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Taller 2 de Biología Celular
Taller 2 de Biología Celular
Taller 2 de Biología Celular
1. ¿Cuáles son las características de los componentes de membranas celulares de las bacterias
extermófilas (ambientes bajo cero, por encima de 100 c°) y acidófilas?. ¿Cómo explican estos
componentes la resistencia de cada grupo de bacterias?
(POR ENCIMA DE 100°) La membrana citoplasmática de las bacterias termófilas es rica en ácidos grasos
saturados, que forman entre sí enlaces hidrófobos muy estables al calor; Otro factor que interviene en la
termoestabilidad de las bacterias es la presencia de proteínas especiales con dos actividades enzimáticas
diferentes: la apertura y cierre de la hélice de ácido desoxirribonucleico (ADN), impidiendo su desnaturalización.
Los organismos termófilos pueden responder al estrés térmico mediante diferentes mecanismos de adaptación:
modificando la estructura de las proteínas, las interacciones proteína-proteína y lípido-proteína, así como la
estructura de la membrana. Para preservar la fluidez de membrana, muchos microorganismos modifican la
composición de los lípidos. Los microorganismos termófilos introducen lípidos de cadenas largas con grupos
acilos saturados (C18- C24).
Los microorganismos termófilos frecuentemente presentan bajo crecimiento y alto gasto de energía; esto último
se debe a un aumento en la permeabilidad de la membrana a los iones, a medida que se incrementa la
temperatura, ocasionando un mayor gasto de energía metabólica.
(POR DEBAJO DE 0°) En el caso de las bajas temperaturas la fluidez de la membrana disminuye, las proteínas
se vuelven rígidas: en respuesta los psicrófilos muestran disminución en interacciones iónicas y enlaces de
hidrógeno, poseen menos grupos hidrofóbicos y más grupos cargados en la superficie. Debido a estas
modificaciones los psicrófilos pierden su rigidez y ganan flexibilidad estructural para la realización de sus
funciones. Los microorganismos psicrófilos (que viven a bajas temperaturas), mantienen la fluidez de su
membrana incluyendo lípidos de cadena corta con grupos acilos insaturados (C14- C16), las cuales tienen un
bajo punto de ebullición.
Permeabilidad de la membrana a los protones: En el dominio Bacteria, que incluye microorganismos psicrófilos,
mesófilos y termófilos (que viven, respectivamente, a temperaturas bajas, medias y altas), la permeabilidad de la
membrana a los protones se incrementa con la temperatura. Esto sugiere que una baja permeabilidad para
protones es importante para el crecimiento a altas temperaturas. Para contrarrestar la alta permeabilidad a los
protones, las bacterias han adoptado dos mecanismos: la bomba sodio y la alta velocidad de retorno de la bomba
de protones.
Los acidófilos emplean una gama de mecanismos para combatir la acidez, como una superficie de membrana
cargada positivamente, una alta capacidad reguladora interna y sistemas únicos de transporte. Los organismos
acidófilos tienen que adaptarse a un medio con una gran concentración de protones. Para ello, deben asegurarse
de que sus proteínas no se desnaturalizan.2 Para eso, todas las proteínas que sintetizan tienen un alto peso
molecular, de manera que se forman más enlaces entre aminoácidos. De esa manera, la estructura secundaria
es mucho más estable, dificultando la rotura de los enlaces que la mantienen y haciendo que la proteína siga
siendo funcional a pesar de estar en un ambiente de gran concentración de protones. Por otro lado, los
microorganismos acidófilos también cuentan con una serie de bombas de protones que se dedican a expulsarlos
al exterior, manteniendo un pH cercano a la neutralidad en el interior de la bacteria.
2. Explique el término de cambio de fase en las membranas celulares. ¿Cuál es el papel del colesterol en
el cambio de fase?
Las membranas son fluidas y esta fluidez depende de su composición lipídica y de la temperatura. En función de
la temperatura, los lípidos de membrana pueden encontrarse en dos estados o fases diferentes: gel, parecido a
un sólido, con las cadenas hidrocarbonadas más rígidas, y cristal líquido, más fluido, con las cadenas
hidrocarbonadas más móviles. La temperatura a la cual se produce el paso de un estado a otro es la temperatura
de transición de fase (Tc); a valores por debajo de la Tc la bicapa se encuentra en el estado gel y a valores
superiores pasa a cristal líquido.
