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TEMA 7
El citoplasma celular
1. CITOPLASMA
Citoplasma : Región que existe entre el núcleo y la membrana. Citosol + orgánulos
celulares.
Citosol
- Fluido en el que están inmersos los orgánulos, se comunica con el interior del núcleo (nucleoplasma) a través de los poros nucleares.
- Composición similar en todos los tipos de células (evolución)
- Entre el 70 y 80% de la célula
- Junto con el citoesqueleto es el sobrenadante en una centrifugación.
Composición química
- Dispersión coloidal acuosa 70-75%
- Sales minerales
- Moléculas orgánicas
- Ac nucleicos ARNm, ARNt
- Proteínas enzimáticas y estructurales(citoesqueleto)
- Moléculas insolubles: polisacáridos, triacilglicéridos, terpenos, desechos metabólicos
Funciones
- Viscosidad del citoplasma
- Efecto tampón. Debido a los aa y sales disueltas. ( tampón fosfato, carácter anfótero)
- Citoesqueleto, desplazamientos dentro de la célula (de orgánulos y división celular)
- Reacciones químicas (enzimas): Fermentaciones, glucogenolisis, hidrólisis grasas,aa, y nucleótidos. Biosíntesis de polisac, proteínas y lípidos.
- Mantenimiento de los orgánulos
- CITOESQUELETO Armazón de la célula formado por proteínas, participan en el movimiento de la célula, y el desplazamiento de los orgánulos. Tres tipos de estructuras unidas a membrana plasmática y orgánulos celulares: Microfilamentos de actina, filamentos intermedios, y microtúbulos.
Microfilamentos de actina
Doble hélice dextrógira formada por monómeros de actina (prot globular), puede ser el 5% de toda la proteína de todo el cuerpo. Con estructura polar, un extremo se alarga (+) y el otro tiende a acortarse (-) La actina G(globular) forma la actina F (filamentosa).
Funciones
- Córtex celular : Mantiene la morfología de la célula. Refuerza la membrana celular y ordena y desplaza las proteínas en este plano.
- Contracción muscular: Actina y miosina. Deslizamiento de los filamentos de actina Sobre los de miosina con consumo de ATP
- Citocinesis de la célula animal en la meiosis y mitosis ( Anillo contráctil )
- Formación de los pseudópodos , movimiento ameboide y fagocitosis. La polimerización de filamentos de actina por debajo de la membrana interviene en La extensión del pseudópodo.
- Mantienen la estructura de las microvellosidades , ej. intestinales.
- Corrientes citoplasmáticas o ciclosis alrededor de la vacuola de la célula vegetal.
Filamentos intermedios
Conjunto de proteínas fibrosas específicas de cada tipo celular, con una estructura similar a la de una cuerda (Dos dímeros enrollados Que forman un tetrámero). SOLO EN CÉLULAS ANIMALES. Abundan en las células que soportan tensiones (epiteliales).
Funciones
- Resistencia mecánica
- Soporte de los orgánulos
Retículo endoplasmático rugoso
(RER)
Sacos aplanados que comunican con la capa externa de la membrana nuclear. En la cara del hialoplasma poseen adosados ribosomas por su unidad mayor mediante riboforinas. Abunda especialmente en las células secretoras.
Funciones
Síntesis de proteínas de membrana → (permanecen unidas a la membrana del retículo) y de secreción (se forman en la membrana y la atraviesan hasta las cavidades del retículo). La unión del ribosoma comienza en el citosol, una vez se ha detectado un péptido señal para el RE el ribosoma se une al RE, una vez se ha leído se une a la cadena del péptido una Proteína de Reconocimiento de la Señal, que conduce al ribosoma a la proteína que lo une a la membrana del RE donde contina el crecimiento del péptido hacia el interior del RE. Glucosilaciones → Adición de un glúcido a las proteínas fabricadas, se inicia aquí y se termina en el APG
Retículo endoplasmático liso (REL)
Relacionado con el RER, formado por túbulos de superficie lisa.
Funciones
- Metabolismo de lípidos: Síntesis de lípidos de membrana (Fosfolípidos, colesterol), elongación y desaturación de los ac grasos.
- Detoxificación : Elimina toxinas, sobre todo sustancias liposolubles que se acumularían en la membrana plasmática (Hígado, riñones, intestino, pulmones, y piel).
- Regula la concentración de Calcio en el citosol. Capta Ca 2+ para liberarlo en una señal
- Produce vesículas de transporte : Proteínas y lípidos para enviarlos al APG.
- Síntesis de hormonas procedentes del colesterol. (esteroideas).
