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Pregunta 1.
Citoplasma- uno de componentes células. Representa la parte extranuclear del protoplasma de las células de los organismos vivos y es el aparato de trabajo de la célula en el que tienen lugar los principales procesos metabólicos. Contiene una serie de estructuras formalizadas que tienen características estructurales naturales y comportamiento en diferentes periodos vida celular. Cada una de estas estructuras tiene una función específica. De ahí surgió su comparación con los órganos de todo el organismo, y por eso recibieron el nombre de organoides u orgánulos. Hay orgánulos que son característicos de todas las células: mitocondrias, centro celular, aparato de Golgi, ribosomas, retículo endoplásmico, lisosomas y hay orgánulos que son característicos solo de ciertos tipos de células: miofibrillas, cilios y varios otros. . Los orgánulos son componentes vitales de la célula y están constantemente presentes en ella. En el citoplasma se depositan varias sustancias (inclusiones).
Pregunta 2.
Los orgánulos son estructuras que están constantemente presentes en el citoplasma y especializadas para realizar determinadas funciones. Según su estructura, se distinguen los orgánulos celulares de membrana y no membrana.
Organelos de células de membrana
1. Retículo endoplásmico
(retículo endoplásmico, ER) - orgánulos de una sola membrana, tipo general, que son canales de la membrana plasmática Diferentes formas y magnitud. El EPS puede ser liso o granular.
XPS suave- bolsas de membrana.
Funciones:
1) transporte de sustancias al complejo de Golgi;
2) depositar. EN células musculares acumula Ca2+ necesario para las contracciones musculares;
3) desintoxicación: en las células del hígado participa en la neutralización de sustancias tóxicas;
4) sintetiza carbohidratos y lípidos que ingresan a las membranas;
Granular (GrEPS o ergastoplasma)- sacos de membrana en los que se encuentran los ribosomas. En la célula se ubica alrededor del núcleo y la envoltura nuclear externa pasa a las membranas del GREPS.
Funciones:
1) divide la célula en compartimentos en los que tienen lugar diversos procesos químicos;
2) transporta sustancias al complejo de Golgi;
3) sintetiza proteínas que ingresan a los canales del ER, donde adquieren sus estructuras secundarias y terciarias.
2. aparato de Golgi
- un orgánulo de membrana única de tipo general, que consta de cisternas, vacuolas pequeñas y grandes. El dictiosoma es un conjunto de cisternas. Todos los dictiosomas de la célula están conectados entre sí.
Funciones:
1) deshidratación, acumulación y envasado de sustancias en membranas;
2) transporte de sustancias desde la célula;
3) sintetiza polisacáridos y los une a proteínas para formar glicoproteínas que renuevan el glicocálix. La glicoproteína (mucina) es una parte importante del moco;
4) forma lisosomas primarios;
5) forma inclusiones;
6) participa en el metabolismo de la célula;
7) forma peroxisomas o microcuerpos;
8) ensamblaje y “crecimiento” de membranas, que luego rodean los productos de secreción;
9)participa en la secreción de cera células vegetales.
En las células vegetales, los dictiosomas pueden ubicarse en membranas separadas.
3. Lisosomas
- orgánulos monomembranosos de tipo general. Vesículas de membrana que contienen enzimas digestivas.
Clasificación de lisosomas:
primario: lisosomas, que contienen solo la enzima activa (por ejemplo, fosfatasa ácida);
secundario: estos son lisosomas primarios junto con la sustancia que se digiere (autofagosomas: descomponen las partes internas de la célula que han completado sus funciones;
heterofagosomas: descomponen sustancias y estructuras que ingresan a la célula).
Los cuerpos residuales son lisosomas secundarios que contienen material no digerido.
Funciones:
1) digestión intracelular;
2) asegurar la destrucción de estructuras innecesarias en la célula;
3) liberar enzimas de la célula al exterior, por ejemplo, durante la metamorfosis (en insectos, anfibios), al reemplazar el cartílago tejido óseo– estos procesos se denominan lisis fisiológica;
4) nutrición endógena en condiciones de inanición;
5) participar en la desintoxicación de sustancias extrañas absorbidas por fago y pinocitosis con la formación de telolisosomas o cuerpos residuales. Se conocen más de 25 enfermedades hereditarias asociado con patología lisosomal. La citólisis es la destrucción de las células mediante su disolución total o parcial como en condiciones normales(por ejemplo, durante la metamorfosis), y con la penetración de organismos patógenos, desnutrición, falta y exceso de oxígeno, mal uso antibióticos y bajo la influencia de sustancias tóxicas (lisis patológica).
4. mitocondrias
- orgánulos de tipo general con estructura de doble membrana. La membrana exterior es lisa, la interior forma varias formas excrecencias - crestas. En la matriz mitocondrial (sustancia semilíquida) entre las crestas se encuentran enzimas, ribosomas, ADN, ARN, que participan en la síntesis de proteínas mitocondriales. En la membrana interna, se ven cuerpos en forma de hongo: ATP-somes, que son enzimas que forman moléculas de ATP.
Funciones:
1) síntesis de ATP;
2) participar en el metabolismo de los carbohidratos y el nitrógeno;
a) la oxidación anaeróbica (glucólisis) ocurre en la membrana externa y cerca del hialoplasma;
b) en la membrana interna - crestas - hay procesos asociados con el ciclo oxidativo de los ácidos tricarboxílicos y la cadena respiratoria de transferencia de electrones, es decir, respiración celular, que resulta en la síntesis de ATP;
3) tienen su propio ADN, ARN y ribosomas, es decir. pueden sintetizar proteínas por sí mismos;
4) síntesis de algunas hormonas esteroides.
5. Plástidos –
Organelos de dos membranas de células vegetales de tipo general, divididos en tres tipos:
a) leucoplastos: orgánulos microscópicos con una estructura de dos membranas. La membrana interna forma 2-3 excrecencias. La forma es redonda. Incoloro.
Funciones: Centro de acumulación de almidón y otras sustancias. Con la luz se transforman en cloroplastos.
b) los cromoplastos son orgánulos microscópicos con una estructura de doble membrana. Los propios cromoplastos tienen forma esférica, y los formados a partir de cloroplastos toman la forma de cristales de carotenoides, típicos de este tipo de plantas. Color: rojo, naranja, amarillo.
