1. El Citoplasma

Situado entre la membrana plasmática celular y la envoltura nuclear. Comprende:

• Citosol
• Citoesqueleto
• Inclusiones citoplasmáticas
• Orgánulos celulares

2. Citosol

Medio líquido del citoplasma. Contiene:

• Agua
• Muchos tipos de biomoléculas orgánicas disueltas
• Sales minerales disueltas

Forma una dispersión coloidal, por lo que se puede presentar en estado de sol o gel. El cambio de estado sol-gel le confiere cierta movilidad (movimiento ameboide). En el citosol ocurren una gran cantidad de reacciones bioquímicas (rutas metabólicas).

3. Inclusiones Citoplasmáticas

Acumulaciones de moléculas en el citoplasma. Sin envoltura (no están rodeadas de membrana). Ejemplos:

• Inclusiones de glucógeno (reserva energética), en células hepáticas, musculares.
• Inclusiones de lípidos (reserva energética).
• Inclusiones de aceites esenciales en vegetales.

4. Citoesqueleto

Red formada por distintos tipos de filamentos proteínicos, situada en el citoplasma. Propio de células eucariotas (más desarrollado en células animales). Con distintas funciones:

• Forma un “andamiaje” interno de la célula (función estructural).
• Da forma a la célula.
• Permite movimientos celulares.
• Sitúa y permite mover orgánulos.

Los tipos de filamentos son:

4.1. Microfilamentos

Formados por polimerización de la proteína actina.

Mantienen la forma celular, al formar una especie de red bajo la membrana plasmática. Participan en la emisión de pseudópodos por parte de las células. Participan también en la contracción de las células musculares (junto con miosina). Forman parte de la estructura de las microvellosidades en células epiteliales del intestino.

4.2. Filamentos Intermedios

Formados por proteínas filamentosas con un grosor intermedio entre los microfilamentos y los microtúbulos. Aportan fuerza de tensión a la célula (en células que deben aguantar esfuerzos mecánicos). Junto con el resto de los componentes del citoesqueleto, contribuyen al mantenimiento de la forma celular. Ejemplos:

• Neurofilamentos.
• Tonofilamentos o Filamentos de queratina. Se encuentran en las células epiteliales.

4.3. Microtúbulos

Los microtúbulos son estructuras cilíndricas y huecas constituidas por polímeros de dos proteínas globulares unidas (α y β tubulina). A partir de los microtúbulos se originan:

• Gran parte del citoesqueleto.
• El huso acromático (estructura necesaria para la división celular).
• Centriolos, y sus estructuras derivadas: cilios y flagelos.

Participan en movimientos celulares, formando los cilios y flagelos. Participan en el movimiento de orgánulos celulares en el citoplasma. Participan en la división celular, al formar el huso acromático, necesario en el proceso de reparto de cromosomas entre las células hijas.

5. Centrosoma

Estructura formada por varios componentes, relacionada con procesos de movilidad. Por ejemplo: A partir de él se forma el huso acromático, estructura fibrosa necesaria para la separación de cromosomas durante la división celular (mitosis y meiosis). Además, a partir de él se forman cilios y flagelos, o gran parte del citoesqueleto. Formado por:

• Diplosoma: Formado a su vez por un par de centriolos perpendiculares entre sí. Cada centriolo es un cilindro proteico formado por 9 grupos de 3 microtúbulos situados en la periferia. Las células vegetales no poseen centriolos.
• Aster: Microtúbulos en forma radial alrededor del diplosoma.
• Material pericentriolar: Zona alrededor de los centriolos. Contiene material que forma los microtúbulos.

6. Cilios y Flagelos

Prolongaciones del citoplasma relacionados con la movilidad celular. Los cilios, si aparecen, son muchos y cortos. Los flagelos son más largos que los cilios y aparecen en menor número (1 ó 2). Los flagelos se originan a partir de centriolos. Estructura interna formada por:

• a) Tallo o axonema: Es la zona del flagelo que sobresale de la célula. Estructura interna cilíndrica de proteína formadas por 9 parejas de microtúbulos periféricos + 1 pareja central. Unidos entre sí por otras proteínas a modo de anclaje. Rodeado por membrana plasmática.
• b) Zona de transición: Situada ya bajo la membrana plasmática. Misma estructura que a), aunque sin la pareja de microtúbulos central y lógicamente, sin membrana que la rodee.
• c) Corpúsculo basal: Es la base de la estructura. Las 9 parejas pasan a ser tripletes (como los centriolos). En la parte inferior tiene una estructura central de proteínas que se conecta con los tripletes por más proteínas en forma de radios.

