CITOLOGA E HISTOLOGAGRADO EN BIOTECNOLOGA

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TEMA 1 - Introduccin a las clulas. Teora celularLa clula es la estructural elemental capaz de mantener las caractersticas de un ser vivo: obtener recursos y energa, crecer y desarrollarse, reproducirse y comunicarse con su entorno y responder a l. El concepto de clula como unidad bsica de cualquier ser vivo se recoge en la Teora Celular, cuyo desarrollo se acredita principalmente a Schwann y Schleiden, siendo despus completada por Rudolf Virchow. Puede expresarse en tres postulados: 1. Todos los organismos vivos estn formados por clulas. 2. La clula es la unidad estructural de la vida. 3. Todas las clulas se original a partir de otra preexistente (Axioma de Virchow). La integracin de disciplinas biolgicas modernas como la gentica o bioqumica en lo que hoy conocemos como biologa celular no ha modificado estos tres principios fundamentales que se erigen como base conceptual para los estudios celulares. La aceptacin de esta teora implica, por ejemplo, que toda forma de vida procede de una nica clula primigenia, al mismo tiempo que cada organismo vivo, pluricelular o unicelular se origina en s mismo en una clula nica, que activa un programa gentico distinto para dar lugar a una gran diversidad de seres. Si bien todas las formas de vida diferentes tienen distinto material gentico (generalmente en forma de ADN), es precisamente ese programa gentico y los mecanismos que poseen para su aplicacin (replicacin, transcripcin y traduccin), que les permiten el mantenimiento autnomo de la vida, lo que todas tienen en comn. Podemos distinguir principalmente dos tipos de clulas: Procariotas: incluyen a arqueas y bacterias, se trata de clulas muy sencillas y de pequeo tamao, cuya principal caracterstica distintiva es la ausencia de compartimentaciones membranosas intracelulares, en especial, una envuelta nuclear que delimite el material gentico.

Eucariotas: son las clulas que forman los organismos pluricelulares y los protistas, de mayor tamaa y complejidad estructural (presencia de compartimentaciones celulares membranosas, ncleo, citoesqueleto, posibilidad de diploida, endocitosis, mecanismo de divisin complejo, etc). Las clulas eucariotas, a su vez, se diferencian en clulas animales y vegetales. La principal distincin entre ellas es la presencia de centriolos en las animales y la pared celular, plastos y vacuolas de las vegetales.

La principal teora que se maneja hoy da respecto al origen de las clulas eucariotas, sostiene que stas se originaron a partir de las procariotas, que por tanto, ser-

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an el primer tipo de clula en aparecer. Este postulado parece intuitivo y correcto, dada la extrema simplicidad de las clulas procariotas respecto a las eucariotas. Los mecanismos que se han propuesto para esta formacin de las clulas eucariotas estn adems sustentados en evidencias suficientemente slidas. Se supone que los orgnulos membranosos tienen su origen en pliegues de la membrana plasmtica, relacionados con la capacidad de captar materiales del medio (origen predador). En cuanto a las mitocondrias y cloroplastos, orgnulos con doble membrana, se les supone un origen endosimbionte, es decir, se ha postulado que proceden de bacterias de menor tamao, que al introducirse en la clula desarrollaron con ella una relacin simbionte que finalmente degener en la generacin de estos orgnulos. Apoyan esta teora la propia estructura de mitocondrias y plastos (membrana interna similar a procariotas, pequeo tamao, pliegues en la membrana interna, etc), la presencia de ADN, ribosomas y mecanismos de sntesis proteica en su interior, y el hecho de que presenten doble membrana, de forma que la interna habra sido la propia de la procariota y la externa la adquirida al entrar en la clula.

La evolucin suele acompaarse, aperentemente, de un incremento en la cantidad de material gentico, aunque no hay una relacin real entre cantidad de ADN y evolucin. El estudio de su estructura, de las rutas metablicas y el anlisis de las secuencias de determinados genes ayudan a interpretar los cambios evolutivos dentro de la gran diversidad. Clulas procariotas y eucariotas, dadas sus grandes diferencias, siguen estrategias evolutivas distintas. Mientras que las clulas procariotas basan su subsistencia en su simplicidad y capacidad de adaptacin casi a cualquier medio, las eucariotas se decantan por jugar la baza de una mayor complejidad, que se traduce en una enorme diversidad estructural, tanto en los organismos unicelulares como en los pluricelulares, en los cuales se produce adems una especializacin celular y/o organizacin tisular encaminadas a especificar la funcin de esas clulas o agregados. Entonces, la estrategia eucariota consiste en su autorregulacin interna independiente de los cambios en el ambiente, dentro de unos rangos.

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Tema 2 Membranas celulares2.1 Estructura y fisiologa de las membranas biolgicas: La vida, tal como la conocemos hoy, depende de la frgil membrana que delimita cada clula. La presencia de un elemento que demarcase la estructura celular era intuida por los citlogos incluso antes del desarrollo de las tcnicas que posteriormente aseguraron su existencia. Desde 1890 es conocido el carcter lipdico de dicha membrana, concluido a partir de estudios de solubilidad, y ya en los aos 20 se sugiri y sucesivamente se comprob y confirm que los lpidos que la forman se disponen como una bicapa anfiptica. A partir de 1972 (modelo de Singer y Nicholson), se consider a la membrana como una estructura, efectivamente, formada por una bicapa lipdica (con dos hemimembranas, una P, orientada hacia el citoplasma, y otra E, orientada hacia el exterior o la luz del compartimento intracelular) en la que se encontraban inmersas o unidas a ella otras molculas (protenas y glcidos), gozando todos sus elementos de un cierto grado de fluidez. Este se conoce como el modelo del mosaico fluido, an vigente, aunque estudios moleculares ms recientes han acotado la movilidad de los constituyentes de la membrana en dominios, relacionados con una optimizacin de la especializacin celular. Las funciones de la membrana lipdica comprenden: 1. Delimitacin celular y de compartimentos intracelulares en eucariotas. 2. Permeabilidad selectiva, que permite formar un medio interno distinto al exterior. 3. Transporte de solutos entre el citoplasma y el medio. 4. Soporte de reacciones bioqumicas. 5. Detectar y responder a diferentes seales. 6. Interaccin intercelular. 7. Transduccin de energa. Respecto a sus propiedades mecnicas, la membrana es continua, deformable, capaz de fusionarse con otras y consigo misma y de cambiar de extensin sin romperse, con posibilidad de gemacin. 2.2 Composicin de la memebrana: Hemos introducido las propiedades y funciones de la membrana. Ahora bien, esta funcionalidad y caractersticas son consecuencia directa de su estructura y composicin, y es por tanto nuestra misin esclarecer este punto y determinar cmo y por qu las molculas que constituyen la membrana dan lugar a las propiedades y funciones que hemos comentado. En trminos generales, la membrana est compuesta de lpidos, protenas y gcidos en proporcin variable. 2.2.1 Lpidos: El principal componente de la membrana son los fosfoglicridos, lpidos constituidos por un esqueleto de glicerol unido a dos cidos grasos (parte hidrfoba) y a un

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grupo fosfato (parte hidrfila), junto con los esfingolpidos (contienen el animoalcohol esfingosina) y el colesterol. No obstante, tambin pueden contener otros tipos de lpidos en mucha menor proporcin. Todos los lpidos que forman parte de la membrana son anfipticos, es decir, con dominios hidroflicos e hidrofbicos, lo cual es la motivo de la estructura bilaminar que presenta: en solucin acuosa, tienden a asociarse en formas energticamente ms favorable, esto es, tratan de separar las regiones hidrfobas del agua, conque forman micelas, es decir, conglomerados esfricos que acumulan las colas hidrfobas en el centro con las cabezas polares en el exterior, o bicapas que se cierran sobre s mismas sin dejar bordes o extremos libres, capaces, por tanto, de autosellarse y fusionarse entre s. La formacin de una bicapa es ms probable al poseer los lpidos dos cadenas de cidos grasos. Los cidos grasos de los fosfolpidos y esfingolpidos pueden presentar (y de hecho, presentan, en una proporcin mayor que el 50%) insaturaciones, que crean un doblez en la cadena aliftica, lo cual debilita las interacciones hidrofbicas entre cidos grasos que los mantienen unidos. Esto favorece la fluidez de la membrana. Por otra parte, el colesterol, solo presente en clulas animales, es una molcula de pequeo tamao, con una sola cola apolar y cabeza polar muy pequea (menor carcter anfiptico). Se coloca en los huecos que dejan las irregularidades de los cidos grasos insaturados, y aporta rigidez a la membrana, disminuye la fluidez. Los lpidos en la membrana sufren movimientos de rotacin, traslacin en una misma capa e, infrecuentemente, cambio de capa (flip-flop) mediado por flipasas, que se encuentran en el retculo endoplasmtico liso. El mantenimiento de la fluidez de membrana ptima es muy importante para la clula. La fluidez depende de la temperatura, y, como ya hemos visto, del grado de saturacin de los cidos grasos, su longitud (a mayor longitud, mayor interaccin y mayor rigidez) y la proporcin en colesterol. Los organismos adaptados a cambios de temperatura tienen mecanismos que regulan estas variables de composicin de la membrana ante cambios externos. En las membranas biolgicas, con la excepcin del colesterol, la mayora de los lpidos se distribuyen asimtricamente en las dos caras o hemimembranas. Respecto a esta ordenacin asimtrica, lo ms reseable es el posicionamiento de todos los glucolpidos (glicoesfingolpidos) en la cara E y de la fosfatidilserina y fosfatidilnositol en la cara P. La asimetra de la fosfatidilserina confiere a la cara P una carga neta negativa, lo cual facilitar el transporte de iones. La asimetra lipdica se establece ya en la sntesis de membranas, que ocurre en el retculo, gracias a la accin de las flipasas, y se mantiene en todas las membranas celulares. Sus cambios pueden representar seales especficas.Esfingomielina Glicoesfingolpidos Fosfatidiletanolamina Colesterol Fosfatidilcolina Fosfatidilserina (-)

