Organelos
ORGANELOS CELULARES
Introducción:
La célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tiene una se les denomina unicelulares, si poseen más se les denomina pluricelulares. Todos los organismos están compuestos por células y todas las células derivan de otros precedentes. Todas las funciones vitales se las debemos a las células además la tenencia del material genético, base de la herencia, en su ADN permite el traspaso de las generaciones. Las células completas se las puede obtener de los animales y los vegetales en un laboratorio donde se multiplican y crecen por periodos largos de tiempo si no se les trata de modo adecuado pueden morir. Podemos encontrar diferentes funciones que cumple la célula como: poseen y utilizan energía, llevan a cabo diferentes reacciones químicas, se ocupan de diferentes actividades mecánicas, son capaces de reaccionar a estímulos, son capaces de autorregularse y las células también evolucionan.
Desarrollo:
La célula está formada por diferentes organelos celulares los cuales los detallaremos a continuación cada uno de ellos.
Lisosomas: son organelos limitados por membrana de apariencia diversa que contienen conjuntos de hidrolasas acidas capaces de digerir cualquier tipo de macromolécula biológica. Son vesículas que provienen del aparato del Golgi, está rodeada por una membrana esférica.
Funciones:
- Degradan materiales como baterías y detritos, que llegan a la célula por fagocitosis
- Degradan los organelos citoplasmáticos viejos mediante un proceso llamado autofagia.
- Digieren diversas macromoléculas que se liberan mediante endosomas por endocitosis.
- En los vertebrados, los lisosomas tienen una función clave en la defensa inmunitaria
Retículo Endoplasmático:
Es la comunicación con la envoltura nuclear y se extiende por todo el citoplasma de la célula, tiene un único espacio interno denominado lumen, formado por cisterna vesículas y túbulos torcidos.
Organiza sus membranas en regiones o dominios que realizan diferentes funciones.
Funciones:
- Metabolismo de lípidos dado que no tiene ribosomas, en el retículo endoplasmatico liso no se sintetizan proteínas pero tiene un papel esencial en la síntesis de lípidos de la membrana plasmática, colesterol y derivados de éste, como los ácidos biliares o las hormonas esteroideas.
- Desintoxicación es un proceso que se leva a cabo en las células del hígado y que consiste en la inactivación de productos tóxicos como drogas.
- Acumulación de productos ya que las proteínas que sintetizan sustancias que se modifican posteriormente.
- Existen otro tipo de proteínas que son residentes del retículo es decir nunca lo dejan, estas proteínas tienen una secuencia de aminoácidos que las unen al retículo por lo que a pesa de que escapen de retículo volverán a ser receptadas.
El Retículo Endoplasmatico Rugoso:
Se lo denomina así por los numerosos ribosomas adheridos a su membrana lo cual le da esa apariencia, mediante unas proteínas denominadas riboforinas. Tiene unos sáculos más redondeados cuyo interior se conoce como “luz del retículo” o “lumen” donde caen las proteínas sintetizadas en él.
Retículo Endoplasmatico Liso (R.E.L.):
No presenta ribosomas en su estructura, las células musculares lisas y estriadas se encontraron.
Funciones:
· Participa en el metabolismo de lípidos.
· Sirve como almacenamiento de calcio y la desintoxicación de drogas. Debido a esto es muy abundante en hepatocitos que aumenta con la ingesta de sustancias tóxicas como el alcohol.
Membrana Plasmática:
Es una bicapa lipídica que delimita toda la célula, es una estructura formad por dos láminas de fosfolípidos, glucolípidos y proteínas que rodean, limitan la forma y contribuyen a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de las células.
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.
Funciones:
· Superficie apical: son típicas las microvellosidades de algunas células epiteliales.
· Superficie basal: también destacan las células epiteliales, concretamente las que en el riñón presentan invaginaciones, que aumentan la superficie de reabsorción de agua en el tubo contorneado proximal de las nefronas.
· Superficie lateral: son las denominadas uniones intercelulares que posibilitan las interacciones entre células vecinas, podemos apreciar las estrechas o impermeables que no dejan espacio intercelular alguna, las comunicantes o en hendidura, que dejan un reducido espacio intercelular, y las adherentes o desmosomas que aunque con un espacio intercelular mayor, implican una fuerte unión mecánica entre las neuronas.
Mitocondria:
Son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la carga genética necesaria para la actividad celular, la respiración celular. Sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos como la glucosa, ácidos grasos y aminoácidos.
