Estructura y Funciones de los Orgánulos Celulares y Ciclos Biológicos

Funciones del REL

• Síntesis de lípidos y derivados lipídicos: En el REL se sintetizan prácticamente todos los lípidos de la célula, excepto ciertos lípidos mitocondriales y los ácidos grasos. Por tanto, este orgánulo es esencial para la biosíntesis de importantes componentes de las membranas celulares. Además, en el REL de células intestinales y hepáticas se sintetizan también hormonas esteroideas.
• Detoxificación: Se produce la inactivación y la eliminación de muchos productos tóxicos liposolubles procedentes del exterior.
• Almacén de calcio para la contracción muscular: El REL es muy abundante en las células del músculo estriado. Su función consiste en acumular Ca²⁺ y liberarlo en respuesta a estímulos nerviosos.
• Metabolismo de los carbohidratos: En el REL se hidrolizan carbohidratos como el glucógeno.

El sistema RE-complejo de Golgi

• Participa en la formación de la pared celular vegetal y del glicocálix en las células animales.
• Se relaciona con el tránsito de lípidos en las glándulas sebáceas, sudoríparas o de la bilis en los hepatocitos.
• Interviene en la génesis de los lisosomas.

Membrana mitocondrial externa

• Constituye una membrana unitaria de composición semejante a la de otros orgánulos celulares.
• Contiene un elevado número de porinas, por lo que es muy permeable.

Espacio intermembranoso

• Se localiza entre ambas membranas y está ocupado por una matriz de composición semejante a la del citoplasma.

Membrana mitocondrial interna

• Posee estructura trilaminar y presenta muchas invaginaciones o crestas mitocondriales. Las crestas, pueden ser vesiculares o tubulares e incrementan la superficie de la membrana interna. Esta membrana carece de colesterol y es más impermeable a los iones que la membrana externa.
• En ella se encuentran las cadenas de transporte electrónico y enzimas como la ATPasa o ATP sintasa.

Matriz mitocondrial

• Contiene ADN mitocondrial, ARN y ribosomas 70S.
• Incluye, además, diversas enzimas, como las implicadas en el ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos, y otras enzimas del catabolismo.

Procesos que tienen lugar en la matriz mitocondrial

• La β-oxidación de los ácidos grasos y la descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico.
• El ciclo de los ácidos tricarboxílicos (CAT).
• La síntesis de proteínas mitocondriales.

Procesos que tienen lugar en la membrana mitocondrial interna

• El transporte de electrones a través de la cadena respiratoria hasta el oxígeno.
• La síntesis de ATP por fosforilación oxidativa.

Fase lumínica

• En la membrana tilacoidal se producen las reacciones de conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y se generan moléculas reducidas, para lo cual son imprescindibles la luz, pigmentos fotosintéticos y agua.

Fase oscura

• En el estroma tiene lugar la fijación del CO₂ en moléculas orgánicas y su almacenamiento en forma de polisacáridos de reserva.

Estructura y composición de los cromosomas

• Los cromosomas representan el grado más elevado de empaquetamiento del ADN y de la cromatina en la célula.
• El solenoide cromatínico forma dominios en forma de bucles que alcanzan otros niveles de compactación y enrollamiento hasta constituir los cromosomas metafásicos.
• Durante la metafase, cada cromosoma aparece constituido por dos cromátidas (unidas por el centrómero) que incluyen los cinetocoros, placas proteicas a las que se unen los microtúbulos cromosómicos del huso mitótico.
• Los extremos de las cromátidas se denominan telómeros y en ellos se encuentran secuencias repetitivas de ADN para evitar la pérdida de información genética en la replicación.
• Los satélites son zonas de forma esférica, separadas del cromosoma por constricciones secundarias.

Ciclo celular

• El ciclo celular comprende los períodos de crecimiento y división que tienen lugar durante el ciclo vital de una célula.
• Consta de dos etapas:
  • Mitosis: Cada célula se divide en dos o más células hijas, consta de dos procesos: Cariocinesis y Citocinesis.
  • Interfase: Período que transcurre entre dos divisiones sucesivas, con varias fases:
    • G1: Es el lapso de tiempo comprendido entre el final de la última división celular y la síntesis de ADN (fase S).
    • S (fase de síntesis): En esta etapa tiene lugar la síntesis de histonas y la replicación del ADN.
    • G2: Es la etapa de preparación para la división celular y en ella se llevan a cabo distintos procesos biosintéticos. El ADN, ya duplicado en la fase S, empieza a condensarse y los cromosomas se hacen visibles. Al final de la fase G2 hay un segundo punto de restricción que regula la entrada en la fase de mitosis y división.

Profase mitótica

• Consta de seis etapas:
  • Proleptoteno: Se ha producido ya la duplicación del ADN y, por tanto, la fase S.
  • Leptoteno: Los cromosomas homólogos se unen a la membrana nuclear a través de placas de unión y comienza a formarse el huso mitótico.
  • Zigoteno: Los cromosomas homólogos se unen estrechamente entre sí y en la zona de contacto entre ambos se origina una estructura, denominada complejo sinaptonémico. En esta fase cada pareja de cromosomas se llama bivalente.
  • Paquiteno: Tiene lugar el entrecruzamiento o sobrecruzamiento entre cromátidas no hermanas. Los puntos de sobrecruzamiento corresponden a los nódulos de recombinación de los complejos sinaptonémicos.
  • Diploteno: Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, aunque aún permanecen unidos en aquellos puntos donde ha tenido lugar el sobrecruzamiento. Se inicia la desaparición de los complejos sinaptonémicos.
  • Diacinesis: Los cromosomas aparecen de nuevo condensados, los quiasmas se van desplazando hacia los extremos del bivalente.

Ciclos biológicos

• Ciclo diplonte: El individuo es diploide durante todo el ciclo, excepto en la fase de gameto. La meiosis tiene lugar en las células que originan los gametos.
• Ciclo haplonte: El individuo es haploide durante todo el ciclo, excepto en la fase de cigoto. La meiosis tiene lugar inmediatamente después de la formación del cigoto.
• Ciclo haplo-diplonte: Combina fases haploides y diploides. Un individuo adulto diploide origina, por meiosis, esporas haploides que por mitosis dan lugar a un individuo haploide. Este produce unos gametos que, tras la fecundación, originan un cigoto diploide.