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La distribucin de la fluidez dentro de la membrana no es homognea, de hecho presenta pequeas regiones (microdominios) de unos 10-25 nm de dimetro llamadas rafts lipdicos que son menos fludas y ms resistentes a detergentes. Estas estructuras presentan cidos grasos de mayor longitud y mayor grado de saturacin, y probablemente, tras una cierta seal los propios cidos grasos que forman los rafts facilitan la asociacin y actividad de determinadas protenas (o bien son las protenas las que favorecen la unin de este tipo de lpidos para dar lugar a los rafts, la formacin y dinmica de estas estructuras est an bajo estudio y ni siquiera se conoce si son de carcter permanente o temporal). 2.2.2 Protenas: Las responsables de la mayor parte de las funciones especficas de la membrana (transporte, sealizacin, funcin enzimtica, anclaje) son las protenas. Una diferente dotacin de protenicas, supone una funcionalidad y caractersticas distintas en gran medida, de modo que cada clula tiene su dotacin especfica de protenas de membtana (cdigo morfogentico). La proporcin protenas/lpidos es variable, pero frecuentemente aparece como 50/50 en peso (la superficie que ocuparan los lpidos en comparacin con la que ocuparan als protenas sera muy grande, pues las protenas pesan mucho ms que los lpidos). Segn su posicin y unin a la bicapa, pueden considerarse tres tipos de protenas: Las protenas integrales se insertan en la bicapa lipdica por medio de dominios apolares, que contienen aminocidos hidrfobos. Pueden atravesar la membrana por completo o insertarse en una hemimembrana. Las protenas integrales pueden pasar una sola vez a travs de la membrana (unipaso, frecuentemente receptores de seales extracelulares) o varias (multipaso, que usualmente forman canales). Adems, el dominio que se inserta en la bicapa puede formar una hlice , caso ms comn, especialmente entre las protenas unipaso, o una lmina . Las protenas multipaso con configuracin de lminas formando caneles o barriles, dan lugar a poros de gran tamao (porinas, acuaporinas), mucho menos especficos que los canales que pueden formar las hlices . Estas porinas y acuaporinas estn presentes en procariotas y en las mitocondrias (lo cual constituye una prueba ms a favor de la teora endosimbionte). Las porinas pueden emplearse en laboratorio para introducir sustancias en la clula. Las protenas unidas a lpidos no atraviesan la membrana, forman en laces covalentes con lpidos (o residuos de oligosacridos) en una de las hemimembranas. Son poco abundantes y no se separan fcilmente de la membrana al ser su unin de tipo covalente. Por otra parte, las protenas perifricas forman enlaces dbiles con los lpidos o protenas integrales, por loq ue se separan fcilmente tratando con soluciones polares (salinas). Estn presentes en ambas hemimembranas, pero abundan ms en la P en animales y en la E en plantas.

2.2.3 Glcidos:

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Los hidratos de carbono se encuentran en la membrana asociados a lpidos (glucolpidos) o a proteas (formando glucoprotenas si son oligosacridos o proteoglucanos si son cadenas largas de glcidos). Aparecen indefectiblemente en la hemimembrana externa (E), y dan lugar al glucoclix, relacionado con procesos de reconocimeinto celular. Son adems los responsables de los distintos grupos sanguneos y dan proteccin frente a la deshidratacin, y daos mecnicos o qumicos a la clula. 2.3 Mtodos de estudio de la membrana: 2.3.1 Estudio de membrana: Para el estudio de las membranas celulares, en ocasiones se construyen membranas artificiales: Membranas negras: en un recipiente que contenga con un tabique horadado, se intriduce, en la zona de los orificios, una determinada mezcla de lpidos, que formarn bicapas. Pueden incluirse tambin otros componentes de membrana, como protenas. Este tipo de experiencias se emplean para determinar permeabilidades a ciertos compuestos, modificar la composicin y ver resultados, etc. Liposomas: se agitan en una solucin acuosa los lpidos para formar vesculas que encierren en su interior esa solucin, que puede contener sustancias hidrfilas o hidrfobas (en ese caso, irn incluidas en la bicapa) diversas que interese, por ejemplo, introducir en una clula. Esta tcnica ofrece adems otras posibilidades, como el acoplamiento de anticuerpos en el liposoma para asegurar la mxima especificidad con la clula diana. 2.3.2 Estudio de las protenas de membrana: Criofractura: permite conocer la disposicin de las protenas en ambas hemimembranas. Extraccin de protenas: las protenas perifricas pueden extraerse fcilmente, mientras que, para extraer las integrales se hace necesario romper literalmente la membrana. En, se pueden extraer membranas (sin citoplasma) mediante un proceso de citolisis y posterior centrifugacin (se aplica usualmente en eritrocitos). Para extraer elementos de la membrana (e.g. protenas integrales) pueden utilizarse posteriormente detergentes, molculas anfipticas que se asocian a los componentes apolares del interior de la bicapa con su propio dominio hidrfobo y forman micelas. Estos detergentes pueden ser inicos, como el SDS, en cuyo caso aportan tambin carga (empleado para electroforesis), o no inicos, como el Triton X100. Anlisis de la hidrofobicidad: muestra los dominios hidrofbicos e hidroflicos y permite deducir si hay una o ms regiones intermembrana. Cristalografa de rayos X: permite conocer la estructura tridimensional de protenas cristalizadas.

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2.3.3 Estudio de la dinmica de membrana: Como hemos descrito, los componentes de la bicapa pueden desplazarse por la misma. Este hecho puede comprobarse al fusionar dos clulas diferentes cuyas protenas estn marcadas condistintos marcadores. En el hbrido resultante se apreciar cmo las protenas de las dos membranas se han mezclado, se han desplazado por toda la membrana. Tambin se ha resaltado el hecho de que la movilidad de los componentes de la membrana es reducida (modelo de membrana ms mosaico que fludo). La movilidad de las protenas en la membrana puede determinarse mediante FRAP (recuperacin de la fluorescencia tras fotoblanqueo Fluorescence Recovery After Photo-Bleaching). Dicha tcnica consiste en marcar las protenas de la membrana con fluorescencia y "fotoblanquear" una regin de la misma con un rayo lser, que elimina la fluorescencia. Tras un tiempo, se observarn nuevos puntos de fluorescencia en esa zona, fruto del desplazamiento de protenas anejas marcadas que hayan llegado hasta dicha regin. Se observa, no obstante, que no todas las protenas se mueven libremente, hay diferencias acusadas en cuanto a la velocidad y al rea en la que pueden desplazarse. Las diferencias en la capacidad de desplazamiento de las protenas se estudia moviendo directamente las protenas por la membrana, empleando pinzas pticas, un sistema que utiliza un rayo lser que provee una fuerza atractiva o repulsiva para sostener o mover fsicamente objetos microscpicos dielctricos (tales como protenas marcadas con oro coloidal) o rastreando la trayectoria de molculas individuales marcadas. Se comprueba as la existencia, por un lado, de pequeas regiones con distintas restricciones del movimiento dentro de la membrana, lo que se conoce como microdominios, y por otro lado, de lmites entre estos microdominios que requieren una mayor energa para ser sobrepasados. Los estudios realizados sugieren que los elementos de la membrana no se mueven al azar, existe una divisin de compartimentos (de entre 400800 nm) en la membrana necesario para su correcto funcionamiento. Estos compartimentos se mantienen debido a la presencia de ciertos elementos extracelulares (glucoclix, matriz) e intracelulares (crtex celular: microfilamentos de la clula dispuestos en la zona inmediatamente inferior a la membrana). Los microdominios son dinmicos, resultado de la interaccin entre elementos extracelulares o intracelulares, los componentes de la membrana y las propias protenas o directamente de interacciones moleculares: las regiones hidrfobas de los lpidos y protenas son diferentes y pueden fomentar determinadas asociaciones (rafts). La limitacin de la movilidad puede generar tambin la existencia de regiones o dominios de membrana muy grandes y evidentes dentro de una clula (polarizacin celular). Cada dominio contendra, entonces, unas ciertas protenas y se especializara en una funcin concreta, como ocurre por ejemplo en las clulas epiteliales intestinales, que posee hasta tres dominios: apical (absorcin), lateral (unin) y basal (adhesin a la matriz). Estos dominos se mantendran igualmente por la localizacin, agregacin y eliminacin selectiva de componentes.

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TEMA 3 - TRANSPORTE A TRAVS DE MEMBRANA Y COMUNICACIN CELULAR3.1 Transporte a travs de membrana: 3.1.1 Procesos osmticos. Transporte de disolvente: Las bicapas lipdicas que forman las membranas son permeables a solutos hidrofbicos y molculas polares sin carga de pequeo tamao, de modo que stos tipos de partculas pueden atravesar directamente la membrana. Gran parte de los comportamientos que presentan las membranas y las clulas y muchas de las funciones que desempean, dependen del fenmeno de la smisis, con lo cual es capital comprender dicho proceso antes de zambullirse en cada uno de los subprocesos a los que alimenta. La smosis es un fenmeno fsico que consiste en que, al presentarse un sistema que consta de dos disoluciones con diferente concentracin de soluto y separadas por una membrana semipermeable (esto es, que permite el paso de partculas a partir de un cierto tamao, o si se prefiere, a efectos de la explicacin, que permite el paso de las partculas de disolvente pero no las de soluto), se producir una tendencia de las molculas de disolvente a fluir hacia el lado ms concentrado (presin osmtica) hasta que la distribucin de partculas osmticamente activas se homogenice. En trminos biolgicos, se puede considerar la smosis como la difusin de agua, bien directamente a travs de la bicapa o bien a travs de canales especficos (acuaporinas) regulada por las diferencias de presin osmtica entre ambos lados de la membrana. Las macromolculas presentes en el interior de la clula no atraen gran cantidad de agua (i.e. no tienen una actividad osmtica patente), pero estn cargadas y atraen muchos iones hacia el interior celular, as como otras pequeas molculas orgnicas (aminocidos, nucletidos, azcares). Esto hace que la presin osmtica sea mayor en el interior y el agua tienda a difundir hacia el citoplasma. La osmolaridad intracelular, entonces, es controlada bombeando activamente iones inorgnicos. Si las alteraciones son excesivas o la clula no puede compensar la diferencia de concentracin, se pude producir deshidratacin o lisis. Las clulas de plantas no necesitan de esta regulacin, pues poseen una pared rgida que impide la rotura de la membrana y proporciona adems turgencia a la planta, que emplea la presin del agua en el interior celular a modo de sostn. 3.1.2 Transporte de Solutos: El transporte a travs de la membrana puede consumir energa, en cuyo caso es activo, o no, entonces se considera pasivo, dependiendo de si se realiza a favor o en contra del gradiente electroqumico (distribucin desigual de la concentracin de soluto y de la carga elctrica). Transporte Pasivo: se conoce tambin como difusin, es el transporte a favor de gradiente, y por ello no requiere energa. Pude ser a travs de la bicapa o de protenas. La difusin tiende a igualar las concentraciones de soluto entre el interior y el exterior del citoplasma, el cual es un estado termodinmicamente ms estable, por tanto, el desplazamiento de una partcula de soluto a favor de gradiente proporciona un incremento de energa, que depende de la diferencia de concentraciones y la temperatura:

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El mantenimiento de un gradiente de concentracin a travs de la membrana supondra entonces un almacn de energa. Cuando las partculas de soluto estn cargadas, el gradiente que regula los intercambios es de concentracin y de carga (gradiente electroqumico):

Si un soluto cargado se acumula a un la do de la membrana, es decir, si se mantiene un gradiente electroqumico, representara un almacn energtico an mayor. La difusin de solutos a travs de protenas puede ser mediante protenas de canal (difusin simple) o mediante protenas transportadoras (difusin facilitada): o Difusin simple: las protenas de canal son protenas integrales que forman poros transmembrana a travs de los cuales permiten el paso de iones particulares o molculas de pequeo tamao. Algunos canales estn perpetuamente abiertos, pero la mayora se abren solo en ciertas circunstancias, y cada vez que se abren permiten el paso de una gran cantidad de partculas, al contrario que las bombas o las protenas transportadoras. La apertura de los canales puede regularse de diferentes formas: Por voltaje, como los canales de K+. Permiten el paso de una gran cantidad de iones K+, lo cual tiene efectos sobre las propiedades elctricas de la membrana. La seleccin del ion es muy especfica y precisa, y la regin de la molcula que lo selecciona ha sido muy conservada en la evolucin. La protena canal conforma un poro limitado con oxgenos que interaccionan con el K+ imitando las interacciones de ste en solucin acuosa. En mamferos, el poro tiene tres posibles configuraciones: abierto, cerrado o inactivado. Hay un gran nmero de canales de potasio diferentes, y cada tipo de canal es sensible a un voltaje diferente. Por ligando, de modo que requieren la unin de una molcula diferente de la transportada en la cara externa o interna del canal. Esto ocurre, por ejemplo, en los canales de Ca+ y Na++, regulados por acetilcolina en la membrana de clulas musculares y neuronales.

