de azucares, van a los lisosomas donde tendrán función de hidrolasas. Este transporte hacia los lisosomas es permitido gracias a vesículas de transporte que transportan la proteína hacia su destino; cuando estas proteínas se encuentran en los lisosomas, se quitan los azucares añadidos y se quedan en el orgánulo como enzimas para la digestión de sustancias.

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ENDOCITOSIS •

106. Define endocitosis, fagocitosis, pinocitosis.

Proceso por el cual la membrana plasmática de la célula se invagina y forma una vesícula; materiales desde el exterior hasta el interior creando un endosoma. · Pinocitosis: Es la ingestión de pequeñas partículas o líquidos, mediante la formación de vesículas muy pequeñas. Se ve en todos los tipos de células. · Fagocitosis: Es la ingestión de partículas de gran tamaño, organismos vivos o restos celulares que forman vesículas. Es característico de la célula del sistema inmunitario, como macrófagos [defensa (bacterias) eliminan células viejas, que han muerto y tienen que ser eliminadas], y neutrófilos (defensa de bacterias principalmente), que ingieren partículas extrañas. Constituye así, el mecanismo de captura de alimento de algunos protistas, como amebas etc. •

107. Indica algunos mecanismos implicados en la regulación de la fagocitosis.

La pinocitosis es un proceso constitutivo (constantemente). De forma por ejemplo que añade constantemente componentes del exterior. Opción de reciclaje. La fagocitosis para que actúe necesita de receptores: por ejemplo por factores de glucosilación, que son diferentes a los propios de la célula; requieren un estímulo. •

108. Define vesículas endocíticas revestidas de clatrina, caveolas, endocitosis mediada por receptor.

Estas vesículas de endocitosis no son más que endosomas; se crean por la invaginación en el interior de la célula de sustancias desde el exterior. Las vesículas de endocitosis (pinocitosis y fagocitosis) están recubiertas externamente por clatrinas (componente proteico); pero algunas no lo están. Hay veces que intervienen las caveolas, que son proteínas transmembrana, pero también igualmente permiten la inserción de componentes del exterior a la célula.

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109. Representa esquemáticamente la endocitosis de partículas lipoproteicas de baja densidad mediada por receptor.

Hay un receptor transmembrana que capta una molécula o sustancia en el exterior de la célula; a estos receptores se unen proteínas adaptadoras y como pasa con las caspasas en la apoptosis varios receptores-carga con sus proteínas adaptadoras se unen entre si. Cuando el complejo ya está en el citosol las proteínas adaptadoras se quitan e queda la vesícula (que se unirá a un endosoma) con los receptores cargados. Un ejemplo de este tipo de transporte es del colesterol: el colesterol (rodeado por glicoproteínas) se internaliza en la células por endocitosis y estas células rodean por clatrinas. Los receptores en membrana de célula responden a las glicoproteínas  reconoce clatrinas  varias se reconocen y se unen  formación de una vesículas  la vesícula se fusiona con endosoma para formar el lisosoma y haya digestión. •

110. Representa esquemáticamente los posibles destinos de los receptores transmembrana que han sido endocitados. Estos receptores cargados como hemos dicho se unen uno con el otro y en el interior de la célula se quitan esas proteínas adaptadoras y se crea una vesícula; está vesícula irá fusionándose con un endosoma transportando los receptores cargados. Gracias al mecanismo de transcitosis se creará una otra vesícula que a través del citosol transportará los receptores a la membrana para que se puedan cargar otra vez y reempezar el ciclo. Siempre en todo este proceso se forman vesículas de reciclaje de todos los elementos da devolver al exterior.

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111. Representa esquemáticamente la vía endocitótica desde la membrana plasmática a los lisosomas.

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112. Representa esquemáticamente el secuestro de proteínas endocitadas en los cuerpos multivesiculares.

Para la digestión de los componentes de endosoma, hay un doble proceso de integración de membranas; se forma un cuerpo multivesicular  simple endosoma, cuyos componentes de membrana forman vesículas en su interior. Se forman para que el lisosomas al fusionarse pueda eliminar el conjunto receptor-proteína.

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113. Representa esquemáticamente el transporte transcelular por transcitosis.

