Citoplasma
Es la parte de la célula comprendida entre la
membrana plasmática y la membrana
nuclear.
Está constituido por:
Citosol o hialoplasma
Citoesqueleto.
Citosol
El citosol o hialoplasma es una solución con un 70-85%
de agua y el resto, otros componentes disueltos o en
suspensión como glúcidos, lípidos, aminoácidos,
proteínas, nucleósidos, nucleótidos, ácidos nucleicos,
sales minerales, iones, etc.
En él se realizan muchas de las reacciones metabólicas
imprescindibles para la célula por lo que muchas de las
proteínas son enzimas.
Citosol
Entre las reacciones que tienenlugar en el citosol están:
Gluconeogénesis(síntesis de glucosa).
Glucógenolisis (hidrólisisdel glucógeno).
Síntesis de aminoácidos.
Síntesis y modificación de proteínas.
Lipogénesis(síntesis de ácidos grasos).
Hidrólisis de las grasas.
Fermentaciónláctica (en células musculares).
Glucólisis (ruptura de la molécula de glucosa).
Citoesqueleto
Está formado por una red de filamentos proteicos largos y
delgados que se extienden por todo el citoplasma.
Determina la forma de la célula, sus movimientos y los de los
orgánulos, así como la colocación y separación de los
cromosomas durante la división celular.
Estos filamentos, a menudo, están unidos a la membrana
plasmática.
Constituyen un red que funciona como una estructura
dinámica que se reorganiza continuamente según se mueven
o cambiande forma las células.
Citoesqueleto
Está formado por tres tipos de filamentos
conectados entre sí.
Microfilamentos.
Filamentos intermedios.
Microtúbulos.
Microfilamentos
Son los filamentos más abundantes y finos del
citoesqueleto. Tienen unos 8nmde diámetro.
Están formados por
filamentos de actina constituidos por dos cadenas
de moléculas globulares de actina enrolladas en
hélice.
Microfilamento
(actina)
Microfilamentos
Filamentos de miosina, llamados filamentos
gruesos.
La miosina tiene una región globular de doble
cabeza unida a una larga cadena helicoidal en
a-hélice de doble hebra.
La porción globular de la miosina tiene actividad
ATP-asa y se combina con la actina.
La unión de varias moléculas de miosina da lugar
a los filamentos gruesos
Dar forma a la célula .
aunque los filamentos están dispersos por todo el
citoplasma, abundan sobre todo debajo de la
membrana plasmática donde forman una densa
retícula o córtex.
dicha forma no es rígida, sino que se adapta a los
cambios que puedan surgir.
Funciones de la actina-miosina
Generar la emisión de pseudópodos por deformaciones
reversibles de la célula.
Posibilita la fagocitosis y el desplazamiento de
algunas células.
Se produce por desorganización de la retícula y
crecimiento del filamento de actina a favor del
avance del pseudópodo.
Funciones de la actina-miosina
Genera y mantiene estables las prolongacionescelulares
como las microvellosidades.
Interviene en la formación de corrientesen el interior
del citoplasma.
Forma parte del anillo contráctilque divide el
citoplasma en dos en la división celular.
Posibilita el movimiento de vesículasde membrana y
otros orgánulos por el citoplasma.
Funciones de la actina-miosina
La asociación de filamentos de actina y de miosina
posibilita la contracción muscular.
El deslizamiento de las fibras de actina respecto a las
de miosina produce el acortamiento de los espacios
entre los haces de actina y, por tanto, el acortamiento
de la célula.
Este proceso requiere energía del ATP e iones de
Ca2+
Funciones de la actina-miosina
Filamentos intermedios
Se llaman así por su diámetro de unos 10nm,
intermedio entre los 8 de losmicrofilamentos y los 25 de
los microtúbulos.
Están compuestos por diversas proteínas filamentosas
entre las que la más importante es la queratina.
Forman un entramado desde la zona próxima al núcleo
hasta la periferia de las células.
Funciones
Ejercen funciones estructurales, permitiendo a las células
resistir tensiones mecánicas.
Por ello abundan en células epiteliales: la queratina
localizada sobre todo en losdesmosomas.
Las células superficiales de la piel se enriquecen de esta
proteína y sufrenun procesode queratinización,
abundando muchoen pelos, plumas, uñas, etc.
Formanla lámina nuclear de la cara interna de la membrana
nuclear.
También abundanen axones de neuronas (neurofilamentos)
Microtúbulos
Están formados por 13
subunidades o
protofilamentosparalelos
constituidos por dímeros de
moléculas dea y b tubulina,
proteínas globulares.
Los protofilamentos dejan una
cavidad central.
α-tubulina
β-tubulina
250 Å
113
2
3
4
5
6
78
9
10
11
12
Protofilamento
Dímero
Microtúbulos
Pueden destruirse rápidamente en una zona y
originarse en otra.
Se organizan en los centrosorganizadores de
microtúbulos(COMTs), como pueden ser el centrosoma
o los cuerpos basales de los cilios y flagelos.
Se extienden hacia la periferia celular, generando un
sistema de guías a lo largo de las cuales se desplazan
orgánulos y otras estructuras.
Funciones
Dado su tamaño, son el principal componente del
citoesqueleto celular.
Dan forma a ciertas célulascomo las neuronas, cuyos axones
presentanun eje de microtúbulos.
Organizanla distribucióninterna de la célula.
orgánulos comovesículas, vacuolas, mitocondrias y
cloroplastos que se desplazan por la célula , lo hecena lo
largo de los microtúbulos.
Retículo y Aparato de Golgi permanecen inmóviles por la
sujeción de los microtúbulos.
Funciones
Movilizan los cromosomas. A partir de los microtúbulos
se forma el huso mitótico que reparte los cromosomas
entre las células hijas.
Forman las fibras del ásterdel centrosoma en células
animales.
Permiten el movimiento de la célulaya que son los
principales constituyentes de cilios y flagelos,
estructuras fundamentales para el movimiento de
muchas células.
