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Participa en el sostén mecánico del citoplasma

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Luisa giraldo

on 31 May 2014

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Transcript of Participa en el sostén mecánico del citoplasma

Participa en el sostén mecánico del citoplasma
Posee propiedades osmóticas Interviene en los intercambios intracelulares entre la matriz y la cavidad interna.

Estos últimos se realizan por transporte activo o pasivo que en el primer caso pueden ocurrir por la acción de permeasas y transportadores.

Por cada cm3 de tejido hepático existen aproximadamente 11m2 de membranas disponibles para intercambio de gradientes iónicos y conducción intracelular de impulsos.

Funciones del Retículo Endoplasmático

La membrana del RE tiene una estructura similar a la de la membrana celular y está formada por una bicapa lipídica con proteínas intrínsecas y periféricas.

La unión de los ribosomas se realiza por intermedio de la subunidad mayor (60S).

El RER contiene dos proteínas (riboforina I y II) que faltan en la membrana lisa. Estas son glucuproteínas transmembranosas que pueden intervenir en la unión de los ribosomas.

Morfología del RE

El retículo endoplasmático comprende dos regiones que se reconocen por la presencia de ribosomas:

Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) ó granular y Retículo Endoplasmático liso (REL) ó agranular.

El RER presenta ribosomas adheridos a su superficie externa,
y está particularmente desarrollado en las regiones basófilas del citoplasma.

Morfología del RE

Una vez que el ribosoma reconoce la señal,
se une al RE y la cadena polipeptídica penetra.

Se cree que en la cara luminal del RE hay una señal peptidasa que remueve el péptido señal.

De esta manera, el RNAm produce una pre-proteína de mayor peso molecular.

El péptido señal que tiene 15-30 a.a. en su mayoría hidrofóbos, establece la asociación inicial del ribosoma con la membrana.

Síntesis de Proteínas Exportables. La Hipótesis de la Señal

Aunque la síntesis de proteínas tiene lugar en el citosol, la cadena de polipéptidos crece en un “surco” ó “túnel” de la subunidad 60S del ribosoma, para penetrar luego por un canal a la luz de RE.

La hipótesis de la señal trata de explicar el mecanismo por el cual el RNA mensajero es
capaz de reconocer a los ribosomas libres o unidos al RE.

Se cree que los RNA mensajeros de proteínas secretoras contienen un conjunto de codones señales localizados al comienzo del codón AUG.



Síntesis de ProteínasExportables. La Hipótesis de la Señal

El RE sirve como un sistema circulatorio para transporte intracelular de diversas sustancias.

Síntesis de proteínas para exportación (RER)

Síntesis de lípidos y lipoproteínas (REL y RER)

Síntesis de glucógeno, se realiza en la matriz citoplasmática pero el REL está involucrado en la gluco-genólisis por la acción de la glucosa-6-fosfatasa.

Detoxificación de compuestos endógenos y exógenos (REL): la administración crónica de ciertas drogas produce un aumento en el REL concomitante con la inducción de enzimas específicas.

La membrana del RE es muy dinámica y fluida (los ribosomas adheridos son móviles) y la transferencia de proteínas se acompaña de un flujo de proteínas de membrana recientemente sintetizadas.

Funciones del Retículo Endoplasmático


El segundo sistema de transporte de electrones contiene NADH-citocromo b5- reductasa, citocromo-b5 y una des-saturasa de los ácidos grasos.

Otras enzimas como peptidasas, glucosil-transferasas e hidroxilasas, pueden modificar la cadena polipeptídica.

La glucosa-6-fosfatasa produce la degradación de glucógeno en el REL.

Las diversas enzimas tienen una topografía diferente con respecto a las dos caras del RE

Microsomas

La citocromo P-450 (absorbe a 450nm) se concentra en el hígado y aumenta por la acción de agentes inductores como: barbitúricos, hidrocarburos policíclicos, etc.

