Estructuras celulares y funciones

Citoesqueleto

Conjunto de filamentos proteicos y proteínas asociadas situados en el citosol, que forman estructuras reticulares y contribuyen a la morfología celular y al movimiento celular.

Microfilamentos de actina

Se encuentran en las células eucarióticas y son imprescindibles para los movimientos celulares. La actina puede encontrarse en 2 formas:

• Actina G: proteína globular asociada a otra proteína, la profilina.
• Actina F: polímero constituido por 2 hebras de actina G con apariencia de hélice de doble cadena.

Además de la actina, hay proteínas asociadas, que reciben el nombre genérico de ABP y se clasifican en:

• Proteínas estructurales: intervienen en la unión de los filamentos de actina (vinculina y villina).
• Proteínas reguladoras: una de estas proteínas es la miosina y se incluyen otras como la tropomiosina y la caldesmón. También hay proteínas reguladoras no motoras como las profilinas y las timosinas.

Funciones de los microfilamentos de actina:

• Contracción muscular: la actina se asocia a la miosina en sarcómeros posibilitando el deslizamiento de la actina sobre la miosina.
• Formación de esqueleto mecánico de las microvellosidades: las microvellosidades se mantienen rígidas porque contienen un haz de microfilamentos de actina.
• Citocinesis celular: formación del anillo contráctil en la zona ecuatorial de la célula.
• Movimiento ameboide: formación de pseudópodos.

Microtúbulos

Son formaciones cilíndricas y rectilíneas que se encuentran dispersas por el citoplasma o formando parte de cilios, flagelos y centriolos. Están constituidos por 13 protofilamentos, compuestos de una proteína llamada tubulina.

Funciones:

• Organización del esqueleto celular.
• Formación del huso mitótico.
• Transporte intercelular a través del citoplasma.
• Constitución de estructuras, como el centrosoma y los aparatos ciliar y flagelar.

Filamentos intermedios

Estructuras formadas por proteínas fibrosas muy resistentes y que se encuentran en todas las células eucarióticas. Se pueden agrupar en 3 clases:

• Filamentos de queratina (tonofilamentos).
• Neurofilamentos (dentro de las neuronas).
• Filamentos de vimentina, desmina y GFAP (se encuentran en fibroblastos, células musculares y astrocitos).

Funciones: realizan funciones estructurales y contribuyen al mantenimiento de la forma celular.

Centrosoma

Estructura sin membrana presente en todas las células animales. No existe en las células vegetales.

Composición

Consta de un cuerpo central formado por 2 centriolos, rodeado por el material pericentriolar. Al conjunto de estos 2 componentes se le conoce como centro organizador de microtúbulos, cuyas paredes están constituidas por nueve grupos de 3 microtúbulos o tripletes que forman la estructura 9 sub 3 + 0.

Estructura

Tres microtúbulos componen cada triplete, asociados los unos a los otros, y desplazados con respecto a la generatriz del cilindro. Se denominan microtúbulo A (interno), microtúbulo C (externo) y microtúbulo B (entre el C y el A). Los tripletes se encuentran unidos entre sí mediante la nexina. El microtúbulo A está completo (13 protofilamentos), los microtúbulos B y C están formados por 10 protofilamentos. En el centriolo se distinguen un extremo proximal cercano al núcleo celular y un extremo dirigido hacia la periferia.

Origen y función

Se desarrolla a partir de un protocentriolo formado por 9 microtúbulos A. A partir del protocentriolo se crean microtúbulos B y luego los C. Después va creciendo hasta completarse. El centrosoma es el centro organizador de microtúbulos.

Ribosomas

Recibieron el nombre de gránulos de Palade y carecen de membrana. Son partículas compactas por ARNr y ribonucleoproteínas. Están presentes en todas las células menos en espermatozoides.

