Se denomina citoplasma al interior de las células, que ocupa el área entre el núcleo y la membrana plasmática. En el citoplasma hay orgánulos rodeados por membranas, y el líquido intracelular, que recibe el nombre de hialoplasma o citosol.
El citosol es una dispersión coloidal formada por un 70-80% de agua, donde hay disueltas glúcidos, lípidos y proteínas, estas últimas sobre todo se encargan de reparar la membrana plasmática. Además puede presentar forma de sol o gel que le permite el movimiento ameboide.
En su interior se encuentra el citoesqueleto: un conjunto de filamentos de origen proteico que da orden interno a la célula y permite su movimiento. Entre estos filamentos destacan:
Microtúbulos: Son los de mayor tamaño y sus paredes están formadas de la proteína tubulina ( α-tubulina y β-tubulina ). Estos dímeros de tubulina se unen y forman protofilamentos.
Microfilamentos: Son los más finos y están formados por subunidades de actina. Están presentes sobre todo en las células musculares.
Filamentos intermedios: Constituidos por proteínas filamentosas pueden ser de diferentes tipos; neurofilamentos, filamentos desmina, vimentina o de queratina.
CENTROSOMA
El centrosoma corresponde a la zona del citoplasma donde se encuentra el centro organizador de microtúbulos. Es una estructura cuyo componente principal son dos centriolos- al par de centriolos se les llama diplosoma-.
En un centrosoma con centriolos se encuentra el material pericentriolar, que es el centro organizador y las fibras de áster que sirven para fijar los centrosomas.
Los centriolos están formados por tripletes de microtúbulos y conectados entre sí por una proteína llamada nexina.
CILIOS Y FLAGELOS
Son prolongaciones móviles de la membrana plasmática de algunas células, constituidas por microtúbulos.
Los cilios son cortos y muy numerosos, recubriendo la superficie celular. Su movimiento es coordinado de atrás hacia delante.
Los flagelos son largos y escasos, generalmente sólo 1 ó 2. Su movimiento es ondulatorio.
Los cilios y flagelos están formados por:
El tallo o axonema. Rodeado por la membrana plasmática. Tiene una estructura de 9x2+2, pues consta de 18 microtúbulos en 9 grupos de 2 microtúbulos dispuestos en círculo.
Cada par de microtúbulos permanece unidos al siguiente por fibrillas de nexina,pero además cada pareja presenta unos brazos llamados dineína.
Zona de transición. Es la zona donde se produce el cambio entre la estructura (9+2) del tallo o axonema con la estructura (9+0) del cuerpo basal o centriolo. Desaparecen los dos microtúbulos centrales, y los dobletes periféricos pasan a ser tripletes.
El corpúsculo basal es un cilindro colocado en la base del cilio o del flagelo, debajo de la membrana plasmática. Tiene la misma estructura que los centriolos (9x3), ya que carece del par de microtúbulos centrales, y tiene 9 tripletes de microtúbulos periféricos.
RIBOSOMAS
Los ribosomas son unos orgánulos globulares, sin membrana, constituidos por proteínas (ribonucleoproteínas) asociadas a ácidos ribonucleicos ribosómicos (ARNr) procedentes del nucléolo.
Todas las células, procariotas o eucariotas, tienen ribosomas, aunque los ribosomas eucarióticos son más grandes que los procarióticos.
En la célula eucariota se pueden encontrar:
Libres en el citoplasma formando grupos de polisomas, adheridos a la parte externa de la membrana del retículo endoplasmático rugoso o libres en la matriz de las mitocondrias.
Cada ribosoma contiene un 80% de agua, un 10% de ARNr y un 105 de proteínas.
El ribosoma está formado por dos subunidades, cada una con un coeficiente de sedimentación distinto.
La subunidad menor, que sedimenta a valores de 40 S.
La subunidad mayor, de velocidad de sedimentación 60 S.
INCLUSIONES CITOPLASMÁTICAS
Son acumulaciones de sustancias de carácter hidrófobo que se encuentran en el citoplasma y no están rodeadas de membrana.
Pueden acumular sustancias de reserva energética, pigmentos con función protectoria o de productos de desechos, y proteinas precipitadas.
a) Inclusiones de reserva.
Células animales.
Glucógeno
Lípidos
Células vegetales:
Gotas de grasa
Aceites esenciales
Látex
b) Pigmentos
Lipofucsina. Producto de desecho
c) Inclusiones de proteínas precipitadas.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Es un complejo sistema de membranas que forman sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí y que delimitan un espacio interno denominado lumen.Se comunica con el complejo de Golgi y con la membrana nuclear externa y se relaciona con la síntesis de proteínas y lípidos.
