UNIDAD IIILA CÉLULA

“Los organelos celulares”

C.D.E.E. Sandra Vázquez Coria

• Está constituido por la matriz citoplasmática o citosol, el citoesqueleto y los organelos

celulares.

 

• El Citosol es principalmente agua en la que se disuelven sustancias orgánicas (aminoácidos,

glucosa etc.) e inorgánicas (iones, sales minerales etc.) Desde el punto de vista físico – químico,

el citoplasma presenta características y propiedades coloidales. Por ejemplo presentan cambios

físicos reversibles, pudiendo hallarse en estado Sol o estado  Gel.

 

• En el primero, el estado Sol, las partículas disueltas se encuentran muy separadas, permitiendo

que el solvente se disponga en forma continua (se parece en consistencia a una gelatina recién

disuelta).

 

CITOPLASMA

• En el segundo, el estado Gel, se caracteriza porque las partículas disueltas o dispersas se

encuentran muy juntas, constituyendo una verdadera red que deja una cantidad de agua

retenida; la solución se hace más espesa y viscosa, similar a la misma gelatina que

mencionamos anteriormente, pero después de retirarla del refrigerador. Esto le permite a la

célula modificar su tamaño y su forma.

 

• El Citoesqueleto es una intrincada red de proteínas filamentosas, el cual está formado por

microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos, lo que da a las células eucariontes

un alto grado de organización.

FUNCIONES DEL CITOESQUELETO

 

• Flujos citoplasmáticos 

• Movimiento de vesículas de pigmento para coloración protectora 

• Descarga del contenido de vesículas para regulación del agua en los protozoos 

• División celular--citocinesis 

• Movimiento de cromosomas durante la mitosis y la meiosis 

• Mantener la forma de la célula

MICROTÚBULOS

• Los microtúbulos son tubos cilíndricos de 20-25 nm en diámetro. Están compuestos de

subunidades de la proteína tubulina, estas subunidades se llaman alfa y beta. Los microtúbulos

actúan como un andamio para determinar la forma celular, y proveen un conjunto de pistas

para que se muevan los organelos y vesículas. Los microtúbulos también forman las fibras del

huso para separar los cromosomas durante la mitosis. Cuando se disponen en forma

geométrica dentro de flagelos y cilios, son usados para la locomoción. 

MICROFILAMENTOS

• Los microfilamentos  son finas fibras de proteínas como un hilo de 3-6 nm de diámetro. Están

compuestos predominantemente de un tipo de proteína contráctil llamada actina, la cual es la

proteína celular más abundante. La asociación de los microfilamentos con la proteína miosina

es la responsable por la contracción muscular. Los microfilamentos también pueden llevar a

cabo movimientos celulares, incluyendo desplazamiento, contracción y citocinesis. 

FILAMENTOS INTERMEDIOS

• Los filamentos intermedios están constituidas por proteínas fibrosas, que se asocian de

manera irreversible sin gasto de energía, dando origen a estructuras de 100 A° de diámetro.

Son los componentes más estables del citoesqueleto, y constituyen una trama permanente

dentro de las células.

CENTROSOMA

• El centrosoma, citocentro o centro celular es exclusivo de células animales. Está próximo �

al núcleo y es considerado como un centro organizador de microtúbulos.

• La estructura consta de una zona interior donde aparece el diplosoma, formado por dos

centriolos dispuestos perpendicularmente entre si . Este diplosoma esta inmerso en un � �

material pericentriolar que es el centro organizador de microtúbulos. Así en 1 se disponen � �

microtúbulos que parten radialmente y que se llaman áster� . Cada centriolo consta de 9 grupos

de 3 microtúbulos que forman un cilindro. Este cilindro se mantiene gracias a unas proteínas

(nexina) que unen los tripletes.

 

FUNCIÓN DEL CENTROSOMA

• Organizar los microtúbulos. De 1 se derivan estructuras de movimiento como: � cilios y

flagelos; forma el huso acromático, que facilita la separación de las cromátidas en la mitosis; y

la estructura del citoesqueleto, cuyos filamentos se organizan alrededor de los microtúbulos.

 

CILIOS

• Los cilios son estructuras móviles, que surgen sobre la superficie celular.

• Su especialidad es la propulsión de moco y otras sustancias mediante oscilaciones rítmicas.