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Por estrs o tensin mecnica, como en las clulas sensoriales del odo, que abren sus canales de Na+ con las vibraciones. Las alteraciones en la estructura de los canales inicos puede causar diferentes patologas, muchas de las cuales afectan a clulas excitables, como las sensitivas, nerviosas y musculares. o Difusin facilitada: Se realiza mediante la unin de la molcula transportada a la protena transportadora, que cambia de conformacin y libera el soluto al otro lado. Se trata de un transporte muy especfico, que funciona en ambos sentidos, siendo el flujo neto a favor de gradiente. Es importante principalmente en la entrada de solutos polares como aminocidos y azcares. La cintica difiere de la de la difusin simple, en la cual la cantidad de partculas transportadas aumenta de manera directamente proporcional, porque las protenas transportadoras terminan por saturarse y alcanzar una velocidad de transporte mxima. Ejemplo paradigmtico es el transportador de glucosa. El grado de especificidad de dicho transportador llega a tal punto que es capaz de diferenciar entre L- y D-glucosa, y entre glucosa fosforilada y no fosforilada. Esto ltimo se emplea como mecanismo para mantener el gradiente (las glucosas se fosforilan al pasar al otro lado de la membrana y no pueden ser reconocidas por la protena transportadora). Existen al menos cinco transportadores de glucosa (desde el GLUT1 hasta el GLUT5). El GLUT4 se encuentra en vesculas citoplasmticas de clulas musculares y adipocitos que se fusionan con la membrana plasmtica aumentando la captacin de glucosa al secretarse insulina.

Transporte activo: el transporte activo se realiza en contra del gradiente, conque requiere un gasto energtico. Se realiza a travs de protenas que cambian de conformacin consumiendo energa denominadas bombas transportadoras. Las bombas transportadoras transducen directamente la energa que utilizan en gradientes de concentracin transmembrana, es decir, transportan partculas de soluto de un lado de la membrana a otro creando como resultado un gradiente. Las fuentes de energa que pueden utilizar son muy diversas: comn y universalmente, la hidrlisis de ATP; la energa captada de la luz; reacciones redox (transporte de electrones) o la energa almacenada por un transporte simultneo a favor de gradiente: o Transporte asociado a ATP: las bombas transportadoras son en este caso ATPasas, que hidrolizan el ATP a ADP + P para obtener energa y emplearla en el transporte. Ejemplo paradigmtico es la bomba de N+/K+ o Na+/K+ ATPasa, que mantiene los gradientes de Na+ y K+, consumiendo entre uno y dos tercios de la energa total de la clula. La bomba sodio-potasio introduce en la clula 2K+ y expulsa 3Na+ en contra de gradiente por cada molcula de ATP hidrolizada: En primer lugar, tres cationes de sodio se unen a la bomba y estimulan la hidrlisis de ATP, que da lugar a ADP y un grupo fosfato que fosforila a la protena y hace que cambie su conformacin. Este cambio conformacional se traduce en la expulsin de los tres cationes de sodio, y permite a la vez la unin de otros dos de potasio. La unin del potasio desencadena la liberacin del grupo fosfato, por lo que se vuelve a la conformacin inicial que expulsa a los potasios al interior celular y deja libre los lugares de unin del sodio.

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Las bombas de Ca++ asociadas a ATP, por ejemplo, funcionan de manera anloga, se unen los cationes de calcio, se fosforila la bomba y permite la entrada de los cationes. Existen tambin bombas protn-potasio en vesculas citoplasmticas en las clulas de la pared estomacal. Al llegar la comida al estmago, las vesculas se fusionan con la membrana y liberan protones al medio, que se acidifica. Algunos anticidos basan su efecto en el bloqueo de los receptores que indican la llegada de alimento. o Transporte asociado a la captacin de energa lumnica: estn presentes principalmente en organismos fotosintticos. La bateriorrodopsina, por ejemplo, presente en bacterias fotosintticas, capta fotones mediante molculas de retinal (cromforo), y los subsecuentes cambios de conformacin permiten el bombeo de H+. Cotransporte: se trata de transporte activo asociado al paso de otra partcula a favor de gradiente, con lo cual se aprovecha la energa ganada en la difusin a favor de gradiente para introducir la otra partcula en contra de gradiente. El cotransporte puede ser simporte o antiporte (segn la direccin relativa de los intercambios). Las protenas transportadoras que realizan cotransporte se denominan tambin intercambiadores. En la regin apical de las clulas del epitelio intestinal, por ejemplo, se realiza transporte activo simporte de glucosa hacia el interior de la clula asociado al transporte de sodio.

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3.1.3 Potencial de membrana: El potencial de membrana (o potencial de reposo en clulas excitables) se refiere a la diferencia de potencial elctrico entre los dos lados de la membrana, debida fundamentalmente a la fuga de iones de potasio a travs de canales insensibles al voltaje. Los cationes se equilibran con otros aniones en el entorno extracelular, pero en la lnea de contacto con la membrana no hay realmente un balance de cargas, con lo que se produce una densidad de carga positiva en la lnea exterior de la membrana y una densidad negativa en el interior.

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El potencial de membrana, muy estudiado en axn gigante de calamar oscila entre 15mV 100mV, siendo el valor ms frecuente 70mV. 3.2 Comunicacin celular: Las clulas reciben y envan seales. La respuesta a dichas seales puede ser muy variada: supervivencia, divisin, diferenciacin e incluso muerte celular (generalmente la ausencia de seales significa apoptosis). La comunicacin celular requiere de molculas sealizadoras, receptores de seal (generalmente protenas) y mecanismos de transduccin de la seal, es decir, mecanismos que permitan la transferencia de la seal a su destino y su transformacin en un estmulo que ste pueda entender. Cada clula tiene un conjunto de receptores que le permite responder a un nmero de molculas sealizadoras, puediendo responder de distintas formas a la misma seal. 3.2.1 Diversidad en los procesos de comunicacin celular: Las vas por las que se producen los distintos procesos de comunicacin son muy diversas, dado que existen diferentes posibles orgenes o tipos de seal, distintas molculas sealizadoras, receptores y modelos de transduccin, transferencia y amplificacin de la seal: Segn tipo de seal: la comunicacin puede ser dependiente de contacto (entre molculas posicionadas en las membranas de dos clulas esto es, es una comunicacin intercelular), paracrina (si una clula sealizadora emite la molcula seal que tiene como destino clulas diana distintas de la sealizadora), sinptica (mediada por neurotransmisores, con intervencin de clulas especializadas -neuronas), endocrina (la molcula seal se emite a la sangre) o autocrina (una clula emite seales que refuerzan la integracin de clulas del mismo tipo). Segn molculas sealizadoras: las molculas sealizadoras pueden ser de muy diversa naturaleza. Pueden clasificarse de manera general en mediadores locales (sustancias que actan en las proximidades del lugar en que se liberan, como factores de crecimiento, interferones que son citoquinas, de naturaleza proteica; eicosanoides derivados de lpidos; gases NO, CO) Neurotransmisores (sustancias que segregan los axones de las neuronas y sirven para la transmisin del impulso nervioso) y hormonas (segregadas por clulas endocrinas, pueden actuar en regiones muy alejadas de su lugar de secrecin). Molculas seal hidrfobas e hidrfilas requieren distinto tipo de receptores. Segn receptores: existen dos tipos de receptores, intracelulares y de superficie: o Receptores intracelulares: molculas seal hidrofbicas (hormonas esteroides, hormonas tiroideas, NO). Pueden encontrarse en el

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citoplasma o en el interior del ncleo, y suelen ser enzimas o protenas reguladoras de la expresin gnica (como es el caso de los receptores para hormonas hidrfobas). Cuando no hay seal, la protena receptora no realiza su funcin (ya sea enzimtica, o replicacin). La iniciacin de la funcin de la protena por la seal puede producirse mediante activacin del receptor o eliminacin de inhibidores. El clulas diferentes un mismo receptor puede actvar genes diferentes. o Receptores de superficie: son receptores de molculas de sealizacin hidrfilas (neurotransmisores, protenas). Dan lugar a respuestas de corta duracin, al contrario que los receptores intracelulares, en el interior de la clula activan segundos mensajeros o mediadores intracelulares y la seal se amplifica, modifica, modula y se distribuye para activar o inactivar a su vez protenas que modifiquen el citoesqueleto, la actividad metablica, la traduccin, etc. Pueden estar asociados a canales inicos, a protenas G o a enzimas:

a) Receptores asociados a canales inicos: Se trata principalmente de receptores que participan en la transmi-sin sinptica en la unin neuromuscular: el axn de la neurona segrega acetilcolina que abre un canal inico de sodio en el sarcolema, lo cual crea una despolarizacin localizada que a su vez activa canales inicos sensibles a voltaje que dejan entar ms cationes sodio, con lo que se da lugar a una despolarizacin celular generalizada que, cuando alcanza a los tbulos T, activa a canales de calcio sensibles a voltaje, que no permiten la entrada de calcio pero que sin embargo causan que un canal con compuerta de calcio se abra en el retculo sarcoplsmico, para liberar cationes en el sarcoplasma. b) Receptores asociados a protenas G: El receptor activa al efector empleando como mediador a la protena G. Al unirse la molcula seal al receptor, la protena G, trimrica (subunidades , y ), se une a zonas especficas del recepto, se activa la fosforilacin de GDP mediada por la protena G y sta se disocia en dos fragmentos, por un lado la subunidad activada y por otro el complejo activado. La subunidad activa durante un corto tiempo a la protena efectora que puede producir, por ejemplo, un segundo mensajero, y posteriormente inicia la

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fosforilacin del GTP de forma que se desactiva y vuelve a unirse con el complejo para reformar la protena G inactivada. c) Receptores enzimticos: El receptor tiene un dominio cataltico o bien est asociado a una enzima, cuya actividad se activa por unin al ligando. o Transmisin de la seal: La accin de una sola molcula sealizadora puede generar un efecto cascada, la transmisin y amplificacin de la seal mediante otros mensajeros secundarios. Adems, los distintos mensajeros pueden funcionar como seales para receptores distintos, o pueden dar lugar a varias vas de sealizacin paralelas.

