Incorporar la información seleccionada a su propia base de conocimiento

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.

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

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.

COMUNICACIÓN YUXTACRINA

Es la comunicación por contacto con otras células o con la matriz extracelular, mediante moléculas de adhesión celular. La adhesión entre células homólogas es fundamental para el control del crecimiento celular y la formación de los tejidos, entre células heterólogas es muy importante para el reconocimiento que realiza el sistema inmune. La comunicación yuxtacrina se realiza entre otros mecanismos por medio de las uniones celulares como las uniones gap.

PROPUESTA DE ENSEÑANZA

Los mapas conceptuales los considero una buena herramienta comprender la información con facilidad.

Fuentes de Apoyo

ALBERTS, B. Biología Molecular de la Célula; 3° Edición; Ediciones Omega S.A. Barcelona. 1996

www.wikipedia.org

Identificación de fuentes de información para apoyo al proceso de enseñanza-aprendizaje

MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable. La membrana presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso de pequeñas moléculas, siempre que sean lipófilas, pero regula el paso de moléculas no lipófilas. 
Los mecanismos de transporte pueden verse en el siguiente esquema:

Transporte de moléculas de baja masa molecular:

1. El transporte pasivo. Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana. Se produce siempre a favor del gradiente, es decir, de donde hay más hacia el medio donde hay menos. Este tranporte puede darse por:
   • Difusión simple . Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de canales proteícos.
   1. Difusión simple a través de la bicapa (1). Así entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos liposolubles. Y sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el agua, el CO2, eletanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis
   2. Difusión simple a través de canales (2).Se realiza mediante las denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando, como ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una determinada región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal. 
   
   
   
• Difusión facilitada (3). Permite el transporte de pequeñas moléculas polares, como los aminoácidos, monosacáridos, etc, que al no poder, que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas trasmembranosas faciliten su paso. Estas proteínass reciben el nombre de proteínas transportadoras o permeasas que, al unirse a la molécula a transportar sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.

2. El transporte activo (4). En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero éstas requieren energía, en forma de ATP, para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se realiza en contra del gradiente electroquímico. Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K, y la bomba de Ca.

• La bomba de Na+/K+ Requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína actúa contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya que rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el transporte.

• Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior, con la hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiológica. De hecho todas las células animales gastan más del 30% del ATP que producen ( y las células nerviosas más del 70%) para bombear estos iones.

Transporte de moléculas de elevada masa molecular:


Para el transporte de este tipo de moléculas existen tres mecanismos principales: endocitosis, exocitosis y transcitosis. En cualquiera de ellos es fundamental el papel que desempeñan las llamadas vesículas revestidas. Estas vesículas se encuentran rodeadas de filamentos proteicos de clatrina.

1. Endocitosis: Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir. Se produce la estrangulación de la invaginación originándose una vesícula que encierra el material ingerido. Según la naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen diversos tipos de endocitosis.
1. Pinocitosis. Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina.
2. Fagocitosis. Se forman grandes vesículas revestidas o fagosomas que ingieren microorganismos y restos celulares.
3. Endocitosis mediada por un receptor. Es un mecanismo por el que sólo entra la sustancia para la cual existe el correspondiente receptor en la membrana

2. Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular. Esto requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen para que pueda ser vertido el contenido de la vesícula al medio. Mediante este mecanismo, las células son capaces de eliminar sustancias sintetizadas por la célula, o bien sustancias de desecho.En toda célula existe un equilibrio entre la exocitosis y la endocitosis, para mantener la membrana plasmática y que quede asegurado el mantenimiento del volumen celular.

REGISTRO DE FUENTES DE APOYO RECOMENDADAS

Sitios web

·         GONZÁLEZ Carlos A. Transporte de Membrana. [En línea]  http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/3er/LaCelula/TransportedeMembrana.htm  Citado Septiembre 2002.

·         TORRES, Carola A. - GONZALEZ, Ana M.  Mecanismos de Transporte a través de las Membranas. [En línea]

www.aeap.es/ficheros/a774c07d0871e82d8530f7432e8bf0ae.pdf

·         EDUCAR CHILE. La célula: Transporte a través de membrana. [En línea] http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?GUID=123.456.789.000&ID=136041

·         YOUTUBE. Video Transporte de membrane.

http://www.youtube.com/watch?v=_ZTaAlqiTB4&feature=related

Libros

·         Karp G. Biología Celular y Molecular. McGraw-Hill. 5ed. 2008

·         LODISH H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D, Darnelll J.