La estructura del cilio comprende en su centro un conjunto de microtúbulos de distribución

uniforme que en conjunto se llaman axonema, la distribución es 9 + 3, o sea en el centro se

ubican dos micro túbulos separados denominados singletes, rodeados por 9 dupletes de

microtúbulos.

• El interior de cada microtúbulos esta conformado por 13 protofilamentos, la nexina es la proteína

encargada de unir los dupletes entre si, además entre ellos se disponen las dineinas (proteína

dependiente de Ca), proteínas con función ATPasa, la cual al hidrolizar el ATP brinda la energía

para el movimiento ciliar el cual se ve limitado por la elasticidad de las nexinas.

• Los flagelos son más  largos y pocos; se encargan de la locomoción activa de organismos

unicelulares (euglena) y en los  multicelulares de la locomoción de los espermatozoides.

ORGANELOS CELULARES

• Corresponden a estructuras que presentan funciones especializadas en el interior de la

célula,  formando compartimentos para cumplir cada una sus funciones.

CELULA ANIMAL

RIBOSOMAS

• Los ribosomas son estructuras globulares, carentes de membrana. Están formados químicamente por

varias proteínas asociadas a ARN ribosómico procedente del nucléolo.

• Pueden encontrarse libres en el citoplasma o adheridos a las membranas del retículo endoplasmático.

Unas proteínas (riboforinas) sirven de nexo entre ambas estructuras.

• Su estructura es sencilla: dos subunidades (una mayor o otra menor) de diferente coeficiente de

sedimentación.

• Su función consiste únicamente en ser el orgánulo lector del ARN mensajero, con órdenes de

ensamblar los aminoácidos que formarán la proteína. Son orgánulos sintetizadores de proteínas.

recursos.cnice.mec.es/.../contenidos4.htm

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

• El retículo endoplasmático es un sistema membranoso cuya estructura consiste en una red de

sáculos aplanados o cisternas, sáculos globosos o vesículas y túbulos sinuosos que se

extienden por todo el citoplasma y comunican con la membrana nuclear externa.

• Su función primordial es la síntesis de proteínas, la síntesis de lípidos constituyentes de

membrana y la participación en procesos de detoxificación de la célula.

• La Detoxificación, es el proceso de  anulación de la actividad de sustancias tóxicas (dañinas)

por modificación de su estructura química, contribuyendo a su excreción. En los vertebrados,

tiene lugar en el hígado, los pulmones, el intestino, los riñones y la piel.

 

Dentro de esos sacos aplanados existe un espacio llamado lumen que almacena las sustancias.

El retículo endoplasmático se diferencia en dos tipos de sistemas membranosos de distintas

características estructurales y diversas funciones. Su aportación a la vida es fundamental y

gracias a su funcionamiento se sintetizan y distribuyen sustancias imprescindibles para el

correcto funcionamiento metabólico de la célula.

Existen dos clases de retículo endoplasmático:

• R.E. rugoso (con ribosomas adheridos)

• R.E. liso (libres de ribosomas asociados).

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL)

• Se presenta como una intrincada red de túbulos y sistemas membranosos, cuyo tamaño y

ubicación dependen de la actividad metabólica de la célula.

• Su función es la  síntesis de lípidos (esteroides, triglicéridos, entre otros), la detoxificación de

sustancias provenientes del medio externo (drogas y medicamentos, entre otros) y la regulación

del calcio presente en el citoplasma de las células musculares. En éstas, recibe el nombre de

retículo sarcoplásmico (almacena calcio).

 

• Está formado por sacos membranosos aplanados, interconectados, asociados a ribosomas,

lo que da un aspecto rugoso. Al igual que en el caso del REL, el RER tiene un tamaño variable

que depende de la actividad metabólica de la célula. Su función es la circulación intracelular

de sustancias que no se liberan al citoplasma: la síntesis de proteínas de exportación. Esta

función es llevada a cabo en los ribosomas a los que está asociado.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER)

APARATO DE GOLGI

• Se sitúa próximo al núcleo y en células animales rodeando al centriolo. Las cisternas poseen

una cara cis y otra trans, con orientaciones diferentes.

• La cara cis se orienta hacia el RER y la trans hacia la membrana citoplasmática.

• Las conexiones entre cisternas se realizan por vesículas de transición.

• En células  vegetales, se llama dictiosoma. Está formado por una serie de vesículas en forma

de saco también llamados cisternas.

