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Instituto Padre Mario Pantaleo
Cuadernillo Introductorio 2021
Cuadernillo de Anatomía Funcional 2021
1° año Prof. De Educación Física
Contenido por capítulos
1. Teoría de la evolución. Célula Eucariota y Procariota. 2.
Célula Eucariota. Funciones celulares.
3. Membrana celular. Transportes.
4. Organelas celulares, descripción y función.
5. Nivel de organización celular. Desde una célula hasta formar tejidos. 6.
Tejido Epitelial, Conectivo, Muscular y Tejido Nervioso. 7. Planos y ejes en
el cuerpo humano.
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CAPITULO Nº1: Nivel de organización celular UN POCO DE HISTORIA Robert Hooke (1635-1703): naturalista inglés, fue una de las primeras personas en usar un sencillo microscopio construido por el mismo. En el año 1665, realizó observaciones de una delgada lámina de corcho. Ahí pudo observar una estructura similar a un panal de abejas, denominando célula “Celdilla” (Fig. 1) a cada una de las cavidades observadas. En el siglo XIX: Gracias a las mejoras en óptica y al perfeccionamiento de las técnicas de preparación microscópica se pudo estudiar con más detalle a las células, hasta observar las estructuras situadas en su interior. De allí se establecieron los postulados de la Teoría Celular. Enunciados de la Teoría Celular Todos los organismos se encuentran formados por una o más células. La célula es la unidad Funcional y Estructural de todos los seres vivos. Toda célula procede por división de otra ya existente. El material hereditario conteniendo las características genéticas de una célula, pasa de la célula madre a la hija. La teoría celular contribuye al conocimiento de las células que componen a los organismos. Pero, más allá de esto, resulta de fundamental importancia, ya que, a partir de ese conocimiento, permite re pensar las ideas que tienen sobre todos los seres vivos que conformar el objeto de estudio de la biología. La teoría celular es también una poderosa evidencia de la existencia de un ancestro común a todos los seres vivos.
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Célula Vegetal Las células eucariotas (Fig. 3 y 4) son organismos cuyas células poseen un sistema de endomembranas (membranas internas) muy desarrollado. Estas membranas internas forman y delimitan organelas donde se llevan a cabo numerosos procesos celulares. De hecho él más sobresaliente de estos organelos es el núcleo , donde se localiza el ADN. Justamente, el término eucarionte, significa núcleo verdadero (eu: verdadero, carion: núcleo). Las células eucariontes, poseen diversos compartimentos internos, rodeados por membranas. De esta forma es más eficiente reunir a los sustratos y sus enzimas, en una pequeña parte del volumen celular total. Además de conseguirse una mayor velocidad, las membranas favorecen la aparición de estructuras reguladoras que orientan el flujo de moléculas y su posterior conversión en otros productos. Ciertos procesos como la fotosíntesis y la cadena respiratoria están altamente organizados gracias a la localización de las enzimas en diferentes estructuras de membrana. Por otra parte, las membranas también impiden la aparición de sustratos en forma inespecífica en distintas regiones de la célula, ya que actúan como barrera selectiva. En cuanto al tamaño, podemos decir que en promedio una célula eucarionte es diez veces mayor que una célula procarionte. En cuanto al material genético, podemos decir que el ADN eucariota posee una organización mucho más compleja que el ADN procarionte.
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ESTRUCTURA DE LAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS
Un pequeño resumen donde comparamos las Células CÉLULA PROCARIOTA CÉLULA EUCARIOTA No existe un núcleo diferenciado. ADN localizado ADN localizado en el interior de un núcleo en una región de la célula llamada nucleoide , no diferenciado, rodeado por una membrana. rodeada por una membrana.. Material genético: varias moléculas de ADN Material genético: una sola molécula de ADN bicatenario y lineal asociado a proteínas (histonas) bicatenario y circular, no asociado a proteínas. formando los cromosomas. Células pequeñas 1-10 μm Por lo general células grandes, (10-100 μm), Presencia de diferentes orgánulos con funciones No hay orgánulos (salvo los ribosomas) y la célula celulares concretas y de sistemas de membranas no presenta compartimentos internos. internos que crean compartimentos en la célula. Paredes celulares de peptidoglucanoParedes celulares (sólo las células vegetales) compuestas de celulosa Flagelos simples formados por flagelina (proteína)Flagelos complejos formados por tubulina y otras proteínas Ausencia de mitocondrias: las enzimas necesarias para la espiración celular están asociadas a la Las enzimas están en las mitocondrias membrana plasmática Ausencia de cloroplastos: las enzimas necesarias Las enzimas están en los cloroplastos para la fotosíntesis están asociadas a la membrana (sólo las células vegetales) plasmática Membranas celulares sin colesterol Membranas celulares con colesterol CAPITULO Nº2: Célula eucariota. Funciones celulares LA CÉLULA ES UNIDAD FUNCIONAL y ESTRUCTURAL DE LOS SERES VIVOS
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b. Las moléculas grandes pueden ser incorporadas por:
- Pinocitosis (Líquido): Fig.7.a
- Fagocitosis (Sólidas): La sustancia es envuelta en una porción de la membrana que se desprende en una vacuola (Fig. 7b)
- Digestión de sustancias
Fig.8: Las sustancias son digeridas en los Lisosomas por las enzimas digestivas 7
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- Utilización de sustancias o metabolismo
- Eliminación de residuos Función de Relación Es la capacidad de percibir estímulos y reaccionar a ellos. Los estímulos pueden ser:
- Luminosos
- Químicos
- Mecánicos La respuesta más frecuente es el Movimiento Función de Reproducción
Todas las células de cualquier planta o animal han surgido a partir de una única célula inicial
2. MEIOSIS
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- Reduce el número de cromosomas a la mitad y sólo ocurre durante la formación de los gametos.
