Ø Citoesqueleto y estructuras afines.
El citosol es gelatinoso, amorfo, no suelto sino perfectamente estructurado por una red de proteínas que sostienen a los orgánulos y le da forma a la célula.
El citoesqueleto está altamente relacionado con otras proteínas diferentes que originan otras estructuras celulares que no son el citoesqueleto como son los cilios, flagelos, ciclosis, movimientos de los cromosomas, citocinesis todas ellas relacionadas con el movimiento celular.
Están muy relacionados y son muy semejantes a los miofilamentos de las células musculares, en su estructura, en su composición y en su funcionamiento. Todas estas estructuras dejan de funcionar por un metabolito llamado “citocolosina”.
El modelo de los filamentos deslizantes explica el funcionamiento de las células musculares y de estas otras estructuras. Las células musculares presentan una estriación, ya que están abarrotadas de unas proteínas y donde se observa unas bandas oscuras. La unidad estructural y funcional de las células musculares se llama sarcómero.
Un sarcómero está formado por dos tipos de proteínas filamentosas, donde unos filamentos son gruesos formado por una proteína llamada miosina, que se encuentran fijas por la base. Entre estos filamentos gruesos hay otros filamentos más delgados formados por una proteína llamada actina que se encuentra flotando sobre los filamentos gruesos, provocando el desplazamiento de los filamentos gruesos sobre los delgados, acortándose el sarcómero no los filamentos.
Las cabezas de las miosina presentan actividad ATPasica intrínseca por lo que convierte la energía mecano-química.
Hay tres tipos de filamentos relacionados con los movimientos:
§ Microfilamentos.
Son delgados, de unos 4 nanómetros de diámetro y están formados de una proteína globular llamada actina, que polimeriza y forma como una cuerda de dos hebras. Son los responsables de los movimientos de la membrana, cuando se acorta y se alarga, como en la fagocitosis, endocitosis, exocitosis o en la citocinesis por estrangulamiento.
§ Filamentos intermedios.
Tienen entre 8-10 nanómetros de diámetro, son muy variados y dependen de los distintos tipos de células, como las neurofibrillas o las fibras de queratina de las células epidérmicas o la ciclosis que son corrientes provocadas en el citoplasma o las fibras del citoesqueleto.
§ Microtúbulos.
Son filamentos más gruesos que los anteriores y miden unos 25 nanómetros de diámetros y su nombre es tubulina, es una proteína globular polimerizada con forma de tubos. Organizados de diferentes maneras constituyen la base de sustentación del citoesqueleto. El huso acromático también está formado de microtúbulos como los centriolos, los corpúsculos basales (cilios y flagelos) y los propios cilios y flagelos.
La principal característica de los microtúbulos es que presentan polaridad a la hora de polimerizar en un polo (crecen) y se despolimeriza en el otro (se acortan). Son estructuras bastante complejas que se montan y desmontan con gran facilidad según las necesidades celulares. Son labiales (se rompen con la temperatura) como el huso acromático o el citoesqueleto. Otros como el centriolo, los corpúsculos basales o los cilios y flagelos son más estables.
- Centro organizador de los microtúbulos.
Todas estas estructuras que derivan de los microtúbulos se forman a partir de un centro organizador como los que se encuentran en el centrosoma, orgánulo que se encuentra en la periferia del núcleo con aspecto estrellado, exclusivo en los animales. El aspecto estrellado lo proporcionan los microtúbulos llamados Áster. En su interior se encuentran centriolos perpendiculares formados por 9 triplomicrotúbulos y la sustancia que los rodea se llama sust. Pericentriolar. Este es el centro organizador de los microtúbulos polar del huso acromático. En esta sust. Pericentriolar hay tubulina y enzimas para su polimerización.
En los vegetales el centro organizador de los microtúbulos son dos zonas más densas que se encuentra en los polos de la célula.
o Cilios y flagelos en eucariotas.
Los presentan tanto las células animales como las células vegetales. Los cilios y flagelos son aparentemente diferentes ya que los cilios son muchos pelitos cortos y numerosos y reman. Mientras que los flagelos suelen ser dos largos y producen movimiento de propulsión. Aunque tienen la misma estructura y composición.
