FUNCIONES DE LOS ORGANELOS CITOPLASMÁTICOS.
Las células eucariotas tienen un núcleo celular bien diferenciado, un citoplasma con organelos citoplasmáticos y una membrana que envuelve y protege a la célula.
Algunos organelos como las mitocondrias, los ribosomas, el retículo endoplásmatico, el aparto de Golgi, los lisosomas son organelos presentes en células animales y células vegetales.
LAS MITOCONDRIAS: CENTRALES DE ENERGIA
Son las “centrales de energía” de la célula. En ellas se produce la energía que la célula necesita para crecer y multiplicarse. La forma de la mitocondria es alargada y tiene dos membranas que la envuelven, una externa lisa y otra interna con pliegues que se llaman crestas. Las vacuolas son como pequeños almacenes. La célula guarda en ellas agua, nutrientes o sustancias que elabora o necesita eliminar.
Mitocondria, diminuta estructura celular de doble membrana responsable de la conversión de nutrientes en el compuesto rico en energía trifosfato de adenosina (ATP), que actúa como combustible celular. Por esta función que desempeñan, llamada respiración, se dice que las mitocondrias son el motor de la célula.
Se encuentran mitocondrias en las células eucariotas (células con el núcleo delimitado por membrana). El número de mitocondrias de una célula depende de la función de esta. Las células con demandas de energía particularmente elevadas, como las musculares, tienen muchas más mitocondrias que otras. Por su acusado parecido con las bacterias aeróbicas (es decir, que necesitan oxígeno), los científicos creen que las mitocondrias han evolucionado a partir de una relación simbiótica o de cooperación entre una bacteria aeróbica y una célula eucariota ancestral.
Mitocondria
Las mitocondrias, estructuras diminutas alargadas que se encuentran en el hialoplasma (citoplasma transparente) de la célula, se encargan de producir energía. Contienen enzimas que ayudan a transformar material nutritivo en trifosfato de adenosina (ATP), que la célula puede utilizar directamente como fuente de energía. Las mitocondrias suelen concentrarse cerca de las estructuras celulares que necesitan gran aportación de energía, como el flagelo que dota de movilidad a los espermatozoides de los vertebrados y a las plantas y animales unicelulares.
LOS RIBOSOMAS: SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Los ribosomas tienen forma redondeada y son pequeñas fábricas donde se producen proteínas. Pueden estar libres en el citoplasma o pegados a las paredes del retículo endoplásmatico rugoso.
Ribosoma, corpúsculo celular que utiliza las instrucciones genéticas contenidas en el ácido ribonucleico (ARN) para enlazar secuencias específicas de aminoácidos y formar así proteínas. Los ribosomas se encuentran en todas las células y también dentro de dos estructuras celulares llamadas mitocondrias y cloroplastos. Casi todos flotan libremente en el citoplasma (el contenido celular situado fuera del núcleo), pero muchos están enlazados a redes de túbulos envueltos en membranas que ocupan toda la masa celular y constituyen el llamado retículo endoplásmatico.
Cada ribosoma consta de cuatro moléculas o subunidades distintas de ácido ribonucleico (ARN) y de numerosas proteínas. En el ser humano, tres de estas cuatro subunidades se sintetizan en el nucléolo, una densa estructura granular situada dentro del núcleo. La cuarta subunidad se sintetiza fuera del nucléolo y se transporta al interior de este para el ensamblaje del ribosoma.
EL RETÍCULO ENDOPLASMATICO
El retículo endoplásmatico liso y el retículo endoplásmatico rugoso transportan sustancias de una parte a otra de la célula. Elretículo endoplásmatico rugoso recuerda a un grupo de sacos, unidos unos a otros, que se comunican entre sí. Su aspecto rugoso se debe al gran número de ribosomas que tiene pegados a sus paredes. Su función es almacenar las sustancias que fabrican los ribosomas. La estructura del retículo endoplásmatico liso es parecida pero no tiene ribosomas. Su función está relacionada con la formación de grasas.
Retículo endoplásmatico (RE), también retículo endoplásmico, sistema de membranas que fabrica y transporta materiales dentro de las células con núcleo (células eucariotas). El RE está formado por túbulos ramificados limitados por membrana y sacos aplanados que se extienden por todo el citoplasma (contenido celular externo al núcleo) y se conectan con la doble membrana que envuelve al núcleo. Hay dos tipos de retículo endoplásmatico: liso y rugoso.
