Componentes de la célula viva y sus funciones.
¡Lee este artículo para aprender sobre los componentes de la célula viva y sus funciones!
Organización estructural de la célula:
La célula es una unidad de estructura y actividad biológica. Consiste en una masa organizada de protoplasma rodeada por una cubierta protectora y permeable selectivamente llamada membrana plasmática.
El protoplasma de una célula se llama protoplasto (Hanstein, 1880). Está hecho de plasma-lemma, citoplasma, vacuolas y núcleo. En células vegetales, hongos, bacterias y cianobacterias, una célula también está rodeada por una pared celular.
La célula es una unidad de estructura y actividad biológica. Consiste en una masa organizada de protoplasma rodeada por una cubierta protectora y permeable selectivamente llamada membrana plasmática. El protoplasma de una célula se llama protoplasto (Hanstein, 1880). Está hecho de plasma-lemma, citoplasma, vacuolas y núcleo. En células vegetales, hongos, bacterias y cianobacterias, una célula también está rodeada por una pared celular.
[I] Protoplasma:
El protoplasma fue descrito como la "base física viva de la vida" por Thomas Huxley (1868), ya que todas las actividades de los seres vivos son actividades del propio protoplasma. Es la única sustancia que está dotada de vida y, por lo tanto, las plantas y los animales que contienen esta sustancia en su cuerpo se consideran vivos. A medida que el protoplasma muere, la célula deja de desempeñar cualquier función para las plantas o para el animal, que en su conjunto se vuelve inerte y muerto.
Propiedades físicas del protoplasma:
Sobre la base de estudios microscópicos, el protoplasma aparece como una sustancia gelatinosa transparente, incolora y gelatinosa. Es una solución acuosa de gránulos muy pequeños y glóbulos de diferentes (sustancias debido a esto aparece como viscosa, elástica y granular).
En su estado activo, el protoplasma permanece saturado con agua, que constituye el 75-90 por ciento del contenido. El protoplasma se coagula al calentarlo, y cuando se lo mata pierde su transparencia. Responde a diversos estímulos externos, p. Ej., Descargas eléctricas y sustancias químicas.
El protoplasma es de naturaleza semipermeable y esta propiedad se pierde cuando se mata el protoplasma. En condiciones normales, el protoplasma de una célula viva se encuentra en un estado de movimiento lento pero constante. En muchos casos, sin embargo, muestra distintos movimientos de diferentes tipos.
Las masas desnudas de protoplasma muestran dos tipos de movimiento: ciliar (movimiento de natación de cuerpos protoplasmáticos libres, diminutos, como las zoosporas de muchas algas y hongos con la ayuda de los cilios o flagelos) y la ameboide (movimiento progresivo con la ayuda de pseudopodios como en Amoeba). El protoplasma, encerrado por una pared celular, muestra un movimiento de transmisión dentro de él, que se conoce como ciclosis.
La ciclosis es de dos tipos: rotación (el protoplasma se mueve alrededor de una vacuola dentro de una célula en una sola dirección, ya sea en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj, por ejemplo, las células de la hoja de Hydrilla o Vallisneria y la circulación (el protoplasma se mueve en diferentes direcciones alrededor de vacuolas diferentes) Una célula como en los pelos estaminales de Tradescantia).
El protoplasma es un complejo sistema polifásico coloidal. La característica física más importante del protoplasma es su naturaleza coloidal a la que debe la mayoría de sus propiedades.
Composición química del protoplasma:
El protoplasma activo contiene un alto porcentaje de agua (75-90%) y permanece saturado con él. Dejando fuera esta agua, la materia sólida del protoplasma contiene lo siguiente: proteínas: 40-60%.
Sustancias grasas (grasas y lípidos verdaderos, particularmente lecitina) -12-14%; Carbohidratos-12-14% y sales inorgánicas 5-7%. El análisis del protoplasma muerto revela una larga lista de elementos presentes en él.
De estos Oxígeno (O), aproximadamente el 65%, el carbono (C) alrededor del 18, 3%, el hidrógeno (H) alrededor del 11% y el nitrógeno (N) alrededor del 2, 5%, son los más conspicuos. Otros elementos que constituyen el 3% restante incluyen cloro (CI), azufre (S), fósforo (P), silicio (Si), calcio (Ca), manganeso (Mn), etc.
Además de los productos químicos mencionados anteriormente, diferentes tipos de pigmentos, látex, vitaminas, reguladores del crecimiento, enzimas y alcaloides también se encuentran en el protoplasma y desempeñan funciones específicas en la célula.
El protoplasma tiene dos partes principales
1. citoplasma
2. Núcleo
La parte más externa del citoplasma está formada por una membrana unitaria llamada plasma-lema o membrana plasmática en células animales y vegetales. En las células vegetales, la membrana plasmática está protegida del exterior por una pared celular gruesa.
[II] pared celular:
La pared celular es un sistema no vivo característico de las células vegetales solamente. Excepcionalmente, los gametos de ciertas plantas inferiores y el plasmodio de ciertos hongos no poseen paredes celulares. Solo cuando la pared celular está en contacto con el protoplasto vivo que lo formó, es capaz de crecer y, por lo tanto, no se puede decir que sea independiente del protoplasto.
La pared celular consta de tres partes:
1. Laminilla media:
Es una sustancia delgada, amorfa, que forma la sustancia intercelular y ayuda a mantener juntas las paredes primarias de las células adyacentes. La laminilla media está ausente en el lado externo de las células superficiales. Está compuesto por pectatos de calcio y magnesio. La laminilla media puede ser disuelta por varias sustancias, como la pectinasa y el líquido de Jeffery. Es ópticamente isotrópico.
2. La pared primaria:
Es el primero en formarse por la célula y se deposita en ambos lados de la lámina media en células contiguas. Es ópticamente anisotrópico y está compuesto químicamente de celulosa, sustancias pécticas, hemicelulosa y algunos otros polisacáridos. Todas las células vivas poseen paredes primarias. Dado que la pared primaria se deposita muy temprano en la ontogenia de la célula, se somete a una tensión considerable durante el crecimiento posterior de la célula.
No solo crece en dimensión lineal sino también en espesor. Así, la pared celular primaria tiene tanto plasticidad como elasticidad. En algunos casos, el crecimiento del espesor de la pared primaria es reversible en contraste con la naturaleza irreversible de la pared secundaria.
La pared primaria consiste en una serie de microfibrillas incrustadas en la matriz amorfa de tipo gel o sustancia fundamental. En la mayoría de las plantas, las microfibrillas están formadas por celulosa. Están hechos de un polímero de acetil glucosamina o hongo celulosa en muchos hongos. Las microfibrillas están orientadas de diversas maneras según la forma y el engrosamiento de la pared. Por lo general, están dispuestos en una red suelta.
3. Muro secundario:
Se produce en algunas células maduras cuando las últimas han detenido el crecimiento, por ejemplo, traqueidas, elementos de vasos, fibras, colénquima. La pared secundaria se coloca en el interior de la pared primaria por acumulación o deposición de materiales sobre la superficie de la estructura existente. Es grueso (3—10 μm) y está formado por al menos tres capas, a veces más (p. Ej., Tubo de látex de Euphorbia milli).
Se nombran como S 1, S 2, S 3, S x etc. La capa más interna de la pared secundaria es a veces distinta tanto químicamente como en las propiedades de tinción debido a la presencia de xilanos. Entonces se llama pared terciaria, por ejemplo, madera de tensión en gimnospermas. La pared secundaria puede estar ausente, depositarse irregularmente o formarse uniformemente en las células. Esto resulta en la diferenciación de las células: parénquima, colénquima, esclerénquima, traqueidas y vasos.
La composición de la pared secundaria es básicamente similar a la pared primaria al tener micro-fibrillas de celulosa incrustadas en una matriz de pectina y hemicelulosa. Las microfibrillas de celulosa de la pared secundaria se encuentran cerca, paralelas y en ángulo con respecto al eje longitudinal de la célula.
Se pueden depositar varios materiales diferentes en la pared, como lignina, suberina y cutina. Otras sustancias que pueden depositarse en la pared celular son sílice (p. Ej., Pastos), minerales, ceras, taninos, resinas, gomas, etc.