• Los sacos originan vesículas más pequeñas que se forman y se desprenden constantemente. El

aparato de Golgi se forma a partir de vesículas de secreción, que no son otra cosa que bolsitas

membranosas que provienen del retículo endoplasmático rugoso conteniendo proteínas. 

 

FUNCIONES DEL APARATO DE GOLGI

• Su función es la maduración y acondicionamiento de las sustancias provenientes del retículo

endoplasmático. Este proceso consiste en la unión de proteínas y lípidos sintetizados en el

retículo, con pequeñas cadenas de glúcidos para obtener glucoproteínas y glucolípidos

• La formación del acrosoma en los espermatozoides, en cuyo interior tienen enzimas que

rompen las barreras del ovocito para que se produzca la fecundación;

• La concentración y empaquetamiento de las enzimas hidrolíticas dentro de una vesícula para

formar al lisosoma;

• La formación de la placa divisoria, al finalizar la división celular en células vegetales

• Sintetiza algunos hidratos de carbono de la pared celular vegetal, excepto la celulosa.

APARATO DE GOLGI

LISOSOMA

• Los lisosomas son vesículas procedentes del Ap. De Golgi que contienen enzimas digestivas

como hidrolasas ácidas.

• Tienen una estructura muy sencilla, basada fundamentalmente en una membrana plasmática

que almacena en su interior las proteínas. La cara interior de la membrana está muy glucosilada

para impedir el ataque de las propias enzimas de su contenido interno.

• Los lisosomas son fundamentales en la vida celular. Se encargan de digerir materia orgánica

dentro de la célula con gasto de energía.

• Existen varios tipos de lisosomas según sea su actividad y su tipo de digestión. De este modo

podemos hablar de lisosomas primarios, secundarios de vacuolas digestivas heterofágicas o

vacuolas autofágicas.

• Intervienen en el proceso de la fagocitosis.

FUNCIONES DEL LISOSOMA

PEROXISOMAS Y GLIOXISOMAS

• Los peroxisomas son orgánulos similares a los lisosomas pero que contienen, en vez de hidrolasas, enzimas oxidasas como la peroxidasa y la catalasa.

• Su función es participar en reacciones metabólicas de oxidación como las de las mitocondrias; sin embargo, en los peroxisomas la energía resultante se disipa en forma de calor y no de energía de síntesis de ATP.

• Los glioxisomas son una clase de peroxisomas que sólo existen en células vegetales. Poseen enzimas del ciclo del ácido glioxílico que es una variante del ciclo de Krebs de las mitocondrias que permite sintetizar azúcares a partir de grasas. Es indispensable en semillas en germinación.

• La función de los peroxisomas y los glioxisomas es una función metabólica muy específica tanto en las células animales y como en las vegetales. Forman un tipo particular de vesículas cargadas de enzimas metabólicas de tipo oxidasa.

MITOCONDRIA

• Son organelos celulares que se encargan de la obtención de la energía mediante la

respiración celular, proceso de oxidación en el que intervienen las ATP sintetasas.

• La energía obtenida se guarda en forma de ATP.

• Es un orgánulo común a células animales y vegetales.

• Funciones: realizan la respiración celular o mitocondrial; en la matriz se efectúa el ciclo de

Krebs, la oxidación de los ácidos grasos, la biosíntesis de proteínas en los ribosomas y la

duplicación del ADN mitocondrial.

• Envoltura: Está formada por una doble membrana. La membrana externa es lisa y la interna

se dispone formando una serie de pliegues llamadas crestas mitocondriales. A causa de la

naturaleza y disposición de las crestas, la membrana interna proporciona una superficie enorme

sobre la cual pueden tener lugar reacciones químicas. En las crestas mitocondriales, están las

enzimas que forman ATP.

 

Matriz Mitocondrial: Es el espacio interno de la mitocondria. Está compuesta por enzimas

implicadas en la respiración celular y por aquellas que regulan y controlan la replicación,

transcripción y traducción del material genético de la mitocondria. Contiene, además, un ADN

tipo procarionte, circular y desprovisto de proteínas, ARN y ribosomas tipo procarionte, que le

da a la mitocondria la capacidad de sintetizar algunas proteínas estructurales y enzimáticas

necesarias para su funcionamiento.

CELULA VEGETAL

PARED CELULAR

• Es una envoltura gruesa y rígida que rodea a las células vegetales

• Su composición química es fundamentalmente celulosa que, segregada por la propia célula, se

dispone en capas superpuestas. Es un exoesqueleto que perdura aún después de muerta la

célula. Es un buen tejido de sostén y permite a los vegetales alcanzar gran altura.

