Las Células 

Fue Hooke quien, en 1665, halló por primera vez una célula. Pudo comprobar su existencia gracias a un tipo de microscopio rudimentario que le permitió discernir las paredes (llamadas celdillas) de una célula vegetal.

En el siglo XVIII se aceptó que todos los seres vivos están constituidos por estructuras básicas a las que se denominó células y en las que reside la

vida.

Con una mejora considerable en las herramientas y en los microscopios se pudo observar el núcleo de una célula en 1831, y en 1852 un grupo de científicos publicó lo siguiente: "todos los animales surgen de células

embrionarias por divisiones sucesivas de éstas. Toda célula procede de otra célula anterior"

Actualmente, las células se definen como la unidad anatómica, fisiológica, genética y de origen de los seres vivos.

Dicha célula es por tanto una porción de materia viva delimitada por una membrana y con ADN en su interior que va a especificar su morfología y su funcionamiento; lo que va a ser la parte de materia viva más pequeña que conserva las funciones básicas de los seres vivos: nutrición,

relación y reproducción.

Por su complejidad, distinguimos dos tipos de células:Procarioticas: Propia de bacterias, poseen el nivel de organización más sencillo. Son esenciales para la vida, muchas bacterias fijan el nitrógeno

atmosférico que permiten la fabricación de proteínas. Son altamente resistentes ante casi cualquier condición extrema, existen variados grupos:

fotosintéticas, quimiosinteticas, autótrofas, heterótrofas...

Eucarioticas: Son propias de todos los seres vivos más evolucionados que las bacterias, alcanzan el grado más alto de complejidad. Este tipo de célula

estructura a vertebrados e invertebrados, fotosintéticos, autótrofos y heterótrofos.

Las principales células son las procariotas, que fueron las primeras en originarse. La biosfera estaría llena de procariotas si no se hubiera dado el

avance extraordinario del que surgió una célula perteneciente a un tipo muy distinto: la eucariota. Las consecuencias de este acontecimiento marcaron

el inicio de una nueva época.  

Procariotas:Los elementos que las constituyen son:

 -Cápsula-Pared

-Membrana-Flagelos o fibrina

-Citoplasma-Cromosoma bacteriano

-Plásmido-Ribosomas (70s)

-Mesosomas-Inclusiones

 A diferencia de las eucariotas más complejas, las células procariotas

presentan tres características fundamentales:

- La existencia de una membrana plasmática rodeada exteriormente por una pared celular de composición y naturaleza exclusivas de estos

organismos.

- La ausencia de orgánulos rodeados de membrana. Por lo que el material genético no se encuentra protegido por una membrana nuclear (Como

sucede en las eucariotas), la información genética es el ácido nucléico en forma de ADN empaquetado en proteínas y con forma de cadena doble

circular.

- Tienen un tamaño muy pequeño, por lo que sus ribosomas son menores, (70s).

Al no poseer orgánulos en sí mismas (salvo los ribosomas), la membrana plasmática actúa como el resto de los orgánulos, se encuentra muy

replegado y en cada repliegue (mesosoma) se hallan las enzimas para la reacción química que realiza la célula en cuestión. Al no tener

compartimentos diferenciados para las funciones, éstas se realizan de un modo más disperso y es menor el rendimiento.

  DIBUJO 1

  

Eucarioticas:

Son las que alcanzan el mayor grado de complejidad con respecto a las procariotas. Poseen:

- Protoplasma muy complejo y diferenciado, constituido a su vez por el citosol y el citoesqueleto (Ambos forman el citoplasma) y los distintos

orgánulos.

-membrana plasmática.

-núcleo. 

Una de las características principales de las células eucariotas es su compartimentación, es decir, la separación física de los diferentes

compartimentos en los que se llevan a cabo las diversas funciones vitales propias de la célula. Éstos son, pues, los orgánulos que se denominan

membranosos al estar delimitados por una membrana.

La existencia de orgánulos especializados no solo proporcionó una mayor complejidad estructural a la célula, sino que también aportó un aumento en

la eficacia fisiológica de la misma.

Se caracteriza por tener un número elevado de orgánulos (Dependiente del número de funciones que realice), los ribosomas mayores que en las

procariotas (80s), y el ADN siempre dentro del núcleo asociado a proteínas formando cromosomas o cromatina y protegida por la membrana nuclear.

 Solo poseen ADN circular en las mitocondrias y en los cloroplastos. En el núcleo se encuentra lineal.

 Las células eucariotas se dividen a su vez en dos tipos: vegetales y animales.

 Los vegetales poseen, además de la membrana plasmática, una membrana de secreción o pared vegetal que rodea a la anterior y que las células

animales no poseen. Por otra parte, las células vegetales poseen una clase de orgánulos llamada cloroplastos, exclusivos de ellos, mientras que las

células animales se diferencian por tener centrosomas. Además los vegetales poseen numerosas vacuolas.

