CÉLULAS
EUCARIÓTAS
Es una región del núcleo que se considera una
estructura supra-macromolecular que no posee membrana que lo limite. La función
principal del nucléolo es la transcripción del ARN ribosomal por la polimerasa
I, y el posterior procesamiento y ensamblaje de los pre-componentes que
formarán los ribosomas.
2-NÚCLEO
Es un orgánulo membranoso que se encuentra
en el centro de las células eucariotas. Contiene la mayor parte
del material genético celular, organizado en
múltiples moléculas lineales de ADN de gran longitud formando complejos con una gran variedad de proteínas como las histonas para formar los cromosomas. El conjunto de genes de esos cromosomas se
denomina genoma
nuclear. La función del
núcleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las actividades
celulares regulando la expresión génica. Por ello se dice que el
núcleo es el centro de control de la célula.La principal estructura que constituye el núcleo es la envoltura nuclear, una doble membrana que rodea completamente al orgánulo y separa ese contenido del citoplasma, además de contar con poros nucleares que permiten el paso a través de la membrana para la expresión genética y el mantenimiento cromosómico.
Aunque el interior del núcleo no contiene ningún subcompartimento membranoso, su contenido no es uniforme, existiendo una cierta cantidad de cuerpos subnucleares compuestos por tipos exclusivos de proteínas, moléculas de ARN y segmentos particulares de los cromosomas. El mejor conocido de todos ellos es el nucléolo.
-Envoltura y poros nucleares:
·
Envoltura nuclear: también conocida como membrana nuclear, se
compone de dos membranas, una interna y otra
externa, dispuestas en paralelo una sobre la otra. Evita que las macromoléculas
difundan libremente entre el nucleoplasma y el citoplasma. La membrana nuclear
externa es continua con la membrana del retículo endoplásmico rugoso
(RER), y está igualmente tachonada de ribosomas.
El espacio entre las membranas se conoce como espacio o cisterna perinuclear y
es continuo con la luz del RER.
·
Poros nucleares: proporcionan canales
acuosos que atraviesan la envoltura, están compuestos por múltiples proteínas
que colectivamente se conocen como nucleoporinas. Los poros tienen 125
millones de daltons de peso molecular y se
componen de aproximadamente 50 (en levaduras)
a 100 proteínas (en vertebrados).
Los poros tienen un diámetro total de 100 nm; no obstante, el hueco por el
que difunden libremente las moléculas es de 9 nm de ancho debido a la
presencia de sistemas de regulación en el centro del poro. Este tamaño permite
el libre paso de pequeñas moléculas hidrosolubles mientras que evita que
moléculas de mayor tamaño entren o salgan de manera inadecuada, como ácidos
nucleicos y proteínas grandes. Estas moléculas grandes, en lugar de ello, deben
ser transportadas al núcleo de forma activa. El núcleo típico de una célula de
mamífero dispone de entre 3000 y 4000 poros a lo largo de su envoltura, cada
uno de los cuales contiene una estructura en anillo con simetría octal en la
posición en la que las membranas, interna y externa, se fusionan.
Anclada
al anillo se encuentra la estructura denominada cesta nuclear que se
extiende hacia el nucleoplasma, y una serie de extensiones filamentosas que se
proyectan en el citoplasma. Ambas estructuras median la unión a proteínas de
transporte nucleares.
·
En las células animales existen dos redes de
filamentos intermedios que proporcionan soporte mecánico al núcleo: la lámina
nuclear forma una trama organizada en la cara interna de la envoltura, mientras
que en la cara externa este soporte es menos organizado. Ambas redes de
filamentos intermedios también sirven de lugar de anclaje para los cromosomas y
los poros nucleares.
La lámina nuclear está compuesta por proteínas
que se denominan proteínas laminares. Como todas las proteínas, éstas son
sintetizadas en el citoplasma y más tarde se transportan al interior del
núcleo, donde se ensamblan antes de incorporarse a la red preexistente. Las
láminas también se encuentran en el interior del nucleoplasma donde forman otra
estructura regular conocida como velo nucleoplásmico, que es visible usando
interfase. Las estructuras de las láminas que forman el velo se unen a la
cromatina y mediante la disrupción de su estructura inhiben la transcripción de
genes que codifican para proteínas.
·
El núcleo celular contiene la mayor parte del
material genético celular en forma de múltiples moléculas lineales de ADN
conocidas como cromatina, y durante la división celular ésta aparece en la
forma bien definida que se conoce como cromosoma. Una pequeña fracción de los
genes se sitúa en otros orgánulos, como las mitocondrias o los cloroplastos de
las células vegetales.
Existen dos tipos de cromatina: la eucromatina
es la forma de ADN menos compacta, y contiene genes que son frecuentemente
expresados por la célula. El otro tipo, conocido como heterocromatina, es la
forma más compacta, y contiene ADN que se transcribe de forma infrecuente. Esta
estructura se clasifica a su vez en heterocromatina facultativa, que consiste
en genes que están organizados como heterocromatina solo en ciertos tipos
celulares o en ciertos estadios del desarrollo, y heterocromatina constitutiva,
que consiste en componentes estructurales del cromosoma como los telómeros y
los centrómeros.Durante la interfase la cromatina se organiza en territorios
individuales discretos, los territorios cromosómicos. Los genes activos, que se
encuentran generalmente en la región eucromática del cromosoma, tienden a
localizarse en las fronteras de los territorios cromosómicos.
Núcleo celular eucariota. En este diagrama se
visualiza la doble membrana tachonada de ribosomas
de la envoltura nuclear,
el ADN (complejado como cromatina),
y el nucléolo. Dentro del núcleo celular se encuentra un
líquido viscoso conocido como nucleoplasma,
similar al citoplasma que se encuentra fuera del núcleo.
