MEDICINA GENOMICA. QBP Karol Carrillo Sánchez INMEGEN

Transcripción

1 MEDICINA GENOMICA QBP Karol Carrillo Sánchez INMEGEN 3 febrero 2009

2 LA CELULA Unidad mínima capaz de actuar de manera autónoma Unicelulares Pluricelulares Carácterísticas generales Tamaño: Forma:

3 Células eucariotas y procariotas EUCARIOTA Griego eu: verdadero; Griego karyon: núcleo DNA rodeado por envoltura nuclear Organelos membranales µm Protozoos, plantas y animales Latin pro: antes PROCARIOTA Griego karyon: núcleo Carecen de núcleo rodeado por membrana No organelos rodeados por membranas 1-5 µm Bacterias y cianobacterias

4 Células eucariotas y procariotas

5 Células eucariotas y procariotas

6 Infección por eucariota o procariota?

7 Células eucariotas y procariotas Diferencias en aspecto y función Similitudes DNA dirige la actividad de la célula, reproducción y herencia Metabolismo Moléculas Relación evolutiva

8 Bioquímica Bioquímica de la célula: Compleja Dominada por compuestos de carbono Reacciones en solución acuosa y temperaturas Coordinadas por polímeros de gran tamaño

9 Sistemas de Clasificación

10 Sistemas de Clasificación

11 Sistemas de Clasificación

12 Célula eucariota

13 Membrana Plasmática

14 Estructura de las membranas Bicapa lipídica Grosor 5 nm Mosaico fluido: inmersas varias proteínas Asimétrica Estructura cuasi-fluida: movimientos de traslación Uniones no covalentes

15 Estructura de las membranas Molécula primaria: Fosfolípido Cabeza polar hidrofílica: Fosfato Colas no polares hidrofóbicas: Ac graso Anfipáticas

16 Estructura de la membrana plasmática Molécula primaria: Fosfolípido Cabeza polar hidrofílica: Fosfato Colas no polares hidrofóbicas: Ac graso Anfipáticas Disposición de fosfolípidos Hidrofóbica al interior: de la estructura Hidrofílica al exterior: Medio acuoso 50% de las membranas Doble capa lipídica

17 Estructura de la membrana plasmática Colesterol Embebido en área hidrofóbica Estabilidad de la membrana Contribuye con la fluidez Evita que las colas se empaqueten Células vegetales y bacterias no contienen colesterol

18 Estructura de la membrana plasmática Proteínas Integrales: Tienen uno o mas segmentos que atraviesan la bicapa lipídica Periféricas: No atraviesan la bicapa No están fijas en un lugar de la membrana tienen desplazamiento lateral Mosaico fluido

19 Proteínas de Membrana

20 Estructura de la membrana plasmática

21 Estructura de la membrana plasmática Glicolípidos Superficie externa de la membrana Colas hidrofóbicas embebidas en la región interna de la membrana Cabezas localizadas al exterior Glicoproteínas Superficie externa de la membrana Moléculas de reconocimiento celular

22 Modelo fluido de la membrana 1966 por S.J Singer y G.L. Nicholson: Fosfolípidos, glicolípidos y colesterol Originan una matriz donde se anclan las proteínas

23 Membrana Plasmática Funciones Aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo Regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior celular Comunicación intercelular Compartimentos adicionales que delimitan ambientes únicos en los que se llevan a cabo funciones altamente específicas

24 Funciones de la membrana plasmática Regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior celular Barrera semipermeable: permite paso diferencial de moléculas y mantiene la mayor parte de las moléculas producidas dentro de la célula. Transporte pasivo: No se requiere de energía Difusión: movimiento neto de una sustancia de un área de mayor concentración a una de baja concentración. N 2, O 2, CO 2. Transporte activo: Se requiere gasto de energía. Bomba de sodio-potasio.

