La Celula

Concepto de célula: Es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Son unos pequeños compartimentos rodeados por una membrana y llenos de una solución acuosa hipertónica. Lo más característico es que puede reproducirse; tras crecer, creando copias semejantes a ella.

Los organismos más simples son unicelulares, mientras que los complejos son pluricelulares. El hombre, por ejemplo, tiene 1014 células. Además, los organismos pluricelulares tienen las células especializadas por funciones, siendo muy diferentes en tamaño y forma cada tipo de células.

Composición de la célula: La célula, está compuesta por un 70% de agua, un 20% de proteínas y aproximadamente un 2% de ARN y un 1% de ADN. El 7% restante son otras moléculas (glúcidos, lípidos,…).

Tamaño de la célula: Mide entre 5 y 100 micras de diámetro. Difícilmente puede ser más pequeño o más grande (aunque hay excepciones). No puede aumentar más por la relación S/V, ni ser más pequeña para que puedan caber dentro los orgánulos celulares.

Comunicación celular

En los organismos pluricelulares, las células han de comunicarse para poder coordinar sus funciones. Una forma puede ser la unión “gap”, con lo que con que una célula reciba información, aquellas con las que está unidas también la recibirán. Puede haber células que en su membrana tengan señales reconocibles por otras células con receptores específicos.

Pero la forma más usual es la segregación de sustancias químicas al medio por parte de una célula señalizadota. Esta señal se transportará y afectará a las células diana, la cual para reconocer la señal tendrá receptores específicos para esa señal.

Las señales pueden tener naturalezas químicas muy diferentes, por lo que se suelen agrupar por el mecanismo utilizado:

• Hormonas: Las células endocrinas segregan las hormonas a la sangre y estas se transportan a largas distancias, por lo que se conoce como comunicación endocrina, por lo que se las llama comunicación telecrina.

• Por mediadores locales: Estas sustancias se sintetizan por una célula y actuarán en una zona cercana. Se llama comunicación Paracrina. Pueden ser por ejemplo los factores de crecimiento. Son muy importantes en inflamaciones, cicatrizaciones, etc.

• Por neurotransmisores: Comunicación neuronal, nerviosa o sináptica. La información se puede transmitir a largas distancias, pero al llegar al final del axón, liberan sustancias químicas que recorren pequeñas distancias

En todos estos tipos, hay receptores en la membrana de la célula diana. Una célula responde a una señal o no dependiendo de que tenga receptores para esa señal o no los presente. Esto, viene dado por el ADN, es decir, cada tipo de célula expresará unos receptores dianas específicos y no otros. Incluso en determinados momentos, hacen falta más receptores, para lo cual se estimula la transcripción del ADN. La respuesta a la señal depende del tipo de receptor que puede variar en diferentes tipos de células, pero también puede variar debido a la maquinaria intracelular, es decir, cuando la señal se une al receptor, se provoca en la célula diana una respuesta intracelular completamente distinta que en otra célula diferente porque se utilizan distintos mecanismos de traducción de la señal.

Otra cosa curiosa es que una célula puede presentar distintos receptores para distintos sustratos y cuando estos actúan a la vez, la respuesta es mayor que la suma de los efectos de cada una de esas sustancias por separado. Esto es lo que se conoce como potenciación.

El proceso señal intracelular receptor señal intracelular, se denomina transducción.

Las señales externas darán lugar a una señal intracelular y esta a otras intracelulares. El efecto final puede ser la activación de una enzima (rápido), la estimulación del citoesqueleto (también rápido) o puede estimular la expresión genética (lento). Estos mecanismos son cascadas de activación y tienen varias funciones. La primera es la transmisión física de una señal exterior al interior. Por otro lado, la señal ha de ser entendible por la célula. También casi todas ellas se van a amplificar por que una sola molécula puede activar 2, 4, etc. Además, puede divergir hacia varias dianas diferentes. Otra función es que al tener varias etapas, estos pueden ser regulados por varios factores.

Dependiendo de su naturaleza química, las señales se agrupan en:

• Señales extracelulares hidrosolubles

• Señales extracelulares liposolubles.

La mayoría son hidrosolubles, pero también hay liposolubles. Dependiendo de esto, variará el receptor. Si es hidrosoluble, no atravesará la membrana y le receptor estará en el exterior de la membrana (receptores de membrana). Si son liposolubles, pueden pasar y el receptor puede ser citosólico o nuclear.