Funciones: Contienen pigmentos rojos, naranjas y amarillos (carotenoides). Hay muchos frutos de tomate maduros y algunas algas; colorear la corola de las flores.
c) los cloroplastos son orgánulos microscópicos con una estructura de doble membrana. La membrana exterior es lisa. La membrana interna forma un sistema de placas de dos capas: tilacoides estromales y tilacoides granales. El tilacoide es un saco aplanado. Una grana es una pila de tilacoides. En las membranas de tilacoides, los pigmentos (clorofila y carotenoides) se concentran entre capas de moléculas de proteínas y lípidos. La matriz proteína-lípido contiene sus propios ribosomas, ADN, ARN y granos de almidón. La forma de los cloroplastos es lenticular. Color verde.
Funciones: fotosintéticas, contienen clorofila. La fase luminosa de la fotosíntesis ocurre en la grana, mientras que la fase oscura ocurre en el estroma.
6. vacuola
- orgánulo de membrana de tipo general. Un saco formado por una única membrana llamada tonoplasto. Las vacuolas contienen savia celular, una solución concentrada de diversas sustancias, como sales minerales, azúcares, pigmentos, Ácidos orgánicos y enzimas. En las células maduras, las vacuolas suelen ser grandes.
Funciones:
almacenamiento de diversas sustancias, incluidos los productos finales del metabolismo. Las propiedades osmóticas de la célula dependen en gran medida del contenido de la vacuola. A veces la vacuola funciona como lisosoma.
Organelos celulares no membranales
1. ribosomas
- ribonucleoproteínas complejas (RNP). Organelos de tipo general, sin membrana, que incluyen proteínas y r-RNA. Las subunidades se forman en el nucleolo. En los eucariotas, los ribosomas se combinan en polisomas. Polisoma: la formación de una gran cantidad de ribosomas en un ARNm (sintetizan un tipo de proteína, pero a diferentes velocidades). La subunidad grande incluye 2 moléculas de ARNr (una molécula contiene 3000 nucleótidos, la otra contiene 100-150 nucleótidos) y 34-36 moléculas de proteína (12 varios tipos). La subunidad pequeña incluye 1 molécula de ARNr (que tiene 1500 nucleótidos) y 21-24 moléculas de proteína (12 tipos diferentes).
Cuando la cadena de ARN se coloca sobre subunidades, se forman centros activos:
En la subunidad pequeña:
1) ARNm - unión;
2) sosteniendo aminoacil - t-RNA.
En la subunidad grande:
1) aminoacilo - centro de reconocimiento de codones-anticodones.
2) péptido o peptidilo, en el que se forman enlaces peptídicos entre aminoácidos.
Entre estos dos centros hay un centro que se superpone a estos dos: la peptidil transferasa, que cataliza la formación de enlaces peptídicos. Los ribosomas de una célula eucariota tienen un coeficiente de sedimentación (tasa de sedimentación durante la ultracentrifugación o S - coeficiente de Svedberg) - 80S (60S - subunidad grande y 40S - pequeña). Las células procarióticas, así como los ribosomas de las mitocondrias y los plastidios, tienen - 70S (50S - subunidad grande y 30S - pequeña).
Función: biosíntesis de proteínas. Los polisomas libres sintetizan proteínas para la propia célula, mientras que los unidos al EPS sintetizan proteínas para exportarlas desde la célula.
2. Microtúbulos
- cilindros proteicos huecos que crecen desde un extremo debido a la unión de glóbulos de tubulina. Tipo general de orgánulo no membranal.
Funciones:
1) forman parte del centro celular: complejo 9+0 (nueve grupos de uno, dos o tres, ninguno en el centro);
2) forman parte de los cilios y flagelos, complejo 9+2 (nueve en dos y dos en el centro);
3) participar en la formación de hilos de husillo;
4) realizar transporte intracelular (por ejemplo, desde el EPS, las vesículas pasan al complejo de Golgi);
5) formar el citoesqueleto.
3. peroxisomas
o microcuerpos
- orgánulos de tipo general monomembrana.
Funciones:
1) protector: neutraliza el peróxido, que es una sustancia tóxica para las células;
2) forma un depósito de varias enzimas (por ejemplo, catalasa, peroxidasa, etc.), que desempeñan un papel en la conversión de grasas en carbohidratos y el catabolismo de las purinas.
4. Microfilamentos
- orgánulos de tipo general sin membrana - filamentos delgados de proteína (actina, de los cuales se han identificado alrededor de 10 tipos).
Funciones:
1) formar paquetes para soporte en el interior estructuras celulares;
2) formar sistemas contráctiles para la motilidad celular.
5. Pestañas
- numerosas proyecciones citoplasmáticas en la superficie de la membrana. Organelos especiales no membranarios.
Funciones:
1)eliminación de partículas de polvo (epitelio ciliado del tracto respiratorio superior);
2) movimiento (organismos unicelulares).
6. Flagelos
- orgánulos especiales sin membrana, proyecciones citoplasmáticas únicas en la superficie celular.
Funciones:
movimiento (espermatozoides, zoosporas, organismos unicelulares).
7. Miofibrillas
- hilos finos de hasta 1 cm de largo o más. Organelos especiales no membranarios.
Funciones:
sirven para contraer las fibras musculares a lo largo de las cuales se encuentran.
8. Centro celular
- orgánulo ultramicroscópico de estructura no membranosa, de tipo general. Consta de dos centríolos. Cada uno tiene forma cilíndrica, las paredes están formadas por nueve tripletes de tubos y en el medio hay una sustancia homogénea. Los centríolos están ubicados perpendiculares entre sí. Alrededor de los centríolos se sitúa una matriz. Se cree que tiene su propio ADN (similar al ADN mitocondrial), ARN y ribosomas.
Funciones:
1) participa en la división de células de animales y plantas inferiores. Al comienzo de la división (en profase), los centríolos divergen hacia diferentes polos de la célula. Las hebras del huso se extienden desde los centríolos hasta los centrómeros de los cromosomas. En anafase, estos hilos extienden las cromátidas hacia los polos. Una vez finalizada la división, los centriolos permanecen en las células hijas, se duplican y forman el centro celular.
2) es una parte importante del citoesqueleto celular.
