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Public Semana-1 02 - Sistemas Biológicos
Public Semana-1 02 - Sistemas Biológicos
Public Semana-1 02 - Sistemas Biológicos
SISTEMAS BIOLÓGICOS
Ambiente Biológico
• Concepto de reduccionismo
• Homeóstasis
El transporte es esencial para el mantenimiento de la
homeostasis celular
Sistemas de control y
regulación genética
Queratina, proteínas
laminadas, nestina y desmina
Locomoción celular
• Muestran un borde de ataque
con apariencia aplanada que
sobresale en la dirección del
movimiento con "puntos de
apoyo" temporales de
anclaje.
• Luego, el cuerpo de la célula
es empujado hacia adelante a
través del citoesqueleto hacia
el nuevo punto de anclaje,
mientras que la "cola" de la
célula rompe su contacto con
el sustrato para avanzar.
• ¿Porqué la célula se mueve
en una dirección?
• Las clasificaciones de cómo las células emiten
señales varían considerablemente.
• Uno de los sistemas más comunes organiza la
señalización en función de la distancia entre las
células. Las células que se tocan entre sí pueden
comunicarse directamente a través de uniones
gap, que son pequeños poros en la membrana, o
presentando un ligando en su membrana
Vías de plasmática y haciéndolo disponible para que una
célula vecina se una usando un receptor.
comunicación • A la distancia, las células pueden enviar señales
de célula a liberando moléculas en el espacio extracelular.
Estas moléculas pueden ser química o
célula eléctricamente transmitidas.
https://youtu.be/R4S_XXe3_ds
Vías de comunicación de célula a célula
Una señal difusible liberada por una célula para afectarse a sí
misma se denomina señalización autocrina, una señal difusible
liberada por una célula y que afecta a una segunda célula se
conoce como señalización paracrina.
Ambos mecanismos comparten características similares:
• Son señales muy localizadas ya que se degradan o capturan
rápidamente en una membrana celular.
• Se basan en mecanismos de transporte de difusión simples.
Vías de comunicación de célula a célula
Señales liberadas por las células en el torrente sanguíneo y
afectan a las células a grandes distancias, se conocen como
endocrinas. Estos productos de largo alcance, como la insulina,
a menudo son hormonas con efectos difusos en una variedad
de células diana. Por el contrario, las señales exocrinas se
secretan en conductos como los del revestimiento del intestino
delgado donde las enzimas digestivas y las proteínas se liberan
a la luz.
Vías de comunicación de célula a célula
La conducción de señales eléctricas es uno de los métodos de
señalización más rápidos y de mayor alcance. En las células
neurales, un potencial eléctrico puede viajar a lo largo de la
membrana plasmática y acabar en una terminal donde la
transmisión de una señal puede continuar ya sea por medios
eléctricos a través de una unión comunicante o químicamente
por la liberación de un neurotransmisor recibido en un
receptor en la celda objetivo. Esto se observa
predominantemente en la región de las neuronas llamada
axón.
Sistema de La señal de distancia puede Mecanismo
señalización viajar
Autocrino Dentro de la misma célula Difusión local y transporte
Endocrino En el torrente sanguíneo, de Secreción basada en glándulas
largo alcance y respuesta a largo plazo
Exocrino Directamente al entorno Secreción a base de conductos
externo, corto alcance
Paracrino En la matriz extracelular Corto alcance debido a la
(ME), corto alcance degradación o al impedimento
del ME
Célula-célula Células directamente vecinas Uniones, presentación del
ligando en la membrana
plasmática
Eléctrico Propagación de largo Cambio en el potencial de
alcance membrana de una célula.
• Cuando las células están en contacto
directo entre sí, es posible la
señalización directa de célula a célula
utilizando uniones especializadas.
• Proporcionan una transmisión casi
directa de una señal de una célula a
otra, sin pasar por la señalización de
Uniones la membrana.
• Muchas de estas uniones se
celulares encuentran habitualmente en células
epiteliales u otros tejidos
"compartimentados" del cuerpo. Por
lo general, estas son regiones en las
que una cara de la celda está en
contacto con un entorno que debe
separarse de su cara opuesta. Esta
orientación se conoce como
organización apical-basolateral.
1. Uniones estrechas
• Estas “costuras” localizadas que se encuentran cerca de la
superficie exterior de las células adyacentes evitan la difusión
aleatoria al formar arreglos largos de hebras interconectadas
hechas de proteínas integrales.
