Biología y Geología Toni: ORGÁNULOS SIN MEMBRANA

BLOQUE II.

Orgánulos sin membrana. Ribosomas. Citoesqueleto. Cilios y flagelos. Centrosoma.

1. Describe la estructura de cilios y flagelos. ¿Qué función realiza cada uno de ellos en la célula?

Los cilios y flagelos son expansiones citoplasmáticos, filiformes y móviles localizados en la superficie libre de algunas células. Los cilios son cortos y numerosos y los flagelos son largos y escasos. Los cilios y flagelos tienen la misma estructura. Están formados por:

-Tallo o axonema: Consta de 9 pares de microtúbulos periféricos y un par de microtúbulos centrales paralelos al eje mayor del cilio o flagelo formando una estructura 9+2. Los dos tipos de microtúbulos están formados por protofilamentos de dímeros de tubulina. Los dos microtúbulos centrales están completos pero en los periféricos el microtúbulo A está completo, el B està incompleto. El microtúbulo A presenta dos pequeñas prolongaciones, llamadas brazos de dineina que gracias a su función ATPasa permite el movimiento entre los microtúbulos. Las parejas de microtúbulos adyacentes están unidas por nexina, manteniendo la disposición cilíndrica del axonema.

-Zona de transición: Situada en la zona inmediatamente por debajo de la membrana, por tanto sin membrana por encontrarse en el citosol. En ella desaparecen los microtúbulos centrales y aparece la placa basal que conecta el cilio o flagelo con la membrana plasmática.

-Corpúsculo basal o cinetosoma: Ultraestructura idéntica al centriolo 9+0 conjuntos de tripletes. Se distinguen dos partes:

Superior o distal: tiene la misma estructura que un centriolo.
Inferior o proximal: tiene un eje central proteico del que salen láminas radiales hacia los nueve tripletes periféricos; estructura conocida como rueda de carro.

-Raíces ciliares: Microfilamentos estriados que salen del corpúsculo basal, que coordinan el movimento propagando un estímulo y son responsables del ritmo con el que se mueven los cilios.

Su función es el desplazamiento o movimento en el medio líquido.

El centrosoma o citocentro, es el centro dinámico de la célula, porque corresponde a la zona del citoplasma llamada centro organizador de microtúbulos, lugar donde se fabrican los microtúbulos que formarán parte del huso acromático y de los movimientos externos como los llevados a cabo por cilios y flagelos y se estructura el citoesqueleto.

Se distinguen dos tipos de centrosoma:

Con centriolos: se encuentran en algas, protozoos y animales.
Sin centriolos: en las células de hongos y vegetales superiores y algunos protozoos. En ellas los microtúbulos se forman a partir de una zona difusa que hace de centro organizador de los microtúbulos.

Consta de: un par de centriolos (diplosoma) rodeado por un material pericentriolar electrónicamente denso y amorfo.

Los centriolos: se disponen perpendicularmente entre sí. Están inmersos en el material pericentriolar. Cada centriolo está formado por 9 grupos de tripletes de microtúbulos formando una estructura 9+0. Los tripletes están estrechamente asociados. Se diferencian tres tipos de microtúbulos en cada triplete (A, B y C) unidos por proteínas llamadas nexinas. Los microtúlos A son completos, los B y C son incompletos. En los centriolos se diferencia un extremo proximal (cerca del núcleo) y un extremo distal (hacia la periferia). En la región proximal se observa un material denso y opaco del que salen fibras hacia la cara interna de los microtúbulos, formando una estructura conocida como rueda de carro.
Material pericentriolar: es el centro organizador de microtúbulos, material ópticamente muy denso formado por moléculas de tubulina del que se formarán los microtúbulos.
Áster: microtúbulos radiales que salen del material pericentriolar. Las fibras sirven para sujetar los centrosomas a la membrana plasmática durante la división celular.

2. Cita los componentes del citoesqueleto y explica su función:

El citoesqueleto es una estructura intracelular compleja importante que determina la forma y el tamaño de las células, y se le requiere para llevar a cabo los fenómenos de locomoción y división celulares. Además, en el citoesqueleto radica el control del movimiento intracelular de orgánulos y permite una organización adecuada para que se lleven a cabo los eventos metabólicos requeridos. La estructuración compleja del citoesqueleto está basada en la interacción de un conjunto de proteínas, las cuales se asocian y forman una red intracelular tridimensional.

El citoesqueleto de los células eucariotas está basado principalmente en tres tipos de filamentos citoesqueléticos: microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos. Estos filamentos son largos y se polimerizan por cada uno de sus monómeros. Los monómeros de cada filamento están codificados por los genes .

Microfilamentos (actina)

Los microfilamentos tienen un diámetro de unos 5 a 7 nm. Están formados por una proteína globular llamada actina que puede presentarse de dos formas:

Actina no polimerizada (G actina): la actina se encuentra asociada a la profilina que evita su polimerización. Representa la mitad de la actina de la célula y es utilizada para polimerizar microfilamentos cuando es necesario.