Pregunta 3.
Los orgánulos celulares que se reproducen automáticamente incluyen: mitocondrias, plastidios, así como el centro celular y los cuerpos basales.
Las mitocondrias y los plastidios contienen una molécula de ADN circular, similar en estructura al cromosoma de los procariotas. La autorreproducción de estas estructuras se basa en la reduplicación del ADN y se expresa en la división en dos.
Los centríolos son capaces de autorreproducirse según el principio de autoensamblaje. El autoensamblaje es la formación de estructuras similares a las existentes con la ayuda de enzimas.
Pregunta 4.
En el citoplasma de las células hay componentes no permanentes: inclusiones, que pueden ser tróficas, secretoras y especiales. Sustancias tróficas o de almacenamiento celular que son necesarias para la nutrición. Por ejemplo, gotas de grasa, gránulos de proteínas, glucógeno (que se acumula en las células del hígado). Secretor: suelen ser varios secretos. Por ejemplo, las secreciones de las glándulas mamarias, sudoríparas y grasas. Los especiales son los pigmentos. Por ejemplo, hemoglobina en los glóbulos rojos, lipofuscina (pigmento del envejecimiento), melanina en los melanocitos de la piel.
Pregunta 5.
Endocitosis y exocitosis. Las macromoléculas y partículas grandes que no se transportan a través de la membrana plasmática ingresan a la célula por endocitosis y se eliminan de ella por exocitosis. Hay dos tipos de endocitosis: fagocitosis y pinocitosis.
La endocitosis se puede llevar a cabo de diferentes maneras, pero invariablemente depende de la membrana plasmática, que sirve como "vehículo" para la penetración en la célula. Cualquiera que sea el objeto capturado por la célula, siempre entra en ella envuelto en un saco membranoso formado por la invaginación de la membrana plasmática.
fagocitosis(Griego рhagos- devorar, citos- receptáculo) es la captura y absorción de partículas grandes por una célula (a veces células enteras y sus partículas). Donde membrana de plasma forma excrecencias, rodea partículas y las mueve hacia la célula en forma de vacuolas. Este proceso está asociado con el gasto de energía de membrana y ATP. La fagocitosis fue descrita por primera vez por I.I. Mechnikov al estudiar la actividad de los leucocitos y macrófagos, que protegen al cuerpo de microorganismos patógenos y otras partículas no deseadas. Gracias a la actividad fagocítica, el cuerpo es inmune a una serie de enfermedades infecciosas. Este fenómeno formó la base de su teoría fagocítica de la inmunidad. La digestión intracelular se produce mediante fagocitosis en protozoos e invertebrados inferiores. En animales y humanos altamente organizados, la fagocitosis desempeña un papel protector (captura de microorganismos patógenos por leucocitos y macrófagos).
Pinocitosis(gramo. pino- bebida) - absorción de gotas de líquido con sustancias disueltas en él. Se lleva a cabo debido a la formación de invaginaciones en la membrana y la formación de vesículas rodeadas por la membrana y moviéndolas hacia adentro. Este proceso también está asociado con el gasto de energía de membrana y ATP. La función de absorción del epitelio intestinal está garantizada por la pinocitosis. Si la célula deja de sintetizar ATP, los procesos de pinocitosis y fagocitosis se detienen por completo.
Exocitosis- eliminación de sustancias de la célula. Mediante exocitosis, se eliminan de la célula hormonas, proteínas, gotas de grasa y partículas no digeridas. Estas sustancias, encerradas en vesículas, se acercan al plasmalema, ambas membranas se fusionan, el contenido de la vesícula se descarga y la membrana de la vesícula se incrusta en la membrana celular.
organoides- componentes permanentes, necesariamente presentes, de la célula que realizan funciones específicas.
Retículo endoplásmico (RE)- orgánulo de membrana única. Es un sistema de membranas que forman “cisternas” y canales, conectados entre sí y delimitando un único espacio interno: las cavidades del EPS. Las membranas están conectadas por un lado a la membrana citoplasmática y por el otro a la membrana nuclear externa. Hay dos tipos de EPS: 1) rugoso (granular), que contiene ribosomas en su superficie, y 2) liso (agranular), cuyas membranas no llevan ribosomas.
Funciones: 1) transporte de sustancias de una parte de la célula a otra,
2) división del citoplasma celular en (“compartimentos”,
3) síntesis de carbohidratos y lípidos (EPS suave),
4) síntesis de proteínas (EPS bruto),
aparato de Golgi, es un orgánulo de una sola membrana. Consiste en pilas de “cisternas” aplanadas con bordes ensanchados. Asociado a ellos hay un sistema de pequeñas vesículas de una sola membrana.
Funciones del aparato de Golgi: 1) acumulación de proteínas, lípidos, carbohidratos, 2) “empaquetado” de proteínas, lípidos, carbohidratos en vesículas de membrana, 4) síntesis de carbohidratos y lípidos, 6) lugar de formación de lisosomas.
lisosomas- orgánulos monomembrana. Son pequeñas burbujas (de 0,2 a 0,8 micrones de diámetro) que contienen un conjunto de enzimas hidrolíticas. Las enzimas se sintetizan en el RE rugoso y se trasladan al aparato de Golgi, donde se modifican y empaquetan en vesículas de membrana que, después de la separación del aparato de Golgi, se convierten en lisosomas. El lisosoma puede contener de 20 a 60 tipos diferentes de enzimas hidrolíticas.
Funciones de los lisosomas: 1) digestión intracelular materia orgánica, 2) destrucción de estructuras celulares y no celulares innecesarias,
3) participación en los procesos de reorganización celular.
vacuolas- los orgánulos de membrana única son "contenedores" llenos soluciones acuosas organico y sustancias inorgánicas.. Las células de las plantas jóvenes contienen muchas vacuolas pequeñas que luego, a medida que las células crecen y se diferencian, se fusionan entre sí y forman una gran vacuola central. La vacuola central puede ocupar hasta el 95% del volumen. célula madura, el núcleo y los orgánulos son empujados hacia la membrana celular. El líquido que llena la vacuola de la planta se llama jugo celular.
Los animales unicelulares también tienen vacuolas contráctiles que realizan la función de osmorregulación y excreción.