4.- APARATO DE GOLGI Abunda en las células de secretoras, presenta polaridad en su estructura y función.
Estructura
- Conjunto de sacos en forma de C, no conectados entre ellos, de tres a decenas, Dictiosomas. Cada dictiosoma está formado por cisternas con membranas lisas y perforadas por poros.
- Cara proximal o de formación (CIS). Cerca del RER y orientada hacia el núcleo.
- Recibe las vesículas del RER. En su periferia se encuentran las vesículas de transición.
- Cara distal o de maduración (TRANS). Hacia la membrana plasmática, rodeada de vesículas de mayor tamaño vesículas de secreción con los productos una vez han pasado por el APG.
Funciones
- Embalaje productos de secreción. Proteínas formadas por RER son transferidas al APG donde se empaquetan en vesículas de secreción y luego se sacan por exocitosis
- Biogénesis de membranas. La exocitosis repone la membrana plasmática que se incorporan al interior celular por endocitosis.
- Glicosilación. Glicosiltransferasas. Tanto a proteínas del RER como lípidos del REL, También eliminan parte de los oligosacáridos que se unen en el RE
- Formación de orgánulos intracelulares , como lisosomas.
- Formación de vacuolas.
- Síntesis de matriz extracelular de células animales, de la pared celular de vegetales (hemicelulosa y pectinas), y tabique telofásico de célula vegetal. RUTAS DE SECRECIÓN DE PROTEÍNAS
- Constructiva: Las vesic de exocitosis se fusionan rápidamente con la membrana plasm.
- Reguladora: Las vesic se almacenan en el citoplasma y solo se liberan cuando la cel es estimulada(hormona) OLIGOSACÁRIDOS → Los oligosacáridos en las membranas intracelular se encuentran en el interior de la vesículas u orgánulos (RE;APG) mientras que en la membrana plasmática se encuentran en el extracelular (glicocálix).
8.- VACUOLAS Orgánulos de membrana simple. Tonoplastos más abundantes y de mayor tamaño en células vegetales. Se forman a partir del Aparato de Golgi. En células jóvenes son muchas de menor tamaño y cuando crecen y forman células diferenciadas se unen y forman una vacuola grande y de posición central. Vacuoma : conjunto de vacuolas.
Funciones
Almacén de sustancias.
- Nutritivas : proteínas de reserva de las semillas.
- Productos de desecho: Tóxicas (taninos), (opio o nicotina que sirven de defensa)
- Sustancias de reserva : Almidón, proteínas.
- Sales minerales : Cristales de oxalato cálcico (forman diferentes tipos de cristales)
- Sustancias aromáticas y tóxicas: Defensa de animales herbívoros (alcaloides)
- Pigmentos hidrosolubles: Colores de algunas partes de la planta
- Agua : Crecimiento y turgencia de la célula. Les permite almacenar agua ya que al tener mayor concentración de sustratos en su interior el agua tiende a entrar dentro por ósmosis, aumenta la presión y turgencia de la célula 9.- MITOCONDRIAS Orgánulo alargado de doble membrana que genera energía (respiración celular) Condrioma : conjunto de mitocondrias. Se dividen por fisión binaria. Su número es característico del tipo celular y de la necesidad de energía de este. 1 en algunas algas hasta 500.000 en algunos protozoos. Una célula eucariota tipo tiene unas 200.000.
Estructura
- Membrana mitocondrial externa: Bicapa lipídica, similar en estructura a la membrana plasmática. Numerosas porinas la hacen muy permeable al agua y pequeñas moléculas (ej. iones)
- Espacio intermembrana: Composición igual al citosol.
- Membrana mitocondrial interna: Forma pliegues, crestas mitocondriales. Impermeable a iones y metabolitos polares (Transportadores específicos que sintetizan ATP), permeable a O2, CO y H2O. Poseen muchas proteínas: transportadoras específicas de metabolitos (ADP/ATP; Piruvato...), Proteínas de la cadena de transporte electrónico, ATPasa realiza la fosforilación oxidativa.
- Crestas mitocondriales: Prolongaciones perpendiculares al eje de la mitocondria, importante porque en ella se localizan las ATP sintetasas y cadena respiratoria.
- Matriz mitocondrial: Bajo porcentaje en H2O. Contiene sustratos reacciones químicas, ADP, ATP… y enzimas: o Responsables de la oxidación de los combustibles que provienen del citosol: del ciclo de Krebs, y B-Oxidación de los ac grasos. o Enzimas que intervienen en la replicación, traducción del ADN mitocondrial.