Los ribosomas son complejos macromoleculares de proteínas y ácido ribonucleico (ARN) que se encuentran en el citoplasma, en las mitocondrias, en el retículo endoplasmatico y en los cloroplastos. Son un complejo molecular encargado de sintetizar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm). Sólo son visibles al microscopio electrónico, debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa que son los responsables de la basofilia que presentan algunas células. Están en todas las células (excepto en los espermatozoides). Los ribosomas están considerados en muchos textos como orgánulos no membranosos, ya que no existen endomembranas en su estructura, aunque otros biólogos no los consideran orgánulos propiamente por esta misma razón.
En células eucariotas, los ribosomas se elaboran en el núcleo pero desempeñan su función de síntesis en el citosol. Están formados por ARN ribosómico (ARNr) y por proteínas. Estructuralmente, tienen siempre dos subunidades: la mayor o grande y la menor o pequeña. En las células, estas macromoléculas aparecen en diferentes estados de disociación. Cuando están completas, pueden estar aisladas o formando grupos (polisomas). Las proteínas sintetizadas por los ribosomas actúan principalmente en el citosol; también pueden aparecer asociados al retículo endoplasmático rugoso o a la membrana nuclear, y las proteínas que sintetizan son sobre todo para la secreción.
Tanto el ARNr como las subunidades de los ribosomas se suelen nombrar por su coeficiente de sedimentación en unidades Svedberg. En las células eucariotas, los ribosomas del citoplasma alcanzan 80 S. En plastos de eucariotas, así como en procariotas, son 70 S. Los ribosomas mitocondriales son de tamaño variado, entre 55 y 70 S.
·
Ribosoma eucariota: En la célula eucariota,
los ribosomas tienen un coeficiente de sedimentación de 80 S. Su peso
molecular es de 4.194 Kd. Contienen un 60% de ARNr y 40% de proteínas. Al igual que los
procariotas se dividen en dos subunidades de distinto tamaño:
o Subunidad mayor:
Coeficiente de sedimentación de 60 S. Tres tipos de ARNr: 5 S,
28 S y 5,8 S y tiene 49 proteínas, todas ellas distintas a las de la
subunidad menor.
o Subunidad menor:
Coeficiente de sedimentación es 40 S. Tiene una sola molécula de ARNr
18 S y contiene 33 proteínas. Dependiendo del organismo
eucariota, este ARNr 18 S puede presentar variaciones.
Subunidad
mayor del ribosoma. En azul las proteínas ribosomales y en otros colores 2 o 3
moléculas de ARN ribosomal.
Subunidad
menor del ribosoma. El ARNr es una sola molécula.
·
Ribosoma mitocondrial: Los ribosomas mitocondriales o
"mitorribosomas" junto con ARNt y
ARNm,
son parte del aparato propio de síntesis proteica
que tienen las mitocondrias. Son de tamaño variable, desde los 50S de Leishmania
hasta 72S en Candida. Los mitoribosomas de las células
animales son 55S y sus dos tipos de ARN
ribosómicos, el 12S y 16S, se transcriben a
partir de genes del ADN
mitocondrial, y son transcritos por una ARN
polimerasa mitocondrial específica. Todas las proteínas
que forman parte de los ribosomas mitocondriales están codificadas por genes
del núcleo celular,
que son traducidos en el citosol y transportados hasta las mitocondrias.
·
Funciones: Los
ribosomas son las estructuras supramoleculares
encargadas de la síntesis de proteínas,
en un proceso conocido como traducción. La información
necesaria para esa síntesis se encuentra en el ARN
mensajero (ARNm), cuya secuencia de nucleótidos
determina la secuencia de aminoácidos
de la proteína; a su vez, la secuencia del ARNm proviene de la transcripción
de un gen
del ADN.
El ARN de transferencia
lleva los aminoácidos a los ribosomas donde se incorporan al polipéptido
en crecimiento.
o Traducción:
El ribosoma lee el ARN mensajero y ensambla los
aminoácidos suministrados por los ARN de transferencia a la proteína en
crecimiento, proceso conocido como traducción o síntesis de proteínas.
Todas las proteínas están formadas por
aminoácidos. Entre los seres vivos se han descubierto hasta ahora 20
aminoácidos. En el código genético, cada aminoácido está codificado por uno o
varios codones. En total hay 64 codones que codifican 20 aminoácidos y 3
señales de parada de la traducción. Esto hace que el código sea redundante y
que haya varios codones diferentes para un mismo aminoácido.
Es un orgánulo que forma un compartimento pequeño y cerrado, separado del citoplasma por una bicapa lipídica igual que la membrana celular.
Las vesículas almacenan, transportan o digieren productos y residuos celulares. Son una herramienta fundamental de la célula para la organización del metabolismo.
Muchas vesículas se crean en el aparato de Golgi, pero también en el retículo endoplasmático rugoso (RER), o se forman a partir de partes de la membrana plasmática. Las vesículas de SECRECIÓN se denominan GERL, que significa una porción del retículo endoplásmico cerca del aparato de golgi y carente de ribosomas, estas vesículas se originan por secreción celular de las cisternas membranosas del complejo de golgi, presentes únicamente en las células eucariotas(lisosomas en este caso).
5-Reticulo endoplasmático rugoso(RER)
El retículo endoplasmático rugoso (RER), también llamado Retículo Endoplasmático Granular, Ergastoplasma o Retículo Endoplásmico Rugoso, es un orgánulo que se encarga de la síntesis y transporte de proteínas en general. Existen retículos sólo en las células eucariotas. En las células nerviosas es también conocido como Cuerpos de Nissl. El término Rugoso se refiere a la apariencia de este orgánulo en las microfotografías electrónicas, la cual es resultado de la presencia de múltiples ribosomas en su superficie. El RER está ubicado junto a la envoltura nuclear y se une a la misma de manera que puedan introducirse los ácidos ribonucleicos mensajeros que contienen la información para la síntesis de proteínas. Está constituido por una pila de membranas que en su pared exterior presentan adosados.
·
Características:
El retículo endoplasmático rugoso está formado por una serie de canales o
cisternas que se encuentran distribuidos por todo el citoplasma de la célula. Son sacos aplanados en los
cuales se introducen cadenas polipeptidicas las cuales formaran proteínas no
citosolicas que pasaran al retículo endoplasmático liso y luego Aparato de
Golgi para su
procesamiento y exportación. Existe una conexión física entre el retículo
endoplasmático rugoso y el retículo endoplasmático liso.
El término rugoso se refiere a la apariencia de este orgánulo en las
micrografías electrónicas, la cual es resultado de la presencia de múltiples ribosomas adheridos en su superficie,
sobre su membrana.
La luz de sus cisternas presenta continuidad con la luz del espacio
intermembranoso nuclear llamado cisterna
perinuclear. Asimismo tiene continuidad física con la luz del retículo
endoplasmatico liso.
·
Funciones:
Participar en la síntesis de todas las
proteínas que deben empacarse o trasladarse a la membrana plasmática o
de la membrana de algún orgánulo.
También lleva a cabo modificaciones postraduccionales de estas proteínas, entre
ellas sulfación, plegamiento y glicosilación.
Además, los lípidos y proteínas integrales de todas las membranas de la célula
son elaboradas por RER. Entre las enzimas producidas, se encuentran las lipasas,
las fosfatasas,
las ADNasas, ARNasas y
otras.
o El
retículo endoplasmático rugoso suele estar muy desarrollado en las células con
alta actividad secretora de proteínas como son los plasmocitos,
las células pancreáticas, etc.
o Al
evitar que las proteínas sean liberadas al citoplasma, el R.E.R, consigue que
estas no interfieran con el funcionamiento de la célula y sean liberadas solo
cuando sean necesario, de otra manera, si por ejemplo quedaran libres en la
célula proteínas enzimáticas que se encargan de la degradación de
sustancias, las mismas destruirían componentes vitales de la célula.
Es un orgánulo presente en todas las células eucariotas. Pertenece al sistema de endomembranas. Está formado por unos 80 dictiosomas (dependiendo del tipo de célula), y estos dictiosomas están compuestos por 40 o 60 cisternas (sáculos) aplanadas rodeados de membrana que se encuentran apilados unos encima de otros, y cuya función es completar la fabricación de algunas proteínas. Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias cisternas del aparato de Golgi. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas, al igual que los peroxisomas, que son vesículas de secreción de sustancias. La síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular.
·
Estructura:
El aparato de Golgi se compone en estructuras denominadas sáculos. Éstas se agrupan en
número variable, habitualmente de 4 a 8. Presentan conexiones tubulares que
permiten el paso de sustancias entre las cisternas. Los sáculos son aplanados y
curvados, con su cara convexa (externa) orientada hacia el retículo endoplasmático. Normalmente se observan
entre 4 y 8, pero se han llegado a observar hasta 60 dictiosomas. Alrededor de
la cisterna principal se disponen las vesículas esféricas recién exocitadas. El
aparato de Golgi se puede dividir en tres regiones funcionales:
o
Región Cis-Golgi: es la más interna y próxima
al retículo. De él recibe las vesículas de transición, que son sáculos con
proteínas que han sido sintetizadas en la membrana del retículo endoplasmático rugoso (RER), introducidas dentro
de sus cavidades y transportadas por el lumen hasta la parte más externa del retículo. Estas
vesículas de transición son el vehículo de dichas proteínas que serán
transportadas a la cara externa del aparato de Golgi.
o
Región medial: es una zona de transición.
o
Región Trans-Golgi: es la que se
encuentra más cerca de la membrana plasmática. De hecho, sus membranas,
ambas unitarias, tienen una composición similar.
Las vesículas provenientes del retículo endoplásmico se fusionan con el
cis-Golgi, atravesando todos los dictiosomas hasta el trans-Golgi, donde son
empaquetadas y enviadas al lugar que les corresponda. Cada región contiene
diferentes enzimas que modifican
selectivamente las vesículas según donde estén destinadas. Sin embargo, aún no
se han logrado determinar en detalle todas las funciones y estructuras del
aparato de Golgi.
·
Funciones:
La célula sintetiza un gran número de diversas macromoléculas necesarias
para la vida. El aparato de Golgi se encarga de la modificación, distribución y
envío de dichas macromoléculas en la célula. Modifica proteínas y lípidos
(grasas) que han sido sintetizados previamente tanto en el retículo
endoplasmático rugoso como en el liso y los etiqueta para enviarlos a donde
corresponda, fuera o dentro de la célula. Las principales funciones del aparato
de Golgi vienen a ser las siguientes:
o
Modificación de sustancias sintetizadas en el RER: En el aparato de Golgi se
transforman las sustancias procedentes del RER. Estas transformaciones pueden ser agregaciones de restos de carbohidratos para conseguir la
estructura definitiva o para ser proteolizados y así adquirir su conformación
activa.
o
Secreción celular: las sustancias atraviesan todos los sáculos del aparato de Golgi y
cuando llegan a la cara trans del dictiosoma, en forma de vesículas de
secreción, son transportadas a su destino fuera de la célula, atravesando la
membrana citoplasmática por exocitosis.
o
Producción de membrana plasmática: los gránulos de secreción cuando se unen a la
membrana en la exocitosis pasan a formar parte de esta, aumentando el volumen y
la superficie de la célula.
o
Formación de los lisosomas primarios.
o
Formación del acrosoma de los espermios.