La superficie externa del RE rugoso (RER) está cubierta de diminutas estructuras llamadas ribosomas, donde se produce la síntesis de proteínas, que pueden ser secretadas por la célula, o bien ser utilizadas en los distintos orgánulos celulares. El RE transporta estas proteínas a otros lugares dentro de la célula. En la luz del RE rugoso, las proteínas sufren varios cambios: se pliegan para formar su estructura terciaria y ganan grupos de hidratos de carbono (se inicia la glucosilación de las proteínas).
El RE liso (REL) desempeña varias funciones. Interviene en la síntesis de casi todos los lípidos que forman la membrana celular y las otras membranas que rodean las demás estructuras celulares, como las mitocondrias. Las células especializadas en el metabolismo de lípidos, como las hepáticas, suelen tener más RE liso.
El RE liso también interviene en la absorción y liberación de calcio para mediar en algunos tipos de actividad celular. En las células del músculo esquelético, por ejemplo, la liberación de calcio por parte del RE activa la contracción muscular.
Retículo endoplásmatico rugoso
El principal centro de síntesis proteica de la célula es la superficie del retículo endoplásmatico rugoso (RER). Es una estructura característica formada por un apilamiento de membranas con pequeños gránulos oscuros llamados ribosomas. Las proteínas sintetizadas pasan de la superficie del RER al exterior de la célula. En los ribosomas que puntean la superficie del RER también se sintetizan proteínas, pero éstas permanecen dentro de la célula para realizar funciones metabólicas.
Don W. Fawcett/Science Source/Photo Researchers, Inc.
APARTO DE GOLGI: LUGAR DE ALMACENAJE
La estructura del aparato de Golgi recuerda a la del retículo endoplásmatico. A él llegan productos elaborados por el retículo endoplásmatico rugoso. En su interior estas sustancias se modifican. Por lo tanto, el aparato de Golgi interviene en la producción, almacenamiento y transporte de determinadas sustancias.
Aparato de Golgi, parte diferenciada del sistema de membranas en el interior celular, que se encuentra tanto en las células animales como en las vegetales.
Su nombre se debe a su descubridor, el médico italiano Camillo Golgi, que en 1898 observó una estructura reticular en células nerviosas mediante una técnica de impregnación con nitrato de plata. Más tarde, gracias al microscopio electrónico, se pudo obtener una imagen más característica que permitió el estudio detallado de su estructura.
El aparato de Golgi se sitúa cerca del núcleo y está formado por unidades, los dictiosomas, que están conectados entre sí. Cada dictiosomas está formado por un conjunto de sacos o cisternas discoidales y aplanadas, rodeadas de vesículas secretoras de varios tamaños. Cada dictiosomas mide cerca de 1 micrómetro y agrupa unas 6 cisternas, aunque en algunos casos puede llegar hasta cinco veces más. El número de dictiosomas puede variar desde unos pocos hasta cientos según la función que desempeñen las células eucariotas.
Este orgánulo se sitúa entre el retículo endoplásmatico (RE), por un lado, y la membrana plasmática. Cada dictiosomas está polarizado, es decir, tiene dos caras distintas: la cara ‘cis’ o de formación (convexa y cercana al retículo endoplásmatico) y la cara ‘trans’ o de maduración (cóncava y cercana a la membrana plasmática). La primera es una membrana fina que está rodeada de vesículas de transición procedentes del RE. La otra cara, la ‘trans’, es una membrana más gruesa y similar a la plasmática; a su lado se localizan las vesículas secretoras. Entre la cara ‘cis’ y la ‘trans’ se sitúan los sacos de la parte central que forman la zona media.
La principal función del aparato de Golgi es la secreción de las proteínas producidas en los polisomas del RE rugoso, las cuales se incorporan por la cara ‘cis’ procedentes de las vesículas de transición. A continuación atraviesan la zona media y emigran a la cara ‘trans’; desde aquí pasan a las vesículas secretoras para ser eliminadas por un proceso de exocitosis al medio extracelular. En este proceso, las membranas de las vesículas se fusionan con la membrana plasmática, de tal forma que esta se regenera.
Algunas vesículas secretoras que contienen enzimas hidrolíticas se transforman en lisosomas. Además, en este orgánulo ocurre la glucosilación de proteínas y lípidos para producir glicoproteínas y glicoesfingolípidos. Los azúcares, oligosacáridos que ya se habían unido a proteínas y lípidos en el RE, son eliminados y sustituidos por otros nuevos en el aparato de Golgi. Algunos de los productos que se secretan intervienen en la formación de la pared celular de las células vegetales.
Aparato de Golgi
El aparato de Golgi es un pequeño grupo de sacos membranosos lisos apilados en el citoplasma. Dirige las proteínas recién sintetizadas hacia los lugares que deben ocupar en la célula.
Camillo Golg El médico italiano Camillo Golgi fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1906. Golgi inventó un método para teñir las células nerviosas con el fin de observarlas por el microscopio. De esta manera, descubrió en el citoplasma un orgánulo celular al que se denominó aparato de Golgi.
LOS LISOMAS: ORGANELOS DE LA DIGESTION
Los lisosomas son pequeñas estructuras redondeadas que contienen sustancias químicas encargadas de realizar la digestión de determinadas sustancias. Es decir, en los lisosomas se rompen los alimentos de la célula en partes más pequeñas para que esta pueda utilizarlas.
Lisosoma, saco delimitado por una membrana que se encuentra en las células con núcleo (eucariotas) y contiene enzimas digestivas que degradan moléculas complejas. Los lisosomas abundan en las células encargadas de combatir las enfermedades, como los leucocitos, que destruyen invasores nocivos y restos celulares.
El tamaño de los lisosomas es muy variable, pero suele oscilar entre 0,05 y 0,5 micrómetros de diámetro. Cada uno está rodeado por una membrana que protege la célula de las enzimas digestivas del lisosoma. Las proteínas de la membrana protegen la actividad de las enzimas manteniendo la acidez interna adecuada; también transportan los productos digeridos fuera del lisosoma.
Las enzimas lisosómicas se fabrican en el retículo endoplásmatico rugoso y se procesan en el aparato de Golgi. Se distribuyen englobadas en sacos llamados vesículas de transporte que se funden con tres tipos de estructuras envueltas por membranas: endosomas, fagosomas y autofagosomas. Los endosomas se forman cuando la membrana celular engloba pequeñas partículas como polisacáridos, lípidos complejos, ácidos nucleicos, proteínas y otras moléculas nutritivas. En un proceso llamado endocitosis, estas moléculas se degradan y se reutilizan. Los fagosomas se forman cuando la membrana celular envuelve mediante fagocitosis partículas muy grandes, como restos celulares formados en puntos de lesión o inflamación o bacterias patógenas. Los autofagosomas se forman cuando el retículo endoplásmatico envuelve mitocondrias u otras estructuras celulares agotadas que deben reciclarse. En todos los casos, las enzimas digestivas suministradas por los lisosomas digieren los objetos envueltos en membranas y los reducen a compuestos sencillos que se envían al citoplasma como nuevos materiales de construcción celular.
Las alteraciones de las enzimas lisosómicas pueden causar enfermedades. Los niños nacidos con la enfermedad de Tay-Sachs carecen de una enzima que degrada un lípido complejo llamado gangliósido. Cuando se acumula en el organismo, daña el sistema nervioso central, provoca retraso mental y causa la muerte a los cinco años. La inflamación y el dolor asociados con la artritis reumatoide y la gota tienen relación con la fuga de enzimas lisosómicas.
Algunos científicos consideran las vacuolas de las células vegetales como un tipo de lisosomas. Estas estructuras de membrana son mucho mayores que otros lisosomas, y alcanzan hasta 20 micrómetros de diámetro. Mantienen la presión del agua dentro de la célula —la llamada turgencia— y evitan el marchitamiento. También actúan como reserva prolongada de polisacáridos, lípidos, proteínas, pigmentos y materiales nocivos, como el caucho o el opio, que repelen a los depredadores.
LOS CENTRIOLOS
Centriolo, cada una de las dos estructuras de forma cilíndrica que se encuentran en el centro de un orgánulo de las células eucariotas denominado centrosoma. Al par de centriolos se conoce con el nombre de diplosoma; estos se disponen perpendicularmente entre sí. El centrosoma está formado por el diplosoma, el material o matriz periocentriolar (material de aspecto amorfo) y las fibras del áster (microtúbulos que se organizan en forma de radios).
La estructura del centriolo es similar a la parte denominada cuerpo basal o cinetosoma de un cilio o de un flagelo. Consiste en un cilindro abierto, de unos 0,2 por 0,5 micrómetros, cuyas paredes están formadas por 9 tripletes (grupos de tres) de microtúbulos, los cuales se mantienen unidos mediante conexiones. No poseen microtúbulos centrales como en el caso del axonema o tallo del cilio.
La función principal de los centriolos es la formación y organización de los microtúbulos que constituyen el huso acromático durante la mitosis. Las células de los vegetales superiores (angiospermas) carecen de centriolos, por lo que la formación del huso acromático.
