Citoplasma
El citoplasma es el material comprendido
entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear. Está compuesto por dos partes:
Citosol: consiste principalmente de
agua, con iones disueltos, moléculas pequeñas y macromoléculas solubles en
agua.
Ribosomas: partículas insolubles de 25
nm, sitios de síntesis protéica.
La forma de la célula es mantenida por
proteínas fibrosas que se encuentran en el citoplasma y que en conjunto
conforman el citoesqueleto.
El citoesqueleto está formado por
filamentos y túbulos de diversos tamaños: los
microtúbulos tienen un rol primordial en la división celular. Los
filamentos de actina intervienen en la división celular y en la motilidad.
El citoesqueleto
En preparaciones comunes de microscopía en luz
visible o electrónica, el citoesqueleto se presenta transparente y por lo
tanto, invisible. Generalmente no se lo dibuja en los esquemas de la célula
pero es un componente importante, complejo y dinámico. El citoesqueleto,
mantiene la forma de la célula, "ancla" las organelas en su lugar y
mueve parte de la célula en los procesos de crecimiento y movilidad.
Existen varios tipos de filamentos de proteínas
que constituyen el citoesqueleto: micro filamentos, microtúbulos y filamentos
intermedios.
Los microtúbulos están formados por subunidades de una proteína llamada tubulina y, a menudo, son utilizados por la célula para mantener su forma, son también el mayor componente de cilias y flagelos. De longitud variable, la incrementan agregando subunidades (dímeros) a uno de los extremos ("extremo +") o la disminuyen eliminándolas, de acuerdo a las necesidades celulares. Intervienen en el proceso de división celular y en el movimiento de vesículas y organelas.
Los micros filamentos están formados por subunidades de la proteína actina. Tienen aproximadamente un tercio del diámetro del microtúbulos y, a menudo, son usados por la célula tanto para cambiar su estructura como para mantenerla. También pueden variar de longitud e intervenir en los procesos de división y motilidad.
Los filamentos intermedios al estar constituidos por proteínas fibrosas no se desintegran fácilmente. Intervienen en la estructura de la membrana nuclear y desde allí pueden irradiar y asociarse con los microtúbulos.
Existe un gran número de proteínas asociadas con el citoesqueleto que controlan su estructura tanto por medio de la orientación y direccionamiento de los grupos de filamentos como del movimiento de los mismos. Un grupo particularmente interesante de las proteínas asociadas al citoesqueleto son "motores" celulares, como la miosina (un "motor" que mueve filamentos de actina) y la kinesina (un "motor" de microtúbulos).
Los tres componentes del citoesqueleto están interconectados y forman un reticulado, que se extiende desde la superficie celular hasta el núcleo. Este sistema está construido sobre la base de un modelo arquitectónico común que se encuentra en una sorprendente variedad de sistemas naturales y se conoce como de integridad tensional ("tensegrity"). Con esta expresión se indica que el sistema se estabiliza mecánicamente a si mismo, en razón del modo en que las fuerzas de compresión y tensión se distribuyen y equilibran dentro de la estructura.
Las estructuras que responden a este modelo de integridad tensional no alcanzan la estabilidad mecánica por la resistencia de los miembros individuales sino por la manera en que la estructura en su conjunto distribuye y equilibra las tensiones mecánicas. En estas estructuras la tensión se transmite sin solución de continuidad a través de todos los elementos estructurales.
En otras palabras, un incremento de tensión en un elemento cualquiera de la estructura se hace sentir en todos los demás. Este aumento global de presión se equilibra por un aumento de la compresión de determinados elementos distribuidos por la estructura. Un ejemplo arquetípico de estas estructuras son las cúpulas geodésicas de Buckminster Fuller.
Debe hacerse notar que las reglas universales que rigen en la construcción se aplican a la formación de estructuras orgánicas, desde moléculas hasta tejidos.
Vacuolas y
vesículas
Las vacuolas son organelas rodeadas por una sola membrana, que son
usadas generalmente como sitios de almacenamiento, en las células vegetales
suelen ser muy grandes y la membrana que lo rodea toma el nombre de tono plasto (del
griego tonos = tensión; plastos = modelado, formado).
Las vesículas son mucho más pequeñas que las vacuolas y funcionan en el transporte de sustancias desde y hacia el exterior de la célula.
Ribosomas
Los ribosomas intervienen en la síntesis proteica. No están rodeados
por membrana y se los encuentra tanto en eucariotas (80s) como en procariotas
(70s). Los ribosomas de los eucariotas son ligeramente más grandes que los de
los procariotas. Estructuralmente consisten en una subunidad grande y otra
pequeña. Bioquímicamente están formados por ARN ribosómico (ARNr) y cerca de 50 proteínas estructurales. A menudo
los ribosomas se encuentran asociados al retículo endoplásmico que, en ese caso, toma el nombre de rugoso.