7-Citoesqueleto:El citoesqueleto es un orgánulo y también es un entramado tridimensional de proteínas que provee soporte interno en las células, organiza las estructuras internas e interviene en los fenómenos de transporte, tráfico y división celular. En las células eucariotas, consta de filamentos de actina, filamentos intermedios, microtúbulos y septinas, mientras que en las procariotas está constituido principalmente por las proteínas estructurales FtsZ y MreB. Las septinas se consideran el cuarto componente del citoesqueleto. El citoesqueleto es una estructura dinámica que mantiene la forma de la célula, facilita la movilidad celular (usando estructuras como los cilios y los flagelos), y desempeña un importante papel tanto en el tráfico intracelular (por ejemplo, los movimientos de vesículas y orgánulos) y en la división celular.
·
Mecanismos de movimiento
celulares
Todas las células poseen movimientos celulares, como las corrientes
citoplasmáticas, los movimientos de los organelos, los cromosomas, y los
cambios de morfología celular durante la división
Existen dos mecanismos de movimientos celulares: el montaje de proteínas
contráctiles como la actina y la miosina, y las estructuras motoras permanentes
formadas por la asociación de microtúbulos (cilios y flagelos). La actina
participa en el mantenimiento de la organización citoplasmática, la movilidad
celular y el movimiento interno de los contenidos celulares. En algunos casos,
el movimiento es producido por la interacción entre actina y miosina, por
ejemplo, los movimientos musculares de los vertebrados. Los cilios y flagelos
son estructuras largas, delgadas y huecas que se extienden desde la superficie
de las células eucariotas. Los cilios son cortos y aparecen en grandes
cantidades, los flagelos son largos y escasos. Solo están ausentes en unos
pocos grupos de eucariontes (algas rojas, hongos, plantas con flor y gusanos
redondos).
·
El citoesqueleto eucariótico
El citoesqueleto es una estructura intracelular compleja importante que
determina la forma y el tamaño de las células, así como se le requiere para
llevar a cabo los fenómenos de locomoción y división celulares. Además, en el
citoesqueleto radica el control del movimiento intracelular de organelos y
permite una organización adecuada para que se lleven a cabo los eventos
metabólicos requeridos. La estructuración compleja del citoesqueleto está
basada en la interacción de un conjunto de proteínas, las cuales se asocian y forman
una red intracelular tridimensional. Es la complejidad de la red tridimensional
lo que favorece los fenómenos indicados e incluso el que las células tengan la
capacidad de adherirse al medio extracelular, así como el que interactúen y se
comuniquen entre ellas. Gracias a tales fenómenos, en el citoesqueleto radica
la efectividad con la que las células responden al microambiente en el cual se
encuentran.
El citoesqueleto de las células eucariotas está basado principalmente
en tres tipos de filamentos citoesqueléticos: microfilamentos, filamentos intermedios y
microtúbulos. Estos filamentos son largos y se polimerizan por cada uno de sus
monómeros. Los monómeros de cada filamento están codificados por los genes y
las células los sintetizan de forma constitutiva en niveles basales de
expresión de proteínas. Sin embargo, la estructura tridimensional que forman
los polímeros al constituir el citoesqueleto no está codificada por el material
genético y por lo consiguiente, se transmite de una célula a otra por ser parte
de su citoplasma. Sin embargo, el citoesqueleto se considera que perdurará
siempre por que funciona como una “memoria celular”, esto porque es capaz de
almacenar e integrar todas las interacciones que se hayan sucedido en el,
durante su interacción con el microambiente que se le presente y lo cual
influirá en el futuro comportamiento celular como lo indicaron Fletcher y
Mullins en el 2010.
·
Microfilamentos (actina)
Los microfilamentos tienen un diámetro de unos 5 a 7 nm. Están formadas por una
proteína globular llamada actina que puede presentarse de dos formas:
o Actina no polimerizada (G
actina): la actina se encuentra asociada a la profilina que evita su
polimerización. Representa la mitad de la actina de la célula y es utilizada
para polimerizar microfilamentos cuando es necesario.
o Actina polimerizada (F
actina): es una doble hélice dextrógira de dos hebras de actina no
polimerizada. Esta actina se puede encontrar asociada a otras proteínas:
§ Proteínas estructurales: que
permiten la unión de los filamentos de actina.
§ Proteínas reguladoras: la
más importante es la miosina que permite la contracción muscular al permitir
que la actina se desplace sobre ella.
Las funciones de los microfilamentos de actina es la contracción
muscular, la formación de pseudópodos, el mantenimiento de la morfología
celular y, en la citocinesis de células animales, forma un anillo contráctil
que divide la célula en dos.
·
Filamentos intermedios
Son filamentos de proteína fibrosa que van de 8 a 11nm de diámetro, son
los componentes del citoesqueleto más estables, dando soporte a los orgánulos
(por sus fuertes enlaces), y heterogéneos. Las proteínas que conforman estos
filamentos, la citoqueratina, vimentina, neurofilamentos, desmina y la proteína fibrilar acídica de la glia, dependen del tejido en el
que se hallen. Su función principal es la organización de la estructura
tridimensional interna de la célula (por ejemplo, forman parte de la envuelta
nuclear y de los sarcómeros). También participan en algunas uniones intercelulares (desmosomas).