Estos transportadores se usan para detoxificar drogas por oxidación, pero pueden tener un efecto opuesto y transformar una droga en un agente cancerígeno.


Microsomas

Utilizando la centrifugación diferencial la mayor parte de los componentes del sistema vacuolar se separan en la denominada fracción microsómica.

Los gradientes permiten también la separación ulterior de los REL y RER y del complejo de Golgi, y por otra parte, la separación entre ribosomas y membranas y contenido luminal.

El RE contiene enzimas para la síntesis de triglicéridos, fosfolípidos y colesterol.

Hay dos sistemas transportadores de electrones:

las flavoproteínas NADH-citocromo C-reductasa y la NADH-citocromo b5-reductasa

2. Las hemoproteínas citocromos b5 y P-450.

Microsomas

Los túbulos y cisternas del RE pueden tener una cavidad virtual, pero con mayor frecuencia contienen material que ha sido sintetizado en los ribosomas (proteínas) ó por las enzimas presentes en las membranas (lípidos, oligosacáridos).


El REL no posee ribosomas, forma a menudo una red tubular y en el hígado está relacionado con los depósitos de glucógeno y con los peroxisomas (metabolismo del agua oxigenada)

Morfología del RE

Lisosomas

Morfológicamente, los lisosomas presentan un polimorfismo considerable:

Los lisosomas primarios (o gránulos de almacenamiento) son partículas densas de aproximadamente 0.4 μm,
rodeados por una membrana simple. Su contenido enzimático es elaborado por los ribosomas del RE, los cuales se forman en la región del Golgi.

Los lisosomas secundarios o vacuolas digestivas resultan de la asociación de los lisosomas primarios con vacuolas que contienen material fagocitado.

El llamado fagosoma se fusiona con un lisosoma (heterofagosoma) y es digerido por las enzimas hidrolíticas.


Contienen una matriz finamente granulada, en la cual se encuentra una masa llamativa y densa denominada nucleoide.

Este tiene una estructura muy regular semejante a un cristal  con aspecto muy variable. El análisis bioquímico muestra un contenido de peroxidasa, catalasa, urato-oxidasa y amino-acido-oxidasa, es decir, enzimas totalmente diferentes de las que se encuentran en los lisosomas.

Peroxisomas


Los lisosomas primarios se acoplan con un sistema extracelular que es resultado de la actividad de la membrana citoplasmática (endocitosis).

Se denomina fagocitosis y pinocitosis, respectivamente, a la ingestión de material sólido y líquido por parte de la célula, ambos procesos muestran semejanzas y se incluyen dentro del concepto más general de endocitosis.

La fagocitosis se observa en muchos protozoarios donde desempeña un papel defensivo contra bacterias y partículas coloidales (movimiento ameboide).

Lisosomas: Endocitosis

Lisosomas

Los lisosomas son organelas citoplasmáticas que contienen alrededor de 50 enzimas
hidrolíticas y cuya función principal es la digestión intracelular ó extracelular.

Los lisosomas digieren materiales incorporados por endocitosis (fagocotosis y pinocitosis), partes de la célula (autofagia) y sustancias extracelulares.

Los lisosomas se separan en una fracción intermedia entre las mitocondrias y los microsomas.

Las enzimas de los lisosomas están rodeadas por una membrana (latencia) y actúan generalmente a un pH ácido.

La principal función del aparato de Golgi es la secreción de proteínas exportables, así
como de las enzimas presentes en lisosomas y peroxisomas.

La secreción puede ser continua y los productos ser descargados sin acumularse (ej. glucoproteínas de las células hepáticas, anticuerpos de macrófagos) o bien discontinua, de manera que tiene lugar la acumulación de los productos de secreción en gránulos de cimógeno (ej. páncreas y parótida)

En la secreción del páncreas se reconocen seis etapas:

Ribosómica
Cisternal
Transporte intracelular
Concentración de la secreción
Acumulación intracelular
Exocitosis

Un buen ejemplo del procesamiento molecular de una proteína secretora es de la secreción de insulina con sus dos precursores pre-proinsulina y pro-insulina

Funciones de los Complejos de Golgi

Una de las funciones principales del Golgi es la glucosidación de lípidos y proteínas para producir glucolípidos y glucoproteínas. Los residuos de azúcares son transferidos en secuencia por glucosil-transferasas.

