Biocel T1-T5

Qué es un ser vivo

Aquel que tiene una célula con la capacidad de hacer copias de sí misma.
Ningún virus es capaz de copiarse a sí mismo

Qué es una célula?

Unidad limitada por una membrana que alberga en su interior una solución acuosa de compuestos químicos y que tiene la capacidad para crecer y para crear copias de sí misma dividiéndose en dos células.

- La célula es la forma de vida más simple.

¿Qué es un virus? ¿Es una forma de vida?

Los virus son paquetes acelulares de material genético envueltos por proteínas.

- No son capaces de reproducirse por sí mismos.

- Son “zombis químicos”.

¿Todas las células son iguales?

Evidentemente no son iguales en los detalles, pero sí se parecen en lo esencial.

Todas las células están compuestas por las mismas clases de moléculas que

realizan los mismos tipos de reacciones químicas.

Todas las células codifican su información genética de igual manera

Quién descubrió la célula

Robert Hooke.

Estableció que todos los seres vivos estaban constituidos por células.

La célula

1. La célula es la unidad estructural de la materia viva

2. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas.

3. la célula es la unidad fisiológica de la vida.

4. la célula también es la unidad genética de la vida

que alcanza a ver la microscopia electrónica

resoluciones de décimas de nanómetros

Preparación de muestras para la microscopía

• FIjación

• Inclusión y corte

• Tinción, (en microscopía electrónica contrastado)

• Análisis microscópico

Microscopía óptica convencional

• Iluminación diascópica (la que la fuente de luz se sitúa detrás o debajo de la muestra)

• Aumentos = a. objetivo x a. ocular

• La resolución del microscopio depende de la apertura numérica de las lentes

• La luz atraviesa directamente la muestra y entra al objetivo.

• El fondo aparece claro.

• Las estructuras de la muestra se ven más oscuras porque absorben o desvían parte de la luz.

Qué es el límite de resolución? Y el poder de resolución?

Es la distancia mínima que debe existir entre dos puntos para que el sistema óptico (un microscopio, un telescopio, etc.) los distinga como objetos separados. A menor distancia, (menor límite), mayor es la capacidad del instrumento para mostrar detalles pequeños

Es la capacidad del sistema para mostrar detalles nítidos. A menor distancia entre dos puntos que el sistema logre separar, mayor será su poder de resolución. A mayor poder, mayor detalle

Relación entre el límite de resolución y el poder de resolución

Cuanto menor es el límite de resolución de un sistema óptico, mayor es su poder de resolución

Microscopía óptica convencional vs campo oscuro

Funcionan al revés

Microscopía óptica convencional (campo claro)

• La luz atraviesa directamente la muestra y entra al objetivo.

• El fondo aparece claro.

• Las estructuras de la muestra se ven más oscuras porque absorben o desvían parte de la luz.

Microscopía de campo oscuro

Se coloca un condensador especial que impide que la luz directa entre al objetivo.

Por eso:

• La luz que no choca con nada de la muestra sigue recta y no entra al objetivo.

• La luz que sí choca con estructuras de la muestra se desvía (se refracta o dispersa) y entonces sí entra al objetivo.

• El fondo aparece negro.

• Solo se ven iluminadas las estructuras que han desviado la luz.

Microscopía de contraste de fases

La microscopía de contraste de fases aprovecha los cambios de fase que experimenta la luz al atravesar estructuras celulares con distinto índice de refracción y los transforma en diferencias de intensidad luminosa visibles, permitiendo observar células vivas sin teñir.

Microscopía de interferencia diferencial

Utiliza luz polarizada

• Divide el haz luminoso en dos haces muy próximos.

• Ambos atraviesan zonas ligeramente diferentes de la muestra.

• Al reunirse, generan interferencias que dependen de las diferencias de grosor e índice de refracción.

• Una imagen muy nítida.

• Sensación de relieve o pseudotridimensionalidad.

• Muy útil para observar células vivas

Microscopía de fluorescencia

- En algunos materiales (fluorocromos), al incidir un fotón de luz de una determinada longitud de onda puede chocar con un electrón de un átomo y excitarlo.

