COMPARTIMENTOS INTRACELULARES
ORGANIZACIÓN MORFOLÓGICA Y FUNCIONAL CELULAR
- CÉLULAS ESFERICAS: óvulos
- CÉLULAS POLIÉDRICAS: Epidermis, especializadas en la función de protección
- CÉLULAS ESTRELLADAS: Como las nerviosas, encargadas de captar y transmitir los IN
- CÉLULAS EN FORMA DE HUSO: Como las musculares, que forman las paredes de distintos órganos y
tienen la función de contraerse y alargarse, lo que permite que los músculos se muevan en conjunto.
BIOSINTESIS DE PROTEINAS
Las proteínas mitocondriales realizan las funciones metabólicas y de transporte características de cualquier
orgánulo celular, involucradas bien en rutas metabólicas como enzimas o involucradas en la estructura de las
membranas como transportadores, enzimas, etc.. Poseen 4 compartimientos en los cuales pueden llegar las
proteínas:
1) Membrana mitocondrial interna y externa
2) Espacio intermembranoso
3) Matriz
Existen cientos de proteínas mitocondriales que participan en la formación de las estructuras y/o en los procesos
metabólicos. Se pueden clasificar de dos formas:
Una primera forma sería en función del genoma que las codifica:
La mayoría de las proteínas mitocondriales están codificadas en genes nucleares, y su mRNA es traducido en el
citosol. Esto hace necesaria la existencia de "péptidos guía" o secuencias guía, que señalan el destino de estas
proteínas mitocondriales que se sintetizan en el citosol. De esta forma estas proteínas mitocondriales codificadas
en el genoma nuclear llegan a su destino correcto; es decir, al lugar donde llevarán a cabo su función estructural y/o
metabólica, sea la matriz mitocondrial, la membrana interna, el espacio intermembrana o la membrana externa.
Solo una pequeña parte de las proteínas mitocondriales son codificadas por el genoma mitocondrial en humano.
Sin embargo esto no ocurre igual en todos los organismos; en los organismos menos evolucionados la mitocondria
tiene un gran genoma que codifica un gran número de proteínas, aparte de otros elementos como rRNAs, tRNAs y
RNA 7s, pero este genoma es reducido drásticamente en el curso de la evolución hasta alcanzar su mínima
expresión en la especie humana. El genoma mitocondrial humano codifica únicamente 13 proteínas, aparte de
otros elementos como rRNAs, tRNAs y RNA 7s. Estas 13 proteínas son todas proteínas de la membrana
mitocondrial interna sintetizándose en los ribosomas mitocondriales, y forman parte de la estructura de los
Complejos de la cadena transportadora de electrones, y de la F0F1-ATPsintasa.
Una segunda forma sería en función de su localización; es decir, del lugar donde van a realizar su función
metabólica y/o estructural:
La mayor parte de las proteínas destinadas a la membrana mitocondrial interna cuenta con secuencias directrices internas que
pertenecen como parte de la molécula. Antes de que esta proteína pueda entrar a la mitocondria, se piensa que pasa por diferentes
fenómenos. Antes de que esta proteína pueda entrar a la mitocondria, se tiene que encontrar en un estado desplegado o extendido.
Las chaperonas como Hsp70 y Hsp90 participan en la preparación de los polipéptidos para su captación en las mitocondrias incluyendo
las que se dirigen de manera específica las proteínas mitocondriales a la superficie citosólica de la membrana mitocondrial externa.
La membrana mitocondrial externa contiene un complejo importador de proteínas llamada complejo TOM, este complejo incluye:
1) receptores que reconocen y se unen con proteínas mitocondriales
2) canales recubiertos por proteínas por los cuales pasan los polipéptidos desplegados a través de la membrana externa.
Las proteínas destinadas a la membrana mitocondrial interna o matriz deben pasar por el espacio intermembranoso y acoplarse a un
segundo complejo importador de proteínas que se encuentra en la membrana mitocondrial interna, el complejo TIM.