Centrosoma: concepto y funciones
Se localiza muy cerca del núcleoen células animales y
vegetales que no se están dividiendo
Se considera el centro dinámico de la célula porque
corresponde a la zona del citoplasma donde se encuentra el
centro organizador de microtúbulos.
El centrosoma es el responsable de los movimientos de la
célula que pueden ser:
Internos: los microtúbulos que forman el huso mitótico.
Externos: los cilios y flagelos.
14/12/2016 37
Centrosoma sin centriolos:
en células de vegetales
superiores, hongos y
algunos protozoos.
Centrosoma con
centriolos: propiode
células animales, algas y
protozoos.
Centrosoma: tipos
Centrosomaconcentriolos
y ásterde una célulaanimal
Centrosomasincentriolos
ni ásterde una célulavegetal
Sin centriolos
No tienen límites bien definidos.
Simplemente son zonas del citoplasma engrosadas y
claras.
Tienen las mismas funciones que el que tiene centriolos:
Organizar los microtúbulos del huso mitótico.
Organizar los microtúbulos del citoesqueleto.
Organizar cilios y flagelos.
Centriolos
Son dos estructuras cilíndricas, de 0,4mm de longitud y
0,2 mm de diámetro situadas perpendicularmente una
respecto a otra, formando eldiplosoma.
Cada centriolo constade nueve grupos de tres
microtúbulos cada uno (nueve tripletes de microtúbulos
9+0).
Los microtúbulos se mantienen unidos gracias a unas
proteínas que forman puentes entre los tripletes.
Centrosoma con centriolos
El diplosoma forma parte del centrosoma concentriolos que
además consta de:
Material pericentriolar o centrosfera: es el centro
organizador de microtúbulos (COM). Es un material
amorfo, muy denso.
Áster: es un conjunto de microtúbulos radiales que
parten del material pericentriolar. Pueden servirpara
anclar los centrosomas a la membrana plasmática
durante la mitosis.
Los centrosomas sin centriolo tampoco tienen áster.
Funciones
Del centrosoma.
Organiza los microtúbulos celulares que
crecen desde su material pericentriolar
hacia la periferia de la célula.
Participa en la mitosis mediante la
formación del huso mitótico a partir del
(COM)
Funciones
De los centriolos.
Forman otros centriolos a partir de ellos
mismos.
Intervienen en el origen de cilios y flagelos en
cuya base hay un corpúsculo basal idéntico al
centriolo, desde donde crecen y a donde se
anclan los microtúbulos que los forman.
Estructura
Son prolongaciones móviles de la membrana plasmática de
unos 0,25mm de diámetro, constituidas por microtúbulos.
Están formados pornuevedipletes de microtúbulos más 2
centrales (9+2)
Se diferencianen:
los cilios son cortos de 2-20 mm, son muy numerosos y
baten con un movimientocoordinado de atrás a adelante.
Los flagelos son mucho más largos (10-200 mm) son uno o
dos y realizanun movimiento ondulatorio
Estructura
Desde el extremo hasta la base de un cilio o un
flagelo encontramos:
Tallo o axonema.
Zona de transición.
Corpúsculo basal.
Raíz
Estructura: Tallo
Está rodeado porla membrana plasmática.
En su interior hay dos microtúbulos centrales, rodeados por
una delgada vaina.
Alrededor hay nueve dobletes de microtúbulos.
Intervienenlas siguientes proteínas:
Nexina: une entre sí los dobletes periféricos.
Fibras radiales: unenlos dobletes a la vaina central.
Dineína: Gracias a su funciónATP-asa permite el
movimiento entre los distintos grupos de microtúbulos,
posibilitandoel movimiento del undulipodio.
Zona de transición
Marca la transición entre el tallo y el corpúsculo basal.
Carece de microtúbulos centrales y de la vaina que los
rodeaba.
Aparecen nueve tripletes de microtúbulos periféricos.
No aparecen las fibras radiales de proteínas que unían
los dobletes periféricos con la vaina central
Carece de membrana plasmática, puestoque esta zona
se sitúa dentro del citoplasma.
Corpúsculo basal y raíz
Corpúsculo basal.
Se sitúa en la base del undulipodio.
Presenta nueve tripletes de microtúbulos alrededor
de un eje proteico del que salen radialmente, láminas
radiales hacia los nueve tripletes.
Raíz.
Es un conjunto de microfilamentos que salen del
extremo inferior del corpúsculo basal.
Su función es contráctil.
Funciones
Los cilios pueden desempeñar dos funciones:
mover el medioque rodea la célula para crear
corrientes a su alrededor y atrapar nutrientes.
desplazar la célula.
existen en protozoos y en células de tractos
respiratorios de vertebrados.
Los flagelos sirven principalmente para desplazar la
célula completa en un mediolíquido. Existen en
protozoos, pero también en espermatozoides.
Sistema endomembranoso
Es el sistema de membranas internas de las células
eucariotas que divide la célula en compartimentos
funcionales y estructurales, denominados orgánulos.
Las procariotas no tienen un sistema endomembranoso y así
carecen de la mayoría de los orgánulos.
Proporciona un sistema de transporte para las moléculas
móviles a través del interior de la célula, así comosuperficies
interactivas para la síntesis de lípidos y de proteínas.
Las membranas que componen el sistema son unaunidad
de membrana, es decir, una bicapa lipídica, consus
proteínas correspondientes.
Componentes
Los orgánulos siguientesson parte del sistemaendomembranoso:
El retículo endoplasmático es un orgánulo de síntesisy transporte
construido como unaextensión de la membrananuclear.
El aparato de Golgi actúacomo el sistemade empaquetado y de
entregade moléculas.
Los lisosomas son las unidades“digestivas” de la célula. Utilizan
enzimas que hidrolizan las macromoléculas y también actúan
como sistemade recogida de residuos.
Las vacuolas actúan como unidades del almacenaje en algunas
células y también pueden actuar como unidadesde transporte o
de oxidación y destoxificación, según el tipo.