- Ese electrón excitado es enviado a un nivel energético superior.

- Al volver ese electrón a su nivel original de menor energía, la diferencia energética del salto se emite en forma de luz de una longitud de onda mayor (Fluorescencia).

Microscopía confocal

Iluminación epicoscópica (técnica óptica en la que la muestra es iluminada desde arriba o desde el mismo lado por el que se observa)

La fuente de alimentación es un láser

Introduce elementos novedosos como 2 diafragmas (pinholes)

Microscopía multifotón

Normalmente:

• Un fluorocromo absorbe un fotón energético.

En multifotón:

• Absorbe simultáneamente dos fotones de menor energía.

• Esto requiere láseres muy potentes.

¿Qué ventaja tiene?

• Menor daño celular.

• Menor toxicidad.

• Ideal para estudiar tejidos vivos profundos.

Microscopía electrónica de transmisión: cortes ultrafinos, criofractura y tinción negativa

Sustituye la luz por un haz de electrones

Resolución muchísimo mayor que la óptica

La microscopía electrónica de transmisión utiliza un haz de electrones que atraviesa cortes ultrafinos de la muestra, permitiendo observar la ultraestructura celular con resolución nanométrica.

Microscopia electrónica de criofractura

Microscopía electrónica de tinción negativa

Microscopía electrónica de barrido

Métodos de estudio en biología celular

Microscopía

División subcelular por ultracentrifugación

División subcelular por centrifugación en un gradiente de densidad

Cultivos

Inyecciones intracelulares

Creación de animales transgénicos (sobreexpresión de un gen) y ratones

Knock-out (eliminación de un gen)

Creación de plantas transgénicas (sobreexpresión o eliminación de un gen)

Técnicas inmunocitoquímicas

En la técnica de división subcelular por ultracentrifugación, que es lo que antes irá al fondo?

El núcleo ya que cuanto más grande es la estructura, menos velocidad de centrifugación necesita para ir al fondo.

Pueden ocurrir la transcripción y la traducción de forma simultánea en algunos organismos?

Sí, en procariotas por ejemplo al no tener un núcleo que separe el material genético del resto

Por qué los virus de ARN se replican más rápido que los de ADN?

Porque el ARN no tiene procesos de corrección

Cuál es el fosfolípido más abundante?

Fosfatidilcolina

Por qué tienen todas las membranas una estructura común en forma de bicapa lipídica?

Porque están compuestas por fosfolípidos y estos son moléculas anfipáticas, determinando este carácter anfipático su ordenacion particular en soluciones acuosas

Cuánto % de la membrana plasmática representan los lípidos? Y los fosfolípidos?

El 50%
Más del 60% de los lípidos

Tipos de lípidos

Fosfatidilcolina

Fosfatidilserina

Fosfatidil etanolamina

Fosfatidil inositol

Esfingomielina

Colesterol

Si hay menos enlaces insaturados la membrana es más pequeña V/F

Falso

Si hay menos enlaces insaturados la membrana es más grande

Cuando una membrana es más fluida es más permeable

Cuanto más rígida más impermeable V/F

Verdadero

Colas más largas, más fluidez V/F

Falso

Colas más largas, más rigidez

Mayor número de enlaces insaturados, mayor fluidez

Verdadero

A mayor temperatura, mayor fluidez

Verdadero

translocadores de fosfolípidos responsables de la asimetría de la membrana lipídica

Flipasas, escramblasas (Enzimas mezcladoras de fosfolípidos en el REL pero también en la membrana plasmática

En células apoptóticas tienen la función de sacar las fofatildiserina para que fueran reconocidas por los macrófagos)

Cúal es el lípido presente en la hemimembrana citoplasmática de la bicapa el cual su carga neta es (-)?

