Tema 5 componentes de la célula eucariótica hialo cito ribo

Componentes de la célula eucariótica: envueltas celulares, citoplasma, orgánulos subcelulares y citoesqueleto; núcleo. Tema 5

Temario selectividad
Componentes de la célula eucariótica:
8.- Hialoplasma o citosol.
9.- Citoesqueleto: Componentes fibrosos (microfilamentos y microtúbulos). Estructura y función. Estructura microfilamentos de actina y función (p.e. microvellosidades). Estructura microtúbulos de tubulina y función (p.e. centríolos, cilios y flagelos)
10.- Ribosomas: Composición, estructura, localización y función.

Células al M.E

8. EL HIALOPLASMA O CITOSOL
Si retiramos los orgánulos del citoplasma obtendremos una disolución constituida por agua, sales minerales y moléculas orgánicas, proteínas, fundamentalmente. Esta disolución es el hialoplasma o citosol .
Entre las proteínas, unas son enzimáticas y otras estructurales. Estas últimas forman el citoesqueleto .

8. EL HIALOPLASMA O CITOSOL
En las células eucariotas se denomina citoplasma a la parte de la célula comprendida entre la membrana plasmática y la membrana nuclear, en las células procariotas es todo el contenido celular delimitado por la membrana plasmática. En él se diferencian dos partes: el hialoplasma y los orgánulos citoplasmáticos .
El hialoplasma o citosol es el medio intracelular, es decir el medio acuoso del citoplasma en el que se encuentran inmersos los orgánulos celulares. Representa entre el 50 y el 80 % del volumen celular . Esta comunicado con el nucleoplasma mediante los poros de la membrana nuclear.

8. EL HIALOPLASMA O CITOSOL: Composición y estructura
Es un líquido acuoso que esta formado por:
Agua , representa el 85 %. En él hay disueltas una gran cantidad de moléculas que forman un dispersión coloidal. Algunas de estas moléculas son:
Proteínas , la mayoría enzimáticas que catalizan un gran número de reacciones del metabolismo celular. También existen una gran variedad de filamentos proteicos que proporcionan una compleja estructura interna, llamada citoesqueleto .
Distintos tipos de ARN tales como ARNm, ARNt.
Lípidos, polisacáridos , etc
Moléculas precursoras de las macromoléculas tales como: aminoácidos, monosacáridos, nucleótidos etc.
Nucleótidos especiales como: ATP, ADP .
Metabolitos intermedios del metabolismo.
Distintos tipos de iones.

8. EL HIALOPLASMA O CITOSOL: Composición y estructura
El hialoplasma puede presentar dos estados físicos de distinta consistencia: el estado gel que tiene consistencia viscosa y el estado sol de consistencia fluida. Los cambios de sol a gel o viceversa en el hialoplasma se producen según las necesidades metabólicas de la célula.

EL HIALOPLASMA
El hialoplasma, al tener grandes moleculas, va a sufrir transformaciones en el estado sol-gel. Estas transformaciones daran lugar al movimiento ameboide y a los fenomenos de ciclosis .

8. EL HIALOPLASMA O CITOSOL: Funciones
En el hialoplasma se producen muchas de las reacciones del metabolismo celular , tanto degradativas (catabólicas) como de síntesis (anabólicas).
Algunas de las reacciones metabólicas del citosol son:
Glucólisis que es la degradación de la glucosa.
Glucogenolisis que es la degradación del glucógeno
Glucogenogénesis es la biosíntesis del glucógeno.
Biosíntesis de ac.grasos, aminoácidos, nucleótidos etc.
Fermentaciones láctica y alcohólica , etc.

INCLUSIONES
Acumulaciones de sustancias no rodeadas de membrana.
Suelen ser sustancias con función reserva energética, pigmentos protectores o proteínas precipitadas.

INCLUSIONES DE RESERVA
En células animales: glucógeno y lípidos.
En células vegetales: grasa, aceites esenciales o látex.

9. EL CITOESQUELETO
Es una especie de esqueleto interno que poseen todas las células eucariotas, falta en las procariotas. Esta formado por una compleja red de filamentos proteícos que se extienden por todo el hialoplasma.
Microfotografía en la que se observan dos microtúbulos.

EL CITOESQUELETO
En el hialoplasma vamos a encontrar varios tipos de estructuras filamentosas: microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos.
Membrana plasmática.
Microtúbulo.
Mitocondria.
Microtrabécula.
5) Retículo endoplasmático granular.
6) Ribosomas.

