Retículo Endoplasmático

Descubierto por Palade y Porter en 1950

Se trata de un entramado membranoso compuesto por túbulos, sáculos y cisternas que recorren el citoplasma. Conecta con la membrana plasmática y con la nuclear. En el interior del retículo queda un espacio denominado LUMEN.

Existen dos tipos de retículo: rugoso y liso.

Retículo Endoplasmático Rugoso

Estructuralmente, está formado por túbulos alargados y paralelos entre sí, asociados a vesículas grandes. Presenta una superficie externa rugosa debido a los ribosomas adosados a la membrana citosólica. Los ribosomas están unidos a proteínas receptoras (glucoproteínas).

Funciones

Están relacionadas con la síntesis de proteínas:

• Síntesis y modificación de proteínas sintetizadas por los ribosomas adosados a su superficie, que se introducen en el retículo donde son glucosiladas (se agrega un oligosacárido). Tras su modificación, son transportadas por vesículas a Golgi o a otros destinos.
• Almacenamiento de proteínas que, tras su síntesis, se unen a otras cadenas peptídicas para formar proteínas multiméricas.
• Eliminación de proteínas defectuosas.

Retículo Endoplasmático Liso

Formado por túbulos ramificados y finos, y pequeñas vesículas. Carece de ribosomas en su superficie, de ahí su nombre. Se continúa con el rugoso, aunque realiza otras funciones.

Funciones

Funciones relacionadas con los lípidos:

• Síntesis de lípidos: En él se sintetizan lípidos como el colesterol y los fosfolípidos, que son transportados posteriormente en vesículas a otros lugares o incorporados a la membrana celular.
• Destoxificación o eliminación de sustancias como drogas, medicamentos, insecticidas y otras moléculas liposolubles.
• Almacén de Calcio para llevar a cabo la contracción muscular (bomba de Ca²⁺ en células musculares).
• Hidrólisis de carbohidratos: Por ejemplo, aquí se descompone o hidroliza el glucógeno para liberar moléculas de glucosa.

Aparato de Golgi

Descubierto por Camilo Golgi en 1898

Presente en todos los tipos celulares animales, excepto en los glóbulos rojos. Sistema membranoso formado por cisternas apiladas unas sobre otras, con los extremos engrosados. Cada pila contiene de 5 a 10 cisternas que, en su conjunto, forman un DICTIOSOMA. Los dictiosomas presentan doble polaridad:

• Cara cis, proximal o de formación: Con forma convexa, orientada hacia el núcleo o R.E.R., que recoge proteínas desprendidas en vesículas de él y que, a su paso por Golgi, serán modificadas.
• Cara trans, distal o de maduración: En ellas, las cisternas se encuentran de forma cóncava y los extremos son algo más engrosados. De ellas se desprenden vesículas llamadas vesículas secretoras.

Funciones

• Transporte, secreción y distribución de sustancias.
• Formación de vesículas:
  • Lisosomas (vesículas): Digestión de moléculas de distinta naturaleza.
  • Vacuolas en vegetales.
  • Peroxisomas.

Lisosomas

Descubiertos por Christian de Duve en 1955

Son orgánulos esféricos que contienen más de 50 tipos de enzimas hidrolíticas diferentes, capaces de hidrolizar polímeros hasta sus monómeros. Todas las enzimas tienen actividad óptima a un pH entre 4 y 5, por lo que se les denomina “hidrolasas ácidas”.

Origen: Proceden de vesículas desprendidas del Aparato de Golgi.

Existen diferentes tipos atendiendo a su tamaño, forma y contenido:

• Lisosomas primarios: Contienen enzimas hidrolíticos y no han llevado a cabo aún la digestión de moléculas.
• Lisosomas secundarios: Resultan de la unión de un lisosoma primario con una vesícula endocítica.

Funciones

• Participan en procesos de digestión.
• Intervienen en el proceso defensivo.
• Intervienen en los procesos de necrosis o muerte de células y tejidos.

Cloroplastos

Descubiertos en 1881 por Theodor Wilhelm Engelmann

Algo mayores que la mitocondria, en número variable, de 1 a varios miles. Formas variables (de copa, hélice, estrellada), mayoritariamente ovoideos o lenticulares. No tienen localización concreta, se desplazan por el citoplasma. Su origen está explicado según la teoría endosimbiótica propuesta por Lynn Margulis.