Las vesículas de endocitosis que están recubiertas por clatrinas tienen como primero destino los lisosomas; los endosomas recubiertos por caveolas no van a los lisosomas si no más bien siguen el mecanismo de transcitosis. El mecanismo de transcitosis permite el paso de la vesícula (endosoma) desde un punto de la célula a otro a través del citosol. 114. Representa esquemáticamente los endosomas tempranos de una célula epitelial y su relación con el endosoma tardío y los lisosomas. •

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EXOCITOSIS •

115. Define exocitosis, ruta secretora constitutiva y ruta secretora regulada.

Productos (como proteínas y otras sustancias) desde RE o aparato de Golgi va a unirse en vesículas que llegaran a la membrana plasmática para liberar, estos productos, hacia el exterior. Los productos desde le RE va a través del Aparato de Golgi; llegan a la cara trans y fuera de allí tienen 3 destinos diferentes: lisosomas, membrana plasmática, vesículas de secreción que después irán hacia la membrana. Hay dos tipos de vías de secreción: Constitutiva y Regulada. La constitutiva es cuando los productos van de manera directa a la membrana y son liberados hacia el exterior. Proceso continuo que tiene lugar en todas las células. En la vía regulada hay un almacenamiento de vesículas de secreción. Estas vesículas se quedan apretadas a la membrana plasmática y necesitan de uno estimulo para liberar su interior hacia el exterior de la célula •

116. Representa esquemáticamente las vías de secreción regulada y constitutiva.

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117. Representa esquemáticamente la formación y exocitosis de vesículas de secreción.

Se crea una vesícula que luego sigue un proceso de maduración; alrededor de la membrana de estas vesículas hay clatrinas (estas proteínas abandonan las vesículas a lo largo que maduran). Cuando las vesículas es todavía inmadura la clatrina con productos de reciclo vuelven al aparato de Golgi.

•

118. Indica en qué consiste el procesamiento proteolítico de las proteínas en la vía secretora.

Las proteínas necesitan secuencias señales para su destino; por ejemplo hay un péptido señal en NH2 que indica a la proteina su destino hacia el RE. Después a lo largo del aparado de golgi las proteínas son modificadas; muchas necesitan de un proceso de maduración porque funcionen.

Algunas veces las proteínas son inactivas hasta que se corte un fragmento. Estas proteínas pueden alcanzar su destino inactivas y después por fragmentación activarse. Pasa que un péptido señal en una proteína no sea bastante, entonces se sintetiza una proteína grande con varios péptidos señales. En un momento entre el aparato de Golgi y las vesículas de secreción la proteína viene cortada en varios trozos (procesamiento proteolítico) donde cada una es importante por una determinada función. •

119. Describe el proceso de exocitosis en las células nerviosas.

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Las vesículas de exocitosis requieren un señal de membrana (estimulo, y potencial eléctrico) para liberar sus contenido al exterior. En las neuronas los neurotransmisores se engloban en estas vesículas de secreción que los liberan cuando hay un estimulo apropiado; en las neuronas este estimulo se define como estimulo nervioso o mejor “potencial de acción”. Cuando los receptores captan esto estimulo las vesículas liberan los neurotransmisores hacia el exterior (espacio presinaptico) y aquí serán englobados por la membrana de otras neuronas. •

120. Describe en qué consiste la exocitosis localizada.

En la mayoría de los casos las vesículas son liberadas a nivel generalizado pero a veces pueden ser liberadas a nivel localizado (solo en una determinada zona). A través de un experimento poniendo en un sitio determinado de la célula una bola o algo para cubrir una porción se puede ver como la célula libera sus vesículas solo en un determinado punto. •

121. Indica de qué manera se mantiene constante la superficie de la membrana durante los procesos de exocitosis.

La exo. Y endo. Mantienen el área de membrana constante; la superficie de la membrana se mantiene constante, no hay ni una perdida ni acumulo de membrana. Esto es porque la exocitosis y endocitosis se regulan una con la otra; son procesos constantes. •

Indica en qué consisten las vesículas sinápticas. Algunas proteínas son transportadas a un sitio de la membrana que pero no es final vuelven al interior de la célula por endocitosis creando un endosoma; aquí la vesícula se une a proteínas y llega a su sitio final de la membrana plasmática donde viene las proteínas se liberan hacia el exterior.

