6T 6h

5. ESTRUCTURAS DE SOSTN Y DE RECONOCIMIENTO 5.1 Pared celular. Estructura, funcin e importancia en procariotes (Gram positivas, Gram negativas y de Archea) y de eucariontes (hongos, algas y vegetales). Estructura y funcin de glicoclix. 5.2 Matriz extracelular. Composicin qumica y funciones; diversidad estructural. 5.3 Membrana celular de procariontes y eucariontes: composicin qumica y funcin. Modelos de mosaico fluido, protenas membranales integrales y perifricas. Haga clic para modificar el estilo de subttulo del patrn 5.4 Mecanismos de transporte. Transporte pasivo: smosis y difusin; transporte activo; transporte masivo. Endocitosis: fagocitosis y pinocitosis; endocitosis constitutiva y mediada por receptores. Exocitosis.

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5.1 Pared celular.Estructura, funcin e importancia en procariotes (Gram positivas, Gram negativas y de Archea) y de eucariontes (hongos, algas y vegetales).v

Estructura y funcin de glicoclix.

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La pared celular proporciona un recinto protector a la clula determinando la forma y el tamao de la clula.v

Adems la rigidez de la pared permite crecer a la planta erguida hasta poder exponer una mayor superficie a la luz solar.v

Controlar el crecimiento celular: las paredes se van a ablandar por unas zonas y a endurecer por otras, permitiendo as, el crecimiento de la clula en determinadas condiciones. Estos procesos estn controlados por las enzimas que sintetizan y degradan la pared, y a su vez esas enzimas estn controladas por hormonas.v

La pared celular constituye una barrera fsica y qumica frente a patgenos. La interaccin a nivel molecular entre la planta y los microorganismos conduce a la formacin de fragmentos de polisacridos que intervienen en los sistemas defensivos.v

Limita los procesos de transporte: segn el grado de porosidad de la pared permiten el paso de algunas sustancias 4/2/12 o no.v

ESTRUCTURAS SUPERFICIALES DE LAS CLULASEstructura Flagelos Pili Funcin Composicin qumica Protena Protena Locomocin Tubo de conjugacin y adhesin de la clula Cubierta protectora, adhesin y alimento de reserva

Cpsulas y material extra

Polisacridos Polipptidos

Cubierta Peptidoglicano protectora , ac.teicoicos, Pared celular Permeabilidad lpidos,proten a4/2/12

PARED CELULARLa pared celular bacteriana debe su resistencia a una envoltura compuesta por una sustancia denominada peptidoglucano. Las bacterias se clasifican como grampositivas o gramnegativas segn su respuesta a la tcnica de tincin de Gram. Adems de la proteccin osmtica que mureina, mucopeptido o

proporciona, la pared celular desempea una funcin esencial4/2/12

en la divisin celular y

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La tincin de Gram es una prueba til y de fcil realizacin que permite diferenciar las dos principales clases de bacterias. Bacterias Grampositivas, que se tien de color prpura, el colorante queda atrapado en la capa de peptidoglucano.

Bacterias

Gramnegativas,

presentan

una

capa de petidoglucano delgada y que no retiene el colorante cristal violeta, por lo que las clulas se tien con el contracolorante y4/2/12

adquieren un color rojo.

COMPARACION DE LA PARED GRAMPOSITIVA Y GRAMNEGATIVA

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Ambos tipos de bacterias absorben el colorante a travs de su pared celular, sin embargo, al lavar la extensin con alcohol, las clulas se deshidratan contrayndose el peptidoglucano, como las Gram negativas dejan espacios en la estructuracin de su pared celular sale el colorante de la clula, pero en las Gram positivas no. Cuando se trata la preparacin con el segundo colorante, 4/2/12 las Gram negativas se tien 99 rojo, de

Clar o

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1010

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1111

COMPARACION DE LAS ESTRUCTURAS CELULARES DE BACTERIAS GRAMPOSITIVA Y GRAMNEGATIVA

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COMPONENTES ESPECIALES DE LAS PAREDES CELULARES GRAMNEGATIVASLas paredes celulares de las bacterias gramnegativas contienen tres componentes que yacen exteriores a la capa de peptidoglucano.

