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GUÍA Nº9: TIPOS DE COMUNICACIÓN Y UNIONES CELULARES

Nombre:_______________________________________Curso: 4°medio Dif._____Asignatura: Biología Temática: Comunicación y uniones celulares Profesor: Mabel S.C. Fecha inicio: 15 junio del 2020 Fecha entrega: 19 junio del 2020

4°medio: BIOLOGÍA DIFERENCIADO

Instrucciones: Para el desarrollo de la actividad debes utilizar internet, PPT y esta guía que se encuentra en www.amandalabarca.cl en el portal educativo y en el Blog Tareas on Line. Debes contestar la guía, en formato WORD o PDF y enviar al Correo: cuartobioamanda@gmail.com. Grabar de la siguiente forma: 4B-OYARCE-G9-DIF.

TIPOS DE COMUNICACIÓN CELULAR EN MULTICELULARES.

Los tipos de comunicación celular en multicelulares son: 1. Comunicación endocrina u hormonal, las células de las glándulas de secreción interna (como la

hipófisis, la tiroides, los islotes del páncreas, las suprarrenales, los ovarios y los testículos) vierten su mensajero, es decir, las hormonas, al torrente circulatorio y viajan por todo el organismo e interactúan con algunas células que son "receptoras" para un mensajero determinado, las cuales se llaman "células blanco", ubicadas en lugares alejados del organismo. Ello indica que el mensajero es selectivo, esto es, que va dirigido únicamente a algunas células.

2.Comunicación nerviosa: El mensaje viaja como impulso nervioso hasta los botones sinápticos que liberan los neurotransmisores para ser recibidos por la célula diana. Hay varios tipos de comunicación nerviosa: a) Neurotransmisión. Es la comunicación neuronal por neurotransmisores por uniones axosomática, axoaxónica o axodendrítica hasta llegar al Axon, donde se produce la sinapsis con la neurona postsináptica. b)Neuroendocrina: Comunicación a través de neurohormonas vertidas a la sangre hacia un órgano blanco distante para provocar un cambio morfofuncional. c)Comunicación neuromuscular: Comunicación por acetilcolina entre las neuronas y fibras musculares en la placa neuromotora, provocando contracción en las células musculares y por ende el movimiento.

3. Comunicación Paracrina: Se realiza por mensajeros liberados a las células vecinas, ocurre en hemorragias, inflamación. Son señales químicas peptídicas como citocinas, factores de crecimiento, histamina, etc.

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4. Comunicación Yuxtacrina: Es el contacto entre células adyacentes o con la matriz extracelular, por moléculas de adhesión celular por medio de las uniones celulares, ej: GAP, en la formación de tejidos. 5. Comunicación Autocrina: Es la que establece una célula consigo misma, recibiendo la señal en sus

propios receptores Ej: la neurona presináptica recaptura en sus receptores celulares, los neurotransmisores.

6. Comunicación por moléculas gaseosas: El NO y el CO, actúan como mensajeras gaseosas. El Óxido nítrico realiza tres funciones: Relajación de los vasos sanguíneos, regulación de la exocitosis de neurotransmisores y respuesta celular inmune.

RECEPTORES CELULARES.

La señalización celular comprende una serie de procesos químicos conectados entre sí, que participan en la comunicación intercelular, síntesis de proteínas, apoptosis, formación de tejidos y uniones celulares. En esta señalización participan receptores específicos y moléculas como: hormonas esteroideas, neurotransmisores, proteína G, AMPc, fosfolípidos, Ca+2, citoquinas, integrinas, proteínas del citoesqueleto, enzimas, que permiten la transcripción y traducción. Los receptores son proteínas o glicoproteínas de la membrana celular, de organelos o del citoplasma, donde se unen moléculas señalizadoras, como hormonas, factores de crecimiento y neurotransmisores. La unión de estas moléculas a sus receptores específicos provoca una serie de reacciones en el citoplasma, como la transducción de señal, cuyo resultado final depende del estímulo recibido y otros factores, como el estadio celular, el metabolismo celular, la presencia de patógenos, etc. TIPOS DE RECEPTORES CELULARES. 1. Receptores de Superficie. Están en la membrana, su ligando (señal) no es capaz de difundir en la bicapa lipídica. Ocurre en la sinapsis y con la Insulina. Hay tres tipos de sistemas de recepción de señales en la superficie celular: a) Receptor unido a un canal iónico, ocurre en los poros o proteínas de membrana. La transmisión es rápida. Ej: por neurotransmisores en la sinapsis y en presencia del Ca+2, se liberan señales de una neurona a otra. b)Receptor catalítico: Son receptores que basan su modelo funcional en el incremento de la actividad enzimática. Una proteína se une al receptor y provoca una actividad enzimática concreta a nivel intracelular. Son mensajeros químicos enzimáticos, pueden ser lípidos, polipéptidos o aminas. Ej. Oncogenes: activan la división celular, factores de crecimiento, proliferación celular, factor de supervivencia e impiden muerte celular.