  

TABLA (DIBUJO 2) 

 

Teoría sobre el origen celular:

Se explica mediante dos teorías: La Autógena y La Endosimbiótica.  

- Teoría autógena: Que enuncia que las células eucariotas surgieron de las células procariotas por aumento de tamaño y complejidad de estas

últimas, hasta formarse los orgánulos. 

DIBUJO 3 

La aparición de orgánulos en las células eucariotas se debe a que la membrana estaba muy replegada y en ella estaban las enzimas de las

distintas reacciones químicas, al aumentar de tamaño, los repliegues de la membrana se estrangularon hasta formar los orgánulos.

 -Teoría Endosimbiótica: el origen de las células eucariotas se podía deber

a una simbiosis permanente entre distintos tipos de células o seres vivos procariotas que fueron fagocitados por un organismo ancestral, anaerobio y

heterótrofo. Establecieron simbiosis entre ellos y sobrevivieron. 

Ancestro de mitocondria---> bacteria aerobiaAncestro de cloroplasto---> algas/ bacterias cianofíceas.

Ancestro de cilios y flagelos--> bacteria espiroqueta 

Esta teoría no fue aceptada porque no explicaba cómo se incorporó el ADN al núcleo celular y dejó de ser circular para ser lineal en las células

eucariotas. Pero explica que las mitocondrias y los cloroplastos sean microbacterias.

 

 Composición de una célula eucariotica:

1. Membrana unidad o membrana plasmática:

 La membrana plasmática de una célula eucariota es una especie de lámina de 75 A0 que rodea y limita completamente a la célula. Es un mosaico fluido que envuelve a la célula y está formado por proteínas y lípidos, donde las proteínas se comportan como icebergs en un mar de lípidos. De las dos unidades que conforman la estructura membranosa, las proteínas se deslizan mientras que los lípidos son estables. Se le denomina "membrana unidad" porque es común a las células eucariotas animales y vegetales, y en todos los orgánulos membranosos (rodeados de membrana). 

- componentes de la membrana: son fundamentalmente proteínas y lípidos, aproximadamente 50% y 50%.

Los lípidos de la membrana se clasifican en:    - Fosfolípidos: son los lípidos mas abundantes en las membranas biológicas (48%). se disponen formando la bicapa lipidica donde las cabezas polares (hidrófilas) se orientan hacia el agua intracelular y extracelular quedando los cuerpos apolares (hidrófobos) en el interior de la estructura, gracias a su carácter anfipático.     - Colesterol: se encuentra en pequeñas cantidades (mayor en las eucariotas animales) y es fundamental que la concentración de colesterol en las membranas celulares se mantenga en ciertos valores (Tanto su aumento como su disminución serían problemas). Tienen un importante papel como indicadores de la posición que deben ocupar los Fosfolípidos en la bicapa, por lo que permite la organización de estas cuando se desorganiza la membrana.

    -Cerebrósidos y Gangliósidos: no se encuentran en todas las células, su mayor concentración se halla en las células neuronales (aunque en pequeñas cantidades), son los receptores de las señales que la célula debe procesar y responder, capta pues los estímulos y son fundamentales para la transmisión de estos.   DIBUJO 4 Las proteínas de la membrana, que constituyen el otro 50% de la membrana celular, se clasifican, según su grado de asociación a la membrana:

    - transmembranales o integradas o intrínsecas: son aquellas proteínas que continuamente atraviesan la membrana en ambas direcciones. Su papel es actuar de proteínas transportadoras para introducir y sacar moléculas de la célula.   - periféricos: suelen ser proteínas asociadas a glucosa, glucoproteínas, que se suele encontrar en la cara externa de la membrana. La mayoría se encuentra sobre los lípidos pero una parte están intercaladas en los Fosfolípidos, la unión entre estas glucoproteínas y glucofosfolípidos forman el glucocalix que es la región más importante de la membrana celular y se encuentra en la cara externa. Es esta posición de membrana donde se hallan las glucoproteínas y los lípidos de la cara externa asociados a glucosa es donde se localiza las partes polares de las glucoproteínas y los glucolípidos. Tienen una consistencia gelatinosa y parece como una envuelta localizada sobre la superficie externa de la membrana celular, intervienen en la comunicación celular.

    Existen cinco funciones primordiales de la membrana celular:

1- Autoensamblaje: los Fosfolípidos membranosos tienen tendencia a autoensamblarse (unión física). Son capaces de cerrarse y formar vesículas cuando se ordenan para formar la bicapa.  DIBUJO 5

2- Autosellado: si la bicapa sufre una deformación, los constituyentes que la conforman, fosfolípidos, tienden a recolocarse para cerrar el agujero formado en la membrana, reparando la desorganización.