La fosfatidilserina.
Hay un equilibrio de cargas en los tres, habiendo un balance de cargas pero en la fosfatidilserina no hay un equilibrio, el balance neto de cargas es negativo

Es una señal para que los macrrófagos fagociten a ese fosfolípido, por ello está en la membrana interna, para estar protegida

Si estuviese fuera, la carga negativa quedaría por fuera y los macrófagos lo fagocitarían. En la apoptosis se pierde esa asimetría de forma que la membrana

colocaría la fosfatidilserina por fuera con su carga negativa para que acabaran con ella

Cómo es la distribución de los fosfolípidos en la membrana plasmática

Asimétríca

Qué lípido altera la rigidez de la membrana, influye en la permeabilidad y, x tanto, tiene efecto tamponador?

Colesterol

+ A temperaturas altas disminuye la fluidez y permeabilidad.

+ A temperaturas bajas, aumenta la fluidez y evita la cristalización.

Glucolípidos cuáles son y dónde están

- Cerebrósidos (galactocerebrósidos y glucocerebrósidos) y gangliósidos

- Sólo se localizan en la cara exterior de la membrana plasmática. Nunca en la citoplasmática.

La distribución de lípidos en la membrana plasmática es totalmente aleatoria V/F

Falso

Se forman “balsas lipídicas” de tamaño variable (10-200 nm).

Cuánta cantidad de proteínas en % hay en la membrana

50%

Qué tipos de proteínas se encuentran en la bicapa lipídica?

Integrales:
1. Proteínas transmembrana.

2. Proteínas asociadas a la cara citoplasmática de la membrana plasmática.

3. Proteínas unidas a lípidos de la membrana plasmática por enlaces covalentes.

Periféricas:

4. Proteínas que están unidas a proteínas transmembrana (enlaces no covalentes).

aa hidrófobos (apolares)

(AVLIPMFT)

alamina

valina

leucina

Isoleucina

Prolina

Metionina

Felinananina

Triptófano

Algunas células, además de presentar la bicapa lipídica tienen debajo otra capa que es una red de proteínas que les da resistencia y flexibilidad (corteza celular)

Pon un ejemplo

Eritrocitos

Por qué proteínas está compuesta la corteza celular?

Actinas, espectrinas, proteínas de anclaje y proteínas transmembrana

Cómo se llaman los polisacáridos unidos a proteínas?

Proteoglicanos

Nombre de oligosacáridos unidos a lípidos

Glucolípidos

Nombre de oligosacáridos unidos a proteínas

Glucoproteínas

El glucocálix es una capa básica, es igual en todas las células V/F

Falso
El glucocalix para una célula es como una huella dactilar para nosotros

Es necesario que las otras células tengan un sistema capaz de leer la información codificada de ese glucocalix

Glucocálix

Fina capa o cubierta rica en carbohidratos que recubre la superficie externa de la membrana plasmática de células animales y bacterias
Formado principalmente por: glucoproteínas, glucolípidos y proteoglicanos

Dominios de algunas proteínas especializados en reconocer secuencias específicas de oligosacáridos de la membrana plasmática

lectinas

Hay ______ unidos a __________ y __________ de la membrana plasmática

de los eritrocitos humanos que son los responsables de los grupos sanguíneos.

Oligosacáridos, glucoproteínas y glucolípidos

Modelo trilaminar:

Lámina externa de proteínas

Lámina intermedia de lípidos

Lámina interna de proteínas

Falso

Modelo del mosaico fluido (Singer y Nicolson):

Bicapa lipídica

Proteínas insertadas en la bicapa lipídica

Lípidos y proteínas presentan movilidad lateral

La membrana es un fluido bidimensional

Verdadero

La movilidad de las proteínas dentro del “mosaico fluido” puede estar limitada por _____

Pueden estar ancladas a la “corteza celular”, Pueden estar ancladas a la matriz extracelular, pueden estar ancladas a proteínas de la superficie de otras células, puede haber barreras

de difusión y pueden estar ancladas a balsas lipídicas

El transporte activo va desde un sitio de menor concentración a uno de mayor y se realiza con canales

NOOOOO. FALSO
Es mediante proteínas transportadoras (bombas), nunca es mediante canales

La concentración de Na+ es mayor en el interior o en el exterior de la membrana

En el exterior

La concentración de K+ es mayor en el _____

Interior de la membrana

La concentración de cloro es mayor en el exterior o en el interior de la membrana?