Funciones:
· Realiza el ciclo de Krebs.
· Obtiene ATP mediante la fosforilación oxidativa, que es dependiente de la cadena transportadora de electrones.
· Sirve de almacén de sustancias como iones, agua y algunas partículas como restos de virus y proteínas.
Esta compuesta por 4 compartimentos en los cuales pueden llegar a las proteínas: membrana mitocondrial externa, membrana mitocondrial interna, espacio intermembranoso y matriz.
Citoplasma:
Es la parte del protoplasma que en una célula y la membrana plasmática, 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 mas fluida que recibe el nombre de endoplasma.
Se encuentra en las células procariotas así como en las eucariotas y en el se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática llegando de esta forma a los orgánulos de la célula.
Funciones:
· Alberga los organulos celulares.
· Contribuye al movimiento de los orgánulos celulares.
· El citosol es la sede de muchos de los procesos metabólicos que se dan en las células.
Citoesqueleto:
En el citoplasma existe una red de filamentos proteicos del núcleo que le confieren forma y organización interna a la célula y locadias permiten su movimiento. A estos filamentos se le denomina citoesquleto, en pocas palabras es una red de elementos fibrosos, que brindan soporte y forma a la célula y la deja dirigir el movimiento. Existen varios tipos de filamentos:
· Microfilamento o filamentos de actina, típicos de las células musculares.
· Microtúbulo que aparecen dispersos en el hialoplasma o forman estructuras más complejas, como el huso acromatico.
· Filamentos intermedios como los filamentos de queratina típicos de las células epidémicas a su vez, estas estructuras mantienen una relación con las proteínas, y originan otras estructuras más complejas y estables. Asimismo, son responsables del movimiento citológico
Citosol:
El medio intracelular está formado por una solución líquida denominada hialoplasma o citosol. Los orgánulos están contenidos en una matriz citoplasmática. Esta matriz es la denominada citosol o hialoplasma. Es un material acuoso que es una solución o suspensión de biomoléculas vitales celulares. Muchos procesos bioquímicos, incluyendo la glucólisis, ocurren en el citosol.
En una célula eucariota, puede ocupar entre un 50 % a un 80 % del volumen de la célula. Está compuesto aproximadamente de un 70 % de agua mientras que el resto de sus componentes son moléculas que forman una disolución coloidal. Estas moléculas suelen ser macromoléculas.
Al ser un líquido acuoso, el citosol carece de forma o estructura estables, si bien, transitoriamente, puede adquirir dos tipos de formas:
· Una forma con consistencia de gel.
· El estado sol, de consistencia fluida.
Los cambios en la forma del citosol se deben a las necesidades temporales de la célula con respecto al metabolismo, y juega un importante papel en la locomoción celular.
Ribosomas:
Los ribosomas son gránulos citoplasmáticos encontrados en todas las células, y miden alrededor de 20 nm. Son portadores, además, de ARN ribosómico.
La síntesis de proteínas tiene lugar en los ribosomas del citoplasma. Los ARN mensajeros (ARNm) y los ARN de transferencias (ARNt) se sintetizan en el núcleo, y luego se transmiten al citoplasma como moléculas independientes. El ARN ribosómico (ARNr) entra en el citoplasma en forma de una subunidad ribosomal. Dado que existen dos tipos de subunidades, en el citoplasma se unen las dos subunidades con moléculas ARNm para formar ribosomas completos activos.
Los ribosomas activos pueden estar suspendidos en el citoplasma o unidos al retículo endoplasmático rugoso. Los ribosomas suspendidos en el citoplasma tienen la función principal de sintetizar las siguientes proteínas:
1. Proteínas que formarán parte del citosol.
2. Proteínas que construirán los elementos estructurales.
3. Proteínas que componen elementos móviles en el citoplasma.
El ribosoma consta de dos partes, una subunidad mayor y otra menor; estas salen del núcleo celularpor separado. Por experimentación se puede inducir que se mantienen unidas por cargas, ya que al bajarse la concentración de Mg+2, las subunidades tienden a separarse.
Vacuolas:
La vacuola es un saco de fluidos rodeado de una membrana. En la célula vegetal, la vacuola es una sola y de tamaño mayor; en cambio, en la célula animal, son varias y de tamaño reducido. La membrana que la rodea se denomina tonoplasto. La vacuola de la célula vegetal tiene una soluciónde sales minarales, azúcares, aminoácidos y a veces pigmentos como la antocianina.