3-fluidez: los Fosfolípidos que integran la bicapa y las proteínas membranosas no se encuentran unidas por enlaces químicos, por lo que pueden ser fácilmente atravesables por las proteínas. La falta de dichos enlaces químicos le proporciona a la membrana la fluidez necesaria para que las proteínas transportadoras pasen a través de la membrana.

4- Impermeabilidad: la membrana celular es impermeable a las sustancias polares. A aquellas sustancias que presentan polaridad, la membrana se vuelve prácticamente impermeable, las zonas polares de la membrana atraen a la parte polar de la sustancia.

5-Transporte: La membrana, gracias a unos sistemas de transporte que lleva a cabo, mantiene la permeabilidad selectiva, de modo que permiten el paso de determinadas moléculas o iones y restringen el de otros. Existen dos tipos de transporte: Pasivo o Activo.

TRANSPORTE PASIVO: Este caso consiste en el paso de moléculas e iones a través de la membrana desde las zonas más concentradas a las mas diluidas, por simple difusión, que es la forma física de igualar las concentraciones de dos medios sin que requiera gasto alguno de energía.

El transporte pasivo se puede realizar mediante:

·Difusión simple: en este caso la sustancia es transportada por sí misma, sin el auxilio de nada, cuanto más pequeñas más veloces, se cuelan entre los huecos de los Fosfolípidos que forman la bicapa. Como por

ejemplo O2, CO2, alcohol, hormonas, producto de anestesia, insecticidas, fármacos.

·Difusión por canales: Algunas proteínas transmembranales se encuentran continuamente atravesando la membrana del modo que, algunas sustancias, aprovechan el paso abierto por ésta para introducirse o salir de la célula pasando por el canal abierto que deja dicha proteína. Es el caso de los iones de K, Ca, Cl, Mg…

·Difusión facilitada: se efectúa mediante proteínas transportadoras capaces de trasladar moléculas polares (azúcares, a-a, nucleótidos…) o iones al unirse químicamente.

Las proteínas transportadoras presentan una alta especificidad para el transporte de un determinado tipo de compuesto químico, estas sustancias que atraviesan la membrana suelen ser monómeros de biomoléculas ( a-a, nucleótidos, monosacáridos…)

TRANSPORTE ACTIVO: Lo que caracteriza el transporte activo es que es el transporte de sustancias en contra de gradiente electroquímico, para lo cual se requiere un gasto energético de ATP.

[ En la neurona, las bombas de Na y K atraviesan la membrana en contra de gradiente, por transporte activo. ]

Si los solutos que pretenden atravesar la membrana son muy grandes no pueden hacerlo por Transporte Pasivo ni Transporte Activo, sino por:

*ENDOCITOSIS: es un mecanismo especializado que consiste en la incorporación de fuera hacia dentro de la célula de sustancias o células (virus) de gran tamaño por vesículas de estrangulación, gracias a la capacidad de sellarse y autoensamblaje de los Fosfolípidos que forman la bicapa.

Si la sustancia de gran tamaño que precisa entrar en la célula es líquida, se denomina dinocitosis? al mecanismo por el que entran bacterias o virus en la célula, formando una disolución de alta concentración.

* EXOCITOSIS: es la secreción de macromoléculas y partículas hacia el medio externo de la célula, ya que ésta precisa eliminarlos. Debido a su gran tamaño no son capaces de expulsarlas por Transporte Pasivo ni Transporte Activo, se realiza el mismo proceso que en la endocitosis, pero a la inversa, implica la fusión con la membrana plasmática de vesículas procedentes del citoplasma celular.

La clas____¿? Es muy importante, ya que es una sustancia que favorece la formación de vesículas, de modo que facilita ambos procesos, tanto la endocitosis como la exocitosis.

En la endocitosis se pierde membrana al formar la vesícula, mientras que en la exocitosis gana membrana al adherirse la vesícula.

· DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

- Algunas células se diferencian por tener cilios o flagelos, que son prolongaciones de la membrana plasmática que permiten la movilidad de la célula.

La membrana de las células vegetales tienen a su alrededor la membrana de secreción o pared celular: sólo las células vegetales fabrican las sustancias que conforman esta membrana de secreción, a medida que la célula madura son más las capas de la pared celular.

Por ello podemos decir que las células vegetales mueren por exceso del espesor de la pared celular, que imposibilita el transporte y la comunicación.

· La membrana de secreción tiene como FUNCIONES:

- Confiere forma y rigidez a la célula vegetal al no tener esqueleto.

- Impide que las células revienten al recibir una gran cantidad de agua, de modo que controla/dificulta el flujo de agua al interior de la célula.

La pared celular está estructurada en varias CAPAS:

- Lámina media: Es la capa más externa de la pared y es común a varias células. Está formada por celulosa, pectina y proteínas.

- Pared primaria: es una capa propia de cada célula. Está formada por pectina, celulosa, proteínas y hemicelulosa (celulosa deshidratada).