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c) Receptor - sistema transductor - sistema amplificador. Es un receptor transmembrana unido a una proteína G, que se divide en 3 subunidades: Alfa, Beta y Gamma. Cuando llega un factor de crecimiento al receptor, este se altera, produciendo un cambio conformacional. Este cambio, permite al complejo G que alfa, se disocie de beta y gamma e interaccione con el sistema amplificador, la enzima Adenilato Ciclasa, 2º mensajero, esto se activa y comienza a transformar el ATP en AMPc, en el citoplasma. 2. Receptores intracelulares: Están en el citoplasma y sus ligandos difunden en la bicapa lipídica, como la testosterona, ellos son recibidos por receptores nucleares o proteínas solubles localizadas en el citoplasma o en el núcleo celular. Cuando la hormona se une al receptor pasan a través de la carioteca al interior del núcleo y activan la transcripción y producción de proteínas con efecto fisiológico diferente.}

MATRIZ EXTRACELULAR (MEC).

Corresponde al conjunto de materiales extracelulares, que forman parte de un tejido, se encuentra en el medio intersticial o intercelular, medio de integración fisiológico, en el que están "inmersas" las células. Está formada por Colágeno, Elastina, Proteoglicanos y Glicoproteínas, es el medio por el cual se transportan diferentes señales entre las células. En los sitios en que la matriz extracelular se asocia a células de otros tejidos se observa la lámina basal. La MEC, resiste directamente las cargas mecánicas de tensión y de compresión, gracias a los filamentos del citoesqueleto en las zonas de adhesión célula-matriz y célula-célula.

LÁMINA BASAL.

Son estructuras laminares que corresponde a una capa muy fina de matriz extracelular que actúa como interfase entre las células de los tejidos epiteliales, musculares y nerviosos en los sitios en que ellas se asocian al tejido conjuntivo. Esta formada por 2 capas laminares: la lamina lúcida, esta junto a la célula y es poco densa y la lamina densa. Entre las funciones que desempeña la lámina basal es la adhesión de las células para fijarse a la membrana basal y ella a su vez está anclada

en la matriz extracelular.

CITOESQUELETO.

La motilidad celular es un gran logro evolutivo y el citoesqueleto un sistema de fibras proteicas citoplasmáticas, esencial como componente de soporte para este proceso y guía del transporte de organelos intracelulares y otros elementos. Las células eucariotas tienen la capacidad de organizar movimientos directos para migrar, alimentarse, dividirse y dirigir coordinadamente el transporte de materiales intracelulares.

El citoesqueleto, es una red de filamentos proteicos del citoplasma que ocupa el interior de todas las células animales y vegetales. Es especial en las células animales ya que carecen de pared celular rígida, pues el citoesqueleto mantiene la estructura y forma de la célula, permite la fijación de organelos y enzimas. Es un agregado molecular tridimensional,

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dinámico, que da movimiento, estabilidad, disposición y cambios en el desplazamiento celular, no es una estructura permanente, ella se reconstruye constantemente. Se forma por tres tipos de filamentos proteicos: a) Microtúbulos: Formada por tubulina, proteína responsable del movimiento de cilios, flagelos, vesículas intracelulares y sostiene los organelos a través del andamiaje. b) Filamentos intermedios: Son proteínas fuertes como la queratina, dan rigidez y forma a la célula, mantiene la fuerza de tensión celular y el soporte mecánico. c) Microfilamentos: formada por actina, proteína intracelular más abundante. Se relaciona con la miosina, responsable de la contracción muscular, ambas actúan en la acción contráctil del músculo esquelético y en distintos tipos de movimiento celular

ADHESIONES INTERCELULARES.