Según sus funciones y su composición se distinguen dos tipos de retículo endoplasmático:
RER (rugoso)
Está constituios por un sistema de cisternas, tubos y sacos aplandos interconectados entre sí y con ribosomas adheridos a la cara externa de su membrana. Estos ribosomas se fijan gracias a unas proteínas llamadas riboforinas.
Su función principal es la de síntesis de proteínas con los ribosomas fijados a su membrana. Las proteínas sintetizadas pasan del RER al REL, luego al aparato de Golgi y de allí, a los lisosomas, a la membrana plasmática o al exterior.
Las proteínas sintetizadas y almacenadas en el RER, antes de ser transportadas a otros orgánulos citoplasmáticos, deben ser glucosiladas para convertirse en glucoproteínas. La glucosilación de las proteínas se produce en el lumen del retículo, mientras que las proteínas del citosol no suelen estar glucosiladas.
REL (liso)
No contiene ribosomas asociados y forma un sistema de túbulos membranosos interconectados entre sí y con el RER.
FUNCIONES:
Síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos.
Detoxificación: Su membrana contiene enzimas desintoxicantes que degradan sustancias liposolubles que puedan resultar toxicas y las transforman en sustancias solubles que pueden ser excretadas por el organismo.
Contracción muscular: En las células del tejido muscular estriado, el REL libera calcio activando la contracción muscular.
VACUOLAS Y VESÍCULAS
Forman parte del sistema endomembranoso. Se forman a partir del Retículo endoplasmático, del aparato de Golgi o de invaginaciones de la membrana.
En las células animales suelen ser pequeñas y se llaman vesícuas. En las células vegetales suelen ser grandes y su membrana se llama tonoplasto.
Su función principal es la el almacenamiento temporal y el transporte de materiales tanto dentro de la célula como hacia el interior y el exterior.
Las vaculoas también son encargadas de mantener la turgencia celular.
Las vacuolas pueden ser vegetales, contráctiles y digestivas. Estas últimas, relacionadas con los procesos de endocitosis.
APARATO DE GOLGI
El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas, excepto en los glóbulos rojos. Pertenece al sistema de endomembranas. Está formado por unas estructuras llamadas dictiosomas (dependiendo del tipo de célula), y estos dictiosomas están compuestos por unas 4 - 8 cisternas aplanadas rodeadas de membrana que se encuentran apiladas unos encima de otras, y cuya función es completar la fabricación de algunas proteínas. Modifica vesículas del retículo endoplasmático rugoso.
Los dictiosomas presentan:
Una cara CIS, proximal o de formación: es la más interna, cercana al núcleo, y continuación de las membranas del retículo endoplasmático, del que recibe las vesículas de transición. Su forma es convexa.
Una cara intermedia : tiene la mayor actividad metabólica y presenta las vesículas intermedias .
Una cara TRANS, distal o de maduración: se encuentra próxima a la membrana plasmática (se parece más a ella). Su forma es cóncava. En la periferia de esta cara, se encuentran unas vesículas grandes llamadas vesículas de secreción, que contienen en su interior los productos finales y que llevarán a la membrana plasmática para expulsarlos al medio externo (exocitosis) o para formar lisosomas, que contienen enzimas digestivas.
LISOSOMAS
Los lisosomas son orgánulos globulares, formados por el aparato de Golgi, presentes tanto en células animales como vegetales en cuyo interior tiene lugar la digestión intracelular.
Su membrana es de 75A recubierta por el interior por una gruesa capa de glucoproteínas que la protegen de la destrucción por la acción de las enzimas hidrolasas. La membrana del lisosoma contiene una bomba de protones que introduce H+ y mantiene el pH ácido, inferior a 5.
Los lisosomas contienen una gran cantidad de enzimas hidrolíticas, pero su contenido puede ser muy distinto. Se distinguen dos tipos de lisosomas:
Lisosomas primarios . Sólo contienen enzimas digestivas.
Lisosomas secundarios. Contienen sustratos en vía de digestión. Son lisosomas primarios fusionados con otras sustancias, de origen interno o externo.
Según la sustancia que hidrolizan, se distinguen dos tipos:
Vacuolas heterofágicas: fusión de un lisosoma primario con partículas que proceden del exterior de la célula.
Vacuolas autofágicas: fusión de un lisosoma primario con distintas partes de la célula que ya no son necesarias o zonas lesionadas.
Los lisosomas son los encargados de la digestión de las macromoléculas, aunque en algunos casos, sirven como almacén temporal de reservas.
PEROXISOMAS Y GLIOXISOMAS
Los peroxisomas son unos orgánulos esféricos, pequeños, presentes en células animales y vegetales, rodeados de una membrana de 75Å, que contienen unas enzimas oxidtias, entre las que destacan la oxidasa y la catalasa.
La oxidasa utiliza oxígeno molecular para oxidar diversos tipos de sustratos desprendiendo peróxido de hidrógeno (H2O2), sustancia que es tóxica para la célula. Después actúa la catalasa, que descompone el peróxido de hidrógeno:
H2O2 ----------→ 2H2O + O2
O bien,
H2O2 + sustrato-H2 -----------→ 2H2O + sustrato
Las funciones de los peroxisomas son:
Detoxificación de algunas sustancias tóxicas para el organismo, como ácido úrico, etanol, metanol,...
Degradación de ácidos grasos y aminoácidos que no van a generar ATP, como ocurre en la mitocondria, sino energía en forma de calor.
Un tipo especial de peroxisomas son los llamados glioxisomas, exclusivos de células vegetales, que aparecen en semillas en germinación y permiten producir glúcidos a partir de los ácidos grasos.
MITOCONDRIA
Las mitocondrias están presentes en casi todas las células eucarióticas,
pueden degradar totalmente la glucosa en presencia de oxígeno hasta convertirla en dióxido de carbono y agua, obteniendo mucha más energía.
El número de mitocondrias depende de las necesidades energéticas de la célula, situándose en zonas en las que se requiere un consumo importante de ATP.
Las mitocondrias tienen forma cilíndrica y están limitadas por una doble membrana, la membrana mitocondrial externa, que la separa del hialoplasma, y la membrana mitocondrial interna, que tienen unos repliegues hacia el interior que aumentan su superficie, las crestas mitocondriales. Estas membranas dejan dos compartimentos: el espacio intermembrana, entre ambas membranas, y la matriz mitocondrial, espacio que rodea la membrana mitocondrial interna.
CLOROPLASTOS
Son un tipo de cromoplastos que se localizan en las células vegetales fotosintéticas y en las algas verdes.
Se pueden mover por movimientos ameboideos y contráctiles, y se colocan en la parte de la célula que recibe mayor cantidad de luz. Las algas fotosintéticas suelen tener un gran cloroplasto, pero las células vegetales tienen algunas decenas.
Su principal función es capturar la energía lumínica y utilizarla en la síntesis de materia orgánica.
Los cloroplastos están formados por una doble membrana (externa e interna), un espacio intermembranoso y un espacio interior o estroma, donde se encuentran los tilacoides, con forma de sáculos aplanados. En el cloroplasto se distingue:
Membrana externa e interna.La membrana externa es muy permeable, y la membrana interna, que es menos permeable, presenta proteínas de transporte específicas que regulan el paso de sustancias entre el hialoplasma y el estroma. Carecen de clorofila y, como en las mitocondrias, estas membranas tampoco tienen colesterol.
Espacio intermembrana. De composición muy parecido al citosol, por la permeabilidad de la membrana externa.
Tilacoides y grana. Son sáculos aplanados aislados o interconectados, parecidos a una pila de monedas formando una red interna membranosa. Se llama grana a cada uno de estos apilamientos, con un número variable de sacos. Las membranas de los tilacoides contienen todo lo necesario para realizar la fotosíntesis.
Estroma. Es el espacio central del cloroplasto. Contiene en su interior:Una molécula de ADN circular de doble cadena, que codifica la síntesis de proteínas del cloroplasto.Ribosomas, (plastorribosomas) de 70S, como los de mitocondrias y bacterias.Enzimas, de dos tipos:Las que permiten reducir CO2 a materia orgánica, como la rubisco.Las que permiten la replicación, transcripción y traducción de la información
NÚCLEO
El núcleo es el principal orgánulo de la célula eucariota animal y vegetal, pues contiene la información genética en forma de ADN, y es donde se realiza la replicación del ADN y la síntesis de todos los ARN.
El núcleo tiene aspecto muy distinto según el momento del ciclo en el que se encuentre. Así, se distingue:
Núcleo interfásico cuando la célula no se está dividiendo.
Núcleo mitótico cuando se diferencian los cromosomas, y la célula se va a dividir.
El núcleo es un orgánulo rodeado por una doble membrana, la envoltura nuclear, que rodea al material genético (ADN) de la célula separándolo del citoplasma. El medio interno se llama nucleoplasma, que además de ADN, contiene uno o más corpúsculos muy ricos en ARN, denominados nucléolos.
El núcleo interfásico, , tiene una doble membrana nuclear y el ADN formando parte de unas fibras de cromatina desenrolladas. Es en este momento cuando su actividad es más elevada, ya que las fibras de ADN (cromatina) están extendidas para permitir su transcripción a ARN, y para duplicarse antes de la división celular.