Los esteroles pueden tanto aumentar como disminuir la fluidez; así, el colesterol hace disminuir la fluidez de una
bicapa para temperaturas por encima de la temperatura de transición porque su anillo rígido y plano interfiere con
los movimientos de las colas de los ácidos grasos, sin embargo la hace aumentar a temperaturas por debajo de
la Tc al actuar como un separador que facilita la movilidad de las cadenas aciladas.
3. ¿Cuáles son las diferencias esturcturales y funcionales de las esporas bacterianas, fimbrias, pili
(comunes y sexuales)?
4. Establezca las diferencias entre las paredes celulares de bacterias, hongos y plantas.
5. Explique cuales cuáles serían las modificaciones que presentan los Mycoplasmas en su membrana al
no tener pared celular.
Los mycoplasmas son un grupo heterogéneo de bacterias, muy distribuido en la naturaleza. Una de sus
características principales es la ausencia de pared celular, estando separadas del medio por una membrana que,
a diferencia de muchas bacterias, contiene esteroles. La falta de pared celular les da resistencia a una gran
variedad de antibióticos que interfieren con la síntesis de la pared. Los esteroles sirven para la estabilidad de su
membrana plasmática, estos los adquieren del entorno, por lo general como colesterol a partir de los animales
que parasita. En general, poseen un pequeño genoma, que conlleva una drástica disminución de su capacidad
de biosíntesis, lo que explica su dependencia de un hospedador. Además utilizan un código genético alternativo,
donde el codón UGA codifica el aminoácido triptófano en lugar de la habitual señal de parada "ópalo
6. Escriba un cuadro comparativo con las diferentes técnicas presentadas en clase para estudiar lípidos y
proteínas de membrana.
Proteínas Lípidos
Bradford: Cuantificar proteínas Bligh dyer: Extracción de lípidos.
Western: Separación de proteínas. TLC, HPLC: Separación de especies fosfolipídicas.
SDS Page + WB: identificación. ( Separa por
tamaño, el SDS Page es un gel desnaturalizante de
proteínas.
Replicación fractura congelada: Ubicación de
proteínas integrales.
Salting-out: Extracción de proteínas periféricas.
Cristalografía: Estructura. (integral)
Mutagénesis: Sitio al que va dirigida la proteína
integral.
7. ¿Cuál es la relación de los Biofilms y el Glucocalix?, ¿Cuáles son sus componentes y su función?
Biofilms Glucocalix
Son organizaciones microbianas compuestas por El glucocálix bacteriano puede rodear células
microorganismos que se adhieren a las superficies individuales o colonias, formando así las llamadas
gracias a la secreción de un exopolímero. Estas biopelículas (biofilm) bacterianas. Básicamente, el
conformaciones microbianas presentan glucocálix se compone de cadenas de polisacáridos
características como heterogeneidad, diversidad de (azúcares) unidos a diversas moléculas de proteínas
microambientes, resistencia a antimicrobianos y y lípidos, formando así asociaciones llamadas
capacidad de comunicación intercelular que las glucoproteínas y glucolípidos, respectivamente. El
convierten en complejos difíciles de erradicar de los resultado es una red fibrosa y pegajosa con
ambientes donde se establecen. capacidad de hidratarse.
Función: En el hombre las biopelículas se asocian Función: En células eucariotas, la composición del
con un gran número de procesos infecciosos glucocálix puede ser un factor utilizado para
que por lo general son de transcurso lento, el reconocimiento de la célula.
ocasionando que su control sea dispendioso. ● Por su parte, en las células bacterianas, el
● En el área industrial y del medio ambiente el glucocálix proporciona una capa protectora
papel de las biopelículas se centra en el contra los factores del huésped, de hecho, la
biofouling y la bioremediación. El biofouling posesión de un glucocálix está asociada con
es la contaminación de un sistema producido la capacidad de las bacterias para establecer
por la actividad microbiana de la biopelícula, una infección.
mientras que la bioremediación utiliza las ● En los humanos, el glucocálix se encuentra
biopelículas para mejorar las condiciones de sobre las membranas de las células
un sistema c endoteliales vasculares y de las células
epiteliales del tracto digestivo.