Biología Molecular de la Célula. Freeman & Co. 4ed. 2000.

Revista

·         Noticias de la ciencia y la tecnología. Esclarecen Mecanismo del Transporte de Membrana. [En línea] http://www.amazings.com/ciencia/noticias/310707a.html  citado 31 julio de 2007

Evaluación de la literatura y sus resultados

MEMBRANA PLASMÁTICA

Todas las membranas biológicas, incluidas la membrana plasmática y las membranas internas de las células eucariotas, tienen una estructura general común; se trata de agrupaciones de moléculas lipídicas y proteicas,unidas por interacciones no covalentes. Las moléculas lipídicas están dispuestas en forma de una doble capa continua de 4-5 mm de grosor. Esta bicapa lipídica constituye la estructura básica de la membrana y actúa de barrera relativamente impermeable al flujo de la mayoría de moléculas hidrosolubles. Las moléculas proteicas están «disueltas» en la bicapa lipídica y median las diversas funciones de la membrana. Algunas sirven para el transporte de moléculas específicas hacia el interior y el exterior de la célula; otras son enzimas que catalizan reacciones asociadas a la membrana; otras, finalmente, actúan de eslabones estructurales entre el citoesqueleto de la célula y la matriz extracelular o de receptores que reciben y traducen las señales químicas procedentes del entorno de la célula.

Las membranas celulares son estructuras fluidas, dinámicas; la mayoría de sus moléculas lipídicas y proteicas pueden desplazarse con rapidez por el plano de la membrana. Además, las membranas son estructuras asimétricas; la composición de sus dos caras se diferencia de manera que refleja las diferentes funciones realizadas por las dos superficies.

Componentes químicos de la membrana:

La membrana plasmática está formada por tres clases de componentes: lípidos,proteínas y glúcidos.

• Los lípidos de la membrana son, fundamentalmente de tres tipos difrentes: fosfolípidos, esfingolípidosy colesterol. En las moléculas de estos lípidos se distinguen dos partes (parte hidrofílica  y parte hidrofóbica) que le otorgan polaridad a cada molécula y hace que las moléculas se dispongan formando una doble capa lipídica.

La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes tienen posibilidades de movimiento, lo que le proporciona una cierta fluidez.

Los movimientos que pueden realizar los lípidos son:

1.      de rotación: es como si girara la molécula en torno a su eje. Es muy frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos.

2.    de difusión lateral: las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la misma capa. Es el movimiento más frecuente.

3.     flip-flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas enzimas llamadas flipasas. Es el movimiento menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable

4.    de flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos.

La fluidez es una de las características más importantes de las membranas.

Depende de factores como :

1.      La temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura.

2.    La naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.

• Las proteínas son diversas y realizan las funciones específicas de la membrana. En ocasiones pueden unirse a moléculas de lípidos o a oligosacáridos.
• Los glúcidos son del tipo oligosacáridos o polisacáridos; se encuentran sobre la superficie externa de la membrana y pueden hallarse  unidos  a moléculas de lípidos o a proteínas (glucolípidos y      glucoproteínas).

COMPONENTE	%
1. Lípidos     colesterol     esfingolípidos     fosfolípidos 2. Glúcidos     glucolípidos     glucoproteínas 3. Proteínas	46 22 4 20 8 6 2 46

Criterio de evaluación	URL # 1 http://historico.revistanefrologia.com/mostrarfile.asp?ID=2381	URL # 2 http://www.bioapuntes.cl/apuntes/membrana.htm
Validez	Considero el artículo valido puesto que fue publicado por la Universidad Publica de Navarra de Pamplona, lo cual indica que es académico y pretende difundir el conocimiento a las personas interesadas.	La información es valida, porque el articulo esta publicado en un página web académica, creada por profesores para dejar apuntes a los estudiantes.
Pertinencia	Es oportuno y pertinente, su información es muy profunda y completa.	Es pertinente porque brinda una información sencilla y clara para las personas interesadas.
Confiabilidad	Es confiable porque fue realizado por el departamento de bioquímica de la escuela de ciencias de la salud de la Universidad de Navarra, Pamplona, lo cual brinda confianza ya que su contenido es académico hecho por personas capacitadas y que dominan el tema.	Es confiable porque se puede apreciar que ha sido creada y diseñada por un profesor de biología de la Universidad de chile, y su propósito es que la pagina sea una fuente de apoyo para estudiantes.
Relevancia	Su contenido es relevante y me parece muy importante, es un poco extenso para dar profundidad a los conceptos.	Su contenido es muy básico y sencillo, sin embargo su información puede servirnos para entender de manera fácil conceptos básicos sobre la membrana.
Actualidad	No es muy actual, puesto que fue publicado en 1994, pero los conceptos no han cambiado durante este tiempo.	La actualidad del artículo no se puede precisar puesto que no hay referencia de la fecha.