- Pared secundaria: Propia de cada célula, está constituida por tres subcapas menores:

·Externa, constituida por celulosa

·Media, compuesta de celulosa

·Interna, compuesta de celulosa impregnada de:

Minerales insecticida

Soberina impermeable

Lieguina proporciona resistencia.

Después de estas se encuentra la membrana plasmática de la célula en cuestión.

Al degradarse la membrana de secreción se muere la célula pero continúa su esqueleto, que forma la madera o el corcho.

Toda la membrana de secreción está atravesada por unos finos conductos, se ve porosa por fuera y permite el transporte de sustancias y la comunicación de la célula.

Los propios nucléolos que constituyen la pared o las sustancias que lo atraviesan pueden llegar a obstruir los canales por los que entran nutrientes y la célula muere.

2. Citosol:

El citosol es el medio interno celular donde se encuentran los orgánulos celulares y el núcleo.

Se encuentra limitado exteriormente por la membrana celular e interiormente por la membrana nuclear.

Representa el 55% del volumen total celular y se dice de él que es un medio acuoso ya que está compuesto en sus ¾ partes por agua y sales, también contiene:

- enzimas

-nucleótidos

-aminoácidos

-vitaminas

-hormonas

El citosol posee un conjunto de filamentos de proteínas denominado citoesqueleto que se encuentra inmerso en él.

El citoplasma recoge tanto el citosol como el citoesqueleto.

El citosol es un medio dinámico, se producen muchas reacciones químicas metabólicas, algunas de las reacciones metabólicas que se localizan en el citosol son:

-la glucolisis

-la síntesis de glucógeno

-la síntesis de a-a

La síntesis de proteínas

-fermentaciones

-síntesis de nucleótidos.

Dispersos en el citosol se encuentran estructuras sin membranas (no se consideran orgánulos en si mismo) que son:

-Ribosomas (orgánulos no membranosos)

-Inclusiones

- Y también los propios orgánulos membranosos celulares.

3. Citoesqueleto

Definimos el Citoesqueleto como una red de filamentos proteicos los cuales son los responsables de la forma que tiene la célula, de su

movimiento y de la organización interna que caracteriza a la célula en cuestión.

Citoesqueleto constituye una red de filamentos proteicos, compleja e interconectadas, responsables del mantenimiento y de los cambios de forma celular, del movimiento y posicionamiento de los orgánulos y de la división y motilidad celular.

En el citoesqueleto encontramos tres tipos fundamentales de filamentos dos de ellos más abundantes; los microtúbulos y los microfilamentos de actina,

y un tercero, menos común, llamado filamento intermedio.

:

-Microfilamentos o Filamentos de Actina: Son los filamentos mas finos de la red, no se encuentran en todas las células, son más abundantes en las células musculares. Estos microfilamentos son los responsables de la contracción y relajación de las células musculares. Para movimientos celulares comunes como la endocitosis también son necesario los Filamentos de Actina por lo que, aunque, en menor proporción, también se encuentra en células no musculares.

(Explicación en el libro)

-Microtubulos: Se trata de estructuras fibrilares con un diámetro constante (25nm) forman, pues, tubos huecos cuyas paredes están compuestas por una proteína globular denominada TOBULINA. Es en el citoesqueleto donde la cantidad de microtúbulos es mas abundante. Se encuentran dispersos por el citosol u ordenados formando centriolos, cilios o flagelos y el Huso acromático.

- Los filamentos intermedios, de naturaleza proteica, reciben este nombre porque el diámetro es intermedio entre los filamentos de actina y

los microtúbulos.

Su estructura está formada por fibras enrolladas entre sí (con aspecto de cuerda), cada una de estas fibras enrolladas está formada por proteínas

fibrosas asociadas. Estas proteínas serán de un tipo o de otro dependiendo del tipo de célula y de su función.

La función que realizan es siempre estructural.

Un ejemplo de filamentos intermedios son la Queratina (del tejido epitelial), la Vimentina (del tejido conjuntivo y muscular) y los Neurofilamentos en el

tejido nervioso.

4. Centrosoma .El centrosoma es una estructura que únicamente se encuentra en

células animales.

Está, normalmente, próximo al núcleo.

Estructura del Centrosoma: El Centrosoma está formado por el llamado Material Pericentriolar.

Es el centro organizador de Micro Túbulos, y estos parten radialmente:

[El Diplosóma son dos centriolos perpendiculares]

1.1Centriolos: Los centriolos son dos cilindros que aparecen en el interior del

centrosoma, constituidos cada uno por nueve tripletes de microtúbulos. El microtúbulo más interno de cada triplete es completo, mientras que los otros dos son incompletos. Los

distintos tripletes adyacentes se unen mediante una proteína, la nexina; la unión se establece entre el microtúbulo interno de un triplete (A) y el más externo del siguiente (C). Se forma así una

especie de rueda de carro.