• A este tipo de proteína se le ha dado el nombre especializado
de "ocludina". Rodea por completo a la célula, ocluyendo así
el espacio extracelular de un compartimento a otro.
• Uniones estrechas también están compuestas por claudinas,
tricelulio, moléculas de adhesión de unión y proteínas
Crumbs.
• En el campo de la farmacocinética, se estudia el movimiento
de las moléculas del fármaco a medida que se mueven a
través de estas barreras, y la farmacología moderna ha
implementado estrategias para abrir uniones estrechas.
Uniones estrechas
2. Uniones en hendidura (“gap”)
• Estos sitios representan regiones donde las células pueden
pasar iones, metabolitos y segundos mensajeros
directamente a través de pequeños canales en las
membranas plasmáticas de las células vecinas.
• Se forman cuando un conjunto de seis proteínas de la
membrana, llamadas conexinas, forman una estructura
alargada parecida a una dona llamada conexón.
• Las proteínas conexinas tienen vidas medias cortas, del orden
de unas pocas horas, complementando así su función de
ayudar a señalar eventos dinámicos como el crecimiento, la
proliferación y la diferenciación.
• El tamaño del anillo o pasaje en el centro de una conexina se
ha estimado en 1,5 nm, y se han documentado moléculas de
hasta 1,2 kDa de masa molecular que cruzan el canal.
Uniones en hendidura (“gap”)
3. Adherentes y desmosomas
Adherentes
• Muy similares a las uniones estrechas. A menudo se
encuentran en lugares similares, como en el revestimiento
epitelial para rodear cada célula y utilizan una familia de
glicoproteínas 30+ conocidas como cadherinas.
• Estas glicoproteínas ayudan a unir células similares entre sí y
tienen una interacción subcelular con las proteínas catenina
para transmitir información a través de la membrana y
anclarse en el citoesqueleto de actina.
3. Adherentes y desmosomas
Desmosomas
• Al igual que las uniones adherentes, los desmosomas
también usan proteínas que atraviesan la membrana de
cadherina para crear un complejo de unión entre células con
el mismo mecanismo de unión de calcio extracelular.
• Pero a diferencia de los adherentes, los desmosomas se unen
a bucles de filamentos intermedios en la membrana
subcelular en placas distintas en la escala de 1000 nm de
diámetro.
• Este vínculo tiene una fuerte correlación con la absorción de
la energía de la deformación mecánica o la densidad de
energía de tensión que se puede observar claramente en
tejidos como la dermis, donde la deformación puede ser
pronunciada.
Vías de señalización celular
El proceso de señalización celular comienza en la membrana donde se debe recibir algún tipo de
estímulo, convertido en una forma utilizable y provoca un cambio en el comportamiento celular.
• Muchos biomateriales
novedosos tienen agentes
terapéuticos inmovilizados en
su superficie o estructura que,
cuando se liberan, pueden
provocar un cambio fisiológico.
1. Receptores como sensores de señalización
• Hay tres casos distintos de señalización celular. En un caso, los
compuestos químicos (normalmente denominados ligandos)
pueden difundirse libremente a través de la membrana plasmática.
• En el segundo caso, los ligandos no pueden difundirse debido a su
tamaño o carga. En ambos casos, estos compuestos son capaces de
señalar al unirse a receptores intracelulares o receptores unidos a
la membrana, respectivamente.
• En el tercer caso, una estimulación física como la luz o el estrés
puede alterar la unión de un receptor, provocando un cambio
conformacional en su estructura e iniciando una cadena de
reacciones para propagar la señal.
• La actividad del receptor se puede entender a través de varias
características clave que incluyen su afinidad, selectividad,
reversibilidad y cinética de saturación.
2. Clases de receptores
https://youtu.be/FHqF7pLz1C8
3. Segundos mensajeros y su activación / desactivación
3. La membrana plasmática
• Técnicas de células individuales como la aspiración con
micropipeta (extracción del citoesqueleto) para
caracterizar la viscoelasticidad.
• Medir la deformación en la membrana utilizando una
pequeña punta de indentación, para observar cambios
locales en la arquitectura de la membrana
4. Citoesqueleto y motilidad
• Los estudios del citoesqueleto incluyen el uso de
microscopía electrónica y de fluorescencia, donde es
posible resolver la distribución espacial y temporal de
sus componentes.
• El análisis de desplazamiento se usa comúnmente
Técnicas de para evaluar el micromovimiento de una célula o
grupo de células. Esta técnica crea un mapa vectorial,
utilizando etiquetas fluorescentes.
pruebas 5. Comunicación entre células