3.2.2 Inhibicin de la respuesta: Existen diferentes mecanismos que permiten eliminar la respuesta a una molcula seal, tales como: Secuestro del receptor en un endosoma. Desregulacin del receptor (digestin por un lisosoma). Inactivacin del receptor por alguna molcula inhibidora. Inactivacin del efector. Produccin de protenas inhibitorias.

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TEMA 4 MATRIZ EXTRACELULARLas clulas de los organismos pluricelulares frecuentemente forman tejidos, y se hallan rodeadas de material extracelular que conforma la matriz, elemento esencial para la adhesin de las clulas y aspectos fundamentales de su funcionalidad, tales como: filtracin de sustancias (la composicind e la matriz determinar el tipo de sustancias que puedan alcanzar el tejido adyacente), morfognesis embrionaria y gua en la migracin celular, control de la diferenciacin (por la presencia de determinadas molculas sealizadoras en el microambiente de la matriz) y regulacin del metabolismo. En algunos tipos de tejidos (conjuntivos) la matriz es especialmente abundante, mientras que en otros es muy escasa (epitelial, nervioso). Usualmente estos ltimos suelen presentarse asociados a otros tejidos ricos en matriz para poder acceder a nutrientes y otras sustancias. Las clulas contactan con la matriz y forman uniones con ella. La ausencia de matriz afecta gravemente a la funcionalidad celular. 4.1 Membrana basal: Se trata de una matriz con caractersticas especficas que rodea clulas musculares y adiposas y forma la base de los epitelios. Funciona como soporte, gua para migraciones, limitador de tejidos y, especialmente en los glomrulos renales, como filtrador.

4.2 Componentes de la matriz: Los distintos componentes moleculares de la matriz son segregados por las clulas (blastos: fibroblastos, condroblastos, osteoblastos, etc.) y enlazados en redes tridimensionales. Pueden dividirse en dos tipos de macromolculas: Glucoprotenas: conforman la mayor parte del material de la matriz. Se trata de: o Colgeno: a su vez se trata de la protena ms abundante en el organismo (representa el 25% en peso de las protenas totales). Es una molcula muy insoluble y difcil de degradar. Se conocen hasta 20 tipos diferentes de colgeno, distribuidos en diferentes tejidos, y algunos de ellos forman fibras gruesas de elevada resistencia a la traccin. La molcula de colgeno est formada por tres cadenas peptdicas (en las cuales uno de cada tres aminocidos es la glicina, de muy pequeo tamao, lo cual permite mucha compactacin en la molcula) llamadas que se enrollan formando una hlice. En los tipos ms abundantes, las molculas se agrupan formando fibrillas, que a su vez forman fibras de colgeno. Sntesis del colgeno: En la clula (RE y Golgi) se sintetizan procadenas alfa de colgeno, que se hidroxilan y glicosilan para despus formar la triple hlice de procolgeno, que se secreta a la

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matriz, donde se eliminan los propptidos terminales y se ensamblan en una fibrilla, y stas en fibras de colgeno. La distinta ordenacin de las fibras da distintas caractersticas al tejido. Algunos de los tipos de colgeno ms relevantes son: tipo I (fibroso y muy abundante en piel, tendones, hueso, ligamentos o crnea) Tipo II: fibroso, presente en cartlago, discos intervertebrales y notocorda. Tipo III: fibroso, menos frecuente, en piel vasos sanguneos y sobre todo vsceras. Tipo IV: redes laminares, forma lminas basales. Tipo VII: no forma fibras sino pequeos agregados, se encuentra en el epitelio y enlaza la membrana basal con el conjuntivo. o Elastina: protena hidrfoba reciente en la evolucin. Se forma como tropoelastina, y su ensamblaje depende de Cu++. Sus fibras se unen mediante otras protenas, formando una red flexible, motivo por el cual se encuentran en regiones sometidas a muchas tensiones, tales como las arterias, pulmones, corazn Fibronectina: se trata de un homodmero que acta como enlace entre molculas de la matriz y membrana plasmtica. Cada monmero peptdico est formado por varios dominios o mdulos con diferentes propiedades de adhesin, de forma que existen distintos tipos de fibronecticas que poseen dominios diferentes. La unin a protenas de membrana se realiza gracias a un dominio con la secuencia RGD (argirina, glicina, asparagina), comun en protenas relacionadas con la adhesin y reconocido por una familia de receptores de mem-brana. Existen formas de fibronectina solubles en el plasma sanguneo que facilitan la coagulacin (fibringeno, que se une a clulas sanguneas mediante los dominios RGD y forman el cogulo), las formas insolubles se distribyen por todos los tejidos.

o

o Laminina: heterodmero presente en la membrana basal o formando redes laminares temporales que sirven como gua para la migracin celular (movimientos morfogenticos del desarrollo embionario), por lo que contribuye en la diferenciacin celular en este sentido. Existen ms de 15 tipos diferentes de lamininas que se expresan en distintos tejidos y momentos funcionales.

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Polisacridos: o Glucosaminoglucanos: los glucosaminoglucanos (GAG) son polisacridos cidos formados por la repeticin de un disacrido en el que un residuo tiene un grupo amino y frecuentemente est sulfatado. Son muy hidrfilos, con carga negativa, de forma que atraen muchos cationes y mucha agua. El cido hialurnico es uno de los GAG ms representativos. Carece de grupos fosfato y es especialmente grande, adems de que al estar muy hidratado ocupa mucho espacio. Por ello funciona como lubricante en las articu-laciones. o Proteoglucanos: se forman por unin de GAGs a un eje proteico. Forman agregados moleculares de gran tamao y se encuentran muy hidratados, conque ocupan mucho volumen y aportan resistencia a la compresin. Tienen funcin de soporte y difusind e sustancias. Son muy abundantes en el cartlago y pueden ser de muchos tipos diferentes. El cido hialurnico no se une a ejes proteicos, pero los proteoglucanos se asocian a l formando enormes molculas muy hidratadas (agrecanos).

4.3 Remodelacin y degradacin de la matriz: 4.3.1 Remodelacin de la matriz: los componentes de la matriz se renuevan a distinto ritmo, y las matrices se remodelan a lo largo del desarrollo. El proceso est regulado por la interaccin de las clulas con la matriz. 4.3.2 Degradacin de la matriz: puede ser un proceso fisiolgico normal, una respuesta a un dao o un proceso patolgico. En el proceso intervienen distintas enzimas encargadas de degradar cada componente de la matriz, fabricadas por las clulas del propio tejido. En la degradacin hay dos fases: Fase previa extracelular: con secrecin de enzimas y posible colaboracin bacteriana y mecnica. Fase intracelular final: se degradan dentro de la clula los GAGs.

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TEMA 5 - ADHESIN CELULARLas membranas celulares tienen molculas de adhesin con las que se unen a otras clulas y a la matriz. Cada clula tiene distintas molculas que le permiten distintas interacciones (cdigo morfogentico), que dirigen sus desplazamientos y asociaciones. Las molculas de adhesin pueden formar uniones estables o transitorias. 5.1 Molculas de adhesin: Las molculas de adhesin pueden ser homoflicas (permiten la unin entre molculas iguales) o heteroflicas (se unen molculas distintas), e independientes o dependientes de cationes: Integrinas: son los principales mediadores entre clula y matriz. Se trata de una protena heterodimrica, con una subunidad y otra . Cada molcula es unipaso, tienen un pequeo dominio cotoplasmtico y una gran porcin extracelular, en la cual tienen zonas de unin a cationes divalentes. Se conocen hasta 25 tipos de integrinas que se distribuyen en diferentes tipos de clulas, aunque una clula puede contener ms de una clase de integrinas. Pueden unirse a otras clulas o a elementos de la matriz: colgeno, laminina o fibronectina (reconocen la secuencia RGD). La unin a la matriz con muchos receptores (integrinas) con baja afinidad produce un efecto "velcro" que permite a la clula moverse sobre la matriz sin deshacer la unin. Adems, las integrinas actan como receptores de seales, y transmiten a su vez seales al interior de la clula. Se cree, de hecho, que las clulas en cultivo mueren si no tienen sustrato adhesivo porque las integrinas no envan seales al citoplasma). Entre los diferentes tipos de integrinas, destaca, por ejemplo, las que llevan la subunidad 1 (al menos 9 tipos), tpica de unin a la matriz y frecuente en casi todos los tipos celulares. La 2 est en leucocitos y media unin entre clulas (media el homing de leucocitos, la adhesin a otras clulas en macrfagos) y la 3, en plaquetas, se une a fibringeno para facilitar la coagulacin. En general, necesitan unirse a cationes divalentes para funcionar, pero tambin pueden requerir de otro tipo de seales para activarse. Por ejemplo, al entrar en mitosis, las 1 se fosforilan y la integrina se inactiva, de modo que la clula se despega de la matriz y se redondea. El dominio citoplasmtico de la integrina puede unirse a protenas citoplas-mticas, muchas de las cuales funcionan como puentes con elementos del citoesqueleto (actina), de modo que se logra una verdadera unin entre la matriz y la clula. Los contactos focales, son uniones transitorias de integrinas a la matriz y con el citoesqueleto que permiten la ordenacin de estos elementos. o Hemidesmosomas: son uniones estables a la matriz, cuyo dominio citoplasmtico se une a filamentos intermedios. La integrina podra estar unida a fibras de la matriz, elementos citoplasmticos y protenas de membrana, lo cual explica su papel en la sealizacin.