Función (Del centrosoma): Es el centro organizador de los microtúbulos. De él deriban todas las estructuras formadas por microtúbulos (cilios, flagelos, huso

acromático)

5. Cilios y Flagelos

Son apéndices externos, responsables de la motilidad de las células eucarioticas, que presentan una estructura común, (salvo porque los Cilios son cortos y abundantes, y los Flagelos son largos y escasos) y

constan de los siguientes partes:

Axonema o Tallo: Parte interna del tallo de un cilio o un flagelo que está formada por nueve pares de microtúbulos, dispuestos alrededor de un par de microtúbulos centrales (estructura 9+2). Asociada a los

microtúbulos se encuentra una serie de proteínas, las más importantes de las cuales son la dineína y la nexina. Esta estructura se halla rodeada por una extensión de la membrana plasmática de la

célula.

Zona de Transición: Situada entre el Axonema y el corpúsculo basal, se observa en ella una placa basal formada por un material denso a los electrones. Además se forma por 9 pares de Microtúbulos, y no hay doblete central.

Corpúsculo Basal: Se encuentra en la base del axonema y está compuesto por nueve tripletes de microtúbulos periféricos unidos radialmente a un eje central (estructura 9 + 0). Esta estructura es idéntica a la de los centriolos. Del extremo inferior del corpúsculo basal nacen unas fibras denominadas raíces ciliares, que son microfilamentos con función contráctil.

6. Ribosomas:

Los ribosomas son orgánulos intracitoplásmaticos compuestos por ARN (ribosómico) y proteínas que participan en la síntesis proteica

(ribosomales). Estos orgánulos se hallan integrados por dos subunidades: una subunidad grande, con 2-3 moléculas de ARN y proteínas, y una

subunidad pequeña, con un solo tipo de ARN asociado a proteínas. Ambas subunidades forman un surco, al que se asocia la proteína que

se está sintetizando, y un segundo surco, en el que se aloja el ARN mensajero.

La función de los ribosomas es intervenir en la síntesis de proteínas ensamblando los aminoácidos según el orden predeterminado por la

secuencia de bases del ARN mensajero.

7. Retículo endoplasmático.

El retículo endoplasmático es un complejo sistema de membranas, compuesto por sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí que

delimitan un espacio interno denominado lumen. El retículo endoplasmatico se comunica a su vez con el complejo de Golgi, como se verá más adelante, y con la membrana nuclear

externa. Su función se relaciona fundamentalmente con la síntesis de proteínas y lípidos para la secreción y/o para la renovación de las

estructuras celulares.

Desde el punto de vista estructural y funcional, se distinguen dos tipos de retículos endoplasmático: el retículo endoplasmático

rugoso (Alias: RER) y el retículo endoplasmático liso (Alias: REL)

Retículo endoplasmático rugoso:

El retículo endoplasmático rugoso está constituido por un sistema de cisternas con ribosomas adheridos a la cara citoplasmática de su membrana. La membrana del RER presenta un espesor algo menor que el de la membrana plasmática de la célula y es más fluida que

aquélla (porque contiene menos colesterol y glucolípidos)

Funciones del RER:

- Síntesis y almacenamiento de proteínas: Las proteínas sintetizadas en los ribosomas de la cara externa de la membrana del

RER se almacenan en el retículo y son transportadas por él hacia otros orgánulos. A medida que se sintetizan, no obstante, las

proteínas pueden pasar al lumen intermembranoso o quedarse en la membrana.

- Glucosilación de proteínas: La mayor parte de las proteínas son glucosiladas y transformadas en glucoproteínas.

Retículo endoplasmático liso:

El retículo endoplasmático liso no contiene ribosomas asociados y forma un sistema de túbulos membranosos interconectados en sí y

con el RER.

Funciones del REL:

- Síntesis de lípidos: En la cara citoplasmática del REL se sintetizan prácticamente todos los lípidos de la célula (Fosfolípidos, colesterol, y

la mayoría de los lípidos de las membranas celulares) excepto los ácidos grasos y ciertos lípidos mitocondriales.

- Contracción muscular: El REL es muy abundante en el músculo estriado (donde se denomina retículo sarcoplasmático). Su función en

las células musculares consiste en acumular Ca2+ en su interior y liberarlo en respuesta a estímulos nerviosos, para permitir así la

contracción muscular.

- Detoxificación: Elimina sustancias tóxicas para el organismo.

- Transporte de proteínas al Aparato de Golgi (vesículas)

8. Complejo de Golgi

El complejo de Golgi (también llamado Aparato de Golgi) está formado por los dictiosomas, un conjunto de sáculos o cisternas

apilados y relacionados entre sí, que aparecen rodeados de pequeñas vesículas membranosas.