Ocurren por un grupo de proteínas llamadas Moléculas de Adhesión Celular (MAC), responsables de las interacciones intercelulares. Las adhesiones son indispensables para el desarrollo de tejidos en los que participa la migración celular. Estas proteínas corresponden a proteínas integrales de membrana y las más importantes son: 1. Cadherinas: Son las principales glucoproteínas transmembrana con 700-750 Aa, responsables de las interacciones homofílicas o entre células similares y requieren de Ca+2 para dicha interacción. Conectan los filamentos de actina del citoesqueleto de las células vecinas, manteniéndolas unidas. Están presente en los desmosomas y uniones

adhesivas celulares, que confieren rigidez y fortaleza al tejido formado. Presentes en células epiteliales. 2. Selectinas: Son responsables de las interacciones heterofílicas o entre células diferentes, son proteínas que se fijan a carbohidratos de otras MAC. Esta fijación es Ca+2 dependiente y se realiza por medio de una lectina que se encuentra en el extremo de la molécula. Actúan en adhesiones intercelulares transitorias en la sangre, en endotelios, plaquetas y leucocitos. 3. Integrinas: Principales receptores utilizados para unirse a la matriz. Unión de tipo heterofílica. Se unen a la matriz con moléculas de fibronectina o laminina. Mediante interacciones bidireccionales entre la matriz y el citoesqueleto Actúan como transductor de señal. Pueden activar cascadas de señalización intracelular.

UNIONES INTERCELULARES. En los organismos pluricelulares, las células se diferencian y se unen para formar tejidos y órganos. En las plantas superiores, las células se conectan por puentes citoplasmáticos rodeadas por celulosa. En animales, las células están unidas por la matriz extracelular, red laxa de grandes moléculas orgánicas extracelulares y por adherencia entre membranas plasmáticas. Estas uniones celulares forman una capa pluricelular o epitelio, barrera que regula la entrada y salida de material. La integridad estructural y funcional de los tejidos y órganos animales depende de regiones especializadas de la membrana plasmática llamadas uniones celulares. Las células que están en contacto estrecho presentan uniones intercelulares especializadas, esto permite una comunicación rápida, en los animales hay tres tipos de uniones intercelulares: unión oclusiva, uniones adherentes y uniones de hendidura (nexos), y en plantas los plasmodesmos.

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1. UNIONES OCLUSIVA o estrechas, zonulae occludens, estanca, (tight junctions): Unión extremadamente fuerte entre células por proteínas integrales de membrana, como la ocludina y claudina, formando unión célular apical impermeable, ellas sellan los epitelios para evitar que lo absorbido se devuelva, Ej.: en el duodeno.

2. UNIONES DE ANCLAJE o Uniones Adherentes. Está formado por una banda continua de moléculas de cadherinas. Son estructuras resistentes y conecta la actina del citoesqueleto de una célula a otra o a la matriz extracelular. Abundantes en los tejidos con tensión mecánica, como el Músculo Cardiaco, Epidermis. Está formado por dos tipos de proteínas: Las proteínas de adhesión intracelular que forma una placa de filamentos de actina o intermedios en la cara citoplasma, ej: tejido epitelial y Glucoproteínas transmembranales de unión extracelular con la matriz o con otras

glucoproteínas transmembranales. Cuando la asociación es entre los microfilamentos de actina estas uniones reciben el nombre de

zónulas adherentes o bandas de adhesión. Cuando la asociación es entre los citoesqueletos de filamentos intermedios estas uniones se denominan desmosomas o máculas adherentes 3. DESMOSOMAS o zonulae adherens. (Unión célula-célula) Son contactos intercelulares apical, intermedio y basal, que mantienen unidas a las células. Actúan como anclaje para los filamentos intermedios. Forman una red estructural en el citoplasma dando rigidez. El tipo de filamento anclado al desmosoma depende del tejido: queratina, en células epiteliales, desmina, en músculo cardiaco, las cadherinas en el citoesqueleto a las proteínas de unión. La función básica de los desmosomas es unir el citoesqueleto de una célula a otra célula. Los tipos de desmosomas son: a) Desmosoma en banda. Presenta microfilamentos de actina, formando un cinturón entre las células

epiteliales adyacentes en la región inmediatamente inferior a la unión estrecha formando una banda de adhesión intercelular. La membrana, en estas uniones es más gruesa. Los microfilamentos de actina que son contráctiles soportan la tensión y los filamentos intermedios tienen un papel estructural. Ej: el útero y su aumento de tamaño. b) Desmosoma en mancha o puntuales, son uniones celulares en forma de botón con placas densas de tonofilamentos. La cantidad de desmosomas tiene que ver con el tejido y su tensión mecánica. Ej: el epitelio vaginal tiene muchos desmosomas puntuales. Ellos disipan tensión. c) Hemidesmosomas (Unión célula-matriz). Corresponde a la mitad de un desmosoma, se unen a la parte basal de las células a la lámina basal en

la matriz extracelular. Su mitad externa está formada con frecuencia por fibrillas de colágeno. Sirve como anclaje para los manojos de tonofilamentos, se une a la matriz de tejido conectivo subyacente impidiendo

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que se separen las dos capas. Están formados por moléculas transmembrana denominadas integrinas 4. UNIONES COMUNICANTES o en hendidura (GAP junction o brecha de la salida): Son las que permiten

el intercambio de nutrientes y moléculas señalizadoras pudiendo coordinar las actividades de las células. Es la unión celular basal que permite el paso directo de pequeñas moléculas entre las células. Las uniones GAP, están organizadas por proteínas transmembrana que forman los conexones con un anillo de 6 conexinas. Se dan en la sinapsis y se les denomina sinapsis electrotónicas porque sirven para trasmitir las señales eléctricas, sin la mediación de un neurotransmisor o sustancia mensajera.