Actina polimerizada (F actina): es una doble hélice dextrógira de dos hebras de actina no polimerizada. Esta actina se puede encontrar asociada a otras proteínas.

Las funciones de los microfilamentos de actina es la contracción muscular, la formación de pseudópodos, el mantenimiento de la morfología celular y, en la citocinesis de células animales, forma un anillo contráctil que divide la célula en dos.

Filamentos intermedios

Son filamentos de proteína fibrosa que van de 8 a 11nm. Son los componentes del citoesqueleto más estables, dando soporte a los orgánulos (por sus fuertes enlaces), y heterogéneos. Las proteínas que conforman estos filamentos son: la citoqueratina, vimentina, neurofilamentos, desmina, dependen del tejido en el que se hallen. Su función principal es la organización de la estructura tridimensional interna de la célula (por ejemplo, forman parte de la envuelta nuclear y de los sarcómeros). También participan en algunas uniones intercelulares (desmosomas).

Los microtúbulos son estructuras tubulares de 25 nm de diámetro que se originan en los centros organizadores de microtúbulos y que se extienden a lo largo de todo el Citoplasma. Se pueden polimerizar y despolimerizar según las necesidades de la célula. Se hallan en las células eucariotas y están formados por la polimerización de un dímero de dos proteínas globulares, la alfa y la beta tubulina. Cada microtúbulo está compuesto de 13 protofilamentos formados por los dímeros de tubulina.

Los microtúbulos intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis), ya que forman el huso mitótico. Además, constituyen la estructura interna de los cilios y los flagelos. Los microtúbulos son más flexibles pero más duros que la actina.

3. Explica el papel de los centriolos en la división celular

El citocentro o centrosoma es un orgánulo celular que no está rodeado por una membrana; consiste en dos centriolos apareados, embebidos en un conjunto de agregados proteicos que los rodean y que se denomina “material pericentriolar” formando lo que se denominan centros organizadores de microtúbulos.

Por ello, el único centrosoma que existe durante G1 en interfase (formado por dos centriolos y el material pericentriolar que los rodea) debe duplicarse (aunque obligatoriamente sólo una vez). Como consecuencia, durante G2 la célula posee dos centrosomas, cada uno de ellos con dos centriolos estrechamente unidos. Estos dos centrosomas se separan durante las primeras etapas de la mitosis y se disponen en los polos opuestos de la célula, facilitando así el ensamblaje de un huso mitótico bipolar.

Las plantas superiores y los ovocitos de la mayor parte de las células animales carecen de centrosomas; en estos casos, el huso bipolar se forma por mecanismos alternativos, independientes de los centrosomas

Sus funciones están relacionadas con la movilidad celular y con la organización del citoesqueleto. Durante la división celular los centrosomas se dirigen a polos opuestos de la célula, organizando el huso acromático (o mitótico). En el periodo de anafase los microtúbulos del áster estiran la célula y contribuyen a la separación de los cromosomas a cromátidas y a la división del citoplasma. Las neuronas maduras no tienen centrosoma, por lo cual no se multiplican.

El huso acromático o huso mitótico es el conjunto de microtúbulos que brotan de los centriolos durante los procesos de reproducción celular, sean mitosis o meiosis y que van desde los cinetocoros de los cromosomas hacia los centriolos en los polos. Se originan en el centrosoma (en la célula animal) o en el centro organizador de microtúbulos (en la célula vegetal). En la
metafase todos los cromosomas quedan dispuestos en el plano ecuatorial de la célula en división, y durante la anafase, cada una de las cromátidas en que se divide un cromosoma, es arrastrada hacia los polos de la célula por dichos microtúbulos. Los cinetocoros son láminas proteicas ubicadas en los centrómeros de los cromosomas, donde se anclan los microtúbulos del huso mitótico o acromático.

La estructura del huso mitótico se organiza cuando la célula eucariota va a experimentar la mitosis o la meiosis. En la interfase, por tanto, no está presente. La función del huso mitótico es enlazar los cromosomas por sus cinetocoros (profase), para ubicarlos en el ecuador (metafase) y desplazarlos hacia los polos de la célula (anafase). De esta manera se produce el reparto equitativo de cromosomas en la división celular. Cuando la célula se encuentra en telofase, el huso mitótico y los ásteres, (pequeñas fibras de microtúbulos alrededor de los centriolos, o del centro organizador de microtúbulos) se desorganizan.

Las fibras del huso mitótico son de dos tipos:

Contínuas: van de polo a polo, es decir de una pareja de centriolos a la otra del polo opuesto.
Discontínuas: van de cada uno de los polos al cinetocoro de cada una de las cromátidas del cromosoma.