El Retículo
endoplásmico
El retículo
endoplásmico es una
red de sacos aplanados, tubos y canales interconectadas entre sí que
intervienen en funciones relacionadas con la síntesis proteica y el transporte.
El retículo endoplásmico rugoso, tiene esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a sus paredes. Está conectado a la envoltura nuclear, a través de cuyos poros pasa el ácido ribonucleico mensajero (ARN, la m va por mensajero) que es el que lleva el mensaje para la síntesis proteica.
El retículo endoplásmico liso no tiene ribosomas y se lo considera relacionado a diferentes procesos de síntesis de productos tales como hormonas esteroideas y al transporte de sustancias.
En realidad el retículo endoplásmico liso tiene diferentes variantes funcionales que solo tienen en común su aspecto: los ribosomas están ausentes.
Enlace a la página sobre el tema del WWW Cell Biology Course.
El aparato de
Golgi
El complejo de Golgi está formado por sacos
aplanados, limitados por membranas y apilados en forma laxa unos sobre otros.
Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo
endoplásmico rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias
cisternas del Golgi.
Lisosomas
Los lisosomas (del griego lysis = aflojamiento; soma = cuerpo): son vesículas relativamente grandes formadas por el aparato de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas. Intervienen en la ruptura de materiales extracelulares. Se fusionan con las vacuolas alimenticias y sus enzimas digieren el contenido.
Proteosomas
Si bién los procariotas poseen varios complejos
enzimáticos que intervienen en la degradación de las proteínas, los eucariotas
poseen uno solo: el proteosoma (fig a), este complejo que forma parte de la vía no-lisosomal de la degradación, esta
"autocompartimentalizado", y para su funcionamiento depende del
aporte de energía en forma de ATP. Los proteosomas, por su capacidad de
degradar proteínas, intervienen en aspectos claves del metabolismo celular,
entre ellos:
Y por otra parte se encuentran relacionados a numerosos procesos patológicos, entre ellos:
Las proteínas, a ser degradadas por los proteosomas, son reconocidas y "marcadas" con una proteína llamada ubiquitina (fig. b), esta ubiquitinización la habilita para ser "troceada" por las enzimas que se encuentran en el "canal" del proteosoma (fig. c).
Peroxisomas
Son vesículas en las cuales se degradan las
purinas y otros compuestos. En las plantas son el asiento de una serie de
reacciones conocidas como fotorrespiración. En los peroxisomas se produce agua
oxigenada, compuesto muy tóxico para la célula que es degradado rápidamente por
una enzima.
Video
Los microtúbulos están formados por subunidades de una proteína llamada tubulina y, a menudo, son utilizados por la célula para mantener su forma, son también el mayor componente de cilias y flagelos. De longitud variable, la incrementan agregando subunidades (dímeros) a uno de los extremos ("extremo +") o la disminuyen eliminándolas, de acuerdo a las necesidades celulares. Intervienen en el proceso de división celular y en el movimiento de vesículas y organelas.
Los micros filamentos están formados por subunidades de la proteína actina. Tienen aproximadamente un tercio del diámetro del microtúbulos y, a menudo, son usados por la célula tanto para cambiar su estructura como para mantenerla. También pueden variar de longitud e intervenir en los procesos de división y motilidad.
Los filamentos intermedios al estar constituidos por proteínas fibrosas no se desintegran fácilmente. Intervienen en la estructura de la membrana nuclear y desde allí pueden irradiar y asociarse con los microtúbulos.
Existe un gran número de proteínas asociadas con el citoesqueleto que controlan su estructura tanto por medio de la orientación y direccionamiento de los grupos de filamentos como del movimiento de los mismos. Un grupo particularmente interesante de las proteínas asociadas al citoesqueleto son "motores" celulares, como la miosina (un "motor" que mueve filamentos de actina) y la kinesina (un "motor" de microtúbulos).
Los tres componentes del citoesqueleto están interconectados y forman un reticulado, que se extiende desde la superficie celular hasta el núcleo. Este sistema está construido sobre la base de un modelo arquitectónico común que se encuentra en una sorprendente variedad de sistemas naturales y se conoce como de integridad tensional ("tensegrity"). Con esta expresión se indica que el sistema se estabiliza mecánicamente a si mismo, en razón del modo en que las fuerzas de compresión y tensión se distribuyen y equilibran dentro de la estructura.
Las estructuras que responden a este modelo de integridad tensional no alcanzan la estabilidad mecánica por la resistencia de los miembros individuales sino por la manera en que la estructura en su conjunto distribuye y equilibra las tensiones mecánicas. En estas estructuras la tensión se transmite sin solución de continuidad a través de todos los elementos estructurales.
