Tema 10:

Hialoplasma, Citoesqueleto y orgánulos no membranosos.

1. HIALOPLASMA o CITOSOL

• Se denomina así a ña solución fluida en la que se encuentran inmersos los orgánulos celulares. El conjunto de citosol+orgánulos = CITOPLASMA

• CARACTERÍSTICASEs un líquido de aspecto coloidal en el que flotan los orgánulos. ( separable del resto por centrifugación)Forma entre el 50 y 60% del volumen celular.Está compuesto por entre un 70 -80% de agua.20-30 % de proteínas, y además también contiene, glúcidos, lípidos, iones, ATP.No todas las zonas tiene la misma composición, dándose zonas mas viscosas, con consistencia de gel y otras muy fluidas (sol). Puede pasar de estado gel estado sol según las necesidades metabólicas y como necesidad en la locomoción celular. ( movimiento ameboide)

HIALOPLASMA O CITOSOL

• FUNCIONES.• El citosol, funciona como regulador del pH celular, además es donde se realizan la

mayoría de las reacciones metabólicas en sincronía con los orgánulos citoplásmicos específicos.

• Las proteínas citosólicas son enzimas fundamentales que participan en los siguentes procesos metabólocos:

– Glucogenogénesis: síntesis de glucógeno– Glucogenolisis: degradación del glucógeno– Biosíntesis de aminoácidos y su activación para la síntesis de proteínas.– Modificaciones de las proteínas recién formadas– Biosíntesis de ácidos grasos– Reserva de combustible y moléculas estructurales

2. CITOESQUELETOTodas las células presentan una red de filamentos proteicos, responsables de la forma celular, organización interna, división celular y el movimiento. Este citoesqueleto está formado por tres tipos de filamentos.

• MICROFILAMENTOS DE ACTINA- ESTRUCTURA

Formado por dos hebras de proteinas globulares enrolladas en hélice de unos 7nm.La proteína globular es la actina G que en presencia de ATP se polimeriza y forma la actina F. Se polimeriza y despolimeriza según las necesidades.

• Actina G: se asocia a otra proteína que es la profilina que evita la polimerización por eso se denomina también actina no polimerizada.

• Actina F: Es un polímero formado por 2 hebras de Actina G enrolladas en doble hélice en sentido dextrogiro.

• Además, estos microfilamentos tienen proteinas asociadas.ABP ( Actin binding proteins) que modifican sus propiedades y pueden ser:

– Estructurales: que intervienen en la unión de los filamentos de actina formando haces, rede, anclajes y estas proteínas son: α-actinina, fimbrina, villina,vinculina y distrofina.

– Reguladoras: reguladoras del movimiento como la miosina que interviene en la contracción muscular y otras como la tropomiosina, caldesmona, y calponina. Existen otras proteínas reguladoras no motoras como las profilinas y timosinas.

- FUNCIONES.Permite la contracción muscular al asociarse con la miosina.Esqueleto de microvellosidades intestinales, permite que las vellosidades estén erguidas.Junto con la miosina forma el anillo contráctil que origina la citocinesis en células animales.Formación de pseudópodos.Colabora en los movimientos de ciclosis o corrientes citoplasmáticas que permiten los movimientos internos en el citoplasma.

• MICROTÚBULOS- Son formaciones cilíndricas, uniformes y rectilineas, dispersas por el citoplasma o

formando parte de cilios, flagelos y centriolos. Son estructuras dinámicas que se pueden formar y destruir.( polimerización y despolimerización)

ESTRUCTURA.Son tubos huecos de unos 25 nm de diámetro formados por subunidades de tubulina que se disponen helicoidalmente, concretamente 13 subunidades por vuelta.Cada tubulina está formada por un dímero de tubulina α y β. Estos dímeros en presencia de GTP se polimerizan formando el microtúbulo.

- FUNCIONESBase de formación de cilios y flagelos.Formación del huso acromático en la mitosis y meiosis.Colabora en los movimientos formación de pseudopodosColabora en el esqueleto celularAparece en la prolongaciones citoplasmáticas como axones y dendritas de neuronas.Movimiento de algunos orgánulos por el citoplasma.

• FILAMENTOS INTERMEDIOS- Su diámetro de 10nm les otorga su nombre por estar entre medias de los de actina y

los microtúbulos.

