Estructura y Composición del Citoplasma

El citoplasma es el medio líquido que llena la célula y contiene orgánulos y otras estructuras. Ocupa entre el 50 y el 80% del volumen celular y está compuesto principalmente por agua (70-80%), proteínas (20-30%), aminoácidos, glúcidos y ATP.

Funciones del Citoplasma

• Regulación del pH intracelular
• Intervención en procesos metabólicos como:
  • Glucogenogénesis
  • Glucofenolisis
  • Biosíntesis de aminoácidos
  • Modificaciones de proteínas recién formadas
  • Biosíntesis de ácidos grasos
  • Reacciones que involucran ATP y ARNt

Citoesqueleto

El citoesqueleto es una red de filamentos que da forma a la célula, organiza los orgánulos y participa en el movimiento celular. Está formado por:

Microfilamentos de Actina

• Son estructuras de 7 nm de diámetro con extremos de diferente polaridad.
• Pueden polimerizarse y despolimerizarse fácilmente.
• Existen en dos formas:
  • Actina G: Proteína globular asociada a profilina.
  • Actina F: Dos hebras de actina G enrolladas en doble hélice.
• Contienen proteínas asociadas (ABP) que modifican sus propiedades:
  • Proteínas estructurales: Intervienen en la unión de los filamentos de actina.
  • Proteínas reguladoras: Como la miosina, que actúa como proteína motora.

Funciones de los Microfilamentos de Actina

• Contracción muscular
• Formación del esqueleto mecánico de las microvellosidades
• Cariocinesis celular
• Movimiento ameboide

Microtúbulos

• Formaciones cilíndricas, uniformes y rectilíneas.
• Se encuentran dispersos por el citoplasma o formando parte de cilios, flagelos y centriolos.
• Están formados por tubulina (alfa y beta) y tienen un diámetro de 24 nm.

Funciones de los Microtúbulos

• Formación del huso mitótico
• Transporte intracelular
• Movimiento de la célula

Filamentos Intermedios

• Su diámetro es intermedio entre los microfilamentos de actina y los microtúbulos (10 nm).
• Formados por proteínas fibrosas resistentes y estables.
• Forman redes que rodean al núcleo y se extienden hacia la periferia celular.

Funciones de los Filamentos Intermedios

• Estructurales: Evitan las roturas de las membranas celulares.
• Mantenimiento de la forma celular.

Centrosomas

• Estructuras presentes en células animales y algunas vegetales.
• Carecen de membrana.

Estructura y Composición

• Formados por dos centriolos dispuestos perpendicularmente entre sí.
• Rodeados por un material pericentriolar sin forma definida.
• Los centriolos son estructuras cilíndricas formadas por nueve tripletes de microtúbulos.

Origen y Función

• Los centriolos se forman a partir de procentriolos.
• Funciones:
  • Centro organizador de los microtúbulos
  • División o génesis de nuevos centrosomas
  • Organización del huso acromático

Cilios y Flagelos

• Apéndices móviles formados por microtúbulos.
• Los cilios son cortos y abundantes, mientras que los flagelos son largos y escasos.

Ultraestructura y Composición

• Tallo o axonema: Estructura de tipo 9+2, con nueve pares de microtúbulos formando un cilindro y dos centrales.
• Zona de transición: Desaparecen los túbulos centrales y aparece la placa basal.
• Corpusculo basal: Estructura similar a un centriolo, con un modelo 9+0.
• Raíces ciliares: Formadas por microfilamentos de actina que anclan el cilio al citoplasma.

Funciones de los Cilios y Flagelos

• Movimiento celular
• Desplazamiento de líquidos o partículas extracelulares

Ribosomas

• Partículas sin membrana, esféricas y compactas.
• Formadas por ARNr y proteínas (ribonucleoproteínas).
• Pueden encontrarse libres en el citoplasma, adheridos a la membrana del retículo endoplásmico rugoso o a la membrana nuclear externa.

Estructura

• Dos subunidades desiguales (grande y pequeña) separadas por una hendidura transversal.
• Las subunidades pueden unirse o desacoplarse.

Funciones

• Intervienen en la síntesis de proteínas uniendo los aminoácidos en un orden predeterminado.

Pared Celular

• Cubierta externa que actúa como exoesqueleto en células de bacterias, vegetales, algas y hongos.