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y

Representa esquemáticamente las rutas de transporte Golgi-membrana plasmática en las células epiteliales polarizadas.

Estas células epiteliales tienen territorios especiales: zona apical zona basal. La zona apical es especializada en intercambios con el exterior y la zona basal es especializada en el transporte de proteínas. Hay zonas distintas con necesidades distintas; las proteinas en el aparato de Golgi se organizan segundo su propio destino.

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FILAMENTOS DEL CITOESQUELETO •

Define citoesqueleto.

Junto con el citosol forma parte del citoplasma de la célula. Tiene varias funciones: determina la forma y proporciona soporte estructural, permite las funciones mecánicas de las células (crecimiento, movimiento y división), determina la posición de orgánulos y dirige el transporte intracelular y proporciona resistencia frente a estrés mecánico. •

Define filamentos de actina, microtúbulos, filamentos intermedios.

Son los componentes del citoesqueleto que les permite de erigir todas sus funciones. Los filamentos de actinas están constituidos por monómeros de Actina (forma esférica) que se unen de manera no covalente creando polímeros. Son dos cadenas enrolladas una sobre la otra. Se encuentran por debajo de la membrana plasmática (cortex). Los microtubulos crean un cilindro hueco constituido por tubulina. Imp. Por transporte intracelular. Estos están conectados al centrosoma (cerca núcleo) y a los cromosomas. En la división celular divide los cromosomas. Los filamentos intermedios están constituidos por una multitudine de proteínas. Lamina nuclear núcleo son filamentos intermedios. •

Representa esquemáticamente, en la célula, la disposición de los distintos filamentos del citoesqueleto.

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Indica qué tipo de uniones son responsables del ensamblaje de los filamentos del citoesqueleto.

Se trata de uniones NO COVALENTES que permiten el ensamblaje y desensamblaje RAPIDOS. •

Representa esquemáticamente cómo el ensamblaje y desensamblaje del citoesqueleto modifica la morfología celular.

•

Define: nucleación, polaridad de los filamentos, actividad ATPasa y GTPasa de los filamentos, ensamblaje, desensamblaje, recambio rotatorio e inestabilidad dinámica.

(1) NUCLEACIÓN. Etapa inicial en la formación de un filamento: Oligómero corto (inestable) – Estabilización(*) – polimerización.

Rápida

(2) POLARIDAD D FILAMENTOS. Los dos extremos de un microtúbulo o un filamento de actina son distintos: Extremo de crecimiento rápido (+) – crecimiento lento (–) En el extremo MINUS el crecimiento es más lento que en el extremo PLUS porque las piezas no encajan; necesitan de un cambio de conformación.

Bio II UIC Prepa (3) ACTIVIDAD ATPasa/GTPasa: • •

Filamentos de ACTINA: ATPasa Microtubulos: GTPasa

Hidrólisis de ATP/GTP Por cada monómero de actina y de tubulina hay la función de una ATPasa y de una GTPasa. Hidrólisis ATP/GTP en ADP/GDP gracias a las ATPasa/GTPasa y desde monómeros se crean dimeros. (4) ENSAMBLAJE Y DESENSAMBLAJE: Los filamentos de actina y los microtubulos unen y pierden unidades por sus extremos. El extremo + crece más rápidamente que el extremo –.

-

+

(5) RECAMBIO ROTATORIO (TREADMILLING): La adición de subunidades tiene lugar más rápidamente que la hidrólisis de ATP/GTP. Ensamblaje en extremo + y desensamblaje en extremo –.

-

+

Bio II UIC Prepa (6) INESTABILIDAD DINÁMICA (microtubulos): Etapas alternantes de crecimiento y rotura en un extremo (la despolimerización tiene lugar más rápidamente en un extremo GDP que en un extremo GTP).

•

Indica la conservación evolutiva de los diferentes filamentos.

· Actina, tubulina: gran conservación evolutiva. · Filamentos intermedios: hay variedad… •

Indica diferentes drogas que alteran la polimerización de los filamentos.

(Toxinas naturales producidas por plantas, hongos y esponjas como mecanismo de defensa). · · · ·

Latrunculina (esponja): despolimeriza actina Faloidina (hongo): estabiliza y polimeriza actina Colchicina (del azafrán): despolimeriza microtubulos Taxol (corteza de un árbol): polimeriza microtubulos

Todas son substancias CITOTÓXICAS (el taxol se usa para destruir células tumorales)

Bio II UIC Prepa 5.1

REGULACIÓN CELULAR DE LOS FILAMENTOS DEL CITOESQUELETO

•

Indica qué proteínas están implicadas en la nucleación de los filamentos y cuál es su función.

Nucleación: etapa inicial de la formación de un filamento; hemos visto la nucleación de los microtubulos y de los filamentos de actina. Los microtubulos están formados por unidades (proteínas) de tubulina alfa y de tubulina beta. Estas proteínas se siguen una a la otra en repetición. En la nucleación de los microtubulos interviene una primera proteína llamada “gama tubulina”; es el punto de inicio donde se empiezan a unir tubulina alfa y beta. La gama tubulina se une en el extremo – e desde allí se unen las tubulinas (alfa y beta) siguiendo el polo +. La tubulina gamma se adhiere a una matriz denominada centrosoma en el centro del centrosoma se hallan los centriolos. Los filamentos de actina están constituidos por unidades de actina; hay un complejo conocido como complejo ARP que permite el inicio de la nucleación del filamento. En particular permite la formación de ramificaciones; varias fibras de actinas colocadas una sobre la otra creando una red ramificada de filamentos. Esta capacidad permite dar a la célula varias formas. •

Indica cómo se controla el alargamiento de los filamentos.

Fase de alargamiento o de polimerización: fase que sigue a la nucleación. En la mayoría de las células (NO EN LAS MUSCULARES) se encuentra un componente de actina por el 50% en forma libre y por el otro 50% como parte de filamentos. Hay dos tipos de proteínas que intervienen en el alargamiento de los filamentos de actina: · Timosinas: proteínas asociadas que se unen a los monómeros de actina y impiden que se unan a otros. · Profilinas: Son otras proteínas asociadas que favorecen la unión de actinas una con otra. La actividad de las dos proteínas permite regular la polimerización de estos filamentos. •

Indica cuál es la función de las proteínas asociadas lateralmente a los filamentos.

Otras proteínas se unen a los filamentos cuando ya están formados; se unen lateralmente con la función de estabilizar los filamentos, para impedir que se degraden. • Indica cuál es la función de las proteínas que interaccionan con los extremos de los filamentos.

Bio II UIC Prepa Conocemos dos tipos principales de proteínas unidas por los extremos del filamento: · Casco Cap Z: Se unen al polo + para estabilizar los filamentos de actina. · Catastrofinas: Al extremo + de los microtubulos con la función de desemblaje. •

Indica la función de las proteínas responsables del empaquetamiento y entrecruzamiento de los filamentos.

Proteínas que unen fibras entre si para formar haces o gel. · Haces: Fibrina / alfa actina  haces de microfilamentos de actina en filas paralelas. · Gel: Espectrina / filamina  Unir y intrecruzar filamentos de actina (localización distinta de los haces; se encuentran más en el cortex celular). El objetivo de estas dos estructuras es de modificar la forma de la célula (papel fundamental de los filamentos de actina). Hay otras proteínas como la plectina que tiene la función de unir diferentes tipos de filamentos entre si; esta proteína por ejemplo une los microtubulos con los filamentos intermedios. •

Indica la función de las proteínas responsables de la fragmentación de los filamentos.

La Gelsolina es una proteína que tiene el papel de fragmentar los filamentos de actina en modo más pequeño así que pondrás unirse otra vez formando nuevas estructuras dando nueva forma a la célula. La Gelsolina fragmenta los filamentos de actina cuando aumenta el Ca2+ citosólico. •

Las unen

Representa esquemáticamente e indica la función de las proteínas ERM.

proteínas ERM la actina ala

Bio II UIC Prepa membrana plasmática; filamentos se unen a una proteína ERM y se unen a un receptor de membrana de manera que la actina pueda cambiar su conformación. En particular la proteína ERM al principio está inactiva y gracias a un estímulo se transforma en su configuración activa; se une a un filamento de actina y a un receptor integrado en la membrana plasmática de la célula. Estos es uno de varios métodos que utiliza el citoesqueleto para cambiar la conformación de los filamentos de actina y entonces de la célula. •

Indica la composición y funciones de los contactos focales.