La membrana mitocondrial interna contiene dos complejos TIM mayores: TIM22 y TIM23, la TIM22 se une a proteínas integrales de la
membrana mitocondrial interna que contiene una secuencia directriz interna y la inserta en la bicapa lipídica, mientras que la TIM23 se
une a proteínas que tienen una presecuencia en el amino terminal, que incluyen todas las proteínas de la matriz, reconoce y traslada a
las proteínas a través de la membrana mitocondrial interna y hasta el compartimento acuoso interno. La translocación ocurre en sitios
en los que las membranas mitocondriales externa e interna están muy próximas, de manera que la proteína importada puede cruzar
ambas membranas al mismo tiempo.
El movimiento hacia la matriz está impulsado por el potencial eléctrico a través de la membrana mitocondrial interna actúa sobre la
señal directriz con carga positiva. Cuando entra a la matriz, un polipéptido interactúa con las chaperonas mitocondriales que median la
entrada al compartimiento acuoso. También se ha propuesto que las chaperonas actúan como motores generadores de fuerza que usan
la energía derivada de la hidrólisis del ATP para “tirar” del polipéptido desplegado a través del poro de translocación, también se
propone que ayudan a la difusión del polipéptido a través de la membrana.
Las proteínas que se translocan (importan) son:
ADN-polimerasas.
ARN-polimerasas.
Proteínas de la traducción.
Enzimas de la Fosforilación oxidativa
ORIGEN DE LA MITOCONDRIA
En efecto, las mitocondrias tienen su propio genoma, ajeno a los cromosomas del núcleo celular. No solo eso,
sino que también tienen su propio ARN y sus propios ribosomas y además se dividen por fisión binaria,
independientemente de la célula que las contiene. Las mitocondrias transmiten información genética a sus hijas,
y cada una contiene varias copias de su genoma dentro de sus membranas. Son como células que viven dentro de
las tuyas.
Hace 2.000 millones de años, antes de que la mitocondria fuese un orgánulo de la célula, era una bacteria libre
que nadaba por el océano. Era una bacteria aeróbica, es decir, capaz de vivir en presencia del tóxico oxígeno e
incluso de usarlo para obtener energía. En un momento dado, esa bacteria fue engullida por otra célula, una
célula nucleada y anaerobia. Sin embargo, en lugar de ser una digerida por la otra, la bacteria y la célula
establecieron una relación de simbiosis. La bacteria aportaba su capacidad de respirar oxígeno y a cambio la
célula eucariota la alimentaba.
Esto es lo que se conoce como teoría endosimbiótica o de endosimbiosis seriada, y fue presentada por Lynn
Margulis en 1967. Además de a las mitocondrias, se aplica también a los cloroplastos (los órganos de las células
vegetales que realizan la fotosíntesis), que habrían sido absorbidos hace entre 1.200 y 1.000 millones de año,
siendo originalmente cianobacterias.
La teoría endosimbiótica explica por qué mitocondrias y cloroplastos tienen ADN: era el genoma original de la
bacteria. Un genoma que con el paso de los milenios fue reduciéndose en tamaño, probablemente cediendo
parte de sus genes al ADN nuclear.
Hay muchos hechos que apoyan esta teoría. Las mitocondrias son muy similares a bacterias actuales: tienen un
tamaño parecido, contienen ADN circular bicatenario cerrado, tienen ribosomas 70S (a diferencia de los 80S de
las células eucariotas que las rodean) y se dividen por fisión binaria. Además tiene doble membrana, lo cual es un
signo de que la mitocondria ha sido fagocitada (pues la membrana exterior se parece a la de las eucariotas y la
interior a la de las bacterias). Por otra parte, se han encontrado similitudes entre el ADN mitocondrial y nuclear,
además de que las mitocondrias son incapaces de sobrevivir fuera de la célula eucariota.
CITOSOL
Es el medio interno de la célula en donde se encuentran componentes importantes del citoplasma
(citoesqueleto, ribosomas, enzimas, electrolitos, etc..) y a cuyo nivel se realizan muy importantes
funciones, como por ej.: Glucolisis, Síntesis proteica, Degradación proteica, etc..