Funciones de la vacuola: 1) acumulación y almacenamiento de agua,
2) regulación metabolismo agua-sal,
3) mantener la presión de turgencia,
4) acumulación de metabolitos solubles en agua, reserva nutrientes,
5) ver funciones de los lisosomas.
mitocondrias
Estructura de las mitocondrias:
1 - membrana exterior;
2 - membrana interna; 3 - matriz; 4 - cresta; 5 - sistema multienzimático; 6 - ADN circular.
La forma, el tamaño y el número de mitocondrias varían enormemente. Las mitocondrias pueden tener forma de bastón, redonda, espiral, de copa o ramificada. La longitud de las mitocondrias varía de 1,5 a 10 µm, el diámetro, de 0,25 a 1,00 µm. El número de mitocondrias en una célula puede alcanzar varios miles y depende de la actividad metabólica de la célula.
La mitocondria está limitada por dos membranas. La membrana exterior de las mitocondrias es lisa, la interior forma numerosos pliegues. crestas. Las crestas aumentan la superficie de la membrana interna, en la que se ubican los sistemas multienzimáticos (5) implicados en la síntesis de moléculas de ATP. El espacio interno de las mitocondrias está lleno de matriz (3). La matriz contiene ADN circular (6), ARNm específico y ribosomas.
Funciones de las mitocondrias: 1) síntesis de ATP, 2) degradación de oxígeno de sustancias orgánicas.
plastidios
Estructura plástida: 1 - membrana exterior; 2 - membrana interna; 3 - estroma; 4 - tilacoide; 5 - grano; 6 - láminas; 7 - granos de almidón; 8 - gotas de lípidos.
Los plastidios son característicos únicamente de las células vegetales. Distinguir tres tipos principales de plastidios:
leucoplastos: plastidios incoloros en las células de partes incoloras de las plantas,
cromoplastos: plastidios de colores generalmente amarillos, rojos y naranjas,
Los cloroplastos son plastidios verdes.
Cloroplastos. En las células de las plantas superiores, los cloroplastos tienen la forma de una lente biconvexa. La longitud de los cloroplastos varía de 5 a 10 µm, el diámetro, de 2 a 4 µm. Los cloroplastos están delimitados por dos membranas. La membrana exterior es lisa, la interior tiene una estructura plegada compleja. El pliegue más pequeño se llama tilacoide.. Un grupo de tilacoides dispuestos como una pila de monedas se llama faceta .
El espacio interior de los cloroplastos se llena. estroma. El estroma contiene ADN circular "desnudo", ribosomas
Función de los cloroplastos: fotosíntesis.
Leucoplastos. La forma varía (esférica, redonda, ahuecada, etc.). Los leucoplastos están delimitados por dos membranas. La membrana exterior es lisa, la interior forma pocos tilacoides. El estroma contiene ADN circular "desnudo" y ribosomas. No hay pigmentos. Las células de los órganos subterráneos de la planta (raíces, tubérculos, rizomas, etc.) tienen especialmente muchos leucoplastos.
Función de los leucoplastos: síntesis, acumulación y almacenamiento de nutrientes de reserva.
Cromoplastos. Limitado por dos membranas. La membrana externa es lisa, la interna es lisa o forma tilacoides individuales. El estroma contiene ADN circular y pigmentos que dan a los cromoplastos un color amarillo, rojo o naranja. Los cromoplastos se consideran la etapa final del desarrollo de los plástidos.
Función de los cromoplastos: colorear flores y frutos y así atraer polinizadores y dispersores de semillas.
Estructura y funciones del núcleo.
Normalmente, una célula eucariota tiene una centro, pero hay células binucleadas (ciliadas) y multinucleadas (opalinas). Algunas células altamente especializadas pierden su núcleo por segunda vez (eritrocitos de mamíferos, tubos cribosos de angiospermas).
La forma del núcleo es esférica, elipsoidal, en forma de frijol, etc. El diámetro del núcleo suele ser de 3 a 10 micrones.
Estructura central:
1 - membrana exterior; 2 - membrana interna; 3 - poros; 4 - nucleolo; 5 - heterocromatina; 6 - eucromatina.
El núcleo está delimitado del citoplasma por dos membranas (cada una de ellas tiene estructura típica). Entre las membranas hay un espacio estrecho lleno de una sustancia semilíquida. En algunos lugares, las membranas se fusionan entre sí, formando poros a través de los cuales se produce el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma. La membrana nuclear externa en el lado que mira al citoplasma está cubierta de ribosomas, lo que le da rugosidad; la membrana interna es lisa.
Funciones del núcleo: 1) almacenamiento de información hereditaria y transmisión de la misma a las células hijas durante la división, 2) regulación de la actividad celular mediante la regulación de la síntesis de varias proteínas, 3) lugar de formación de subunidades ribosómicas
Información relacionada.
Los orgánulos (orgánulos) de una célula son partes permanentes de la célula que tienen una estructura específica y realizan funciones específicas. Hay orgánulos membranosos y no membranosos. A organelos de membrana Incluye el retículo citoplasmático (retículo endoplásmico), el complejo laminar (aparato de Golgi), las mitocondrias, los lisosomas y los peroxisomas. Organelos no membranarios representado por ribosomas (polirribosomas), el centro celular y elementos citoesqueléticos: microtúbulos y estructuras fibrilares.