Lipoprotena

Las molculas de una lipoprotena rara sirven para entrecruzar las capas de la membrana exterior y del peptidoglucano.

Membrana externa

Es una estructura de dos capas; su hoja interna semeja en composicin a la de la membrana citoplsmica, mientras los fosfolpidos de la hoja externa son sustituidos por molculas de lipopolisacarido (LPS).

Lipopolisacarido (LPS) El lipopolisacarido de las paredes celulares 4/2/12

de las bacterias gramnegativas consiste en un complejo lipdico

COMPONENTES ESPECIALES DE LAS PAREDES CELULARES GRAMPOSITIVAS

La mayor parte de las paredes celulares grampositivas contienen:

cidos teicoicos y teicurnicos

Son polmetros hidrosolubles que contienen ribitol o residuos de glicerol unidos por enlaces fosfodister y que tienen uno o mas aminocidos o azucares sustitutos.

Polisacridos

La hidrlisis de las paredes grampositivas ha proporcionado, en ciertas especies, azucares neutros tales como manosa, ramnosa, arabinosa, galactosa, glucosamina y azucares cidos como el glucurnico y el manurnico.4/2/12

CARACTERISTICAS DE LA ENVOLTURA CELULAR DE LAS BACTERIAS GRAMPOSITIVAS Y GRAMNEGATIVAS

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Las bacterias grampositivas se diferencian de las gramnegativas por la estructura de la pared celular as como por sus componentes y sus funciones Naturaleza qumica de las estructuras celulares bacterianas

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COMPOSICION QUIMICA DE LA PARED CELULAR Los peptidoglicanos proporcionan a la pared celular

una estructura rgida. Estos grandes polmeros estn compuestos de tres bloques estructurales: N acetil glucosamina (AGA), cido N acetil muramico (AMA) y un pptido que consta de 4 a 5 aminocidos que son L-alanina, D-alanina, D-acido glutmico, lisina o bien acido diaminopimelico.

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Las cubiertas que rodean la clula bacteriana se han identificado por medio de tcnicas de tincin en microscopa ptica y electrnica y tcnicas de aislamiento y caracterizacin bioqumica de los componentes celulares. Las principales cubiertas son: cpsulas y limos la pared celular de las bacterias Grampositivas la pared celular de las bacterias Gram4/2/12 1818 negativas

La pared celular es el blanco para los antibiticos, y tambin para los carbohidratos que nuestro sistema inmune usa para detectar la infeccin. Una 4/2/12 gran amenaza para la humanidad son 1919

ESPECTRO FARMACOLGICO La penicilina es particularmente activa contra bacterias gram positivas en especial en infecciones producidas por estafilococos, estreptococos, neumococos, algunos clostridium y lactobacillus; ejerce tambin accin contra treponema pallidum.

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2020

La penicilina interfiere en este ultimo paso, es decir impide la unin transversal o puente interpeptdico pero no la elongacin del polmero. De la misma manera actan las cefalosporinas, vancomicina, bacitracina y cicloserina. Debe notarse que la sntesis de la pared no se realiza cuando no hay lisina disponible o cuando se impide la racemizacin de la Lalanina4/2/12 2121

Porinas y zona periplasmtica.A diferencia de la membrana citoplasmtica, la membrana externa de las Bacteria Gram negativas es relativamente permeable a pequeas molculas a pesar de su estructura bsica de bicapa lipdica. De qu manera son estas molculas capaces de atravesar la membrana externa? La membrana externa de las Gram negativas dispone de unas protenas llamadas porinas que actan como canales de entrada y salida de sustancias hidroflicas de bajo peso molecular. Las porinas inespecficas forman canales rellenos de agua a travs de los cuales se produce el trasiego de cualquier tipo de sustancias pequeas. Por el contrario, algunas porinas son extraordinariamente especficas, ya que contienen un sitio de unin especfico para una o ms sustancias. Las 4/2/12 porinas ms grandes permiten la entrada de sustancias

Flagelos y cilios.Son apndices que se extienden mas all de la pared celular. Estos orgnulos, funcionan para mover al organismo (orgnulos locomotores).

