CARACTERITICA
Y FUNCIONES DE LOS ORGANELOS CITOPLASMATICOS
Las células eucariotas tienen un núcleo celular bien diferenciado,
un citoplasma con organelos citoplasmáticos y una membrana que envuelve y
protege a la célula.
Algunos organelos como las mitocondrias, los ribosomas, el
retículo endoplásmatico, el aparto de Golgi, los lisosomas son organelos
presentes en células animales y células vegetales.
LAS MITOCONDRIAS: CENTRALES DE ENERGIA
Son las “centrales de energía” de la célula. En ellas se produce
la energía que la célula necesita para crecer y multiplicarse. La forma de la
mitocondria es alargada y tiene dos membranas que la envuelven, una externa
lisa y otra interna con pliegues que se llaman crestas. Las vacuolas son
como pequeños almacenes. La célula guarda en ellas agua, nutrientes o
sustancias que elabora o necesita eliminar.
Mitocondria, diminuta estructura celular de doble
membrana responsable de la conversión de nutrientes en el compuesto rico en
energía trifosfato de adenosina (ATP), que actúa como combustible celular. Por
esta función que desempeñan, llamada respiración, se dice que las mitocondrias
son el motor de la célula.
Se encuentran mitocondrias en las células eucariotas
(células con el núcleo delimitado por membrana). El número de mitocondrias de
una célula depende de la función de esta. Las células con demandas de energía
particularmente elevadas, como las musculares, tienen muchas más mitocondrias
que otras. Por su acusado parecido con las bacterias aeróbicas (es decir, que
necesitan oxígeno), los científicos creen que las mitocondrias han evolucionado
a partir de una relación simbiótica o de cooperación entre una bacteria
aeróbica y una célula eucariota ancestral.
Mitocondria
Las mitocondrias, estructuras diminutas alargadas que se
encuentran en el hialoplasma (citoplasma transparente) de la célula, se
encargan de producir energía. Contienen enzimas que ayudan a transformar
material nutritivo en trifosfato de adenosina (ATP), que la célula puede utilizar
directamente como fuente de energía. Las mitocondrias suelen concentrarse cerca
de las estructuras celulares que necesitan gran aportación de energía, como el
flagelo que dota de movilidad a los espermatozoides de los vertebrados y a las
plantas y animales unicelulares.
LOS RIBOSOMAS: SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Los ribosomas tienen forma redondeada y son
pequeñas fábricas donde se producen proteínas. Pueden estar libres en el
citoplasma o pegados a las paredes del retículo endoplásmatico rugoso.
Ribosoma, corpúsculo celular que utiliza las instrucciones
genéticas contenidas en el ácido ribonucleico (ARN) para enlazar secuencias
específicas de aminoácidos y formar así proteínas. Los ribosomas se encuentran
en todas las células y también dentro de dos estructuras celulares llamadas
mitocondrias y cloroplastos. Casi todos flotan libremente en el citoplasma (el
contenido celular situado fuera del núcleo), pero muchos están enlazados a
redes de túbulos envueltos en membranas que ocupan toda la masa celular y
constituyen el llamado retículo endoplásmatico.
Cada ribosoma consta de cuatro moléculas o subunidades distintas
de ácido ribonucleico (ARN) y de numerosas proteínas. En el ser humano, tres de
estas cuatro subunidades se sintetizan en el nucléolo, una densa estructura
granular situada dentro del núcleo. La cuarta subunidad se sintetiza fuera del
nucléolo y se transporta al interior de este para el ensamblaje del ribosoma.
EL RETÍCULO ENDOPLASMATICO
El retículo endoplásmatico liso y el retículo
endoplásmatico rugoso transportan sustancias de una parte a otra de
la célula. Elretículo endoplásmatico rugoso recuerda a un grupo de sacos,
unidos unos a otros, que se comunican entre sí. Su aspecto rugoso se debe al
gran número de ribosomas que tiene pegados a sus paredes. Su función es
almacenar las sustancias que fabrican los ribosomas. La estructura del retículo
endoplásmatico liso es parecida pero no tiene ribosomas. Su función está
relacionada con la formación de grasas.
Retículo endoplásmatico (RE), también retículo endoplásmico,
sistema de membranas que fabrica y transporta materiales dentro de las células
con núcleo (células eucariotas). El RE está formado por túbulos ramificados
limitados por membrana y sacos aplanados que se extienden por todo el
citoplasma (contenido celular externo al núcleo) y se conectan con la doble
membrana que envuelve al núcleo. Hay dos tipos de retículo endoplásmatico: liso
y rugoso.