Cuando hablamos de contacto focal en general hablamos de uniones de células entre si; los contactos focales son contactos de proteínas con actinas. Estas proteínas son llamadas cadherinas. Los desmosomas son filamentos intermedios unidos a cadherinas. •

Indica otras funciones de las uniones del citoesqueleto a la membrana plasmática.

•

Indica cómo tienen lugar las reorganizaciones del citoesqueleto inducidas por señales extracelulares a través de proteínas Rho.

Para variar la forma del citoesqueleto y entonces de la célula se necesita la activación de GTPasas de la familia de proteínas Rho; son proteínas que regulan los diferentes tipos de configuraciones del citoesqueleto configuraciones diferentes que puede alcanzar la célula gracias a sus filamentos.

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MOTORES MOLECULARES •

Define: proteínas motoras.

Son proteínas que se desplazan sobre el citoesqueleto. Proteínas asociadas al citoesqueleto que utilizan la hidrólisis del ATP para desplazarse sobre el mismo. Generan fuerzas como contracción muscular o desplazamiento de cilios. La proteína motora de los microfilamentos es la miosina o miosina II. •

Dibuja esquemáticamente y describe la estructura de la miosina II.

Dos cadenas Las cadenas helicoidal. Las cadenas •

pesadas y dos copias de cadenas ligeras. pesadas constan de una cabeza y un dominio Las cabezas hidrolizan ATP y se unen a la actina. helicoidales originan los filamentos gruesos.

Define, representa esquemáticamente y describe la composición de los sarcómeros.

El sarcomero no es nada más que filamentos de miosina intercalados entre dos filamentos de actina. En los extremos a dos discos Z que delimitan el sarcomero.

El sarcomero es la unidad básica del músculo; varios sarcomeros unidos forman las miofibrillas y el conjunto de miofibrillas constituye una célula muscular.

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1

Representa esquemáticamente y describe las fases de la contracción: fase de unión miosina-ADP-actina, fase de unión del ATP, fase de hidrólisis del ATP, fase de generación de fuerza.

3

2

4

· Fase 1: La miosina se une al filamento de actina gracias a la carga de ADP en su cabeza y en esta situación los músculos se contraen. · Fase 2: Unión de la ATP y la miosina se quita da el filamento de actina; en esta situación el músculo no está contraído. · Fase 3: Hidrólisis ATP en ADP y la miosina se une otra vez al filamento de actina. · Fase 4: Generación de fuerza donde la miosina se une a otra monómero de actina produciendo la contracción muscular. En la contracción muscular la miosina (cargada con ADP) se une a los filamentos de actina que la rodean; la miosina tira los filamentos de actina hacia el centro. Así genera una fuerza que permite la contracción muscular. En condiciones normales la actina está constituida por tropomiosina que bloquea la unión con la miosina.

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Indica la función de la elevación transitoria de la concentración de Ca++ citosólico en el desencadenamiento de la contracción.

Cuando se libera Ca++ en el citosol ocurre la contracción muscular y cuando el Ca++ desaparece desde el citosol el músculo se relaja. •

Indica los tipos y funciones de las proteínas motoras de los microtúbulos: quinesinas y dineínas.

Las proteínas motoras de los microtubulos por el movimiento de orgánulos y vesículas de transporte son las quinesinas y dineínas. Las quinesinas transportan desde el núcleo hacia la periferia de la célula; las dineínas hacen el opuesto desde la periferia hacia el núcleo de la célula. •

Indica la composición y función de cilios y flagelos.

El batido de los cilios es una de las formas del movimiento celular más estudiadas. Los cilios son envaginaciones delgadas, a modo de pelos, con un haz de microtubulos en su interior; sobresalen desde la superficie de muchos tipos celulares y se encuentran en la mayoría de especies animales, muchos protozoos, y algunas plantas inferiores. Su principal papel es de desplazar fluidos sobre la superficie de la célula. Los flagelos de los espermatozoides y de muchos protozoos son muy parecidos a los cilios en cuanto a su ultraestructura interna, pero normalmente los flagelos son mucho más largos que los cilios. El movimiento de un cilio o de un flagelo está producido por la flexión de su eje, llamado axonema; esto está formado tot. por microtubulos y por sus proteínas asociadas. Los cilios y flagelos son estructuras móviles que permiten el movimiento y están colocados en un lado de la célula.