El flagelo esta compuesto por tres partes: el cuerpo basal, una estructura en forma de gancho y un largo filamento fuera de la pared celular.

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FLAGEL OS

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PiliApndices filamentosos que no son flagelos. Estos son mas pequeos, mas cortos y mas numerosos que los flagelos.

Tipos de pili Pili de adherencia : Miden de 4 a 7 nm de dimetro, funcionan como adhesinas, como estructuras para la adhesin a sustratos vivos o inertes.

Pili de absorcin : Para absorcin de molculas exogenas (como DNA, RNA y otras macromolculas extracelulares), o como receptores de fagos.

Pilus sexual : Son mas largos y mas gruesos 4/2/12 (10 nm de dimetro) que los pili de

Locomocin y sexual FLAGEL OS

PILI F

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rbol de la vida segn Carl Woese. J. Deacon. University of Edinburgh4/2/12

ArqueasTambin conocidas en la antigedad como Moneras o protisti inferior. CLASIFICACIN Euryarchaeota, incluye: metanobacterias o arqueas metanognicas halobacterias o arqueas halfilas extremas una parte de las termfilas sulfodependientes (Thermococcales) Thermoplasma y Archaeglobus Crenarchaeota o resto de las termfilas sulfodependientes (Thermoproteales, 4/2/12 Desulfurococcales, Sulfolobales).

v

PARED CELULAR EN ARCHEAS Aunque las arqueas pueden comportarse como Gram-

positivas o como Gram-negativas, no se suele aludir a esto en este dominio de procariotas, ya que sus paredes tienen poco que ver con las de eubacterias. Exceptuando el gnero Thermoplasma, carente de pared celular, las dems arqueas poseen, por encima de la membrana citoplsmica, algn tipo de estructura con funciones de pared celular.v

v

En muchos casos las funciones de pared celular son ejercidas simplemente por una capa S paracristalina a base de disposicin regular de subunidades idnticas de una protena o glucoprotena (p. ej., Methanococcus, Methanogenium). Recuerde que en ciertas arqueas de ambientes extremos, esta capa S est estabilizada por factores de esos ambientes: En el halfilo obligado Halobacterium las subunidades de glucoprotena se estabilizan por altas concentraciones de in Na+. En el termoacidfilo Sulfolobus la estabilidad la confieren los 4/2/12 bajsimos pH.v

Arquea en Yellowstown

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Paredes de las arqueas

En muchos casos, la funcin de Pared Celular la ejerce la capa S paracristalina, a base de subunidades de (gluco)protenas En Methanosarcina y Halococcus: capa S rodeada de metanocondroitina En Metanobacteriales: pseudomurena: Unidades repetitivas de NAG(1-3)NAT (Nacetil-talosaminournico) Del grupo NH del NAT sale un tetrapptido, con aminocidos de la serie L Cadenas se entrecruzan por puentes peptdicos entre aa(4) de una y di-aa(3) de otra4/2/12

CAPA S (CAPA SUPERFICIAL PARACRISTALINA)Capa que, en muchas eubacterias (sobre todo Gram-positivas), envuelve a la pared celular, formada por el ensamblaje regular de subunidades idnticas de protenas o glucoprotenas.v

En Gram negativas la capa S se une a la membrana externa, mientras que el Gram positivas lo hace al peptidoglucano.4/2/12