EL CITOESQUELETO Membrana plasmática Microfilamentos Microtúbulos

EL CITOESQUELETO

9. EL CITOESQUELETO
Estos filamentos son de tres tipos: microfilamentos de actina , microtúbulos y filamentos intermedios .
El citoesqueleto es el responsable de la forma de la célula , de su organización interna y de sus movimientos .
Microfotografía en la que se observan dos microtúbulos.

Microfilamentos de actina: función.
Las principales funciones de los microfilamentos de actina son las siguientes:
Intervienen en la contracción muscular . En las células musculares los filamentos de actina se asocian con filamentos de miosina y forman las miofibrillas responsables de la contracción muscular.
Dan consistencia y estabilidad a muchas prolongaciones celulares . Así las microvellosidades de las células del epitelio intestinal, mantienen su rigidez porque internamente presentan un haz de microfilamentos de actina asociados a otras moléculas proteicas.
Forman el anillo contráctil . Asociados con filamentos de miosina forman, por debajo de la membrana y alrededor del ecuador de la célula, una estructura denominada anillo contráctil, se forma después de la división del núcleo y al contraerse divide al citoplasma y separa las dos células hijas.

Microfilamentos de actina: función.
Las principales funciones de los microfilamentos de actina son las siguientes:
4. Intervienen en la formación de pseudópodos que permiten la fagocitosis y el desplazamiento celular (movimiento ameboide) . Los pseudópodos son prolongaciones dinámicas de la superficie celular que contienen microfilamentos de actina; en ellos los filamentos de actina se disponen ordenados con los extremos en crecimiento dirigidos hacia el exterior
5. Son los responsables de las corrientes citoplasmáticas de materiales llamadas ciclosis .
6 . Mantienen la forma de la célula . Forman una red reticular bajo la membrana

Microfilamentos de actina: función. Microfilamento Actina Miosina Músculo relajado Músculo contraído

Filamentos intermedios
Se denominan así porque tienen un diámetro de 10 nm, intermedio entre los microtúbulos y los microfilamentos.
Son fibras proteicas resistentes que desempeñan una función estructural o mecánica . Hay muchos tipos de filamentos intermedios que son característicos de cada tipo de células, entre los más importantes destacan los siguientes:
Filamentos de queratina , se denominan tonofilamentos , están presentes en las células epiteliales, donde forman una densa red.
Neurofilamentos se encuentran en los axones y dendritas de las neuronas.
Filamentos de desmina se encuentra en las fibras musculares.

Filamentos intermedios y microtúbulos Filamento intermedio Microtúbulo Protofilamento α -tubulina β -tubulina 250 Å

Microtúbulos
Son formaciones cilíndricas y huecas que tienen 25 nm de diámetro y varias micras de longitud. Pueden encontrarse dispersos por el citoplasma o bien pueden formar parte de estructuras estables como cilios , flagelos y centriolos .
La pared de cada microtúbulo esta formado por 13 subunidades o protofilamentos . Estos protofilamentos están constituidos por moléculas de tubulina que es una proteína globular. Existen dos tipos de tubulina: la  -tubulina y la  -tubulina , estas dos tubulinas se unen y forman dímeros y estos dímeros de tubulina se unen y forman los protofilamentos que forman el microtúbulo.
Los microtúbulos son estructuras dinámicas que pueden aumentar o disminuir su longitud por polimerización o despolimerización de las tubulinas. En las células animales crecen a partir del centrosoma que actúa como centro organizador de microtúbulos

Microtúbulos: Función
Las principales funciones de los microtúbulos son las siguientes:
Intervienen en el movimiento de la célula ya que junto con los microfilamentos de actina participan en la formación de pseudópodos; asimismo forman parte de los cilios y los flagelos
Intervienen en el transporte de orgánulos y partículas por el citoplasma , participan en el transporte de vesículas, mitocondrias, cloroplastos, etc igualmente intervienen en la localización del retículo, aparato de Golgi, etc.
Contribuyen a determinan la forma de la célula .
Forman el huso mitótico o acromático que dirige el movimiento de los cromosomas durante la mitosis.
Organización del citoesqueleto . Son los principales componentes del citoesqueleto e intervienen en la organización de los filamentos que lo constituyen.

EL CITOESQUELETO

FUNCIONES DEL CITOESQUELETO
Los microtubulos juegan un papel de gran importancia en el movimiento celular . La capacidad de estas estructuras para formarse y destruirse (polimerizarse y despolimerizarse) con gran rapidez es la responsable de fenomenos tales como la variacion de la forma celular o los movimientos celulares tanto intra como extracitoplasmaticos .

Citoesqueleto

A) Movimientos intracelulares de los orgánulos.
Los microtubulos pueden constituir un soporte sobre el que los organulos (mitocondrias, plastos, vesiculas, cromosomas, etc.) van a poder desplazarse por el interior del citoplasma.

EL CENTROSOMA
Se trata de un centro organizador de microtubulos .
Se encuentra tanto en las celulas animales como en las vegetales.
En las celulas animales encontramos ademas unas estructuras denominadas centriolos que no se encuentran en las celulas vegetales.

EL CENTROSOMA
Es un orgánulo no membranoso, que esta presente en todas las células.
En las células vegetales carecen de centriolos .
Se localiza cerca del núcleo, a veces esta rodeado por los dictiosomas del aparato de Golgi.
Se le considera como un centro organizador de microtúbulos porque de su periferia surgen los microtúbulos.

EL CENTROSOMA Centrosoma con centriolos y áster de una célula animal Centrosoma sin centriolos ni áster de una célula vegetal

EL CENTROSOMA: Estructura
En el centrosoma con centriolos (animal) se diferencian las siguientes partes:
Diplosoma .
Material pericentriolar y áster .

En el centrosoma se diferencian las siguientes partes:
Diplosoma . Se sitúa en la parte central y esta formado por dos centríolos que se disponen perpendiculares entre sí.
Los centríolos son formaciones cilíndricas que tienen 0,2  m de diámetro y 0,5  m de longitud, cuyas paredes están formados por 9 grupos de tres microtúbulos cada uno o tripletes , que se unen longitudinalmente mediante fibras proteicas de nexina . A esta estructura se la denomina 9+0.
Los microtúbulos de cada triplete se denominan: túbulo A al más interno, túbulo B al intermedio y túbulo C al más externo. El microtúbulo A es completo, sin embargo los otros dos (B y C) son incompletos sólo presentan 10 protofilamentos de tubulina. Las fibras de nexina unen al microtúbulo A de un triplete con el microtúbulo C del siguiente.

EL CENTROSOMA: Estructura Fibras del áster Material pericentriolar Diplosoma Centriolo B Triplete Puente proteico Microtúbulos

EL CENTROSOMA Esquema del centrosoma de una célula animal. Microfotografía de una pareja de centríolos.

En el centrosoma se diferencian las siguientes partes:
2. Material pericentriolar . Centro organizador de microtúbulos. Es material denso de aspecto amorfo que rodea a los centríolos. A partir de él se organizan y crecen radialmente una serie de microtúbulos denominados aster .

EL CENTROSOMA: Función.
El centrosoma es el centro organizador de los microtúbulos . De él derivan todas las estructuras que están constituidas por microtúbulos: undulipodios (cilios y flagelos) que se encargan del desplazamiento celular y también el huso acromático que se encargan de la separación de los cromosomas durante la división celular .
En las células vegetales que no tienen centriolos, los microtúbulos se organizan a partir de unas zonas densas de material amorfo.

Función del centrosoma
El centrosoma es muy importante en los procesos de division celular . En la division celular a partir del centrosoma se originara una estructura llamada huso acromático responsable del desplazamiento de los cromosomas a polos opuestos de la celula.

LOS CENTRIOLOS
Los centriolos son elementos permanentes de la celula animal.
Vistos al microscopio electronico de transmision (MET) tienen forma de barril. Son dos estructuras cilindricas de 0.5 μm situadas perpendicularmente una a la otra. Estan constituidos por 9 tripletas de cortos microtubulos que se disponen paralelamente unos a otros formando una helice.

EL CENTROSOMA Esquema del centrosoma de una célula animal. Microfotografía de una pareja de centríolos.

LOS CENTRIOLOS Ultraestructura del corte transversal de un centríolo

CILIOS Y FLAGELOS
Los cilios y los flagelos son prolongaciones filiformes de 0,2  m de diámetro, móviles, que se localizan en la superficie libre de algunas células.
Los cilios y los flagelos tienen la misma estructura; se diferencian en la longitud, en el número en que se presentan y también en la forma de moverse.
Los cilios son cortos , su longitud oscila entre 2 y 10  m; son muy numerosos y tienen movimiento pendular doblándose hacia delante y hacia atrás. La vibración puede ser: isocronal si todos vibran a la vez, o metacronal cuando cada cilio vibra después del anterior y antes del que le sigue.
Los flagelos son largos , su longitud oscila entre 100 y 200  m; son escasos suele existir uno sólo. El movimiento de los flagelos es ondulante , la ondulación se inicia en la base y se propaga hacia el ápice.

CILIOS Y FLAGELOS: Estructura
En los cilios y flagelos se diferencian las siguientes partes:
Tallo o axonema,
Zona de transición ,
Corpúsculo basal o cinetosoma
Raíz .

CILIOS Y FLAGELOS: Estructura Tallo Zona de transición Cinetosoma superior Cinetosoma inferior Corte longitudinal Microtúbulos centrales Vaina Fibra radial Membrana plasmática A B C Eje proteico Lámina radial

CILIOS Y FLAGELOS: Estructura Microtúbulos centrales Vaina Pares de microtúbulos (dipletes) Nexina Fibra radial Membrana plasmática Dineína A B C Triplete Lámina radial Eje proteico

CILIOS Y FLAGELOS: Tallo
Es la parte que se encuentra fuera de la célula, está rodeado por la membrana plasmática. Internamente es una formación cilíndrica formada por 9 pares de microtúbulos periféricos y un par microtúbulos centrales que se orientan paralelos al eje principal del cilio o flagelo. A esta estructura se la denomina 9 + 2.
Los dos microtúbulos centrales son completos, están conectados entre sí por puentes proteicos y están rodeados por una delgada envoltura llamada vaina.

CILIOS Y FLAGELOS: Tallo
Los pares de microtúbulos periféricos, están formados por un microtúbulo A más interno completo y un microtúbulo B más externo incompleto. Del microtúbulo A de cada par salen pares de prolongaciones a modo de brazos formadas por una proteína llamada dineína que se dirigen hacia el microtúbulo B del par adyacente. Cada par de microtúbulos se une al par adyacente mediante fibras de otra proteína llamada nexina. Igualmente otras fibras proteícas, llamadas fibras radiales unen cada par de microtúbulos perifericos con la vaina central.

CILIOS Y FLAGELOS: zona de transición
Se sitúa entre el axonema y el corpúsculo basal; en esta zona no existen microtúbulos centrales y en su lugar aparece una estructura llamada placa basal .

CILIOS Y FLAGELOS:corpúsculo basal
Corpúsculo basal o cinetosoma
Se localiza en el citoplasma, en la base del cilio o flagelo. Tiene la misma estructura que los centríolos (9 + 0) de donde deriva. Por consiguiente esta formado por 9 tripletes de microtúbulos periféricos (A, B, y C) y carece de microtúbulos centrales; los tripletes de microtúbulos adyacentes se unen mediante fibras de nexina .
En el corpúsculo basal se diferencian dos zonas: la zona más superficial que es idéntica a un centríolo, y la zona más profunda , en la que aparece un eje central proteico de donde parte 9 laminas radiales de proteínas, cada una de ellas hacia uno de los tripletes de microtúbulos periféricos, a esta estructura se la denomina “ rueda de carro ”.

CILIOS Y FLAGELOS:raíz
Son microfilamentos que salen del extremo inferior del corpúsculo basal, guardan relación con la coordinación del movimiento de los cilios.

CILIOS Y FLAGELOS: función
El movimiento de los cilios y flagelos se produce al deslizarse unos dobletes periféricos respecto a otros, y en ello desempeña un papel importante la dineína que gracias a la función ATP-asica que tiene aporta la energía necesaria.
El movimiento de los cilios y flagelos permite el desplazamiento de la célula en un medio líquido , si esta vive aislada, esto es lo que ocurre en muchos protozoos (paramecio) o en los gametos masculinos de los animales superiores. Si las células son fijas, forman parte de tejidos de organismos pluricelulares, como ocurre en las células epiteliales que revisten las vías respiratorias, el movimiento de estas formaciones sirve para mover los fluidos que las bañan con distintas finalidades.

Huso, cilios y flagelo al m.e.

B) Movimientos extracelulares.
Cilios y flagelos son prolongaciones citoplasmaticas que aseguran los movimientos de la celula o de los fluidos alrededor de esta . Estas estructuras reciben el nombre de organulos vibratiles de la celula. Ambos tienen la misma estructura, pero los cilios son cortos y numerosos, mientras los flagelos son largos y poco numerosos. Los vamos a encontrar en organismos unicelulares y pluricelulares, tanto animales como vegetales. Asi, el interior de nuestros organos respiratorios se encuentra recubierto por celulas con cilios que forman el epitelio vibratil o ciliado, y lo mismo ocurre en las trompas de Falopio del aparato genital femenino. Tienen flagelos muchos organismos unicelulares, la mayoria de los gametos masculinos de los animales y muchos de los vegetales (algas, musgos, helechos).

CILIOS Y FLAGELOS
Si hacemos un corte transversal a un flagelo o a un cilio y lo observamos a gran aumento al MET, veremos que presenta 9 pares de microtubulos. En el interior se encuentran dos microtubulos centrales y todo ello esta rodeado por la membrana. En la base de cada cilio o flagelo hay una estructura denominada corpúsculo basal . Los corpusculos basales tienen una estructura similar, en cierto modo, a la de los centriolos.

CILIOS Y FLAGELOS
Esquema del corte transversal de un cilio o de un flagelo:
Pares de microtúbulos
Membrana
Microtúbulos centrales.

10. RIBOSOMAS
Se les denomina también " gránulos de Palade " ya que fueron descubiertos por este científico en 1953.
Son orgánulos más o menos esféricos, carentes de membrana que debido a su tamaño tan reducido sólo son visibles con el microscopio electrónico.
Los ribosomas están presentes en todas las células (procariotas y eucariotas) excepto en los espermatozoides y en los eritrocitos son escasos.

10. RIBOSOMAS
En las células eucariotas pueden localizarse en distintos lugares:
Libres en el hialoplasma , bien aislados o bien unidos varios de ellos entre sí por la subunidad menor mediante un filamento de ARNm formando polisomas o polirribosomas .
Unidos por la subunidad mayor a la cara externa de la membrana del retículo endoplasmático rugoso o a la cara citoplasmática de la membrana nuclear , en esta unión intervienen dos glucoproteinas denominadas riboforinas I y II.
En el interior de mitocondrias (mitorribosomas) y cloroplastos (plastorribosomas), estos son similares a los de las células procariotas.
Los ribosomas están formados por varias moléculas de ARNr asociadas a más de 50 tipos diferentes de proteínas .

10. RIBOSOMAS
Son pequeños orgánulos invisibles al microscopio óptico y poco visibles al electrónico, no pudiéndose casi ni adivinar su estructura.
Invaden en gran número el citoplasma y pueden estar libres o adheridos a las membranas del retículo endoplasmático granular.
Los que están adheridos al REG intervienen en la síntesis de las proteínas de las membranas o de aquellas destinadas al exterior .
Los ribosomas están constituidos básicamente por proteínas y ARN-r (40% de proteínas y 60% de ARN ribosomal).

10. RIBOSOMAS: estructura
En 1959 Slayter y Hall demostraron que estaban formados por dos subunidades de diferentes tamaños: una subunidad mayor y una subunidad menor . Ambas subunidades permanecen separadas en el hialoplasma y únicamente se unen cuando van a sintetizar la proteína.
En las células eucariotas los ribosomas son mayores, tienen un coeficiente de sedimentación de 80 S , la subunidad mayor de 60 S y la pequeña de 40 S.
En las células procariotas los ribosomas son más pequeños, similares a los de las mitocondrias y cloroplastos, tienen un coeficiente de sedimentación de 70 S , la subunidad mayor de 50 S y la menor de 30 S.

10. RIBOSOMAS: estructura
En las células eucariotas las dos subunidades se forman en el nucléolo , en él se unen los ARNr que se sintetizan en el núcleo y las proteínas ribosomales que se sintetizan en el hialoplasma y emigran al nucléolo. Una vez formadas estas subunidades salen a través de los poros de la membrana nuclear al citoplasma y allí se ensamblaran para formar el ribosoma.
Subunidad menor Cadena polipeptídica formada Polisoma traducción formado sobre el ARNm en

10. RIBOSOMAS
Ultraestructura del ribosoma.
Subunidad menor (40S).
Subunidad mayor (60S).
Ribosoma completo (80S).
Ribosomas y polirribosomas.

10. RIBOSOMAS
Están formados por dos subunidades: La subunidad mayor y la subunidad menor.
En el citoplasma ambas están separadas pero pueden volver a unirse en el momento de la síntesis de proteínas.

10. RIBOSOMAS 70 S 50 S 30 S 80 S 40 S 65 S Ribosoma procariota Ribosoma eucariota

10. RIBOSOMAS: función
En ellos se produce la síntesis de proteínas , es decir se traduce la información (secuencia de nucleótidos) del ARNm en una determinada proteína. Ya que los ribosomas van leyendo la secuencia de nucleótidos del ARNm y van uniendo los aminoácidos según determina esta secuencia. Una vez finalizada la síntesis las dos subunidades se separan.
Las proteínas sintetizadas por los ribosomas que están libres en el hialoplasma quedan en el citosol, las que sintetizan los ribosomas del retículo, pasan al interior del retículo y de allí se incorporan a otros orgánulos o son secretadas al exterior celular.

10. RIBOSOMAS: función Subunidad mayor Subunidad menor ARNm Péptido en formación Cadena polipeptídica formada Disociación de las subunidades del ribosoma Polisoma traducción formado sobre el ARNm en

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