En los microtubulos aislados las dineinas producen el movimiento de un microtubulo sobre el otro. En los flagelos las dineinas causan la contracción de los microtubulos.

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Representa esquemáticamente y describe las tres fases del desplazamiento por arrastre: protrusión, adhesión y tracción.

 Célula se desplaza porque hay una polimerización en su extremo.  Célula se desplaza por contracciones musculares.

 Célula se desplaza por contacto con la matriz.

•

Define: quimiotaxis.

Quimiotaxis: desplazamiento de una célula siguiendo el gradiente de concentración de una sustancia.

La célula se mueve siguiendo el gradiente de algunas sustancias que quiere integrar en su interior.

•

Representa esquemáticamente y describe los cambios del citoesqueleto que tienen lugar durante el ataque de una célula diana por un linfocito T citotóxico.

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Representa esquemáticamente y describe la función del citoesqueleto en las neuronas.

Una neurona posee un cuerpo bastante apartado del externo, que es la mitad sináptica. El transporte entre el cuerpo y el extremo tiene lugar por proteínas motoras (quinesinas y dineinas) que permiten llevar la maquinaria de transporte y secreción hacia la periferia.

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MEMBRANA CELULAR

Bio II UIC Prepa 153. Define membrana celular. Bicapa lipídica con proteínas de 5nm de espesor que delimita la célula y mantiene las diferencias de composición entre el citosol y el medio extracelular. 154. ¿La membrana se extiende únicamente por la superficie de la célula? También delimita los orgánulos intracelulares y mantiene las diferencias de composición entre el citosol y la luz de los orgánulos. 155. ¿Qué porcentaje de las proteínas codificadas en el genoma se encuentra en la membrana celular? El 30% de las proteínas codificadas en el genoma se encuentra en la membrana celular. 156. ¿La membrana plasmática es más permeable a los solutos polares o apolares? La membrana plasmática es más permeable a los solutos APOLARES. 157. ¿Cuál es la masa relativa de lípidos y proteínas en la membrana? La masa relativa de lípidos:proteínas es 1:1. La masa total proteínas es igual a un 50% de la masa memb. p. La masa total lípidos es igual al otro 50% de la masa memb. p. 158. ¿Cuál es el número relativo de moléculas proteicas y lipídicas en la membrana? La membrana contiene más lípidos que proteínas, por su menor tamaño. Las proteínas tienen una masa mucho más mayor. 159. ¿Es muy grande el número de lípidos y proteínas distintas que existen en la membrana celular? La membrana contiene hasta 1000 tipos distintos de lípidos. La variedad de proteínas también es muy grande: hay proteínas especializadas en zonas distintas.

160. ¿Cuáles son los lípidos más abundantes de la membrana celular?

Bio II UIC Prepa Los lípidos más abundantes en la membrana plasmática son los fosfolipidos, colesterol y glicolipidos (asociación entre un fosfolipido y una cadena de azucares). 161. ¿Cual es la proporción relativa de fosfolípidos y colesterol en la membrana celular? La proporción relativa fosfolípidos:colesterol es 1:1. En las células vegetales no hay colesterol. El colesterol se originan a partir de las grasas animales.

7.1

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA

162. Dibuja un fosfolípido mostrando su carácter anfifílico.

La estructura de los fosfolípidos tiene un carácter ANFIFÍLICO. Significa que son moléculas que tienen una parte hidofilica (le gusta el agua – son las cabezas) y una parte hidrofobicas (no le gusta el agua – son las colas). Las cabezas están orientadas hacia el exterior de la célula o hacia la cara interna citosolica (medio acuoso) y las colas están orientadas una hacia la otra donde no hay agua.

163. Dibuja cómo se dispone una molécula de colesterol en la bicapa lipídica. Las moléculas de colesterol (más compacta y de menor tamaño) también contienen un extremo polar (grupo -OH  cabeza moléculas). El grupo –OH del colesterol se orienta próximo a la cabeza polar de los fosfolipidos. 164. Dibuja cómo se disponen los lípidos y proteínas en la membrana celular.

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Lípidos y proteínas (transmembrana muchas) se orientan exponiendo sus superficies hidrofílicas hacia los medios acuosos. 165. Dibuja cómo se disponen los fosfolípidos en un medio acuoso formando micelas y bicapas.