La pared celular de los hongos posee diferentes constituyentes qumicos como ser polisacridos, protenas, lpidos y otras sustancias. La constitucin vara entre las diferentes especies. Tambin varia con la edad del hongo, ya que sustancias que pueden estar presentes en las hifas jovenes, desaparecen en las ms viejas o depositar otros materiales y enmascarar la presencia de constituyentes iniciales, tambin la composicin del medio, el pH y la4/2/12 temperatura, influyen en la composicin

Estructura de la pared de una hifa Red de Glucoprotenas en protenas Protenas Fibras de quitina en protenas Glucanos (1-3) y (1-6)

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Anlisis qumico de la pared celular vComponentes fibrilares Quitina (N- acetil glucosamina con enlaces (1-4)v

Componentes matriciales

Glucanos (polmeros de glucosa): R- glucanos.- Cadenas ramificas, insolubles en lcalis S- glucanos.- Cadenas lineares, solubles en lcalis - Protenas - Polmeros de galactosamina - Mananas (Polmeros de manosas ) Las unidades bsicas son N-acetilDglucosaminas unidas por enlaces -1,4 glucosdicos. 4/2/12

COMPOSICIN DE LA PARED

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Clulas de los hongosLas clulas de los hongos, en su mayor parte, son similares a las clulas animales, con las excepciones siguientes: Una pared celular hecha de quitina.v

Menor definicin entre clulas. Las clulas de los hongos superiores tienen separaciones porosas llamados septos que permiten el paso de citoplasma, orgnulos, y a veces, ncleos.v

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MesosomasLa membrana citoplasmtica replegndose hacia el interior de la clula o invaginndose en el citoplasma, produce estas estructuras. Se cree que los mesosomas funcionan en la sntesis de la pared celular y en la divisin del material nuclear.

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PARED CELULAR EN Una VEGETALES de las caractersticas mas

sobresalientes de las clulas vegetales es la presencia de una pared celular, la cual tiene diversas funciones. La pared celular protege los contenidos de la clula, da rigidez a la estructura celular, provee un medio poroso para la circulacin y distribucin de agua, minerales, y otras pequeas molculas nutrientes; adems de contener molculas especializadas que regulan el crecimiento de la planta y la protegen de las enfermedades.

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4040

Hay dos tipos de pared celular:Pared celular primaria est hecha de protena y celulosa Es fina, flexible y se expande. Presente en clulas jvenes, tejidos blandos y frutas. Todas las clulas vegetales poseen pared celular primaria. Entre las paredes primarias se encuentra la lmina media formada de pectina y celulosa. Su funcin es mantener clulas adyacentes unidas. 2. Pared celular secundaria est hecha de celulosa y lignina, por lo cual es rgida y no se 4/2/12 41411.

Pared celular-solo estructuras 4/2/12

La pared celular vegetal tiene tres partes fundamentales:Pared primaria. Pared secundaria. Lmina media.PROTOPLA STO

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La pared celular vegetal tiene tres partes fundamentales:v

Pared primaria. Est presente en todas las clulas

vegetales, usualmente mide entre 100 y 200 nm de espesor y es producto de la acumulacin de 3 o 4 capas sucesivas de microfibrillas de celulosa compuesta entre un 9 y un 25% de celulosa. La pared primaria se crea en las clulas una vez que est terminando su divisin, generndose el fragmoplasto, una pared celular que dividir a las dos clulas hijas. La pared primaria est adaptada al crecimiento celular, las microfibrillas se deslizan entre ellas producindose una separacin longitudinal mientras el protoplasto hace presin sobre ellas. 4/2/12

La pared celular vegetal tiene tres partes fundamentales: Pared primaria.v

Pared secundaria. Cuando existe, es la capa ms

adyacente a la membrana plasmtica, se forma en algunas clulas una vez que se ha detenido el crecimiento celular y se relaciona con la especializacin de cada tipo celular. A diferencia de la pared primaria, contiene una alta proporcin de celulosa, lignina y/o suberina.4/2/12