7. Ribosomas

Estructuras formadas por unión de ARN ribosómicos y proteínas. Aparecen libres en el citosol y en el interior de mitocondrias (matriz mitocondrial) y cloroplastos (estroma). Adheridos también a la membrana del Retículo Endoplasmático Rugoso.

Formados por dos subunidades:

• Subunidad mayor de 60 S. (unidad de velocidad de sedimentación), en eucariotas.
• Subunidad menor de 40 S., en eucariotas.
• Los valores en procariotas son menores (50 S. y 30 S.)

Función: estructura en el que, conforme se “lee” la secuencia de bases nitrogenadas de un ARNm, se sintetiza una cadena polipeptídica (proteína) correspondiente a dicha secuencia. Ambas subunidades solo se unen en el momento en el que ocurre la síntesis de la proteína. Un ARNm suele ser leído por varios ribosomas a la vez, formando un polisoma o polirribosoma.

8. El Retículo Endoplasmático

Sistema complejo de membranas que forman sáculos aplanados, vesículas y túbulos que se extienden por el citoplasma. Se conecta o continua con la envoltura nuclear. Forma un único espacio interno llamado lumen. Dos tipos de retículos interrelacionados:

• Retículo endoplasmático liso.
• Retículo endoplasmático rugoso.

8.1. Retículo Endoplasmático Liso (R.E.L.)

Situado entre membrana plasmática y envoltura nuclear. Comunicado con R.E. rugoso.

Muy desarrollado en:

• Células del tejido muscular estriado o esquelético.
• Células del hígado (hepatocitos).

Poco desarrollado en otros tipos celulares. Funciones del R.E.L.:

Síntesis, almacenamiento y transporte de la mayoría de lípidos de la célula. Procesos de desintoxicación celular (transforma las sustancias tóxicas en otras con menor toxicidad). Funciones específicas (contracción muscular…). Para todo ello posee muchos enzimas en su membrana.

8.2. Retículo Endoplasmático Rugoso (R.E.R.)

Posee ribosomas en la cara externa de la membrana. Conectado con R.E.L. y la envoltura nuclear.

Funciones:

• Síntesis de distintos tipos de proteínas:
  • Proteínas de las membranas de la célula o de las membranas de otros orgánulos.
  • Proteínas de secreción (proteínas que posteriormente la célula va a liberar al medio externo).

En el proceso de síntesis, un ribosoma libre en el citoplasma se une a un ARN mensajero y se inicia el proceso de síntesis de la cadena polipeptídica (proteína). El complejo se adhiere a un receptor situado en la membrana del retículo endoplasmático. Conforme el ribosoma va sintetizando la cadena polipeptídica (la proteína), ésta va entrando en el lumen (espacio interno del retículo endoplasmático), quedando finalmente en el interior del R.E.R. Posteriormente, las proteínas son transportadas en vesículas hacia el Aparato de Golgi, para proseguir su modificación, etc.).

• Posteriores modificaciones a las proteínas sintetizadas (glicosilación: añade glúcidos a la proteína, formando glucoproteínas).

9. Aparato de Golgi

Orgánulo membranoso formado por:

• Un grupo de cisternas (sáculos aplanados) llamado dictiosoma.
• Vesículas (bolsas más o menos esféricas) de secreción a su alrededor.

Se sitúa cerca del núcleo y retículo endoplasmático. Se diferencian dos caras:

• Cara cis (de formación): Es convexa, situada en el lado orientado hacia el retículo. Con cisternas más pequeñas.
• Cara trans (de maduración): Cóncava, y orientada hacia la membrana plasmática. Cisternas de mayor tamaño.

Funciones:

• Transporte de muchas moléculas provenientes del retículo hacia otras zonas de la célula.
• Modificación de proteínas y lípidos (glicosilación) provenientes del R.E.
• Secreción de moléculas al exterior a través de las vesículas de secreción.
• Síntesis de muchos polisacáridos.
• Formación de lisosomas primarios.

El transporte de sustancias a través del Aparato de Golgi es especial:

Las vesículas que provienen del retículo endoplasmático llegan por la cara cis y se unen al dictiosoma. El contenido se incorpora a las cisternas del dictiosoma. El contenido va pasando de cisterna en cisterna por medio de vesículas. Al llegar a la cara trans, el contenido de los dictiosomas se acumula en vesículas de secreción. Estas se dirigen hacia la membrana plasmática, por ejemplo, donde por exocitosis se liberará al medio externo.

10. Vacuolas

Estructura: Estructuras membranosas con forma de bolsas, con un medio interno acuoso. En animales son de pequeño tamaño y numerosas (se les llama vesículas). En vegetales son muy grandes y pocas. Su tamaño va aumentando conforme la célula vegetal se va haciendo más madura, hasta ocupar % muy elevados sobre el total del volumen celular. Se forman a partir de R.E. y del Aparato de Golgi. Funciones en vegetales:

• Acumulación de agua, para aumentar su volumen (turgencia celular adecuada).
• Almacén de reservas energéticas (almidón,…).
• Almacén de productos de desecho del metabolismo celular.
• Almacén de sustancias específicas (pigmentos, sustancias venenosas…).

En animales tienen función transportadora (son las vesículas ya tratadas en los apartados del R.E. y Aparato de Golgi).

11. Lisosomas

Vesículas que provienen del Aparato de Golgi. Contienen en su interior enzimas digestivos (fosfatasa ácida,…). Estos fueron sintetizados en R.E.R. Posteriormente pasaron al Aparato de Golgi donde se modificaron y se concentraron en vacuolas que son liberadas al citoplasma en forma de lisosomas. Su estructura se asemeja a bolsas, cuya membrana contiene en su cara interna proteínas muy glicosiladas (con muchos glúcidos), para evitar que los enzimas digestivos hidrolicen (deshagan) la propia membrana del lisosoma. Función: Digestión de materia orgánica. La digestión puede ser:

• Extracelular: Los enzimas se vierten al medio externo.
• Intracelular: El lisosoma se une en el citoplasma a una vacuola que contiene en su interior la materia a digerir. Se diferencian:
  • a) Lisosomas primarios: Sólo contienen enzimas digestivos. Son los lisosomas que surgen del Ap. de Golgi.
  • b) Lisosoma secundarios: Es el resultado de la fusión de un lisosoma primario con la vesícula que contenía la materia a digerir. Por tanto, contiene en su interior moléculas surgidas del proceso de digestión. Los lisosomas secundarios, a su vez, pueden diferenciarse entre:
    • Digestivas: La vesícula fusionada provenía de un proceso de endocitosis (fagocitosis, pinocitosis…). Es decir, se trata de digerir partículas alimenticias, por ejemplo.
    • Autofágicas: Las vesículas contienen estructuras u orgánulos de la propia célula que han de ser digeridos, dentro de un proceso de renovación de estructuras celulares.

12. Peroxisomas y Glioxisomas

Parecidos a lisosomas, pero con otros tipos de enzimas en su interior.

12.1. Peroxisomas

Proviene del R.E. Contienen los enzimas catalasa y oxidasa. A veces, estos enzimas aparecen cristalizados en su interior, formando una estructura característica y fácil de distinguir.

Funciones:

• La oxidasa oxida sustancias orgánicas que pueden ser tóxicas en exceso (ácido úrico, ácido láctico, etc).
• En este proceso forma peróxido de hidrógeno (H2O2 o agua oxigenada, tóxico para la célula).
• La catalasa, a su vez, elimina el agua oxigenada produciendo H2O y O2.

12.2. Glioxisomas

Tipo especial de peroxisomas en vegetales. Contienen otras enzimas que le permiten a la célula sintetizar glúcidos a partir de lípidos. Importante en la germinación de semillas, ya que así las células de la semilla, a partir de reservas de lípidos que poseen, pueden sintetizar glucosa para utilizarla como molécula energética, hasta que pueda realizar la fotosíntesis.

13. Mitocondrias

Orgánulos celulares en los que ocurren importantes procesos metabólicos como la respiración celular, para la obtención de energía para la célula. Aparece en todo tipo de células eucariotas aerobias. Se supone que su origen, tal como lo describe la teoría endosimbiótica, reside en que fueron antiguas bacterias aerobias (respiradoras) que fueron fagocitadas por otras bacterias mayores anaerobias. Aquellas no fueron digeridas sino que quedaron en simbiosis, viviendo dentro de la célula anaerobia, nutriéndose de ella y aportando la energía al nuevo organismo simbiótico en forma de ATP, transformando este organismo en un ser aerobio.

