CITOPLASMA

● Es el espacio comprendido entre la membrana plasmática y la nuclear.

● Comprende:

✗El citosol, disolución donde se producen reacciones metabólicas esenciales como la glucolisis, la fermentación o la biosíntesis de ácidos grasos.

✗Orgánulos membranosos de membrana doble (cloroplastos y mitocondrias) o de membrana simple (retículo endoplasmático, aparato de Golgi, lisosomas, vacuolsa, peroxisomas)

✗Orgánulos no membranosos (citoesqueleto, ribosomas)

CONTINUIDAD DEL ESPACIAL Y TEMPORAL DEL SISTEMA DE MEMBRANAS INTRACELULAR.

●Las membranas de los compartimentos intracelulares derivan unas de otras:●La membrana nuclear es la continuación del retículo endoplasmático RE. Tras la cariocinesis la membrana nuclear se origina desde cisternas de RE que rodean al material genético. Por eso la membrana nuclear es doble.●El RE es un conjunto de sacos membranosos que se extiende por toda la célula. ●El aparato de Golgi deriva del RE, modifica y empaqueta proteínas y lípidos para ser enviados a otros compartimentos. Genera lisosomas, vesículas de secreción y renueva la membrana plasmática.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

El REliso se encarga de: a) la síntesis de los lípidos de membranas celulares; b) las hormonas esteroideas; c) detoxifica la célula, oxidando las moléculas y haciéndolas más solubles y eliminables en orina.●En la superficie del RErugoso se aprecia la rugosidad debida a la adhesión a su cara externa de ribosomas. El RER se encarga de a) la síntesis de las proteínas de membrana; b) y de las que van a ser secretadas fuera de la célula (jugos digestivos, mucus, anticuerpo, hormonas proteicas...); c) genera los lisosomas●

RER

RER

Está formado por una red de membranas que forman cisternas, sáculos y tubos aplanados. Delimita un espacio interno llamado lúmen del retículo y se halla en continuidad estructural con la membrana externa de la envoltura nuclear.

RELcorte

transversal

APARATO DE GOLGI Se reconoce fácilmente. Está formado por:

1.- Vesículas de transición procedentes del RE que se funden entre sí en la cara cis (originando así Golgi)

2.- Cisternas o sacos aplanados y apilados llamados dictiosomas. Aquí las moléculas contenidas heredadas desde RE (fosfolípidos, proteinas de membrana y secretables) son modificados (glicosilados) y empaquetadas.

A partir de la cara trans se disgregan vesículas que serán:

3a.- Vesículas de secreción que se fusionarán con la membrana plasmática y ante la llegada de una señal vertirán fuera su contenido.

3b.- O lisosomas que encierran hidrolasas para la digestión intracelular.

RELACIÓN GOLGI - LISOSOMAS

Vesículas de transición (6), que contienen enzimas hidrolíticos (en este caso). Procedentes del RE, (1) se funden entre sí.

Cisternas (2) o sacos aplanados apilados. Aquí las moléculas contenidas heredadas desde RE son empaquetadas.

Golgi

RER

A partir de la cara trans se disgregan lisosomas (7).

Los lisosomas son vesículas rodeadas solamente por una membrana que contienen gran cantidad de enzimas digestivas. Funcionan como "estómagos" de la célula:

✗digeren sustancias que ingresan en vesículas fagocíticas del exterior (vacuolas digestivas o fagolisosoma 4 y 5);

✗digieren restos celulares viejos -como la mitocondria de la imagen- (vacuolas autofágicas 3)

El pH interno óptimo para la actuación de los enzimas es de 5, lo que constituye un mecanismo de seguridad frente a destrucción celular en caso de rotura del lisosoma.

(7)

RETÍCULO – GOLGI – LISOSOMAS – MEMBRANA PLASMÁTICA

● El aparato de Golgi deriva del RE.● Modifica y empaqueta proteínas y lípidos para ser enviados a otros

compartimentos. Forma:● lisosomas ● vesículas de secreción● la membrana plasmática cuando estas vesículas de secreción se

fusionan con la membrana celular.

¿Qué es?

¿Qué es?