- ESTRUCTURA.Formados proteínas fibrosas que la célula no puede desarmar fácilmente, ya que son muy estables.Su composición es variada y aparece en células que tienen que soportar esfuerzos mecánicos. ( son diferentes según el tipo de célula)Las más importantes son las queratinas de las células epiteliales( tonofilamentos), los neurofilamentos en neuronas, vimetinas de células conjuntivas.

- FUNCIONES.Tienen función estructural, evitando la ruptura de las membranas celulares sometidas a esfuerzos, proporcionando resistencia mecánica a la célula.Mantiene la forma. Son los más resistentes de todos.

3. CENTROSOMA. CENTRIOLOS.• Es una estructura sin membrana presente en todas las células animales capaces de

dividirse. No existe en células vegetales.

• CARACTERÍSTICASSe sitúa cerca del núcleo por eso el nombre de centrosoma.Está formado por dos centriolos colocados perpendicularmente( ángulo de 90º), por ello se denominan diplosoma.Aparecen rodeados de un haz de microfilamentos o material pericentriolar denominado asterLas células vegetales superiores carecen de ellos..

• ESTRUCTURA DE UN CENTRIOLO.Cada centriolo está formado por nueve grupos de tres microtúbulos ( 9 + 0)Cada triplete aparece unido en toda su longitud. Los microtúbulos A, B y C de dentro a fuera. El unico completo es el A el resto tienen 10 protofilamentos ( en lugar de 13)Entre los tripletes aparecen puentes de unión de nexina, entre el microtúbulo más externo de un triplete y el microtúbulo más interno de otro.En el interior aparecen fibrillas radiales que dan la imagen de rueda de carro.

• FUNCIONES.Centro organizador de microtúbulos. De él derivan todas las estructuras formadas por microtúbulos.Organizar el huso acromático en la mitosis de células animales. En células vegetales el material perinuclear puede realizar dicho papel.Base de formación de cilios y flagelos.

4. CILIOS Y FLAGELOS• CARACTERÍSTICAS.FUNCIÓN

Son prolongaciones que se crean a partir de centriolos y que poseen capacidad de movimiento.Aparecen rodeados de membrana plasmática,Los cilios son cortos y numerosos y se mueven de forma coordinada creando ondas.Los flagelos son largos y suelen ser únicos y se mueven como un látigo.

• ESTRUCTURA

- RAICES CILIARES: microfilamentos estriados que salen del extremo inferior del corpúsculo basal cuya misión está relacionada con la coordinación del movimiento de los cilios ( Ritmo)

- CORPÚSCULO BASAL.Estructuralmente identico a un centriolo (9 +0) y se denomina cinetosoma.Se sitúa en el citoplasma por debajo de la m. plasmática.

- ZONA DE TRANSICIÓN.Es la base del cilio o flageo y se localiza a la altura de la membrana plasmática.Desaparece un microtúbulo de cada triplete.No tiene microtúbulos centrales y en cambio aparece una estructura denominada placa basal que conecta la base del cilio o flagelo a la membrana plasmática.

- TALLO O AXONEMA.Presenta una estructura ( 9 +2) , Nueve pares de microtúbulos periféricos y un par en el centro.Los microtúbulos centrales se une por proteinas fibrilares llamadas tektina. La pareja de microtúbulos periféricos se unen con las parejas contiguas por nexina. Los microtúbulos A ( más internos) tiene prolongaciones laterales de dineinas. Aparecen conexiones radiales entre los m. periféricos y la pareja central

• FUNCIONES DE CILIOS Y FLAGELOS:Principalmente el movimiento ya que permiten que la célula se pueda desplazar a través

del medio líquido. Pero también pueden provocar que sea el medio líquido o las partículas extracelulares

las que se desplacen por la superficie de la célula como el caso de las células de las trompas de falopio y las células ciliadas de la traquea y bronquios.

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5. RIBOSOMAS.Descubiertos en 1953 y denominados inicialmente gránulos de Palade. Son partículas sin membrana solo observables al microscopio electrónico.