[Dictiosoma: Agrupación en paralelo de sáculos aplanados y de extremos dilatados. Uno o varios dictiosomas por célula]

El complejo de Golgi presenta polaridad, es decir, en los dictiosomas se diferencian dos caras con distinta estructura y función:

La cara de formación (Cara Cis): Por lo general está más próxima al núcleo de la célula y constituida por cisternas convexas conectadas

con el retículo endoplasmático rugoso (de hecho, su composición química es muy semejante a la de este)

La cara de maduración (cara trans): Está orientada hacia la membrana plasmática (a la que asemeja en su composición química) y en la cual las cisternas presentan un grosor mayor; a partir de estas

cisternas se originan numerosas vesículas o gránulos de secreción.

Entre una cara y otra cara se dispone un número variable de vesículas de transición.

Funciones del complejo de Golgi:

- Mecanismo de transporte golgiano: Las proteínas exportadas por el RER se fosforilan y van desplazándose de una cisterna a otra

mediante vacuolas. Actúa como centro director del tráfico de las moléculas en la célula: Las proteínas clasificadas en la cara trans y

agrupada según su destino final que puede ser:

- Reciclaje de la membrana plasmática

- Lisosomas

-Secreción (Neurotransmisor, Hormona)

- Glucosilación de lípidos y proteínas: Forma los glucolípidos y glucoproteínas. Finalización, por tanto, de la glucosilación de las

proteínas iniciadas en el RER.

OTRAS FUNCIONES: Participación en la formación de la pared celular vegetal, y del glicocáliz en la animal. Interviene en la génesis

de lisosomas. Forma los Fragmoplastos (de la división celular)…

9. Lisosomas

Definimos los lisosomas como pequeñas vesículas que contienen una gran variedad de enzimas hidrológicos implicados en los procesos de digestión celular. Son vesículas procedentes del aparato de Golgi que contienen en su interior enzimas hidrolíticas (Enzimas que realizan hidrólisis)

Las enzimas lisosómicas (Las enzimas que contienen los lisosomas) son hidrolasas, cuya actividad tiene lugar a pH ácido (alrededor de pH 5).

Se distinguen dos tipos de lisosomas:

Lisosomas primarios: De reciente formación, proceden del complejo de Golgi y contienen diversas enzimas hidrolíticas.

Lisosomas secundarios: En ellos tienen lugar procesos activos de digestión celular. Presentan un contenido heterogéneo que depende del tipo de nutrición de la célula.

Función: Digieren material procedente de la endocitosis, la fagocitosis y la autofagia.

Los lisosomas participan activamente en los procesos de digestión celular. Dependiendo de la función que desempeñen en dichos procesos, se clasifican en fagolisosomas, autofagolisosomas y cuerpos multivesiculares.

Fagolisosomas: (vacuolas digestivas o heterolisosomas). Se trata de orgánulos formados a partir de la unión de un lisosoma primario con una vacuola fagocítica, que contienen partículas alimenticias de naturaleza muy variada según el tipo de célula. Son abundantes en las amebas, que experimentan procesos de fagocitosis, los cuales constituyen el mecanismo fundamental de nutrición en estos protozoos, y son esenciales en las células implicadas en la defensa del organismocomo los macrófagos (leucocitos especializados en la fagocitosis de microorganismos)

Autofagolisosomas: En este caso, los lisosomas se fusionan con vacuolas autofagocíticas para eliminar restos celulares, como orgánulos dañados por sustancias tóxicas o que deben ser reciclados. Son importantes en los procesos de autofagia (que es un mecanismo empleado por las células eucarioticas para degradar sus propios componentes con vista a la renovación y recambio de los mismos) que se producen en la formación de los tejidos de sostén en los vegetales y en la metamorfosis de los insectos, durante la que se eliminan algunos elementos larvales.

10. Peroxisomas

Los Peroxisomas, que son vesículas membranosas, son orgánulos implicados en reacciones de oxidación, como las mitocondrias, que

contienen enzimas oxidativas; las principales son la Peroxidasa y la Catalasa.

Las funciones: En primer lugar, hacen reacciones de oxidación, similares a las de la mitocondria, pero la energía producida se disipa en forma de calor (no forma, por tanto, ATP).

Las oxidasas oxidan una gran variedad de compuestos orgánicos, proceso durante el cual se transfiere electrones al oxigeno y se forma peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), producto tóxico que posteriormente será eliminado por el propio Peroxisomas.

RH2 + O2 -> R + H2O2

R: sustrato orgánico específico.

Los Peroxisomas se hallan implicados también, junto con la mitocondrias, e el catabolismo de las purinas y los ácidos grasos.

En segundo lugar, detoxifican, es decir, los Peroxisomas contienen enzimas que eliminan productos tóxicos para célula, como el H2O2 originado en el propio orgánulo, el ion superóxido o el etanol, entre otros. La catalasa transforma el H2O2 para obtener oxígeno y agua o lo utiliza para oxidar otros

sustratos, por ejemplo, etanol a acetaldehído.

Estas reacciones son muy importantes en las células del hígado y del riñón.

Y, ¿De dónde se piensa que surgieron los Peroxisomas?