Composición química de la pared celular:
La pared celular de las plantas distintas de los hongos está formada por celulosa, un polisacárido. Su fórmula es (C 6 H J0 O 5 ) n. Además de la celulosa, también pueden estar presentes algunas sustancias pécticas, hemicelulosa y otros polisacáridos. La laminilla media está hecha de pectato de calcio y pectato de magnesio. Las paredes primarias y secundarias generalmente están hechas de celulosa, aunque también pueden estar presentes otras sustancias.
Arreglo molecular y macromolecular de celulosa en la pared celular:
La celulosa, un polímero de cadena lineal larga de d-glucosa, forma una buena parte del esqueleto de la pared celular. Aproximadamente 100 largas cadenas de celulosa forman una fibrilla o micela elemental. Aproximadamente 20 fibrillas elementales constituyen una microfibrilla.
Los espacios entre las microfibrillas están llenos de agua, sustancias pécticas, hemicelulosas en las paredes primarias y lignina, cutina, suberina, etc., en las paredes secundarias. Aproximadamente 250 microfibrillas forman una fibrilla.
Plamodesmata:
Plasmodesmata (singular: plasmodesma; Tangl, 1879; Strasburger, 1901) son puentes citoplasmáticos entre células vegetales adyacentes que se desarrollan en los poros diminutos de sus paredes. Forman un continuum protoplasmático llamado symplast.
Varias sustancias pueden pasar de una célula a otra a través de plasmodesmos. Un plasmodesma consiste en un canal revestido por una membrana plasmática y tiene un túbulo simple o ramificado conocido como desmotúbulo. El desmotubulo es una extensión del retículo endoplásmico.
Pits:
Los hoyos son áreas sin engrosar en las paredes secundarias de las células vegetales. Ellos, por lo tanto, aparecen como depresiones. Los hoyos generalmente ocurren en pares en la pared de dos celdas adyacentes. Un pozo tiene una cavidad o cámara de pozo y una membrana de pozo. La membrana del hoyo está formada por pared primaria y lámina media.
Los hoyos son de dos tipos, simples y confinados. El hoyo simple tiene un ancho uniforme de la cámara del hoyo. En el hoyo bordeado, la cámara del hoyo tiene forma de matraz porque la pared secundaria sobrepasa su boca.
La membrana de los hoyos es permeable. Puede tener diminutos poros submicroscópicos. Por lo tanto, los hoyos ayudan en la translocación rápida entre dos células adyacentes.
Funciones de la pared celular:
Realiza una serie de funciones:
(i) Protege el protoplasma contra lesiones mecánicas.
(ii) Protege a la célula del ataque de patógenos.
(iii) Aporta rigidez a la célula.
(iv) Proporciona forma a la célula y contrarresta la presión osmótica.
(v) Da fuerza a las plantas terrestres para resistir las fuerzas gravitacionales.
(vi) Por su crecimiento la pared ayuda en la expansión celular.
(vii) Dependiendo del tipo de celda, su pared puede ser permeable o impermeable. Incluso la pared permeable ejerce algún efecto regulador sobre el transporte de sustancias dentro y fuera de la célula.
(viii) Las picaduras presentes en la pared ayudan a producir un continuo protoplasmático o simplasto entre las células.
(ix) La cutina y el suberín de la pared celular reducen la pérdida de agua a través de la transpiración.
(x) Las paredes de los tubos de tamiz, las traqueidas y los recipientes están especializados para el transporte a larga distancia.
[III] Citoplasma:
El citoplasma es una masa general de protoplasma semifluida con forma de gelatina que excluye el núcleo pero que incluye todos los demás componentes: matriz citoplasmática, orgánulos celulares e inclusiones celulares.
A. Matriz citoplasmática o citosol (hialoplasma):
Es la parte fluida clara del citoplasma que puede existir en dos estados, sol y gel. Los dos se llaman respectivamente plasmasol y plasmagel. La imagen de plasma suele estar presente debajo de la membrana plasmática. Se llama ectoplast.
Plasmasol es interno y se conoce como endoplasto. El agua constituye el 90% de la matriz. La matriz es en realidad un complejo cristalo-coloidal en el agua donde algunos químicos están presentes en forma de una verdadera solución, mientras que otros están presentes como una solución coloidal.
Matriz citoplásmica realiza una serie de funciones. Los más importantes son:
1. Los organelos celulares intercambian material a través de la matriz citoplásmica.
2. La matriz contiene materias primas y proporciona lo mismo a los orgánulos celulares para su funcionamiento.
3. La matriz es el asiento de la síntesis de varios bioquímicos como grasas, nucleótidos, algunos carbohidratos, proteínas, coenzimas, etc.
4. La glucólisis, la respiración anaeróbica y el tipo de respiración aeróbica por vía de pentosa ocurren en la parte de la matriz del citoplasma.
5. Ayuda en la distribución de diversos materiales dentro de la célula.
B. Organelos celulares:
Son estructuras subcelulares con formas morfológicas características, constituciones químicas distintivas y funciones definidas. Una célula contiene una serie de orgánulos como mitocondrias, plastos, retículo endoplásmico, complejo de Golgi, ribosomas, microcuerpos, lisosomas, etc.
1. Mitocondrias (Mito = hilo, condrión-gránulos): el primer descubrimiento fue descubierto por Kolliker en 1880 y descrito como 'bioplastos' por Altmann en 1894, estas orgánulos fueron rebautizadas por Benda (1897).
En general, las mitocondrias tienen forma de bastón, pero los espermatozoides y los huevos de varios organismos tienen formas más esféricas. Las mitocondrias tienen un marco de lipoproteínas que contiene muchas enzimas y coenzimas necesarias para el metabolismo energético. También contienen un ADN específico para la herencia citoplásmica y ribosoma para la síntesis de proteínas.
La forma, el tamaño y el número varían según el tejido, el organismo y el estado fisiológico del organismo. La actividad de la célula es el criterio principal para que las mitocondrias se distribuyan en una célula, por ejemplo, en las células hepáticas forman aproximadamente el 30-35% de la proteína celular, mientras que en las células renales forman aproximadamente el 20%.
En las células vegetales el número es menor en comparación con las células animales. Aunque se distribuyen uniformemente en el citoplasma, pueden estar restringidos a un área en particular donde se debe satisfacer una gran demanda de ATP, por ejemplo, en células musculares, espermatozoides, bastones y conos de los ojos. Las mitocondrias están ausentes en procariotas y eucariotas anaeróbicas.
Ultraestructura de las mitocondrias:
La mitocondria única varía en diámetro entre 0.5 y 1.0 μm y 7 μm de largo. La mitocondria está rodeada por dos membranas distintas llamadas membranas externas e internas; este último separa la matriz del orgánulo, un fluido similar a un gel.
Por lo tanto, la membrana interna separa la matriz del espacio de la membrana interna lleno de líquido. Tanto la membrana externa como la interna contienen una variedad de enzimas. Una serie de enzimas utilizadas durante el ciclo de Krebs se unen a la matriz con cadenas de ADN suspendidas en él y ribosomas dispersos por todas partes.
Las membranas interna y externa son marcadamente diferentes desde el punto de vista químico y estructural y también en permeabilidad. La membrana interna tiene un área de superficie más grande debido a su extensión dentro de la matriz en forma de "crestas" que difieren en forma y número, dependiendo de la topografía celular, desde una posición paralela hasta formar una red de anastomosis.
El número de crestas aumenta o disminuye en función de la actividad aeróbica de la mitocondria, ya que durante la actividad aeróbica se debe producir un mayor número de ATP, por lo que hay un mayor número de crestas para adaptarse a los sistemas enzimáticos. La membrana interna es rica en proteínas y cardiolipina, mientras que la externa es rica en fosfoloides. Ambas membranas parecen estar en el patrón trilamelar, descrito por Robertson (1967).
Tanto la membrana interna como sus crestas poseen pequeñas raquetas de tenis similares a partículas llamadas partículas elementales, partículas F 0 - F 1 u oxisomas (= oxisomas). Una mitocondria contiene lx 10 4 - lx 10 5 partículas elementales. Cada partícula u oxisoma elemental tiene una cabeza, un tallo y una base. La base (subunidad F 0 ) tiene aproximadamente 11 nm de largo y 1, 5 nm de grosor.
El tallo tiene 5 nm de largo y 3.5 nm de ancho. La cabeza (subunidad F 1 ) tiene un diámetro de 9-10 nm. Las partículas elementales contienen ATP-ase. Son, por lo tanto, los centros de síntesis de ATP durante la fosforilación oxidativa. Las enzimas de transporte de electrones están ubicadas en la membrana interna en contacto con partículas elementales.
En algunos lugares, las membranas mitocondriales externas e internas entran en contacto. Se les llama sitios de adhesión. Los sitios de adhesión son regiones especiales de permeación de la mitocondria para la transferencia de materiales desde el exterior hacia el interior y viceversa.
Cámara externa o espacio peri-mitocondrial es el espacio que se encuentra entre la membrana externa e interna de la envoltura mitocondrial. Por lo general, es de 60-100 A ° de ancho y se extiende a los espacios de las crestas. La cámara contiene un fluido que tiene unas pocas enzimas.
La cámara interior forma el núcleo de la mitocondria y contiene una matriz semifluida. La matriz tiene partículas de proteína, ribosomas, ARN, ADN mitocondrial, enzimas del ciclo de Krebs, síntesis de aminoácidos y metabolismo de los ácidos grasos. Los ribosomas mitocondriales son de 55 S a 70 S en la naturaleza. El ADN está desnudo. Es comúnmente circular pero puede ser lineal. El ADN hace que la mitocondria sea semi-autónoma.
Estado semiautónomo de las mitocondrias:
Se sabe que las mitocondrias contienen ADN y ARN y hay evidencias que sugieren que tienen una síntesis de proteínas propia. Sin embargo, el ADN nuclear también desempeña un papel en la síntesis de proteínas de las mitocondrias.
Por esta razón las mitocondrias se consideran partículas autónomas autopropagantes. Se cree que las proteínas estructurales de las mitocondrias se ensamblan in situ, mientras que las proteínas solubles se ensamblan en ribosomas no mitocondriales. Funciones:
1. Las mitocondrias son fábricas bioquímicas en miniatura donde los alimentos o los sustratos respiratorios se oxidan completamente a dióxido de carbono y agua. La energía liberada en el proceso se almacena inicialmente en forma de coenzimas reducidas y grupos protésicos reducidos.
Este último pronto experimentará oxidación y formará ATP rico en energía. El ATP sale de las mitocondrias y ayuda a realizar diversos procesos que requieren energía de la célula, como la contracción muscular, la conducción de impulsos nerviosos, la biosíntesis, el transporte de membrana, la división celular, el movimiento, etc. Debido a la formación de ATP, las mitocondrias se denominan casas de poder del célula.
2. Las mitocondrias proporcionan intermedios importantes para la síntesis de varios bioquímicos como clorofila, citocromos, pirimidinas, esteroides, alcaloides, etc.
3. La matriz o cámara interna de las mitocondrias tiene enzimas para la síntesis de ácidos grasos. Las enzimas requeridas para la elongación de ácidos grasos se han informado en la cámara mitocondrial externa.
4. La síntesis de muchos aminoácidos se produce en las mitocondrias. Los primeros aminoácidos formados son ácido glutámico y ácido aspártico. Se sintetizan a partir de ácido ket-cetoglutárico y ácido oxaloacético respectivamente. Otros aminoácidos se producen por transformación y transaminación o transferencia del grupo amino (-NH 2 ) del ácido glutámico y el ácido aspártico.
5. Un organismo generalmente recibe mitocondrias de su madre, ya que está presente en los huevos.
2. Plástidos:
E. Haeckel introdujo el término plástido en 1866. Los plástidos son orgánulos semiautónomos que tienen ADN y envoltura de membrana doble que almacenan o sintetizan varios tipos de compuestos orgánicos. Con la excepción de algunos protistantes, los plástidos están restringidos solo a las plantas. Los plastos se desarrollan a partir de precursores incoloros llamados proplastidos.
Los proplastos tienen la capacidad de dividirse y diferenciarse en varios tipos de plastidios. Dependiendo de su color, son de tres tipos principales: leucoplastos, cromoplastos y cloroplastos (Schimper, 1883).
(i) Leucoplastos (Gk. leucos, blanco, plastos, moldeado):
Son plastos incoloros que generalmente ocurren cerca del núcleo en células no verdes y poseen laminillas internas. Grana y pigmentos fotosintéticos están ausentes. Los leucoplastos tienen tamaños y formas variables, por ejemplo, redondos, ovalados, cilíndricos, filamentosos, etc.
Hay tres tipos de leucoplastos especiales. (a) Amiloplásticos. Son los almidones que contienen almidones. Contiene un grano de almidón simple o compuesto cubierto por una vaina de proteína especial, por ejemplo, tubérculo de papa, arroz, trigo, (b) elaioplastos (lipidoplastos, oleoplastos). Los plastos incoloros almacenan grasa, por ejemplo, Tube Rose, (c) Aleuroplasts, Proteoplasts o Proteinoplasts. Los plastos contienen proteínas en el estado amorfo, cristaloide o cristalo-globoide (p. Ej., Células de aleurona de grano de maíz, células de endospermo de Castor).
(ii) Cromoplastos (Gk. croma, color, plastos, moldeado):
Los plastos son de color amarillo o rojizo debido a la presencia de pigmentos carotenoides. Las clorofilas están ausentes. Los cromoplastos se forman a partir de leucoplastos o cloroplastos. El cambio de color de verde a rojizo durante la maduración del tomate y el chile se debe a la transformación de los cloroplastos en cromoplastos. El color naranja de las raíces de la zanahoria se debe a los cromoplastos.
(iii) Cloroplastos (Gk. chloros = verde hierba, moldeados por plastos):
Son los plastos verdes que poseen pigmentos fotosintéticos, clorofilas y carotenoides, y participan en la síntesis de alimentos a partir de materias primas inorgánicas en presencia de energía de radiación. Los cloroplastos de algas que no sean verdes se llaman cromatóforos (por ejemplo, rodoplastos de algas rojas, feoplastos de algas marrones).
Donde los cloroplastos están presentes, su número, forma y tamaño varían. En las plantas inferiores, son demasiadas por célula y tienen diferentes formas: en forma de copa en Chlamydomonas, en forma de faja en Ulothrix, en forma de cinta en Spirogyra, etc.
En las algas verdes, el cloroplasto está asociado con un alimento y un cuerpo proteico almacenado, llamado pirenoide. Pero en la mayoría de las plantas verdes, son cuerpos pequeños, biconvexos y discretos, que suelen oscilar entre 4 y 6 μm.
Ultraestructura de los cloroplastos:
Los cloroplastos de las plantas verdes tienen una capa de membrana similar a la de las mitocondrias, cada una de aproximadamente 50 A de espesor y el espacio entre membranas tiene un ancho de 70-100A. La membrana limitadora externa que proporciona una forma definida al cloroplasto también ayuda a regular el movimiento de los materiales, entre el cloroplasto y el citoplasma circundante.
La membrana interna es paralela a la membrana externa y se lanza en pliegues que corren paralelos entre sí y se llama laminillas. La mayoría de las laminillas en los cloroplastos de las plantas superiores están organizadas en sacos en forma de disco llamados tilacoides. Los tilacoides son los elementos estructurales del cloroplasto, ya que participan en la fotosíntesis.
Una pila de tilacoides se llama granum. 40-100 grana puede ocurrir en un cloroplasto. Cada granum tiene 20-50 tilacoides. Grana están ausentes en los cloroplastos de algas. Los últimos son, por lo tanto, agranales. Las membranas de Grana contienen partículas proteicas de dos tamaños básicos, 105 y 140 μ de diámetro.
Las partículas más grandes están asociadas con el fotosistema I de la fotosíntesis y las más pequeñas con el fotosistema II de la fotosíntesis. Debido a la presencia de grana, los tilacoides se diferencian en tilacoides y estroma de dos granales o tilacoides intergranales.
El estroma granular consiste en granos de almidón y centros de estroma; Cadenas de ADN y ribosomas (70 S) también se dispersan a través del estroma. El cloroplasto o ct ADN es desnudo, circular u ocasionalmente lineal. La matriz de cloroplasto de la planta superior puede almacenar almidón temporalmente, como granos de almidón, conocidos como almidón de asimilación.
La membrana de grana lamelas está formada por proteínas y fosfolípidos y contiene clorofila y carotenoides, que son los pigmentos fotosintéticos básicos.
Desarrollo de los cloroplastos:
Los nuevos cloroplastos se producen por la división de cloroplastos maduros o se desarrollan de novo a partir de proplastidos en la célula. Los proplastos pueden dar lugar a otros tipos de plástidos, además de los cloroplastos. La información genética presente en el núcleo celular y la de los cloroplastos interactúan durante la diferenciación de nuevas orgánulos.
El ADN contenido en el cloroplasto mismo se transcribe y traduce para formar algunas de las proteínas del cloroplasto y el resto de las proteínas del cloroplasto se obtienen por el ADN nuclear después de la traducción.
Funciones del cloroplasto:
1. En las plantas eucariotas, la fotosíntesis se produce en los cloroplastos en presencia de la luz solar. Las reacciones fotoquímicas (reacciones a la luz) de la fotosíntesis ocurren en la membrana tilacoide de la grana, mientras que las reacciones bioquímicas (reacciones oscuras) ocurren en el estroma.
2. Los cloroplastos son las máquinas naturales para la síntesis de compuestos orgánicos ricos en energía que proporcionan alimentos no solo para las plantas sino también para todos los seres vivos.
3. Durante el proceso de la fotosíntesis, los cloroplastos absorben el dióxido de carbono (CO 2 ) del ambiente y liberan oxígeno (O 2 ), que es utilizado en la respiración celular por todos los seres vivos. De esta forma mantiene el equilibrio de CO 2 y O 2 en el medio ambiente.
3. Retículo endoplásmico (ER):
Fue descubierto independientemente por Porter (1945) y Thompson (1945). El nombre fue dado por Porter en 1953. El retículo endoplásmico es un sistema tridimensional, complicado e interconectado de canales revestidos de membrana que atraviesan el citoplasma. En algunos lugares, está conectado con plasma-lema y también con envoltura nuclear. El ER altamente desarrollado de la célula muscular se llama "retículo sarcoplásmico".
El retículo endoplásmico se diferencia en:
(a) Retículo endoplásmico rugoso o granular; la rugosidad se debe a la presencia de ribosomas o partículas de RNP (ribonucleoproteínas) y
(b) Retículo endoplásmico liso o agranular; Es suave debido a la ausencia de ribosomas.
El retículo endoplásmico rugoso está bien desarrollado en células involucradas, especialmente en la síntesis de proteínas, como las células productoras de enzimas. También ayuda a producir lisosomas. Su membrana tiene un poro fino en el área del ribosoma unido para pasar el polipéptido sintetizado al canal del retículo endoplásmico para el transporte.
El retículo endoplásmico rugoso contiene dos tipos de glucoproteínas (riboforina I y riboforina II) para la unión a los ribosomas. El retículo endoplasmático rugoso está formado principalmente por cisternas. Los túbulos son muy pocos.
El retículo endoplásmico liso se encuentra en abundancia en las células que sintetizan lípidos y en aquellas que producen hormonas esteroides como el colesterol, glicéridos, testosterona y progesterona o en aquellas que están involucradas en el metabolismo de vitaminas como las células epiteliales pigmentadas de la retina. Se compone principalmente de vesículas y túbulos. Se cree que los esfaerosomas se originan a partir de SER.
El ER, puede actuar como un tipo de sistema conductor y la continuidad observada en algunos casos entre el RE y la envoltura nuclear sugiere que esta propiedad es posible y este podría ser uno de los modos para transportar ARN y nucleoproteínas desde el núcleo al citoplasma.
Estructura:
El retículo endoplásmico consiste en canales o espacios revestidos de membrana que contienen un líquido llamado matriz endoplásmica. La membrana unitaria de ER es similar a la de la membrana plasmática en composición química y tiene un espesor de 50-60 A 0 . El retículo endoplásmico puede existir en tres formas: cisternas, vesículas y túbulos. Las tres formas de ER pueden ocurrir en la misma célula pero en diferentes momentos del desarrollo celular.
(i) Cisternas:
Son partes planas interconectadas en forma de saco del retículo endoplásmico que tienen un diámetro de 40 a 50 nm. Las cisternas se encuentran en paquetes donde se encuentran paralelos entre sí. Ocurren en las células involucradas activamente en la actividad sintética.
(ii) Vesículas:
Son sacos ovalados o redondeados de 25-500 nm de diámetro. Las vesículas aparecen como pequeñas vacuolas. Permanecen aislados en el citoplasma. Las vesículas también se llaman microsomas.
(iii) Los túbulos:
Son extensiones en forma de tubo que pueden estar conectadas con cisternas o vesículas para formar un sistema reticular. Los túbulos pueden ser irregulares o regulares, ramificados o no ramificados con un diámetro de 50-100 nm.
Funciones:
El retículo endoplásmico ayuda mucho a aumentar el área de superficie para las actividades metabólicas, lo que permite que la enzima actúe con su sustrato en mayor medida.
Funciona como citoesqueleto o esqueleto esquelético intracelular y ultraestructural al proporcionar soporte mecánico a la matriz citoplásmica coloidal.
Las cavidades grandes producidas por el abultamiento de ER proporcionan sitios de recolección para los productos, antes de que estos sean transportados fuera de la celda. Esto hace para la conservación de los productos metabólicos.
La membrana del retículo endoplásmico contiene varias enzimas (p. Ej., ATP-ase, reductasas, deshidrogenasas, fosfatasas) para diversas actividades metabólicas y citocromos que participan en el transporte de electrones.
4. Complejo de Golgi:
El complejo de Golgi es una estructura citoplásmica compleja formada por sacículos con membrana lisa o cisternas, una red de túbulos con vesículas y vacuolas que participan en la transformación, secreción y producción de bioquímicos complejos.
Está rodeado por un citoplasma libre de orgánulos llamado zona de exclusión o sustancia fundamental de Golgi. Fue visto por primera vez por George (1867), pero lleva el nombre del científico italiano Camillo Golgi, quien en 1898 reconoció el aparato en las células nerviosas de la lechuza común y el gato.
El aparato o complejo de Golgi está ausente en las células procariotas (PPLO, bacterias y algas verde-azules). En las células animales es simple o consiste en un solo complejo conectado. Las dos condiciones se denominan respectivamente localizadas (la mayoría de las células de vertebrados) y difusas (la mayoría de las células de invertebrados, células hepáticas y nerviosas de los vertebrados). En las células de las plantas, está formado por una serie de unidades no conectadas llamadas dictososomas.
Estructura:
La forma y el tamaño del complejo de Golgi no son fijos. Dependen del estado fisiológico de las células. Por lo general, el complejo de Golgi se compone de cuatro partes: cisternas, túbulos, vesículas y vacuolas.
Los márgenes de las cisternas están suavemente curvados y esto le da a todo el cuerpo de Golgi una apariencia curvada o en forma de arco; así, la cara convexa de las cisternas tiene la "cara cis" o "cara de formación" y la cara cóncava comprende la "cara trans" o la "cara de madurez".
Las cisternas son similares al retículo endoplásmico liso en apariencia y encierran un lumen de 60-90 A ° que contiene una sustancia o matriz fluida. La posición de la cara trans del cuerpo de Golgi está especialmente dispuesta según el tipo de célula.
Debido a su estrecha asociación morfológica y fisiológica con el retículo endoplasmático y los lisosomas, a veces se los denomina elementos de sistemas endomembrana o vacuolar.
A veces los márgenes de las cisternas se perforan, formando “fenestrae”. El número y tamaño del cuerpo de Golgi varía con la actividad metabólica de la célula. Durante la división celular, el número de cuerpos de Golgi aumenta a medida que estos secretan los materiales para formar la placa celular.
Funciones:
1. Una serie de proteínas sintetizadas por el retículo endoplásmico rugoso se pasa a los cuerpos de Golgi para su procesamiento final antes de que se exporten a su destino final. Las proteínas destinadas a la secreción, las reparaciones de la membrana plasmática, o su deposición, llegan a la cara cis del aparato de Golgi.
Cuando se encuentran en las cisternas, estas proteínas se fosforilan, se glucolizan, se sulfatan o simplemente se procesan. La glucólisis tiene lugar en la cara Trans y es aquí donde las proteínas se clasifican de acuerdo con su destino.
El funcionamiento y la eficiencia del aparato de Golgi se deben al grupo de enzimas denominado Nucleoside Diphosphatase, que hidroliza los difosfatos de uridina, guanosina e inosina.
2. En los ovocitos de los animales, el aparato de Golgi funciona como el centro alrededor del cual se deposita la yema, el proceso se llama vitelogénesis.
3. La mayoría de los carbohidratos complejos, aparte del glucógeno y el almidón, se sintetizan dentro del complejo de Golgi, por ejemplo, mucopolisacáridos, ácido hialurónico, hemicelulosa, etc.
Lisosomas:
Fueron descubiertos accidentalmente por Christian de Duve en 1955. Las orgánulas fueron observadas bajo microscopio electrónico por Novikoff (1956). También acuñó el término, Lysosomes (Gk. Lysis- digestive or loose, soma-body) son pequeñas vesículas que están unidas por una sola membrana y contienen enzimas hidrolíticas en forma de diminutos gránulos cristalinos o semicristalinos de 5-8 nm. .
La membrana de una sola capa está formada por lipoproteínas y es difícil identificar los lisosomas por su carácter morfológico. Se han registrado alrededor de 40 enzimas que aparecen en ellas. Todas las enzimas no aparecen en el mismo lisosoma, pero existen diferentes conjuntos de enzimas en diferentes tipos de lisosomas.
Estos sacos unidos a la membrana son ricos en altas concentraciones de enzimas que hidrolizan la descomposición de las proteínas y otros compuestos bioquímicos y se liberan al romperse la membrana externa. Las enzimas son fosfatasa ácida, ribonucleasa, B-glucoronidasa y proteasas. Debido a la presencia de estas enzimas digestivas, los lisosomas se denominan "bolsas suicidas".
Otra propiedad interesante de los lisosomas, aislados de las células renales, es su capacidad para atrapar y concentrar las proteínas extrañas inyectadas, lo que sugiere que éstas pueden ayudar en la digestión o desintoxicación de materiales extraños por pinocitosis.
Ocurrencia:
Los lisosomas aparecen en todas las células animales, a excepción de los glóbulos rojos. Se han registrado en hongos, Euglena, células de la raíz de maíz, algodón y semillas de guisantes. En los animales, los lisosomas son abundantes en leucocitos, macrófagos, células de Kupffer y células similares con actividad fagocítica.
Formación de lisosomas:
Se cree que los lisosomas se forman por la actividad conjunta del retículo endoplásmico y el complejo de Golgi. Los precursores de las enzimas hidrolíticas se sintetizan principalmente en el retículo endoplásmico rugoso que las transfiere a la cara de formación del complejo de Golgi a través de sus vesículas. En el complejo de Golgi, los precursores se cambian a enzimas. Luego se empaquetan en vesículas más grandes que se separan como lisosomas de la cara de maduración.
Los lisosomas pasan por varias etapas en la misma célula. El fenómeno se llama polimorfismo o existencia de más de una forma morfológica. Las cuatro formas más distintas de lisosomas se observan a saber,
1. Primarios o protolisosomas que se cree que se derivan de la cara trans del complejo de Golgi.
2. Lisosomas secundarios, heterolisosomas y autolisosomas: los primeros se forman después de que los lisosomas primarios se fusionan con las vacuolas citoplasmáticas que contienen sustancias extracelulares obtenidas por cualquier forma de endocitosis. Una vez que termina la fusión, las enzimas de los lisosomas primarios se liberan en estas vacuolas llamadas "fagosomas o endosomas".
Una vez que termina la formación de heterolisosomas o autolisosomas, comienza la digestión enzimática de los contenidos vacuolares y, a medida que el proceso continúa, se hace difícil identificar la naturaleza de los lisosomas secundarios y se denominan vacuolas digestivas.
3. Los cuerpos residuales también se llaman "telolisis : osomas" o "cuerpos densos". Estos representan las etapas finales de la descomposición de material extraño o orgánulos celulares por el lisosoma. En este punto hay una acumulación de material mal digerido asociado con la membrana.
Autólisis o autofagia:
Es la autodestrucción de una célula, tejido u órgano con la ayuda de lisosomas. Los lisosomas que realizan autólisis no encierran las estructuras que se van a descomponer. En su lugar, ellos mismos estallan para liberar las enzimas digestivas. La autólisis se produce en tejidos en proceso de degeneración o necrosis.
6. Esferosos:
Los esferoerosomas (= esferosomas) son orgánulos de células pequeñas unidas por una membrana única que participa en el almacenamiento y la síntesis de las grasas. Fueron descubiertos por Perner en 1953. Los esferoerosomas son pequeñas vesículas esféricas y refráctiles que tienen un diámetro de 0.5 a 1.0 nm. Surgen del retículo endoplásmico y están rodeados por una sola membrana. 98% de un sphaerosome es gordo.
Las proteínas constituyen el 2% restante. Algunas proteínas son probablemente enzimáticas y participan en la síntesis de grasas. Debido a la presencia de grasa, se pueden observar esferosomas bajo el microscopio óptico después de teñir las células con tintes de Sudán y tetraóxido de osmio.
Los esfaerosomas se encuentran abundantemente en las células del endospermo de las semillas oleaginosas. Los esferoerosomas de algunos tejidos (p. Ej., Endospermo de tabaco, punta de la raíz de maíz) contienen enzimas hidrolíticas. Por lo tanto, se considera que tienen actividad lisosómica.
7. Micro-cuerpos o microsomas:
Estos denotan una variedad de pequeños componentes celulares limitados por una sola membrana y el nombre generalmente se restringe a orgánulos que poseen flavina oxidasa y catalasa. Una diferencia importante entre los microcuerpos de los animales y los de las plantas es que los microcuerpos de los animales contienen ureasa, mientras que los microcuerpos de las plantas no tienen esta enzima. Los microcuerpos son de dos tipos: peroxisomas y glioxisomas.
(i) Peroxisomas (Rhodin, 1954):
Los peroxisomas se encuentran tanto en células vegetales como en animales, generalmente en estrecha asociación con el retículo endoplásmico, las mitocondrias y los cloroplastos. Comúnmente tienen un diámetro de 0.5-1.0 μm. Contiene una variedad de enzimas para oxidar varios sustratos para producir peróxido de hidrógeno y contiene una alta concentración de catalasa para eliminar el H 2 O 2 tóxico. Los peroxisomas pueden oxidar sustratos como el urato, los aminoácidos o el glioxilato para producir H, O2, que es activado inmediatamente por la catalasa para reducirlo a oxígeno y agua. En las hojas verdes los peroxisomas llevan a cabo la fotorrespiración.
(ii) Glyoxysomes (Briedenbach, 1967):
Estas microcuerpos de células que almacenan grasa en las semillas oleaginosas en germinación contienen enzimas del ciclo de glioxilato, por ejemplo, malato sintetasa e isocitrato liasa; También contienen varias enzimas esenciales del ciclo de Krebs. Los glioxisomas están generalmente involucrados en el metabolismo de los triglicéridos.
Al igual que otros microcuerpos, los glioxisomas tienen una única membrana de cobertura y una matriz rica en enzimas con un núcleo cristaloide. Tanto los componentes de fosfolípidos como las enzimas de este orgánulo se originan en el RE. La β-oxidación de los ácidos grasos produce acetil CoA que estos cuerpos convierten en ácido succínico, que a su vez, por una ruta glucolítica inversa produce glucosa. Esta capacidad de interconversión de carbohidratos de grasa es exclusiva de las plantas y no se informa en animales.
8. Ribosomas (Partículas De Palade):
Los ribosomas fueron descubiertos por Robinson y Brown (1953) en células vegetales y Palade (1955) en células animales. Palade también acuñó el término ribosoma. Son partículas protoplasmáticas (RNP) de ribonucleoproteína desnuda con una longitud de 200-340A 0 y un diámetro de 170-240 A 0 que funcionan como sitios para la síntesis de proteínas o polipéptidos.
Los ribosomas son conocidos popularmente como fábricas de proteínas. Los ribosomas a menudo forman arreglos en espiral o roseta con el retículo endoplásmico y no solo se encuentran asociados con el RE, sino que también se encuentran dispersos en el citoplasma, ambos tipos varían en sus funciones en la célula.
La primera está en abundancia cuando la síntesis de proteínas está activa para el uso de la propia célula (por ejemplo, hemoglobina, enzimas, etc.) y la última cuando las proteínas se exportan fuera de la célula (por ejemplo, enzimas digestivas, anticuerpos, etc.)
Estructura del ribosoma:
Cada ribosoma consta de dos subunidades desiguales, con forma de cúpula más grande y ovoides más pequeños. La subunidad grande tiene una protuberancia, una cresta y un tallo. La subunidad más pequeña posee una plataforma, hendidura, cabeza y base. Es aproximadamente la mitad del tamaño de una subunidad más grande. La subunidad más pequeña encaja sobre la más grande en un extremo como una gorra. Se requiere Mg 2+ para unir las dos subunidades.
Los ribosomas pueden aparecer en rosetas o grupos helicoidales llamados polirribosomas o polisomas (Gk. Poly - many, soma-body). Los diferentes ribosomas de un polirribosoma están conectados con una cadena de ARNm de 10-20 A 0 de espesor y se forman durante los períodos de síntesis de proteínas activas.
Dependiendo del lugar de su aparición, los ribosomas son de dos tipos, citoplasmáticos y orgánulos. Los organos ribosomas que se encuentran pueden permanecer libres en la matriz citoplasmática o unidos al retículo endoplásmico. Sólo los ribosomas citoplasmáticos libres se producen en las células procariotas. Los ribosomas unidos y de los orgánulos están ausentes.
El tamaño de los ribosomas está determinado por el coeficiente de sedimentación Fig. 2.28 Polibibiosoma en la centrífuga. Se mide como una unidad Svedberg llamada S (S = 1 × 10 13 s). Los ribosomas citoplásmicos de procariotas son 70 S. Las dos subunidades de ribosomas 70 S son 50 S (peso molecular - 1, 8 x 10 6 dalton) y 30 S (peso molecular - 0, 6 x 10 6 dalton). Los ribosomas citoplasmáticos de los eucariotas son 80 S con las dos subunidades de 60 S y 40 S. Se produce un túnel entre las dos subunidades para el paso del ARNm.
La subunidad más grande tiene un surco para expulsar el polipéptido recién sintetizado. Hay dos sitios reactivos en la subunidad más grande llamada sitio P (peptidilo o sitio donante) y sitio A (sitio aminoacilo o aceptor). Muy probablemente, el complejo aminoacil-ARNt está unido al sitio aceptor y la cadena peptídica portadora de ARNt está unida al sitio peptidilo o donante.
Los ribosomas 80S se sintetizan dentro del nucleolo. Los ribosomas 70S de procariotas se forman en el citoplasma, mientras que los de los orgánulos celulares semiautónomos se forman en su matriz.
Composición química:
Químicamente, un ribosoma se compone de dos partes, proteínas y ARN (ARNr). Por lo general, hay más ARNr presente en los ribosomas 70 S en comparación con la proteína (60-65: 35-40), mientras que lo contrario es cierto para los ribosomas 80S (40-44: 56-60). Se presume que las moléculas de proteína y ARN se mantienen juntas ya sea por fuerzas electrostáticas que forman un enlace salino entre los grupos fosfatos de ARN y grupos amino de proteínas o formando un complejo de magnesio o una combinación de ambos.
9. Estructuras del citoesqueleto:
Son estructuras minúsculas, fibrosas y tubulares que forman el marco estructural dentro de la célula. Ocurren solo en células eucariotas. Las estructuras citoesqueléticas mantienen la forma de la célula y sus extensiones regulan la orientación y distribución de los orgánulos celulares. Son de tres tipos: microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos.
(a) Microfilamentos:
Son barras cilíndricas, largas y ultramicroscópicas, o filamentos de proteínas, que se producen en células eucariotas y en células animales. Los microfilamentos se componen de actina que constituye el 10-15% de la proteína celular total.
Tienen un grosor de 6 nm y muestran una apariencia periódica en forma de cuentas debido a la disposición helicoidal cercana de moléculas de actina globulares. También pueden ocurrir en haces paralelos o en una red suelta y generalmente se encuentran en la interfase sol-gel, así como debajo de la membrana plasmática. Los microfilamentos también están conectados con fibras del huso, retículo endoplásmico, cloroplasto, etc.
Los microfilamentos son contráctiles. La asociación con la proteína miosina parece ser esencial para la contracción de los micro-filamentos. Las miofibrillas de fibras musculares también representan microfilamentos. Los microfilamentos forman la maquinaria contráctil de la célula, como la formación y retracción de pseudópodos, ondulaciones de la membrana plasmática, microvilos, endocitosis, flujo citoplásmico y movimiento de otros orgánulos celulares.
(b) Filamentos intermedios:
Son filamentos huecos de 10 nm de espesor que a menudo forman una red. Son de cuatro tipos (filamentos de queratina) que forman tonofibrillas y queratinas de la piel; Neurofilamentos que forman una red con haces de microtúbulos en los axones y dendrones de las células nerviosas; Los filamentos gliales son filamentos intermedios que se encuentran en los astrocitos, y los filamentos heterogéneos, que son filamentos intermedios que se encuentran en los músculos y están conectados a la envoltura nuclear y al centríolo, etc.
(c) Microtúbulos:
Estos orgánulos altamente versátiles no solo están involucrados en el mantenimiento de la célula, sino también en proporcionar una guía direccional al movimiento del cromosoma durante la división celular. Se encuentran en todas las células eucariotas, y se asocian principalmente con los cilios, flagelos y otros órganos similares a látigos involucrados en la locomoción.
Estos cilindros proteicos huecos no ramificados tienen un diámetro de 200-700 A y están formados por 13 microfilamentos que recorren toda la longitud del microtúbulo que encierra un lumen. El principal constituyente del microtúbulo es una glicoproteína llamada tubulina que se presenta en dos formas, la α-tubulina y la β-tubulina. Existen otras proteínas comúnmente encontradas, llamadas MAPS (Proteína Asociada a los Microtúbulos), cuya función se supone que forma puentes de estabilización entre los microtúbulos dispuestos lateralmente como en los husos.
10. Flagella y cilios:
Son procesos de protoplasma de las células que se pueden mover del cabello fino y que son capaces de producir una corriente en el medio fluido para la locomoción y el paso de sustancias. Los flagelos son más largos pero menos. Sólo se producen 1-4 flagelos por célula, por ejemplo, muchos protistas, algas móviles, espermatozoides de animales, briófitos y pteriodofitos, etc.
Los cilios son más pequeños pero son numerosos. Se producen en el grupo ciliata de protista, células de llamas de gusanos, etc. Tanto los cilios como los flagelos son estructuralmente similares y poseen partes similares: cuerpo basal, raicillas, placa basal y eje.
(i) Cuerpo basal o cinetosoma:
También se llama gránulo basal o blefaroplasto y se presenta incrustado en la parte externa del citoplasma debajo de la membrana plasmática. Es como un microcilindro que tiene una estructura similar a un centríolo con fibrillas triples presentes en la periferia sin una fibrilla central, aunque aquí hay un núcleo de proteínas.
(ii) Rootlets:
Son excrecencias fibrilares estriadas que se desarrollan desde la parte inferior externa del cuerpo basal y están destinadas a proporcionar apoyo al cuerpo basal. Las raicillas están hechas de paquetes de microfilamentos.
(iii) Placa basal:
Es un área de alta densidad que se encuentra por encima del cuerpo basal a nivel de la membrana plasmática. En la región de la placa basal, desaparece una subfibra de cada fibrilla periférica. Las fibrillas centrales se desarrollan en esta área.
(iv) Eje:
Es la parte que proyecta el pelo de flagelo o cilio. La longitud es de 5-10 fim en caso de cilio y 150 nm en caso de flagelo. El eje está cubierto en el exterior por una vaina que es la extensión de la membrana plasmática. Internamente, contiene una matriz semifluida con un axonema de 9 fibrillas dobletes periféricas y 2 fibrillas singletes centrales.
Esta disposición se denomina cadena 9 + 2 o 11 en comparación con la disposición 9 + 0 del centriolo o cuerpo basal. Las dos fibras singletes centrales están cubiertas por una vaina central proteica. Están conectados por un puente doble. Cada fibrilla periférica consta de dos microtúbulos o subfibras B y A.
Lleva dos brazos doblados, el exterior tiene un gancho. Los brazos laterales de la subfibra A están formados por la proteína dineína con actividad ATP-ase. Dicha actividad también está presente en las fibrillas centrales. Las fibrillas dobletes periféricas, así como las fibrillas singletes centrales, están formadas por tubulina. Cada subfibra o fibrilla central simple contiene trece protofilamentos.
Las fibrillas dobletes periféricas están interconectadas por los enlazadores AB de la proteína nexina entre la subfibra B de una y el brazo lateral interno de la subfibra A de la fibrilla adyacente. Cada una de sus subfibras A envía una columna proteica radial al centro llamada radio. Los radios son más anchos internamente para formar cabezas que están conectadas a la vaina proteica central.
Funciones:
1. Ayudan en la locomoción en organismos flagelados y ciliados.
2. En los organismos acuáticos, los cilios y flagelos crean una corriente para obtener alimentos llamados como alimentos.
3. En los animales terrestres, los cilios del tracto respiratorio ayudan a eliminar las partículas de polvo en el aire inhalado.
11. Centíolos:
Los centríolos son subcilindros microtubulares submicroscópicos diminutos con una configuración de nueve fibrillas triples y capacidad para formar sus propios duplicados, polos astrales y cuerpos basales, sin tener ADN y una cubierta membranosa. Tienen una longitud aproximada de 0, 3 a 0, 5 μm y un diámetro de 0, 15 μm.
Por lo general, dos centríolos se encuentran asociados y el par a menudo se denomina diplosoma, que se encuentra en una parte especializada común del citoplasma llamada centrosfera. Centrosphere está desprovisto de cualquier otro órgano orgánico. Sin embargo, contiene un material fibroso fino. El complejo formado por centríolos y centrosfera se llama centrosoma o aparato central.
Estructura:
Un centríolo está formado por nueve conjuntos triples de microtúbulos o fibras dispuestos equidistantemente en un círculo alrededor de un eje central imaginario conocido como hub. Desde el exterior al interior, las tres subfibras de una fibrilla triplete se denominan C, B y A.
Las fibrillas tripletas adyacentes están conectadas por enlazadores proteináceos C-A. El centro del centríolo posee una masa proteica en forma de vara conocida como centro. El cubo tiene un diámetro de 2, 5 nm. Desde el centro, desarrolla 9 hebras proteicas hacia las fibrillas tripletas periféricas.
Se llaman radios. Cada radio tiene un engrosamiento llamado X antes de unirse con una subfibra. Otro engrosamiento conocido como Y está presente cerca. Se adjunta tanto al engrosamiento X como a los enlazadores C — A mediante conectores. Debido a la presencia de radios radiales y fibrillas periféricas, el centríolo da una apariencia de rueda de carro en TS
En el exterior del centríolo están presentes placas densas, amorfas, protoplasmáticas en una o más series. Se les llama misulos o satélites pericentriolar. Se encuentra que su posición cambia con los diferentes estados de la célula. Las máculas funcionan como centros de nucleación para el crecimiento de microtúbulos durante la formación de aster y la producción de más centríolos.
Funciones:
1. Los centríolos juegan un papel importante en la formación del huso y, por lo tanto, en la división celular.
2. Forman cuerpos basales de cilios y flagelos.
12. Vacuolas:
Las vacuolas son áreas no citoplasmáticas presentes dentro del citoplasma que están separadas de este último por membranas específicas. Dependiendo de los contenidos y funciones, las vacuolas son de cuatro tipos: vacuolas de molde, vacuolas contráctiles, vacuolas de alimentos y vacuolas de aire.
(a) Vacuoles de savia:
Son vacuolas llenas de líquido (savia o vacuolar) que están separadas del citoplasma por una membrana selectivamente permeable llamada tonoplast. Un número de pequeñas vacuolas de savia se producen en células animales y células de plantas jóvenes. En las células vegetales maduras, las vacuolas pequeñas se fusionan para formar una sola vacuola central grande. La gran vacuola central facilita el intercambio rápido entre el citoplasma y el medio circundante.
La savia vacuolar contiene sales minerales, azúcares, aminoácidos, proteínas, productos de desecho y pigmentos solubles en agua llamados antocianinas. Los solutos presentes en la savia celular mantienen una presión osmótica adecuada en la célula por su turgencia y absorción de agua.
(b) Vacuolas contráctiles:
Ocurren en algunas células de protistán y algas que se encuentran principalmente en agua dulce. Una vacuola contráctil tiene una membrana altamente extensible y plegable. También está conectado a unos pocos canales de alimentación (por ejemplo, Paramecium). Las vacuolas contráctiles participan en la osmorregulación y excreción.
(c) Vacuolas de alimentos:
Ocurren en las células de protistas protozoarios, varios animales inferiores y fagocitos de animales superiores. Está formado por fusión de fagosoma y un lisosoma. La vacuola de alimentos contiene enzimas digestivas con la ayuda de los nutrientes que se digieren. Los materiales digeridos pasan al citoplasma circundante.
(d) Vacuolas de aire:
(Pseudovacuoles, vacuolas de gas): se han reportado solo en procariotas. Una vacuola de aire no es una entidad única ni está rodeada por una membrana común. Consiste en una serie de pequeñas vesículas submicroscópicas, cada una rodeada por una membrana proteica. Las vacuolas de aire no solo almacenan gases metabólicos sino que también proporcionan flotabilidad, resistencia mecánica y protección contra las radiaciones dañinas.
13. Inclusiones celulares:
Las inclusiones celulares son sustancias no vivas presentes en las células. También se les llama cuerpos ergásticos. Pueden estar presentes en estado soluble o insoluble y pueden ser de naturaleza orgánica o inorgánica. Las inclusiones celulares pertenecen a tres categorías: alimentos de reserva, productos excretores o secretorios y materia mineral.
(a) Comida de reserva:
Son de cuatro tipos principales: almidón, glucógeno, gotas de grasa y granos de aleurona. Los granos de almidón se producen en las células de las plantas, por ejemplo, arroz, avena. Los gránulos de glucógeno son gránulos diminutos de carbohidratos de almacenamiento que se producen en las células animales, especialmente cerca del retículo endoplásmico liso dentro del hígado y las células musculares.
Las gotas de grasa se producen en las células vegetales y animales. Las células animales especializadas para almacenar grasas se llaman adipocitos. Los granos de Aleurona representan las proteínas de almacenamiento que se producen dentro de los leucoplastos especiales llamados aleuroplastos.
(b) Productos Excretorios o Secretarios:
Son de varios tipos como moco en varias células animales, aceites esenciales, alcaloides, resinas, gomas, látex, taninos, etc.
(c) Materia mineral (cristales):
Se presenta como cristales o incrustaciones de sílice, carbonato de calcio, sulfato de calcio y oxalato de calcio. La sílice generalmente se deposita en el lado externo de las células epidérmicas en varias plantas, especialmente en las gramíneas.
El carbonato de calcio se deposita en forma de una masa de cristales llamados cistolitos, por ejemplo, en células hipodérmicas de Banyan. El oxalato de calcio se presenta en varias formas: arena cristalina, agregado en forma de estrella de cristales sphaeraphide, cristales prismáticos y raphides.
14. Núcleo:
Descubierto por Robert Brown (1831), el núcleo es la parte más importante de la célula, ya que controla varias actividades metabólicas y también es el asiento de la herencia.
Comúnmente, las células eucariotas son uninucleadas, aunque también hay casos de células bi y multinucleadas. El protistan Paramecium caudatum tiene dos núcleos (binucleado). La condición de multinucleado o polinucleado se encuentra en algunas células de la médula ósea, músculos estriados, vasos de látex, varios hongos y algas.
Las células animales o protistán multinucleadas se denominan células sincitiales (p. Ej., Epidermis de Ascaris), mientras que en las plantas y los hongos, se les conoce como células cenocíticas (p. Ej., Rhizopus, Vaucheria).
Ultraestructura:
Un núcleo típico de interfase (fase no dividida o metabólica) es 5-25 (de diámetro im. Se diferencia en cinco partes: envoltura nuclear, nucleoplasma, matriz nuclear, cromatina y nucleolo.
1. Sobre Nuclear (Karyotheca):
Limita el núcleo en el exterior y separa el núcleo del citoplasma. Está formado por dos membranas lipoproteínas y trilaminares dispuestas de forma concéntrica, cada una de las cuales tiene un espesor de 60-90 A °. La membrana interna es lisa, mientras que la membrana externa puede ser lisa o su superficie citoplásmica puede contener ribosomas. Las dos membranas están separadas por un espacio perinuclear transparente de electrones, 100-700 A ° de ancho. La membrana externa a menudo está conectada al retículo endoplásmico.
La envoltura nuclear está perforada por poros nucleares que ayudan en el transporte de material entre el núcleo y el citoplasma. Las dos membranas de la envoltura se vuelven continuas en la región de los poros. Los poros nucleares tienen una estructura compleja. Pueden tener diafragma, septo y tapón de material denso en electrones o nucleoplasmina, anillo.
Un poro nuclear anulado puede poseer 9 cilindros, uno central y ocho periféricos. Los poros nucleares permiten el paso selectivo de materiales entre el núcleo y el citoplasma, por ejemplo, K +, Na + . Cl - y subunidades ribosómicas ensambladas en el nucleolo. De la misma manera, la ARN polimerasa y la ADN polimerasa, aunque sintetizadas en el citoplasma, se transfieren posteriormente al núcleo a través de estos poros.
2. Nucleoplasma o savia nuclear o karyolymph:
Es una sustancia transparente, semifluida y coloidal que llena el núcleo. Contiene nucleósidos y varias enzimas (por ejemplo, ADN polimerasa, ARN polimerasa, nucleósido fosforilasa) que se requieren para la síntesis y el funcionamiento del ADN, ARN, nucleoproteínas, etc.
3. Matriz nuclear:
Es una red de fibrillas finas de proteínas ácidas que funcionan como andamios para la cromatina. En la periferia, debajo de la envoltura nuclear, la matriz nuclear forma una capa fibrosa densa llamada lámina nuclear en la que están incrustados los extremos terminales de las fibras de cromatina o telómeros.
4. La cromatina:
Es un complejo hereditario de ADN-proteína fibrilar que se llama así debido a su capacidad para teñirse con ciertos colorantes básicos (Gk. Chroma-color; Flemming, 1879). La cromatina se presenta en forma de finas fibras superpuestas y enrolladas que parecen producir una red llamada retículo de cromatina. Se distribuyen a lo largo del nucleoplasma.
Las fibras de cromatina se diferencian en dos regiones: eucromatina y heterocromatina. La eucromatina es una parte fibrosa difusa (30-80A 0 de espesor) ligeramente teñida y difundida que forma la mayor parte de la cromatina. La heterocromatina es una parte granular más ancha (250 A 0 de espesor) teñida y condensada que se une aquí y allá en la eucromatina. Dependiendo del tamaño de los gránulos formados por la heterocromatina, se denominan cromocentros, cariosomas o falsos nucleolos.
La totalidad de la cromatina no es funcional. En general, solo una parte de la eucromatina que está asociada con proteínas ácidas participa en la transcripción o formación de ARN. Durante la profase de la división nuclear, las fibras de cromatina se condensan para formar un número definido de hilos, como estructuras llamadas cromosomas.
5. Nucleolus:
El nucleolo fue descubierto por primera vez por Fontana en 1781, descrito por Wagner en 1840 y recibió su nombre actual por Bowman en 1840. El nucleolo es una estructura desnuda, redonda o ligeramente irregular que está unida a la cromatina en una región específica llamada región organizadora del nucleo ( NI).
Al estar contenido dentro del núcleo, su tamaño depende de la actividad sintética de la célula, especialmente en las células que no son importantes para la síntesis de proteínas, por ejemplo, los espermatozoides y los blastómeros. Se pueden ver cuatro tipos principales de componentes dentro del nucleolo, a saber:
a. Partícula:
Consistentes principalmente en ribonucleoproteínas en forma de pequeñas partículas de 150 a 200A ° de diámetro, y estructuralmente y químicamente similares a los ribosomas citoplásmicos, estos son ligeramente más pequeños que sus contrapartes citoplásmicas. Esta zona se encuentra en la periferia del nucleolo.
segundo. Porción fibrilar:
Se compone de fibrillas de ribonucleo-proteína 50-150A 0 de diámetro. Material perinocleolar. Las fibrillas a veces son tan largas como 500A °. La porción particulada y fibrilar constituye el nucleolonema.
do. La parte amorfa consiste en fibrillas y gránulos protem. La parte amorfa se refiere a menudo como pars amorpha. En los animales, el nucleolonema puede aparecer incrustado en el pars amorpha, mientras que el pars amorpha generalmente central al nucleolo tiende a estar asociado con la heterocromatina cromosómica.
re. La parte de cromatina es una red enredada que penetra en el cuerpo del nucleolo, pero está unida a los organizadores nucleolares de los cromosomas. Dependiendo de su posición, la cromatina nucleolar es de dos tipos perinucleolar e intranucleolar.
Aunque los nucleolos son ricos en proteínas (69-70%), el ARN también está presente en cantidades significativas (20-25%), lo que indica que la mayor parte del ARN se produce en el núcleo. Varias fracciones de ribosomas sintetizadas en el citoplasma migran a nucleolo antes de que tomen su forma final. Así, el nucleolo juega un papel importante en la biogénesis del ARN.
Química del núcleo:
Los dos principales constituyentes químicos importantes del núcleo son los ácidos nucleicos, el ADN y el ARN y las proteínas, tanto básicas como ácidas. Las proteínas básicas incluyen histonas y protamina, los aminoácidos de lisina, histidina y arginina que figuran en ambos.
Las proteínas ácidas de los núcleos incluyen las proteínas residuales de los cromosomas. Las proteínas ácidas contienen triptófano, pero las histonas no tienen este aminoácido. Las histonas parecen estar asociadas con los cromosomas, mientras que las proteínas ácidas se encuentran en el nucleolo y la carolinfa.
Los ácidos nucleicos constituyen el 20-40% del material nuclear, con el ADN principalmente en la cromatina y el ARN distribuido en todo el núcleo.
Funciones del núcleo:
1. Nucleus es una parte integral y esencial de las células eucariotas y contiene material hereditario llamado cromatina, un complejo de ADN-proteína. La parte de cromatina del núcleo posee toda la información genética que se requiere para el crecimiento y desarrollo del organismo, su reproducción, metabolismo y comportamiento.
2. Nucleus controla el metabolismo celular y otras actividades a través de la formación de ARN (ARNm, ARNr, ARNt) que controla la síntesis de tipos particulares de enzimas. Con la ayuda de los ARN, el núcleo dirige la síntesis de proteínas estructurales específicas y otras sustancias químicas necesarias para el crecimiento celular y el mantenimiento de las células.
3. Los ribosomas se forman en la parte del núcleo del núcleo.
4. Nucleus dirige la diferenciación celular permitiendo que ciertos conjuntos particulares de genes operen.