- Contiene: o Ribosomas : 70S. Como los bacterianos (teoría endosimbiótica) o ADN mitocondrial : Circular y desnudo (bacteriano). Codifica 5% de las prot mitocondriales, varios fragmentos en la mitocondria. o ATP sintasa mitocondrial : En las crestas mitocondriales Dos componentes. ▪ F1: Anclado a la membrana, seis subunidades que forman una esfera, acoplada a la cadena de transporte electrónico respiratoria, sintetiza el ATP. ▪ F0: Transmembrana, forman el poro por donde pasan los H+ del espacio intermembrana a la matriz.
Funciones
- Respiración celular: Oxida moléculas orgánicas (Ac grasos y piruvato (procedente de la glucosa) para obtener ATP)
- Síntesis de proteínas: Por los ribosomas mitocondriales con información del ADN mitocondrial. Otras proteínas que necesita proceden del citosol
- Síntesis de precursores de otras sustancias como AA, ac grasos…
Membrana externa e interna
Externa permeable (porinas), interna casi impermeable con proteínas transportadoras. Permeables ambas al CO2.
Membrana tilacoidal
Impermeable como la membrana interna. Posee pigmentos fotosintéticos.
- Clorofilas: verdes (a, b) con diferentes espectros de absorción (rojo y azul), se complementan al absorber diferente longitud de onda.
- Carotenos: Rojo y amarillos (proceden de oxidación de las xantofilas) Proteínas de la membrana tilacoidal
- ATP sintetasa
- Proteínas de Fotosistemas I y II
- Proteínas cadena transporte electrónico
Estroma
- Disolución concentrada de enzimas. Responsables de la reducción fotosintética del CO2 o Ciclo de Calvin.
- ADN, Ribosomas 70S (aunque la mayoría de las proteínas se sintetizan en el citosol). Traducción y transcripción del ADN.
- Inclusiones lipídicas o de almidón (se almacena cuando la planta hace la fotosíntesis y se consume si se mantiene mucho tiempo en oscuridad.
Funciones
FOTOSÍNTESIS : Proceso anabólico para fabricar materia orgánica. Fase luminosa: Energía del Sol se capta por los pigmentos fotosintéticos, y se transforma en ATP y poder NADPH descomponiendo el H2O en hidrógeno y oxígeno. Transporte electrónico y Fosforilación oxidativa en la membrana tilacoidal. Fase oscura: Utiliza la energía y el poder reductor de la fase anterior para transformar el CO2 en carbohidratos. Ocurre sin que actúe la luz, pero no necesariamente en oscuridad. Fijación y reducción del CO2 (Ciclo de Calvin) estroma del cloroplasto. ALMACÉN TEMPORAL DE ALMIDÓN SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Semejanzas y diferencias entre mitocondrias y
cloroplastos
Teoría endosimbiótica
Partimos de células eucariota (con núcleo definido) anaeróbicas y heterótrofas que mediante fagocitosis incorporan dos bacterias (bacteria aeróbica, y cianobacteria fotosintética oxigénica) con las que establecen simbiosis, terminando éstas en un orgánulo celular.
Undulipodios
Prolongaciones móviles de la superficie celular delimitadas por la membrana plasmática (cilios/flagelos)
- Función : desplazamiento.
- Partes : Corpúsculo basal, Zona de transición, axonema (parte flexiona para el movimiento).
- Tallo : o Axonema (9+2) dobletes rodeados de membrana plasmática. o Dobletes: Formados por microtúbulos A y B. o Microtúbulo A: cerca del centro, circular o Microtúbulo B: Semilunar, comparte 3 protofilamentos, externos o Unidos A y B de dobletes contiguos por un puente proteico de nexina, y con el doblete central (separados entre ellos y rodeados por la vaina de nexina) por fibras radiales de nexina. o En Micro tubulina A presenta dos brazos proteicos de dineína que hidrolizan ATP para obtener energía para el movimiento
- Zona de transición: Cambio a estrut del tallo. o Se forma doblete central o Crecen los microtúbulos A y B o El microtúbulo C se diferencia y forma las fibras de transición que unen el corpúsculo basal con la membrana plasmática.
- Corpúsculo basal: Igual que centriolo sin triplete central 9+0.
- Movimiento: Se produce por el deslizamiento de los dobletes periféricos respecto a los otros. Por los brazos de dineína.
Diferencias entre cilios y flagelos
- Cilios o Numerosos y cortos o Agrupados en cinétidas (movimiento unísono) o Células epidérmicas recubrimiento interno, larvas, protozoos ciliados
- Flagelos o Pocos y largos o Espermatozoides, anterozoides, protozoos flagelados…