  

El sendero de la cita

LA MITOCONDRIA

Las mitocondrias son orgánulos granulares y filamentosos que se encuentran como flotando en el citoplasma de todas las células eucariotas. Aunque su distribución dentro de la célula es generalmente uniforme, existen numerosas excepciones. Por otro lado, las mitocondrias pueden desplazarse de una parte a otra de la célula.

Estructura de la mitocondria

La mitocondria, que tiene una longitud comprendida entre 0,5 y 1 micrómetro, está envuelta en una membrana doble. La membrana exterior lisa está separada de la interior por una película líquida. La membrana interior, replegada en unas estructuras llamadas crestas, rodea una matriz líquida que contiene gran cantidad de enzimas o catalizadores biológicos. Dentro de esta matriz líquida hay ácido desoxirribonucleico mitocondrial (mDNA), que contiene información sobre síntesis directa de proteínas.
        Se evidencian por medio de técnicas histológicas especiales e incluso se los puede aislar mediante ultracentrifugación; están presentes y repartidas de modo uniforme en todas las células, tanto vegetales como animales. En la célula se hallan en continuo movimiento.

Función mitocondrial

La principal función de las mitocondrias es generar energía para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aerobia. Los nutrientes se escinden en el citoplasma celular para formar ácido pirúvico que penetra en la mitocondria. En una serie de reacciones, parte de las cuales siguen el llamado ciclo de Krebs o del ácido cítrico, el ácido pirúvico reacciona con agua para producir dióxido de carbono y diez átomos de hidrógeno. Estos átomos de hidrógeno se transportan hasta las crestas de la membrana interior a lo largo de una cadena de moléculas especiales llamadas coenzimas. Una vez allí, las coenzimas donan los hidrógenos a una serie de proteínas enlazadas a la membrana que forman lo que se llama una cadena de transporte de electrones.
La cadena de transporte de electrones separa los electrones y los protones de cada uno de los diez átomos de hidrógeno. Los diez electrones se envían a lo largo de la cadena y acaban por combinarse con oxígeno y los protones para formar agua.

  La energía se libera a medida que los electrones pasan desde las coenzimas a los átomos de oxígeno y se almacena en compuestos de la cadena de transporte de electrones. A medida que éstos pasan de uno a otro, los componentes de la cadena bombean aleatoriamente protones desde la matriz hacia el espacio comprendido entre las membranas interna y externa. Los protones sólo pueden volver a la matriz por una vía compleja de proteínas integradas en la membrana interior. Este complejo de proteínas de membrana permite a los protones volver a la matriz sólo si se añade un grupo fosfato al compuesto difosfato de adenosina (ADP) para formar ATP en un proceso llamado fosforilación.
        El ATP se libera en el citoplasma de la célula, que lo utiliza prácticamente en todas las reacciones que necesitan energía. Se convierte en ADP, que la célula devuelve a la mitocondria para volver a fosforilarlo.

http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/mitocondria.html

Título  y url del artículo relacionado	Referencias bibliográficas   de mayor relevancia  en el artículo	Opinión
La Mitocondria: Mucho más  que una Fábrica de Energía - http://www.ecogenesis.com. ar/index.phpsec=articulo.php &Codigo=47	UNITED MITOCHONDRIAL  DISEASE FOUNDATION.  http://www.umdf.org/ TEXAS SCHOOL FOR THE  BLIND AND VISUALLY IMPAIRED. http://www.tsbvi.edu/seehear/ spring02/mitochondrial-span.htm. 2002	Considero importantes las bibliografías, porque estas exponen las enfermedades existentes  relacionadas con la mitocondria por su incorrecto funcionamiento, lo cual da una visión más profunda sobre lo que puede causar la mitocondria, la cual es “Mucho más que una fábrica de energía”, por lo tanto estas bibliografías son un excelente apoyo para la elaboración del artículo, incluso se apoya en la Fundación de Enfermedades Mitocondriales de Pensilvania.