Sistema de endomembranas
1. Usted ha secuenciado un gen en levadura y encuentra que codifica para una proteína SNARE. ¿Qué
tipo de transporte realiza, vesicular o maduración por cisternas?, justifique.
Realizaria un transporte vesicular, ya que las celulas de las levaduras al igual que todas las celulas eucariotas,
expresan mas de 20 proteinas v-SNARE y t-SNARE emparentadas.Las combinaciones funcionales de v-SNARE
y t-SNARE reveladas en experimentos in vitro correponden en un grado notable, a la interacciones reales de la
proteina SNARE que median eventos de fusion de vesiculas secretoras con la membrana plasmatica en celulas
de las levaduras.
2. ¿Qué tipo de péptido señal tendrían que presentar cada proteínas para dirigirse a cada parte de la
célula?
Particula de reconocimiento de la señal (SRP), es una particula de ribonucleoproteina citosolica que permite que
la traducción de las proteínas iniciada en el citoplasma continúe en el retículo endoplasmático rugoso al ser
reconocida por la SRPR (receptor de la partícula de reconocimiento de señal). Se ha estudiado que la partícula
reconoce un péptido señal compuesto por una secuencia de ocho ( o más) aminoácidos hidrofóbicos en el centro.
La partícula tiene una región que reconocerá este péptido señal, ya que dicha región está compuesta por
metionina. La metionina se caracteriza porque sus residuos no presentan ramificaciones y son flexibles,
permitiendo que la partícula reconozca señales hidrofóbicas de distinta secuencia.
Proceso de fusion: Las proteinas integrales de membrana en una vesicula en gemacion incluyen las v-SNARE,
tambien llamada VAMP(proteina de membrana asociada con la vesicula) y t-SNARE las cuales cruciales para la
fusion final de las vesiculas con la membrana diana (destinataria) correcta. La SNAP-25, esta unida a la
membrana plasmatica mediante un ancla lipidica hidrifoba y por ultimo esta la proteina Rab que participan en el
direccionamiento de las vesiculas a la membrana apropiada.
Proceso de liberacion: despues de la liberacion de las vesiculas de membrana donadora, la hidrolisis de GDP
unido a la proteina ARF o Sar1 desencadena el desamblaje de la cubierta de la vesicula. La proteina Sec12
cataliza la liberacion del GDP al Sar1.
4. Describa cómo los mecanismos por los cuales la célula asegura que una proteína mal plegada no salga
de RE y no se acumule en niveles excesivos en RE. ¿Cómo el RE mantiene el control de calidad del
plegamiento de estas proteínas?,¿Cuál es la relación entre el control de calidad de plegamiento de
proteínas y enfermedades como la fibrosis quística?, ¿Cómo ocurre esta enfermedad?
Es probable que los mecanismos para retener las proteinas desplegadas o plegadas incompletamente dentro del
RE aunmenten la eficencia global del plegado manteniendo formas intermedias en proximidad de los
catalizadores de plegado, que son muy abundantes en el RE. Por lo general, las proteinas plegadas
inadecuadamente retenidas dentro el RE se unen en forma permanente a las chaperonas del RE BiP y calnexina.
Asi, estos catalizadores luminales de plegado tienen dos funciones relacionadas: ayudan al plegado de las
proteinas normales impidiendo su agregacion y se unen proteinas ireversiblemente mal plegadas. A menudo las
proteinas no ensambladas o mal plegadas presentes en el RE son transportadas al citosol atraves del traslocon,
donde son degradadas e la via de la ubicuitina/proteasoma.
En la fibrosis quistica se presenta un gen que codifica la síntesis de un canal iónico de 1480 aminoácidos, una
proteína que transporta iones cloruro a través de las células epiteliales, y que controla la regulación de otros
transportadores. En las personas con fibrosis quística, esta proteína está ausente o bien se encuentra en
proporciones sensiblemente menores a las habituales.Son diversos los mecanismos por los cuales estas
mutaciones causan problemas en la proteína CFTR. En particular, la mutación ΔF508, genera una proteína que
no se pliega de manera normal y acaba siendo degradada por la célula. Otras mutaciones menos frecuentes
originan proteínas que no utilizan la energía como es debido, no permiten que el cloruro cruce la membrana
apropiadamente, o son degradadas a una tasa más rápida que la normal.