·
Microtúbulos
Los microtúbulos son
estructuras tubulares de 25 nm de diámetro que se originan en el centro
organizador de microtúbulos y que se extienden a lo largo de todo el Citoplasma. Se pueden polimerizar y
despolimerizar según las necesidades de la célula. Se hallan en las células
eucariotas y están formados por la polimerización de un dímero de dos proteínas globulares, la alfa y la beta tubulina. Cada microtúbulo está
compuesto de 13 protofilamentos formados por los dímeros de tubulina.
Intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de
vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de
sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis), ya que forman el huso
mitótico. Además, constituyen la estructura interna de los cilios y los
flagelos. Los microtúbulos son más flexibles pero más duros que la actina.
El retículo endoplasmático liso (REL) es un orgánulo celular que consiste en un entramado de túbulos membranosos interconectados entre sí y que se continúan con las cisternas del retículo endoplasmático rugoso. A diferencia de éste, no tiene ribosomas asociados a sus membranas (de ahí el nombre de liso) y, en consecuencia, la mayoría de las proteínas que contiene son sintetizadas en el retículo endoplasmático rugoso. Es abundante en aquellas células implicadas en el metabolismo de lípidos, la detoxificación, y el almacenamiento de calcio.
Participa en el transporte celular, en la síntesis de lípidos —triglicéridos, fosfolípidos para la membrana plasmática, esteroides, etc.—, en la detoxificación —gracias a enzimas destoxificantes que metabolizan el alcohol y otras sustancias químicas— en la glucogenolisis —proceso imprescindible para mantener los niveles de glucosa adecuados en sangre—, y actúa como reservorio de calcio.
·
Estructura
La ultra-estructura del retículo endoplasmático liso muestra que está
formado por una membrana bicapa lipídica. En realidad, los retículos
endoplasmáticos lisos tienen diferentes variantes funcionales que sólo tienen
en común su aspecto y la ausencia de ribosomas.
·
Función
El retículo endoplasmático liso está involucrado en una serie de
importantes procesos celulares de los que se pueden destacar: la síntesis de
lípidos, la detoxificación, la desfosforilación de la glucosa-6-fosfato, y el actuar como
reservorio intracelular de calcio.
·
Síntesis de lípidos
Las membranas del retículo endoplasmático liso producen la mayoría de los
lípidos requeridos para la elaboración de las nuevas membranas de la célula,
incluyendo glicerofosfolípidos y colesterol. Gran parte de la síntesis
de los esfingolípidos se lleva a cabo en el aparato de
Golgi, pero su
estructura básica, la ceramida, se sintetiza también en el retículo. En realidad, en las membranas del
retículo no se realizan todos los pasos de la síntesis de los lípidos de las
membranas. Los ácidos grasos se sintetizan en el citosol y son insertados
posteriormente en las membranas del retículo endoplasmático liso donde son
transformados en glicerofosfolípidos.
·
Destoxificación y
glucogenolisis
La destoxificación consiste en la transformación de metabolitos y drogas como barbitúricos o etanol en compuestos hidrosolubles
que puedan ser excretados por orina. La destoxificación tiene
lugar gracias a una serie de enzimas oxigenasas, entre las que se encuentra
la citocromo P450, que dada su
inespecificidad son capaces de destoxificar miles de compuestos hidrófobos transformándolos en hidrófilos, más fáciles de excretar;
llevan a cabo reacciones de hidroxilación (unión de grupos hidroxilos a una molécula orgánica),
lo cual incrementa la solubilidad de los compuestos extraños y facilita su transporte fuera de la célula y
del cuerpo del organismo.
·
Defosforilación de la
glucosa-6-fosfato
La glucosa se suele almacenar en forma de glucógeno, fundamentalmente en
el hígado. Este órgano es el principal encargado de aportar glucosa a la
sangre, gracias a la regulación llevada a cabo por las hormonas glucagón e
insulina. La degradación del glucógeno produce glucosa-6-fosfato que no puede
atravesar las membranas y por tanto no puede abandonar las células. La
glucosa-6-fosfatasa se encarga de eliminar ese residuo fosfato, permitiendo que
la glucosa sea transportada al exterior celular.
o
Almacenamiento de la Glucosa-6-fosfatasa: es una proteína integral
del retículo endoplasmático y que esta ausente en otras células que almacenan
glucógeno. Solo la encontramos en los REL del Hígado.
9-Mitocondrias:Las mitocondrias son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular (respiración celular). Actúan, por lo tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). La mitocondria presenta una membrana exterior permeable a iones, metabolitos y muchos polipéptidos. Eso es debido a que contiene proteínas que forman poros llamados porinas o VDAC (canal aniónico dependiente de voltaje), que permiten el paso de moléculas de hasta 10 kDa de masa y un diámetro aproximado de 2 nm.
·
Estructura y composición
La morfología de la mitocondria es difícil de
describir puesto que son estructuras muy plásticas que se deforman, se dividen
y fusionan. Normalmente se las representa en forma alargada. Su tamaño oscila
entre 0,5 y 1 μm
de diámetro y hasta 7 μm de longitud. Su número depende de las necesidades
energéticas de la célula. Al conjunto de las mitocondrias de la célula se le
denomina condrioma celular.
Las mitocondrias están rodeadas de dos membranas claramente diferentes
en sus funciones y actividades enzimáticas, que separan tres espacios: el citosol,
el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial.