En el caso de las glucoproteínas, (después de la síntesis de la cadena polipeptídica en el RE) se agregan primero los oligosacáridos de la región central y luego los del grupo terminal.

La glucosidación de lípidos y la síntesis de gangliósidos y glucoesfingolípidos está alterada en células cancerosas


Cuerpos de Golgi, MET


Complejos de Golgi
En células secretoras la cara de maduración está orientada hacia la membrana citoplasmática y alejada del núcleo.
Las reacciones moleculares empiezan en elementos parecidos al RE en la cara de formación y prosiguen a través de la pila de cisternas en la cara de maduración, donde las vesículas se desprenden y van al ápice de la célula para exocitosis o a algún otro destino celular.



Cuerpos de Golgi, MET

Complejos de Golgi

Los dictiosomas del aparato de Golgi están estructural y bioquímicamente polarizados (centrados).
Pueden observarse dos caras distintas: Una cara cis ó cara de formación, generalmente convexa y más cerca de la envoltura nuclear Una cara trans ó cara de maduración cóncava que rodea a la región que contiene vesículas secretoras grandes .


Cuerpos de Golgi, MET

Retículo Endoplasmático y Secreción Celular

El peroxisoma es considerada la última organela subcelular descrita. Fue identificada por primera vez en 1954 en riñón de ratón y debido a que su función era desconocida se le asignó el nombre de microcuerpo (microbody).

El término de peroxisoma fue asignado a esta organela por De Duve y Baudhin debido a su papel en la formación y oxidación del peróxido de hidrógeno.

En 1976, Lazarow y De Duve mostraron que la organela también desempeña un papel en la oxidación de los ácidos grasos.

Peroxisomas

Son particularmente prominentes en el hígado, donde pueden ocupar del 1,5 al 2% del volumen celular parenquimatoso, y en el riñón. En estos tejidos aparecen en el MEB como una organela redonda u oval, con un diámetro promedio de aproximadamente 500 nm, rodeados por una membrana simple. Los peroxisomas cerebrales son más pequeños, con un diámetro promedio de 140 nm.


Peroxisomas

Caracterizados por De Duve en 1960, llevan a cabo gran variedad de funciones, como son:

Catabolismo de ácidos grasos de cadena muy larga, de ácidos dicarboxílicos, y del ácido fitánico.

Biosíntesis de plasmalógenos y de ácidos biliares.

El peroxisoma es una organela celular que está presente en todos los tejidos excepto en el eritrocito maduro.

Peroxisomas

Las enzimas lisosómicas digieren las proteínas a dipéptidos y los hidratos de carbono a monosacáridos.

Por medio del proceso de autofagia, los lisosomas intervienen en la renovación y recambio de los componentes celulares.

Durante el desarrollo actúan en la remodelación de los tejidos (resorción de la cola de renacuajo, regresión de los conductos de Wolff y de Müller).

La digestión del material extracelular implica la liberación del contenido de los lisosomas por exocitosis.

En la artritis reumatoidea, las enzimas lisosómicas erosionan el cartílago.

El acrosoma del espermatozoide se desarrolla en el Golgi y representa un lisosoma especial.

Funciones de los Lisosomas

En ocasiones aparecen cuerpos residuales que
contienen material no digerido.

Estos pueden ser eliminados, pero con frecuencia permanecen en la célula como inclusiones (ej. el pigmento de envejecimiento).

La vacuola autofágica ó autolisosoma es un caso especial en el que se digieren partes de la célula. Este proceso, que es normal, se ve estimulado por el ayuno y por acción de la hormona pancreática glucagón.