5. Describa la secuencia de eventos que sigue una proteína que va a ser secretada desde su síntesis.
6. La autofagia se consideró inicialmente como una vía no selectiva de degradación proteica. ¿Qué
hallazgos indican que la autofagia actúa como una vía selectiva?
La autofagia es el mecanismo natural, regulado y destructivo de las células en el que se desmontan los
elementos innecesarios o disfuncionales. Permite varias funciones:
- Mantenimiento celular - La autofagia celular (macroautofagia) es esencial para la supervivencia de las células
y para que permanezcan sanas. Este proceso vital asegura el tratamiento y la reutilización de los desechos del
interior de cada célula viva. En la macroautofagia se aíslan componentes diana del citoplasma del resto de la
célula dentro de unas vesículas de doble membrana llamadas autofagosomas. Los autofagosomas acaban
fusionándose con los liposomas y su contenido es entonces degradado y reciclado.
- Afrontar la hambruna - La autofagia desempeña una función esencial cuando un animal está desnutrido, por
ejemplo, durante una estación con escasez de alimento. En condiciones de inanición, las células degradan
proteínas y elementos no esenciales o estructuras dañadas y las reutilizan para obtener energía.
- Respuesta a la infección - La autofagia también desempeña una función esencial en la inmunidad celular
dado que es capaz de secuestrar, degradar y reciclar patógenos intracelulares, lo que puede desencadenar
respuestas inmunitarias innatas y adaptativas contra los microorganismos. Existen varios mecanismos de
huésped que permiten que los autofagosomas reconozcan y alcancen bacterias dentro de las células.
- Metabolismo - Las células destruyen su propio contenido encerrándolo en sus membranas de modo que se
forman vesículas que entonces son transportadas a un compartimento de reciclaje de la célula para su posterior
degradación.
Existen formas selectivas de autofagia en las que se eliminan organelas específicas. Éste es el caso de la
mitofagia, una autofagia selectiva de mitocondrias dañadas o que resultan excesivas para la demanda
metabólica. En situaciones como la hipoxia, la respiración mitocondrial puede ser deficiente y producir daño por
la producción de especies reactivas del oxígeno (ROS). En este caso, la mitofagia opera como una respuesta
adaptativa, reduciendo la masa de mitocondrias a la vez que la energía pasa a obtenerse de la glicólisis.
a. Excreción
b. Citoplasma
c. Mitocondria
d. Retículo endoplásmico
f. Aparato de Golgi
g. Mitocondria
La mayor parte de las proteínas de la membrana plasmática y de las destinadas a secreción son glicoproteínas.
Estás proteínas son sintetizadas en los ribosomas unidos al RER e incorporan a su paso por el mismo las
cadenas de oligosacáridos. Un tipo de glicosilación de proteínas ocurre en el retículo endoplasmático:
N-glicosilación, en la cual la adición de los oligosacáridos ocurre en el grupo amino (NH2) de un residuo de
asparagina a través de un enlace N-glicosídico, otro tipo la O-glicosilación, la cual involucra la adicción de
oligosacáridos en el grupo hidroxilo (OH) de serina o treonina con la formación de un enlace o-glicosídico se
produce principalmente en el aparato de Golgi.
9. ¿Cómo los organelos membranosos mantienen su composición a pesar el del tránsito continuo de
membrana y materiales a través de ellos?
-Las mitocondrias poseen dos membranas: una membrana externa lisa y una membrana interna muy
plegada cuyas invaginaciones reciben el nombre de crestas; estas membranas definen dos
comportamientos diferentes: el espacio intermembranoso entre ambas membranas y la matriz, que está
limitada por la membrana interna.
-Los lisosomas tienen una estructura muy sencilla, "semejantes" a vacuolas, rodeados solamente por una
membrana, contienen gran cantidad de enzimas digestivas que degradan todas las moléculas inservibles
para la célula.
(http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/3er/LaCelula/LISOSOMAS.htm)
-Peroxisomas: La membrana del peroxisoma posee numerosas proteínas, una de ellas es el Citocromo
P450.