Arroz. 8.Diagrama de la estructura ultramicroscópica de una célula:
1 – retículo endoplásmico granular, en cuyas membranas se encuentran los ribosomas adheridos; 2 – retículo endoplásmico agranular; 3 – complejo de Golgi; 4 – mitocondrias; 5 – fagosoma en desarrollo; 6 – lisosoma primario (gránulo de almacenamiento); 7 – fagolisosoma; 8 – vesículas endocíticas; 9 – lisosoma secundario; 10 – cuerpo residual; 11 – peroxisoma; 12 – microtúbulos; 13 - microfilamentos; 14 – centríolos; 15 – ribosomas libres; 16 – burbujas de transporte; 17 – vesícula exocitótica; 18 – inclusiones grasas (caída de lípidos); 19 - inclusiones de glucógeno; 20 – cariolema (membrana nuclear); 21 – poros nucleares; 22 – nucleolo; 23 – heterocromatina; 24 – eucromatina; 25 – cuerpo basal del cilio; 26 - pestaña; 27 – contacto intercelular especial (desmosoma); 28 – brecha de contacto intercelular
2.5.2.1. Organelos de membrana (orgánulos)
El retículo endoplásmico (retículo endoplásmico, retículo citoplasmático) es un conjunto de túbulos, vacuolas y “cisternas” interconectados, cuya pared está formada por membranas biológicas elementales. Inaugurado por K.R. Portero en 1945. Descubrimiento y descripción retículo endoplásmico(EPS) está obligada a introducir el microscopio electrónico en la práctica de los estudios citológicos. Las membranas que forman el EPS se diferencian del plasmalema de la célula por su menor espesor (5-7 nm) y mayor concentración de proteínas, principalmente aquellas con actividad enzimática. . Hay dos tipos de EPS(Figura 8): rugoso (granular) y liso (agranular). XPS aproximado Está representado por cisternas aplanadas, en cuya superficie se ubican ribosomas y polisomas. Las membranas del RE granular contienen proteínas que promueven la unión de los ribosomas y el aplanamiento de las cisternas. El RE rugoso está especialmente bien desarrollado en células especializadas en la síntesis de proteínas. El RE liso está formado por túbulos, tubos y pequeñas vesículas entrelazados. No se diferencian los canales y tanques de las EPS de estos dos tipos: Las membranas de un tipo pasan a membranas de otro tipo, formando las llamadasEPS de transición (transitoria).
Principalfunciones del EPS granular son:
1) síntesis de proteínas en ribosomas adheridos(proteínas secretadas, proteínas de las membranas celulares y proteínas específicas del contenido de los orgánulos de la membrana); 2) hidroxilación, sulfatación, fosforilación y glicosilación de proteínas; 3) transporte de sustancias dentro del citoplasma; 4) acumulación de sustancias tanto sintetizadas como transportadas; 5) regulación de reacciones bioquímicas, asociado con la localización ordenada en las estructuras de EPS de sustancias que entran en reacciones, así como sus catalizadores: enzimas.
XPS suave Se distingue por la ausencia de proteínas (riboforinas) en las membranas que unen las subunidades ribosómicas. Se supone que el RE liso se forma como resultado de la formación de excrecencias del RE rugoso, cuya membrana pierde ribosomas.
Funciones de EPS suave son: 1) síntesis de lípidos, incluyendo lípidos de membrana; 2) síntesis de carbohidratos(glucógeno, etc.); 3) síntesis de colesterol; 4) neutralización de sustancias tóxicas. origen endógeno y exógeno; 5) acumulación de iones Ca 2+ ; 6) restauración del cariolema en telofase de la mitosis; 7) transporte de sustancias; 8) acumulación de sustancias.
Como regla general, el RE liso está menos desarrollado en las células que el RE rugoso, pero está mucho mejor desarrollado en las células que producen esteroides, triglicéridos y colesterol, así como en las células del hígado que desintoxican diversas sustancias.
Arroz. 9. Complejo de Golgi:
1 – pila de tanques aplanados; 2 – burbujas; 3 – vesículas secretoras (vacuolas)
EPS transitorio (transitorio) - este es el sitio de transición del RE granular al RE agranular, que se encuentra en la superficie de formación del complejo de Golgi. Los tubos y túbulos del RE de transición se desintegran en fragmentos, a partir de los cuales se forman vesículas que transportan material desde el RE al complejo de Golgi.
El complejo laminar (complejo de Golgi, aparato de Golgi) es un orgánulo celular implicado en la formación final de sus productos metabólicos.(secretos, colágeno, glucógeno, lípidos y otros productos),así como en la síntesis de glicoproteínas. El organoide lleva el nombre del histólogo italiano C. Golgi, quien lo describió en 1898. Formado por tres componentes(Figura 9): 1) una pila de tanques aplanados (sacos); 2) burbujas; 3) vesículas secretoras (vacuolas). La zona de acumulación de estos elementos se llama dictiosomas. En una celda puede haber varias zonas de este tipo (a veces varias docenas o incluso cientos). El complejo de Golgi se encuentra cerca del núcleo celular, a menudo cerca de los centríolos y, con menos frecuencia, disperso por todo el citoplasma. En las células secretoras, se ubica en la parte apical de la célula, a través de la cual se libera la secreción mediante exocitosis. Se apilan de 3 a 30 cisternas en forma de discos curvos con un diámetro de 0,5 a 5 micrones. Los tanques adyacentes están separados por espacios de 15 a 30 nm. Los grupos separados de cisternas dentro del dictiosoma se distinguen por una composición especial de enzimas que determinan la naturaleza de las reacciones bioquímicas, en particular el procesamiento de proteínas, etc.
El segundo elemento constituyente del dictiosoma son las vesículas. Son formaciones esféricas con un diámetro de 40 a 80 nm, cuyo contenido moderadamente denso está rodeado por una membrana. Las burbujas se forman al desprenderse de los tanques.
El tercer elemento del dictiosoma son las vesículas secretoras (vacuolas). Son formaciones de membranas esféricas relativamente grandes (0,1-1,0 μm) que contienen una secreción de densidad moderada que sufre condensación y compactación (vacuolas de condensación).
El complejo de Golgi está claramente polarizado verticalmente. Contiene dos superficies (dos polos):
1) cis-superficie, o una superficie inmadura que tiene forma convexa, mira hacia el retículo endoplásmico (núcleo) y está asociada con pequeñas vesículas de transporte que se separan de él;
2) transsuperficie, o la superficie que mira hacia el plasmolema cóncavo (Fig. 8), en cuyo lado las vacuolas (gránulos secretores) se separan de las cisternas del complejo de Golgi.
Principalfunciones del complejo de Golgi son: 1) síntesis de glicoproteínas y polisacáridos; 2) modificación de la secreción primaria, su condensación y envasado en vesículas de membrana (formación de gránulos secretores); 3) procesamiento molecular(fosforilación, sulfatación, acilación, etc.); 4) acumulación de sustancias secretadas por la célula; 5) formación de lisosomas; 6) clasificación de proteínas sintetizadas por la célula en la superficie trans antes de su transporte final (producido a través de proteínas receptoras que reconocen las regiones señal de las macromoléculas y las dirigen a varias vesículas); 7) transporte de sustancias: Desde las vesículas de transporte, las sustancias penetran en la pila de cisternas del complejo de Golgi desde la superficie cis y salen en forma de vacuolas desde la superficie trans. El mecanismo de transporte se explica mediante dos modelos: a) un modelo para el movimiento de vesículas que brotan de la cisterna anterior y se fusionan con la cisterna posterior secuencialmente en la dirección desde la superficie cis a la superficie trans; b) un modelo de movimiento de cisternas, basado en la idea de una nueva formación continua de cisternas debido a la fusión de vesículas en la superficie cis y la posterior desintegración en vacuolas de cisternas que se mueven hacia la superficie trans.
