ORGÁNULOS CITOPLASMÁTICOS (TEMA 8 Y 9)

Creación propia

Observando la imagen, apreciamos los orgánulos sin membrana: ribosomas, inclusiones citoplasmáticas y los centriolos. En primer lugar, los ribosomas son unas estructuras globulares, carentes de membrana, que están constituidas por varios tipos de proteínas asociadas a ácidos ribonucleicos ribosómicos (ARNr) procedentes del nucleólo. Son muy abundantes en todas las células excepto en los glóbulos rojos donde son escasos. Se pueden encontrar dispersos en el citosol o adheridos a la membrana del R.E.R., gracias a unas proteínas llamadas riboforinas. Dentro de las células eucariotas tiene un tamaño de 200 Amstron de diámetro y se divide en dos subunidades: pequeña (40 A) y grande (65 A). Los ribosomas son los encargados de la biosíntesis de las proteínas.

A continuación, las inclusiones citoplasmáticas son acumulaciones de sustancias de carácter hidrófobo que se encuentran en el citoplasma y que no están rodeadas de membrana. Se encuentran tanto en células animales como en células vegetales. Tienen función de reserva energética, pigmentos con función protectora e inclusiones de proteínas precipitadas. En primer lugar, las inclusiones de reserva se dividen en células animales (glucógeno y lípidos) y en células vegetales (gotas de grasa, aceites esenciales y látex). En segundo lugar, los pigmentos, donde encontramos la lipofucsina y la hemosiderina. Por último, las inclusiones de proteínas precipitadas son distintos tipos de proteínas que se encuentran en las células animales.

Finalmente, los centriolos es un orgánulo constituido por 9 tripletes de microtúbulos, que forma parte del citoesqueleto. Una pareja de centriolos posicionados perpendicularmente entre sí y localizada en el interior de una célula se denomina diplosoma.

Creación propia

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En ambas fotografías observamos los orgánulos con membrana simple: el retículo endoplasmático rugoso y liso, el aparato de Golgi, las vacuolas, los lisosomas y los peroxisomas. El retículo endoplasmático es un sistema membranoso compuesto por una red de sáculos aplanados o cisternas, sáculos globosos y túbulos sinuosos, que se extienden por todo el citoplasma y que se comunica con la membrana nuclear externa. Dentro de la misma distinguimos el liso y el rugoso. El R.E.L. está constituido por una red de túbulos unidos al R.E.R., que se expande por el citoplasma. Las funciones del mismo son la síntesis, almacén y transporte de lípidos, participa en los procesos de desintoxicación e interviene en la contracción muscular. Por otra parte, el R.E.R. presenta ribosomas en su cara externa, denominada cara citoplasmática. Las funciones son la síntesis, almacén y transporte de las proteínas, síntesis de fosfolípidos y de proteínas de secreción.

A continuación, el aparato de Golgi está formado por una o varias agrupaciones de cisternas acompañadas de vesículas de secreción. Cada agrupación recibe el nombre de dictiosoma y presenta dos caras: cis (convexa; núcleo) y trans (cóncava; membrana citoplasmática). Las funciones son la síntesis, almacén y transporte de polisacáridos, la maduración y la glucosilación.

Luego, las vacuolas que se forman a partir de R.E., del aparato de Golgi o de invaginaciones de la membrana plasmática. En las células animales suelen ser pequeñas y se denominan vesículas. Sin embargo, en las células vegetales suelen ser grandes y la membrana de la que está compuesta recibe el nombre de tonoplasto. Las funciones son la acumulación de agua, el almacenamiento de sustancias, reserva energética y productos de desecho y transporte de sustancias.

Por otra parte, los lisosomas son vesículas procedentes del aparato de Golgi en cuyo interior hay enzimas digestivas. La enzima digestiva más importante es la fosfatasa ácida. Para el buen funcionamiento de la misma, los lisosomas necesitan mantener constante el PH entre 3 y 6. La digestión puede ser extracelular, cuando los lisosomas vierten las enzimas al exterior, o intracelular, cuando se unen a una vacuola que contiene la materia que se va a digerir. Depende de su contenido encontramos dos tipos:

·         Lisosoma primario: en su interior se presentan enzimas digestivas

·         Lisosoma secundario: contienen sustratos en proceso de digestión y se distinguen las heterofágicas (sustrato exterior) y autofágicas (sustrato interior)

También, existen lisosomas que realizan funciones específicas como:

·         Acrosoma de los espermatozoides: es un lisosoma primario que está presente en los espermatozoides, en el que se almacenan enzimas capaces de digerir las membranas foliculares del óvulo.

·         Granos de aleurona de las semillas: son lisosomas secundarios en los que se almacenan proteínas.

Por último, los peroxisomas son orgánulos parecidos a los lisosomas pero contienen enzimas oxidativas. Presenta dos enzimas muy importantes: la oxidasa y la catalasa. Estas se encargan de eliminar del cuerpo sustancias tóxicas del organismo. Tienen dos funciones principales: la desintoxicación y la degradación de los ácidos grasos en moléculas más pequeñas, que posteriormente pasan a las mitocondrias donde se acaban de oxidar.

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Por último, los orgánulos citoplasmáticos que presentan una doble membrana son los cloroplastos y las mitocondrias.
Los cloroplastos son orgánulos típicos de las células vegetales. Contienen clorofila, mediante la cual pueden realizar la fotosíntesis. Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos  son considerados trasductores de energía.

Por otro lado, los cloroplastos, son orgánulos polimorfos de color verde ya que está presente la clorofila y lo encontramos en las algas y en las plantas. La estructura de un cloroplasto está constituida por una doble membrana (membrana plastidial externa e interna), el estroma (ADN plasticial, plastorribosomas, enzimas e inclusiones de almidón) y los tilacoides (de grana o de estroma).

A continuación, las funciones de los cloroplastos son:

• Fase luminosa: acíclica (protones, electrones y ATP) y cíclica (ATP)
• Fase oscura: ciclo de Calvin (CO2, moléculas más complejas)

Los cloroplastos se originaron mediantes endocitosis (CIANOBACTERIAS FAGOCITADAS)
Por último, existen distintos tipos de plastos, entre ellos encontramos:

• CLOROPLASTOS: fotosíntesis
• LEUCOPLASTOS: derivados de cloroplastos
• CROMOPLASTOS: contiene diferentes pigmentos
• ANILOPLASTOS: contienen gránulos de almidón
• PROTEOPLASTOS: almacenan proteínas



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Las mitocondrias son los orgánulos de las células eucariotas, que se encargan de obtener energía mediante las respiración celular. Las mitocondrias se encuentran en el citoplasma de todas las células eucariotas (animales y vegetales) y el conjunto de las mismas se denomina CONDRIOMA.

Por otro lado, tienen forma generalmente alargada, presentan una membrana mitocondrial externa e interna (crestas mitocondriales), un espacio intermembranoso y una matriz mitocondrial (ribososmas mitocondriales, ADN mitocondrial, enzimas y acumulación de calcio, fosfato, proteínas, lípidos, hierros...)

A continuación, las funciones de las mismas son las siguientes:

• Ciclo de Krebs
• Cadena respiratoria
• BETA- Oxidación de ácidos grasos
• Fosforilación oxidativa
• Duplicación del ADN mitocondrial
• Concentración de sustancias en la cámara interna (proteínas, lípidos, hierros...)

Por último, las mitocondrias son iguales que los cloroplastos pero más grandes y su origen se explica mediante la teoría de la simbiosis (CITOSOL)

TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

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El transporte a través de la membrana se realiza a través de moléculas pequeñas y grandes. Dentro de las moléculas pequeñas observamos el transporte pasivo y el activo. Por un lado el transporte pasivo, es un proceso que va siempre a favor de gradiente (concentración química, eléctrico y electroquímico). Este se puede realizar de dos formas distintas:

·         Difusión simple: es el paso de pequeñas moléculas a favor de gradiente, a través de la bicapa, donde entran moléculas lipídicas como el éter o el cloroformo.

·         Difusión facilitada: se lleva a cabo gracias a la intervención de proteínas transmembranosas, que lo arrastran hacia el interior o hacia el exterior de la célula según el gradiente. Se le denominan proteínas transportadoras o permeasas. Esta difusión se lleva a cabo por canales, que son proteínas transmembranosas con un orificio que suele estar cerrado.

Por otro lado, el transporte activo lo realizan distintos tipos de proteínas de membrana. Necesita energía en forma de ATP y encontramos distintos tipos de transporte como la bomba sodio-potasio o la bomba de protones. La diferencia de potencial recibe el nombre de potencial de membrana y se utiliza para regular la entrada y salida de diferentes sustancias y para transmitir informaciones a la célula.

Por último, dentro de las moléculas grandes, encontramos el proceso de endocitosis y exocitosis. La endocitosis es la entrada de macromoléculas y pequeños cuerpos externos gracias a la formación de vesículas membranosas, en la que se integran. En él se forma una red de clatrina, que es una proteína filamentosa, que induce el surgimiento de un relieve membranoso revestido de ella, para formar la vesícula. Más tarde, la clatrina abandona la vesícula y regresa a la membrana plasmática. La exocitosis es un mecanismo de expulsión de macromoléculas y pequeños cuerpos gracias a la fusión de la membrana de la vesícula que los contiene con la membrana plasmática. La célula expulsa al exterior los desechos del metabolismo.

MEMBRANA PLASMÁTICA

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La membrana plasmática es una fina película de 75 Amstron de grosor, que rodea la célula y la separa del medio externo. Está compuesta por una doble capa de lípidos la cual se asocian una serie de moléculas proteicas, donde podemos encontrar fosfolípidos y glucolípidos, colesterol y proteínas. Los fosfolípidos y glucolípidos tienen la tendencia de girar sobre sí mismos y pueden desplazarse de la capa lipídica. Esto origina una fluidez de la membrana que le permite adaptarse a las condiciones del medio. Por otro lado, el colesterol mantiene la estabilidad de la bicapa e impide que los lípidos de membrana se unan entre sí. A continuación, dentro de las proteínas, observamos las proteínas intrínsecas, donde se aprecian las proteínas transmembranosas (total o parcialmente englobadas a la bicapa) y las proteínas extrínsecas (adosadas a la bicapa y son solubles).

La membrana plasmática presenta dos propiedades: estructura dinámica y asimétrica. En primer lugar, la primera propiedad permite a las moléculas desplazarse lateralmente, lo que hace que la membrana pueda autorepararse si sufre cualquier tipo de rotura. En segundo lugar, a la segunda propiedad pertenece el glucocálix y los receptores de membrana, que se encargan del reconocimiento de las moléculas externas.

Por último, algunas de las funciones más importantes son la regulación de la entrada y salida de moléculas en la célula y de iones, el reconocimiento celular, la actividad enzimática, la intervención en la transducción de señales y la creación de uniones intercelulares y los puntos de anclaje. Todas ellas permiten que la membrana plasmática, realice diferentes funciones dentro de nuestro organismo.