Estructura y funciones

Compuestos por 2 subunidades separadas por una hendidura transversal, perpendicular al eje mayor. Cada una de ellas posee un coeficiente de sedimentación distinto. En las células procarióticas, los ribososmas (70S) tiene una subunidad mayor con un coeficiente de sedimentación de 50S y una menor de 30S. En las células eucarióticas, los ribosomas (80S) tienen una subunidad mayor de 60S y una menor de 40S.

Formación de un ribosoma: el ARNr y las proteínas se forman en distintos lugares. El ARNr se sintetiza en el nucleolo y las proteínas en el citoplasma y posteriormente emigran hacia el nucléolo. Las 2 subunidades salen al citoplasma a través de los poros nucleares, y se ensamblan para crear un ribosoma completo. El resto del tiempo las subunidades permanecen separadas. Los ribosomas intervienen en la síntesis de proteínas uniendo aminoácidos en un determinado orden.

Matriz extracelular

Se encuentra por fuera de la mb plasmática y está constituida por compuestos que segregan las células y son:

• Proteínas fibrosas: son sintetizadas por fibroblastos y fibrocitos del tejido conjuntivo y confieren resistencia y elasticidad.
• Proteoglicanos: moléculas complejas formadas por una cadena polipeptídica central a la que se unen glicosaminoglicanos que son polímeros de un disacárido. Destaca el ácido hialurónico.
• Glicoproteínas estructurales: forman una red de elementos que interactúan. Destacan la fibronectina y la laminina.

Funciones de la matriz extracelular: mantiene unidas las células que forman los tejidos y da elasticidad y resistencia a los esfuerzos mecánicos. También permite la difusión de innumerables sustancias.

Hialoplasma o citosol

El medio intracelular está formado por una solución líquida llamada citosol o hialoplasma. El conjunto de hialoplasma y orgánulos es el citoplasma.

Composición

Líquido acuoso que contiene entre un 70 y un 80% de agua, mientras que el resto de los componentes son mayoritariamente proteicos, aunque también hay iones y moléculas orgánicas de pequeño tamaño. El citosol puede presentar 2 estados físicos dependiendo de la necesidad metabólica de la célula: estado de sol (fluido) y estado de gel (viscoso).

Funciones

Regulador del pH intracelular. Participación en procesos metabólicos como la glucogénesis, glucogenolísis, biosíntesis de aminoácidos, modificación de las proteínas, biosíntesis de ácidos grasos, reacciones que intervienen en el ATP y el ARNt.

Postulados teoría celular

Todos los organismos se encuentran formados por 1 o más células. La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos. Toda célula procede de la división de otra anterior. El material hereditario contiene las características genéticas de una célula y pasa de célula madre a 2 células hija.

Teoría endosimbiótica

El progenote es el antepasado común de todos los organismos y de él surgieron las células eucariotas y procariotas. La teoría endosimbiótica de Lynn Margulis propuso que las células eucarióticas se originaron a partir de una célula procariota. Las células procarióticas serían precursoras de peroxisomas, mitocondrias y cloroplastos (estos 2 últimos son similares en tamaño a las bacterias, se reproducen por división y poseen su propio ADN. Los ribosomas de mitocondrias y cloroplastos también son semejantes a procarióticos. La adquisición de estos tipos de bacterias hizo posible que la célula eucariótica adquiera respiración anaeróbica y capacidad fotosintética, formando así una relación de simbiosis entre ambos.

Célula eucariota

Cloroplastos, pared celular, vacuolas, mitocondrias, lisosomas y peroxisomas, núcleo, RER, REL y aparato de Golgi, citoesqueleto, centrosoma.

Célula procariota

Citoplasma nucleoide, mb plasmática, pared celular rígida, glicocálix, fimbrias, pili, flagelos, ribosomas.

Vitaminas

Biomoléculas de variada complejidad. Su ausencia provoca enfermedades: avitaminosis, hipovitaminosis, hipervitaminosis. Pueden ser hidrosolubles si se disuelven en agua y son coenzimas o precursoras de coenzimas (vitaminas C y B). Liposolubles: insolubles en agua y solubles en disolventes no polares.