La vacuola vegetal tiene diversas funciones:
· Los azúcares y aminoácidos pueden actuar como un depósito temporal de alimento.
· Las antocianinas tienen pigmentación que da color a los pétalos.
· Generalmente poseen enzimas y pueden tomar la función de los lisosomas.
La función de las vacuolas en la célula animal es 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.
Aparato de Golgi:
El aparato de Golgi está formado por una o más series de cisternas ligeramente curvas y aplanadas limitadas por membranas, y a este conjunto se conoce como apilamiento de Golgi o dictiosoma. Los extremos de cada cisterna están dilatados y rodeados de vesículas que o se fusionan con este comportamiento, o se separan del mismo mediante gemación.
Sus funciones son variadas:
· 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. Por ejemplo, en el RER de las células acinosas del páncreas se sintetiza la proinsulina que debido a las transformaciones que sufre en el aparato de Golgi, adquirirá la forma o conformación definitiva de la insulina. Las enzimas que se encuentran en el interior de los dictiosomas son capaces de modificar las macromoléculas mediante glicosilación (adición de carbohidratos) y fosforilación (adición de fosfatos). Para ello, el aparato de Golgi transporta ciertas sustancias como nucleótidos y azúcares al interior del orgánulo desde el citoplasma. Las proteínas también son marcadas con secuencias señal que determinan su destino final, como por ejemplo, la manosa-6-fosfato que se añade a las proteínas destinadas a los lisosomas.
· Producir glicoproteínas requeridas en la secreción al añadir un carbohidrato a la proteína.
· Producir enzimas secretoras, como enzimas digestivas del páncreas: 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. Un ejemplo de esto son los proteoglicanos que conforman la matriz extracelular de los animales. El aparato de Golgi es el orgánulo de mayor síntesis de carbohidratos. De esto se encargarán las enzimas del Golgi por medio de un residuo de xilosa. Otra forma de marcar una proteína puede ser por medio de la sulfatación de una sulfotransferasa, que gana una molécula de azufre de un donador denominado PAPS. Este proceso tiene lugar en los GAGs de los proteoglicanos así como en los núcleos de las proteínas. Este nivel de sulfatación es muy importante para los proteoglicanos etiquetando funciones y dando una carga neta negativa al proteoglicano.
· Segregar carbohidratos como los usados para restaurar la pared celular.
· Transportar y almacenar lípidos.
· Formar lisosomas primarios.
Mitocondria:
La mitocondria es un orgánulo que puede ser hallado en todas las células eucariotas, aunque en células muy especializadas pueden estar ausentes. El número de mitocondrias varia según el tipo celular, y su tamaño es generalmente de entre 5 μm de largo y 0,2 μm de ancho.
Están rodeadas de una membrana doble. La más externa es la que controla la entrada y salida de sustancias dentro y fuera de la célula y separa el orgánulo del hialoplasma. La membrana externa contiene proteínas de transporte especializadas que permiten el paso de moléculas desde el citosol hacia el interior del espacio intermembranoso.
Las membranas de la mitocondria se constituyen de fosfolípidos y proteínas. Ambos materiales se unen formando un retículo lípido proteico. Las mitocondrias tienen distintas funciones:
· Oxidación del piruvato a CO2m acoplada a la reducción de los portadores electrónicos nad+ y fad (a nadh y fadh2)
· Transferencia de electrones desde el nadh y fadh2 al o2, acoplada a la generación de fuerza protón-motriz
· Utilización de la energía almacenada en el gradiente electroquímico de protones para la síntesis de ATP por el complejo f1 f0.
La membrana interna está plegada hacia el centro, dando lugar a extensiones denominadas cristas, algunas de las cuales se extienden a todo lo largo del orgánulos. Su función principal es ser principalmente el área donde los procesos respiratorios tienen lugar. La superficie de esas cristas tienen gránulos en su longitud.
El espacio entre ambas membranas es el espacio intermembranoso. El resto de la mitocondria es la matriz. Es un material semi-rígido que contiene proteínas, lípidos y escaso ADN.
Nucleo Celular:
En biología, el núcleo celular es un orgánulo membranoso el cual se encuentra en el centro de las células eucariotas. Contiene la mayor parte del material gnético 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 génes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear. La función del núcleo es mantener la integridad de esos génes y controlar las actividades celulares regulando la expresión génetica. Por ello se dice que el núcleo es el centro de control de la célula.