- Permite un aumento en la variabilidad en los gametos, produciendo una descendencia de células con la mitad de cromosomas que la célula madre.
Comparación entre Mitosis y Meiosis
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CAPITULO Nº3: Membrana Plasmática. Tipos de transporte a través de la membrana MEMBRANA PLASMATICA La membrana plasmática (Fig.17) es una estructura laminar formada por fosfolípidos (con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas). La membrana engloba a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de éstas. Está compuesta por una lámina que sirve de "contenedor" para el citosol y los distintos
Colesterol El colesterol representa un 23% de los lípidos de membrana. Sus moléculas son pequeñas y más anfipáticas en comparación con otros lípidos. Se dispone con el grupo hidroxilo hacia el exterior de la célula (ya que ese hidroxilo interactúa con el agua). El colesterol es un factor importante en la fluidez y permeabilidad de la membrana ya que ocupa los huecos dejados por otras moléculas. A mayor cantidad de colesterol, menos permeable y fluida es la membrana. En las membranas de las células vegetales son más abundantes los fitoesteroles. Proteínas Las proteínas son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tiene una composición muy específica de proteínas; las membranas intracelulares tienen una elevada proporción de proteínas debido al elevado número de actividades enzimáticas que albergan. En la membrana las proteínas desempeña diversas funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular y adhesión) y enzimas.
Según como se encuentren asociadas a las membranas las proteínas se las clasifica en: 12
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Integrales : Presentan regiones hidrófobas, por las que se pueden asociar al interior de la membrana y regiones hidrófilas que se sitúan hacia el exterior, por consiguiente, son anfipáticas. Algunas de éstas, presentan carbohidratos unidos a ellas covalentemente (glucoproteínas). Periféricas : No presentan regiones hidrófobas, por lo que no pueden entrar al interior de la membrana. Están en la cara interna de esta (en el interior celular). Se separan y unen a esta con facilidad por enlaces de tipo iónico. Glúcidos (Fig. 19) Están en la membrana unidos covalentemente a las proteínas o a los lípidos. Pueden ser polisacáridos u oligosacáridos. Se encuentran en el exterior de la membrana formando el glicocalix. Representan el 8% del peso seco de la membrana plasmática. Sus funciones principales son dar soporte a la membrana y el reconocimiento celular (colaboran en la identificación de las señales químicas de la célula).
Transporte En biología celular se denomina transporte de membrana al conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, como iones y pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas. Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana, una característica de las membranas celulares que las acredita como agentes de separación específica de sustancias de distinta índole química; es decir, la posibilidad de permitir la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de otras. Los movimientos de casi todos los solutos a través de la membrana están mediados por proteínas transportadoras de membrana, más o menos especializadas en el transporte de moléculas concretas. Puesto que la diversidad y fisiología de las distintas células de un organismo está relacionada en buena medida con su capacidad de captar unos u otros elementos externos, se postula que debe existir un acervo de proteínas transportadoras específico para cada tipo celular y para cada momento fisiológico determinado; dicha expresión diferencial se encuentra regulada mediante: la transcripción diferencial de los genes codificantes para esas proteínas y su traducción, es decir, mediante los mecanismos genético-moleculares, pero también a nivel de la biología celular: dichas proteínas pueden requerir de activación mediada por rutas de señalización celular, activación a nivel bioquímico o, incluso, de localización en vesículas del citoplasma.
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Mecanismos de transporte Podemos encontrar dos tipos de transporte:
- Transporte pasivo : no se requiere que la célula gaste energía. Entre los ejemplos de este tipo de transporte se incluyen la difusión de oxígeno y anhídrido carbónico, la ósmosis del agua y la difusión facilitada.