Origen y formación
Comienza con el retículo endoplasmático rugoso (REr)
que es un conjunto de pliegues membranosos formados
por invaginación de la membrana celular. Su principal
función es la síntesis de proteínas en los ribosomas
adheridos a la cara externa de la membrana.
Algunas se almacenan para ser llevadas a otros
orgánulos y otras se quedan adosadas al REr para hacer
crecer sus membranas.
Llegado a un punto, el REr pierde los ribosomas y forma
túbulos y cisternas membranosas donde principalmente
se forman lípidos: el retículo endoplasmático liso (Rel)
donde se generan unas vesículas de transición que se
van uniendo entre sí formando el dictiosoma con forma
de media luna.
El conjunto de dictiosomas forma elaparato de Golgi
que finaliza con unas vesículas de síntesis que son
secretadas al citoplasma y luego darán lugar a los
lisosomas, peroxisomas y vacuolas.
Origen y formación
Retículo endoplasmático
Sistema membranoso formado por una red de
cisternas, vesículasy túbulos sinuosos que se
extienden por todo el citoplasma.
Están limitados por una única membrana que se
prolonga para formar la envoltura nuclear.
El espacio interior recibe el nombre delumen y
constituye un único compartimento que recorre toda
la célula entre el núcleo y la membrana plasmática.
Tipos
Se distinguen dos tipos de retículo endoplasmático:
retículo endoplasmático liso (Rel) o agranular. Sin
ribosomas en su cara externa.
retículo endoplasmático rugoso (Rer) o granular. Con
numerosos ribosomas adheridos a su cara externa. A
microscopio óptico aparecíancomo rugosidades de las
membranas. Cuando, con el microscopio electrónicose
descubrieronlos ribosomas, se vio que las rugosidades
eran multitud de estos orgánulos.
Está formado por una red de tubos cilíndricos que se extiende
por todo el citoplasma y se comunica con el retículo rugoso.
En su membrana hay gran cantidad de enzimas para la síntesis
de lípidos.
Es escaso en la mayoría de las células
Solo está muy desarrollado en ciertos tipos celulares
células musculares estriadas, donde constituye el retículo
sarcoplasmático que interviene en la contracción muscular.
células intersticiales de gónadas, para fabricar hormonas
esteroides
células hepáticas (hepatocitos)donde fabrica lipoproteínas.
Retículo endoplasmático liso
Funciones
Síntesis de la mayoría de los lípidos de membrana
(fosfolípidos, glucolípidos, colesterol, ceramida) solo los
ácidos grasos se sintetizan en el citosol.
Almacén de los lípidosque desde la cara citoplasmática
de la membrana del retículo, donde se sintetizan, pasan
al lumen del REl.
Transporte de lípidosa otros orgánulos mediante
proteínas de transferencia o mediante vesículas
producidas por gemación.
Funciones
Participa en procesos de desintoxicaciónal transformar
sustancias tóxicas en productos menos tóxicos y
eliminables por la célula.
Interviene en respuestas específicasde ciertas células como
la contracción muscular en células musculares:
Cuando están en reposo (relajadas) el REl (retículo
sarcoplasmático) almacena iones de de Ca2+en el lumen
y, al llegar el impulso nervioso, éstos salen al citosol,
posibilitando la contracción.
Retículo endoplasmático rugoso
Estáformado por cisternas aplanadas comunicadas
entre sí.
Está rodeado, además de vesículas de transporte.
Presenta ribosomas adheridos a la cara externa ocara
citoplasmática.
Se comunica con el REl y con la cara membrana nuclear
externa (de hecho se considera que la membrana
nuclear es una parte delREr que separa el núcleo del
citoplasma).
Sus membranas son algo más finas que las plasmáticas.
En dichas membranas, entre los lípidos de membrana
presentan, entre otras:
Proteínas capaces de fijar los ribosomas, llamadas
riboforinas.
Proteínas que constituyen canales por los que
penetran al lumen las proteínas sintetizadas por los
ribosomas.
Retículo endoplasmático rugoso
Funciones
1*Síntesis de proteínas de membrana. Las fabrican los
ribosomas, pasan al lumen y se inicia suglicosilación
(en glucoproteínas) que continúa en el Aparato de Golgi
1*Síntesis de algunos fosfolípidos de membrana. Se
sintetizan a partir de precursores delcitosol .
2*Síntesis de proteínas de secreción, generalmente
glucoproteínas. Son transportadas hacia otros
orgánulos en el interior de vesículas de transporte.
1*
Todos los componentes de la membrana plasmática pasan,
primero, a formar parte de las membranas del retículo
endoplasmático rugoso y/o liso.
Salen en la membrana de vesículas formadas por evaginación.
Estas se fusionan al Aparato de Golgi en cuyas membranas se
integran y se desprenden en las membranas de vesículas, las
cuales se fusionan a la membrana celular dejando en ella los
componentes de la misma sintetizados en los retículos
.(exocitosis constitutiva)
2*
La síntesis de proteínas se inicia en el citosol.
Una vez que el ribosoma se ha acoplado a un ARNm,
empieza la síntesis de proteínas conun péptido de
señalizaciónen su extremo inicial.
Este péptido es reconocido por la membrana del retículo
rugoso que permite al ribosoma unirse fuertemente a los
receptores de membrana.
La proteína fabricada entra al lumen a través de proteínas
intermembranosas de canal.
En el lumenpierde el péptido de señalización y se glucosila.
Estructura
Es un orgánulo común a todas las células eucariotas,
siendo más abundante en las células secretoras.
Se encuentra próximo al núcleo y en células animales
rodea a los centriolos.
Está formado por uno o variosdictiosomas.
Cada dictiosoma es una serie de entre cuatro y diez
cisternas discoidales, situadas una encima de otra.
En las proximidades de los dictiosomas hay multitud de
pequeñas vesículas que se desprenden de las cisternas.
