ORGANELOS CELULARES
CITOPLASMA Función El citoplasma tiene 3 funciones primordiales, siendo nutritiva, ya que en él se incorporan sustancias las cuales se transformaran para luego ser desintegradas y producir así energía liberada al medio. También cumple función de almacenamiento, ya se almacena sustancias de reserva, y por ultimo tiene funciones estructurales, ya que es el soporte que brinda forma y movimiento a la célula. El citoplasma es una de las partes integrantes del protoplasma. Es una solución coloidal fina y granulosa junto a los orgánulos celulares que desempeñan distintas funciones. Parte de su función es albergar a los orgánulos celulares y también facilitar el movimiento de estos. Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de estos La estructura del citoplasma se puede dividir en dos grandes sectores, uno externo de composición gelatinosa, ubicado en proximidades a la membrana y que participa en el movimiento celular, esta división se denomina ectoplasma. La otra parte es interna y se llama endoplasma allí es donde se ubican la mayoría de los orgánulos. El citoplasma forma parte tanto de las células eucariotas como procariotas, y es en donde se alojan los nutrientes los cuales atraviesan la membrana plasmática, formando los orgánulos celulares. En las células eucariotas, el citoplasma se encuentra divido por membranas, el retículo endoplasmático liso, y el retículo endoplasmático rugoso, estos actúan como intermediarios y sirven como superficie durante actividades bioquímicas.
Estructura del Citoplasma
Citosol El citosol es la matriz citoplasmática en donde están contenidos los orgánulos. Es un material acuoso compuesto por biomoleculas vitales, en donde se desarrollan procesos bioquímicos como la glucolisis. En la célula eucariota el citosol puede abarcar de un 50% a un 70% del volumen celular. Se compone principalmente de agua y soluciones coloidales. La forma del citosol varía en función de la necesidad de la célula, por lo que carece de una estructura definida. Participa en el metabolismo celular y en la locomoción. Orgánulos que componen el citoplasma
Citoesqueleto En el citoplasma se encuentra el citoesqueleto, una red de filamentos proteicos que otorgan forma y organización a la célula, y que también permiten su movimiento. Los filamentos que componen el citoesqueleto son de distintos tiempos: Filamentos de actina, presentes en células musculares. Microtúbulo, estos están dispersos en el hialoplasma, por ejemplo el huso cromático Filamentos intermedios, como por ejemplo los de las células epidérmicas. Estas estructuras tienen una relación directa con las proteínas formando estructuras más complejas y estables, que luego participan en el movimiento del citosol.
Lisosomas Los lisosomas se encargan de degradar otros materiales, esto se llama exocitosis. Su función principal se destaca en los glóbulos blancos, ya que estos se encargan de degradar cuerpos invasores.
Ribosomas
Los ribosomas forman parte de todas las células, y son portadores de ARN ribosómicos. En estos orgánulos celulares se llevan a cabo la síntesis de proteínas. El ARN mensajero, y el ARN de transferencia se sintetizan en el núcleo, luego se transmiten al citoplasma. La función de los ribosomas es principalmente, sintetizar proteínas de distintos tipos, entre las más importantes están, las proteínas que van a formar parte del citosol, proteínas que construyen elementos estructurales, y proteínas que componen elementos del citoplasma.
Vacuolas La vacuola se encuentra presentes en células animales y vegetales. En la célula animal son múltiples y de pequeño tamaño, mientras que en la célula vegetal es una y de gran tamaño. Las funciones de las vacuolas son, en la célula vegetal, actuar como depósito de alimento, dan color a los pétalos gracias a su pigmentación y poseen enzimas para actuar como lisosomas. Las vacuolas en la célula animal actúan como almacén de proteínas, estas pueden utilizarse o exportarse luego para realizar el proceso de exocitosis.
APARATO DE GOLGI Función Las células eucariotas o eucariontes, son aquellas que poseen un núcleo definido, y se encuentran rodeados de una doble capa de lípidos, a su vez también por la envoltura nuclear, que tiene una textura porosa y resguarda el material hereditario, donde principalmente se localiza toda la información genética del ser humano. En este tipo de células, se ubica un orgánulo llamado aparato de Golgi, el cual forma parte de un sistema de endomembranas, además se constituyó por unos 80 dictiosomas que a su vez se conforman de 40 a 60 sáculos de forma aplanada, los cuales se disponen unos encima de otros dentro de la membrana, teniendo como función la creación de varias proteínas.
¿Qué es el Aparato de Golgi? El aparato de Golgi, es aquel que funciona como una planta, donde se empacan y modifican las vesículas que constituyen el retículo endoplasmático rugoso. El material que va surgiendo de las membranas se forma en varios sáculos o cisternas del aparato de Golgi. Este aparato se encarga de funciones como la glicosilación de las proteínas, también de los lípidos, además de su selección y destinación; y el almacenamiento y la distribución de los lisosomas y peroxisomas, los cuales son aquellas vesículas que segregan sustancias.