Se cree que son anteriores a las mitocondrias, probablemente surgieron y se mantuvieron porque permitieron la vida de organismos

anaerobios en una atmosfera de O2 creciente.

Actualmente, como hemos visto, eliminan exceso de ácidos grasos, aminoácidos…

Por otro lado Detoxifican, por ejemplo: la mitad del etanol ingerido se oxida en los Peroxisomas del riñón y el hígado.

11. Glioxisomas:

Los Glioxisomas son un tipo de Peroxisomas que solo aparece en las células vegetales.

Su función es convertir ácidos grasos (mediante la oxidación) en glúcidos (que es importantísimo en las células de germinación)

12. Vacuolas

Las vacuolas, típicas en Células vegetales, son orgánulos citoplasmáticos rodeados de una membrana llamada tonoplasto y que separa a la vacuola del citoplasma, y con un elevado contenido hídrico, en los que se acumulan diversas sustancias.(En realidad la membrana se llama tonoplasto cuando se trata de la membrana de vacuolas de células vegetales, pero como estas últimas son la mayoría pues podemos generalizar).

Curiosamente, la vacuola ocupa entre el 30% y el 90% del volumen de la propia célula vegetal. Los pétalos, para más curiosidad, le deben su color a los pigmentos almacenados en sus vacuolas.

Funciones:

- Contribuye al mantenimiento de la turgencia celular e incrementa la superficie de la célula y, por tanto, la capacidad de intercambio con el exterior.

- Sirve de almacén de reserva para diversos iones, glúcidos, aminoácidos, proteínas, pigmentos y otras sustancias vegetales, así como para productos tóxicos (compuestos aromáticos y alcaloides que actúan como mecanismo defensivo frente a depredadores) y de desecho.

-Contiene enzimas lisosómicas.

13. Mitocondria

La mitocondria, orgánulo común a la mayoría de las células eucarioticas ya sean vegetales o animales, está rodeada de una membrana divida en externa e interna. En ellas se realiza el metabolismo respiratorio aeróbico, cuya finalidad es la obtención de energía. Esta energía se guarda en forma de ATP.

Aparecen en la célula en número variable según el tipo de esta, serán elevadas, como se comprende, en las células que necesiten un gran aporte de energía.

El conjunto de mitocondrias de una célula se denomina: condrioma.

Su composición, de fuera hacía dentro, consta de los siguientes elementos:

- Una membrana mitocondrial externa- Un espacio intermembranoso o perimitocondrial

- Una membrana mitocondrial interna- Un matriz mitocondrial.

1.) Membrana mitocondrial externa: Constituye una membrana unitaria continua de composición semejante a la de otros orgánulos celulares. Contiene un reducido número de proteínas con actividad enzimática y porinas (que para aquel que no lo sepa, es una proteína intermembranal que permite el paso de moléculas pequeñas, quiere decir, hacen a esta membrana especialmente permeable) en abundancia.

2.) Espacio intermenbranoso o perimitocondrial: Se localiza entre ambas membranas mitocondriales y está ocupado por una matriz de composición semejante a la del citosol.

3.) Membrana mitocondrial interna: Posee la estructura trilaminar típica del resto de las membranas celulares y presenta numerosas invaginaciones o crestas mitocondriales que se introducen en la matriz. Las crestas pueden ser aplanadas (vesiculares) o tubulares (más comunes entre los protistas y en las glándulas suprarrenales) y, por lo general, se disponen perpendicularmente al eje mayor de la mitocondria.

En cuanto a su composición, esta membrana carece de colesterol y es más impermeable a los iones que la membrana externa. En ella se encuentran las cadenas de trasnporte electrónico y enzimas como la ATPasa. Al microscopio electrónico, las ATPasas aparecen como pequeñas partículas, localizadas a intervalos regulares en la cara matricial de las crestas mitocondriales.

Tiene, por tanto, una composición especial, de elevado contenido proteico y presencia de cardiopina, fosfolípido que la hace muy impermeable a partículas con carga. Las proteínas escenciales son: Las ATPasas (ATP sintetasas), las proteínas de la cadena respiratoria, la enzima de la β-oxidación de los ácidos grasos y las Enzimas de la fosforilación oxidativa.

4.)Matriz mitocondrial: Contiene ADN mitocondrial circular, ARN y ribosomas. Es el medio donde se llevan a cabo gran número de reacciones químicas, pues es rica en enzimas. Aquí se encuentran los Ribosomas Mitocondriales o también llamados Mitoribosomas.

Funciones de la Mitocondria:

Como ya se mencionó líneas arriba, la función de las mitocondrias consiste en obtener energía para la célula. Esta función se halla compartimentalizada en la matriz mitocondrial y la membrana mitocondrial interna, en las que tienen lugar distintos procesos:

- β-oxidación de los ácidos grasos (Ocurre en la MATRIZ): Se β-oxidan los ácidos grasos para generar (junto con el Ácido Piruvico y los Aminoácidos) Acetil-CoA.