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Selectinas: molculas heterfilas de unin a clulas, dependientes de calcio. Actan mediante su dominio tipo-lectina, una regin de la protena que reconocen glicoprotenas de membrana especficas de otras clulas. Existen distintos tipos: L en linfocitos, E en clulas endoteliales y P en plaquetas y endotelio. Por ejemplo, las selectinas median en la implantacin del embrin y la selectina-E presente en el endotelio de las vnulas en la unin de leucocitos con la pared en los sitios de infeccin: la presencia de agentes infecciosos en un tejido provoca la secrecin de citoquinas en los macrfagos, y stas activan las selectinas del endotelio, que se unen a sus respectivos ligandos en leucocitos, resultado de lo cual, se frena su flujo, y dada la dbil intensidad de unin que proporcionan las selectinas, los leucocitos se desplazan rodando hasta que alcanza una regin en la que su avance se detiene, quedndose anclados mediante integrinas a molculas de adhesin especficas. En ese punto se producen una serie de transformaciones en el leucocito que permiten su extravasacin. CAM (Inmunoglobulinas): se encuentran en el mismo grupo que los anticuerpos. Son molculas de adhesin independientes de calcio y homoflicas que median uniones intercelulares. Muchas estn relacionadas con la respuesta inmune. importantes en el desarrollo del sistema nervioso. Cadherinas: glicoprotenas homoflicas dependientes de calcio que median uniones intercelulares. Se asocian en dmeros, y son tpicas en tejidos epiteliales, proporcionando gran fuerza de adhesin entre las clulas. Existen tres tipos (Ecadherina, epitelio; N-cadherina, nervioso; P-cadherina, placenta). El calcio regula la adhesividad de cadherinas. Las clulas tienden a unirse a las que expresan el mismo tipo de cadherinas, lo cual es la base de la formacin de estructuras en el embrin. El dominio citoplasmtico es pequeo y puede unirse a microfilamentos de actina o filamentos intermedios por medio de otras protenas. Las alteraciones en el funcionamiento de las cadherinas puede aumentar la capacidad de formacin de metstasis en clulas cancerosas, por ello, el conocimiento de las molculas de superficie de las clulas cancerosas ayuda a predecir su capacidad de diseminacin, agregacin y formacin de metstasis. Las uniones mediadas por cadherinas proporcionan gran fuerza de cohesin. Son uniones de tipo adherens: o Znula adherens: regiones de unin entre clulas mediante cadherinas que forman bandas continuas. El dominio citoplasmtico de las cadherinas se une a microfilamentos a travs de cateninas.

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o

Mcula adherens (aka desmosoma): uniones puntuales producidas por cadherinas que reciben el nombre de desmogleina y desmocolina forman bandas densas en el citoplasma, y se unen a travs de protenas a filamentos intermedios de queratina.

5.2 Otras uniones intercelulares: 5.2.1 Znula ocludens (tight junction): localizada en los dominios laterales de epitelios que delimitan una luz (como en el endotetio del intestino). Sellan los espacioes y evitan el transporte paracelular (entre los espacios intercelulares), que solo ocurre para determinados solutos. Estn formadas por dos protenas, ocludina y claudina, que en el dominio citoplasmtico se asocian mediante otras protenas al crtex de microfilamentos de actina. 5.2.2 Uniones GAP: proporcionan puentes de contacto entre clulas, pues contienen canales intercelulares que permiten el paso de iones y pequeas molculas. Esta unin se forma entre dos conexones (grupos de seis conexinas) de sus respectivas clulas. La sucesin de una znula ocludens, una znula adherens y un desmosoma o mcula adherens forma un complejo de unin.

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TEMA 6 - CITOESQUELETOEl citoesqueleto es un entramado tridimensional proteico compuesto por microfilamentos, filamentos intermedios y microtbulos cuya funcin es el mantenimiento de la arquitectura celular, soporte de complejos enzimticos, generador de movimientos, unin con el sustrato u otras clulas mediante otras protenas o transmisin de seales. 6.1 Componentes del citoesqueleto: 6.1.1 Filamentos intermedios: son homo- u heteropolmeros de subunidades proteicas filamentosas con alta estabilidad y resistencia mecnica. Todos tienen una seccin central en su secuencia peptdica muy similar, se diferencian bsicamente en sus extremos (segn esto, existe una gran variedad de filamentos intermedios). Un filamento intermedio se forma por la unin de las siguientes familias de protenas, teniendo en cuenta que no todas son compatibles entre s: Tipo I: queratinas cidas (tejido epitelial). Tipo II: queratinas bsicas (tejido epitelial). TIpo III: vimentina (clulas mesenquimticas), desmina (musculares) y otros tipos proteicos tpicos del sistema nervioso. Tipo IV: protenas neurofilamentosas (neuronas). Tipo V: laminas A, B y C (ncleos de todas las clulas). Tipo VI: nestina. La polimerizacin se produce del siguiente modo: las protenas se combinan de dos en dos, enroscando de manera helicoidal sus secciones intermedias, dndo lugar a dmeros (puede formarse un homodmero o heterodmero) que, a su vez se unen con orientaciones antiparalelas y un cierto "desfase" en tetrmeros. Los tetrmeros se organizan en "protofilamentos" que se asocian entre s (generalmente ocho protofilamentos) formando un filamento intermedio. Los filamentos intermedios forman las lminas nucleares. Se trata de una red tridimensional de filamentos localizado en la cara interna de la membrana nuclear reforzando su estructura. Existen tres tipos de lminas nucleares: A, B y C. Las lminas A y C se encuentran unidas a la membrana nuclear, formando una red de aspecto cuadrancular, las B se sitan sobre esta primera red, estableciendo conexiones con la heterocromatina. Son en general estructuras muy estables y duraderas, pero al entrar la clula en divisin, las redes se fosforilan y se deshacen, favoreciendo la desaparicin de la membrana nuclear. Tras la divisin, los filamentos intermedios pierden de nuevo el fsforo y reforman la lmina. Dependiendo de las protenas de las que estn compuestos, los filamentos nucleares son tpicos de cada tipo celular, con lo cual son una til herramienta para identificar clulas y determinar el origen, por ejemplo, de clulas tumorales que han perdido su morfologa caracterstica.

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6.1.2 Microfilamentos: Los microfilamentos de actina (actina F) son homopolmeros proteicos filamentosos formados por la repeticin de molculas de actina globular (actina G). Es una protena muy conservada en la evolucin y muy abundante en las clulas. Las subunidades de actina G son asimtricas, con que polimerizan en una estructura helicoidal con extremos distintos. Los microfilamentos de actina tienen como funcin participar en distintos tipos de movimientos celulares y mantener la forma celular. Polimeriza y despolimeriza muy fcilmente, con lo cual son estructuras muy dinmicas. Hay gran cantidad de actina G en el citoplasma, y su polimerizacin est regulada: la actina G se capacita para polimerizar cuando se une a ATP, momento en el cual empeiza a formarse un filamento helicoidal a aprtirde un ncleo de polimerizacin. Por un extremo (+) el filmamento se forma ms rpido que por el otro (-). Cuando las subunidades de actina empiezan a formar un microfilamento, al cabod e un tiempo, hidrolizan el ATP, por lo que las actinas se unen entre s con menos fuerza, aunque an siguen unindose actinas G-ATP en los extremos, con lo cual no se pierde la cohesin. No obstante si, por ejemplo, empezase a escasear la actina en una determinada regin y tardasen mucho en llegar nuevas subunidades, podran llegar a hidrolizarse las actinas terminales, con lo cual se soltaran del filamento. Como es lgico, este proceso es ms frecuente en el extremo -, y si las actinas que se soltasen del - se uniesen luego al +, se originara una especie de movimiento que podra dar luagr a prolongaciones celulares. Existen multitud de protenas que regulan la disposicin, interacciones y polimerizacin de los filamentos a los que se asocian (por ejemplo, la filamina permite la asociacin de actina en estructuras reticulares que forman el crtex celular, una red de actina que se dispone inmediatamente baja la membrana celular y colabora en el mantenimiento de la forma de la clula). Motores proteicos: las asociaciones opuestas de filamentos de actina y miosina son las responsables de cualquier contraccin en el interior de la clula. Las miosinas son una familia de protenas motoras con cabeza globular con actividad ATPasa que se une a la actina, realizando un "batido" sobre el filamento de actina que lo desplaza. 6.1.3 Microtbulos: los microtbulos estn formados por la polimerizacin de dmeros de tubulina - que forman protofilamentos, 13 d elos cuales se asocian formando un microtbulo hueco polarizado. Existen microtbulos citoplasmticos (lbiles) que cambian de disposicin y microtbulos estables que forman determinadas estructuras. La polimerizacin de microtbulos solo puede iniciarse en localizaciones precisas de la clula con una determinada concentracin de tubulina (centros organi-

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zadores de microtbulos), que se encuentran alrededor de los cen-trolos como una masa amorfa. El extremo - se queda anclado a esa regin y el extremo + se extiende, unin-dose dmeros de tubulina unida a GTP, que despus se hidroliza y de-sestabiliza en algn grado la cohesin del microtbulo, que acaba por deshacerse, en un ciclo de crecimiento y destruccin. Cuando se requiere que los microtbulos permanezcan ms estables durante ms tiempo, sufren procesos de estabilizacin asocindose lateralmente a protenas (MAP). Las MAP (protenas asociadas a microtbulos) pueden ser estructurales, como la protena Tau, que estabiliza la estructura de los microtbulos o motoras. Existen MAPs que contribuyen a la destruccin del microtbulo (catastrofina) , por ejemplo, al entrar en divisin celular. Las kinesinas y dinenas son MAPs motoras que se desplazan hacia los extremos + y respectivamente, y pueden transportar distincas cargas, tales como orgnulos, vesculas, etc. La distribucin de los orgnulos en la clula est determinada por su asociacin con kinesinas o dinenas. Los micrutbulos forman la estructura estable de centrolos, cilios y flagelos.

Los centrolos estn formados por un conjunto de nueve tripletes de microtbulos organizados en una estructura cilndrica, los cilios y flagelos, que se inician en un centrolo, tienen en su base pues una estructura similar la del centrolo, con nueve tripletes de microtbulos, que posteriormente se transforman en dobletes, unidos entre s por nexinas y con brazos de dinena, que son los que permiten el movimiento del cilio o flagelo, y aparece un doblete ms en el centro del cilindro.

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TEMA 7 - ORGNULOS CITOPLASMTICOS7.1 Ribosoma: Orgnulo citoplasmtico no membranoso formado por dos subunidades, una pequea y otra grande, compuestas cada una de ellas por molculas de RNA y distintas protenas, cuya funcin es la sntesis de protenas. Las subunidades de los ribosomas no estn unidas permanentemente sino que sta asociacin dura mientras se est produciendo la traduccin: en primer lugar, se une a la cadena de RNA mensajero la subunidad pequea, despus la grande. Los polisomas son un conjunto de ribosomas asociados a una misma cadena de mRNA para realizar la traduccin de la misma protena. El plegamiento de las protenas en la clula se da mientras se est produciendo la traduccin. El buen plegamiento de las protenas es imprescindible para su funcionamiento, y requiere la actuacin de protenas colaboradoras (chaperonas) presentes en el citoplasma, ncleo y distintos orgnulos. Su ausencia o mal funcionamiento provoca la acumulacin de protenas mal plegadas. Las protenas defectuosas o que sea necesario eliminar son degradadas por el proteasoma. Igualmente, si se da una disfuncin del proteasoma, puede producirse una acumulacin de material proteico. 7.2 Trfico de protenas: Todas las protenas inician su sntesis en ribosomas libres del citoplasma, de modo que de ah han de ser transportadas a distintos compartimentos y lugares de destino. Se la protena ha de dirigirse al retculo, aparato de Golgi, lisosomas o al exterior, estar determinado por una secuencia sealizadora en el extremo amino del polipptido. Estas secuencias son reconocidas por diversas partculas en el citoplasma (como la SRP, ribonucleoprotena de reconocimiento de la seal). Existen principalmente dos vas de trfico de protenas: Va secretora: las SPR del citoplasma reconocen una secuencia especfica en el polipptido, y el ribosoma que realiza su traduccin es transportado al retculo rugoso, en el cual contina la traduccin anclado a la membrama de tal forma que la protena se sintetiza hacia el interior del retculo. La seal que marca esta va es hidrofbica, con que se queda anclada a la membrana del retculo. Existen enzimas en el retculo que colaboran en la sntesis de protenas, y son capaces de cortar ese pptido seal. La formacin de dominios hidrofbicos e hidroflicos en la protena que se sintetiza determinarn si sta es una protena de membrana o por el contrario una protena soluble, si es de membrana, quedar integrada en la membrana del retculo. Las protenas tendrn diferentes secuencias seal segn su destino sea el propio retculo, lisosomas o el aparato de Golgi, donde continuar su formacin. Si carece de una seal reconocible, su destino ser la secrecin, de

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modo que se quedar en la membrana plasmtica (protena con dominios hidrfobos) o saldr al exterior celular (protena soluble). Va alternativa: en otro caso, las protenas que van al ncleo, peroxisomas, cloroplastos o mitocondrias se sintetizan completamente en ribosomas libres. Pueden contener diversas seales especficas que codifiquen su destino, y cada uno de estos orgnulos tendr sus mecanismos para permitir la entrada de la protena.