Exterior

son tipos de transporte acoplado, donde una proteína mueve dos sustancias a la vez a través de la membrana.

simporte y antiporte

Diferencias simples entre uniporte, simporte y antiporte

Tipo	Dirección de las sustancias	Ejemplo
Uniporte	Una sola sustancia	GLUT (glucosa)
Simporte	Dos sustancias, misma dirección	Na⁺/glucosa (SGLT)
Antiporte	Dos sustancias, direcciones opuestas	Bomba Na⁺/K⁺, intercambiador Na⁺/Ca²⁺

Qué tipos de energía puede utilizar el transporte activo?

ATP, luz y gradiente de otro sustrato (transporte acoplado)

El gradiente de otro sustrato no es más que si por ejemplo un ión Na+ se va a transportar de donde hay más cantidad a donde hay menos (a favor de gradiente), se utilice esa energía que el tiene de forma “natural” para introducir otro ión en contra de su gradiente

Transporte pasivo: Para las moléculas con carga, la dirección del transporte la determina el gradiente de concentración y el potencial de membrana.
A qué se refiere esto?

Exterior: mucho Na+

Interior: poco Na+

Exterior: +

Interior: -

• El gradiente de concentración empuja al Na⁺ hacia dentro.

• El potencial eléctrico también lo atrae hacia dentro.
  
  El flujo de un ion a través de la membrana está marcado por su gradiente electroquímico (gradiente de concentración y del potencial de membrana)

A diferencia de las moléculas con carga, las moléculas sin carga en el transporte pasivo…

La dirección del transporte solo depende del gradiente de concentración

La combinación de gradiente químico (de concentración) y eléctrico (de carga) se conoce

como

GRADIENTE ELECTROQUÍMICO

En el transporte activo solo pasan moléculas cargadas V/F

F
Una molécula cargada o no cargada puede ser transportada activamente; lo que define al transporte activo es que se mueve contra su gradiente y necesita una fuente de energía.

proteína que actúa como una bomba de protones impulsada por la luz

bacteriorrodopsina

Pigmento que le confiere el color púrpura a la bacteriorrodopsina y que absorbe un fotón de la luz solar cambiando la conformación de la proteína para crear un flujo de protones hacia el exterior

retinal

Transporte activo utilizando la hidrólisis de ATP.

Bomba Na+ K+

Muy rápidos y siempre pasivos

Canales

1000 veces + rápidos que los transportadores

Los transportadores transportan moléculas sin carga y los canales con carga

FALSO

Ambos transportan moléculas con o sin carga, la diferencia radica en cómo lo hacen

Un canal es como un túnel que atraviesa la membrana.

Cuando está abierto, las partículas pasan a través de él.

Los transportadores funcionan como una puerta giratoria o ascensor.

1. La molécula se une.

2. La proteína cambia de forma.

3. La molécula sale al otro lado.

Todos estos transportes ocurren solo en la membrana plasmática

FALSO

Ocurre en cualquier membrana biológica.

Cómo se sabe todo esto de los canales?

Por algunas técnicas como patch-clama

Enfermedad autoinmune que produce la desmielinización de las fibras nerviosas

Esclerosis múltiple

El núcelo y la membrana plasmática se distinguen con el microscopio óptico?

El núcelo sí, la membrana no (solo con el electrónico)

Con qué colorantes puede teñirse el núcelo

ADN y ARN → carga negativa → atraen colorantes básicos → hematoxilina → azul

azul de toluidina, violeta de cresilo, rojo neutro, safranina, etc.

Proteínas citoplasmáticas → atraen colorantes ácidos → eosina → rosa.