25 Funciones de la membrana plasmática Osmosis Transporte activo Acuaporina

26 Funciones de la membrana plasmática Comunicación intercelular Matriz extracelular: complejo retículo formado por proteínas y CHO s, creando un ambiente especial. Organiza las células en tejidos Colágeno: Proteínas que confieren resistencia y fortaleza a la matriz Proteoglucanos: Confieren viscosidad Fibronectinas: proteínas multiadhesivas, fijan las células a la matriz La matriz extracelular proporciona el medio para que se propaguen las señales del exterior (crecimiento, proliferación, muerte)

27 Funciones de la membrana plasmática Comunicación intercelular Matriz extracelular:

28 Funciones de la membrana plasmática Comunicación intercelular Adhesión intercelular: Interacción entre células mediada por Moléculas de adhesión celular Proteínas integrales Cadherinas: Células similares Depende de Ca +2 Porción citoplásmica a filamentos intermedios Desmosoma

29 Funciones de la membrana plasmática Comunicación intercelular Adhesión intercelular: Interacción entre células mediada por Moléculas de adhesión celular Proteínas integrales Unión a actina Células similares Uniones adherentes

30 Funciones de la membrana plasmática Comunicación intercelular Adhesión intercelular: Interacción entre células mediada por Unión oclusiva Moléculas de adhesión celular Proteínas integrales Ocludina y claudina Unión a citoesqueleto Forman barreras impermeables

31 Funciones de la membrana plasmática Comunicación intercelular Comunicación intercelular: Intercambio entre células mediada por Unión comunicante Semicanales de transmembrana Permiten el paso de moléculas entre las células Gap junctions

32 Membrana Plasmática Funciones Aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo Regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior celular Comunicación intercelular Compartimentos adicionales que delimitan ambientes únicos en los que se llevan a cabo funciones altamente específicas 1. Núcleo 2. Retículo endoplásmico 3. Aparato de Golgi 4. Lisosomas 5. Vacuolas 6. Plástidos

33 Núcleo Presente en eucariotas Rodeado por envoltura nuclear 5 micras diametro Control de actividades celulares Sitio de duplicación DNA Organizaciones División Celular: Cromosomas Interfase: Cromatina

34 Componentes del Núcleo interfásico

35 Núcleo Cromatina: Compuesta por DNA, proteínas y poco RNA Nucleoplasma: Jugo nuclear, casi líquido

36 Núcleo Cromatina: Compuesta por DNA, proteínas y poco RNA Heterocromatina: Condensada, no activa, abundante en células en reposo. Transcripcionalmente inactiva Eucromatina: Filamentos delicados, mas abundante en células activas, en transcripción Nucleoplasma: Jugo nuclear, casi líquido

37 Núcleo

38 Núcleo Envoltura nuclear Doble membrana que rodea al núcleo Posee poros Mantiene la estructura: DNA cromosomas replica y expresa

39 Núcleo Lamina Debajo de membrana interna Filamentos que rodean al núcleo, excepto en los poros nucleares Filamentos intermedios (laminares) Involucrados en la organización funcional del núcleo Jugan un papel importante en el ensamble y desensamble del núcleo después de la mitosis

40 Lámina Núcleo

41 Núcleo Poros nucleares Regulan selectivamente entrada y salida de moléculas hacia el núcleo Complejo de poro nuclear Restringe la libre difusión de moléculas (superior 9nm) Moleculas de hasta 25nm Transportadas Señal de exportación Señal de importación

42 Núcleo Poros nucleares Regulan selectivamente entrada y salida de moléculas hacia el núcleo Complejo de poro nuclear

43 Núcleo Complejo del poro nuclear Diametro efectivo 10 nm Los ribosomas no pueden entrar Síntesis de proteínas se lleva a cabo en citoplasma

44 Núcleo Transporte nuclear Regula transducción de señales, progesión de ciclo celular y apoptósis Señales: Señal de localización nuclear (NLS) lisina, arginina y prolina Señal de exportación nuclear (NES) El poro se puede dilatar hasta 26nm con la señal apropiada

45 Núcleo

46 Núcleo

47 Nucleolo Síntesis y procesamiento de rrna Varios cromosomas transcriben rrna Pars fibrosa Subunidades ribosomales Pars granulosa Transportadas hacia fuera Por separado Ribosoma ensamblado no entra al núcleo

48 Retículo Endoplásmico Estructura Red de sacos aplanados Tubos y canales interconectados Función Síntesis de proteínas Transporte Tipos de RE RE rugoso RE liso

49 Retículo Endoplásmico RE Rugoso Localizado en citoplasma Ribosomas adheridos Conectado a la envoltura nuclear Poros mrna Síntesis de proteínas

50 Ribosomas

51 Ribosomas

52 RE liso No tiene ribosomas Síntesis hormonas esteroideas Transporte Retículo Endoplásmico

53 Aparato de Golgi Estructura Sacos aplanados Limitados por membrana Apilados de forma laxa Formación lisosomas primarios Modifica proteínas