La principal función del núcleo celular es controlar la expresión genética y mediar en la replicación del ADN durante el ciclo celular. El núcleo proporciona un emplazamiento para la trascripción en el citoplasma, permitiendo niveles de regulación que no están disponibles en procariotas. Tiene diferentes funciones:
· En el núcleo se guardan los genes en forma de cromosomas (durante la mitosis) o cromatina (durante la interfase)
· Organiza los genes en cromosomas lo que permite la división celular
· Transporta los factores de regulación a través de los poros nucleares
· Produce ácido nucleico mensajero (ARNm) que codifica proteínas.
· Produce pre-ribosomas (ARNr) en el nucléolo.
El cloroplasto es el orgánulo donde se realiza la fotosíntesis en las células eucariotas vegetales. 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.
Existen dos fases, que se desarrollan en compartimentos distintos:
· Fase luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la cadena de trasporte electrones y la ATP sintetasa responsables de la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación poder reductor (NADPH+).
· Fase oscura: Se produce en el estroma, donde se halla el enzima RuBisCO, responsable de la fijación del CO2 mediante el ciclo de Calvin.
La división de contenido de la célula en varios compartimentos representa un desafío de organización en cuanto a tráfico de proteínas. El tráfico de proteínas en una célula eucariota está regulado por:
1. Señales de clasificación (péptido señal de proteínas secretadas con el grupo manosa-fosfato de enzimas lisosómicas)
2. Receptores que reconocen estas señales y trasladan a las proteínas que las contienen a los compartimientos apropiados.
Cuatro principales organelos de la célula (mitocondria, peroxisomas, núcleo y cloroplasto), importan proteínas a través de una o varias membranas limitantes externas. Por ejemplo: en el retículo endoplasmático rugoso, las proteínas que importan estos organelos contienen secuencias de aminoácidos que sirven como "domicilios" que reconocen los receptores en la membrana externa del organelo.
A diferencia del Retículo endoplasmático rugoso que casi importa sus proteínas al mismo tiempo de la traducción, las proteínas de estos otros organelos se importan después de la traducción, es decir, después de completar la síntesis en los ribosomas libres en el citosol.
Los cloroplastos poseen 6 subcompartimentos a los que pueden llegar las proteínas:
1) Membranas de envoltura interna y externa
2) espacio intermembranoso
3) estroma
4) membrana tilacoidal
5) luz tilacoide
Los mecanismos de importación del cloroplasto son muy similares a los de la mitocondria, aunque sus translocaciones evolucionaron de manera independiente.
Como sucede en la mitocondria:
1. La gran mayoría de las proteínas de los cloroplastos se importan en el citosol.
2. Las membranas de la envoltura externa e interna contienen diferentes complejos de translocación (TOC y TIC) que funcionan juntos durante la importación.
3. Las moléculas chaperonas ayudan a desplegar los polipéptidos en el citosol y plegar las proteínas en el cloroplasto.
4. Las proteínas destinadas al cloroplasto se sintetizan con una secuencia terminal N removible (péptido de tránsito).
El péptido de tránsito además de dirigir al polipéptido también le proporciona un “domicilio” que lo localiza al polipéptido en uno de los varios compartimentos dentro del organelo. Todas las proteínas que pasan por la envoltura del cloroplasto tienen un dominio de dirección estromal como parte de su péptido de tránsito que garantiza que el polipéptido entre al estroma. Una vez en el estroma, se retira al dominio de la directriz del estroma mediante una peptidasa procesadora que se encuentra en ese compartimento. Los polipéptidos que pertenecen a la membrana tilacoidal a la luz del tilacoide poseen un segmento adicional en el polipéptido de tránsito, el dominio de transferencia del tilacoide que determina su entrada al tilacoide.
Se han identificado distintas vías y a través de ellas las proteínas se insertan en la membrana tilacoidal o se trasladan a la luz del tilacoide.
REFERENCIA:
•https://es.wikipedia.org/wiki/Vacuola
Todas las células animales tienen dos orgánulos pequeños conocidos como centriolos. Los centriolos Los centriolos ayudan a la célula a dividirse. Centriolos se ven el proceso de la mitosis y la meiosis. Los centriolos juntos generalmente se localizan cerca del núcleo en el centrosoma.
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