Estructura
Cada dictiosoma presenta polarización, es decir, dos
caras de diferente estructura y comportamiento
cara cis o de formación.
Estáorientada hacia el retículo.
Generalmente es convexa.
Por ella penetran las sustancias procedentes del
retículo que vienen en vesículas de transporte.
La forman cisternas pequeñas de membrana fina.
Estructura
cara trans o de maduración.
Opuesta a la anterior y orientada haciala
membrana plasmática.
Generalmente es cóncava.
Es por donde se liberan las sustancias en
vesículas de secreción.
Estáformada por cisternas grandes.
1. Lasvesículasde transición, procedentesde
la envolturanucleary del retículo
endoplasmático,se unen (enrealidad, la
forman)a la cara cis deldictiosoma.
2. El contenidomolecular
se incorporaal dictiosoma.
3. Las vesículas intercisternaspasanel
contenidode cisterna
a cisterna, y al llegara la cara trans, se
concentray se acumulaen el interiorde
lasvesículas.
4. Lasvesículasde secreción
se dirigenhaciala membranaplasmática,
se fusionanconella
y viertensucontenidoal medioexterno.
5. La superficie de lasvesículas
que se formanestánrevestidasde clatrina.
Esterevestimiento
se pierdeunavez formada
la vesícula.
1
2
3
4
5
cis
trans
Aparato de Golgi
Funciones
Transporte de sustanciasdentro de la célula. Sus
membranas forman vesículas que transportan
moléculas provenientes del retículo.
Maduracióngracias a enzimas que transforman las
sustanciasiniciales durante su recorrido por los sáculos.
Acumulación y secreción de proteínasque, provenientes
del retículo, varían sus estructura, alteran la secuencia
de aminoácidos y se activan, pasando después a
vesículas de secreción.
Funciones
Glucosilación de lípidos y proteínas a los que se les unenlos
oligosacáridosdando lugar a glucolípidos y glucoproteínas de
membrana que se unirána ella porexocitosis constitutiva.
Síntesis de polisacáridoscomolos proteoglucanos de la matriz
extracelular y los glúcidos que constituyen la pared celular de
vegetales.
En resumen, se almacenan y transformanlas sustancia
provenientes del retículo.
Las transformaciones se producen mientras las sustancias
pasan de la cara cis a la trans del aparato de Golgi.
Funciones
Sustanciasde secreción
que salen fuera de la célula
Sustanciasque formarán
parte de la membrana
plasmática (enrealidad,
van en la membranade la
vacuola)
Sustanciasque formarán
parede loslisosomasy
quedan en el interior de la
célula
Estructura
Las vacuolas son vesículas membranosas provenientes del
aparato de Golgi, del retículo endoplasmático o de la
membrana plasmática.
En células animales suelen ser pequeñas y numerosas y se las
llamavesículas.
En células vegetales:
Adquieren grantamaño y suele haber un número
reducido.
Están rodeadas por una unidad de membrana llamado
tonoplasto.
Pueden ocupar hastael 90%de la célula madura.
Funciones
En células vegetales:
Reserva de sustancias nutritivas a disposición de las
necesidades de la célula.
Almacenan gran cantidadde agua con lo que ésta no
afecta al citosol ni a la ósmosis celular.
Almacén de productos tóxicos y de desecho que
serían perjudiciales en el citosol.
Contribuyen al crecimiento de los tejidos por presión
de turgencia(visto en el tema anterior)
Funciones
Almacenan sustancias muy específicas:
Pigmentos de las flores.
Alcaloides venenosos.
Cristales de sales de Calcio para dar sostén.
Contribuyen a la homeostasis, no sólo
manteniendo las concentraciones salinas, sino al
regulando el pH al dejar pasar H+ a través de sus
membranas.
Funciones
En células animales y vegetales:
Transportan sustancias entre orgánulos (retículo
endoplasmático y aparato de Golgi) y entre estos y el
medio externo.
Intervienen en la nutrición celular y defensa de los
organismos al ser parte fundamental en los procesos
de endocitosis y exocitosis tanto de nutrientes, como
de partículas perjudiciales (infecciones)
Funciones
En células de protistas:
Las vacuolas fagocíticas y pinocíticas intervienen en
la nutrición.
Las vacuolas contráctiles o pulsátiles regulan la
presión osmótica en organismos de medios
hipotónicos al expulsar agua que van acumulando
en la vacuola. Cuando se llena, se fusiona con la
membrana plasmática y expulsa el agua. Luego
comienza a llenarse de nuevo
Estructura
Son vesículas procedentes del Aparato de Golgi en cuyo
interior hay enzimas digestivos (Fosfatasa ácida,
glucosidasa, lipasa, proteasa, ADN-asa)
La más importante es la fosfatasa ácida que libera
grupos fosfato.
Son enzimas que funcionan en medio ácido por lo que
se requiere la presencia de bombas de protones que
favorezcan la entrada de H+.
Estructura
Las enzimas se forman en el REr , pasan al
Aparato de Golgi donde se activan y concentran y
luego se acumulan en los lisosomas.
Están cubiertos por una membrana con las
proteínas de la cara interna muyglucosiladas
para impedir que las enzimas digieran las
sustancias que forman la propia membrana.
Estructura
Los lisosomas pueden ser:
Lisosomas primarios: solo presentan enzimas
digestivos. Están tal y como salieron del Aparato de
Golgi.
Lisosomas secundarios: contienen sustancias en
proceso de digestión. Resultan de la unión del
lisosoma primario con una vacuola con materia
orgánica (fagosoma) que puede proceder:
Funciones
del exterior de la célula a donde han
entrado por endocitosis (nutrientes o
partículas infecciosas como virus o bacterias)
HETEROFAGIA.
del interior de la propia célula como
componentes celulares que envejecen.
AUTOFAGIA.
Funciones
Una vez digerida la sustancia que sea, los
nutrientes atraviesan la membrana del lisosoma
secundario (al que también se puede llamarvacuola
digestiva) quedando en su interior restos que no
han sido digeridos.