Estrategias de búsqueda sobre recursos de apoyo a la academia

ENZIMAS

Cualquiera de las numerosas sustancias orgánicas especializadas compuestas por polímeros de aminoácidos, que actúan como catalizadores en el metabolismo de los seres vivos. Con su acción, regulan la velocidad de muchas reacciones químicas implicadas en este proceso. El nombre de enzima, que fue propuesto en 1867 por el fisiólogo alemán Wilhelm Kühne (1837-1900), deriva de la frase griega en zymē, que significa 'en fermento'. En la actualidad los tipos de enzimas identificados son más de 2.000.

Cada tipo de enzima cataliza un tipo específico de reacción química. Por ello, se necesitan centenares de tipos de enzimas diferentes en el metabolismo de cualquier clase de células. La mayor parte de las enzimas catalizan la transferencia de electrones, átomos o grupos funcionales.

http://www.medicina.org.ar/endocrinologia-y-nutricion/593-enzima-concepto.html

En una reacción catalizada por enzima (E), los reactivos se denomina sustratos (S) , es decir la sustancia sobre la que actúa la enzima. El sustrato es modificado químicamente y se convierte en uno o más productos (P). Como esta reacción es reversible  se expresa de la siguiente manera:

Clases de Enzimas

El nombre de las enzimas es el del sustrato + el sufijo: -asa. Los nombres de las enzimas revelan la especificidad de su función:

	Oxido-reductasas: catalizan reacciones de oxido-reducción, las que implican la ganancia  (o reducción) o pérdida de electrones (u oxidación). Las más importantes son las deshidrogenasas  y las oxidasas
	Transferasas: transfieren grupos funcionales de una molécula a otra. Ej.: quinasas; transfieren  fosfatos del ATP a otra molécula.
	Hidrolasas: rompen varios tipos de enlaces introduciendo radicales -H y -OH.
	Liasas: adicionan grupos funcionales a los dobles enlaces.
	Isomerasas: convierten los sustratos isómeros unos en otros.
	Ligasas o Sintasas: forman diversos tipos de enlaces aprovechando la energía de la ruptura  del ATP. Ej: polimerasas

Mecanismo de acción enzimática

Una enzima, por sí misma, no puede llevar a cabo una reacción, su función es modificar la velocidad de la reacción, entendiéndose como tal la cantidad de producto formado por unidad de tiempo. Tal variación se debe a la disminución de la energía de activación Ea; en una reacción química, la Ea es la energía necesaria para convertir los reactivos en formas moleculares inestables denominadas especies en estado de transición, que poseen mayor energía libre que los reactivos y los productos.

En el diagrama  están representados los niveles de energía , durante el curso de la reacción, de moléculas intervinientes en una reacción tipo: A + B ---> C. La curva azul muestra el curso de la reacción en ausencia de una enzima que facilite la reacción, mientras que la curva roja la muestra en presencia de la enzima específica de la reacción. La diferencia en el nivel de energía entre el estado inicial y la necesaria para iniciar la reacción (picos de las curvas) es la energía de activación. Tal como se observa la presencia de enzima baja la energía de activación.
El complejo Enzima- sustrato posee menor energía de activación que las especies en estado de transición que la correspondiente reacción no catalizada. 

http://www.biologia.edu.ar/metabolismo/enzimas.htm#Clases de Enzimas

Cinética enzimática http://tertuliadeamigos.webcindario.com/biocou04.html

Las coenzimas

Las coenzimas  son pequeñas moléculas orgánicas no proteicas que transportan grupos químicos entre enzimas. A veces se denominan cosustratos. Estas moléculas son sustratos de las enzimas y no forman parte permanente de la estructura enzimática. Esto distingue a las coenzimas de los grupos prostéticos, que son componentes no protéicos que se enlazan estrechamente a las enzimas, tales como los centros hierro-azufre, la flavina o los grupos hemo. Tanto coenzimas como grupos prostéticos pertenecen a un grupo más amplio, los cofactores, que son moléculas no protéicas (por lo general, moléculas orgánicas o iones metálicos) que requieren las enzimas para su actividad.

http://www.coenzima.com/