Lisosomas



Funciones de los Complejos de Golgi
Como se dijo, el aparato de Golgi es considerado como un compartimento inetermedio entre el RE y el espacio extracelular, a
través del cual hay un continuo tráfico de sustancias (fluidos, macromoléculas, escamas de la pared celular, etc.)
Este tráfico implica también el flujo y la diferenciación de membranas con un rápido recambio (los dictiosomas del hígado pueden recambiarse en 40-50 minutos).


Cuerpos de Golgi, MET

Complejos de Golgi

Asociada a la cara de maduración, se encuentra una estructura formada por
vesículas ricas en fosfatasa ácida a la que se denomina GERL (región del RE liso, cerca del Golgi que está vinculada con la producción de lisosomas).
El GERL también se asocia con las vacuolas de condensación y los gránulos pre-secretorios.

Cuerpos de Golgi, MET

Complejos de Golgi


La cara de formación está estrechamente asociada con el RER, usualmente con una región lisa de transición de estas membranas (presencia de pequeñas vesículas o túbulos de transición que convergen sobre las cisternas de Golgi formando una especie de placa fenestrada).
Se piensa que esas vesículas de transición se forman por evaginación del RER y emigran hacia el Golgi donde se fusionan para formar nuevas cisternas

Cuerpos de Golgi, MET

En las células hepáticas se calcula que hay unos 50 complejos de Golgi que representan alrededor del 2% del volumen citoplasmático total.

La distribución de las membranas y de los dictiosomas varía entre las células de los diferentes tipos, especies y estados metabólicos: una sola región de las membranas de los cuerpos de Golgi está dispuesta cerca del núcleo en las células de mamíferos, lo cual da la impresión de que tienen un aparato único y compacto.

Por su lado, en las células vegetales y en los tejidos de invertebrados, los complejos de Golgi se encuentran dispersos en toda la extensión del citoplasma.

Morfología del aparato de Golgi (Dictiosomas)


El complejo de Golgi puede ser considerado como un compartimento intermedio interpuesto entre el RE y el espacio extracelular, a través del cual hay un continuo tráfico de fluidos (esta disposición se observa, por ejemplo en las células de la tiroides, en el páncreas exocrino o en las células mucosas del epitelio intestinal).

Morfología del aparato de Golgi (Dictiosomas)

Morfológicamente el aparato de
Golgi es muy parecido en las células vegetales y animales.

Está formado por unidades denominadas dictiosomas que presentan pilas de cisternas discoidales aplanadas y que se consideran regiones diferenciadas del REL.


Morfología del aparato de Golgi (Dictiosomas)

Retículo Endoplasmático y Secreción Celular

El citoplasma de las células animales y vegetales está atravesado por un complejo sistema de membranas que forman compartimentos cerrados estructuralmente continuos.

Los principales componentes de este sistema son:
El Retículo endoplasmático con sus tres porciones (envoltura nuclear, RER y REL) y
El Complejo de Golgi.

Camilo Golgi


Complejos de Golgi

Como su índice de refracción es similar a la del citosol, fue difícil de observar en células vivientes (sus resultados no fueron repetibles rápidamente, por lo que fue cuestionado por otros investigadores = solo hasta la década del 50 se resolvió con la ayuda del MEB)
En 1906 fue Premio Nobel de Medicina junto a Santiago Ramón y Cajal.


Cuerpos de Golgi

Camilo Golgi


Complejos de Golgi

El aparato de Golgi es un conjunto de membranas lisas que actúa como una estación de paso en la célula, para procesamiento y empaque de secreciones y otros productos macromoleculares sintetizados en el RE y transportados desde éste a través de canales luminales.
La existencia de los complejos de Golgi fue informada por primera vez en 1898 por el citólogo italiano Camilo Golgi, quien empleó un tinte argéntico; descubrió una estructura reticular cerca del núcleo de células nerviosas.

Cuerpos de Golgi
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