13.1. Estructura de la Mitocondria

Formas variadas, aunque habitualmente se representan de forma alargada u ovalada. Posee 2 membranas:

• Membrana externa: Delimita la mitocondria. Es lisa. Misma estructura que la membrana celular. Muy permeable al poseer muchas proteínas de tipo túnel o canal.
• Membrana interna: Forma crestas mitocondriales (repliegues hacia el interior del orgánulo). En las crestas se encuentran gran cantidad de las enzimas y otras moléculas necesarias para la respiración celular.

Entre ambas membranas se encuentra el espacio intermembranoso, con contenido similar al citosol. El espacio interno de la mitocondria se llama matriz mitocondrial, y en ella se encuentran:

• Ribosomas mitocondriales: parecidos a los de las bacterias.
• ADN mitocondrial: doble y circular, como las bacterias.
• Enzimas: necesarios para: la obtención de energía, la propia replicación (copia) de su ADN, La síntesis de proteínas a partir de su ADN (transcripción y traducción).

La presencia de ADN y ribosomas con características similares al de bacterias son pruebas a favor de la teoría endosimbiótica, que propugna la idea del origen de las células eucariotas a partir de relaciones de simbiosis entre distintas especies de bacterias. Según esto, las mitocondrias fueron en su momento bacterias aerobias (realizaban la respiración celular como proceso de obtención de energía), que fueron fagocitadas por bacterias fermentadoras. No fueron digeridas por la bacteria hospedadora, sino que desarrollaron una relación de simbiosis en el interior de la célula hospedadora, transformándose en los orgánulos que son en la actualidad.

13.2. Funciones de la Mitocondria

• Realiza la respiración celular: oxidación y degradación de moléculas orgánicas utilizando O2 y obteniendo energía (ATP).
• Realiza otros procesos catabólicos importantes como la β-oxidación de los ácidos grasos para obtener energía.
• Replicación a partir del ADN mitocondrial, y síntesis de proteínas mitocondriales.

14. Cloroplastos

Orgánulos propios de las células fotosintéticas (vegetales, algas). La función del cloroplasto es la de realizar la fotosíntesis, transformando la energía luminosa en energía química, y sintetizando materia orgánica a partir de CO2 y agua. Al igual que en el caso de las mitocondrias, se supone que su origen, tal como lo describe la teoría endosimbiótica, reside en que fueron antiguas cianobacterias (fotosintéticas) que fueron fagocitadas por células eucariotas primitivas (las que se formaron por simbiosis con bacterias respiradoras). Aquellas no fueron digeridas sino que quedaron en simbiosis, viviendo dentro de la célula hospedadora, nutriéndose de ella y aportando parte de la materia sintetizada en la fotosíntesis al nuevo organismo simbiótico.

14.1. Estructura

Formas diferentes, aunque habitualmente se representan de forma de discos alargados. Son de color verde debido a la presencia de clorofila, pigmento encargado de captar la energía luminosa en el proceso de la fotosíntesis. Posee también dos membranas:

• Membrana externa: muy permeable.
• Membrana interna impermeable.

El espacio interior se llama estroma. Contiene:

• ADN doble y circular, como las bacterias.
• Ribosomas, diferentes al resto de ribosomas de la célula.
• Granos de almidón e inclusiones lipídicas (acumulaciones).
• Enzimas necesarios para: la fotosíntesis, la replicación del ADN, la transcripción y traducción del ADN sintetizando proteínas del cloroplasto en sus propios ribosomas. Por último, presenta tilacoides o lamelas. Son sáculos aplanados que se encuentran inmersos en el estroma.

Algunos de estos sáculos se disponen apilados unos encima de otros formando grupos llamados grana. Otros son alargados (tilacoides del estroma). En las membranas de estos tilacoides se encuentra la clorofila y otras moléculas necesarias para la fotosíntesis. El interior de estos sáculos se llama espacio tilacoidal o lumen.

Etiquetas: aparato de Golgi, célula, citoesqueleto, citoplasma, retículo endoplasmático, ribosomas