·
Membrana externa
Es una bicapa
lipídica exterior permeable a iones, metabolitos y
muchos polipéptidos. Eso es debido a que contiene proteínas
que forman poros, llamadas porinas o VDAC (de canal aniónico dependiente de
voltaje), que permiten el paso de grandes moléculas de hasta 5.000 dalton y un diámetro
aproximado de 20 Å.
La membrana externa realiza relativamente pocas funciones enzimáticas o de
transporte. Contiene entre un 60 y un 70% de proteínas.
·
Membrana interna
La membrana interna contiene más proteínas,
carece de poros y es altamente selectiva; contiene muchos complejos enzimáticos
y sistemas de transporte transmembrana, que están implicados en la
translocación de moléculas. Esta membrana forma invaginaciones o pliegues
llamados crestas mitocondriales, que aumentan mucho la superficie para el asentamiento
de dichas enzimas. En la mayoría de los eucariontes, las crestas forman
tabiques aplanados perpendiculares al eje de la mitocondria, pero en algunos protistas
tienen forma tubular o discoidal.
·
Espacio intermembranoso
Entre ambas membranas queda delimitado un
espacio intermembranoso que está compuesto de un líquido similar al hialoplasma;
tienen una alta concentración de protones
como resultado del bombeo de los mismos por los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria.
En él se localizan diversas enzimas que intervienen en la transferencia del
enlace de alta energía del ATP, como la adenilato
kinasa o la creatina quinasa.
También se localiza la carnitina, una molécula implicada en el transporte de ácidos
grasos desde el citosol hasta la matriz mitocondrial, donde serán oxidados (beta-oxidación).
·
Matriz mitocondrial
La matriz mitocondrial o mitosol contiene menos
moléculas que el citosol, aunque contiene iones, metabolitos a
oxidar, ADN
circular bicatenario muy parecido al de las bacterias, ribosomas
tipo 55S (70S en vegetales), llamados mitorribosomas, que realizan la síntesis
de algunas proteínas mitocondriales, y contiene ARN
mitocondrial; es decir, tienen los orgánulos que tendría una célula procariota
de vida libre. En la matriz mitocondrial tienen lugar diversas rutas
metabólicas clave para la vida, como el ciclo de
Krebs y la beta-oxidación
de los ácidos grasos;
también se oxidan los aminoácidos y
se localizan algunas reacciones de la síntesis de urea y
grupos hemo.
·
Función
La principal función de las mitocondrias es la
oxidación de metabolitos (ciclo de
Krebs, beta-oxidación
de ácidos grasos)
y la obtención de ATP mediante la fosforilación oxidativa,
que es dependiente de la cadena transportadora de electrones;
el ATP producido en la mitocondria supone un porcentaje muy alto del ATP
sintetizado por la célula. También sirve de almacén de sustancias como iones,
agua y algunas partículas como restos de virus y
proteínas.
Las vacuolas son compartimentos cerrados o limitados por la membrana plasmática ya que contienen diferentes fluidos, como agua o enzimas, aunque en algunos casos puede contener sólidos. La mayoría de las vacuolas se forman por la fusión de múltiples vesículas membranosas. El orgánulo no posee una forma definida, su estructura varía según las necesidades de la célula en particular.
·
Función
Actuar como un lugar donde se almacenan
proteínas; estas proteínas son guardadas para su uso posterior, o más bien para
su exportación fuera de la célula mediante el proceso de exocitosis. En este
proceso, las vacuolas se funden con la membrana y su contenido es trasladado
hacia afuera de la célula. La vacuola, además, puede ser usada para el proceso
de endocitosis; este proceso consiste en transportar materiales externos de la
célula, que no son capaces de pasar por la membrana, dentro de la célula.
El citoplasma es la parte del protoplasma que, en una célula eucariota, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática. Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y en una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones.
Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de estos. El citosol es la sede de muchos de los procesos metabólicos que se dan en las células.
El citoplasma se divide en ocasiones en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos. en él se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática, llegando de esta forma a los orgánulos de la célula.
El citoplasma de las células eucariotas está subdividido por una red de membranas (retículo endoplasmático liso y retículo endoplasmático rugoso) que sirven como superficie de trabajo para muchas de sus actividades bioquímicas.
El retículo endoplasmático rugoso está presente en todas las células eucariotas (inexistente en las procariotas) y predomina en aquellas que fabrican grandes cantidades de proteínas para exportar. Es continuo con la membrana externa de la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas adheridos.
Los lisosomas son orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo endoplasmático rugoso y luego empaquetadas por el complejo de Golgi, que contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, se encargan de la digestión celular. Son estructuras esféricas rodeadas de membrana simple. Son bolsas de enzimas que si se liberasen, destruirían toda la célula. Esto implica que la membrana lisosómica debe estar protegida de estas enzimas. El tamaño de un lisosoma varía entre 0.1–1.2 μm.
·
Las enzimas lisosomales
El pH en el interior de los lisosomas es de 4,8
(bastante menor que el del citosol, que es neutro) debido a que las enzimas
proteolíticas funcionan mejor con un pH ácido. La membrana del lisosoma
estabiliza el pH bajo bombeando iones (H+) desde el citosol, así
mismo, protege al citosol e igualmente al resto de la célula de las enzimas
digestivas que hay en el interior del lisosoma.
Las enzimas lisosomales son capaces de digerir bacterias y
otras sustancias que entran en la célula por fagocitosis,
u otros procesos de endocitosis.
Los lisosomas utilizan sus enzimas para
reciclar los diferentes orgánulos
de la célula, englobándolos, digiriéndolos y liberando sus residuos en el
citosol. De esta forma los orgánulos de la célula se están continuamente
reponiendo. El proceso de digestión de los orgánulos se llama autofagia.