• Señales extracelulares liposolubles: Encontramos hormonas esteroideas y también las hormonas tiroideas. Las hormonas regularán la expresión genética, siendo sus efectos de carácter lento. También hay receptores de membrana. Hay otra molécula, que es el oxido nítrico, cuyos efectos son muy rápidos ya que activa enzimas. Se produce en las células endoteliales de los vasos sanguíneos y actúa sobre las células del músculo liso de los vasos sanguíneos, las cuales se relajan y esto, facilitará el flujo sanguíneo. Estimula una enzima (guanilato ciclasa) que transforma el GTP en GMP cíclico y este activa proteínas kinasas G que pasan del estado inactivo a activo y que fosforilará proteínas. Estas proteínas fosforiladas darán lugar a la vasodilatación. En la inactivación participará una fosfodiesterasa que hidrolizará el CMPC a GMP. La viagra inhibe la fosfodiesterasa y por ello se prolonga la vasodilatación que da lugar a la erección. Hay muchas fosfodiesterasas, de las cuales, en este proceso participa el tipo V. Pero también inhibe la de tipo VI que participa en la visión y por ello, tras tomar la viagra, puede producirse visión azulada como efecto secundario.

• Señales extracelulares hidrosolubles: No pueden para por la membrana y por ello se unen a receptores de membrana. Estos receptores son proteínas transmembranarias, que ayudan a producir el efecto interior derivado de la recepción de la señal. Tenemos varios tipos de receptores:

o Receptores ligados a canales iónicos: La señal se une al receptor y se abre un canal iónico por el que los iones pueden entrar o Sali.estos son canales regulados por ligando.

La señal exterior se va a transformar en una señal eléctrica, cambiando potencial eléctrico de la membrana. Este tipo de receptores actúan en la sinapsis. Los neurotransmisores abren o cierran canales vaciando el potencial de otra célula nerviosa. También hay canales de Ca2+, que provocan un cambio en la concentración interior de este ión, que es mayor en el exterior que en el interior.

o Receptores ligados a proteínas G: Dependen del GTP. Cuando tienen unido GTP está activo y si tienen GDP está inactivado. Cuando el receptor se une a la señal, cambia su conformación e interacciona con la proteína G que se une al GTP y se activa. Las proteínas puede abrir un canal iónico o activar una enzima.

Son los más numerosos (cientos de ellos) y participan con hormonas, mediadores locales, neurotransmisores, etc. Hay distintos tipos de proteínas G pero todas ellas están formadas por 3 subunidades: , y . Cuando está inactiva, la tiene unido GDP y cuando el ligando se une al receptor, este se activa y activa la proteína G. Cuando el receptor se une a esto, disminuye la atracción por el GDP que se separa y se une al GTP, con lo que la proteína está activada. Además, se disocia la subunidad - interaccionaran con otra enzima (activándola) o con un canal iónico. La subunidad también puede activar un enzima o un canal. Después, pasa a ser (la ) GTP-asa y se inactiva ella misma. La proteína G una vez activada, puede activar sobre un canal iónico (lo abre o lo cierra), con lo que cambia el potencial iónico de la membrana y por ello, esto se usa en la sinapsis. Otras veces pueden activar o inhibir enzimas y concretamente sobre las adenilato ciclasa (que convierte el ATP en AMPc) y sobre la fosfolipasa C (que es un tipo de fosfolípido de la membrana, debido al inoxitol, que son hidrolizados y producen inoxitol trifosfato y diacilglicerol).

Todas estas sustancias que se producen so mensajeros secundarios, para diferenciarlos de las señales extracelulares (mensajeros primarios).

Adenilato ciclasa: Transforma el ATP en AMPc. Pueden formarse varios AMPc mientras la adenilato ciclasa esté activa. Una vez producido el AMPc, este activa una proteína kinasa (A), la cual fosforilará proteínas desfosforiladas y cuando se fosforilan, se activan. Este efecto, será rápido, ya que lo que se activa es un enzima. La vuelta a la normalidad, se da cuando el GTP se hidroliza y la kinasa se inactiva por lo mismo que lo anterior.

Fosfolipasa C: La activación es igual a la anterior hasta la división de la proteína G, cuya subunidad reacciona con la fosfolipasa que descompondrán el fosfolípido de inositol en inositol trifosfato y diacilglicerol.

Inositol trifosfato: Se libera al citoplasma. Se dirige hasta el retículo endoplasmático y liberará Ca2+ desde este mediante la apertura de canales dependientes de ligando (IP3). Después se separa y se destruye. Se formarán tantos IP3 como se pueda durante el tiempo que la fosfolipasa está activa.

Diacilglicerol: Se queda en la membrana y activa una proteína kinasa (por que necesita Ca2+ liberado por IP3), esta kinasa C activa, fosforilará proteínas.

Cuando

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