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Sistema de Endomembranas



  1. Introducción
  2. Membrana plasmática
  3. Lípidos
  4. Proteínas
  5. Glúcidos
  6. Retículo
    endoplasmático
  7. Aparato de Golgi
  8. Lisosomas
  9. Mitocondrias

Introducción

Las bacterias o células procariontes no tienen
organelas, son un solo compartimento que está rodeado por
la membrana plasmática; de modo que todos los procesos
suceden en un solo lugar sin estar separados; por ejemplo, la
duplicación del ADN en las bacterias se realiza en el
mismo sitio que la traducción: el citoplasma de la
célula. A diferencia de las bacterias, las células
eucariontes están dividas en compartimentos, hay
una división de trabajo más compleja, por la
existencia de las organelas y del núcleo separados del
resto del citoplasma.

Cada organela es un compartimento rodeado por una
membrana biológica (o dos) en el cual suceden procesos
totalmente distintos al otro compartimento. Cada compartimento
tiene su propio juego de enzimas, proteínas y otras
moléculas especializadas, además de un sistema de
transporte y distribución de productos que lo comunican
con otros organelas.

Para comprender el funcionamiento y la estructura de la
célula eucarionte debemos imaginar que hay distintas
estaciones de trabajo que son las organelas y el núcleo y
hay medios de comunicación entre un compartimento y otro
por el cual transfieren entre ellos distintas sustancias como
proteínas y otras moléculas.

Las proteínas son las que juegan un papel central
en la división por compartimientos de la célula ya
que las enzimas, que son proteínas, catalizan las
reacciones que ocurren en cada organela, transportan
moléculas hacia dentro o hacia afuera de cada organela y
actúan como marcadores de superficie de cada organela. Ese
marcador sirve para que las proteínas distingan a cada
organela y puedan ir selectivamente a uno u otro.

Debemos recordar que en una célula de
mamífero hay aproximadamente cerca de 10 billones de
moléculas de proteínas de 10 mil tipos distintos y
todas estas proteínas se sintetizan en el citoplasma.
Luego que es sintetizada tiene que ir a algún lugar
específico que le corresponda, como las mitocondrias, el
retículo endoplásmático, al Aparato de Golgi
o a un lisosoma. Dicho destino lo alcanzan porque la
proteína también lleva una señal que le
indica donde tiene que ir. Esta señal se combina con el
marcador del destino y el mecanismo hace que cada proteína
vaya al lugar que le corresponde. Esta hipótesis llamada
de señales permite explicar gran cantidad de
fenómenos que ocurren en la célula.

Todas las células eucariontes tienen el mismo
juego de compartimentos, todos rodeados por membranas.

  • ? LA MEMBRANA PLASMATICA

  • ? EL RETICULO ENDOPLASMICO LISO , GRANULAR y
    SECTOR INTERMEDIO o DE TRANSICION

  • ? APARATO DE GOLGI

  • ? LISOSOMAS

  • ? PEROXISOMAS

  • ? ENDOSOMAS

  • ? NUCLEO

  • ? MITOCONDRIAS

  • ? ENDOSOMAS TARDIOS y TEMPRANOS

Vista general de los compartimentos

  • La MATRIZ CITOPLASMATICA O CITOSOL es más o
    menos la mitad del volumen de una célula o sea que es
    abundante, es el sitio donde se fabrican las proteínas
    y el sitio donde ocurren la mayoría de procesos
    metabólicos.

  • El retículo endoplásmático LISO
    Y GRANULAR abarca la mitad de la cantidad de membrana que
    tiene una célula.

  • El APARATO DE GOLGI se caracteriza por estar
    organizado como pilas de membranas, recibe lípidos y
    proteínas del retículo endoplasmático y
    después las envía a distintos destinos, al
    mismo tiempo que modifica todos esos productos que recibe,
    usualmente en forma covalente mientras van en su ruta al
    destino.

  • Los LISOSOMAS que tienen enzimas digestivas y que se
    ocupan de digerir partículas fagocitadas o las que se
    incorporan por pinocitosis o por endocitosis.

  • En su camino hacia los lisosomas, las
    partículas que fueron endocitadas pasan por otro
    compartimento que se llama ENDOSOMA.

  • Otro compartimento son los MICROCUERPOS O
    PEROXISOMAS que actúan en reacciones de
    oxidación.

  • Las MITOCONDRIAS producen energía

  • El NUCLEO guarda la información
    genética que hace que todo funcione.

Todas estas organelas en general hacen la misma
función en cualquier célula pero una célula
difiere de otra en la cantidad que tiene de organelas. Por ej: si
una célula se ocupa fundamentalmente de procesos que
requieren de mucha energía tendrá muchas
mitocondrias

Membrana
plasmática

La membrana plasmática es una delgada
lámina de unos 75 ångtröms (75
diezmillonésimas de milímetro) de espesor, que
envuelve completamente a la célula y la separa del medio
externo. Desde el punto de vista funcional, su misión no
es tanto separar la célula del exterior sino por el
contrario ponerla en contacto con él, para que a
través de ella se realice un intercambio de sustancias.

Todas las células tienen biomembranas La
célula posee un medio interno celular muy estable que debe
mantenerse separado del entorno para evitar cambios
químicos que provoquen la destrucción de las
células, pues tanto la obtención de sustancias como
la secreción, son altamente específicas. Si el
medio interno de la célula quedase desprotegido como por
ejemplo por rotura de la membrana, la célula muere de
inmediato porque todos los compuestos presentes en la
célula se esparcen por el medio externo.

  • a. COMPOSICION Y
    ESTRUCTURA

La membrana plasmática de una típica
célula animal está compuesta por un 50% de
lípidos y un 50% de proteínas. Sin embargo, como
las proteínas son mucho más voluminosas que los
lípidos hay 50 moléculas de lípidos por cada
molécula de proteína. En menor proporción
encontramos los glúcidos o azúcares. En 1972
Singer y Nicolson propusieron el Modelo de Mosaico Fluido,
describen la estructura de la membrana plasmática como una
doble capa o bicapa lipídica en la que encuentra
incrustadas moléculas de proteína. La bicapa
lipídica, es relativamente impermeable a la mayoría
de las moléculas contenidas en agua y constituye el
soporte de la membrana. La membrana lipídica es un ejemplo
sofisticado de un hecho muy bien conocido, que el agua y el
aceite no se mezclan.

Lípidos

Aproximadamente el 75% de los lípidos
son fosfolípidos, lípidos que contienen
fósforo. En menores proporciones también
está el colesterol y los glicolípidos, que son
lípidos que contienen uno o varios monosacáridos
unidos. Estos fosfolípidos forman una bicapa
lipídica debido a su
carácter amfipático, es decir por tener
una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. La
cabeza está formada por un fosfato de un compuesto
nitrogenado (colina o etanolamina) y se mezcla bien con el agua.
La cola está formada por ácidos grasos que repelen
en agua. Las moléculas de la bicapa están
orientadas de tal forma que las cabezas hidrófilas
están hacia el citoplasma y el líquido extracelular
y las colas se enfrentan hacia el interior de la
membrana.

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La composición de la capa interna y externa de
lípidos no es la misma, dependiendo de la presencia de
proteínas que requieren unirse a determinados
fosfolípidos.

Los glicolípidos (5% de los lípidos de
membrana) son también anfipáticos y se encuentran
sólo en la parte extracelular de la membrana. Son
importantes para mantener la adhesión entre las
células y tejidos y pueden contribuir a la
comunicación y reconocimiento entre células. Son el
blanco de ciertas toxinas bacterianas.

Los restantes 20% de los lípidos de la membrana
están constituidos por moléculas de colesterol que
se incluyen entre los fosfolípidos a ambos lados de la
membrana. Las moléculas de colesterol confieren una mayor
fortaleza a las membranas aunque disminuyen su flexibilidad. Las
membranas de las plantas carecen de colesterol.

La capa de fosfolípido es dinámica porque
las moléculas de lípidos resbalan de un lado para
otro e intercambian su sitio dentro de la misma capa. Igualmente,
la bicapa es autosellante: si se perfora con una aguja, al
retirar ésta el orificio se cierra.

Proteínas

Según su asociación con la bicapa
lipídica las proteínas pueden ser.

  • Proteínas integrales e
    intrínsecas:
    Se encuentran firmemente adosadas en
    la bicapa lipídica atravesándolas parcial o
    totalmente, estas últimas se denominan
    proteínas transmembrana pues se extiende de un lado a
    otro de la membrana haciendo protrusión por ambas
    caras y son las más numerosas.

  • Proteínas Periféricas o
    Extrínsecas
    .- No se encuentran adosadas (unidas en
    contacto) a la capa lipídica si no que son como
    apéndices en la superficie externa o interna y
    están unidas débilmente con los
    fosfolípidos o con proteínas integrales ligadas
    íntimamente con la membrana. Este tipo de
    proteínas son las que desarrollan funciones
    enzimáticas, mientras que otras se encuentran
    implicadas en funciones mecánicas como por ejemplo,
    cambios en la morfología celular.

La naturaleza de las proteínas de
membrana determina su función:

  • Canales: proteínas integrales
    (generalmente glicoproteínas) que actúan como
    poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o
    salir de la célula.

  • Transportadoras: son proteínas que
    cambian de forma para dar paso a determinados
    productos.

  • Receptores: Son proteínas integrales
    que reconocen determinadas moléculas a las que se unen
    o fijan. Estas proteínas pueden identificar una
    hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante
    para la función celular. La molécula que se une
    al receptor se llama ligando.

  • Enzimas: pueden ser integrales o
    periféricas y sirven para catalizar reacciones a en la
    superficie de la membrana.

  • Anclajes del citolesqueleto: son
    proteínas periféricas que se encuentran en la
    parte del citoplasma de la membrana y que sirven para fijar
    los filamentos del citoesqueleto.

Glúcidos

Los glúcidos presentes en las membranas no se
encuentran libres sino que están unidos covalentemente a
los lípidos formando glucolípidos y a las
proteínas formando glucoproteínas de
membrana.

Aunque existen glúcidos en las membranas
intracelulares, tanto glucolípidos como
glucoproteínas son más abundantes en la membrana
plasmática preferentemente en la monocapa
externa.

Los glúcidos de las membranas se ensamblan
principalmente en el aparato de Golgi, aunque también en
el retículo endoplasmático.

Mientras que prácticamente todas las
proteínas contienen sacáridos unidos, sólo
un 5 %de los lípidos los poseen. Al conjunto de
glúcidos localizados en la membrana plasmática se
les denomina Glucocálix. En algunos tipos celulares
la cantidad de glúcidos que se encuentran en la superficie
celular es tan grande que puede observarse con el microscopio
electrónico. La célula queda así recubierta
por una envoltura de glúcidos que representa entre el 2 y
el 10% del peso de la membrana plasmática.

No se puede considerar a los glúcidos como
moléculas inertes sino que tienen papeles importantes en
el funcionamiento celular, fundamentalmente actúan como
lugares de reconocimiento y unión. Por ejemplo, los grupos
sanguíneos vienen determinados por los glúcidos de
la membrana, lo que implica que tienen capacidad de respuesta
inmunitaria. Cuando se produce una infección, las
células endoteliales próximas exponen una serie de
proteínas llamadas selectinas que reconocen y unen
sacáridos de los linfocitos circulantes en el torrente
sanguíneo y permiten su adhesión.

El reconocimiento celular mediado por los
glúcidos es también muy importante durante el
desarrollo embrionario. Son también lugares de
reconocimiento por parte de patógenos para unirse e
infectar a las células. Virus como el de la gripe,
bacterias como el E coli y protozoos patógenos deben
adherirse a la superficie celular para infectar, de otra manera
serán barridos por los mecanismos de limpieza del
organismo. Estos organismos patógenos poseen unas
proteínas de membrana denominadas lecitinas que
tienen afinidad por determinados azúcares o cadenas de
azúcares y por tanto sólo reconocen a
células que los posean. La selectividad en la
infección de determinados tipos celulares depende de la
composición de azúcares de su
glucocálix.

  • b. FUNCIONES

Entre las funciones más importantes de la
membrana plasmática podemos mencionar:

  • Protegen la célula o el
    orgánulo.

  • Regulan el transporte hacia adentro o hacia afuera
    de la célula u organela.

  • Permiten una fijación selectiva a
    determinadas entidades químicas a través de
    receptores lo que se traduce finalmente en la respuesta a una
    señal

  • Permiten el reconocimiento celular.

  • Suministran unos puntos de anclaje para filamentos
    citoesqueléticos o componentes de la matriz
    extracelular lo que permite mantener una forma.

  • Regulan la fusión con otras
    membranas.

  • Permite la motilidad de algunas
    células.

Retículo
endoplasmático

El retículo endoplasmático es un complejo
sistema de membranas dispuestas en forma de sacos aplanados y
túbulos que están interconectados entre sí
compartiendo el mismo espacio interno. Sus membranas se
continúan con las de la membrana nuclear y se pueden
extender hasta las proximidades de la membrana plasmática,
llegando a representar más de la mitad de las membranas de
una célula.

El retículo endoplasmático tiene
clásicamente dos partes pero hay una tercera descubierta
más recientemente; ellas son:

Retículo endoplasmático
LISO,

Retículo endoplasmático
GRANULAR.

Retículo endoplasmático de
TRANSICIÓN o CIREG (compartimento intermedio
entre el RE y el Golgi).

  • a. RETICULO ENDOPLASMATICO
    LISO

Es una red constituida por finos túbulos
interconectados, y cuyas membranas se continúan con las
del retículo endoplasmático rugoso, pero sin llevar
ribosomas adheridos. Participa en el transporte celular y en la
síntesis de ciertas sustancias como por ejemplo los
lípidos, triglicéridos, y esteroides.
También dispone de sustancias que actúan para
desintoxicar compuesto como el alcohol y otras sustancias
químicas.

La mayor parte de las células tienen un
retículo endoplasmático liso escaso, pero es
particularmente abundante en las células musculares
estriadas (de la musculatura estriada o esquelética y en
la musculatura cardiaca) donde forma el retículo
sarcoplasmático, en las células del ovario y de los
testículos y en las células del
hígado.

El retículo endoplasmático liso
está involucrado en una serie de importantes procesos
celulares de los que se pueden destacar:

  • Síntesis de lípidos: Las
    membranas del retículo endoplasmático liso
    producen la mayoría de los lípidos requeridos
    para la elaboración de las nuevas membranas de la
    célula. Así mismo interviene en la
    elaboración de lípidos que se encuentran en las
    hormonas sexuales (estrógenos, testosterona), en el
    cortisol (hormona segregada por la glándula
    suprarrenal), y en la producción de colesterol
    (componente fundamental de la membrana plasmática).
    También se sintetizan lípidos que serán
    almacenados en el propio retículo (este proceso es muy
    activo en los adipocitos o células grasas, que
    almacenan estos lípidos para reserva alimentaria y
    como aislante térmico).

  • Reservorio de calcio: El REL en las
    células musculares que toma el nombre de
    retículo sarcoplásmico (RS) adoptando una
    conformación muy especializada. Actúan como
    reservorio de iones calcio (Ca2+). Cuando se produce la
    contracción muscular ser produce la liberación
    de los iones calcio almacenados en el retículo
    sarcoplásmico hacia el citoplasma. Estos iones de Ca2+
    citoplasmáticos ponen en marcha la contracción
    muscular. Cuando los iones de calcio retornan son
    transportados activamente al RS (transporte mediado por la
    acción de una bomba de calcio situada en la membrana
    del RS) produciendose la relajación.

  • Detoxificación o desintoxicación y
    glucógenolisis:
    El REL en las células
    hepáticas (células del hígado)
    está involucrado en dos funciones:
    detoxificación y glucogenólisis. La
    detoxificación consiste en la transformación de
    drogas y otros compuestos nocivos o dañinos en
    compuestos más simples que puedan ser excretados por
    orina. En el hígado las enzimas del RE liso llevan a
    cabo reacciones químicas que disminuyen la toxicidad
    de los compuestos extraños y facilita su transporte
    fuera de la célula y del cuerpo del
    organismo.

Además el RE está involucrado en el
proceso de glucógenolisis la ruptura del glucógeno
para liberar glucosa. La gluosa de los alimentos es aprovechada
en gran parte por el organismo. Aquella glucosa que no es
utilizada se almacena en el organismo de formas: grasa (en las
células adiposas) y glucógeno (en el
hígado). Cuando el cuerpo necesita aportes de glucosa
extra libera primero el glucógeno del hígado en un
proceso denominado glucógenolisis. Este proceso es
realizado en el del hepatocito o célula
hepática.

  • b. RETICULO ENDOPLASMATICO
    RUGOSO

Se caracteriza por la presencia de ribosomas unidos a su
membrana que sirven para que las proteínas que fabrican
éstos ribosomas vayan al interior del retículo
endoplasmático, si el ribosoma está suelto en el
citoplasma la proteína queda en el citoplasma.

Está formado por más cisternas que
túbulos o vesículas. Estas cisternas pueden
agruparse en forma concéntrica alrededor del núcleo
o polarizadas en algún sector de la célula. En las
células nerviosas es también conocido como
cuerpos de Nissl.

En el REr comienza la llamada "vía secretora".
Las proteínas que sintetizan los ribosomas unidos al REr
se introducen en la luz del mismo y luego pasan al Golgi. En
éste se forman las vesículas de secreción
que llevan las proteínas fuera de la célula por
exocitosis. Entonces la vía secretora es

  • REr – Aparato de Golgi –
    Vesículas de secreción.

  • Otras proteínas van del Reg al Golgi y de
    ahí a la membrana plasmática y quedan
    incrustadas en ella.

  • Otras van del Reg al Golgi y de éste a los
    lisosomas.

  • Otras quedan en el RE y ahí cumplen su
    función.

  • Algunas van al Golgi y quedan en el mismo y cumplen
    allí su función.

El RER ayuda a mantener el medio interno celular de
forma estable al evitar que proteínas sean liberadas al
citoplasma, consiguiendo de esta forma que dichas
proteínas no interfieran con el correcto funcionamiento de
la célula y sean liberadas sólo cuando sea
necesario, de otra manera, si por ejemplo quedaran libres en la
célula proteínas enzimáticas (encargadas de
la degradación de sustancias), las mismas
destruirían completamente componentes vitales de la
célula.

Otra de las importantes funciones del retículo
endoplasmático rugoso consiste en realizar un control de
la calidad de las proteínas sintetizadas, de modo que
aquellas que tienen defectos son sacadas al citoplasma y
eliminadas.

La diferenciación del retículo
endoplasmático rugoso está relacionada con el tipo
de célula. En las células secretoras existen
numerosas cadenas de retículo endoplasmático rugoso
en paralelo, con una distancia mínima para poder
sintetizar muchas vesículas de secreción. Es
particularmente desarrollado en células con alta actividad
secretora de proteínas como son los hepatocitos o
células hepáticas, las células
pancreáticas, etc.

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  • c. RIBOSOMAS

Los ribosomas son complejos macromoleculares de
proteínas y ácido ribonucleico (ARN) que se
encuentran en el citoplasma, en las mitocondrias y en
retículo endoplasmático. Están formados por
dos porciones o subunidades, una pequeña y una grande, que
al acoplarse dejan entre ambas un canal por el que se desliza el
ARN mensajero. Los ribosomas no se definen como
orgánulos, ya que no existen endomembranas en su
estructura.

La información necesaria para la síntesis
proteica se encuentra en el núcleo y más
específicamente en el Acido desoxirribonucleico
(ADN
), el cual contiene el código con el cual se
formarán las proteínas. Este código pasa al
citoplasma a través de los poros de la membrana nuclear en
forma de Acido ribonucleico (ARN) que en este caso se
denomina ARN mensajero (ARNm). Una vez en el citoplasma el ARNm
se asocia a los ribosomas entre las dos subunidades. El ribosoma
lee el ARN mensajero y ensambla los aminoácidos proceso
conocido como traducción o síntesis de
proteínas
. Todas las proteínas están
formadas por aminoácidos. Estos se combinan siguiendo la
secuencia presente en el ARNm para formar los distintos tipos de
proteínas, las que posteriormente tienen diferentes
destinos de acuerdo al ribosoma donde se sintetizan. Es la
"fabrica" donde se encuentran todas las maquinarias
biosintéticas de las proteínas. Sólo
necesita al ARNm que le lleva el código de cómo
tiene que ser la secuencia de aminoácidos y el ARNt que
trae cada uno de los aminoácidos a medida que se van
necesitando. El ARNm sería el "director " de la
fábrica y el ARNt el que trae la "materia prima", que son
los aminoácidos.

Existen dos tipos de ribosomas:

  • Ribosomas adheridos a membrana: adheridos al
    lado citoplasmático del retículo
    endoplasmático rugoso. Las proteínas
    aquí sintetizadas, luego de pasar al REr, son enviadas
    al Golgi, a la membrana plasmática o bien forman parte
    de vesículas secretoras o de los lisosomas.

  • Ribosomas libres: No están unidos a
    ninguna membrana Sintetizan otras proteínas
    codificadas en el DNA nuclear que tendrán destinos
    como el núcleo, las mitocondrias o los
    peroxisomas.

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Aparato de
Golgi

El aparato de Golgi es un orgánulo
presente en todas las células excepto los glóbulos
rojos y las células epidérmicas. Pertenece al
sistema de endomembranas del citoplasma celular. Se compone de
una serie de estructuras denominadas cisternas. Éstas se
agrupan en número variable, habitualmente de 4 a 8,
apilándose unas encima de otras y rodeadas de membrana,
formando lo que se denomina el dictiosoma y cuya
función es completar la fabricación de algunas
proteínas. Presentan conexiones tubulares que permiten el
paso de sustancias entre las cisternas. Funciona como una planta
empaquetadora, modificando las vesículas provenientes del
retículo endoplasmático rugoso. Dentro de las
funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la
modificación de proteínas, selección,
destinación, de lípidos, almacenamiento y
distribución de lisosomas y la síntesis de
polisacáridos de la matriz extracelular. Debe su nombre a
Camillo Golgi, Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago
Ramón y Cajal.

El aparato de Golgi se puede dividir en tres regiones
funcionales:

  • Región Cis-Golgi: es la más
    interna y próxima al retículo
    endoplasmático. De él recibe las
    vesículas, que son sáculos con proteínas
    que han sido sintetizadas en la membrana del retículo
    endoplasmático rugoso (RER).

  • Región medial: es una zona de
    transición.

  • Región Trans-Golgi: es la que se
    encuentra más cerca de la membrana plasmática.
    De hecho, sus membranas, ambas unitarias, tienen una
    composición similar.

Las vesículas provenientes del retículo
endoplasmático se fusionan con el cis-Golgi, atravesando
todos los dictiosomas hasta el trans-Golgi, donde son
empaquetadas y enviadas al lugar que les corresponda. Cada
región contiene diferentes enzimas que modifican
selectivamente las vesículas según donde
estén destinadas. Sin embargo, aún no se han
logrado determinar en detalle todas las funciones y estructuras
del aparato de Golgi.

La célula sintetiza un gran número de
diversas macromoléculas necesarias para la vida. El
aparato de Golgi se encarga de la modificación,
distribución y envío de dichas
macromoléculas en la célula. Modifica
proteínas y lípidos (grasas) que han sido
sintetizados previamente tanto en el retículo
endoplasmático rugoso como en el liso y los etiqueta para
enviarlos a donde corresponda, fuera o dentro de la
célula. Las principales funciones del aparato de Golgi
pueden resumirse en las siguientes:

  • Modificación de sustancias sintetizadas en
    el RER:
    En el aparato de Golgi se transforman las
    sustancias procedentes del RER. Estas transformaciones pueden
    ser agregaciones de restos de carbohidratos para conseguir la
    estructura definitiva y así adquirir su
    conformación activa o funcional. Por ejemplo, en el
    RER de las células acinosas del páncreas se
    sintetiza la proinsulina que debido a las
    transformaciones que sufre en el aparato de Golgi,
    adquirirá la forma o conformación definitiva de
    la insulina. Las enzimas que se encuentran en el
    interior de los dictiosomas son capaces de modificar las
    macromoléculas mediante glicosilación
    (adición de carbohidratos) y fosforilación
    (adición de fosfatos). Las proteínas
    también son marcadas con secuencias señal que
    determinan su destino final.

  • Secreción celular: las sustancias
    atraviesan todos los sáculos del aparato de Golgi y
    cuando llegan a la cara trans del dictiosoma, en forma de
    vesículas de secreción, son transportadas a su
    destino fuera de la célula, atravesando la membrana
    citoplasmática por exocitosis.

  • Producción de membrana
    plasmática:
    los gránulos de
    secreción cuando se unen a la membrana en la
    exocitosis pasan a formar parte de esta, aumentando el
    volumen y la superficie de la célula.

  • Formación de los lisosomas
    primarios
    .

Lisosomas

Son organelas que funcionan como el sistema digestivo de
las células, sirviendo tanto para degradar material
proveniente del exterior de la célula, así como
componentes obsoletos de la misma célula.

Son orgánulos relativamente grandes, formados por
el retículo endoplasmático rugoso (REr) y luego
empaquetadas por el complejo de Golgi. Los lisosomas son
compartimentos encerrados por una única membrana, que
contienen enzimas (sustancias que producen destrucción o
lisis de otras sustancias) utilizadas para la digestión
intracelular de moléculas grandes o macromoléculas
de proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y
lípidos. Los productos finales de la digestión de
las estas macromoléculas, tales como aminoácidos,
azúcares y nucleótidos, son transportados hacia el
citoplasma desde donde pueden ser excretados o reutilizados por
la célula. Son verdaderas bolsas de enzimas, las cuales si
se liberan y pasan al citoplasma producirían la
destrucción total de la célula. Por ello la
membrana de los lisosomas debe estar intacta y protegida de la
acción de estas enzimas. Las enzimas más
importantes del lisosoma son:

  • Lipasas: que digieren los
    lípidos.

  • Glucosidasas que digieren los
    carbohidratos.

  • Proteasas: que digieren las
    proteínas.

  • Nucleasas: que digieren los
    ácidos nucleicos.

El proceso de digestión celular y
formación de lisosomas puede resumirse del siguiente
modo:

  • El material proveniente del exterior celular ingresa
    al interior de la célula por endocitosis o por
    fagocitosis.

  • Una vez incorporadas al citoplasma reciben el nombre
    de endosoma temprano (si procede de la endocitosis) o
    fagosoma (si procede de la fagocitosis).

  • Una vesícula brota del aparato de Golgi, con
    un contenido de enzimas hidrolíticas (hidrolasas) el
    denominado lisosoma primario.

  • El lisosoma primario se fusiona con el enodosoma
    temprano o con el fagosoma, formando el lisosoma secundario o
    endosoma tardío. En esta estructura se liberan las
    enzimas que actúan sobre los diferentes componentes o
    sustratos. Las lipasas sobre los lípidos, las
    proteasas sobre las proteínas, etc.

  • Lo que queda del lisosoma secundario después
    de la absorción es un cuerpo residual. Los
    cuerpos residuales contienen desechos no digeribles que en
    algunos casos se exocitan y en otros no, acumulándose
    en el citoplasma a medida que la célula
    envejece.

  • Los lisosomas también son responsables de la
    autofagia, un proceso en el que se eliminan las partes
    obsoletas de la célula. El primer paso de la autofagia
    parece ser el secuestro de una organela o parte celular en
    una membrana derivada del RE. La vesícula resultante
    (autofagosoma) se fusiona luego con un lisosoma, y sus
    contenidos son digeridos. Este proceso es altamente regulado
    y los componentes celulares seleccionados pueden de alguna
    manera ser marcados para su destrucción
    lisosomal.

Mitocondrias

Después del núcleo, uno de los organelos
de mayor tamaño es la mitocondria, mismo que,
aparentemente derivado de otras células por medio de un
proceso endosimbiótico, constituye la "central
energética celular", gracias a una única
disposición de proteínas que permiten una mayor
extracción de energía a partir del
metabolismo.

Aparte de su función energética, la
mitocondria cumple con otras importantes tareas, las cuales la
convierten en una organela única.

Son organelos citoplasmáticos que a la
observación con el microscopio electrónico
presentan forma de salchicha o de gusano, delimitados por dos
membranas, una externa y lisa, y otra interna, que presenta
pliegues, capaces de aumentar la superficie en el interior de la
mitocondria. Como se asemejan a las bacterias en numerosos
aspectos, se cree que provienen de bacterias que fueron
incorporadas por la célula, en una relación de
simbiosis en el que el huésped (la célula) y el
organismo incorporado (la mitocondria) se ayudan para sobrevivir
y reproducirse. Puede ser hallado en todas las células
aunque en células muy especializadas pueden estar
ausentes. El número de mitocondrias varía
según el tipo celular. La distribución de las
mitocondrias dentro de las células es generalmente
bastante uniforme y aunque existen en promedio unas 2000 por
célula en aquellas células que desarrollan trabajos
muy intensos, como las musculares, tienen un número mucho
mayor. Gozan de cierta autonomía dentro de la
célula, se multiplican independientemente por
división y pueden coexistir centenares dentro de una misma
célula, e incluso no les falta su genética propia.
Las mitocondrias no permanecen estáticas en la
célula, al contrario, se mueven, cambian de
tamaño y forma, se fusionan con otras mitocondrias
o se dividen en otras más pequeñas.

La función más característica que
se asocia a estos organelos es la de la producción
aeróbica de la energía, con ese fin, utiliza la
energía contenida en ciertas moléculas como la
glucosa, realizando la descomposición total de la misma a
través de la oxidación completa del AcetilCoA
(ciclo de Krebs) y una subsecuente cascada de reacciones de
óxido – reducción y transporte electrónico
conocidas como fosforilación oxidativa, las cuales generan
un gradiente de protones en la membrana mitocondrial interna que
se utiliza como fuerza motriz para la síntesis de ATP
(Kowaltowski, 2000; Saraste, 1999). Este proceso no sólo
genera la energía necesaria para mantener el metabolismo
celular a través de la producción de ATP, sino que
favorece el mantenimiento del propio metabolismo
mitocondrial.

Sin embargo, a pesar lo indiscutible de esta
función como la principal ejercida por las mitocondrias,
estos organelos poseen otras que son dignas de mención
(Kowaltowski, 2000). Entre ellas, se encuentra la
termogénesis, función que se da aparentemente a
través del desacoplamiento parcial de la cadena
respiratoria, mediado por proteínas desacopladoras
específicas y que se manifiesta principalmente en el
neonato. En segundo lugar, aparte de mantener el flujo de
energía necesario para mantener el intercambio de calcio
con el medio extracelular y mantener la concentración
intracelular a niveles relativamente constantes, la mitocondria
participa directamente en la homeostasis de este ión, por
medio de intercambiadores con protones. Como consecuencia del
transporte electrónico, la mitocondria es el principal
sitio celular de origen de especies reactivas de oxígeno,
las que pueden participar en el desencadenamiento de la muerte en
las células necróticas. Además, las
mitocondrias tienen una participación muy activa en el
proceso de muerte celular programada, la apoptosis.

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Autor:

DR. Carlos Jorge Segovia

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL ESTE

MATERIA: BIOLOGIA

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