Hialoplasma, citoesqueleto y estructuras no membranosas

Tema 10 - Citoesqueleto y orgánulos no membranosos

1. Hialoplasma o citosol
2. Citoesqueleto
3. Centrosoma
4. Cilios y flagelos
5. Ribosomas
6. Inclusiones citoplasmáticas
7. Pared celular
8. Matriz extracelular

Hialoplasma o citosol

Estructura y composición

Funciones del citosol

Si centrifugamos un conjunto de células podemos dividir el citoplasma del resto de componentes celulares de modo que el sobrenadante sea el citosol y el resto (sólido y depositado) sean el resto de estructuras celulares (membranas, orgánulos). Además, en el citosol tenemos un 80% de agua y el resto son pequeñas moléculas orgánicas (aminoácidos, glúcidos..)

• Regulador del pH intracelular
• En él se producen las reacciones metabólicas
• Muchas proteínas del citoplasma participan en procesos metabólicos (enzimas)

Dependiendo de las necesidades celulares podemos encontrar el citosol en:

• Estado de gel: consistencia viscosa
• Estado de sol: consistencia fluida

Citoesqueleto

Microfilamentos de actina

• Actina G: proteína globular no polimerizada (gracias a la profilina)
• Actina F o polimerizada: dos hebras de actina G asociadas a proteínas llamadas ABP:
• Proteínas estructurales - forman haces, redes y anclajes de actina con la membrana: fibrina, actinina
• Proteínas reguladoras
• Proteínas motoras: miosina, tropomiosina
• Proteínas no motoras: profilina

Microtúbulos

Formaciones cilíndricas que se pueden formar destruir según las necesidades de la célula.

1. Formados por alfa y beta tubulina, que se asocian y forman dímeros.
2. Estos dímeros se asocian y forman 13 subunidades

Funciones: organización del esqueleto celular, formación del huso mitótico, transporte intracelular de vesículas, formación del centrosoma, cilios y flagelos.

Filamentos intermedios

Formados por proteinas fibrosas, muy resistentes y estables. Reciben el nombre genético de IFAP.

• Filamentos de queratina - elevada resistencia mecánica, en células epiteliales
• Neurofilamentos - se encuentran en las neuronas
• Filamentos de vimentina, desmina y GFAP

Función estructural y de mantenimiento de la forma celular

Centrosoma

Estructura y composición

En las células animales son los centriolos. Está compuesto por tripletes de microtúbulos A, B y C, que se encuentran organizados en 9 grupos formando la estructura de 9(3) + 0 o rueda de carro. El microtúbulo A es el más interno, el B es el intermedio y el C es el más externo, y todos los tripletes adyacentes están unidos por la nexina. Llamamos extremo proximal al que esté más cercano al núcleo celular y extremo distal al que esté mirando hacia la periferia. En las células vegetales el centrosoma no tiene forma, si no que se trata de una zona difusa cercana a la membrana nuclear que tiene la función de organizar los microtúbulos.

Cilios y flagelos

Estructura y composición

• Tallo:
• Contiene 9 pares de microtúbulos A y B (microtúbulos periféricos) y 2 microtúbulos centrales, por lo que tiene estructura de 9(2) + 2.
• Los microtúbulos centrales son completos (formados por 13 protofilamentos) pero en los periféricos el microtúbulo B comparte 3 protofilamentos con el microtúbulo A.
• Los microtúbulos A y B están unidos por la tektina, y el microtúbulo A está unido a brazos de dineína.
• Cada pareja de microtúbulos está unida a la adyacente por la nexina.
• Zona de transición:
• Es la base del cilio y desaparecen los microtúbulos centrales, así que esta estructura es 9(2) + 0.
• Aparece la placa basal, que une el cilio o flagelo con la membrana plasmática.