COMPARTIMENTOS INTRACELULARES

• La célula eucarionte está muy compartimentada de modo que simultáneamente pero en cámaras distintas pueden suceder reacciones opuestas de síntesis y degradación.

• Cada compartimento tiene un conjunto propio de enzimas que ha sido transferido desde el retículo endoplasmático rugoso donde estas proteínas fueron sintetizadas.

• El proceso depende de señales específicas que marcan cada proteína para destinarla al lugar donde corresponda.

RIBOSOMAS ● Orgánulos citoplasmáticos no rodeados de membrana.

● Se encargan de la síntesis de proteínas, de la traducción de los ARNm.

● Están constuídos por una agrupación de varias moléculas de ARNr de diversos tipos y docenas de proteínas -gráfico-.

● Cada ribosoma está compuesto de dos subunidades -40 y 60s- que permanecen separadas entre sí hasta el momento en que el ribosoma entra en funcionamiento.

● Se pueden encontrar libres en el citoplasma o unidos al RER. Cada tipo sintetiza proteínas con diferente destino.

Composición de un ribosoma tipo eucarionte.(s=sverberg, unidad de velocidad de sedimentación)La velocidad de sedimentación es un parámetro para describir los orgánulos celulares, relacionado con el tamaño del orgánulo. Los coeficientes de sedimentación no son aditivos (ribosoma tipo eucarionte completo 80s)

RIBOSOMAS TIPO BACTERIANO Y TIPO EUCARIONTE

•Los ribosomas del citoplasma de las células eucariontes y de las células procariontes no son idénticos:

•RIBOSOMAS TIPO EUCARIONTE: 80s

✗ Subunidad grande 60s con ARN28s + ARN5,8s + ARN5s + 49 proteínas

✗ Subunidad pequeña 40s con ARN18s + 33 proteínas•RIBOSOMAS TIPO PROCARIONTE: 70s

✗ Subunidad grande 50s con ARN23s + ARN5s + 34 proteínas✗ Subunidad pequeña 30s con ARN16s + 21 proteínas

Estas diferencias tienen consecuencias prácticas: hay sustancias que inhibenel funcionamiento de los ribosomas bacterianos pero no los eucariontes y porello pueden ser empleados como antibióticos sin grandes efectos sobre lascélulas del paciente (eritromicina, estreptomicina, tetraciclinas -pág 386-)

POLIRRIBOSOMAS

● Varios ribosomas traducen un mismo ARNm simultáneamente. Así aparecen alineados ribosomas, formando los llamados polirribosomas, que corresponden a la sucesión de ellos que transcribe a la vez un ARNm.

● Se trata de un mecanismo que ahorra tiempo de traducción.

PROTEÍNAS SECRETABLES, DE MEMBRANA Y DISUELTAS EN

EL INTERIOR CELULAR

Los ribosomas del RER sintetizan proteínas:

- que quedan libres en el interior del lumen del RER y serán segregadas al exterior tras su paso por Golgi y vesículas de secreción.

- que quedan insertas en la membrana del RER; así para la síntesis de las proteínas de la membrana plasmática que llegarán a su destino por la fución de membranas de las vesículas de secreción y la memb. Plasmática.

Los ribosomas libres del citoplasma sintetizan proteínas cuya función se desarrolla en el citoplasma

RER

RER

MITOCONDRIAS● Las mitocondrias son orgánulos muy

membranosos exclusivos de las células eucariontes como cualquier membrana intracelular. En su estructura se distinguen:

➔ Membrana mitocondrial externa➔ Espacio intermembranoso➔ Membrana mitocondrial interna, donde

se desarrolla la cadena respiratoria que sintetiza la mayor parte del ATP del catabolismo -proceso obligatoriamente ligado a membranas-

➔ Matriz mitocondrial o espacio interno donde se encuentran disueltos los enzimas de la glucolisis y la β-oxidación de ácidos grasos principalmente.

➔ En la matriz aparecen ribosomas 70s -tipo bacteriano- y ADN circular sin uinir a histonas -tipo bacteriano también-.

PLASTOS

● Orgánulos exclusivos de células eucariontes fotoautótrofas.

● Generalmente coloreados, la mayoría de verde por la presencia de clorofila (aunque en realidad ésta enmascara otros pigmentos absorbentes de luz-.