Por ejemplo, las células hepáticas se reconstituyen por completo una vez cada dos
semanas.
Las enzimas más importantes del lisosoma son:
13-Centriolos:
Es un orgánulo con estructura cilíndrica, constituido por 9 tripletes de microtúbulos, que forma parte del citoesqueleto. Una pareja de centríolos posicionados perpendicularmente entre sí y localizada en el interior de una célula se denomina diplosoma. Cuando el diplosoma se halla rodeado de material pericentriolar (una masa proteica densa), recibe el nombre de centrosoma o centro organizador de microtúbulos (COMT), el cual es característico de las células animales.
Provoca el movimiento de cilios y flagelos en los organismos unicelulares (protozoarios), y participa en la división celular en organismos pluricelulares.
Los centriolos permiten la polimerización de microtúbulos de dímeros de tubulina, que forman parte del citoesqueleto y que se irradian a partir del mismo mediante una disposición estrellada llamada huso mitótico.
Además, intervienen en la división celular, contribuyen al mantenimiento de la forma de la célula, transportan orgánulos y partículas en el interior de la célula, forman elementos estructurales como el huso mitótico y conforman el eje citoesquelético en cilios y flagelos eucariotas, así como el de los corpúsculos basales.
·
Estructura
Cada centriolo está formado por nueve tripletes
de microtúbulos que forman todos estos juntos y unidos entre si un círculo. El
más interno se llama microtúbulo A y está completo (compuesto de trece
protofilamentos). A él se unen dos microtúbulos: el microtúbulo B que comparte
tres protofilamentos con el A y el microtúbulo C, el más externo, que comparte
tres protofilamentos. Los tripletes se encuentran unidos por una proteína, la
nexina.
14-Membrana celular
La membrana plasmática, membrana celular, membrana citoplasmática o plasmalema, es una bicapa lipídica que delimita todas las células. Es una estructura laminada formada por fosfolípidos, glicolípidos y proteínas que rodea, limita, da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células. Regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Es similar a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas.
Está compuesta por dos láminas que sirven de "contenedor" para el citosol y los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas).
La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, iones y metabolitos, a la vez que mantiene el potencial electroquímico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente). La membrana plasmática es capaz de recibir señales que permiten el ingreso de partículas a su interior.
Cuando una molécula de gran tamaño atraviesa o es expulsada de la célula y se invagina parte de la membrana plasmática para recubrirlas cuando están en el interior ocurren respectivamente los procesos de endocitosis y exocitosis.
·
Funciones
a)
delimita y protege las células.
b)
es una barrera selectivamente permeable, ya que impide el libre intercambio de
materiales de un lado a otro, pero al mismo tiempo proporcionan el medio para comunicar
un espacio con otro.
c)
permite el paso o transporte de solutos de un lado a otro de la célula, pues
regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la
célula siguiendo un gradiente de concentración
d)
poseen receptores químicos que se combinan con moléculas específicas que
permiten a la membrana recibir señales y responder de manera específica, por
ejemplo, inhibiendo o estimulando actividades internas como el inicio de la
división celular, la elaboración de más glucógeno, movimiento celular,
liberación de calcio de las reservas internas, etc.
CELULA VEGETAL
La pared celular es una capa rígida que se localiza en el exterior de la membrana plasmática en las células de plantas. La pared celular protege el contenido de la célula, y da rigidez a ésta, funciona como mediadora en todas las relaciones de la célula con el entorno y actúa como compartimiento celular. Además define la estructura y otorga soporte a los tejidos y muchas más partes de la célula.
La pared celular se construye a partir de diversos materiales, dependiendo de la clase de organismo. En las plantas, la pared celular se compone, sobre todo, de un polímero de carbohidrato denominado celulosa, un polisacárido, y puede actuar también como almacén de carbohidratos para la célula.
·
Estructura
La pared celular vegetal tiene tres partes fundamentales:
o Pared primaria: Está presente en
todas las células vegetales, usualmente mide entre 100 y 200 nm de espesor
y es producto de la acumulación 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 células una vez
que está terminando su división, generándose el fragmoplasto, una pared celular que dividirá a las dos células hijas. La pared
primaria está adaptada al crecimiento celular. Las microfibrillas se deslizan
entre ellas produciéndose una separación longitudinal, mientras el protoplasto hace presión sobre
ellas.
o Pared secundaria: Cuando existe, es
la capa adyacente a la membrana plasmática. Se forma en algunas células una vez que se ha detenido el crecimiento
celular y se relaciona con la especialización de cada tipo celular. A
diferencia de la pared primaria, contiene una alta proporción de celulosa, lignina o suberina.
o Laminilla media: Es el lugar que
une las paredes primarias de dos células contiguas; es de naturaleza
principalmente péctica, pero a menudo, en las células más viejas se lignifica.
· Composición
La
composición de la pared celular vegetal varía en los diferentes tipos celulares
y en los diferentes grupos taxonómicos. En términos generales la pared celular
vegetal está compuesta por una red de carbohidratos, fosfolípidos y proteínas estructurales embebidos en una matriz
gelatinosa compuesta por otros carbohidratos y proteínas.
o
Carbohidratos
El principal
componente de la pared celular vegetal es la celulosa. La celulosa es un polisacárido fibrilar que se organiza en microfibrillas y
representa entre el 15 % y el 30 % del peso seco de las paredes
celulares vegetales.