En otras palabras, un incremento de tensión en un elemento cualquiera de la estructura se hace sentir en todos los demás. Este aumento global de presión se equilibra por un aumento de la compresión de determinados elementos distribuidos por la estructura. Un ejemplo arquetípico de estas estructuras son las cúpulas geodésicas de Buckminster Fuller.
Debe hacerse notar que las reglas universales que rigen en la construcción se aplican a la formación de estructuras orgánicas, desde moléculas hasta tejidos.
Vacuolas y
vesículas
Las vacuolas son organelas rodeadas por una sola membrana, que son
usadas generalmente como sitios de almacenamiento, en las células vegetales
suelen ser muy grandes y la membrana que lo rodea toma el nombre de tono plasto (del
griego tonos = tensión; plastos = modelado, formado).Las vesículas son mucho más pequeñas que las vacuolas y funcionan en el transporte de sustancias desde y hacia el exterior de la célula.
Ribosomas
Los ribosomas intervienen en la síntesis proteica. No están rodeados
por membrana y se los encuentra tanto en eucariotas (80s) como en procariotas
(70s). Los ribosomas de los eucariotas son ligeramente más grandes que los de
los procariotas. Estructuralmente consisten en una subunidad grande y otra
pequeña. Bioquímicamente están formados por ARN ribosómico (ARNr) y cerca de 50 proteínas estructurales. A menudo
los ribosomas se encuentran asociados al retículo endoplásmico que, en ese caso, toma el nombre de rugoso.
El Retículo
endoplásmico
El retículo
endoplásmico es una
red de sacos aplanados, tubos y canales interconectadas entre sí que
intervienen en funciones relacionadas con la síntesis proteica y el transporte.El retículo endoplásmico rugoso, tiene esa apariencia debido a los numerosos ribosomas adheridos a sus paredes. Está conectado a la envoltura nuclear, a través de cuyos poros pasa el ácido ribonucleico mensajero (ARN, la m va por mensajero) que es el que lleva el mensaje para la síntesis proteica.
El retículo endoplásmico liso no tiene ribosomas y se lo considera relacionado a diferentes procesos de síntesis de productos tales como hormonas esteroideas y al transporte de sustancias.
En realidad el retículo endoplásmico liso tiene diferentes variantes funcionales que solo tienen en común su aspecto: los ribosomas están ausentes.
Enlace a la página sobre el tema del WWW Cell Biology Course.
1.
Esquema de un ribosoma y sus subunidades.
Modificado de: http://whfreeman.com/life/update
2.
Esquema del retículo endoplásmico modificado de:
http://whfreeman.com/life/update/chap04.html.
3.
Retículo Endoplásmico Rugoso con Ribosomas.
Copyright Dennis Kunkel (M.E. 61.560x http://www.pbrc.hawaii.edu/~kunkel/gallery),
usada con permiso.
El aparato de
Golgi
El complejo de Golgi está formado por sacos
aplanados, limitados por membranas y apilados en forma laxa unos sobre otros.
Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo
endoplásmico rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias
cisternas del Golgi.
1.
Modificado de:
http://whfreeman.com/life/update/chap04.html.
2.
Aparato de Golgi de una célula parenquimática de
la planta Sauromatum
guttatum (M.E. 145.700x).
Note las numerosas vesículas cerca del Golgi. Copyright Dennis Kunkel http://www.pbrc.hawaii.edu/~kunkel/gallery,
usada con permiso.
Lisosomas
Los lisosomas (del griego lysis = aflojamiento; soma = cuerpo): son vesículas relativamente grandes formadas por el aparato de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas. Intervienen en la ruptura de materiales extracelulares. Se fusionan con las vacuolas alimenticias y sus enzimas digieren el contenido.
Escenas
seleccionadas de Animación de un proteosoma
|
- La remoción de proteínas anómalas
- El control del ciclo celular
- La diferenciación celular
- La apoptósis
- El procesamiento de los antígenos
Y por otra parte se encuentran relacionados a numerosos procesos patológicos, entre ellos:
- Enfermedades autoinmunes
- Parkinson
- Alzheimer
- Infección por VIH
- Opacación del cristalino
Las proteínas, a ser degradadas por los proteosomas, son reconocidas y "marcadas" con una proteína llamada ubiquitina (fig. b), esta ubiquitinización la habilita para ser "troceada" por las enzimas que se encuentran en el "canal" del proteosoma (fig. c).
Peroxisomas
Son vesículas en las cuales se degradan las
purinas y otros compuestos. En las plantas son el asiento de una serie de
reacciones conocidas como fotorrespiración. En los peroxisomas se produce agua
oxigenada, compuesto muy tóxico para la célula que es degradado rápidamente por
una enzima.Video
No hay comentarios:
Publicar un comentario