B.2.2 Orgánulos y Compartimentación

Orgánulos y sus funciones

Los orgánulos son compartimentaciones membranosas discretas que tienen funciones específicas dentro de la célula.

Orgánulos sin membrana

• Ribosomas

• Centriolos

• Nucleoide

Orgánulos con membrana

• Lisosomas

• Aparato de Golgi

• ER (RER y REL)

• Vacuolas

• Vesículas

Orgánulos con doble membrana

• Mitocondria

• Cloroplasto

• Núcleo

No son considerados orgánulos

1. Citoplasma: ya que no está compartimentado y no es discreto.

2. Citoesqueleto: Ya que no es discreto, porque es una proteína que cubre toda la células.

3. Pared Celular: ya que no está dentro de la célula

Ventajas de tener núcleo

El núcleo permite que ocurra lo siguiente:

• Que la transcripción (en el núcleo) y la transcripción (en el citoplasma) puedan ocurrir de forma separada.

• El ARNm tiene la capacidad de modificarse mientras que va saliendo del núcleo, por lo que madura para realizar la traducción → Modificación post transcripcional.

• Protección del ADN que es bastante vulnerable a sufrir modificaciones / mutaciones.

Ventajas de la compartimentación

La compartimentación permite:

• Que hayan concentraciones distintas en el citoplasma y dentro del orgánulo.

• Que se puedan separar los compuestos tóxicos de la célula.

• Que haya más membrana dentro de la célula.

• Orgánulos tienen movimiento.

Adaptaciones de las Mitocondrias

Función Mitocondrias: Producir energía en forma de ATP, mediante la respiración celular.

1. Membrana externa (a causa de la Teoría Endosimbiótica): Concentran las enzimas y sustancias necesarias para realizar sus funciones.

2. Membrana Interna: Tiene invaginaciones para tener mayor superficie para reacciones.

3. Espacio Intermembrana: Pequeño para que exista una concentración muy alta de protones (H+) y se pueda crear una gradiente.

4. Matriz: Sustancia acuosa que les permite tener de forma disuelta las sustancias que se necesitan en las reacciones químicas.

5. Ribosomas y ADN: Retiene sus ribosomas y ADN para poder fabricar enzimas metabólicas que facilitan la respiración celular.

Adaptaciones del Cloroplasto

Función Cloroplasto: Llevar a cabo la fotosíntesis.

1. Membrana Externa e Interna: Separa el contenido de dentro de la célula y fuera. Protección al orgánulo.

2. Ribosomas y ADN: Retiene sus ribosomas y ADN para poder fabricar enzimas metabólicas que facilitan la fotosíntesis.

3. Tilacoide: Discos muy aplanados que contienen clorofila (ayuda a absorber la luz). Aquí ocurren las reacciones dependientes de luz. Estos absorberán toda la luz solar y la convertirán en ATP para acelerar la fotosíntesis.

4. Grana (Membrana Tilacoide): Muchos tilacoides apilados para maximizar la cantidad de luz absorbida.

5. Estroma: Sustancia acuosa que contiene disueltos los metabolitos y enzimas para la fotosíntesis. Aquí es que ocurren las reacciones no dependientes de luz.

6. Granulo de Almidón: Si hay una fotosíntesis muy rápida, se conserva el almidón en este granulo.

7. Láminas: Membranas que conectan las apilaciones de Tilacoides.

8. En el Espacio Tilacoide: Se formará una concentración de iones que formará una gradiente.

Adaptaciones del Núcleo

Función Núcleo: Almacenar el material genético

1. La membrana externa: Tiene ribosomas adheridos a ella y es continua con el RER.

2. Doble membrana: Actúa como una barrera para separar el material genético del resto de la célula, dado que el material genético es muy sensible a cambios.

3. Doble membrana: controla el proceso de expresión génica, donde el ADN se traduce en proteínas, al permitir la entrada y salida de moléculas de señalización y factores de transcripción mediante los poros nucleares.

4. Poros nucleares: Proteínas integrales que actúan como canales los cuales permiten la entrada y salida de moléculas de señalización y factores de transcripción, además de la salida del ARNm del núcleo hacia el RER o ribosomas libres durante la expresión génica.

5. Durante la división celular, la envoltura nuclear (membrana externa e interna) van a descomponerse, permitiendo que los cromosomas se separen. Cuando termina esta división celular, se volverá a formar la envoltura nuclear. ¿Cómo? mediante ciertas vesículas unidas a la membrana derivadas del Retículo Endoplasmático. Estas vesículas contienen lípidos y proteínas para la envoltura nuclear que se unen al cromosoma. Todas estas vesículas se fusionan formando la envoltura nuclear con los poros (proteínas integrales) y lípidos.

Ribosomas (General)

Función Ribosomas: Sintetizar proteínas (Traducir ARNm en proteínas).

Existen dos tipos de Ribosomas: Los ribosomas unidos y los ribosomas libres. Los ribosomas unidos están unidos al RER, mientras que los libres están en el citoplasma. Ambos tienen la misma estructura y cumplen con la misma función, solo varían en el destino de las proteínas sintetizadas.

Ribosomas Unidos, RER y Aparato de Golgi

Función Ribosomas Unidos: Sintetizar proteínas que vayan a utilizarse fuera de la célula.

En los ribosomas unidos, estos se unen al RER para producir estas proteínas requeridas fuera de la célula. Por ello, ocurre el siguiente proceso:

Cuando el ADN se transcribe en ARNm, y hay una parte de ese ARNm que debe producir proteínas para fuera de la célula, tendrá una secuencia de señalización ER, que hará que cuando el ARNm se una a un ribosoma, este sea dirigido al interior del RER. Ya habiendo sintetizado la proteína, esta será modificada (puede ser adición de lípidos adición de un grupo fosfato, etc.), y saldrá en forma de vesícula por exocitosis, yendo al Aparato de Golgi y entrando por endocitosis. Entrará por el compartimento cis del Aparato de Golgi, donde se madurará y procesará la proteína, y ya por exocitosis saldrá del Golgi por el compartimento trans ,como vesícula y luego, saldrá de la célula

Ribosomas Libres

Función Ribosomas Libres: Sintetizar proteínas que vayan a utilizarse dentro de la célula.

Se traducen en el citoplasma (sin más).

Vesículas

Función Vesículas: Almacenan y Transportan materiales compartimentados a diferentes partes de la célula.

Hay 4 tipos de Vesículas:

1. Vesículas de Transporte: Son vesículas dedicadas literalmente al transporte, como por ejemplo las vesículas que transportan las proteínas del RER al Golgi.

2. Lisosomas: Son vesículas que contienen enzimas hidrolíticas que se encargan de descomponer macromoléculas o eliminar orgánulos inservibles.

3. Peroxisomas: Son vesículas parecidas a los lisosomas solo que en vez de tener enzimas hidrolíticas, tienen enzimas que desintoxican compuestos dañinos.

4. Vesículas Secretoras: Son vesículas que almacenan y transportan moléculas para que sean secretadas fuera de la célula.

Hay algunas vesículas que realizan la endocitosis mediado por receptor, que es un proceso similar a la endocitosis, solo que ciertos receptores aceptan aquellas cosas que si deberían transportarse. La clatrina es una proteína anclada a la vesícula que al encajar las moléculas necesarias a los receptores cierra la vesícula encerrándola. La clatrina termina desvaneciéndose cuando ya se cierra.