Estructura y Composición del Cloroplasto

Encontramos las siguientes partes:

• Membrana externa: 40% lípidos y 60% proteínas. Permeable a iones y moléculas.
• Membrana interna: Semejante a la externa, pero con mayor cantidad de proteínas. Es más impermeable que la externa.
• Espacio intermembranoso.
• Estroma: También llamado “matriz interna amorfa”, ocupa el interior y contiene:
  • ADN bicatenario y circular con genes propios que permiten la división del orgánulo independiente del celular.
  • Ribosomas 70S, semejantes a los de bacterias.
  • Equipos enzimáticos relacionados con la replicación, transcripción y traducción del material genético.
  • Enzimas encargados de realizar la fotosíntesis, “fase oscura”.
  • Además, en el estroma se encuentran los TILACOIDES.

Funciones de los Cloroplastos

1. La función principal de los cloroplastos es la realización de la FOTOSÍNTESIS.
2. Síntesis de proteínas codificadas por el ADN propio del cloroplasto.
3. Reducción de compuestos como nitratos a nitritos o sulfatos a sulfitos para fabricar otros compuestos.

Mitocondrias

Descubiertas en 1890 por Richard Altmann

Presentes tanto en células animales como vegetales. Su número por célula es variable, abundantes en aquellas en las que es necesario un mayor aporte de energía, por ejemplo, en células musculares, espermatozoides. Su tamaño varía entre 2 y 8 micras. Su forma es variable: estrelladas, fusiformes, aunque mayoritariamente son cilíndricas con extremos redondeados. Aparecen conectadas entre sí. En ellas ocurre la RESPIRACIÓN CELULAR.

Membrana mitocondrial externa: Esta membrana es lisa y permeable a gran cantidad de moléculas. 40% de lípidos y un 60% de proteínas (gran cantidad de proteínas transportadoras que forman canales no selectivos – porinas).

Espacio intermembranoso: Espacio comprendido entre las dos membranas, interna y externa, y tiene una composición semejante al citoplasma.

Membrana mitocondrial interna: Esta membrana se encuentra replegada hacia el interior del orgánulo. Estos repliegues son las crestas mitocondriales. Estas crestas aumentan la superficie de la membrana con el interior del orgánulo y se disponen perpendicularmente al eje mayor del orgánulo. Esta membrana está compuesta por un 20% de lípidos y un 80% de proteínas con diferentes funciones:

• Proteínas de la CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES.
• Proteínas transportadoras de moléculas “permeasas” (selectivas).
• ATPasa o ATPsintetasas, que se encuentran distribuidas por toda la membrana interna a intervalos regulares. Estas proteínas constan de:
  • Cabeza esférica o partícula F1, formada por una proteína globular con 3 subunidades.
  • Base hidrófila inmersa en la membrana interna.

Matriz mitocondrial: Contenido que rellena el interior del orgánulo y cuya composición es: 50% de agua, alto contenido en proteínas con diferentes funciones.

Componentes de la matriz mitocondrial:

• 50% de agua.
• Proteínas con funciones diversas:
  • Enzimas relacionados con diferentes procesos metabólicos:
    • CICLO DE KREBS
    • β-OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
    • Descarboxilación del ácido pirúvico.
  • Enzimas implicados en la replicación, transcripción y traducción del ADN mitocondrial.
• ADN mitocondrial, bicatenario circular que se replica independientemente del nuclear.
• Ribosomas 70S, semejantes a los de las bacterias, iones calcio, fosfato…

Funciones Mitocondria

Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular; actúan, por tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos).

• β-oxidación de ácidos grasos.
• Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico.
• Ciclo de Krebs: En este proceso, la molécula de acetil-CoA, procedente de la oxidación de ácidos grasos o de la glucólisis, es oxidada completamente hasta CO₂ y agua, obteniéndose al mismo tiempo NADH y FADH₂.

Además, se produce:

• Replicación, transcripción del ADN mitocondrial y traducción a proteínas.
• Almacenamiento de moléculas e iones diversos.