Son orgánulos recubiertos por una membrana (membrana ciliar y membrana flagelas) que son una continuación de la membrana plasmática (orgánulo intracelular).
La caña o axómero es un cilindro formado por 9 duplomicrotúbulos, de esos 9 solo 1 se continua hacia abajo fiándose al corpúsculo basal, que también es un cilindro formado por 9 tripomicrotúbulos, flotando los demás.
En la parte proximal que da al flagelo hay un cilindro central de proteína que se une los 9 triplomicrotúbulos llamado “rueda de carro”. El corpúsculo basal es tan semejante al centriolo que son intercambiables.
- Funcionamiento de las diferentes células musculares.
Los microtúbulos de cada uno de los duplomicrotúbulos se encuentras muy cercanos entre sí, entre medio se encuentra una proteína llamada Deneina parecida a la Miosina, que posee actividad ATPasica intrínseca. Por ello es capaz de hidrolizar sin una enzima e intrínseca, por lo que le permite convertir la energía química del ATP en energía mecánica (desplazamiento microtúbulos). Es una conversión mecano-química de la energía como en las células musculares. Produciendo el deslizamiento de un microtúbulos flotante sobre otro microtúbulos fijo.
El cilio o el flagelo no presentan sarcómero por lo que no se acortan si no que se flexionan. Los flagelos se desplazan mediante una onda de flexión que va desde la base al extremo, desplazándose por propulsión.
Ø Ribosomas.
Los ribosomas son los únicos orgánulos macizos que presentan las células, además de ser poroso y estar formado de dos subunidades. Cada unidad es diferente en morfología, tamaño, composición y coeficiente de sedimentación.
Los ribosomas de los procariotas son conocido como 70s, están formados por un 60% de H2O, su peso seco es en un 60% ARNr y el 40% restante son proteínas de las que hay 55 diferentes. 70s significa el coeficiente de sedimentación que presenta el ribosoma completo, cada subunidad una seria 50s y la otra 30s. Se observa que el coeficiente de sedimentación de las dos subunidades unidas es menor que cada una por separado.
Un 60% de los nucleótidos complementarios del ARNr están formando una doble hélice (estructura 2º), mientras que el 40% restante forma bucle (discontinuidades) que dan lugar a la estructura 3º. Esto produce que los ribosomas sean compactos. (Ver ARNr)
Los ribosomas se originan en los nucléolos. En los cromosomas hay una constricción 1º llamada centrómero, algunos cromosomas presentan además constricción 2º, sitio donde se hallan los genes cuya transcripción van a originar a los ARNr.
Cuando aparecen los cromosomas antes de dividirse la célula los nucléolos desaparecen ya que estos son una parte de la cromátida. Una vez que acaba la división y vuelven a aparecer las cromáticas, las que presentan constricción 2º se unen para dar lugar a los nucléolos.
Los nucléolos son las cromáticas que presentan constriccion2º, además de ARN polimerasa, nucleótidos de ARN. Es donde ocurre la transcripción del ARNr, lo que es lo mismo el metabolismo transcripcional que dan lugar a los ribosomas y la transcripción de otros genes.
Los ribosomas salen al hialoplasma, donde se auto-ensamblan entrono a un ARNm. Todas las células presentan ribosomas ya que es un orgánulo esencial excepto para los espermatozoides maduros.
Los ribosomas se encuentras “libres” y aislado en el hialoplasma en los procariotas, mientras que en los eucariotas también los encontramos “libres”, pero en vez de aislados, formando polisomas. También hay ribosomas asociados a membranas (retículo endoplasmático rugoso, membrana nuclear).La síntesis de proteínas libres o asociadas a membrana. (Ver síntesis de prot.).
La función de los ribosomas es la de “realizadores mecano-químico de las proteínas”. EL funcionamiento comienza cuando las dos subunidades ensamblan por estero-especificidad, apareciendo unas nuevas propiedades que por separado no tenían. Estas propiedades consisten en hacer capaz a los ribosomas de reaccionar reversiblemente con otras moléculas (factores que pueden ser de ionización, elongación o terminación, GTP, ARNmt). La llegada y salida de estas moléculas producen un cambio en la estructura y en todas las moléculas de los ribosomas completo desembocando en la síntesis de proteínas.
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