También muy conocido como matriz citoplasmática.
COMPOSICIÓN:
- Agua es su mayor %
- Proteínas: Tubulina,
actina, etc.
- Diversas moléculas
- Enzimas solubles: de la
glucolisis, de AG, etc.
- inclusiones: de
glucógeno, pigmentos,
etc..
INCLUSIONES
Son materiales inconstantes que se almacenan en el citosol de las células. Se clasifican en:
1) Alimentos almacenados (glúcidos como el
glucógeno, lípidos en células grasas).
Abundantes en musculo estriado, adipocitos,
hepatocitos, etc..
2) Pigmentos: de 2 tipos, endógenos
produciéndose en el interior del organismo
(melanina, hemoglobina, hemosiderina,
bilirrubina, lipofuscina) y exógenos que se
originan fuera (carotenos, polvos de carbón,
etc.). Muy abundantes en eritrocitos y en
melanocitos.
3) Inclusiones cristalinas:
- Cristales de Reinke: En células de Leydig
testiculares
- Cuerpos de Russell: En plasmocitos
CITOESQUELETO
Trama, red o andamiaje interno que da una organización fibrosa a manera de esqueleto celular. Es una estructura
tridimensional, de naturaleza proteica.
Sus constituyentes están interconectados entre si y sus funciones coordinadas.
FUNCIONES
Depende la
forma de las
células
Organización
interna
celular
Movimiento
celular y de
organoides
COMPOSICIÓN DEL CITOESQUELETO
MICROTÚBULOS
FILAMENTOS
INTERMEDIOS
MICROFILAMENTOS
de ACTINA y
MIOSINA
MICROTÚBULOS
Se ubican formando una red en el citoplasma,
constituyen las fibras del huso mitótico y son
constituyentes de organoides micro tubulares
ESTRUCTURA
Tiene forma de un tubo, con una pared y una luz
central. Diámetro de 25 nm y la pared formada por
subunidades de tubulinas alfa y beta
(heterodímeros) que se combinan entre si para
formar protofilamentos, que en su conjunto
forman la estructura tubular del Mt.
CENTROS ORGANIZADORES:
Son los organizadores micro tubulares
- Centrosoma
- Cuerpos basales
PROTEINAS ACCESORIAS:
Son las MAPs que se asocian a Mt para cumplir
funciones reguladoras (controlan la polimerización
o alargamiento y la despolimerización o
acortamiento del Mt, ligadoras (conectan
filamentos del citoesqueleto entre si y con
componentes extra/intra celulares y motoras
(Movimiento y transporte).
Hay dos tipos: kinesina y dineína.
FUNCIONES
- Mecánica o de soporte
- Morfogénesis
- Motilidad celular
-Transporte intracelular de sustancias: Forman
especies de carriles por los cuales se mueven los
organoides y diversas sustancias.
CILIOS y FLAGELOS
Los cilios son prolongaciones que constan de la Mp y un interior formado por Mt. En estos se halla la
proteína dineína y tubulina que tiene función de ATPasa y permite que el cilio se mueva. El movimiento
ciliar remueve las secreciones que hay en la superficie de las células. Por ej.: en el AR traslada las
secreciones y las partículas hacia la faringe. Participan en el traslado del cigoto fecundado hacia el útero
Los flagelos son similares a los cilios pero son prolongaciones únicas y mas largas. Dan movilidad a los
espermatozoides, efectuando movimientos ondulantes para la propulsión.
CENTRIOLOS Y CUERPOS BASALES
En numero de 2, estructuras cilíndricas huecas, ubicados en el centro de la célula. Forman parte del
centrosoma.
ESTRUCTURA: 9 tripletes de microtúbulos periféricos.
La misma constitución de los centriolos. Son múltiples por célula, se ubican por debajo de la MP y dan
origen a los cilios.
ORGANOIDES MICROTUBULARES
Son organoides constituidos fundamental// por microtúbulos. Ellos son: Centriolos, Cuerpos Basales, Cilios y Flagelos, Aparato Mitótico
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