7.3 Retculo endoplasmtico: Orgnulo citoplasmtico membranoso que consta de dos regiones con lumen comn, el retculo liso y el rugoso, con diferente morfologa y funcin: mientras que el retculo rugoso, que presenta ribosomas en su membrana se dedica a la sntesis y glicosilacin de protenas solubles y de membrana, el retculo liso realiza (no exclusivamente) la sntesis de lpidos. Las protenas que han de ser integradas en orgnulos como cloroplastos, mitocondrias o peroxisomas son llevadas parcialmente plegadas y protegidas por chaperonas hasta el orgnulo. 7.4 Aparato de Golgi: El aparato de Golgi es un orgnulo membranoso que consta de un grupo de sculos rodeados de membrana conectados entre s. Generalmente se localiza en las proximidades del ncleo, rodendolo no completamente. Cada conjunto de sculos del Golgi est formado por diferentes compartimentos con distinto contenido y funcin, desde la regin ms prxima al retculo hacia la ms alejada: Red cis. Cisterna cis. Cisterna medial. Cisterna trans. Red trans. El aparato de Golgi clasifica los contenidos que le llegan del retculo y los distribuye hacia distintos destinos. La secrecin a la superficie celular puede ser constitutiva (ruta sin sealizacin, por defecto, como en las clulas que secretan matriz) o regulada, si el producto se acumula hasta que recibe la seal de secrecin (como en las clulas secretoras tpicas). 7.5 Lisosomas: La ruta biosinttica secretora, como hemos visto, va desde el RER hasta la membrana plasmtica. Por otra parte, la ruta endoctica capta sustancias del exterior y conecta las vesculas formadas en la superficie con otras emitidas por el Golgi. Esta ruta resulta en la formacin de lisosomas. Al producirse la endocitosis de sustancias, la vescula endoctica resultante se fusiona con vesculas de Golgi para formar un endosoma temprano, en el cual las sustancias ya empiezan a sufrir transformaciones. Ese endosoma temprano puede emitir vesculas secretoras o continuar su desarrollo, de modo que se transforma en un endosoma tardo que finalmente se transforma en un lisosoma al fusionarse con vesculas de Golgi con enzimas lisosomales. Este lisosoma es primario, pues mantiene su forma y tiene un contenido an homogneo. Se considera lisosoma secundario cuando su morfologa cambia a causa de haber digerido ya gran cantidad de sustancias.

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7.6 Peroxisomas: Oxidan diferentes compuestos y producen perxido de hidrgeno (agua oxigenada) reduciendo oxgeno, que utilizan para detoxificar otras sustancias, eliminando el exceso mediante la accin de la catalasa, que descompone el perxido en agua y oxgeno. 7.7 Mitocondrias: Orgnulos citoplasmticos que constan de una membrana doble. La membrana externa tiene distintas caractersticas que la interna: la externa contiene colesterol y enzimas lipasas y es similar a la del retculo, mientras que la interna es poco permeable y contiene ATPsintetasas y protenas de la cadena transportadora de elextrones. Se diferencian medios distintos en el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial que se encuentra delimitada por la membrana interna. Contiene ARN, ribosomas y material gentico circular distinto del nuclear que se hereda por va materna, y la membrana interna proyecta crestas de diferentes formas hacia la matriz. La mitocondria es plstica y presenta cambios morfolgicos continuos.

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TEMA 8 - NCLEO CELULAREl ncleo, en eucariotas, es una estructura indispensable para la vida de la clula. Es pluripotente, y el responsable ltimo de la diferenciacin celular. El ncleo aparece solo en la interfase, y contiene la misma cantidad de ADN en todas las clulas de una especia (excepto por las clulas haploides). Habitualmente la clula es uninucleada, pero puede tener ms de un ncleo, en general, presenta la misma forma que la clula y presenta un tamao muy variable pero generalmente coherente entre clulas del mismo tipo, puede estar en posicin central o desplazado segn el tipo celular. Se compone de envuelta nuclear, cromatina, nucleolo, nucleoplasma y matriz nuclear. 8.1 Nucleoplasma y matriz: Solucin acuosa rica en protenas, iones, ATP, NAD y, en fin, todos los componentes necesarios para la actividad del material gentico. La matriz, por otra aprte, es una red de filamentos proteicos que parecen construir una suerte de citoesqueleto nuclear encargado de organizar la cromatina. 8.2 Envuelta nuclear: Se trata de una doble envuelta continua con el RER. La membrana externa puede asociarse a ribosomas, y, en conjunto, est interrumpida por poros que permiten el intercambio entre ncleo y citoplasma. Contiene una lmina nuclear de filamentos intermedios (laminas A, B y C) que forman una estructura reticular adherida a la cara interna del ncleo y a la cromatina. La lmina nuclear permite que la estructura del ncleo se mantenga, y en la divisin celular se fosforila y despolimeriza. Los poros nucleares permiten la comunicacin entre ncleo y citoplasma. Son muy numerosos, y no son simples canales, estn formados por protenas que rodean el orificio (complejo del poro, formado por ocho unidades proteicas repetidas que contienen cada una altededor de treinta nucleoporinas protenas). El complejo del poro presenta hacia el exterior una serie de fibras acopladas a la subunidad exterior. En el interior del poro aparece, tapizndolo, una subunidad vertical o columnar, asociada a otras dos, una de anclaje a la envuelta y otra que conforma el anillo interior del poro. Ya en la cara interna, la subunidad interna emite una serie de fibras hacia el interior que se enlazan formando una "canasta". La funcin del complejo del poro regula el intercambio ncleocitoplasma. El trfico a travs de la envuelta nuclear requiere la presencia de seales especficas de entrada o salida, y esta entrada o salida de partculas se realiza gracias a la actividad de transportadores llamados importinas y exportinas, que transportan las sustancias a travs del poro. 8.3 Cromatina: Forma de organizacin del material gentico durante la interfase. El nivel bsico de organizacin de la cromatina es la fibra nucleosmica de 10 nm, formada por ADN e histonas. hay cuatro tipos de protenas histonas, H2A, H2B, H3 y H4, que se asocian entre s para formar octmeros de histonas. La fibra nucleosmica se forma

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cuando la cadena de DNA se ensambla con los octmeros dando dos vueltas a su alrededor (nucleosoma) originando una estructura similar a la de un "collar de perlas". Para que se produzca y mantenga la estructura del nucleosoma, acta una histona ms, la H1. Los octmeros presentan colas peptdicas libres con las que pueden contactar con nucleosomas vecinos, logrando as un plegamiento mayor de la fibra de 10 nm. Existen distintos modelos sobre cmo se produce este plegamiento que da lugar a una fibra de 30 nm de grosor. Este plegamiento no impide el funcionamiento del DNA. las histonas pueden sufrir modificaciones temporales en funcin de la actividad del DNA al que estn ensamblados. Algunas regiones carecen de nucleosomas y se asocian a otras protenas. Estas regiones suelen ser reguladoras de la actividad del DNA. La fibra de 30 nm se asocia a un "esqueleto proteico" de protenas no histonas que constituyen la matriz nuclear, de forma que sobresalen bucles de cromatina que consisten en distintos genes. La condensacin puede ser an mayor por accin de condensinas, durante la formacin de cromosomas. La cromatina se presenta en el ncleo interfsico en dos formas: eucromatina (cromatina activa, menos condensada 10 nm) y heterocromatina (ms condensada 30nm, no activa y en la periferia). La cromatina durante la interfase se organiza de modo que cada cromosoma ocupa su propio espacio, su territorio cromosmico, y en los mrgenes de ese territorio se encuentran todos los elementos necesarios para la actividad de ese cromosoma. 8.4 Nuclolo: Es una estructura no permanente que aparece en el ncleo interfsico como consecuencia de la actividad de unos genes especficos, responsable de la sntesis ribosomal (genes organizadores nucleolares). Cuando ms acusada se la sntesis de protenas, ms notable ser el nuclolo, que est compuesto de ARN y abundantes protenas, con poco ADN. En el nuclolo se distingue una regin amorfa que contiene las partculas necesarias para su funcionamiento y otra densa, que contiene a su vez una zona granular y otra fibrilar. En el nuclolo se forman las subunidades ribosmicas: Se transcribe ARN 45S que se procesa y se divide en dos cadenas: o Una cadena 20S procedente de esa escisin se procesa y se transforma en una cadena 18S que forma la subunidad pequea. o La otra cadena escindida es una 32S que se transforma en una 28S unida a una pequea cadena 5,8S. Junto con otra cadena 5S procedente de una unidad transcriptora distinta, forman la subunidad grande.

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TEMA 9 - DESARROLLO EMBRIONARIO9.1 Segmentacin del zigoto y mrula: Tras la fecundacin del vulo, el zigoto resultante comienza una serie de divisiones mitticas (segmentacin, en mamferos, en espiral, es decir, los planos de divisin sucesivos son perpendiculares). La segmentacin resulta, como es obvio, en un aumento del nmero de clulas (las clulas procedentes de la segmentacin se denominan blastmeros), pero se mantiene el volumen, es decir, muchas ms clulas ocuparan el mismo espacio. Esta masa compacta de clulas que se ha originado se denomina mrula. 10.2 Compactacin y blstula: Posteriormente, los blastmeros externos de la mrula se comprimen entre s formando una capa celular superficial denominada trofoblasto, mientras que en el interior de la mrula se origina una cavidad denominada blastocele y un grupo de clulas se acumulan en un extremo constituyendo la masa celular interna o embrioblasto. El trofoblasto dar lugar a los anejos embrionarios: la placenta, saco vitelino Mientras que el embrioblasto contiene las clulas totipotentes que formarn todos los tejidos embrionarios. Este estadio en el que aparece una masa celular hueca se denomina blstula. 9.3 Blastulacin e implantacin: La blstula migra hacia el tero y parte de las clulas del trofoblasto invaden la pared uterina (endometrio). La masa celular interna, a su vez, se separa del trofoblasto originando la cavidad amnitica y se separa en dos capas celulares, el epiblasto y el hipoblasto. Poco a poco, el embrin va cambiando de forma, pasa de tener forma de "disco" a hacerse ms irregular, con forma de "pera", pero sin dejar de ser bilaminar. 9.4 Gastrulacin: Las clulas del embrin proliferan y se introducen entre el epiblasto y el hipoblasto, formando una tercera capa entre las dos anteriores, de manera que las capas celulares de este estadio (gstrula, gastrulacin) se constituyen en ectodermo, mesodermo y endodermo. Cada una de estas tres capas dar lugar a distintos tejidos y rganos del adulto. El ectodermo y el mesodermo tienen aspecto epitelioide, el mesodermo es una masa celular ms dispersa, menos cohesionada y organizada.