• Corpúsculo basal:
• Está compuesto por tripletes de microtúbulos A, B y C, que se encuentran organizados en 9 grupos formando la estructura de 9(3) + 0 o rueda de carro.
• El microtúbulo A es el más interno, el B es el intermedio y el C es el más externo, y todos los tripletes adyacentes están unidos por la nexina.
• Raíces ciliares:
• Microfilamentos que coordinan el movimiento de los cilios y entre los que podemos encontrar muchas mitocondrias.

Ribosomas

¿Qué son y dónde podemos encontrarlos?

Los ribosomas son partículas formadas por proteínas y ARN ribosómico. Podemos encontrarlos:

1. Libres en el citoplasma, con sus subunidades juntas o separadas.
2. Adheridos al retículo endoplasmático rugoso o a la cara citoplasmática de la membrana nuclear
3. En la matriz de mitocondrias o estroma de cloroplastos

Estructura y funciones

Están formados por dos subunidades con coeficientes de sedimentación distintos. Procariotas (70S)

• Subunidad mayor: 50S
• Subunidad menos: 30S

Eucariotas (80S)

• Subunidad mayor: 60S
• Subunidad menor: 40S

Su función es la síntesis de proteínas, uniendo aminoácidos a partir de ARNm sintetizado en el núcleo.

Inclusiones

Sustancias inertes de naturaleza hidrófoba (almidón o glucógeno)

Inclusiones hidrófobas

En la mayoría de casos se trata de productos resultantes del metabolismo o sustancias de desecho.

• Inclusiones hidrófobas de células vegetales: las encontramos en las vacuolas o en el citoplasma.
• Granos de almidón
• Gotas de grasa (semillas oleaginosas)
• Aceites esenciales
• Inclusiones hidrógobas de células animales:
• Glucógeno en células hepáticas y musculares
• Los lípidos se acumulan en adipocitos y en otras células en forma de gotas
• Pigmentos:
• Melanina: color oscuro, función protectora
• Lipofucsina: color amarillo, pigmento de desgaste
• Hemosiderina: degradación de la hemoglobina

Inclusiones cristalinas

Se observan en forma de cristales y son fundamentalmente depósitos proteicos.

• Inclusiones cristalinas vegetales: sales cristalizadas
• Inclusiones cristalinas animales: células de Sertoli (túbulos seminíferos) células de Leydig

Pared celular

Cubierta externa gruesa y rígida que actúa como exoesqueleto. Pueden presentarla bacterias, plantas, algas y hongos

Estructura y composición

Funciones

• Lámina media: se sitúa entre paredes primarias de células
• Está compuesta por pectina y lignina (cuando las células del xilema mueren)
• No cubre los plasmodesmos
• Pared primaria: delgada y flexible, células en crecimiento
• Celulosa
• Hemicelulosa
• Pectina
• Pared secundaria: gruesa y rígida
• Pequeñas cantidades de pectina
• Abundante celulosa
• Lignina (forma la corteza - madera)

1. Protege la célula
2. Da forma a la célula
3. Aporta resistencia a la célula
4. Impide que la célula se rompa
5. Conserva le presión osmótica intracelular

Matriz extracelular

Funciones

1. Mantener unidas las células de los tejidos
2. Vía de comunicación entre células y tejidos

Proteínas fibrosas

Sintetizadas en el tejido conjuntivo aportan resistencia y elasticidad.

• Colágeno: resistente a esfuerzos mecánicos, formado por 3 cadenas polipeptídicas enrrolladas sobre sí mismas formando una hélice de tropocolágeno.

• Elastina: forma fibras elásticas, la encontramos en ligamentos, paredes de vasos sanguíneos o tejidos pulmonar.

Proteoglicanos

Moléculas formadas por una cadena polipeptídica a la que se unen los glicosaminoglicanos (GAG), polímeros de un disacárido.

• Ácido hialurónico: presente en la mayoría de matrices, aporta hidratación, viscosidad y permeabilidad.
• Paredes bacterianas

Glicoproteínas estructurales

Forman redes de elementos.

• Fibronectina: favorece la adherencia celular.
• Laminina: abundante en membranas basales