La superficie externa del RE rugoso (RER) está cubierta de
diminutas estructuras llamadas ribosomas, donde se produce la síntesis de
proteínas, que pueden ser secretadas por la célula, o bien ser utilizadas en
los distintos orgánulos celulares. El RE transporta estas proteínas a otros
lugares dentro de la célula. En la luz del RE rugoso, las proteínas sufren
varios cambios: se pliegan para formar su estructura terciaria y ganan grupos
de hidratos de carbono (se inicia la glucosilación de las proteínas).
El RE liso (REL) desempeña varias funciones. Interviene en la
síntesis de casi todos los lípidos que forman la membrana celular y las otras
membranas que rodean las demás estructuras celulares, como las mitocondrias.
Las células especializadas en el metabolismo de lípidos, como las hepáticas,
suelen tener más RE liso.
El RE liso también interviene en la absorción y liberación de
calcio para mediar en algunos tipos de actividad celular. En las células del
músculo esquelético, por ejemplo, la liberación de calcio por parte del RE
activa la contracción muscular.
Retículo endoplásmatico rugoso
El principal centro de síntesis proteica de la célula es la
superficie del retículo endoplásmatico rugoso (RER). Es una estructura
característica formada por un apilamiento de membranas con pequeños gránulos
oscuros llamados ribosomas. Las proteínas sintetizadas pasan de la superficie
del RER al exterior de la célula. En los ribosomas que puntean la superficie
del RER también se sintetizan proteínas, pero éstas permanecen dentro de la
célula para realizar funciones metabólicas.
Don W. Fawcett/Science Source/Photo Researchers, Inc.
APARTO DE GOLGI: LUGAR DE ALMACENAJE
La estructura del aparato de Golgi recuerda a la
del retículo endoplásmatico. A él llegan productos elaborados por el retículo
endoplásmatico rugoso. En su interior estas sustancias se modifican. Por lo
tanto, el aparato de Golgi interviene en la producción, almacenamiento y
transporte de determinadas sustancias.
Aparato de Golgi, parte diferenciada del sistema de membranas en
el interior celular, que se encuentra tanto en las células animales como en las
vegetales.
Su nombre se debe a su descubridor, el médico italiano Camillo
Golgi, que en 1898 observó una estructura reticular en células nerviosas
mediante una técnica de impregnación con nitrato de plata. Más tarde, gracias
al microscopio electrónico, se pudo obtener una imagen más característica que
permitió el estudio detallado de su estructura.
El aparato de Golgi se sitúa cerca del núcleo y está formado por
unidades, los dictiosomas, que están conectados entre sí. Cada dictiosomas está
formado por un conjunto de sacos o cisternas discoidales y aplanadas, rodeadas
de vesículas secretoras de varios tamaños. Cada dictiosomas mide cerca de 1
micrómetro y agrupa unas 6 cisternas, aunque en algunos casos puede llegar
hasta cinco veces más. El número de dictiosomas puede variar desde unos pocos
hasta cientos según la función que desempeñen las células eucariotas.
Este orgánulo se sitúa entre el retículo endoplásmatico (RE), por
un lado, y la membrana plasmática. Cada dictiosomas está polarizado, es decir,
tiene dos caras distintas: la cara ‘cis’ o de formación (convexa y cercana al
retículo endoplásmatico) y la cara ‘trans’ o de maduración (cóncava y cercana a
la membrana plasmática). La primera es una membrana fina que está rodeada de
vesículas de transición procedentes del RE. La otra cara, la ‘trans’, es una
membrana más gruesa y similar a la plasmática; a su lado se localizan las
vesículas secretoras. Entre la cara ‘cis’ y la ‘trans’ se sitúan los sacos de
la parte central que forman la zona media.
La principal función del aparato de Golgi es la secreción de las
proteínas producidas en los polisomas del RE rugoso, las cuales se incorporan
por la cara ‘cis’ procedentes de las vesículas de transición. A continuación atraviesan
la zona media y emigran a la cara ‘trans’; desde aquí pasan a las vesículas
secretoras para ser eliminadas por un proceso de exocitosis al medio
extracelular. En este proceso, las membranas de las vesículas se fusionan con
la membrana plasmática, de tal forma que esta se regenera.
Algunas vesículas secretoras que contienen enzimas hidrolíticas se
transforman en lisosomas. Además, en este orgánulo ocurre la glucosilación de
proteínas y lípidos para producir glicoproteínas y glicoesfingolípidos. Los
azúcares, oligosacáridos que ya se habían unido a proteínas y lípidos en el RE,
son eliminados y sustituidos por otros nuevos en el aparato de Golgi. Algunos
de los productos que se secretan intervienen en la formación de la pared
celular de las células vegetales.