La pared celular vegetal tiene tres partes fundamentales: Pared primaria. Pared secundaria. Lmina media. Es el lugar en la que se unen una

v

clula con otra, es rica en pectina y otras sustancias adhesivas4/2/12

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4848

PARED CELULAR n n n

Capa rgida que rodea a la membrana plasmtica de las clulas vegetales. Es la caracterstica ms importante que las diferencia de la clula animal. Le confiere la forma a la clula y le da la textura a cada tejido, siendo el componente que le otorga proteccin y sostn a la planta a la vez que le dota de unas propiedades especiales que no tiene la clula animal.

Composicin Qumica1. 2. 3. 4.

Celulosa Hemicelulosa Pectina Glucoprotenas.4949

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El principal componente de la pared celular vegetal es la celulosa. La celulosa es un polisacrido fibrilar que se organiza en microfibrillas y representa entre el 15% y el 30% del peso seco de las paredes vegetales. La pectina es otro componente importante de las paredes celulares.4/2/12

El principal componente de la pared celular vegetal es la celulosa. La celulosa es un polisacrido fibrilar que se organiza en microfibrillas y representa entre el 15% y el 30% del peso seco de las paredes vegetales. Las microfibrillas de celulosa se encuentran atadas por carbohidratos no fibrilares a los que se denomina genricamente hemicelulosa. Los componentes mayoritarios de la hemicelulosa son xiloglicanos (XiGs) glucuronarabinoxilanos (GAXs).4/2/12

El principal componente de la pared celular vegetal es la celulosa.

La pectina es otro componente importante de las paredes celulares. Es un polisacrido no fibrilar, rico en cido D-galacturnico , heterogneamente ramificado y muy hidratado. Los componentes mayoritarios de la pectina son: los homogalacturonanos (HGA) y ramnogalacturonanos I (RG I). La matriz de pectina determina la porosidad de la pared y proporciona cargas 4/2/12

Funciones de la pared celularFuncin de transporte e intercambio de molculas de bajo peso molecular (son vegetales y no necesitan transportar macromolculas) a travs de sus finas punteaduras y plasmodesmos.1.

2. Proteccin ante el medio exterior ms hipotnico, impidiendo que se hinche la clula y reviente. 3. Funcin esqueltica como elemento, gracias al cual, los tejidos de sostn pueden realizar su funcin.4/2/12 5353

Modificaciones de la pared celularCiertas zonas de la pared son ms delgadas(sin Pared secundaria) se llaman Punteaduras.

Los plasmodesmos son las conexiones que comunican dos clulas contiguas. Adems la pared celular puede estar impregnada por otras sustancias que aumenta su resistencia y su impermeabilizacin: Lignina paredes) (Ayuda a robustecer y endurecer las

Suberina (Confiere caractersticas impermeables a tejidos vegetales) Cutina y ceras (tienen efecto impermeabilizante) 4/2/12 5454

En los vegetales esta pared puede tener entre 0,1 y varios micrones de espesor. Est constituida por microfibrillas de celulosa que se orientan en todas direcciones, formando una red laxa, embebida en una matriz de hemicelulosa y pectina, ambos polisacridos.

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Cada microfibrilla de celulosa est formada por cadenas de celulosa entrelazadas por puentes hidrgeno. Las molculas de pectina, a su vez, se asocian a la hemicelulosa. De esta manera, la celulosa, hemicelulosa y la pectina se asocian La pectina tambin para organizar una red compleja. interacta con los iones de Ca2+y

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en presencia de agua, constituyen un gel semirgido (en algunos casos se conoce como "laminilla media": cemento que pega las clulas vegetales de un tejido entre 5656 s.)

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Peptidoglic ano

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A.Gol gi

Microscopio electrnico de trasmisin

S.R.E.rugo so

Membra na Ncle o mitocondr ia

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