Los fosfolipidos se disponen siempre con el objetivo de dejar lo que es polar a contacto con el agua y los que no son polares a contacto entre ellos.

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7.2

FLUIDEZ DE LA MEMBRANA. DESPLAZAMIENTO DE LÍPIDOS Y PROTEÍNAS.

166. Dibuja cómo se desplazan los lípidos y las proteínas en la membrana celular.

La membrana es una estructura fluida gracias a un movimiento de los fosfolipidos en la misma. Movimiento de difusión lateral, de flexión, de rotación y el de flip flop. El movimiento de flip flop es muy difícil encontrarlo en la membrana plasmática (muy abundante en la membrana del RE) ya que falta el enzima necesario: Translocasas. La membrana plasmática tiene a ser ASIMETRICA (una copa diferente de la otra). La membrana plasmática del RE tiene una composición homogénea por el efecto de flip flop  la membrana es SIMETRICA. Durante la apoptosis ocurre una exposición de determinado fosfolipidos hacia el exterior de la membrana plasmática creando una carga negativa en el exterior induciendo como consecuencia la fagocitosis por otras células. 167. ¿De qué factores depende la fluidez de la membrana? La presencia de un = enlace en los fosfolipidos permite que estos sea fosfolipidos insaturos. Esto = enlace crea la curvatura en la cadena de acido graso donde se sitúan. Las grasas insaturadas poseen doble enlaces y tienen funciones diferentes de los saturados; ocupan un volumen mucho más mayor de los saturados. La fluidez de membrana depende de su composición y temperatura:

Bio II UIC Prepa Las estructuras compactas (grasas saturadas) son más fáciles de congelar: son sólidos en t. ambiente  t. congelamiento alta. Las estructuras no compactas (grasas insaturadas) son más difíciles de congelar: son líquidos en t. ambiente  t. congelamiento más bajo. 168. ¿Qué consecuencias puede tener un aumento de la viscosidad de la membrana? El transporte a través de la membrana y ciertas actividades enzimáticas pueden interrumpirse como consecuencia de la disminución de la fluidez de la membrana. 169. ¿Cuáles son las consecuencias de la presencia de colesterol en una región de la membrana? El colesterol aumenta la rigidez y disminuye la permeabilidad a pequeñas moléculas polares. La fluidez no disminuye.

7.3

MICRODOMINIOS

170. ¿La composición de la membrana celular es uniforme a lo largo de su superficie? La composición de la membrana celular NO es uniforme a lo largo de su superficie. Existen microdominios de composición característica (balsas lipídicas). Las balsa lipídica son microdominios de membrana constituidos por: (1) proteínas a las cuales le han añadido azucares  glicoproteinas, (2) fosfolipidos unidos a proteínas gracias a una particular composición de azucares  gracias anclaje GPI ( anclaje que ya hemos visto en el RE donde la proteína después de ser sintetizada se unida a una cadena de azucares gracias al anclaje GPI manteniendo la proteína unida a la membrana plasmática), (3) colesterol y (4) esfingolipidos (fosfolipidos saturados). 171. Define caveolas. Las caveolas (vesículas en general destinadas a la transcitosis) se forman en las balsas lipídicas. Contienen unas proteínas características: las caveolinas. 172. ¿Cómo se denominan los microdominios de la membrana celular que forman las caveolas?

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173. Dibuja una “balsa lipídica”.

7.4

PARTÍCULAS LIPÍDICAS.

174. Define “partículas lipídicas”. Consiste en un núcleo apolar rodeado por una capa simple fosfolípidos y proteínas. Estos lípidos (llamados neutros) son: triglicéridos y éster de colesterol. 175. ¿Cuál es la función de las partículas lipídicas de la célula? Forma de almacenamiento de lípidos en la célula, 176. Dibuja una partícula lipídica.

Bio II UIC Prepa 177. Dibuja la formación de partículas lipídicas.

Se forman desde el RE: escinden desde la membrana del RE.

7.5

DISTRIBUCIÓN ASIMÉTRICA DE LOS COMPONENTES DE LAS MONOCAPAS.

