T.8. La célula eucariota orgánulos membranosos PDF

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Tema de la asignatura de Biología....

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T.8. LA CÉLULA EUCARIOTA: ORGÁNULOS MEMBRANOSOS 1. TIPOS DE ORGÁNULOS MEMBRANOSOS •

Sistema de citomembranas (endomembranas): Vesículas membranosas relacionadas entre sí y con la membrana nuclear. Intervienen en la síntesis e intercambio celular de sustancias, digestión celular y regulación osmótica. - Retículo endoplasmático, complejo de Golgi y vesículas.

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Orgánulos relacionados con el metabolismo energético de la célula: - Mitocondrias, peroxisomas y cloroplastos.

2. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO - Complejo de sáculos o cisternas y túbulos aplanados conectados entre sí, que delimitan un espacio interno llamado lúmen o luz del retículo. Se comunica con el complejo de Golgi y la membrana nuclear externa. Función: Síntesis de proteínas y lípidos destinados a la secreción o renovación de estructuras celulares. Dos tipos: Retículo endoplasmático rugoso (RER) y liso (REL) 2.1. Retículo endoplasmático rugoso (RER) - Constituido por un sistema de cisternas aplanadas con ribosomas adheridos a la membrana citoplasmática (espesor 7nm y más fluida que membrana plasmática). - Ribosomas se adhieren al nivel de unas proteínas receptoras específicas que interaccionan con la proteína que se está sintetizando hacia el interior del retículo (lumen). - En el lumen las proteínas se unen a chaperonas que facilitan y controlan su correcto plegamiento. - RER en casi todas las células eucarios (excp. glóbulos rojos). Muy abundantes en hepatocitos. Funciones: • Modificaciones postraduccionales de proteínas como adición de carbohidratos originando glucoproteínas. • Sintetiza proteínas que puede almacenar en la luz del retículo y luego son expulsadas. • Ensamblaje de proteínas multiméricas. • Degrada proteínas incorrectamente sintetizadas en el retículo. *Histonas: Proteínas sintetizadas por ribosomas libres, no asociados al RER. 2.2. Retículo endoplasmático liso (REL) - Constituido por un sistema de túbulos membranosos no asociados a ribosomas y conectados entre sí. Funciones: • Síntesis de lípidos y derivados lipídicos: Sintetiza todos los lípidos expt. ciertos lípidos mitocondriales y ácidos grasos que se sintetizan en el citoplasma y luego pasan al REL para la síntesis de fosfolípidos. (Orgánulo esencial) •

Detoxificación: Eliminación productos tóxicos liposolubles procedentes del exterior (drogas, insecticidas) o del metabolismo celular. En animales superiores se lleva a cabo en el hígado.

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Almacén de calcio para la contracción muscular: REL abundante en células del músculo estriado (r. sarcoplásmico). Acumula Ca2+ y lo libera en respuesta a estímulos nerviosos para permitir la contracción muscular.

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Metabolismo de los carbohidratos: Hidroliza carbohidratos (glucógeno) dependiendo de las necesidades de glucosa del organismo.

3. COMPLEJO DE GOLGI - Conjunto de sáculos o cisternas apilados y relacionados entre sí, dictiosomas, rodeados de pequeñas vesículas membranosas. Localización: Cerca del núcleo. / Y en células animales rodeando los centriolos. - Presenta polaridad, los dictiosomas tienen dos caras: • Cara de formación (cara cis): Más próxima al núcleo. Constituida por cisternas convexas conectadas con el RER. • Cara de maduración (cara trans): Orientada hacia la membrana plasmática hay cisternas con un grosor mayor de las que se originan vesículas o gránulos de secreción. *Cisternas intermedias o de trnasición entre las dos caras. Funciones: • • •

Modificación de proteínas sintetizadas en el RER: Se añaden nuevos restos de carbohidratos a las glucoproteínas --> Composición y estructura definitivas. Modificación y transformación de lípidos procedentes del REL. Transporte y secreción de proteínas y lípidos: De cara cis a trans. En la cara trans se forman las vesículas de secreción que se liberan. (Ej: Se unen a oligosacáridos). Vesículas recubiertas o revestidas: Vesículas de secreción recubiertas por proteínas específicas. Vesículas de endocitosis y exocitosis que se fusionan con la membrana plasmática de la célula.

*Sistema RE-complejo de Golgi está implicado en distintos procesos celulares: • Formación pared celular vegetal y glicocálix de algunas células animales. • Tránsito de lípidos en glándulas sebáceas, sudoríparas, bilis. • Interviene en la génesis de lisosomas.

4. LISOSOMAS Pequeñas vesículas que contienen enzimas hidrolíticas (hidrolasas) implicadas en la digestión celular. Hidrolasas: Descomponen los polímeros orgánicos en monómeros. Actividad óptima en pH ácido. Membrana lisosómica: Importancia para el funcionamiento del órganulo. Cara interna contiene proteínas glucosiladas que impiden la acción de las proteasas lisosomales. Dos tipos de lisosomas: • Lisosomas primarios: De reciente formación. Proceden del complejo de Golgi. Contienen enzimas hidrolíticas. Lisosomas secundarios: Se forman tras la fusión de lisosomas primarios a una vesículas de endocitosis o fagocitosis. Funciones de digestión celular. Contenido heterogéneo. Por las enzimas hidrolíticas --> Procesos de digestión celular. Dependiendo de la función: • Fagolisosomas: Vacuolas digestivas formadas por la unión de lisosomas primarios con una vacuola fagocítica que contienen partículas o sustancias alimenticias muy variadas según el tipo de célula. • Autofagolisosomas: Lisosomas fusionados con vacuolas autofagocíticas para eliminar restos celulares como órganos dañados. •

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Cuerpos multivesiculares: Contienen numerosas vesículas. Ej: vesículas autofágicas o de endocitosis.

5. VACUOLAS Orgánulos citoplasmáticos rodeados de membrana con elevado contenido hídrico y funciones diversas. Tipos: 5.1. Vacuola vegetal Vacuola de gran tamaño (90% vol. celulas vegetales). Con contenido ácido. Su membrana se llama tonoplasto. Funciones: • Contribuye al mantenimiento de la turgencia e incrementa la superficie celular. • Sirve de almacén de reserva para iones, glúcidos, aminoácidos, proteínas, pigmentos o productos tóxicos. 5.2. Vacuola contráctil (vacuola pulsátil) Orgánulo membranosos de contenido acuoso, presente en protistas. Función: Regulación osmótica 5.3. Vacuola digestiva Contiene enzimas hidrolíticas. Función similar a lisosomas.

6. ORGÁNULOS ENERGÉTICOS Encargados del metabolismo energético celular: Mitocondrias, cloroplastos y peroxisomas. Mitocondrias y cloroplastos tienen dos membranas separadas por el espacio intermembranoso. -Externa: Delimita al orgánulo - Interna 7. MITOCONDRIAS - Orgánulos comunes en células eucariotas que abundan en células que necesitan gran aporte energético. - Formas y tamaños variables: Cilíndricas y alargadas con extremos redondeados. - Siempre son de origen materno ya que es el óvulo el único gameto que aporta estos orgánulos al cigoto. Por ello se usa en estudios de genética evolutiva. - Las mitocondrias se dividen de forma independiente en el interior de la célula. Dos mecanismos: bipartición y gemación. Funciones: - Se realiza el metabolismo respiratorio aerobio: O2 + glucosa → CO2 + ATP + H2O (en la matriz mitocondrial y la membrana mitocondrial interna) - Síntesis de proteínas mitocondriales. - Síntesis de ATP (en la membrana mitocondrial interna) Estructura y composición de la mitocondria

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Membrana mitocondrial externa: Membrana unitaria, continua, de composición semejante a la de otros orgánulos. Con elevado nº de canales transmembranales o porinas. Muy permeable a iones y moléculas de baja masa molecular. Espacio intermembranoso o perimitocondrial: Entre ambas membranas mitocondriales. Ocupado por una matriz de comp. semejante al citoplasma. Membrana mitocondrial interna: Estructura trilaminar con numerosas inviganciones (crestas mitocondriales) que se introducen en matriz mitocondrial. - Carece de colesterol y es más impermeable a iones. Se encuentran cadeas de transporte electrónico y enzimas como ATPasa o ATP sintasa, responsable de la síntesis de ATP. Matriz mitocondrial: Contiene ADN mitocondrial, ARN, ribosomas 70s (cof. sed) y enzimas como las implicadas en el ciclo del ácido cítrico o las relacionadas con el catabolismo.

8. PEROXISOMAS Orgánulos implicados en reacciones de oxidación como las mitocondrias. Morfología: Semejante a lisosomas pero sin actividad hidrolasa. Constituyen vesículas esféricas delimitadas por una membrana. Origen: Endosimbiótico

Funciones: - Reacciones oxidativas: Se oxidan gran variedad de compuestos orgánicos que forman peróxido de hidrógeno tóxico. La catalasa lo elimina descomponiéndolo en agua y oxígeno. - Detoxificación: Enzimas como la catalasa elimina productos tóxicos para la célula. Reacciones muy importantes en células del hígado y del riñón. 9. CLOROPLASTOS Son plastos o plastidios: Conjunto de orgánulos de células eucariotas vegetales rodeados por una doble membrana. - Hay varios tipos originados de los proplastos que se diferencias según el tejido donde se encuentren y la función: • Cloroplastos: Orgánulos de color verde o pardo. Relacionados con metabolismo fotosintético. • Cromoplastos: Con abundantes pigmentos carotenoides responsables del color. • Leucoplastos: Plastos incoloros. Almacenan sustancias de reserva como almidón. - Son orgánulos en los que tiene lugar la fotosíntesis oxigénica. - Son más grandes que las mitocondrias. →Estructura:

1. Envoltura: -Membrana plastidial externa e interna tienen una estructura continua y delimitan completamente al cloroplasto. Se separan por el espacio intermembranoso. -Membrana externa: Muy permeable y contiene porinas. -Membrana interna: Menos permeable y contiene proteínas de transporte específicas.

2. Estroma: -Matriz del cloroplasto. Contiene: tilacoides, los grana, ADN plasticial (circular), ribosomas 70s, gránulos de almidón, inclusiones lipídicas y proteínas.

3. Tilacoides y grana: Serie de vesículas membranosas que se disponen paralelamente al eje mayor del cloroplasto. Los grana son agrupaciones de tilacoides (singular: granum). Se encuentran: -Aplicados en grupos o atravesando el estroma y conectando distintos granas. -Espacio tilacoidal: Compartimento interno donde el sistema está interconectado.

4. Membranas tilacoidales: -De composición particular: 12% de pigmentos implicados en el proceso fotosintético (ej: clorofilas). -En las membranas tilacoidales se encuentran los fotosistemas (centros de reacción y pigmentos antena), así como las cadenas de transporte electrónico y ATPasas.

→Función: Fotosíntesis oxigénica: Proceso realizado en eucariotas fotosintéticos y cianobacterias. - Célula utiliza la luz como fuente de Eª y CO2 como fuente de carbono. Durante la fase lumínica el agua actúa como donador de electrones y se genera O2. - Dos fases: Fases lumínica y fase oscura.

→Génesis: Se pueden originar a partir de otros preexistentes en la célula por escisión binaria en presencia de luz. (De origen materno y paterno).

Pirenoide: Zona más densa, acúmulo....