CARACTERÍSTICAS.Al microscopio se ven como puntos redondeados y oscuros.Su número es variable dependiendo de la síntesis de proteinas.Compuestos por ARNr + proteínas= Ribonucleoproteínas.Aparecen de tres formas:

Libres en el citoplasma.Pegados a la cara externa del retículo endoplásmico por la

subunidad mayor. formando el R.E.R.Unidos a la membrana externa de la envoltura nuclear.Agrupados en hileras, unidos por ARNm y se denominan polisomas

o polirribosomasTambién existen ribosomas , mas pequeños en el interior de

mitocondrias y cloroplastos. ( mitorrinosomas y plastirribosomas respectivamente)

• ESTRUCTURA. COMPOSICIÓN.FUNCIÓNFormados por dos subunidades, una mayor y otra menor, que se separan despues de su actividad en la síntesis de proteínasSon mayores en eucariontes que en procariontes y su coeficiente de sedimentación es 80s en eucariontes y 70s en procariontes. Se originan en el núcleo a partir del nucleólo, formando las subunidades que salen sueltas por los poros nuclearesSu composición es ARNr y proteínas a partes igualesSu función es la síntesis de proteínas

6. INCLUSIONES

Son acumulaciones de sustancias, no rodeadas de membrana, que aparece en células animales y vegetales.En células vegetales son importantes los granos de almidón, gotas de grasa, aceites esenciales y también sales que cristalizan como el oxalato cálcico.En células animales el glucógeno, lípidos en adipocitos, pigmentos como la melanina en los melanocitos.

TIPOS DE INCLUSIONES: -Inclusiones cristalinas: * Células vegetales: suelen proceder de sales cristalizadas.* Células animales: por ejemplo en los túbulos seminíferos, células de Sertoli -Inclusiones Hidrófobas:* Células vegetales: en el seno de grandes vacuolas: granos de almidón, gotas de grasa y aceites esenciales ( terpenos)* Células Animales:-Glucógeno: en células hepáticas y musculares-Lipidos : en adipocitos- Diferentes pigmentos como la melanina.

7. PARED CELULAR• CARACTERÍSTICAS. COMPOSICIÓN.

Aparece en células vegetales, bacterias, hongos y algas por encima de la m. plasmática.Presenta poros o punteaduras que son adelgazamientos con lamina media y una delgada pared primaria.Está compuesta por una matriz amorfa de pectina, hemicelulosa, agua y sales. Una parte reticular formada por fibras de celulosa

• ESTRUCTURA.

- LÁMINA MEDIA.Cuando la célula termina de dividirse , se forma la lámina media como elemento de unión entre las células.( no aparece en zonas de plasmodesmos). Está formada fundamentalmente por pectina muy hidratada.

- PARED PRIMARIA.Se forma a continuación y es típica de células en crecimiento. Está compuesta por gran proporción de agua, hemicelulosa, pectina y algo de celulosa.Es delgada y flexible, permitiendo la consistencia y al mismo tiempo el crecimiento celular

- PARED SECUNDARIA.Se forma cuando la célula ha terminado de crecer y su pared se engrosa para dar rigidez y consistencia. Se sitúa entre la pared primaria y la membrana plamática.Se compone fundamentalmente celulosa y algo de hemicelulosa, careciendo de pectina y la proporción de agua se reduce bastante. Muchas paredes secundarias también contienen lignina que es la responsable de la dureza de la madera.

• TRANSFORMACIONES DE LA PAREDEs frecuente que se acumulen depósitos de distintas sustancias para potenciar su función.- Lignificación: Depósitos de lignina, en tejidos de sostén en tallos viejos.- Suberificación: Depósitos de suberina en tallos y raíces, formando el corcho.- Mineralización: Depésito de sales para dar consistencia.- Gelificación: Depósitos de gelosa para impermeabilizar

• FUNCIONES.Unión entre células.Exoesqueleto de la planta.( crecimiento antigravedad) Interviene en el equlibrío osmótico (turgencia).

8. MATRIZ EXTRACELULAR

• CARACTERÍSTICAS. COMPOSICIÓNSustancia que rodea a la célula y está formada por distintas sustancias.Contiene proteinas fibrosas como el colágeno (consistencia), elastina(elasticidad), proteoglucanos como el ácido hialurónico (lubricante), glucoproteinas ( fibronectina y Laminina) que favorecen la unión entre células.

• FUNCIONES.- Unir las células que forman tejidos y organizarlos.- Proporciona elasticidad y resistencia.- Vía de comunicación entre tejidos.- colabora en el crecimiento y diferenciación celular