• Su estructura se basa en una red de fibras de celulosa y una matriz (con agua, sales,

hemicelulosa y pectina). La matriz puede impregnarse de lignina, suberina, cutina, taninos y

sustancias minerales.

• Tiene como función dar rigidez a la célula e impedir su ruptura, que sería muy fácil de no

existir esta pared, debido a que en el citoplasma existe una elevada concentración de moléculas

que origina una corriente de agua hacia el interior celular, hinchando la célula. Si no existiera la

pared, la célula reventaría.

PLASTIDIOS

• Son organoides con doble membrana y propios de la célula vegetal y de las algas superiores.

Su función es sintetizar y almacenar sustancias orgánicas.

• Se dividen en cloroplastos, leucoplastos y cromoplastos.

CLOROPLASTOS

• El cloroplasto es un tipo de plastidio que se encuentra exclusivamente en las células

vegetales fotosintéticas (que poseen clorofila). Tienen forma variable aunque, a menudo, son

ovoides. Su estructura se compone de tres partes principales:

• Envoltura: Está formada por dos membranas: una externa muy permeable y otra interna lisa y

sin crestas, menos permeable que la externa.

 

    Estroma: Es la cavidad interna del cloroplasto. Está compuesta por enzimas implicadas en la

fotosíntesis (proceso mediante el cual la energía de la luz se convierte en moléculas orgánicas)

y por aquellas que regulan y controlan la replicación, transcripción y traducción del material

genético del cloroplasto.

Contiene, además, un ADN tipo procarionte (célula sin núcleo diferenciado), circular y

desprovisto de proteínas; ARN y ribosomas tipo procarionte, que le da al cloroplasto la

capacidad de sintetizar algunas proteínas estructurales (es decir, que sirvan para formar

estructuras tales como la membrana celular) y enzimáticas del cloroplasto.

 

 

  

 

• Tilacoides: Son sacos aplanados agrupados como pilas de monedas. Estas pilas se denominan

granas. La membrana de los tilacoides contiene los pigmentos fotosintéticos (clorofila y

carotenoides), la cadena transportadora de electrones (conjunto de moléculas que conduce un

electrón gasta el final de la cadena para retirarle la energía de la que dispone) y la enzima ATP

sintetasa, entre otros.

FUNCIONES DE LOS CLOROPLASTOS

• La más importante es la realización de la fotosíntesis en la que, aparte de la transformación

energética, existe una transformación de materia inorgánica a orgánica, utilizando el ATP

sintetizado a partir de la luz solar.

• En el cloroplasto se produce la fase luminosa y oscura de la fotosíntesis además de la

biosíntesis de proteínas y la duplicación de su propio ADN.

PROCESO DE FOTOSÍNTESIS EN UN CLOROPLASTO

LEUCOPLASTOS

• Estos plastos son incoloros y se localizan en las células vegetales de órganos no expuestos a

la luz, tales como raíces, tubérculos, semillas y órganos que almacenan almidón.

CROMOPLASTOS

• Sólo en las células de plantas y algas. Sintetizan y almacenan pigmentos.

• Su presencia en las plantas determina el color rojo, anaranjado o amarillo de algunas frutas,

hortalizas y flores.

• El color de los cromoplastos se debe a la presencia de ciertos pigmentos; como los

carotenos, de color rojo y las xantofilas, de color amarillo. Por ejemplo, el tomate y las zanahoria

contienen muchos pigmentos carotinoides.

VACUOLAS

• Las vacuolas son vesículas constituidas por una membrana plasmática en cuyo interior existe

fundamentalmente agua. Cuando además de agua existen otras sustancias de forma

predominante se llaman inclusiones.

• Se forman a partir del retículo endoplasmático, del aparato de Golgi o de invaginaciones de la

membrana plasmática.

• En animales suelen ser pequeñas y se llaman vesículas. En vegetales son muy grandes y se

llaman tonoplastos que pueden llegar a formar hasta un 50-90% del volumen celular.

• Acumular agua aumentando el volumen de la célula sin aumentar el tamaño del citoplasma ni su salinidad;

almacenar sustancias energéticas, tóxicas, venenos, sustancias de desecho, etc.

• Constituyen el medio de transporte de sustancias entre orgánulos del sistema endomembranoso. En

células animales existen además vacuolas fagocíticas, pinnocíticas y pulsátiles.  

• Entre las inclusiones, las funciones más importantes son almacenar resinas o látex.

FUNCIONES DE LAS VACUOLAS

NÚCLEO

• El núcleo es una estructura constituida por una doble membrana, denominada envoltura

nuclear que rodea al ADN de la célula separándolo del citoplasma.

• El medio interno se denomina nucleoplasma y en él están sumergidas, más o menos

condensadas, las fibras de ADN que se llaman cromatina y corpúsculos formados por ARN

conocidos como nucléolos.

• La envoltura nuclear presenta una estructura basada en una doble membrana. Entre la

membrana externa e interna de esa envoltura existe un espacio intermembranal, llamado

espacio perinuclear.

• Bajo la membrana interna existe una capa de proteínas fibrilares llamada lámina fibrosa. El

origen de la membrana nuclear es el retículo endoplasmático.

• Presenta una serie de poros que comunican ambos sistemas. Estos poros tienen una compleja

estructura basada en la organización de una serie de proteínas que forman el complejo del poro

nuclear.

FUNCIONES DE LA ENVOLTURA NUCLEAR

• Separar al citoplasma del nucleoplasma, y mantener separados los procesos metabólicos de

ambos medios.

• Además regula el intercambio de sustancias a través de los poros y la lámina nuclear

• Permitir la unión con las fibras de ADN para formar los cromosomas.

• Matriz nuclear: Está formada sobre la base de una solución de proteínas no histonas, que

cumplen funciones en la síntesis de ADN y ARN, así como de ribonucleoproteínas.

 Cromatina: Está formada por ADN  y proteínas básicas llamadas histonas que son proteínas

que se asocian al ADN.

La cromatina es una estructura repetitiva en forma de cuentas de collar de perlas llamadas

nucleosomas. Estas cuentas se encuentran conectadas entre sí por segmentos de ADN, que se

envuelve de un nucleosoma al siguiente.

 

• La cromatina es la forma en que se pueden almacenar metros de ADN en el pequeño espacio

que el núcleo tiene. Cuando la cromatina está laxa y los nucleosomas están separados por

espacios de ADN, se considera que es cromatina funcional.   

• Pero si esta cromatina experimenta nuevos grados de enrollamientos y ya no hay espacio entre

los nucleosomas, porque el ADN está completamente enrollado por acción de la histona H1,

estamos frente a cromatina condensada y no es funcional. En estas condiciones, la cromatina

condensada pasa a llamarse cromosoma. 

CROMOSOMAS

• Son un componente del núcleo celular que sólo aparecen cuando la célula está en división, ya

sea mitosis o meiosis; tiene una estructura filiforme, en forma de cadena lineal, más o menos

alargada, en el caso de eucariotas, o en forma de anillo circular cerrado, en el caso de

procariotas, y están compuestos por ácidos nucleicos y proteínas.

• Los cromosomas están formados por dos cadenas de ADN repetidas que se espiralizan y se

mantienen unidas, de forma que en un cromosoma se distinguen dos partes que son idénticas y

reciben el nombre de CROMÁTIDAS, que se unen por un punto llamado CENTRÓMERO. El

centrómero divide a las cromátidas en dos partes que se denominan BRAZOS.

• Estas cadenas repetidas surgen al final de la Interfase, antes de la división celular, a partir de la

replicación de la única cadena que existe en la Interfase; esto quiere decir que una célula que no

está en división tiene en su núcleo cadenas individuales de ADN que forman la CROMATINA,

mientras que cuando está en división tiene pares de cadenas duplicadas que forman

CROMOSOMAS.

NUCLEOLO

• Ésta es una estructura par que sólo es visible en el núcleo interfásico, que es un núcleo que

está trabajando, pero no se está reproduciendo. Está formado por ARN ribosomal, proteínas

ribosomales y segmentos de ADN en que se encuentran los genes para sintetizar ARN

ribosomal.

• El número de nucléolos es el mismo para todas las células de un individuo y para todos los

individuos de una misma especie. Su tamaño varía según el estado funcional de la célula, es

decir, células que sintetizan muchas proteínas tienen nucléolos de mayor tamaño.

• Su función fundamental consiste en ser una fábrica de ARN ribosomal, imprescindible para la

formación de ribosomas.

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REFERENCIAS