Estructura del Aparato de Golgi
Región Cis Golgi, es aquella que se encuentra en un nivel mas interno y cerca del retículo, se encarga de enviar las vesículas de transición, que son aquellos sáculos de proteínas sintetizados en la membrana del retículo, además se introducen por las cavidades del mismo y se dirigen por el lumen hasta la zona externa. Estas vesículas permiten el transporte de las proteínas hacia la zona externa del aparato de Golgi.
Región Trans Golgi, está ubicada muy cerca de la membrana plasmática, teniendo una composición parecida a la misma.
El aparato de Golgi, se conforma por las estructuras que se denominan sáculos, los cuales se agrupan variablemente de 4 a 8, que son las que hacen posible que se forme el dictiosoma en las plantas. También presentan varias conexiones tubulares, que hacen posible que pasen las sustancias entre los sáculos. Rodeando la cisterna principal, se encuentran las vesículas que tienen forma esférica y están recién exocitadas. El aparato de Golgi consta de tres regiones eficaces:
Las vesículas que vienen desde el retículo endoplasmático son fusionadas a través del Cis Golgi, pasando a través de los dictiosomas hasta llegar a la región trans Golgi, allí se empaquetan y se envían hasta el lugar correspondiente. Cada una de las regiones se conforma por diversas enzimas, que se encargan de modificar las vesículas de manera selectiva hacia su destino.
Región medial, es por donde pasan las
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vesículas de transición
Funciones del Aparato de Golgi
Se encarga de modificar las sustancias que son sintetizadas por el retículo endoplasmático rugoso. Esas modificaciones son agregación de restos de carbohidratos, con el fin de lograr una estructura definitiva o para que adquieran una conformación activa.
Posibilita la secreción celular, donde las sustancias que pasan por los sáculos hasta llegar al dictiosona en forma de vesículas, son llevadas hasta su destino en el exterior de la célula, pasando por la membrana citoplasmática, debido a la exocitosis.
Produce glicosaminoglicanos.
Produce la membrana plasmática, cuando los gránulos secretores se unen a la membrana durante el proceso de exocitosis y forman parte de la misma se aumenta el volumen de la parte externa de la célula.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO Función El retículo endoplasmático liso es un organelo celular que consiste en una red de túbulos membranosos conectados entre sí que también se comunican con las cisternas del retículo endoplasmático rugoso. La diferencia principal entre estos, es que el retículo endploasmático liso carece de ribosomas en sus membranas, por lo que las proteínas se sintetizan en su mayoría en el RER. Sin embargo, el REL es abundante en células que se encargan de sintetizar lípidos, almacenamiento de calcio y demás. El REL tiene importantes funciones en distintos procesos bioquímicos, entre los que se pueden destacar la decodificación, como por ejemplo la función del hígado, la síntesis de lípidos, y también actuar como reservas de calcio.
Síntesis de Lípidos. Una gran parte de la síntesis de lípidos se realiza en el aparto de Golgi, sin embargo, la estructura básica se sintetiza en el retículo. Sin embargo, los lípidos no se sintetizan en su totalidad en el REL sino que primero se sintetizan los ácidos grasos en el citosol y luego son insertados en la membrana del REL, convirtiéndolos en glicerofosfolípidos. Dentro del retículo endoplasmático liso también son sintetizados lípidos como por ejemplo los triacilgliceroles, los cuales son almacenados dentro del mismo REL. Todo es sumamente importante para los adipocitos, aquellas células que se encargan de almacenar grasa como reserva de alimento y como aislamiento
Detoxificación y Glucogenolisis El Retículo endoplasmático liso también participa en el proceso de detoxificación. El cual consiste en transformar metabolitos como etanol o barbitúricos en compuestos que pueden ser excretados por la orina para eliminarlos del organismo. El REL también participa en la glucogenolisis, esta es la ruptura de la molécula de glucógeno para liberar así glucosa. Este proceso tiene lugar en el citosol, allí los gránulos de glucógeno se relacionan íntimamente con el REL. El proceso de glucogenolisis, es sumamente importante para mantener un correcto nivel de glucosa en la sangre. El REL también participa en la movilización de la glucosa, esto sucede cuando el organismo necesita de energía, principalmente durante el ejercicio muscular. En estos casos las reservas de monosacáridos se movilizan hacia la sangre.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO Función El retículo endoplasmático rugoso, RER, o también llamado Retículo granular o endocrinoso, es un organelo celular que tiene como función principal la síntesis, y el transporte de proteínas. Solo las células eucariotas poseen RER, y en las células nerviosas también se conoce como cuerpos Nissl. La rugosidad presente en este retículo se debe a la gran cantidad de ribosomas en su superficie. Se ubica junto a la envoltura nuclear permitiendo que el ARN mensajero ingrese para llevar a cabo la síntesis de proteínas, y se constituye de membranas adosadas a su pared exterior. Dentro del retículo endoplasmatico rugoso existen una serie de canales que se distribuyen por todo el citoplasma. Estos son sacos aplanados a través de los cuales circulan cadenas de poli péptidos que formaran proteínas que luego van a pasar al Retículo endoplasmatico liso y luego al aparato de Golgi para ser procesados.
Función del Retículo Endoplasmático Rugoso El Retículo Endoplasmático Rugoso, tiene participación en la síntesis de proteínas, las cuales deben ser trasladadas a la membrana plasmática. También se encarga de modificaciones de proteínas. Además, produce todos los lípidos y proteínas integrales utilizadas por la membrana celular, como por ejemplo las enzimas lipasas, fosfatasas y otras. Dentro del retículo endoplasmatico rugoso también se produce la circulación de sustancias que no son liberadas al citoplasma. Este organelo suele estar más desarrollado en unas células que en otras, por ejemplo las células pancreáticas que requieren de una gran secreción de proteínas. El hecho de evitar la liberación de proteínas al citoplasma, permite que la célula continúe con sus funciones y solo realice esta función cuando es absolutamente necesario. Si el RER libera proteínas, estas mismas podrían destruir componentes vitales.
Mitocondrias Las mitocondrias son las centrales energéticas de las células eucariotas, ya que en ellas tiene lugar la respiración, proceso que implica la obtención de energía a partir de moléculas orgánicas y su conversión en moléculas de ATP. Las mitocondrias varían de tamaño y forma, dependiendo de su origen y de su estado metabólico. Normalmente, son como cilindros alargados con una longitud aproximada de 2 µm y un diámetro de entre 0.5 y 1 µm, aproximadamente el tamaño de una bacteria. Una célula eucariota típica contiene del orden de 2000 mitocondrias, que ocupan aproximadamente una quinta parte del volumen celular.
Las mitocondrias se desplazan por el citoplasma generalmente asociadas a micro túbulos y suelen localizarse cerca de los lugares en los que se consume gran cantidad de ATP; así, hay un gran número de mitocondrias entre las miofibrillas del músculo cardiaco y alrededor del flagelo en la pieza intermedia del espermatozoide. El número de mitocondrias de las células varía ampliamente desde sólo una mitocondria en algunas algas hasta 100.000 en oocitos de anfibios e incluso medio millón en algunos protozoos. También está relacionado el número de mitocondrias de una célula con la necesidad de ATP. Las mitocondrias aparecen en todas las células eucariotas, excepto en los arqueo zoos, eucariotas que no poseen mitocondrias, probablemente porque las perdieron durante la evolución.
Estructura de la Mitocondria Las mitocondrias poseen dos membranas: una membrana externa lisa y una membrana interna muy plegada cuyas invaginaciones reciben el nombre de crestas; estas membranas definen dos comportamientos diferentes: el espacio intermembranoso entre ambas membranas y la matriz, que está limitada por la membrana interna.
La morfología de las mitocondrias es muy cambiante y puede variar desde largas estructuras ramificadas a pequeños elipsoides. Se pueden dividir y fusionar entre sí con facilidad, con la consiguiente mezcla de sus ADNs. Si se fusionan dos
células que tienen mitocondrias diferentes la población de mitocondrias es homogénea en 8 horas. Este proceso de fusión y fisión es complejo puesto que han de hacerlo las dos membranas de forma correcta. Las enzimas que catalizan las reacciones de la respiración son componentes o de la matriz o de la membrana mitocondrial interna. En la matriz se producen el ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico y la oxidación de los ácidos grasos, y en la membrana interna tiene lugar la fosforilación oxidativa. Por ello, las dos partes más importantes de la mitocondria desde el punto de vista funcional son la matriz y la membrana interna que la rodea.
Membrana mitocondrial interna La membrana mitocondrial externa está formada por una bicapa lipídica y numerosas proteínas asociadas, al igual que todas las demás membranas celulares. Es muy permeable a la mayor parte de las moléculas pequeñas e iones, porque posee numerosos canales acuosos a través de la bicapa formados por porina 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. Otras proteínas de esta membrana son las enzimas implicadas en la síntesis mitocondrial de lípidos y las que activan los ácidos grasos para que posteriormente sean oxidados en la matrix.
Espacio intermembranoso Entre ambas membranas queda delimitado un espacio intermembranoso que está compuesto de un líquido similar al citoplasma; 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 (betaoxidación).
Composición de la Mitocondria
Membrana mitocondrial interna La membrana mitocondrial interna se encuentra muy plegada en crestas, lo que aumenta notablemente su superficie y por ello su actividad. Es prácticamente impermeable a las sustancias polares e iones; sólo es completamente permeable al O2, CO2 y H2O.
Matriz mitocondrial La matriz mitocondrial contiene una solución de apariencia gelatinosa, con menos del 50% de agua, que está formada por una mezcla muy concentrada de enzimas diferentes, sustratos, ADP, ATP e iones inorgánicos. Contiene también la maquinaria genética mitocondrial (varias copias idénticas de ADN circular, RNA y ribosomas 70S), que sintetiza algunas proteínas mitocondriales. Entre las numerosas enzimas de la matriz mitocondrial se encuentran: Las responsables de la oxidación de las moléculas combustibles procedentes del citosol, como las enzimas del ciclo de Krebs y las de la β-oxidación de los ácidos grasos. Las que intervienen en la replicación, transcripción y traducción del DNA mitocondrial.