Estos restos no puedenatravesar la membrana del
lisosoma (ahora se le puede llamarvacuola de
egestión) y saldrán fuerade la célula por exocitosis.
Estructura
Son vesículas más o menos esféricas, cubiertas por una
membrana simple.
Procedendel retículo endoplasmático.
Tienen unos 26 tipos de enzimas siendo las principales:
Oxidasas. Oxidan(degradan) compuestos (ácidos grasos,
aminoácidos, bases nitrogenadas), desprendiendo
peróxido de HidrógenoH2O2, tóxico para las células.
Catalasas. Degrada el H2O2. Suele estar cristalizada
dentro del peroxisoma y a microscopio electrónico
aparece conforma de red.
Acción de la catalasa
Puede actuar de dos maneras para eliminar el agua oxigenada
(otro nombre del H2O2):
Si hay sustancias tóxicas (etanol, metanol, medicamentos,
etc) que se pueden eliminar por oxidación, las hace
reaccionar con el H2O2 y se eliminan ambas. Así se realiza
la función de destoxificación. La energía liberada en esta
oxidación se disipa en forma de calor y no se acumula en
ATP como pasa en las mitocondrias.
Si no hay sustancias tóxicas la propia catalasa degrada el
H2O2 en H2O y O2.
Actividad oxidativa de los peroxisomas
Sustrato–
H2
Degradación Destoxificación
Sin sustanciastóxicas
Con sustancias tóxicas
Peroxisomas
Funciones
Desintoxicación: abundan en células del hígado y del riñón
que tienenque eliminar sustancias tóxicas (alcohol,
medicamentos, etc.)
Degradaciónde los ácidos grasos en moléculas más
pequeñas que, posteriormente, se acabaránde oxidar en las
mitocondrias.
Se supone que los peroxisomas aparecieronantes que las
mitocondrias y su función inicial sería permitirla vida en
una atmósfera cada vez más rica en el tóxico oxígeno.
Glioxisomas
Una variante de los peroxisomas son losglioxisomas.
Existensolo en células vegetales y contienen enzimas para
realizar el ciclo del ácido glioxílico una variante del ciclo de
Krebs que permite obtener glúcidos a partir de lípidos.
Este proceso es fundamental en semillas oleaginosas que, al
germinar, obtienen glucosa a partir de los lípidos que
almacenan.
La glucosa es el único combustible que utiliza el embrión
hasta que la planta puede realizar la fotosíntesis.
Al almacenar energía en forma de grasas, ahorran espacioy
aumentan la eficiencia.
Estructura
Están presentes en todas las células eucariotas
tanto animales, como vegetales ya que todas son
aerobias.
Son especialmente abundantes en células que
requieren mucha energía como las musculares y
los espermatozoides.
El conjunto de mitocondrias de la célula se llama
condrioma.
Estructura
Pueden ser desde esféricas hasta alargadas, con forma
de bastoncillo o cilindro.
Están formadas por dos membranas que delimitan dos
espacios. De fuera a dentro encontramos
Membrana externa.
Espacio intermembranoso.
Membrana interna.
Matriz mitocondrial
Membrana externa.
Es lisa y rodea totalmente a la mitocondria.
Se trata de una unidad de membrana igual al resto de
las membranas celulares (bicapa lipídica y proteínas).
Abundan las proteínastransmembranaque actúan
como canales lo que hace a estas membranas muy
permeables.
Debido a ello, moléculas de gran tamaño pueden entrar
al espacio intermembranoso.
Espacio intermembranoso
Es un espacioestrecho delimitado porlas dos membranas.
Debido a la enorme permeabilidad de la membrana externa,
tiene una composición muy similar a la del citosol.
Tiene unaalta concentraciónde protones comoresultado
del bombeo de los mismos desde la matriz (se verá más
adelante).
En él se localizan diversas enzimas .
También se localiza la carnitina, una molécula implicada en
el transporte de ácidos grasos desde el citosol hasta la matriz
mitocondrial.
Membrana interna
Presenta muchos repliegues o invaginaciones
perpendiculares al eje longitudinal de la mitocondria (si
es alargada), llamadascrestas mitocondriales.
Así se incrementa su superficie y su eficiencia
metabólica.
Carece de colesterol (debido a su origen bacteriano)
Es muy impermeable.
Contiene muchas enzimas para el transporte de
electrones y ATP-sintetasa para la síntesis de ATP.
Matriz
Es el espacio interno delimitado por la membrana interna y
contiene:
numerosas enzimas que catalizan la parte del
catabolismoque se realiza en la matriz.
ribosomas mitocondriales (mitoribosomas) muy
similares a los bacterianos.
ADN mitocondrial circular y bicatenario.
enzimas para la replicación, transcripcióny traducción
del ADN mitocondrial.
diversas sustancias comonucleótidos e iones.
Funciones
Ciclode Krebbs: En la matriz mitocondrial.
Cadena respiratoria: En la membranainternadondeestánlasenzimasque se
van traspasandolos electrones.
ß-oxidaciónde los ácidos grasos: en la matriz mitocondrial.
Fosforilación oxidativa: En la membranade las crestas dondeestá la ATP-
sintetasa.
Duplicación del ADN y transcripciónpara el ARNmitocondrial: en la matriz.
Síntesis de proteínas propiasde la mitocondria: En la matriza partir de la
informacióndel ADN y con los ribosomaspropios de la mitocondria.
Los Plastos
Son orgánulos exclusivos de las células vegetales.
Pueden ser:
Cromoplastos. Almacenan pigmentos (clorofila,
carotenos). Destacan los cloroplastos que almacenan
y sintetizan clorofila.
Leucoplastos. Carecen de pigmentos. Almacenan
sustancias como fuente de energía en tejidos no
fotosintéticos. Amiloplastos almacenan almidón;
oleoplastos, aceites; proteinoplastos, proteínas.
Cloroplastos
Almacenan clorofila por lo que son verdes y se sitúan en células
vegetales fotosintéticas.
Son móviles y se sitúan en la cara de la célula en que incide la
luz.
Presentan movimientosameboides y contráctiles.
En algas tienen formas variables (Spirogyra tiene solo dos en
forma de helicoide). Otras algas tienen solo un cloroplasto.
En vegetales lo más frecuente es que sean discos lenticulares.
(también los hay ovoides y esféricos) entre 20 y 40.
Estructura
Están delimitados por unadoble membrana.
La interna carece de invaginaciones o crestas y delimita un
amplio espacio o estroma.
En el interior del estroma hay un tercer tipo de membrana: la
membrana tilacoidalque delimita unos discos aplanados
llamados tilacoides conun espaciointernollamado espacio
tilacoidal o lumen.
Los tilacoides pueden agruparse en pilas o montones
llamadosgrana.
También pueden estar extendidos porel estroma:tilacoides
de estroma.
Membranas de la cubierta
Las membranas de la envoltura carecen de clorofila.
Abundan las proteínas de transporte que controlan el
paso entre el estroma y el citosol.
La membrana externa es muy permeable gracias a
proteínas de canal.
La membrana interna es casi impermeable, excepto por
unas proteínas especiales:proteínas translocadoras.
Membrana tilacoide
Contiene menos lípidos y más proteínas que las de la
cubierta.
Además, un 12%son pigmentos, sobre todo clorofila,
aunque también haycarotenoides.
También presenta ATP-sintetasa y realiza el transporte
de electrones y la síntesis de ATP igual que la
membrana interna de las mitocondrias.
El espacio tilacoidal mantiene un pH ácido.
Estroma
En el estroma encontramos:
Enzimas para la conversión de CO2 en materia orgánica.
la más importante es la RUBISCO(Ribulosa bifosfato
carboxilasa oxidasa)
ADN circular y bicatenario.
Ribosomas distintos a los de mitocondrias y a los del
citoplasma (plastoribosomas)
Enzimas para la replicación, transcripcióny traducción
del ADN.
Inclusiones de almidóny lípidos, principalmente.
Funciones
Fase luminosa de la fotosíntesis: En la membrana
tilacoide donde están los enzimas que transportan los
electrones y la ATP-sintetasa.
Fase oscura de la fotosíntesis: Enel estroma.
Duplicación del ADN y transcripción para el ARNdel
cloroplasto: en el estroma.
Síntesis de proteínas propias del cloroplasto. En el
estroma a partir de la información del ADN y con los
ribosomas y el ARN propios del cloroplasto.
Origen de mitocondrias y
cloroplastos
Según la teoría de la endosimbiosis, el origen de
mitocondrias y cloroplastos estaría, respectivamente en
unas bacterias aerobias y otras, autótrofas fagocitadas y
no digeridas por una célulaurcariota (procariota que ha
perdido la pared celular y ha aumentado de tamaño
según la teoríaendosimbiótica)
Esta teoría está apoyada por varios datos:
tamaño similar a bacterias de cloroplastos y
mitocondrias.
Disponen de su propio ADN que:
Se duplica antes de la bipartición
Se transcribe dentro del orgánulo
Se traduce en sus propios ribosomas
Si embargo, la cantidadde ADN es reducida por lo
que la mayor parte de los componentes se sintetiza en
otros lugares de la célula y es importado al orgánulo.
(solo un 10%del contenido de la mitocondriase
sintetiza en su interior).
Origen de mitocondrias y
cloroplastos
Los ribosomas y ARN ribosómicos son más
parecidos a los de bacterias que a los de la
célula eucariota.
Los cloroplastos realizan la fotosíntesis de
manera muy parecida a las cianobacterias.
Se reproducen por bipartición
independientemente de la división celular.
Origen de mitocondrias y
cloroplastos
Inclusiones
Las inclusiones son depósitos de sustancias en el
interior de la célula, sin estar rodeadas de membranas.
Se trata de sustancias de reserva o de desecho, producto
del metabolismo celular.
Son sustancias hidrófobas no solubles que ni se
dispersan, ni se disuelven (glucógeno en células
hepáticas; grasa enadipocitos)
Tipos
Hay diversos tipos de inclusiones:
Glúcidos. Glucógeno en células animales y almidón
en vegetales. Sirven de almacén de energía.
Lípidos. En vegetales abundan en semillas y frutos;
en animales, las gotas de grasa se acumulan en el
tejido adiposo y son la principal reserva de energía.
Otras inclusiones. Se pueden encontrar acúmulos de
látex, pigmentos, proteínas cristalizadas, etc.
Estructura
Son estructuras globulares, carentes de membrana,
constituidas por varios tipos de proteínas (10%), ARNr
procedente del nucleolo (10%) y gran cantidadde agua
(80%)
Solo son visibles a microscopioelectrónico.
Tanto los procariotas como los eucariotas tienen una
estructura muy similar formados por dos subunidades,
una grande y otra pequeña que permanecen separadas en
el citosol y solo se unen para traducir el ARNm
Localización
Se pueden encontrar:
dispersos en el citosol, conlas dos subunidades
separadas.
formando polisomas, con forma de collar en el citosol si
estántraduciendo ARNmcon las subunidades juntas.
adheridos a la membrana del retículoendoplasmático
rugoso, gracias a unas proteínas, riboforinas.
libres en la matrizde mitocondrias y en el estroma de los
cloroplastos, en este caso son similares a los procariotas.
Tipos
Los ribosomas pueden ser de dos tipos:
procariotas: Tienen un coeficiente de sedimentación
total de 70 S (Svedberg), 50S la subunidadgrande y
30 S, la pequeña. Aquí se incluyen los de
mitocondrias y cloroplastos.
eucariotas: Tienen un coeficiente de sedimentación
total de 80 S (Svedberg), 60S la subunidadgrande y
40 S, la pequeña.
70 S
50 S
30 S
80 S
40 S 60 S
Ribosoma
procariota
Ribosoma
eucariota
Tipos
Funciones
En los ribosomas tiene lugar la síntesis de proteínas, tanto en
células procariotas como en eucariotas.