Las principales funciones anteriores nos permiten afirmar que el complejo laminar es el orgánulo más importante de la célula eucariota, asegurando la organización e integración del metabolismo intracelular. En este orgánulo tienen lugar las etapas finales de formación, maduración, clasificación y empaquetamiento de todos los productos secretados por la célula, enzimas lisosómicas, así como proteínas y glicoproteínas del aparato de superficie celular y otras sustancias.
Organelos de la digestión intracelular. Los lisosomas son pequeñas vesículas limitadas por una membrana elemental que contiene enzimas hidrolíticas. La membrana lisosómica, de unos 6 nm de espesor, realiza una compartimentación pasiva, separando temporalmente las enzimas hidrolíticas (más de 30 variedades) del hialoplasma. En estado intacto, la membrana es resistente a la acción de las enzimas hidrolíticas y evita su fuga hacia el hialoplasma. En estabilización de membrana papel importante Pertenece a las hormonas corticosteroides. El daño a las membranas lisosómicas conduce a la autodigestión de la célula por enzimas hidrolíticas.
La membrana lisosómica contiene una bomba de protones dependiente de ATP, asegurando la acidificación del ambiente dentro de los lisosomas. Este último promueve la activación de enzimas lisosómicas: hidrolasas ácidas. Junto con la membrana del lisosoma contiene receptores que determinan la unión de los lisosomas a las vesículas de transporte y los fagosomas. La membrana también asegura la difusión de sustancias desde los lisosomas hacia el hialoplasma. La unión de algunas moléculas de hidrolasa a la membrana lisosómica conduce a su inactivación.
Hay varios tipos de lisosomas:lisosomas primarios (vesículas de hidrolasa), lisosomas secundarios (fagolisosomas o vacuolas digestivas), endosomas, fagosomas, autofagolisosomas, cuerpos residuales(Figura 8).
Los endosomas son vesículas de membrana que transportan macromoléculas desde la superficie celular a los lisosomas mediante endocitosis. Durante el proceso de transferencia, es posible que el contenido de los endosomas no cambie ni sufra una escisión parcial. En el último caso, las hidrolasas penetran en los endosomas o los endosomas se fusionan directamente con las vesículas de hidrolasa, como resultado de lo cual el medio se acidifica gradualmente. Los endosomas se dividen en dos grupos: temprano (periférico) Y endosomas tardíos (perinucleares).
Endosomas tempranos (periféricos) se forman en las primeras etapas de la endocitosis después de la separación de vesículas con el contenido capturado del plasmalema. Están ubicados en las capas periféricas del citoplasma y caracterizado por un ambiente neutro o ligeramente alcalino. En ellos, los ligandos se separan de los receptores, los ligandos se clasifican y, posiblemente, los receptores se devuelven en vesículas especiales al plasmalema. Junto con en los endosomas tempranos, la escisión de compuestos
Arroz. 10 A). Esquema de formación de lisosomas y su participación en la digestión intracelular.(B)Micrografía electrónica de una sección de lisosomas secundarios (indicados por flechas):
1 – formación de pequeñas vesículas con enzimas del retículo endoplásmico granular; 2 – transferencia de enzimas al aparato de Golgi; 3 – formación de lisosomas primarios; 4 – aislamiento y uso de (5) hidrolasas durante la escisión extracelular; 6 - fagosomas; 7 – fusión de lisosomas primarios con fagosomas; 8, 9 – formación de lisosomas secundarios (fagolisosomas); 10 – excreción de cuerpos residuales; 11 – fusión de lisosomas primarios con estructuras celulares en colapso; 12 – autofagolisosoma
complejos "receptor-hormona", "antígeno-anticuerpo", escisión limitada de antígenos, inactivación de moléculas individuales. En condiciones ácidas (pH=6,0), el medio ambiente en los endosomas tempranos, puede ocurrir una descomposición parcial de las macromoléculas. Gradualmente, adentrándose más profundamente en el citoplasma, los endosomas tempranos se convierten en endosomas tardíos (perinucleares) ubicados en las capas profundas del citoplasma. rodeando el núcleo. Alcanzan entre 0,6 y 0,8 micras de diámetro y se diferencian de los primeros endosomas por su contenido más ácido (pH = 5,5) y un mayor nivel de digestión enzimática del contenido.
Los fagosomas (heterofagosomas) son vesículas de membrana que contienen material capturado por la célula desde el exterior, sujeto a digestión intracelular.
Lisosomas primarios (vesículas de hidrolasa): vesículas con un diámetro de 0,2 a 0,5 micrones que contienen enzimas inactivas. (Figura 10). Su movimiento en el citoplasma está controlado por microtúbulos. Las vesículas de hidrolasa transportan enzimas hidrolíticas desde el complejo laminar a los orgánulos de la vía endocítica (fagosomas, endosomas, etc.).
Los lisosomas secundarios (fagolisosomas, vacuolas digestivas) son vesículas en las que se lleva a cabo activamente la digestión intracelular. a través de hidrolasas a pH≤5. Su diámetro alcanza las 0,5-2 micrones. Lisosomas secundarios (fagolisosomas y autofagolisosomas) formado por fusión de un fagosoma con un endosoma o lisosoma primario (fagolisosoma) o por fusión de un autofagosoma(vesícula de membrana que contiene los propios componentes de la célula) con lisosoma primario(Figura 10) o endosoma tardío (autofagolisosoma). La autofagia asegura la digestión de áreas del citoplasma, mitocondrias, ribosomas, fragmentos de membrana, etc. La pérdida de estos últimos en la célula se compensa con su nueva formación, lo que conduce a la renovación ("rejuvenecimiento") de las estructuras celulares. Entonces, en células nerviosas En los humanos, que funcionan durante muchas décadas, la mayoría de los orgánulos se renuevan en 1 mes.