Qué ventajas supone la aparición del núcleo

Al estar transcripción y traducción en compartimentos distintos:
A nivel transcripcional: mecanismos de control de expresión de los genes
A nivel traduccional: puede regular las modificaciones post-transcripcionales

del ARNm y ejercer con ello un control exhaustivo de la expresión génica

tiene continuidad con el lumen del retículo endoplasmático rugoso

espacio perinuclear

tiene proteínas que la anclan a un entramado de elementos

del citoesqueleto que constituyen la “lámina nuclear”

membrana nuclear interna

Composición lámina nuclear

Laminas, dímeros, polímeros, filamentos y finalmente se ensamblan entre ellos para formar la red de filamentos que consituye la lámina nuclear

La lámina nuclear se une a la cromatina a través de

Algunas histonas y otras proteínas

La lámina nuclear se une con la membrana nuclear interna a través de algunas proteínas

integrales de membrana:

emerina, receptor de lamina B y otras: MAN1, SUN, LAP1 y 2

Cúal es la proteína responsable de la distrofia muscular de Emery-Dreifuss y que es

La emerina es una proteína integral de membrana que permite la unión de la lámina nuclear con la membrana nuclear interna, esta enfermedad está producida por mutaciones en el gen que codifica para la “emerina”, haciendo el núcleo deforme y vulnerable a las contracciones musculares, acabando en muerte celular

Al inicio de la mitosis se lleva a cabo la desestructuración de la envuelta nuclear, cómo podemos conseguir eso?

Con la fosforilación de la lámina nuclear

Dónde se unen la membrana nuclear externa e interna?

En los poros nucleares

Citoplasma

|

Membrana externa

================

Espacio perinuclear

----------------

Membrana interna

================

Lámina nuclear

----------------

Nucleoplasma

proteína que participa en el ensamblaje de la cromatina.

Nucleoplasmina

¿Cualquier proteína puede ser transportada al interior del núcleo?

no, se seleccionan aquellas que deban ser transportadas y se les pone una secuencia de señalización que las etiqueta
Ejemplos: nucleoplasmina, antígeno T

Qué son las señalizaciones NLS y NES

NLS: moléculas que deben ser importadas al núcleo

NES: moléculas que deben ser exportadas al citoplasma

Un poro en vertebrados puede estar formado por: 10 tipos de proteínas diferentes, 20, 30 o 40

30

Un complejo de poro está constituido por unas: 30 proteínas, 50, 60, 90, 100

100

Máximo nivel de descondensación de la cromatina

Nucleosomas (11nm)

Cuál es la diferencia entre los dos mecanismos de regulación de importación de factores de transcripción

La única diferencia entre ambos mecanismos es que en el primero una proteína externa es la encargada de tapar la señal NLS y que en el segundo es el propio factor de transcripción que está fosforilado el que la tapa

• NF-κB → la NLS la oculta una proteína inhibidora externa.

• Pho4 → la NLS la oculta el estado de fosforilación del propio factor.

Cromatina condensada

• constitutiva (no se transcribe en ninguna célula)

• facultativa (aparece en algunos momentos y tipos celulares)

Heterocromatina

Cromatina descondensada

Eucromatina

2 técnicas de marcaje del cariotipo humano

Fish (los cromosomas se marcan con fluorocromos)

Giemsa (Las bandas oscuras de cada cromosoma corresponden a regiones con abundancia de pares de nucleótidos A-T y en general a regiones condensadas y menos activas transcripcionalmente)

En qué regiones están los genes que se transcriben

En las regiones de eucromatina

De qué sirve la fosforilación de la ARN polimerasa II por algunos factores de transcripción?

Permite que se unan:
1. Factores de “encapuchamiento”

2. Factores de “corte y empalme” (splicing)

3. Factores de “poliadenilación”.

Encapuchamiento

Se añade al ARNm una capucha en 5’ (es una guanosina

con un grupo metilo unida por un puente trifosfato)

Poliadenilación

Se añade en 3’ una cola de poli-Adenosina (poli-A)

Splicing

Los genes de los eucariotas tienen secuencias codificadoras (exones) y secuencias no codificadoras (intrones).

- Lo intrones son eliminados del ARNm por un procedimiento de “corte y empalme” (splicing).