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T.8

SISTEMAS INTERNOS DE MEMBRANA

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1.1 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

• ESTRUCTURA:Red de sáculos aplanados desde el núcleo hasta periferia celularMembrana del retículo es continua con mb externa del núcleo.

• TIPOS:- REL: Túbulos lisos (sin ribosomas)- RER: Sáculos aplanados rugosos (con ribosomas)

Función general: Regeneración membrana plasmática.

• FUNCIONES REL- Síntesis de lípidos (fosfolípidos y colesterol en membrana) y

derivados lipídicos (hormonas, sales biliales)- Destoxificación de sustancias tóxicas liposolubles.

(enzimas destoxificantes en membrana)- Regulación de niveles intracelulares de Ca 2+ (Bombas Ca 2+ y

canales Ca 2+). Contracción.

• FUNCIONES RER- Síntesis proteínas (excretar o formar parte de mb),

glucosilación y plegamiento

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1.2. APARATO DE GOLGI

• ESTRUCTURA: Sáculos aplanados con extremos dilatados: Dictiosoma, asociado a vesículas

(Diversos dictiosomas forman 1 Aparato de Golgi)

• CARACTERÍSTICAS Regiones del DICTIOSOMA:- cis o formación (próxima al RER)- media- trans o maduración (próxima a membrana plasmática)(Cada región con enzimas característicos del proceso de transformación

de las proteínas)

- Cada sáculo se comunica entre sí mediante vesículas.- Nº de dictiosomas variable. Abundan en células secretoras.

• FUNCIONES:- Finaliza la glucosilación de las proteínas iniciada en RER.- Síntesis de glucolípidos y esfingomielina Mb plasmática- Síntesis de polisacáridos (hemicelulosa y pectina) de la

pared vegetal (sólo en células vegetales)- Dirigir distribución y exportación de las proteínas:(Llevar contenido hasta lisosoma, mb plasmática o exterior)

- Vía de secreción constitutiva → Todas las células. Renovar componentes de la membrana y matriz.- Vía de secreción regulada → Sólo en células secretoras. Segregar substancias en respuesta a un estímulo (hormonas, neurotransmisores, …)

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1.3. LISOSOMAS

• ESTRUCTURA: Vesículas procedentes del AG con enzimashidrolíticos.

• FUNCIÓN: Digestión intracelular (= vacuolas digestivas)- Autofagia: Digiere orgánulos obsoletos de la propia célula- Heterofagia: Digiere materiales captados del exterior celular

• CARACTERÍSTICAS:- Las enzimas son hidrolasas ácidas → requieren medio ácido

(pH = 5)- La membrana del lisosoma presenta:

- bombas de protones: Utiliza ATP para introducir protones (mantiene pH 5)- proteínas de transporte: facilitan paso de productos

digestión al citosol

• CLASIFICACIÓN:- Lisosomas primarios → Recién originados (sólo contienen

enzinas hirolíticos)- Lisosomas secundarios → Lisosoma 1º + vesícula a digerir- Cuerpos residuales → Lisosoma 2º con residuos no digeribles

(Final de digestión)

VÍA DE ENTRADA: Endocitosis o Fagocitosis

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1.4. PEROXISOMAS

ESTRUCTURA: Vesículas con enzimas oxidantes. Destacan: Oxidasas → Utiliza O2 para oxidar sustratos orgánicos y producir H2O2 (muy tóxico)Catalasas → Degrada H2O2 oxidando otras sustancias (etanol, metanol, …) formando H2O

FUNCIONES: oxidación.

1)Reacciones oxidativas (O2 como aceptor de H). Destoxicación Hígado y riñón

2)Síntesis de algunos fosfolípidos (plasmalógenos, abundantes en cerebro y corazón)

3)Degradación de ácidos grasos (β-oxidación). Sólo producen calor, mientras que la energía en la mitocondria se acumula. (se les considera anteriores a mitocondrias).

4)Reacción de gluconeogénesis: formación de glúcidos a partir de otros productos del metabolismo. Especialmente importante en los glioxisomas, presentes en semillas, que transforman grasas en azúcares para obtener la energía necesaria para germinar.

Vía secretora

• mm

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Procesos implicados en la nutrición

• mm

7

1.5 Las mitocondrias

• Orgánulos característicos de células eucariotas aeróbias

• Función: Reacciones de la respiración celular

• Morfología: Ovalada (Aspecto de bacterias)

• Tamaño: Entre 1 y 4 μm de longitud y 0,2 y 1 μm de diámetro

Condrioma → Conjunto de mitocondrias que hay en una célula (Entre cientos a varios miles)

Presenta ADN → Se transmite exclusivamente por línea materna (mitocondrias del óvulo)

Se dividen por bipartición

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EstructuraDOBLE MEMBRANA:

Membrana externa: lisa con canales formados por porina para el paso de sustancias y enzimas para sintetizar lípidos.Membrana interna: plegada (crestas mitocondriales) → ↑ superficie

Contiene:- fosfolípidos especiales (cardiolipinas→ impermeabiliza la mb a partículas con carga)- proteínas transportadoras (cadena respiratoria o cadena de transporte e-)- partículas F con enzimas ATP sintasas donde se transforma la energía en ATP.

COMPARTIMENTOS:

Espacio intermembranoso: entre ambas mb existe un espacio de 100 A. Composición semejante a citosol (por la permeabilidad de mb ext)

Matriz mitocondrial: Contiene ribosomas 70 S (mitorribosomas); una o varias moléculas de ADN mitocondrial (circular y no asociado a proteínas); gránulos densos (lipoproteínas); todo ello en un medio acuoso donde existen todo tipo de biomoléculas.

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Fisiología de las mitocondrias: oxidaciones mitocondriales- Orgánulo convertidor de energía (Respiración celular)

ZONAS:

• MATRIZ:

- Formación ác acético (Acetil CoA) a partir de oxidación de ác. pirúvico, ác. grasos y aminoácidos.

- Ciclo de Krebs: oxidación del ác acético para formar CO2 y NADH + H+

• MEMBRANA INTERNA: Síntesis de ATP.

- Cadena respiratoria: Transporte de e- de la oxidación ác acético hasta aceptor final (O2). Liberación de energía → flujo de H+ desde matriz a espacio intermedio.

- Fosforilación oxidativa: Síntesis ATP

• ESPACIO INTERMEMBRANOSO: Fosforilación de otros nucleótidos

• MEMBRANA EXTERNA: Síntesis lípidos y unión del ác graso al CoA.

2.1 PLASTOS

• Orgánulos exclusivos de células vegetales

• Función: Acumular sustancias o pigmentos

• Tipos:

Leucoplastos → blancos (almidón)

Cromoplastos → naranjas (Carotenoides)

Cloroplastos → verdes (Clorofilas)

2.2 CLOROPLASTOS

Morfología: Ovalada

Tamaño: 5-10 μm (longitud) y 2-4 μm (diámetro)

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Estructura• SISTEMAS DE MEMBRANA: Presenta 3 mb; Dos forman envoltura externa. (mb ext – mb int)

- Membrana externa: Contiene porinas (permeabilidad).

- Membrana interna: Menos permeable y sin crestas.

- Membrana tilacoidal: Interior cloroplasto. Muy replegada formando Tilacoide →granum → grana

• COMPARTIMENTOS

- Espacio intermembranoso: Composición semejante al citosol

- Estroma: Presenta ribosomas 70S, enzimas, ADN circular (codifica proteínas del cloroplasto), ARN, granos de almidón, gotas lipídicas, …

- Espacio tilacoidal: Delimita un compartimento común. Tilacoides conectados entre sí.

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Fisiología del cloroplasto

• FUNCIÓN: Fotosíntesis → Utiliza la energía solar para producir ATP (energía) y NADPH (poder reductor), que se utilizan para formar moléculas orgánicas.

• PROCESOS: Zonas:

- Membrana tilaciodal: Reacciones dependientes de la luz (fase luminosa)

Presenta: a) Fotosistemas: Capta luz solar (Clorofila) y fotólisis agua (da e-; libera O2)

b) Cadena transporte electrónico: Recoge e- del agua para formar NADPH y

Genera gradiente H+ desde estroma al espacio tilacoidal

c) ATP sintasa: Sintetiza ATP (fotofosforilación)

- Estroma: Reacciones no dependientes de la luz (fase oscura)

Presenta enzimas: Utiliza ATP y NADPH para reducir CO2 (ciclo de Calvin), nitratos y sulfatos y formar moléculas orgánicas.

• OTRAS FUNCIONES: Síntesis de ác grasos, aminoácidos y bases nitrogenadas (En células animales ocurren en el citosol)

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2.3 Mitocondrias y cloroplastos: semejantes y diferentes• SEMEJANZAS:

- Organización de membranas y compartimentos

- Capacidad de división: por bipartición.

- Existencia de ADN propio.

- Crecimiento: incorporación de moléculas desde citosol.

(Mayoría de sus proteínas codificadas por ADN nuclear.)

- Origen Endosimbionte.

• DIFERENCIAS:

- Fotosíntesis: Energía solar para ↑ energía e- del agua y utilizarlos para síntesis de glucosa a partir de CO2 (materia inorgánica; CO2 + H2O + E luz materia orgánica; glucosa)

- Respiración: e- de ↑ energía de la glucosa utilizados para dar energía metabólica a las células (materia orgánica; glucosa CO2 + H2O + E quím)

La E quím (ATP) es la única E que las células utilizan para realizar sus funciones

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2.4 PARED CELULARMatriz extracelular de celulosa.

CAPAS: Originadas a partir de la membrana:

- Lámina media: Capa externa (compartida por 2 células). Entre 2 células que acaban de formarse. Proteínas y Pectinas (heteropolisacárido con carga negativa → fija Ca+ → forma sales insolubles)

- Pared 1ª: Matriz de pectinas, hemicelulosa y glucoproteínas con fibrillas de celulosa

- Pared 2ª: Segregada en último lugar (adosada a mb). Impermeable (suberina y cutícula) y resistente (lignina). Aparece en células especializadas en soporte y conducción (colénquina, xilema, …)

Las 2 primeras permeables a moléculas hidrosolubles y gases.

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Pared celular: Funciones y formación

• FUNCIONES:

Soporte mecánico (Esqueleto)

Resistencia (Turgescencia)

Protección (abrasión y ataque de insectos)

Comunicación: Plasmodesmos y punteaduras (sin pared 2ª)

Crecimiento dirigido de las células y diferenciación celular

• FORMACIÓN:

- Proteínas, hemicelulosas y pectinas: A partir de Ap de Golgi

- Celulosa: directamente cara externa de mb por la celulosa sintasa(proteína integral de membrana)

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2.5 VACUOLAS• Compartimentos membranosos que acumulan sustancias.

• Número variable.

• Tonoplasto: membrana de vacuola. Presenta:

bombas de iones (mantiene la presión interna de turgencia)

bombas de protones (mantiene el pH ácido).

• FUNCIONES:

- Almacenamiento de nutrientes (azúcares, aminoácidos, proteínas,) y sustancias de desecho

- Regulación homeostática (soporta variaciones del entorno, intercambio sustancias con el medio

- Digestión intracelular (enzimas hidrolíticas aportadas por el Ap de Golgi)

- Defensa (por compuestos tóxicos liberados cuando es dañada la célula por hongos o animales)

- Acumulación de pigmentos: color y olor de las flores

- Aumento del tamaño celular (por presión de turgencia al acumularse agua)

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2.6 PEROXISOMAS ESPECIALES• Peroxisomas en células de semillas oleaginosas (Glioxisomas)

Contiene enzimas → catalizan la conversión de ácidos grasos en azúcares (sustancia de reserva lipídica en algunas semillas), a través del "ciclo del glioxilato". (variante del ciclo de Krebs)

• Peroxisomas en células de las hojas: Participan en la fotorrespiración formando asociaciones de cloroplasto-peroxisoma-mitocondria.

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