- Transporte activo: requiere por parte de la célula un gasto de energía que usualmente se da en la forma de consumo de ATP. Ejemplos del mismo son el transporte de moléculas de gran tamaño (no solubles en lípidos) y la bomba sodio-potasio.
- Transporte pasivo (fig 20) Difusión Simple La difusión simple a través de la membrana lipídica muestra una cinética de no saturación, esto es, que, puesto que la tasa neta de entrada está determinada sólo por la diferencia en el número de
osmosis es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable.
- Transporte Activo: Cuando las células necesitan transportan sustancias en contra de un gradiente de concentración y que requiere un gasto adicional de energía que usualmente se da en forma de ATP. En la mayoría de los casos este transporte (que supone un trabajo osmótico) se realiza: Se define transporte activo primario como aquél que hidroliza ATP de forma directa para transportar el compuesto en cuestión, y transporte activo secundario como aquél que utiliza la energía almacenada en un gradiente electroquímico. El descubrimiento de la existencia de este tipo de transportadores se produjo al estudiar cinéticamente la transferencia de moléculas a través de las membranas: para algunos solutos, se observó que la velocidad de entrada alcanza una meseta a partir de cierta concentración externa a partir de la cual no se produce un incremento significativo de velocidad de captación, esto es, surge una respuesta tipo curva logística. Bombas Una bomba (Fig) es una proteína que hidroliza ATP para transportar a través de una membrana un determinado soluto a fin de generar un gradiente electroquímico que confiera unas características de potencial a ésta. Una de las bombas de mayor relevancia en células animales es la bomba sodio-potasio, que opera mediante el mecanismo siguiente:
- Unión de tres Na+^ a sus sitios activos.
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- Fosforilación de la cara citoplasmática de la bomba que induce a un cambio de conformación en la proteína. Esta fosforilación se produce por la transferencia del grupo terminal del ATP a un residuo de ácido aspártico de la proteína.
- El cambio de conformación hace que el Na+^ sea liberado al exterior.
- Una vez liberado el Na+, se unen dos moléculas de K+^ a sus respectivos sitios de unión de la cara extracelular de la proteína.
- La proteína se desfosforila produciéndose un cambio conformacional de esta, lo que produce una transferencia de los iones de K+^ al citosol.
Transporte pasivo vs activo CAPITULO Nº4: Organelas celulares, descripción y función
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Niveles de organización Los niveles son todos aquellos tipos de organización de la naturaleza, estos van desde el más simple al más complejo. Estos son los niveles de organización. Desde el punto de vista viviente se puede considerar los siguientes niveles: células, tejido, órgano, sistema, individuo, población, comunidad, ecosistema, biosfera. Célula : unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos. Tejidos: agrupación de células iguales que realizan una función especializada, vital para el organismo. Cada tejido realiza una función propia. Órgano : parte diferenciable del organismo, con forma, ubicación y función definidas. Los órganos suelen estar compuestos por varios tejidos distintos. Sólo la cooperación de todos los órganos hace posible el funcionamiento del organismo.
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Sistema : asociación de órganos organizados que juntos cumplen funciones importantes para el organismo.
Individuo : ser vivo formado por un conjunto de células organizadas en tejidos, órganos y sistemas, que está capacitado para realizar individualmente intercambios de materia y energía con el medio ambiente, y para formar réplicas de sí mismo(reproducción). Representa la cima de la organización biológica y constituye el punto de partida de los niveles ecológicos. Comunidad : Podría definirse como el conjunto de poblaciones biológicas que comparten un área determinada y coinciden en el tiempo. Ecosistema : sistema dinámico relativamente autónomo formado por comunidades naturales y su medio ambiente físico. Tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos. Biosfera : es el conjunto de ecosistemas complejos que engloban, en conjunto, todos los organismos vivos del planeta. Esta perspectiva única de la Tierra permite apreciar la inmensidad y complejidad de la biosfera terrestre. Es el último de los niveles de organización. TEJIDOS Concepto y definición: Las células que ejercen una misma función, generalmente no quedan aisladas, sino que se agrupan constituyendo un tejido, el cual se define: un conjunto de células semejantes que se asocian para desempeñar una función común. Clasificación: las células mas o menos transformadas son, desde luego, los elementos fundamentales, pero no únicos de los tejidos, pues existen otros elementos, escasos o abundantes y de naturaleza variada, que constituyen la sustancia intercelular. Para clasificar los tejidos se toma en cuenta la forma de las células, la naturaleza y estructura de la sustancia intercelular, y la función que realizan. Una de las clasificaciones más comunes es la siguiente: Los órganos del cuerpo están formados por cuatro clases (Fig. 33 y 34) principales de tejidos:
- Tejido Epitelial.
- Tejido Conjuntivo.
- Tejido Muscular.
- Tejido Nervioso.