Para ello se requiere la uniónde una subunidad grande y
una pequeña, pero no tienenpor qué ser las mismas.
El ARNmse une a la subunidad pequeña y luego se les une la
subunidad grande.
Después de la síntesis, las subunidades se separan.
Cada ARNmes leído por entre 5 y 40 ribosomas que se
sitúan a unos 100 Å, formando lospolisomas o
polirribosomas.
El núcleo
Es una estructura propia de células eucariotas, tanto
animales como vegetales.
Contiene el ADN celular.
En su interior tiene lugar la duplicación del ADN, así
como la síntesis de todos los tipos de ARN.
Según la teoríaendosimbióticase originaríapor
plegamiento de la membrana plasmáticade una célula
urcariota que en la zona donde se anclaba el ADN, se
dispuso rodeándolo.
El núcleo y el ciclo celular
Según el momento del ciclo celular, el núcleo puede ser:
núcleointerfásico: es el núcleo en sentido estricto consu
membrana intacta, el ADN desenrolladoen forma de
cromatina. Al final de la fasese duplicael ADN para que
cada célula hija tenga la misma cantidad de ADN que la
madre.
núcleoen división: desaparece la membrananuclear, las
fibras de cromatina se condensan dando lugar a
cromosomas que quedan inmersos en el citoplasma.
Características
Número: La mayoría de las células tienen un solo
núcleo, pero las hay sin núcleo (eritrocitos de
mamíferos) o plurinucleadas lo que puede deberse
a:
Sincitio: proviene de varias células uninucleadas
que se han fusionado (células musculares)
Plasmodio: Se producen varias divisiones del
núcleo si que haya divisiones del citoplasma.
Forma y posición: según el tipo de célula.
vegetales. Suele ser discoidal y excéntrico debido al
gran desarrollo de las vacuolas que lo desplazan
hacia un lateral.
animales. Suele ser esférico y ocupar una posición
central.
puede haber núcleos con formas especiales:
herradura, arrosariado, polilobulado, etc.
Características
Estructura
Es un doble unidad de membrana que consta de:
Membrana externa. Tiene entre 70 y 90 Å de
espesor. Presenta ribosomas en la cara que da al
citoplasma. Y se continua con el REr.
Espacio perinuclear. Tiene unos 200-300 Å de
espesor. Se comunica con el lumen del Rer.
Membrana interna. Tiene entre 70 y 90 Å de espesor.
Presenta unas proteínas de anclaje para las proteínas
de la lámina nuclear.
Estructura
Lámina nuclear. También llamada lámina fibrosa.
Es una capa de proteínas fibrilares adherida a la cara
nuclear de la membrana interna. Proporciona
soporte al núcleo y sirven de anclaje para la
cromatina, teniendo características similares a los
filamentos intermedios del citoesqueleto.
Poros nucleares. Orificios en los que se unen la
membrana externa y la interna y permiten aumentar
la permeabilidaddel núcleo.
Poros
Tienen un diámetro de unos 800 Å y se distribuyen por toda
la membrana nuclear.
Está formado por una serie de proteínas o complejo del poro
formado por:
ocho gránulos o masas de riboproteínas enforma anular
en la parte superior.
otros ocho gránulos similares en la parte inferior.
ocho proteínas cónicas que tapanla luz del porodejando
un orificio de 100 Å que puede estar obturado por una
proteína central. Así se regula el paso de sustancias de
distintos tamaños.
Gránulos (8 gránulos de ribonucleoproteínasporfueray otros8 por
dentroformanel complejodelporo)
Proteínacónica(son8 y dejanun canal de
100A)
100 Å
Proteínacentral(puede obturar el canaldel poro)
Membrana
nuclear interna
Membrananuclear
externa
Espacio
perinuclear
Poro nuclear
Lámina
nuclear
Funciones de la membrana
Separa el nucleoplasma del citosol lo que evita que enzimas
del citoplasma actúen en el interior del núcleo.
Regula el intercambio de sustanciasa través de los poros
como la entrada de nucleótidos, enzimas ADN y ARN
polimerasas, histonas y la salida de losdistintos ARN.
Interviene en la formaciónde cromosomasgracias a los
puntos de anclaje de la cromatina a la lámina nuclear.
Distribuye las masas de cromatina de núcleos hijosal
conformarse la nueva membrana nuclear a partir del REr.
Nucleoplasma
El nucleoplasma o carioplasma es el mediointerno del
núcleo.
Es una dispersión coloidal en forma de gel compuesta
de agua, sales disueltas, nucleótidos y proteínas, sobre
todo enzimas para la replicación de ADN y la síntesis
del ARN.
Presenta unared de proteínas fibrilares que mantiene
fijos el nucléolo y las fibras de cromatina.
Estructura
Es un corpúsculo esférico (pueden ser dos), carente de
membrana de entre 1 y 3 mm.
Aparece siempre cerca de ciertosgenes de ADN con
información para fabricar ARNnucleolar denominados
organizadoresnucleolares
Como son varios genes iguales, uno a continuación de
otro, transcritos continuamente para fabricar los ARN,
se van formando muchosARNn de distinta longitud,
dando lugar a las llamadasestructuras plumosas.
Estructura
La periferia del nucléolo aparece conaspecto granular.
Los gránulos son ARNr asociado a proteínas para formar las
subunidades de ribosomas en proceso de maduración
Estas subunidades saldrán por los poros para unirse y
constituirlos ribosomas en el citoplasma durante la síntesis
de proteínas.
El nucleolo es mayor en células conmucha síntesis de
proteínas y que requieren muchos ribosomas.
Si se destruye el nucléolo, al poco tiempo escaseanlos
ribosomas.
Función
Síntesis de todos los tipos deARNr, excepto una
pequeña porción de 5S de la subunidad mayor que se
transcribe a partirde cromatina próxima a la envoltura
nuclear.
Se forman las subunidades de los ribosomasal unirse
ARNrcon proteínas procedentes del citoplasma.
Estas subunidades salen a través de los poros nucleares
y se ensamblarán en el citoplasma o sobre la
membrana del REr solo para sintetizar proteínas.
Cromatina
Es el material genético durante el núcleo
interfásico.
Se presenta en forma de grumos o fibrillas
dispersos por el nucleoplasma.
Cada fibrilla está formada por una molécula de
ADN y proteínas, la mayoría, histonas.
La cromatina se forma por descondensaciónde los
cromosomas tras la división celular.
Estructura
Está constituida, básicamente por una sucesión de nucleosomas
que forman la fibra de cromatina de 100 Å (collar de perlas) de
grosor.
Esta fibra logrará su máxima condensación en el cromosoma y la
mínima, en la interfase.
Esta fibra puede presentarse, en ciertas zonas, enrollada sobre sí
misma, formando unafibra de 300 Å de grosor (solenoide), e
incluso grados mayores de empaquetamiento.
En el esparmatozoide, debido a su asociación con protaminas, la
cromatina está fuertemente empaquetada en unaestructura
cristalina.
La cromatina puede ser de dos tipos.
Tipos
Heterocormatina:
Está sin descondensar totalmente en forma de solenoide o
más empaquetado aún.
Se encuentra en la zona más periférica del núcleo.
No se puede transcribir por lo que es inactiva
Puede ser:
Heterocromatina constitutiva. Está condensada en todas
las células del organismo. Forma centrómeros y telómeros.
Heterocromatina facultativa. Está descondensada en
algunas células, pero no en otras. Contiene genes que no
se expresan, pero pueden expresarse y entonces pasará a
eucromatina
Tipos
Eucromatina:
Estátotalmente descondensada, en forma de collar
de perlas.
Se encuentra en la zona interna del núcleo.
Es activa pues puede transcribirse ya que está
formada por genes que se expresan.
Es la más abundante en la interfase.
Funciones
Contiene y transmite la información genéticasobre la
estructura y el funcionamiento del organismo.
Cada molécula de ADN se duplica en dos copias
idénticas unidas por un punto y enrolladas para
formar las dos cromátidas de cada cromosoma. Así
se pasa dicha información a células hijas.
Proporcionar la información biológicanecesaria para
sintetizar los diferentes ARN y todas las proteínas
necesarias para el funcionamiento del organismo.
Estructura
Durante la mitosis, se produce la desorganización de
núcleo.
desaparece el nucléolo.
se desintegra la membrana nuclear en pequeñas
vesículas independientes que acaban por desaparecer.
la cromatina comienza la condensación para formar
los cromosomas.
los cromosomas no pueden transcribirse por lo que se
suspende la síntesis de ARN.
Estructura
todo el contenido nuclear se libera en el citoplasma y
los cromosomas se dispersan por él.
al final de la mitosis, se dan los mismos fenómenos
en sentido inverso
los cromosomas se descondensan en cromatina.
a su alrededor se organiza la membrana nuclear
a partir del REr.
aparecen los nucleolos por síntesis de ARN r y su
unión a proteínas procedentes del citoplasma.
Los cromosomas
El cromosoma metafásico tiene las siguientes características:
Dos cromátidas. Formadas cada una por una molécula
(doble hélice) de ADN. Son exactamente iguales ,
proceden de la duplicación del ADN.
Cetrómero o constricción primaria. Es un
estrechamiento que ocupa una posición variable y divide
al cromosoma en dos brazos. Por él permanecen unidas
las cromátidas hermanas y por él se une el cromosoma al
huso mitótico.
Los cromosomas
Brazos. Cada una de las porciones de igual o distinta
longitud en que el centrómero divide al cromosoma.
Cinetócoro. Discos proteicos a ambos lados del
centrómero en cada cromátida. En ellos se enganchan
los microtúbulos del huso, permitiendo la separación de
las cromátidas.
Satélite. Solo aparece en algunas ocasiones. Es una
porción esférica situada en un extremo del cromosoma
y separada del resto por una constricción secundaria.
Telómeros. Extremos del cromosoma que evitan que
dichos extremos se enreden o sufran cualquier
alteración. Tienen relación con la edadcelular.
Bandas. Segmentos más o menos anchos del
cromosoma que aparecen como bandas claras y
oscuras alternas por teñirse con distinta intensidad
ante ciertos colorantes. Mantienen la misma pauta
de bandeo en cromosomas homólogos lo que permite
identificarlos.
PAU Cantabria
Identifica y describe la función de las estructuras indicadas.
Dibuja una mitocondria indicando sus partes más
relevantes. Comenta su función biológica más representativa,
señalando en qué parte de este orgánulo se realiza dicha
función.
PAU Cantabria
Identifique la estructura que aparece en la figura e
indique su función biológica.
Reconocer la estructura representada en la figura e
indicar su función biológica. Identificar las partes
señaladas con letras.
PAU Cantabria
Identifica las estructuras señaladas en la figura,
comentando brevemente sus respectivas funciones
biológicas.
Citoesqueletocelular: composición localización y
funciones. Dibuja una célula y representa en ella el
citoesqueleto.
PAU Cantabria
Identifica las estructuras que aparecen en la figura e
indica, en no más de cinco palabras en cada caso, su
respectiva función biológica (únicamente las que tienen
letra asignada).
PAU Cantabria
Identifica la estructura que aparece en la figura e indica
su función biológica.
Identifica las estructuras celulares que aparecen
señaladas por las flechas en la figura 1 y comenta
brevemente su función biológica.
PAU Cantabria
Reconoce la estructura representada en la figura e
identifica las partes señaladas con una letra. ¿Cuál es su
función biológica?
PAU Cantabria
Identifica la estructura celular que aparece en la figura 2
y explica su función en la célula.
Reconoce la estructura representada en la figura e
indicar su función biológica: Identificar las partes
señaladas con letra.