- El Ciclo de Krebs (Ocurre en la MATRIZ): Tiene una importancia decisiva en el catabolismo celular. El Acetil-CoA es oxidado completamente a CO2 y se obtienen intermediarios metabólicos y moléculas reducidas (NADH + H+ y FADH2).

- Cadena Respiratoria (Ocurre en la Membrana Interna): Los transportadores de electrones se encuentran en la membrana Interna.

- Fosforilación oxidativa (Ocurre en la Membrana Interna): Se realiza en la membrana interna la fosforilación oxidativa. El NADH + H+ y el FADH2 originados en la matriz son los donadores de electrones a la cadena transportadora, la cual genera un gradiente electro-químico que es aprovechado por la ATPasa (también conocida esta enzima como la ATP sintetasa) de la membrana para sintetizar ATP.

La síntesis de ATP tiene la siguientes partes: -Base hidrófoba incluida en la membrana-Péndulo o Factor F0

- Región esférica o Factor F1, dónde se catalizan las reacciones de Síntesis de ATP.

14. Plastos

Los Plastos, rodeados por una membrana doble, se caracterizan por poseer pigmentos y sintetizar y acumular las sustancias de reserva. Los

Plastos se clasifican en:

-Leucoplastos (Que son plastos incoloros y su función es almacenar sustancias). Conocemos de este grupo los Amiloplastos (que almacenan almidón) os Oleoplastos (que almacenan grasas) y los Proteoplastos (que

almacenan Proteínas)

-Cromoplastos: (Que contienen abundantes pigmentos caratenoides que les dan color) En ellos se distinguen los Cloroplastos (como la clorofila)

y los Rodoplastos (como la Ficoeritrina)

Habiendo visto esta breve introducción, nos detendremos en los Cloroplastos, que parecen ser los más importantes.

Los Cloroplastos

Los cloroplastos se encuentran en número y forma variable, siendo la más frecuente la ovoide.

La estructura de los Cloroplastos:

Membrana Interna:Tanto la Membrana Interna como la externa poseen una estructura

continua (no presentan repliegues). Ambas están separadas por el espacio intermembranoso o periplástico. La membrana externa, sin embargo, es

muy permeable, mientras que la interna, menos permeable, contiene proteínas específicas implicadas en el transporte (las moléculas que la

atraviesan lo hacen mediante estas proteínas)

Tilacoides:Los tilacoides son sacos apilados e interconectados mediante los

Sacos estromáticos que forman una red membranosa interna. Los Sacos tilacoides apilados unos sobre otros se llaman Grana (en sigular Granum).

En las membranas tilacoides se localizan los fotosistemas (centros de captación de la energía solar) y los pigmentos antenas, así como las

cadenas de transporte electrónico y las ATP asa (vuelvo a recordar, para aquel con la memoria floja, que también se llaman ATP sintetasas)

implicadas en el proceso de fotofosforilación.

Los compartimentos:Los compartimentos que posee el cloroplasto son

-El espacio intermembranoso: Con una composición muy similar al Citosol

- Estroma: que se sitúa entre las membranas interna y tilacoidal, donde contiene:

ADN Circular de Doble CadenaRibosomas: Plastos Ribosomas

Enzimas para la replicación, transcripción y traducción del ADN del Cloroplasto

Y enzimas encargas para la fijación del carbono

- Espacio Tilacoidal: Un espacio interno del tilacoides.

Funciones:

Los cloroplastos son los orgánulos encargados de realizar la fotosíntesis oxigénica. En este proceso metabólico, en el que el agua actúa

como donador de electrones y se genera oxígeno, la célula utiliza la luz como fuente de energía, y el CO2 como fuente de carbono.

En el proceso de fotosíntesis oxigenica se distinguen dos fases:

Fase Lumínica: Se da en la membrana Tilacoidal donde se producen las reacciones de conversión de la energía lumínica en energía química

(ATP) y se genera poder reductor (NADPH + H+) por lo cual es imprescindible la luz.

(ENERGIA SOLAR EN ENERGIA QUIMICA)

Fase Oscura: En el estroma tiene lugar la fijación de CO2 en moléculas orgánicas (ciclo reductor de las pentosas fosfato o ciclo de Calvin)

y su almacenamiento en forma de polisacáridos de reserva, por lo general almidón. Las reacciones del ciclo de Calvin son independientes a la luz, por

eso se denomina fase oscura. (MATERIA INORGANICA EN MATERIA ORGANICA)

Otras funciones serían:La biosíntesis de ácidos grasos a partir de los glúcidos, NADPH y ATP

sintetizados.Reducción de Nitratos a Nitritos, los cuales se reducen a amoniaco; el

amoniaco se usará luego como fuente de nitrógeno para la síntesis de aminoácidos y nucleótidos.

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