Un tipo de lisosoma que contiene sustancias (estructuras) no digeridas se llama cuerpos residuales. Estos últimos pueden permanecer en el citoplasma durante mucho tiempo o liberar su contenido mediante exocitosis fuera de la célula.(Figura 10). Un tipo común de cuerpos residuales en el cuerpo de los animales son gránulos de lipofuscina, que son vesículas de membrana (0,3-3 µm) que contienen el pigmento marrón poco soluble lipofuscina.
Los peroxisomas son vesículas de membrana con un diámetro de hasta 1,5 µm, cuya matriz contiene alrededor de 15 enzimas(Figura 8). Entre estos últimos, los más importantes catalasa, que representa hasta el 40% de la proteína total del orgánulo, así como peroxidasa, aminoácido oxidasa, etc. Los peroxisomas se forman en el retículo endoplásmico y se renuevan cada 5-6 días. Junto con las mitocondrias, Los peroxisomas son un centro importante para la utilización del oxígeno en la célula. En particular, bajo la influencia de la catalasa, se descompone el peróxido de hidrógeno (H 2 O 2), formado durante la oxidación de aminoácidos, carbohidratos y otras sustancias celulares. Así, los peroxisomas protegen a la célula de los efectos dañinos del peróxido de hidrógeno.
Organelos del metabolismo energético. mitocondrias Descrito por primera vez por R. Kölliker en 1850 en los músculos de insectos llamados sarcosomas. Posteriormente fueron estudiados y descritos por R. Altman en 1894 como "bioplastos", y en 1897 K. Benda los llamó mitocondrias. Las mitocondrias son orgánulos rodeados de membranas que proporcionan energía a la célula (organismo). La fuente de energía almacenada en forma de enlaces fosfato de ATP son los procesos de oxidación. Junto con Las mitocondrias participan en la biosíntesis de esteroides y ácidos nucleicos, así como en la oxidación. ácidos grasos.
METRO Arroz. once.
Diagrama de estructura de las mitocondrias: 1 – membrana exterior; 2 – membrana interna; 3 – crestas; 4 – matriz
Las itocondrias tienen formas elípticas, esféricas, en forma de varilla, filiformes y otras que pueden cambiar durante un tiempo determinado. Sus dimensiones son de 0,2 a 2 micrones de ancho y de 2 a 10 micrones de largo. El número de mitocondrias en las diferentes células varía ampliamente, llegando a 500-1000 en las más activas. En las células del hígado (hepatocitos), su número es de aproximadamente 800 y el volumen que ocupan es aproximadamente el 20% del volumen del citoplasma. En el citoplasma, las mitocondrias pueden ubicarse de manera difusa, pero generalmente se concentran en áreas de máximo consumo de energía, por ejemplo, cerca de bombas de iones, elementos contráctiles (miofibrillas) y orgánulos de movimiento (axonema espermático). Las mitocondrias están formadas por membranas externa e interna,
separados por un espacio intermembranoso,y contienen una matriz mitocondrial hacia la que se enfrentan los pliegues de la membrana interna (crestas).
(Figuras 11, 12).
norte
Arroz. 12.
Fotografía electrónica de mitocondrias (sección transversal)
El espacio intermembrana de las mitocondrias, de 10 a 20 nm de ancho, contiene una pequeña cantidad de enzimas. Está limitado desde el interior por la membrana mitocondrial interna, que contiene proteínas de transporte, enzimas de la cadena respiratoria y succinato deshidrogenasa, así como un complejo de ATP sintetasa. La membrana interna se caracteriza por una baja permeabilidad a los iones pequeños. Forma pliegues de 20 nm de espesor, que con mayor frecuencia se ubican perpendiculares al eje longitudinal de las mitocondrias y, en algunos casos (músculos y otras células), longitudinalmente. A medida que aumenta la actividad mitocondrial, aumenta el número de pliegues (su área total). En las crestas estánoxisomas - formaciones en forma de hongo que constan de una cabeza redondeada con un diámetro de 9 nm y un tallo de 3 nm de espesor. La síntesis de ATP se produce en la región de la cabeza. Los procesos de oxidación y síntesis de ATP en las mitocondrias están separados, por lo que no toda la energía se acumula en ATP, siendo parcialmente disipada en forma de calor. Esta separación es más pronunciada, por ejemplo, en el tejido adiposo marrón, que se utiliza para el "calentamiento" primaveral de los animales que se encuentran en estado de "hibernación".
La cámara interna de la mitocondria (el área entre la membrana interna y las crestas) está llenamatriz (Figuras 11, 12), que contiene enzimas del ciclo de Krebs, enzimas de síntesis de proteínas, enzimas de oxidación de ácidos grasos, ADN mitocondrial, ribosomas y gránulos mitocondriales.
El ADN mitocondrial representa el propio aparato genético de la mitocondria. Tiene la apariencia de una molécula circular de doble cadena, que contiene alrededor de 37 genes. El ADN mitocondrial se diferencia del ADN nuclear por su bajo contenido de secuencias no codificantes y la ausencia de conexiones con histonas. El ADN mitocondrial codifica ARNm, ARNt y ARNr, pero proporciona la síntesis de sólo el 5-6% de las proteínas mitocondriales.(enzimas del sistema de transporte de iones y algunas enzimas de la síntesis de ATP). La síntesis de todas las demás proteínas, así como la duplicación de las mitocondrias, está controlada por el ADN nuclear. La mayoría de las proteínas ribosómicas mitocondriales se sintetizan en el citoplasma y luego se transportan a las mitocondrias. La herencia del ADN mitocondrial en muchas especies de eucariotas, incluidos los humanos, se produce únicamente a través de la línea materna: el ADN mitocondrial paterno desaparece durante la gametogénesis y la fertilización.
Las mitocondrias tienen un ciclo de vida relativamente corto (unos 10 días). Su destrucción se produce mediante autofagia y la nueva formación se produce mediante división (ligadura). mitocondrias precedentes. Esta última está precedida por la replicación del ADN mitocondrial, que ocurre independientemente de la replicación del ADN nuclear en cualquier fase del ciclo celular.