Aparato de Golgi
El aparato de Golgi es un pequeño grupo de sacos membranosos lisos
apilados en el citoplasma. Dirige las proteínas recién sintetizadas hacia los
lugares que deben ocupar en la célula.
Camillo Golg El médico italiano Camillo Golgi fue galardonado
con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1906. Golgi inventó un método
para teñir las células nerviosas con el fin de observarlas por el microscopio.
De esta manera, descubrió en el citoplasma un orgánulo celular al que se
denominó aparato de Golgi.
LOS LISOMAS: ORGANELOS DE LA DIGESTION
Los lisosomas son pequeñas estructuras redondeadas que
contienen sustancias químicas encargadas de realizar la digestión de
determinadas sustancias. Es decir, en los lisosomas se rompen los alimentos de
la célula en partes más pequeñas para que esta pueda utilizarlas.
Lisosoma, saco delimitado por una membrana que se encuentra en las
células con núcleo (eucariotas) y contiene enzimas digestivas que degradan
moléculas complejas. Los lisosomas abundan en las células encargadas de
combatir las enfermedades, como los leucocitos, que destruyen invasores nocivos
y restos celulares.
El tamaño de los lisosomas es muy variable, pero suele oscilar
entre 0,05 y 0,5 micrómetros de diámetro. Cada uno está rodeado por una
membrana que protege la célula de las enzimas digestivas del lisosoma. Las
proteínas de la membrana protegen la actividad de las enzimas manteniendo la
acidez interna adecuada; también transportan los productos digeridos fuera del
lisosoma.
Las enzimas lisosómicas se fabrican en el retículo endoplásmatico
rugoso y se procesan en el aparato de Golgi. Se distribuyen englobadas en sacos
llamados vesículas de transporte que se funden con tres tipos de estructuras
envueltas por membranas: endosomas, fagosomas y autofagosomas. Los endosomas se
forman cuando la membrana celular engloba pequeñas partículas como
polisacáridos, lípidos complejos, ácidos nucleicos, proteínas y otras moléculas
nutritivas. En un proceso llamado endocitosis, estas moléculas se degradan y se
reutilizan. Los fagosomas se forman cuando la membrana celular envuelve
mediante fagocitosis partículas muy grandes, como restos celulares formados en
puntos de lesión o inflamación o bacterias patógenas. Los autofagosomas se
forman cuando el retículo endoplásmatico envuelve mitocondrias u otras
estructuras celulares agotadas que deben reciclarse. En todos los casos, las
enzimas digestivas suministradas por los lisosomas digieren los objetos
envueltos en membranas y los reducen a compuestos sencillos que se envían al
citoplasma como nuevos materiales de construcción celular.
Las alteraciones de las enzimas lisosómicas pueden causar
enfermedades. Los niños nacidos con la enfermedad de Tay-Sachs carecen de una
enzima que degrada un lípido complejo llamado gangliósido. Cuando se acumula en
el organismo, daña el sistema nervioso central, provoca retraso mental y causa
la muerte a los cinco años. La inflamación y el dolor asociados con la artritis
reumatoide y la gota tienen relación con la fuga de enzimas lisosómicas.
Algunos científicos consideran las vacuolas de las células
vegetales como un tipo de lisosomas. Estas estructuras de membrana son mucho
mayores que otros lisosomas, y alcanzan hasta 20 micrómetros de diámetro.
Mantienen la presión del agua dentro de la célula —la llamada turgencia— y
evitan el marchitamiento. También actúan como reserva prolongada de
polisacáridos, lípidos, proteínas, pigmentos y materiales nocivos, como el
caucho o el opio, que repelen a los depredadores.
LOS CENTRIOLOS
Centriolo, cada una de las dos estructuras de forma cilíndrica que
se encuentran en el centro de un orgánulo de las células eucariotas denominado
centrosoma. Al par de centriolos se conoce con el nombre de
diplosoma; estos se disponen perpendicularmente entre sí. El centrosoma está
formado por el diplosoma, el material o matriz periocentriolar (material de
aspecto amorfo) y las fibras del áster (microtúbulos que se organizan en forma
de radios).
La estructura del centriolo es similar a la parte denominada
cuerpo basal o cinetosoma de un cilio o de un flagelo. Consiste en un cilindro
abierto, de unos 0,2 por 0,5 micrómetros, cuyas paredes están formadas por 9
tripletes (grupos de tres) de microtúbulos, los cuales se mantienen unidos
mediante conexiones. No poseen microtúbulos centrales como en el caso del
axonema o tallo del cilio.
La función principal de los centriolos es la formación y
organización de los microtúbulos que constituyen el huso acromático durante la
mitosis. Las células de los vegetales superiores (angiospermas) carecen de centriolos,
por lo que la formación del huso acromático.