La matriz contiene numerosas familias de ENZIMAS:
-Oxidasas que producen peróxido de hidrógeno
CopI CopII:
COPI (coat complex protein I) es un complejo multiproteico1que al ensamblarse forma una cubierta que
recubre y da forma a vesículas trasportadoras de proteínas y lípidos desde la cara Cis del Aparato de
Golgi de retorno al Retículo Endoplasmático Rugoso (ER), donde fueron originariamente sintetizadas y
entre compartimentos del propio Golgi. Este tipo de transporte es denominado transporte retrógrado, en
contraste al transporte anterógrado asociado a la proteína COPII. El nombre de COPI se refiere al
complejo proteico de revestimiento específico que inicia el proceso de formación de vesículas en la
membrana cis-Golgi.
COPII (Coat complex protein II) es un coatómero, un complejo de proteínas de cubierta vesicular, responsable del
transporte vesicular desde el retículo endoplasmático rugoso (RER) hasta el aparato de Golgi (AG). El complejo
multiproteico COPII consiste en los subcomplejos proteicos que llevan a cabo la formación de una vesícula de
secreción de material reticular.
Este proceso se diferencia del complejo COP I, que a su vez forma una cubierta para la vesículas
transportadoras de lípidos y proteínas de la cara Cis del AG al RER.
Importancia de Clatrina:Clatrina. f. Proteína cuya función principal es recubrir las vesículas intracelulares.
Está formada por tres cadenas pesadas y tres cadenas ligeras, que forman una estructura trirradiada
desde un punto central.
11.Describa las diferencias entre los procesos de autofagia, fagocitosis y exositosis, ¿cuál es el papel de
los lisosomas en éstos procesos?, ¿existen diferencias entre la fagocitosis de una ameba y un animal
multicelular?, ¿Qué diferencias hay entre una vacuola y un lisosoma?
Vacuola Lisosoma.
Las vacuolas una especie de sacos en forma Los lisosomas tienen como función digerir
globular cuya principal función es la de la materia orgánica convirtiéndola en
almacenar todo tipo de sustancias. Otra moléculas utilizables por la célula. Ya que
función es como servir de medio de contienen enzimas en su interior.
transporte. Y también se encargan de regular
la presión osmótica.
12.¿Describa cuáles son las principales actividades de los peroxisomas?, ¿qué función tienen los
peroxisomas modificados?, ¿Tienen alguna relación con las mitocondrias.
Los peroxisomas modificados o glioxisomas tienen como función sintetizar glúcidos a partir de lípidos, sólo se
encuentran en células vegetales.
13.Compare la vía endocítica con la vía biosintética, ¿qué proteínas se encuentran implicadas?, ¿Cuál es
la función de cada una de ellas?, ¿Cómo es el origen de los lípidos de membrana?, ¿en qué consiste el
modelo de maduración de cisternas del aparato de Golgi?
El término vía endocítica se refiere a la vía por la cual la célula absorbe sustancias del medio extracelular
para su interior a través de la formación de vesículas.
a. Cioesqueleto
a. En el gráfico dibuje el perfil que observa cuando adiciona un núcleo de actina a la solución de actina
G-ATP por debajo de la concentración crítica. Asuma que el tiempo transcurrido permite que se logre el
equilibrio.
b. Cómo se modificaría el gráfico en concentraciones superiores a la crítica en presencia de:
2. Suponga que una célula se trató con colchicina. ¿Qué efecto tendría en la célula?
es un fármaco antimitótico que detiene o inhibe la división celular en metafase o en anafase. Es un compuesto
que evita la distribución de las cromátidas de un cromosoma durante la mitosis, provocando la poliploidía de la
célula filial, ya que aunque no haya separación, sí hubo duplicación previa del material genético. Su efecto se
debe a su acción sobre las proteínas citoesqueléticas del huso mitótico denominadas tubulinas.
3. Se presenta un defecto genético en los genes que codifican las quinesinas y las dineínas. ¿Qué efectos
tendría en la célula?
4. Le ha llegado una muestra de un paciente cuyos análisis toxicológicos presenta que ha ingerido la
toxina B de Clostridium difficile. Explique el efecto celular que tiene esta toxina.
5. Las proteínas motoras se mueven a lo largo de algunos componentes del citoesqueleto y pertenecen a
dos familias diferentes.
a. Explique los mecanismos de movimiento de éstas proteínas a lo largo de los componentes del
citoesqueleto. Incluya la dirección y el tipo de partículas que transportan.
b. Explique el mecanismo de movimiento de los cilios y los flagelos eucariotas y procariotas. Incluya para
los primeros organismos el papel de la dineína y los segundos el papel de la flagelina.