● Están primariamente relaciondos con la fotosíntesis, aunque con el tiempo pueden asumir funciones derivadas (ver diapositiva siguiente).

● Generalmente redondeados o ligeramente alargados aunque los cloroplastos de algas tiene formas más variadas.

Cloroplastos del alga filamentosa Spirogira

PLASTOS

Cloroplastos fotosíntéticos

Cromoplastos del tomate, una vez que al madurar pierden la clorofila

Amiloplastos de patata, reserva de almidón-véanse las capas de crecimiento sucesivo de un grano de almidón-

ESTRUCTURA DE LOS CLOROPLASTOS

● Apreciése en las imágenes el gran desarrollo de las membranas en su interior (membrana externa, interna, membranas de los tilacoides del estroma y de los grana)

● En el estroma están disueltos los enzimas de la fase oscura de a fotosíntesis. Además contiene ADN y ribosomas tipo bacteriano.

● En la membrana de los tilacoides sucede la fase luminosa de la fotosíntesis.

Membranas de tilacoides del estroma

Membranas de tilacoides de los grana

Al microscopio electrónicode transmisión

CITOESQUELETO

Red compleja de filamentos proteicos repartidos por el citoplasma. Es una estructura dinámica que se organiza continuamente. Entre otras funciones:

✗ Mantiene la estructura tridimensional de la célula

✗ Es responsable del movimiento celular e intracelular.

• Existen diferentes tipos de filamentos:

✔ Filamentos de actina

✔ Filamentos intermedios que contribuyen a mantener la forma celular y varían mucho según el tipo celular

✔ Microtúbulos

FILAMENTOS DE ACTINA

Mantienen la forma de las microvellosidades.

Forman el córtex celular y por ello son responsables del cambio de forma (movimiento amebiano, fagocitosis)

Refuerzan las uniones intercelulares (desmosomas, uniones herméticas)

Junto con la miosina hidrolizadora de ATP forma disposiciones contráctiles.

FILAMENTOS DE ACTINA Junto con la miosina hidrolizadora de ATP forma disposiciones contráctiles.

Células musculares estriadas -músculo esquelético- al microscopio óptico

... y al microscopio electrónico

http://www.sci.sdsu.edu/cos/index.shtml

MICROTÚBULOS Los microtúbulos están

formados por un cilindro hueco de tubulina. Funciones:

La tubulina se ensambla y desensambla para formar el huso acromático.

Se une a orgánulos manteniendo la posición de éstos en ciertos lugares.

Forma carriles dirigiendo movimientos intracelulares (de las vesículas de secreción...)

Forma estructuras permanentes como cilios, flagelos y centriolos

Microtúbulos al microscopio electrónico

CILIOS Y FLAGELOS DE TUBULINA

Un corpúsculo basal de 9 tríos de filamentos (9x3)

✗ Un complejo axial fuera del cuerpo celular ...

✔ ... de 9 parejas de microtúbulos en la periferia y 2 túbulos centrales (9x2+2);

✔ ... los brazos de dineína* asociados a uno de los microtúbulos de cada pareja son ATPasas determinan el batido al deslizar* una pareja de túbulos respecto a la vecina

*

* Tienen una estructura similar

y sólo difieren en número y longitud. Su esqueleto está constituído por:

(9x2+2)

(9x3)

Corte transversal de numerosos cilios al microscopio electrónico

Corpúsculo basal de un cilio / flagelo

Complejo axial de un cilio / flagelo al

microscopio electrónico

Protozoo ciliado

CENTRIOLOS DE TUBULINA

● Los centriolos son microtúbulos presentes en el CENTROSOMA DE LAS CÉLULAS ANIMALES.

● Cada centrosoma dispone de:

✗ dos centriolos perpendiculares -cilindros de microtúbulos (9x3)-

✗ rodeados de un áster de microtúbulos.

Centriolo -corpúsculo basal-de un flagelo

Los centriolos organizan el huso acromático durante la división: por eso se duplican al comienzoyendo un centrosoma a cada polo

Los centriolos son los corpúsculos basales de cilios y flagelos: dos microtúbulos de cada trío del centriolo se continúan en por el interior del cilio/flagelo