Las
microfibrillas de celulosa se encuentran atadas por carbohidratos no fibrilares
a los que se denomina genéricamente hemicelulosa. Los componentes
mayoritarios de la hemicelulosa son xiloglicanos (XiGs) glucuronarabinoxilanos (GAXs).
o Proteínas
La pared
celular vegetal también está compuesta por proteínas estructurales. Estas proteínas son ricas en uno o dos aminoácidos, tienen dominios con secuencias repetidas y
están glicosiladas en mayor o menor grado. Para la mayoría de las proteínas
estrucurales de la pared vegetal, se ha propuesto que tienen estructura
fibrilar y que se inmovilzan mediante enlace covalente entre ellas o con carbohidrátos. Se sabe que
estas proteínas se acumulan en la pared en diferentes etapas del desarrollo y
en respuesta a diferentes condiciones de estrés.
Se
consideran proteínas estructurales de la pared celular vegetal: extensinas o proteínas
ricas en hidroxiprolina (HRGPs),
proteínas ricas en prolina (PRPs), proteínas ricas en glicina (GRPs) y arabinogalactanas (AGPs).
Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes fotosintetizadores se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía lumínica en energía química, como la clorofila.
El término cloroplastos sirve alternativamente para designar a cualquier plasto dedicado a la fotosíntesis, o específicamente a los plastos verdes propios de las algas verdes y las plantas.
· Estructura
El cloroplasto está rodeado de dos membranas, que poseen una diversa estructura continua que delimita completamente
el cloroplasto. Ambas se separan por un espacio intermembranoso llamado a veces
indebidamente espacio periplastidial. La membrana externa es muy permeable
gracias a la presencia de porinas, pero en menor
medida que la membrana interna, que contiene proteínas específicas para
el transporte.
La cavidad interna llamada estroma, en la que se
llevan a cabo reacciones de fijación de CO2, contiene ADN circular, ribosomas (de tipo 70S, como
los bacterianos), gránulos de almidón, lípidos y otras
sustancias.
También, hay una serie de sáculos delimitados por una membrana llamados
tilacoides, que en los cloroplastos de las plantas terrestres se organizan en
apilamientos llamados grana (plural de granum,
grano). Las membranas de los tilacoides contienen sustancias como los pigmentos
fotosintéticos (clorofila, carotenoides, xantófilas) y distintos
lípidos; proteínas de la cadena de transporte de electrones fotosintética y enzimas, como la ATP-sintetasa.
·
Funciones
El cloroplasto es el orgánulo donde se realiza
la fotosíntesis de los organismos
eucariotas autótrofos. El conjunto de reacciones de la fotosíntesis es
realizada gracias a todo un complejo de moléculas presentes en el cloroplasto,
una en particular, presente en la membrana de los tilacoides, es la responsable
de tomar la energía del Sol, es llamada clorofila a.
Existen dos fases, que se desarrollan en compartimentos distintos:
o Fase luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la
cadena de transporte de electrones y la ATP-sintetasa responsables de la
conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación poder reductor (NADPH).
o Fase oscura: Se produce en el estroma, donde se
halla el enzima RuBisCO, responsable de la
fijación del CO2 mediante el ciclo de Calvin.
3-Cromoplasto
Los cromoplastos son un tipo de plastos, orgánulos propios de la célula vegetal, que almacenan los pigmentos a los que se deben los colores, anaranjados o rojos, de flores, raíces o frutos. Cuando son rojos se denominan rodoplastos. Los cromoplastos que sintetizan la clorofila reciben el nombre de cloroplastos.
Las plantas terrestres no angiospérmicas son básicamente verdes; en las angiospermas aparece un cambio evolutivo llamativo, la aparición de los cromoplastos, con la propiedad de almacenar grandes cantidades de pigmentos carotenoides.
Ocurre normalmente con la maduración de frutos como el tomate y la naranja. La diferenciación de un cromoplasto no es un fenómeno irreversible, en la parte superior de las raíces de zanahoria, expuestas a la luz, los cromoplastos pueden diferenciarse en cloroplastos perdiendo los pigmentos y desarrollando tilacoides.
Hay cuatro categorías de cromoplastos según su estructura:
·
Cristalosos: los pigmentos se
depositan como cristaloides asociados con las
membranas tilacoides: tomate, zanahoria.
4-Leucoplasto
Los leucoplastos son plastidios que almacenan sustancias incoloras o poco coloreadas. Abundan en órganos de almacenamientos limitados por membrana que se encuentran solamente en las células de las plantas y de las algas. Están rodeados por dos membranas, al igual que las mitocondrias, y tienen un sistema de membranas internas que pueden estar intrincadamente plegadas. Los plástidos maduros son de tres tipos: leucoplastos, cromoplastos y cloroplastos. Los leucoplastos almacenan almidón o, en algunas ocasiones, proteínas o aceites. Los cromoplastos contienen pigmentos y están asociados con los colores naranja y amarillo brillante de frutas, flores y hojas del otoño. Los cloroplastos son los plástidos que contienen clorofila y en los cuales tiene lugar la fotosíntesis.
5-ADN
El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. La función principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética.
Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.
6-ARN
El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.
En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil que el ADN.
DIFERENCIAS Y SEMEJANZAS
·
SEMEJANZAS
Los dos tipos de
células tienen ADN , ARN , citoplasma , vacuolas , RER, REI ,mitocondrias,
ribosomas, membrana celular, complejo de Golgi, núcleo y nucléolo.
·
DIFERENCIAS
Los dos tipos de
células tienen orgánulos propios que no tiene el otro tipo:
o
Célula animal: lisosomas, centriolos y centrosomas.
o
Célula vegetal: leucoplasto, cromoplasto, cloroplasto y pared celular.