OTROS TIPOS DE UNIÓN: Anillo de adhesión, estructuras con forma de anillo alrededor de la célula que se unen por cadherina más abajo que las uniones adherens. Están asociados con filamentos de actina y dejan espacio entre las membranas de células adyacentes. Su función es de anclaje, están presentes en uniones en hendiduras, formadas por conexón. Contacto focal, Es la unión de una célula a la matriz extracelular, se vinculan los microfilamentos de actina del citoesqueleto con proteínas de la matriz, ellos establecen unión por integrinas. Están en las células epiteliales. Da resistencia y elasticidad de los tejidos dérmicos PLASMODESMOS

Son uniones en las células vegetales que están aisladas entre sí por paredes celulares rígidas y gruesas, ellas se unen por los plasmodesmos o puentes citoplasmáticos con finos filamentos que conectan el citoplasma de estas células, para permitir el paso de moléculas e iones, entre ellas. Los plasmodesmos contienen una estructura membranosa cilíndrica, llamada desmotúbulo.

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ACTIVIDAD DE LOS TIPOS DE COMUNICACIÓN Y UNIONES CELULARES

I) Sobre Tipos de comunicación celular y receptores celulares, contesta con una V o F, en forma correcta y justifica solo las falsas.

1._______La comunicación nerviosa se da a neurotransmisores __________________________________

2._______En la formación de tejidos hay comunicación yuxtacrina_______________________________

3. _______Las glicoproteínas de la membrana celular son receptores______________________________

4. _______Los receptores de superficie, están en el citoplasma celular_____________________________

5. _______La acetilcolina participa en la comunicación neuroendocrina____________________________

6. _______La tubulina de los microtúbulos dan rigidez y forma a la célula___________________________

7. _______Los receptores intracelulares en el citoplasma reciben proteínas_________________________

8. _______Los oncogenes activan la división celular e impiden muerte celular_______________________

9. _______La comunicación neuronal por neurotransmisores es solo axosomática.__________________

10. _______Los microfilamentos formada por queratina, se relaciona con la miosina__________________

11. _______Las glándulas como la tiroides vierten su mensajero, al torrente linfático_________________

12. _______En la comunicación paracrina se liberan los mensajes a las células vecinas_________________

13. _______Los receptores de superficie pueden ser unidos a un canal iónico y catalítico_______________

14. _______La neurona presináptica recaptura en sus receptores los neurotransmisores.______________

15. _______Son receptores específicos las hormonas esteroideas, citoquinas e integrinas_____________

16. _______La MEC, está formada por Colágeno, Elastina, Proteoglicanos y Glicoproteínas_____________

17. _______La lámina basal actúa como interfase solo entre los tejidos epiteliales y musculares_________

18. _______Un receptor transmembrana es un receptor-sistema transductor-sistema amplificador______

19. _______Las neurohormonas son producidas por el Hipotálamo y se almacenan en la adenohipófisis__

20. _______Las células blanco, ubicadas en lugares alejados del organismo son receptoras de hormonas__

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II) Preguntas y respuestas: Contesta en forma breve y precisa en el espacio asignado: 1. ¿Cómo se relacionan los eventos que ocurren en la superficie celular con la transcripción que ocurre en el núcleo? _____________________________________________________________________________________

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2. ¿Cómo se reconocen entre sí las células para formar órganos? _____________________________________________________________________________________

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3. Explica 3 características de la matriz extracelular e indica función _____________________________________________________________________________________

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4. ¿Que son las MAC? Define cada una de las proteínas más importantes.

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5. ¿A qué se refieren las interacciones homofílicas y heterofílicas? _____________________________________________________________________________________

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6. Define brevemente:

Contacto Focal

Plasmodesmos

Desmosomas en mancha

Hemidesmosoma

Uniones en Hendidura

Desmosomas en banda

Anillo de Adhesión

Union Oclusiva

Uniones Adherentes.

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III) Completa la tabla indicando y describiendo los procesos que ocurren en cada imagen: