Tema 7. el citosol - Apuntes 7 PDF

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Tema 7 Grupo B...

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Tema 7. El citosol. El citosol, también llamado hialoplasma o citoplasma fundamental, es la parte del citoplasma que ocupa el espacio comprendido entre los orgánulos rodeados de membrana y el citoesqueleto. • Representa aproximadamente la mitad del volumen celular. • Carece de estructura aparente. • En el citosol las moléculas pequeñas (incluyendo ciertas proteínas) difunden fácilmente. • Sin embargo, las partículas grandes como las vesículas de transporte y demás orgánulos celulares difunden muy lentamente porque colisionan con una gran variedad de filamentos y túbulos proteicos que constituyen el citoesqueleto. Normalmente, estas partículas de mayor tamaño se transportan a través de los elementos del citoesqueleto con gasto de energía.

➢ Composición química. •

El citosol es muy rico en agua (75%) y proteínas (20%).

•

En él se encuentran disueltas o en suspensión multitud de moléculas y partículas como: • • • • • •

Enzimas del metabolismo intermediario Componentes del metabolismo intermediario ARNm, ARNt Ribosomas Azucares, aminoácidos, nucleósidos, nucleótidos, etc. Iones.

➢ Funciones. El citosol es para los demás constituyentes de la célula una reserva de combustibles y de materiales de construcción. Lejos de ser un medio inerte en el cual se suspenden los orgánulos celulares, es vital para la célula debido a los procesos que en él se realizan. En el citosol tiene lugar un gran número de reacciones bioquímicas del anabolismo (síntesis) y catabolismo (degradación), por lo que es una encrucijada de numerosas vías metabólicas.

Entre los procesos celulares que ocurren en el hialoplasma podemos destacar: ➢ Biosíntesis de aminoácidos, enzimas, nucleótidos, azúcares y ácidos grasos. ➢ Activación de aminoácidos para la síntesis proteica. ➢ Modificaciones en las proteínas recién sintetizadas (postraduccionales). • Incorporación covalente o no de coenzimas. • Fosforilación • Adición de una molécula de ácido graso (mirístico o palmítico) a una proteína soluble para su inserción en una membrana como proteína integral. • Adición de N-acetilglucosamida. • Proteínas reguladoras de expresión génica. • Poro nuclear. ➢ Glucogenogénesis, proceso por el cual la célula almacena glucosa en forma del polímero glucógeno, y glucogenólisis, por el cual se obtiene glucosa 1-fosfato a partir del glucógeno. ➢ Glicolisis o Glucolisis, ruta aerobia/anaerobia de degradación de la Glucosa.

➢ Fosfato que genera parte del ATP que necesita la célula, además de metabolitos para los procesos de fermentación (anaerobios) o posterior oxidación en la mitocondria (aerobia). ➢ Vía de las pentosas fosfato, ruta degradativa de la glucosa 6-fosfato que produce NADPH e intermediarios indispensables en ciertas síntesis.

3. Inclusiones citoplasmáticas. Este término designa estructuras o materiales almacenados en el citoplasma y que pueden ser demostrados microscópicamente. Se consideran parte del citoplasma, pero no son orgánulos o componentes principales de la

célula, sino productos de su actividad metabólica que han quedado dentro de ella. Las principales inclusiones citoplasmáticas son las partículas de glucógeno y las gotas lipídicas. ➢ Partículas de glucógeno. • Tienen un diámetro de 15-30 nm. • Sólo están presentes en las células animales. • Pueden encontrarse dispersas o formando acúmulos

llamados rosetas.

➢ Gotas lipídicas. • Se encuentran en el citosol de muchos tipos celulares tanto animales como vegetales. • A veces representan una parte importante del volumen celular como en las células del tejido adiposo o de ciertas semillas oleaginosas. • Estas inclusiones citoplasmáticas no están rodeadas por membrana. • Las células productoras de lípidos se denominan adrenales.

➢ Pigmentos.

➢ En ciertos tipos celulares pueden aparecer acúmulos de naturaleza proteica o glucoproteíca (sustancia amiloide: sustancia patológica que se deposita entre las células de distintos tejidos y órganos del cuerpo), con texturas variadas de tipo laminar, fibrosa, etc., que se relacionan con patologías concretas, como sucede en el tejido nervioso.

4. Ribosomas: síntesis de proteínas. Las subunidades de los ribosomas eucariotas están constituidas por RNAr y proteínas, de acuerdo con el siguiente resumen:

Podemos encontrar tres sitios activos en el ribosoma funcional, que van a permitir el ensamblaje de los aminoácidos, la elongación de la cadena polipeptídica y, por tanto, la traducción del RNAm para formar la proteína. Estos sitios son: • •

Sitio A: donde se ensambla el RNAt que porta su aa específico Sitio P: donde tiene lugar la formación del enlace peptídico y donde se encuentra anclada la cadena polipeptídica en formación

•

Sitio E: es el lugar de salida (exit) de cada RNAt una vez que se ha liberado del aa.

Además, las subunidades van a permitir el ensamblaje a la RNAm que se va traduciendo, concretamente este reconocimiento tiene lugar en la subunidad menor, y una vez acoplados RNAm y subunidad menor, comienza la traducción. Los ribosomas permiten la traducción del RNAm mediante un proceso en el que se reconocen específicamente los codones, que corresponden a cada aa, y se ensamblan secuencialmente los aa correspondientes. La cadena se inicia con el ensamblaje de la subunidad pequeña al RNAm y el reconocimiento de un codon de inicio. A continuación, se van uniendo secuencialmente los aminoácidos en el orden de los codones, traduciendo así al RNA mensajero a una cadena polipeptídica De forma muy resumida se expone el siguiente esquema:

1) Step 1 → En el sitio A se acopla el RNAt cargado con un nuevo aa por unióncodon-anticodon del ARNt. El sitio P está ocupado por la cadena en crecimiento que se ancla en el complejo por el ultimo RNAt. 2) Step 2 → Se produce el desplazamiento del RNAm respecto al ribosoma y el enlace peptídico de la cadena en crecimiento al nuevo aa. (sitio P) 3) Step 3 → Tras el desplazamiento, un RNAt "vacío" queda en el sitio E desde donde se libera. Existen codones de inicio y de final de la síntesis.

❖ Chaperonas. Encargadas del plegamiento correcto y de la estabilidad de la conformación tridimensional (estructura terciaria) y del transporte hasta su destino de las proteínas. Están presentes en todos los organismos, tanto procariotas como eucariotas

❖ Polisomas. En el citosol se encuentran los mRNA y las subunidades de los ribosomas. Los ribosomas acoplan sus subunidades al RNAm para llevar a cabo la traducción, que sucede muy rápidamente (menos de un minuto). Cuando un ribosoma ha traducido una secuencia de aminoácidos suficientemente larga, un nuevo ribosoma se une al extremo 5´ del mRNA, de tal manera que se ven varios ribosomas unidos a una molécula de mRNA. Esta estructura recibe el nombre de polirribosoma o polisoma. Los polisomas que encontramos en el citosol se diferencian en el RNAm Un RNAm es monocistrónico cuando solo tiene un codon de inicio, como sucede en eucariotas. Solo da lugar a una proteína

Los polisomas de procariotas son más largos, y muchos son policistrónicos. Tienen más de un codon de inicio, y presentan la secuencia de más de un gen, por lo que dan lugar a más de una proteína (de 1 a 3)....