Composición Química

• Polisacáridos:
  • Quitina en hongos
  • Celulosa en algas y plantas superiores
• Matriz proteica con hemicelulosa y pectina

Estructura

• Lámina media: Primera capa que se forma tras la división celular.
• Pared primaria: Propia de células en crecimiento, delgada y flexible.
• Pared secundaria: Se forma cuando la célula deja de crecer, es gruesa y rígida.

Función

• Exoesqueleto que protege, da forma y confiere resistencia a la célula.
• Mantiene la planta erguida y evita que las células se rompan.

Metabolismo Celular y del Ser Vivo

Célula y Ser Vivo: Sistemas Abiertos

• Sistemas abiertos en equilibrio dinámico que realizan trabajo.
• Intercambian sustancias con su ambiente a través de la membrana plasmática.
• El equilibrio dinámico permite realizar trabajo.

Almacenamiento de Energía en el ATP y Otras Moléculas

• Las células utilizan ATP para almacenar y liberar energía.
• Las reacciones de hidrólisis del ATP liberan ADP, ácido fosfórico y energía química.

Enzimas

• Proteínas que catalizan reacciones bioquímicas.
• Se unen al sustrato en el centro activo.
• Disminuyen la energía de activación sin cambiar el equilibrio.

Influencia del pH y la Temperatura en la Actividad Enzimática

• Las variaciones de temperatura y pH alteran la estructura y actividad de las enzimas.
• Cada enzima tiene un pH y temperatura óptimos.

Cofactores Enzimáticos

• Algunas enzimas se asocian con cofactores:
  • Cationes metálicos: Regulan la activación.
  • Moléculas orgánicas complejas:
    • Coenzimas: Se unen débilmente a la enzima.
    • Grupos prostéticos: Se unen fuertemente a la enzima.

Clasificación de Enzimas

• Hidrolasas: Catalizan reacciones de hidrólisis.
• Liasas: Catalizan la liberación de grupos funcionales.
• Transferasas: Catalizan la transferencia de grupos funcionales.
• Isomerasas: Catalizan reacciones de isomerización.
• Oxidorreductasas: Catalizan reacciones de oxidorreducción.
• Sintetaxas o ligasas: Catalizan la síntesis de moléculas con hidrólisis de ATP.

Reacciones Enzimáticas

están reguladas por moléculas o componentes celulares que pueden inhibirlas de manera reversible o irreversible. a)Inhibidores reversibles: Se unen de forma temporal y se denominan inhibidores competitivos porque tienen una conformación espacial similar a la del sustrato y compiten con este por su unión al centro activo de la enzima. b)Inhibidores irreversibles o venenos: Se unen de forma irreversible al centro activo de la enzima y suprimen por completo la actividad de la misma. 3.3)Alosterismo: 3.4)Cinetica d la reacc enzimatic: A medida que acrecentamos la concentrac d sustrato, aument la veloc d la reacc. Pero llega moment q por+cantid d sustrato q s use, la velocidad no s eleva, se ha alcanzad la veloc maxima. Se dic q molec d la enzima stan saturada x el sustrat. Para medi la afinidad d la enzima cn el sustrat s usa la constant Km(m mayuscula x debajo d K). Si la magnitud de Km es pequeñ, s alcanza rapidamnt la mita d la veloc max y la afinida d enzima y sustrat es grand. Si km es grand, tarda en alcanza dicha veloc y afinida entr ambos s pequeñ. 4)Vitamina y metabolis: vitam son biomoléculas de muy variada complejidad que pertenencen a varias clases de principios inmediatos. indispensables en la dieta, dado que no pueden ser sintetizadas por los organismos animales, salvo excepciones. Las cantidades diarias requeridas son mínimas. La ausencia o exceso de vitam provoca enfermedades que producen transtornos metabólicos: a)Avitaminosis: Ausencia total de una o varias vitaminas. b)Hipovitaminosis: Presencia insuficiente en la dieta de una determinada vitamina. c)Hipervitaminosis: Exceso de vitaminas debido a la acumulación de una o varias vitaminas y a la imposibilidad del organismo de eliminarlas por métodos habituales como por ejemplo, la orina. 4.1)Clasif d vitamin: Suelen clasific segun solubilida en agua: a)Hidrosolubles: Solubles en el agua y actúan como coenzimas o precursores de coenzimas (vitaminas del complejo B y la vitamina C). b)Liposolubles: Solubles en disolventes no polares. Son lípidos insaponificables y no son cofactores o precursores (vitaminas A, D, E y K). 5)Energetica celula: