domingo, 31 de octubre de 2010

Modelos de comunicación celular




La existencia de organismos multicelulares, en los que cada una de las células individuales debe cumplir con sus actividades de acuerdo con los requerimientos del organismo como un todo, exige que las células posean un sistema de generación, transmisión, recepción y respuesta de una multitud de señales que las comuniquen e interrelacionen funcionalmente entre sí. Estas señales que permiten que unas células influyan en el comportamiento de otras son fundamentalmente químicas.

Comunicación endocrina

En la comunicación endocrina, las moléculas señalizadoras(hormonas) son secretadas por células endocrinas especializadas y se transportan a través de la circulación, actuando sobre células diana localizadas en lugares alejados del organismo. En los animales se producen más de 50 hormonas distintas por las glándulas endocrinas.
Comunicación paracrina
La comunicación paracrina es la que se produce entre células que se encuentran relativamente cercanas, sin que para ello exista una estructura especializada como es la sinapsis, siendo una comunicación local. La comunicación paracrina se realiza por determinados mensajeros químicos peptídicos como citocinas, factores de crecimiento, neurotrofinas o derivados del ácido araquidónico como prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos. También por histamina y otros aminoácidos. Puro 505 vespertino COBACH San Luis Rio Colorado Sonora, 2010

La comunicación paracrina es la que se realiza cuando se produce una hemorragia por rotura de un vaso sanguíneo, que para producir la hemostasia, intervienen diferentes tipos de células como las células endoteliales, las plaquetas, los fibroblastos, los macrófagos, etc. El mismo tipo de comunicación celular es el que ocurre durante la inflamación local.


Comunicación autocrina
La comunicación autocrina o autocomunicación es la que establece una célula consigo misma. Este tipo de comunicación es el que establece la neurona presináptica al captar ella misma en su receptores celulares, los neurotrasmisores que ha vertido en la sinapsis, para así dejar de secretarlos o recaptarlos para reutilizarlos. Muchas células en crecimiento como las células del embrión o las células cancerosas producen factores de crecimiento y los receptores para esos mismos factores de crecimiento y así perpetuar su proliferación, controlada en el caso del embrión y descontrolada en el caso del cáncer.

Pueden observar unas animaciones sobre el tema en la siguiente pág.

BIBLIOGRAFIA 


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domingo, 24 de octubre de 2010

Mecanismos de transporte a través de la membrana


    ¿Cómo las sustancias atraviesan las membranas?
    Puesto que la membrana plasmática separa el citoplasma del fluido del ambiente extracelular, iniciaremos nuestro estudio del transporte por las membranas con un breve repaso de las características de los fluidos.
    1. Un fluido es un líquido o un gas; es decir, cualquier sustancia que puede moverse o cambiar de forma, en respuesta a fuerzas externas, sin desintegrarse.
    2. La concentración de moléculas en u fluido es el número de moléculas en una unidad de volumen dada.
    3. Un gradiente es una diferencia física entre dos regiones del espacio que hace que se muevan moléculas desde una región a otra. Las moléculas a menudo generan o encuentran  gradientes de concentración, presión y carga eléctrica.
    Para entender cómo los gradientes de concentración influyen en el movimiento de moléculas o iones dentro de un fluido, consideremos la disolución de un cubo  de azúcar en el café, o las moléculas de perfume que se desplazan desde un frasco abierto hacia el aire. Estas sustancias se mueven en respuesta a un gradiente de concentración, una diferencia en la concentración de esas sustancias entre una región y otra.
    ¿Qué causa este movimiento? Las moléculas individuales de un fluido se mueven continuamente, rebotando unas contra otras en direcciones aleatorias. Con el tiempo, estos movimientos aleatorios producen un movimiento neto de las moléculas desde las regiones de alta concentración a las regiones de baja concentración, en el proceso llamadodifusión.
     El movimiento a través de las membranas se efectúa mediante transporte tanto  pasivo como activo
    Hay considerables gradientes de concentración de iones y moléculas entre un lado y otro de la membrana plasmática de todas las células porque el citoplasma celular es un fluido muy distinto al fluido extracelular. En su papel como portero de la célula, la membrana plasmática proporciona dos tipos de  movimiento: transporte pasivo y transporte activo.
Pasivos: Impulsados por la agitación térmica del soluto (difusión) o disolvente (ósmosis). Requieren diferencias de concentración (solutos no cargados) o electroquímicas (iones). Son procesos disipativos que tienden a llevar el sistema a un estado de equilibrio termodinámico.entran o salen sustancias de la célula bajando por el gradiente de concentración. Este movimiento por sí solo no requiere energía, pues los gradientes de concentración proporcionan la energía al potencial que impulsa el movimiento  y controlan la dirección hacia adentro o afuera de la célula. Los lípidos y poros proteicos de la membrana plasmática regulan qué moléculas pueden cruzar, pero no afectan la dirección del movimiento.

Activos: la célula utiliza energía para desplazar sustancias contra el gradiente de concentración. En este caso, las proteínas de transporte sí controlan la dirección del movimiento.
Una analogía útil para entender la diferencia entre el transporte activo y pasivo es un paseo en bicicleta. Si la persona no pedalea, solo puede ir cuesta abajo, como en el transporte pasivo. En cambio, si gasta energía en pedalear, podrá ir también cuasta arriba, como en el transporte activo.




Bibliografia
Pizarro Gallardo Alberto.Membrana y transporte. [vídeo] http://www.youtube.com/watch?v=UpOgVFgjdZI  Tepic Nayarit México [citado el 24 de octubre del 2010]

Instituto químico biológico.Membrana plasmática [virtual] http://www.iqb.es/cbasicas/farma/farma01/sec01/c1_003.htm [citado el 24 de octubre del 2010]

Universidad de Granada.Transporte de nutrientes [virtual] http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/06membrana.htm#_Toc54617740 [citado el 24 de octubre del 2010]

Hipertextos del área de biología. Mecanismos de transporte. [virtual] http://www.biologia.edu.ar/celulamit/transpor.htm [citado el 24 de octubre del 2010]
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domingo, 17 de octubre de 2010

Membrana Celular




Para llevar a cabo las reacciones químicas necesarias en el mantenimiento de la vida, la célula necesita mantener un medio interno apropiado. Esto es posible porque las células se encuentran separadas del mundo exterior por una membrana limitante, la membrana plasmática. Además, la presencia de membranas internas en las células eucariotas proporciona compartimientos adicionales que limitan ambientes únicos en los que se llevan al cabo funciones altamente específicas, necesarias para la supervivencia celular.
La membrana plasmática se encarga de: 

aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo
regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior celular (lo que entra y sale de la célula); 
comunicación intercelular


La mayoría de las células tienen membranas internas además de la membrana plasmática, forman y delimitan compartimentos donde se llevan a a cabo las actividades bioquímicas de la célula. Las restantes membranas también constituyen barreras selectivas para el pasaje de sustancias.

 Funciones de las membranas 

La membrana celular funciona como una barrera semipermeable, permitiendo el paso de pocas moléculas y manteniendo la mayor parte de los productos producidos dentro de ella. 
Protección
Ayudar a la compartimentalización subcelular
Regular el transporte desde y hacia la célula y de los dominios subcelulares
Servir de receptores que reconocen señales de determinadas moléculas y transducirla señal al citoplasma.
Permitir el reconocimiento celular.
Proveer sitios de anclaje para los filamentos del citoesqueleto o los componentes de la matriz extracelular  lo que permite, entre otras, el mantenimiento de la forma celular
Servir de sitio estable para la catálisis enzimática.
Proveer de "puertas" que permitan el pasaje  través de las membranas de diferentes células (gap junctions)
Regular la fusión de la membrana con otra membrana por medio de uniones (junctions) especializadas
Permitir direccionar la motilidad celular

Estructura de las Membranas

La membrana citoplasmática o plasmática es una estructura laminar que engloba a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior. Es semejante además a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas. Es una bicapa lipídica que sirve de "contenedor" para los contenidos de la célula, así como protección mecánica. Está formada principalmente por lípidos y proteínas. Esta barrera presenta una permeabilidad selectiva, lo cual le permite "seleccionar" las moléculas que entran y salen de la célula. Tiene un grosor aproximado de 75 Å. No es visible a microscopio óptico pero si a microscopio electrónico. 

Evaluación de sitios web 


Referencia Bibliográfica 
hipertextos del área de la biología. La Membrana celular [virtual]     http://www.biologia.edu.ar/cel_euca/la_membrana_celular.htm#inicio consultada el día 17 de octubre del 2010.
IES bañaderos. La membrana plasmática [virtual] 
consultada el día 17 de octubre del 2010.
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domingo, 10 de octubre de 2010

TERMODINÁMICA METABÓLICA Y MITOCONDRIA

TERMODINÁMICA METABÓLICA


Termo -calor      Dinámica -Poder. Es el estudio del calor, trabajo, energía, y los cambios que ellos producen en los estados de los sistemas.Es el estudio de la relación de la temperatura con las propiedades macroscópicas y el comportamiento de la materia.


La primera ley de Termodinámica: La energía no se puede crear ni destruir. La energía es conservada en el universo aunque puede cambiar dentro de un sistema. ΔETotal= EFinal-EInicial .  ΔE = q -w
Entalpía (a presión constante)
H = E +PV
ΔH = ΔE + PΔV
ΔH = qpEn
La segunda ley de Termodinámica: Los sistemas proceden de un sistema ordenado a uno desordenado. 
Un proceso ocurre espontáneamente sólo si la suma de las entropías (sistema + alrededores) aumenta (ΔSsist.+ΔSalred. > 0; ΔSTotal> 0)

Energía Libre de Gibbs

Al combinar la 1ra y 2da Ley de Termodinámica
ΔH = q -w; ΔS = q/T
–w = ΔH -TΔS
ΔG = –w
ΔG = ΔH -TΔS


Energía Libre de Gibbs

ΔG = ΔH -TΔS
ΔG: Energía libre
ΔH: Entalpía
ΔS: Entropía
T: Temperatura en K
ΔG = ΔH -TΔS
ΔG < 0 exergónica; libera energía
ΔG > 0 endergónica; absorbe energía
ΔG = 0 está en equilibrio


LAS MITOCONDRIAS 
Las mitocondrias, del griego mito (hilo) y chondros (cartílago), son organelas citoplasmáticas de aspecto filiforme, con un diámetro comprendido entre 0,5 y 1 mm, con funciones que engloban desde el abastecimiento energético –en forma de ATP– a la célula, hasta la regulación citoplasmática de los niveles de segundos mensajeros, como el ión Ca2+ y las especies reactivas del oxígeno (ERO). Su capacidad de asociación a microtúbulos las convierte en orgánulos móviles y plásticos, capaces de desplazarse por el citoplasma y adquirir la morfología y localización celular más adecuadas, para que el aporte energético celular sea lo más eficiente posible.

Estructura
Las mitocondrias presentan una estructura con dos compartimentos bien definidos —matriz y espacio intermembranal— delimitados por dos membranas —interna y externa— con características morfológicas, funcionales y de permeabilidad muy diferentes. La membrana interna se caracteriza morfológicamente por presentar unas invaginaciones (crestas) con multitud de complejos enzimáticos y proteínas que regulan el paso de metabolitos. Esta membrana resulta especialmente impermeable a iones, debido a su alto contenido en el fosfolípido cardiolipina y a la gran cantidad de bombas y transportadores específicos (como el translocador de nucleótidos de adenina, ANT). Por el contrario, la membrana externa carece de crestas y, en condiciones fisiológicas, su permeabilidad es menos selectiva, gracias a la presencia de una proteína denominada porina o canal aniónico dependiente de voltaje (VDAC) que permite el paso de iones y metabolitos con pesos moleculares inferiores a 6.000 Da.
Función
Durante muchas décadas se pensó que la mitocondria tan sólo desempeñaba la función de abastecer a la célula de energía, debido a que en su interior tiene lugar la fosforilación oxidativa, donde se genera poder reductor que será transformado, por una serie de complejos enzimáticos —I, II, III y IV, que forman la cadena transportadora de electrones— en un gradiente electroquímico sobre la membrana interna mitocondrial, mediante el paso de protones hacia el espacio intermembranal. Este gradiente es convertido en energía por la enzima ATPsintasa (o complejo V), en forma de moléculas de ATP.


Artículos de interés 


Referencia Bibliográfica
En ellos podemos encontrar una definición clara y concisa sobre los temas de   termodinámica metabólica y de Mitocondria, e información sobre estudios relacionados a estos temas que son de gran importancia. En uno de los artículos se aborda el papel de la mitocondria como diana farmacológica en los procesos neurodegenerativos. y nos dice como la modulación de la función mitocondrial puede suponer un gran avance farmacológico.
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domingo, 3 de octubre de 2010

ENZIMAS


Las enzimas son proteínas complejas que producen un cambio químico específico en otras sustancias, sin que exista un cambio en ellas mismas. Por ejemplo, las enzimas pueden convertir los almidones, las proteínas y los azúcares en sustancias que el cuerpo pueda utilizar. La coagulación de la sangre es otro ejemplo del trabajo de las enzimas.
Las enzimas son esenciales para todas las funciones corporales y se encuentran en la boca (saliva), el estómago (jugo gástrico), los intestinos (jugo pancreático, jugo y mucosa intestinal), la sangre y en cada órgano y célula del cuerpo.
Propiedades generales
Las enzimas son los agentes catalíticos de los sistemas biológicos.
Todas las enzimas son proteínas excepto las riboenzimas.
Funcionan bajo condiciones moderadas.
Aumentan la velocidad de una reacción hasta por un factor de 1014 .
Son altamente específicas.
La acción enzimática es regulada.
Nomenclatura
De acuerdo al número de la Comisión Enzimática (Enzyme Commission number)
Primer #: tipo de reacción catalizada.
Segundo #: indica la subclase; dice el tipo de sustrato o el enlace que se rompe en forma mas precisa.
Tercer #: indica la sub-subclase; nos dice el tipo de aceptador de electrones (oxidoreductasas) o el tipo de grupo que se remueve (liasas), etc.
Cuarto #: indica el número de serie de la enzima en su sub-subclase.

ESPECIFICIDAD ENZIMATICA
La especificidad enzimática puede variar.
Pasos que ocurren durante la acción enzimática:
Sustrato se enlaza a la enzima.
Ocurren alteraciones químicas que incluyen rompimiento y formación de enlaces.
La enzima libera el producto de la reacción.

Teorías que explican la actividad enzimática:
Llave y cerradura: específica; un sustrato y una enzima.
Adaptación inducida: menos específica, el centro activo se ajusta al sustrato que interviene.
Cinética Enzimática
La cinética enzimática es el estudio de cómo las enzimas se unen a sus sustratos y los transforman en productos. Los datos de equilibrios utilizados en los estudios cinéticos son obtenidos mediante ensayos enzimáticos.
La eficiencia de una enzima puede ser expresada en términos de kcat/Km, en lo que se denomina constante de especificidad, que incorpora la constante de velocidad de todas las fases de la reacción. Debido a que la constante de especificidad contempla tanto la afinidad como la capacidad catalítica, es un parámetro muy útil para comparar diferentes enzimas o la misma enzima con diferentes sustratos. 
El valor máximo teórico de la constante de especificidad es denominado límite de difusión tiene un valor de 108-109 (M-1 s-1). Llegados a este punto, cada colisión de la enzima con su sustrato da lugar a la catálisis, con lo que la velocidad de formación de producto no se ve limitada por la velocidad de reacción, sino por la velocidad de difusión. Las enzimas que poseen esta propiedad son llamadas enzimas catalíticamente perfectas o cinéticamente perfectas. Ejemplos de este tipo de enzimas son latriosa fosfato isomerasa, la anhidrasa carbónica, la acetilcolinesterasa, la catalasa, la fumarasa, la beta-lactamasa y la superóxido dismutasa.

Biología.org [virtual] http://www.biologia.org/?pid=5000&id=65&page=1 consultada el 3 de octubre del 2010
Miod un lugar para la ciencia y la tecnología [virtual] http://www.madrimasd.org/informacioni di/noticias/noticia.asp?id=35378&tipo=g consultada el 3 de octubre del 2010.
Revista científica de enfermería [virtual] http://www.nure.org/tesis_obj.cfm?ID_TESINA=4&ID_ TESINA_INI=1&paginacion=11 consultada el 3 de octubre del 2010.

Revista Cubana de Investigaciones Biomédicas [virtual] http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0864-03001997000100002&script=sci_arttext consultada el 3 de octubre del 2010.

Salud ideal. Enzima contra el cáncer [virtual] http://salud.ideal.es/oncologia/530-una-enzima-contra-el-cancer-.html
 

Bibliográfica
Medical Center.[virtual]. http://www.umm.edu/esp_ency/article/002353.htm  consultada el 3 de octubre del 2010 
Facultad santos bioquimica .[virtual] http://www.pucpr.edu/marc/facultad/santos/Bioqu%C 3%AD mica%20611%20-%20agosto%202009/CAP%206%20Enzimas.pdf consultada el 3 de octubre del 2010 
Universidad de Alcalá de Henares, España [virtual] .http://www.biologia.arizona.edu/biochemistry/problem_sets/energy_enzymes_catalysis/energy_enzymes_catalysis.html consultada el 3 de octubre del 2010. 
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