Los procariotas no tienen mitocondrias y sus funciones las realiza la membrana celular. Según una hipótesis, las mitocondrias se originaron a partir de bacterias aeróbicas como resultado de la simbiogénesis. Existe una suposición sobre la participación de las mitocondrias en la transmisión de información hereditaria.
Los orgánulos son estructuras que están constantemente presentes en el citoplasma y están especializadas para realizar determinadas funciones. Según el principio de organización, se distinguen los orgánulos celulares de membrana y no membrana.
Organelos de membrana células
1. Retículo endoplásmico (ER): un sistema de membranas internas del citoplasma que forma grandes cavidades: cisternas y numerosos túbulos; acepta posición central en la célula, alrededor del núcleo. El EPS constituye hasta el 50% del volumen del citoplasma. Los canales del RE conectan todos los orgánulos citoplasmáticos y se abren hacia el espacio perinuclear de la envoltura nuclear. Por tanto, el RE es un sistema circulatorio intracelular. Hay dos tipos de membranas del retículo endoplásmico: lisas y rugosas (granulares). Sin embargo, es necesario comprender que forman parte de un retículo endoplásmico continuo. Los ribosomas se encuentran en membranas granulares, donde se produce la síntesis de proteínas. Los sistemas enzimáticos implicados en la síntesis de grasas y carbohidratos están dispuestos de forma ordenada sobre membranas lisas.
2. El aparato de Golgi es un sistema de cisternas, túbulos y vesículas formado por membranas lisas. Esta estructura se ubica en la periferia de la célula en relación al EPS. En las membranas del aparato de Golgi, sistemas enzimáticos implicados en la formación de más complejos. compuestos orgánicos a partir de proteínas, grasas y carbohidratos sintetizados en EPS. Aquí se produce el ensamblaje de membranas y la formación de lisosomas. Las membranas del aparato de Golgi aseguran la acumulación, concentración y empaquetamiento de las secreciones liberadas por la célula.
3. Los lisosomas son orgánulos de membrana que contienen hasta 40 enzimas proteolíticas capaces de descomponer moléculas orgánicas. Los lisosomas participan en los procesos de digestión intracelular y apoptosis (muerte celular programada).
4. Las mitocondrias son las estaciones de energía de la célula. Orgánulos de doble membrana con una membrana exterior e interior lisa que forman crestas: crestas. En la superficie interna de la membrana interna, los sistemas enzimáticos implicados en la síntesis de ATP están dispuestos de manera ordenada. Las mitocondrias contienen una molécula de ADN circular, similar en estructura al cromosoma de los procariotas. Hay muchos ribosomas pequeños en los que se produce la síntesis de proteínas, parcialmente independientes del núcleo. Sin embargo, los genes encerrados en una molécula circular de ADN no son suficientes para garantizar todos los aspectos de la vida de las mitocondrias y son estructuras semiautónomas del citoplasma. Un aumento en su número se produce debido a la división, que va precedida por la duplicación de la molécula circular de ADN.
5. Los plástidos son orgánulos característicos de las células vegetales. Hay leucoplastos: plastidios incoloros, cromoplastos, que tienen un color rojo anaranjado, y cloroplastos. - plastidios verdes. Todos ellos tienen un único plan estructural y están formados por dos membranas: la exterior (lisa) y la interior, que forman tabiques: tilacoides estromales. En los tilacoides del estroma hay grana, que consiste en vesículas de membrana aplanadas: tilacoides grana, apilados uno encima del otro como columnas de monedas. Los tilacoides de la grana contienen clorofila. La fase luminosa de la fotosíntesis tiene lugar aquí, en la grana, y las reacciones de la fase oscura, en el estroma. Los plástidos contienen una molécula de ADN en forma de anillo, similar en estructura al cromosoma de los procariotas, y muchos ribosomas pequeños en los que se produce la síntesis de proteínas, parcialmente independientes del núcleo. Los plastidios pueden cambiar de un tipo a otro (cloroplastos a cromoplastos y leucoplastos); son orgánulos semiautónomos de la célula. El aumento en el número de plastidios se produce debido a su división en dos y gemación, que va precedida por la reduplicación de la molécula circular de ADN.
Organelos celulares no membranales
1. Los ribosomas son formaciones redondas de dos subunidades, que constan de un 50% de ARN y un 50% de proteínas. Las subunidades se forman en el núcleo, en el nucléolo y en el citoplasma, en presencia de iones Ca 2+, se combinan en estructuras integrales. En el citoplasma, los ribosomas se encuentran en las membranas del retículo endoplásmico (RE granular) o libremente. En el centro activo de los ribosomas tiene lugar el proceso de traducción (selección de anticodones de ARNt a codones de ARNm). Los ribosomas, que se mueven a lo largo de la molécula de ARNm de un extremo a otro, hacen que los codones de ARNm estén disponibles secuencialmente para entrar en contacto con los anticodones de ARNt.
2. Los centriolos (centro celular) son cuerpos cilíndricos, cuya pared está formada por 9 tríadas de microtúbulos proteicos. EN centro celular Los centriolos están ubicados en ángulo recto entre sí. Son capaces de autorreproducirse según el principio de autoensamblaje. El autoensamblaje es la formación de estructuras similares a las existentes con la ayuda de enzimas. Los centríolos participan en la formación de filamentos del huso. Aseguran el proceso de segregación cromosómica durante la división celular.
3. Los flagelos y los cilios son orgánulos de movimiento; Tienen un solo plan estructural: la parte exterior de las caras del flagelo. ambiente y está cubierto por una porción de la membrana citoplasmática. Son un cilindro: su pared está formada por 9 pares de microtúbulos proteicos, y en el centro hay dos microtúbulos axiales. En la base del flagelo, ubicado en el ectoplasma, el citoplasma que se encuentra directamente debajo membrana celular, por cada par de microtúbulos se añade otro microtúbulo corto. Como resultado, se forma un cuerpo basal que consta de nueve tríadas de microtúbulos.
4. El citoesqueleto está representado por un sistema de fibras proteicas y microtúbulos. Proporciona mantenimiento y cambio en la forma del cuerpo celular y la formación de pseudópodos. Responsable del movimiento ameboide, forma el marco interno de la célula y asegura el movimiento de las estructuras celulares por todo el citoplasma.