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9.5 Neurulacin: En la neurulacin, el ectodermo se engrosa y su seccin central se pliega, es decir, se deprime o se hunde, las crestas que se forman se unen y queda formado el tubo neural que encierra la notocorda, un cuerpo flexible con forma de "varilla" formado por clulas del mesodermo. Al producirse este movimiento de plegamiento se origina tambin la cresta neural, un cordn celular que se disgrega en las llamadas clulas de la cresta neural. 9.6 Segmentacin del mesodermo y plegamiento del embrin:

A medida que ocurre la neurulacin, el mesodermo va organizndose en distintos agregados celulares, que son, desde el extremo hacia el tubo neural: mesodermo lateral o somtico, que va abriendo la cavidad celomtica, mesodermo intermedio y somitos, agregados celulares puntuales que se van disponiendo a ambos lados del tubo neural. Al tiempo que ocurre la segmentacin del mesodermo, el embrin se pliega, dando lugar a una estructura tridimensional en la que encontramos las siguientes poblaciones de clulas, que darn lugar a las estructuras y tejidos que se indican: Ectodermo: piel, sistema nervioso Tubo neural. Clulas de la cresta neural: ganglios, dermis, glndulas Somitos: vrtebras. Mesodermo intermedio: aparato excretor y gonadal. Mesodermo lateral: msculo esqueleto, aparato circulatorio. Cavidad del cuerpo (no es un conjunto de clulas, es la cavidad que dar lugar al tubo digestivo). Endodermo: vas respiratorias, digestivo. 9.7 Clulas germinales: Antes de que todo este proceso tenga lugar (en algn punto de la gastrulacin, quizs), las clulas germinales se separan del resto y se mueven a los anejos, al saco vitelino, y una vez ha progresado el desarrollo hasta un cierto punto, migran de nuevo y colonizan las gnadas en formacin. 9.8 Tejidos: Las distintas estructuras celulares embrionarias dan lugar a tejidos. Los tejidos son unidades morfofuncionales constituidas por clulas y sustancias extracelulares formados por ellas. El nivel de organizacin tisular supone el nivel intermedio entre el celular y el orgnico.

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TEMA 10 - TEJIDO EPITELIALEl epitelio es un tejido avascular que en general recubren superficies, rganos y cavidades y forman las porciones secretoras y excretoras de las glndulas. Sus principales caractersticas distintivas son: Estn muy prximas unas a otras, no hay matriz extracelular, adheridas entre s por medio de uniones intercelulares. Tienen polaridad morfolgica y funcional, se les reconocen tres regiones o dominios superficiales con distintas estructuras en su membrana y distinta funcionalidad: regin apical, regin basal y regin lateral. Su superficie basal reposa sobre una membrana basal de material acelular. Las funciones que se han descrito para el tejido epitelial son muy diversa: la obvia funcin protectora, secrecin de sustancias (en glndulas) y su excrecin, transporte de materiales diversos sobre la superficie epitelial (como la superficie ciliar de la trquea), recepcin sensorial y transduccin de seales (e.g. corpsculos gustativos de la lengua) o absorcin de sustancias (como en el epitelio intestinal). 10.1 Polaridad celular: decir que las clulas epiteliales estn polarizadas se refiere a que posee distintas regiones (en concreto tres) superficiales con diferentes caractersticas bioqumicas que las capacitan para distintas funciones. Los dominios diferentes de las clulas epiteliales son el apical, orientado siempre hacia la superficie externa o la luz de una cavidad, el lateral, en contacto con als clulas contiguas y el basal. 10.1.1 Especializacin del dominio lateral: el dominio lateral de las clulas epiteliales se caracteriza por tener adhesiones especializadas con las otras clulas: Complejo de unin: se trata de las estructuras que forman el dispositivo de barrera y adhesin: o Znula ocludens o uniones ocluyentes: forma un anillo continuo que se extiende por la regin ms apical del dominio lateral. Se trata de una unin en la que las membranas de las clulas contiguas entran en ntimo contacto, por la accin de la ocludina y claudina, que en el citoplasma se asocial al crtex celular, para sellar el espacio intercelular y evitar el transporte paracelular de sustancias, de modo que se delimita el medio basal y el apical, que pueden ser completamente diferentes. o Znula adherens: unin mediada por cadherinas, situada en un segundo anillo continuo, por debajo de la znula ocludens, asociada igualmente a microfilamentos de actina. o Mculas adherens o desmosomas: son uniones puntuales de gran intensidad mediadas por cadherinas (desmocolina y desmoglena) asociadas a filamentos intermedios en el dominio citoplasmtico por mediacin de placas de adhesin de desmoplaquina. Uniones comunicantes (GAP): permiten el paso, a travs de canales formados por conexinas (los llamados conexones) de distintas molculas directamente entre las clulas. 10.1.2 Especializacin del dominio apical: el dominio apical de la clula, orientado hacia la luz de la cavidad o la superficie, presenta especializaciones funcionales que consisten en diferentes tipos de prolongaciones citoplasmticas:

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Microvellosidades: prolongaciones contrctiles del citoplasma sustentadas por microfilamentos de actina. En microscopa ptica forman un "ribete en cepillo". Estereocilios: prolongaciones de mucho mayor tamao que las microvellosidades, no contrctiles, cuya estructura recuerda de hecho a microvellosidades unidas en la base y en algunas porciones ms apicales. Cilios: prolongaciones mviles formadas por microtbulos asociados en dobletes unidos por nexinas, cuyo movimiento est motivado por el desplazamiento de dinenas. El movimiento de los cilios consiste en un "batido" sincrnico: realiza un movimiento antergrado (golpe efecticvo) durante el cual se mantiene rgido y se torna flexible y se dobla en el movimiento de recuperacin. Adems de estas prolongaciones, el epitelio puede tener algunas otras especializaciones apicales, como glucoclix muy desarrollado, formacin de cutculas queratinosas o invaginaciones de la membrana en forma de pliegues basales. 10.1.3 Especializacin del dominio basal: la regin basal se apoya sobre la membrana basal y fija a la clula al tejido conjuntivo subyacente. La membrana basal est compuesta de dos lminas, la lmina basal (que contiene distintas protenas tpicas de la matriz, especialmente a destacar una red central de laminina y fibras de colgeno tipo IV) formada por las mismas clulas del epitelio y la lmina reticular, caracterizada por una estructura reticular de colgeno tipo III, generada por el conjuntivo. Sus funciones principales incluyen la delimitacin de ambos tejidos, funcin como filtro, diferenciacin celular y participacin en el metabolismo. La membrana celular del dominio basal establece tambin uniones con la membrana basal: Contactos focales: uniones puntuales y transitorias entre integrinas de la membrana celular con molculas, protenas de la matriz (como las fibronectinas) y microfilamentos de actina. Hemidesmosomas: uniones mediadas por integrinas que se unen a fibras de la matriz (colgeno) y a filamentos intermedios. 10.2 Epitelios de revestimiento: Los epitelios de revestimiento son los que propiamente revisten diferentes estructuras (rganos, cavidades, superficies), con funcin principal de proteccin y delimitacin de tejidos. Los epitelios de revestimiento se pueden clasificar, segn el numero de estratos celulares que presentan en simples y compuestos. A su vez, segn la forma de las clulas ms superficiales pueden ser: Planos o escamosos. Cilndricos o columnares. Cbicos. Pseudoestratificado: en todos los casos es un epitelio simple, aunque parece compuesto porque no todas las clulas alcanzan la superficie, sin embargo, s que todas ellas estn en contacto con la membrana basal.

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De transicin: se encuentra solo en las vas urinarias, es un epitelio estratificado capaz de distenderse. Cuando est relajado, las clulas superficiales presentan una superficie "curva", como formando "montculos".

10.3 Epitelio glandular: los epitelios glandulares estn especializados en la secrecin y excrecin de distintas sustancias. Las glndulas se clasifican tpicamente en dos grupos segn el destino de sus producciones: 10.3.1 Glndulas exocrinas: secretan sus productos hacia una superficie de modo directo o a travs de tubos o conductos epiteliales comunicados con la superficie. Los conductos pueden alterar o no el producto secretado. Las glndulas exocrinas pueden ser unicelulares (clulas caliciformes) o pluricelulares, en cuyo caso se forman por invaginacin del revestimiento epitelial. En las pluricelulares se diferencia la porcin secretora (clulas que verdaderamente fabrican la sustancia y la secretan) y la excretora (conducen la sustancia, pero las clulas que lo componen no son responsables de su facricacin). Segn su morfologa, se clasifican en: Morfologa de la porcin excretora: o Simples: conducto excretor no ramificado. Pueden ser ramificadas si la porcin secretora, en efecto, est ramificada o no ramificada. o Compuestas: conducto excretor ramificado. Morfologa de la porcin secretora: o Tubular: forma de tubo. o Tubular enrollada o glomerular: forma de tubo, enrollada. o Acinar: redondeada u ovoide. o Tubuloacinar: forma de tubo acabado en un acino.

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L a s glndulas exocrinas compuestas generalmente se organizan en lbulos rodeados de tejido conjuntivo que transporta vasos y nervios. Dentro de los lbulos, se forman lobulillos. Los conductos interlobulillares e intralobulillares discurren por tabiques de conjuntivo cada vez ms fino. Segn el producto de secrecin, las glndulas pueden ser mucosas (aparecern al microscopio blancas o muy coloreadas, dependiendo de la tincin), serosas (citoplasma turbio) o mixtas. Por ltimo, segn su tipo de secrecin pueden ser: Holocrinas: se expulsa toda la clula. Mesocrinas: se expulsa solo el producto, por exocitosis. Apocrinas: se expulsa el producto junto con porciones de citoplasma. 10.3.2 Glndulas exocrinas: carecen de sistema de conductos excretores, secretan hacia el conjuntivo directamente, donde el producto se introduce en el torrente sanguneo para alcanzar distintas clulas diana. Sus productos se denominan hormonas. En algunos casos, las clulas glandulares secretan una sustancia de tipo hormonal que afecta a clulas dentro de la misma regin, sin pasar por el torrente sanguneo, y en este caso se habla de actividad secretora paracrina. Las clulas epiteliales glandulares exocrinas son las nicas que verdaderamente no se organizan como un revestimiento superficial, sino que forman agregados, islotes o cordones celulares, o incluso, como en el caso de la tiroides, folculos, o bien son clulas aisladas diseminadas por el tejido. Secretan polipptidos, glucoprotenas o esteroides.