54 Aparato de Golgi

55 Lisosomas Griego lys:aflojamiento y soma: cuerpo Estructura Vesículas Provenientes del AG Contienen enzimas hidrolíticas Función Intervienen en la ruptura de Materiales extracelulares

56 Tráfico de vesículas

57 Vesículas y Vacuolas Función Transporte y liberación de productos hacia el exterior Transporte hacia el interior celular Endocitosis Fagocitosis: pseudópodos Partículas sólidas Digeridos por los lisosomas. Macrófagos

58 Vesículas y Vacuolas Endocitosis Pinocitosis: Transportar líquidos Repliega la membrana Vesícula pinocítica Endocitosis mediada por receptor: Ligando-receptor Invaginación Fusión con lisosomas Reciclaje de receptores

59 Mitocondrias Estructura Forma alargada u oval Doble membrana Contienen su propio DNA Función Productora de energía Consumo de Oxigeno Producción de CO 2 Eucariotas, aerobios O 2 Extraer Energia de los alimentos

60 Mitocondrias Estructura Posee 2 membranas Interna: Crestas mitocondriales Externa: Porinas Matriz: Espacio intermembrana:

61 Mitocondrias Estructura Posee 2 membranas Interna: Reacciones de oxidación y cadena respiratoria ATP Sintasa (13 veces mas alta que citosol) Proteínas de transporte Matriz: Producción de ATP, mdna, RNA, enzimas Oxidación de Piruvato y Ac grasos. Ciclo Ac Cítrico Espacio intermembrana: Fosforilación oxidativa

62 Mitocondrias Poseen su propio DNA Teoria de endosimbiosis: Lynn Margulis 1980 Un organismo eucariota fagocitó a un pequeño procariota hace 1500 a 700 millones de años. No hubo proceso de digestión, ocurrió un tipo de simbiosis conocida Como mutualismo, en la cual ambos organismos resultan beneficiados. Eucariota: ganó un excedente de ATP provisto por la promitocondria Procariota: ambiente estable y nutritivo. Relación estrecha, la célula no puede vivir sin mitocondrias

63 Plástidos Cloroplastos: Fotosíntesis en eucariotas Leucoplastos: Tienen reservas de almidón, proteínas o aceite Cromoplastos: Almacenan pigmentos

64 Cloroplastos Estructura Sacos membranosos: tilacoides Estroma Contienen clorofila y carotenoides Células de plantas y algas

65 Cloroplastos Teoria endosimbiótica Eucariota: excedente de azúcar Función Utiliza energía de la luz solar para activar la síntesis de carbohidratos altos en energía, y liberación de O 2

66 Citoplasma

67 Citoplasma Material comprendido entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear. Agua, iones disueltos, moléculas pequeñas y macromoléculas solubles en agua Se producen funciones muy relevantes como mantenimiento celular, primeras etapas de descomposición de nutrientes y síntesis de moléculas

68 Citoesqueleto Funciones Mantiene la forma de la célula Ancla los organelos en su lugar Involucrado en crecimiento y movilidad celular Muy dinámico Estructura Microtúbulos Microfilamentos Filamentos intermedios

69 Citoesqueleto Microtúbulos: Mantienen la forma Intervienen en la división celular Intervienen en movimiento de vesículas Contienen tubulina componente de Cilios y flagelos

70 Citoesqueleto Microfilamentos Formados por actina Mas pequeños que microtúbulos Involucrados en motilidad Involucrados en división Filamentos intermedios Intervienen en la estructura de membrana nuclear Asocian con microtúbulos En conjunto distribuye y equilibra las tensiones mecánicas Integridad tensional

71 Citoesqueleto Microfilamentos Formados por actina Mas pequeños que microtúbulos Involucrados en motilidad Involucrados en división Filamentos intermedios Intervienen en la estructura de membrana nuclear Asocian con microtúbulos

72 Citoesqueleto En conjunto distribuye y equilibra las tensiones mecánicas Integridad tensional

73 Citoesqueleto

74 Citoesqueleto

75 Citoesqueleto

76 Citoesqueleto EPEC

77 Cilios Cilios tienen una estructura de 9+2 Cilios son mas cortos que flagelos

78 Cilios Pulmón Epitelio Nasal

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