178. ¿La composición de las dos capas que constituyen la membrana celular es distinta? Membrana plasmática: lípidos y las proteínas están distribuidos asimétricamente, entonces si las dos capas son distintas. 179. Dibuja la membrana de un hematíe destacando la distribución asimétrica de las moléculas de las dos capas.

180. ¿Dónde se encuentra la mayor parte de fosfatidilinositol y cuál es su función? El fosfatidilinositol se encuentra mayoritariamente en la capa interna de la membrana. Es fosforilado por cinasas y recluta proteínas citosólicas.

Bio II UIC Prepa 181. ¿Cuál es la función de las fosfolipasas de la membrana? Las fosfolipasas de membrana hidrolizan fosfolípidos y, en consecuencia, liberan mensajeros intracelulares. 182. ¿Qué le ocurre a la fosfatidilserina de la membrana durante la apoptosis? ¿Cuáles son las consecuencias funcionales? Durante la apoptosis la fosfatidilserina experimenta translocación de la capa interna a la capa externa. En consecuencia, se activa la fagocitosis por células vecinas.

7.6

CAPA DE CARBOHIDRATOS DE LA MEMBRANA CELULAR

183. Dibuja la capa de carbohidratos de la superficie celular.

184. ¿Cuál es la función de la capa de carbohidratos que recubre la célula? Protección química: dificulta acceso de proteasas. Protección mecánica, al mismo tiempo que asegura la flexibilidad de membrana.

Bio II UIC Prepa 185. ¿En qué capa se encuentran los glicolípidos de la membrana celular? Los glicolípidos se colocan en la membrana externa. Los glicolípidos son lípidos unidos a una cadena de azucares; azucares unidos a proteínas se llaman glicoproteínas. 186. ¿Dónde se añaden los azúcares de los glicolípidos a la molécula lipídica y cómo se transportan a la capa externa? Los azúcares de los glicolípidos se añaden en la luz del aparato de Golgi y se transportan para ser expuestos en la superficie de la célula. 187. Define gangliosidos. Glicolípidos complejos con carga negativa que abundan en la membrana de las células nerviosas. 188. Indica en qué consiste la función protectora de los glicolípidos. En células epiteliales su función es protectora (pH, proteasas…). Estos glicolípidos de las células epiteliales de algunos órganos como el estomago tienen la función de protección del ataque de PH acido o de la actividad de proteasas. 189. Indica qué relación existe entre la toxina colérica y los gangliósidos del epitelio intestinal. En el epitelio intestinal sirven de receptor para la toxina colérica. 190. Indica otras funciones de los glicolípidos. Los gangliósidos (glicolípido con carga -) fijan Ca2+. Los glicolípidos participan en el reconocimiento célula-célula. Determinadas células son reconocidas como tales por la presencia de una determinada cadena de azucares.

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7.7

PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA.

191. Indica la proporción relativa en la masa de lípidos y proteínas que forman parte de una membrana aislante, la mielina, de la membrana mitocondrial interna y de la membrana de la mayoría de las células. •

Membrana plasmática: 1:1 (50%-50%)

•

Membrana mitocondrial interna: 1:3 (25%-75%)

•

Membrana de mielina:

3:1 (75%-25%)

192. Dibuja las diferentes formas de asociación de las proteínas con los lípidos de la membrana.

193. Define proteína transmembrana. Proteína que atraviesa la membrana celular gracias a regiones hidrofóbicas y proyecta sus dominios polares hacia el interior y el exterior de la célula. 194. ¿Cómo pueden solubilizarse las proteínas de la membrana? Las proteínas no pueden encontrarse disueltas totalmente en agua porque contienen partes hidrofilícas y partes hidrofóbicas; la única manera es utilizar detergentes (contienen partes polares y no. Hay una reacción entre las proteínas y los componentes de el detergente.

Bio II UIC Prepa 195. Dibuja los tipos de movimiento de las proteínas de la membrana.

Por difusión rotación y por difusión lateral.

196. Dibuja la distribución asimétrica de las proteínas en la membrana de las células epiteliales.

197. Dibuja cuatro formas distintas de restringir la movilidad lateral de las proteínas de la membrana celular.

(A) Formando agregados.

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(B) Interaccionando con proteínas de superficie de una célula vecina.

(C)

Interaccionando con componentes externos.

(D) Interaccionando con componentes internos.

FINAL DE LA GUIA