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Islote de Langerhans

Folculos tiroideos

TEMA 11 TEJIDOS CONECTIVOS11.1 Tejido conjuntivo: se trata de un tejido compuesto por un grupo muy diverso de clulas inmersas en matriz extracelular, muy abundante, compuesta por fibras proteicas y sustancia fundamental (sustancia muy hidratada que consta de GAGs y proteoglucanos). El tejido conjuntivo se origina a partir del estrato celular del mesodermo embrionario, que se diferencia en un tejido conjuntivo primitivo denominado mesnquima. Las funciones del tejido conjuntivo son muy diversas: Difusin e intercambio de sustancias. Soporte de rganos (forma lo que se denomina su estroma). Soporte de vasos y nervios. Contiene las clulas que forman el sistema inmunitario. 11.1.1 Clulas del tejido conjuntivo: en el tejido conjuntivo se diferencian clulas residentes o fijas y clulas errantes, visitantes o libres. Clulas fijas: o Clulas madre mesenquimticas: son clulas procedentes del mesodermo embrionario, poco diferenciadas, basfilas (con mucho retculo rugoso y ribosomas libres). Mantienen su capacidad pluripotente, de modo que forman clulas diferenciadas que actan en la reparacin y la formacin de nuevo tejido (curacin de heridas, neovascularizacin). Se encuentran en la sustancia fundamental. Clulas reticulares: caractersticas del conjuntivo reticular, estroma de rganos linfoides y hematopoyticos. Tienen forma estrellada y se encuentran unidas por desmosomas. Sintetizan colgeno y sustancia fundamental, y dada esta actividad sinttica, son basfilas, con el ncleo eucromtico y nuclolo evidente. Fibroblastos: los fibroblastos son las clulas principales y caractersticas del tejido conjuntivo. Son clulas fusiformes que forman contactos focales con la matriz, y tienen actina y vimentina (en sus filamentos intermedios). Su funcin de sntesis de colgeno y sustancia fundamental es regulada por factores de crecimiento (Fgf, factores de crecimiento de fibroblastos), y a causa de ella, son clulas basfilas, con mucho RER, ncleo eucromtico con nuclolo patente y con forma ovoide o irregular. Los miofibroblastos son clulas del conjuntivo que presentan tambin propiedades de clulas musculares lisas (posee actina y miosina, son contrctiles). Estas clulas pueden transformarse en fibrocitos, de menor tamao, ncleo ms heterocromtico y menor capacidad de sntesis.

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Adipocitos: proceden de clulas mesenquimticas, no se dividen y sintetizan y almacenan triglicridos. Las grasas puede almacenarse en una sola inclusin (adipocitos uniloculares, grasa blanca) o en mltiples inclusiones (adipocitos pluriloculares, grasa parda). Tienen una participacin muy activa en el metabolismo de los lpidos. Clulas cebadas o mastocitos: son clulas de gran tamao, con un ncleo esfrico central y multitud de grnulos citoplasmticos que contienen mediadores primarios que se liberan en respuesta a antgenos para activar los mecanismos de defensa en una zona en concreto. Al reconocerse un antgeno en una determinada regin y producirse anticuerpos contra dicho antgeno, stos se unen a la membrana de los mastocitos. Con el segundo contacto con el antgeno, los anticuerpos especficos se agregan en la membrana del mastocito, lo cual provoca una cascada de seales que se traduce en la exocitosis de los grnulos, con lo cual se produce una reaccin de hipersensibilidad al antgeno y reaccin inflamatoria. Macrfagos: existen macrfagos fijos y otros migratorios. Son en general clulas muy irregulares, de gran tamao y con capacidad de desplazarse a travs de la matriz. Son capaces de digerir diversas sustancias. Derivan de los monocitos de la sangre y se encargan tambin de la presentacin de antgenos de sustancias que hayan digerido para facilitar la respuesta inmune.

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Clulas mviles: estn presentes en algunas variedades de tejido, de forma variable en el tiempo. Se trata de linfocitos (gran ncleo que ocupa casi todo el citoplasma, material gentico condensado en la periferia y eucromtico en el centro, formando radios), clulas plasmticas (forma activada de los linfocitos, citoplasma muy basfilo, con gran cantidad de RER, ncleo ms eucromtico y desplazado, Golgi patente zona clara no basfila, su funcin es la sntesis de antiguerpos), otros leucocitos y clulas pigmentarias, procedentes de las clulas de la cresta neural.

11.1.2 Sustancia intercelular: se compone de fibras y sustancia fundamental en distintas proporciones. Las fibras pueden ser colgenas y elsticas, de modoq ue proporcionan resistencia a la traccin y la flexin. En el colgeno, la disposicin de las fibrillas da aspecto estriado. Las fibras elsticas estn formadas por una matriz amorfa de elastina y fibrillas de fibrilina.

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La sustancia fundamental es una estructura amorfa, con consistencia de gel, basfila, formada por agua, protenas, glucoprotenas y proteoglucanos. El agua, junto con sales minerales y protenas solubles forman el llamado lquido tisular, que se filtra desde los capilares. La sustancia fundamental es tambin muy rica en GAGs y proteoglucanos, adems de agrecanos. 11.1.3 Tipos de tejido conjuntivo: Mesnquima: tejido embrionario que da lugar a todos los tipos de tejidos conjuntivos en el adulto, adems de otros tejidos (muscular, aparato cardiovascular). Es, por tanto, un tejido pluripotente que contiene clulas fusiformes de aspecto uniforme con prolongaciones mediante las cuales entran en contacto con las clulas contiguas. En estas zonas de contacto hay uniones GAP. Las clulas mesenquimticas estn rodeadas de una matriz en la que abunda la sustancia fundamental y con algunas (pocas) fibras de colgeno reticulares. Conjuntivo mucoso: se encuentra en el cordn umbilical y la dermis embrionaria (gelatina de Wharton). Contiene clulas mesenquimticas y reticulares, sustancia fundamental y fibras colgenas. Fuente de clulas indiferenciadas para experimentacin. Conjuntivo laxo: blando, flexible y algo elstico. Muy abundante, porta vasos y nervios, contiene todos los elementos del conjuntivo y es el ms caracterstico. Conjuntivo denso: abundante en fibras colgenas, con pocas clulas mviles. EL irregular no tienen las fibras ordenadas, mientras que en el regular, que aparece por ejemplo en los tendones, se ordena en haces. Conjuntivo reticular: abundante en colgeno III (reticulina), fibroblastos y clulas reticulares. Estroma de rganos linfoides y hematopoyticos. Tejido adiposo: variante de tejido conjuntivo con red de fibras reticulares y abundantes adipocitos. Su funcin es el aislamiento trmico, reserva de energa, regulacin de peso corporal (segregacin de leptina, inhibidor del apetito). o Tejido adiposo blanco (unilocular):est muy vascularizado y dividido en lobulillos por conjuntivo laxo. Localizacin subcutnea en diferentes regiones segn sexo y edad. o Tejido adiposo pardo: abundante en animales hibernantes, embriones y lactantes. Funcin de liberacin de calor. Ms dividido en lobulillos.

11.2 Tejido cartilaginoso: El tejido cartilaginoso es una variedad de tejido conectivo con una matriz abundante muy especializada (semirrgida y flexible) y que funciona como sostn. El tejido cartilaginoso est rodeado por pericondrio conjuntivo y atravesado por canales vasculares (vasos y nervios).

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11.2.1 Clulas del tejido cartilaginoso: Condroblastos: sintetizan los componentes de la matriz. Son basfilos y contiene actina, miosina y vimentina. Superficie irregular, se diferencian en condrocitos. Condrocitos: menor actividad de sntesis. Acumulan glucgeno y lpidos, tienen forma redondeada y estn rodeados de matriz afibrilar en lagunas de la matriz semirrgida. Condroclastos: clulas multinucleadas, abundantes lisosomas. Destruyen al matriz. 11.2.2 Sustancia intercelular: Se componen de fibras y sustancia fundamental, enlazadas por la glucoprotena condronectina. Las fibras son principalmente colgenas, pueden contener fibras elsticas. 11.2.3 Tipos de cartlago: Cartlago hialino: es el ms abundante, es semitransparente, contiene sobre todo fibras de colgeno II. Forma el esqueleto de elasmobranquios y el molde fetal de los huesos, adems de los cartlagos costales, la nariz, trquea y bronquios. Cartlago articular: variedad de del hialino, con gruesas fibras de colgeno I. Se encuentra calcificado, recubriendo el hueso en las articulaciones. Cartlago fibroso: fibras colgenas I muy abundantes, hay haces de estas fibras entre las clulas y fibras de otros tipos de colgeno alrededor de ellas. No tiene pericondrio, condrocitos con lpidos. Forma los discos intervertebrales, insercin de tendones Cartlago elstico: variedad del hialino, con muchas fibras elsticas formando redes, colgeno tipo II muy abundante bajo el pericondrio, condrocitos con lpidos. Oreja, epiglotis, laringe.

11.2.4 Condrognesis: El tejido cartilaginoso se origina a partir del mesnquima. Las clulas mesenquimticas se diferencian en condroblastos, que sintetizan gran cantidad de matriz. En lgunas de la matriz se alojan los condroblastos diferenciados en condrocitos. Crecimiento por aposicin: formacin de nuevas capas a partir del pericondrio que contienen capa fibrosa externa y capa celular interna con clulas condrgenas. Crecimiento intersticial: los condroblastos se dividen y forman agregados que se van separando al formar nueva matriz.

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11.3 Tejido seo: El tejido seo es un tejido conectivo caracterizado por una matriz extracelular rgida, mineralizada. Est envuelto por periostio y endostio (conjuntivos) que contienen clulas osteoprogenitoras. Es un tejido procedente del mesnquima, exclusivo de vertebrados, con funcin de sostn, proteccin de vsceras y mdula sea, movilidad (insercin de msculos), reserva de sales minerales. 11.3.1 Clulas del tejido seo: Osteoblastos: sintetiza los componentes de la matriz (colgeno, osteocalcina, osteonectina), son basfilos, pues, y se encuentran en los mrgenes, entre la matriz rgida calcificada y el periostio. Se transforman en la madurez en osteocitos. Osteocitos: menor actividad de sntesis, se alojan en lagunas de la matriz rgida, son ovoides con proyecciones citoplasmticas que conectan con otras clulas mediante uniones GAP. Osteoclastos: grandes clulas multinucleadas con abundantes lisosomas, localizadas en los mrgenes de la matriz mineralizada y encargadas de la osteolisis, adems de tener actividad fagoctica. 11.3.2 S