La envoltura nuclear
es una doble membrana que rodea al núcleo y posee numerosos poros que permiten el
pasaje de ARN y otros productos.
La envoltura nuclear crea y mantiene una
estructura tridimensional que conforma el entorno donde el ADN se organiza en
los cromosomas, se expresa y replica. La envoltura
nuclear consiste en dos membranas (interna y externa) que periódicamente se
unen definiendo poros, los cuales se rodean de las proteínas que conforman
el complejo de poro
nuclear (NPCs del inglés nuclear pore complexes) y regulan selectivamente la entrada y
salida del núcleo.
El espacio entre la
membrana interna y externa es de 200 a 300 amgtroms. Este espacio se llena con proteínas recién sintetizadas, en la misma forma en que sucede con el
espacio del RER (Retículo Endoplásmico Rugoso). La membrana
exterior se continúa con el retículo endoplásmico
rugoso,
y tiene ribosomas pegados a ella.
Una ventaja de la
doble capa de membrana es que la externa está en contacto con el citoplasma
mientras que la interna está en contacto con el nucleoplasma
LISOSOMAS
Los lisosomas se
originan en los dictiosomas (sacos aplanados) del aparato de Golgi, y en ocasiones
a partir de vesículas en algunas regiones del retículo endoplasmático granular.
Son organelas pequeñas, esféricas y semejantes a vacuolas.Limitadas por una sola membrana, contienen en su interior poderosas enzimas encargadas de digerir sustancias que ingresan a las células (lisosomas digestivos), con lo cual se comportan como un sistema digestivo celular. Por otra parte, los lisosomas pueden degradar desechos celulares, lípidos y proteínas (lisosomas autofágicos) que son liberados a través de la membrana plasmática.
CENTROSOMA
Ocupa un área del
citoplasma situada casi siempre muy cerca del núcleo. Regula los movimientos
celulares de cilios y flagelos y tiene un rol fundamental en la división
celular.
En el interior nuclear se
diferencia un material consistente que se colorea intensamente: CROMATINA y el
jugo nuclear o NUCLEOPLASMA, casi líquido. En un núcleo interfásico la
cromatina se localiza principalmente en las regiones periféricas. Se halla
compuesta principalmente por ADN y proteínas, y poca cantidad de ARN (ac. ribonucleico). El ADN es el soporte físico de la herencia,
con la excepción del ADN de los plástidos, todo el ADN está confinado al
núcleo. El ARN, se forma en el núcleo a partir del código del ADN. El ARN formado se mueve hacia
el citoplasma.
Para que la cromatina sea funcional debe estar EXTENDIDA, ya que condensada no es activa.
Durante la división celular, la cromatina se condensa, espiralizándose para
formar cromosomas. Al terminar la
división celular, la cromatina se de sespiraliza en mayor o menor medida,
resultando:
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Heterocromatina: es la forma condensada de la
cromatina, no activa. Se visualiza en las microfotografías como parches
densos. Algunas veces delinea la membrana nuclear, sin embargo se rompe por
las áreas claras de los poros para permitir que se lleve a cabo el transporte.
Algunas veces la heterocromatina forma como una rueda de carreta. Se puede
observar abundante heterocromatina en células en reposo o de reserva como en
los pequeños linfocitos (células de memoria), que están esperando la
exposición a antígenos extraños. La heterocromatina se
considera transcripción al mente inactiva.
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Eucromatina: se presenta como una trama
delicada por que las regiones de ADN que deben ser transcriptas o duplicadas deben primero
desenrollarse antes de que el código genético pueda ser leído. Es más abundante en
las células activas, esto es en las células que están transcribiendo.
CILIOS Y
FLAGELOS
Son proyecciones del citoesqueleto limitadas por una membrana que es continuación de la membrana plasmática. Son estructuras similares y permanentes. Los flagelos se caracterizan por ser largos y escasos.
Los flagelos son
apéndices en forma de látigo presente en muchos organismos unicelulares, como
el Trypanosoma sp. y en algunos pluricelulares,
como los espermatozoides. El flagelo es utilizado para la movilidad celular en
medios líquidos, igual que los cilios. También poseen un diámetro uniforme en
toda su longitud, aunque algo mayor.
Son más largos y menos
numerosos que los cilios, ya que algunas células tienen tan solo uno o dos
flagelos. El flagelo de las eucariotas se desplaza como si fuera un látigo,
mientras que en las procariotas el movimiento es rotatorio a manera de
sacacorcho.
PARED CELULAR.
Es una típica estructura de eucariotas vegetales y fúngicas. Se ubica en la parte externa de la membrana plasmática, en contacto con células adyacentes. Es de consistencia gruesa y rígida, formada principalmente por celulosa.
Cumple
una función similar al esqueleto de los animales superiores, ya que le da
firmeza a la planta posibilitando que se mantenga erguida. Además, interviene
en diversos procesos como la absorción, secreción, transpiración y defensa
contra agentes patógenos. La pared está perforada por pequeños poros
denominados plasmodesmas.
Estos
plasmodesmas atraviesan la membrana plasmática y establecen una comunicación
directa entre el citoplasma de las células adyacentes.
En la pared celular se diferencian tres estructuras, desde el exterior hacia la parte interna de la célula. Ellas son: una lámina media, una pared primaria y una pared secundaria, esta última en contacto con la membrana plasmática y subdividida en tres capas.
La celulosa de las
paredes celulares protege a las células adyacentes de la desecación. Gran parte
de la corteza y de la madera de los árboles está formada de pared celular.
Los cilios (del
latín “pestaña”) son prolongaciones muy finas de la membrana plasmática a modo
de “dedo de guante”, con un contenido que es continuación del citoplasma. De
diámetro uniforme en toda su longitud, rodean total o parcialmente el contorno
de las células.
Los cilios producen
vibraciones sincronizadas que permiten el movimiento de la célula. El Paramecio
es un ejemplo de microorganismo ciliado, con cerca de 200 cilios en cada
individuo. Los cilios de las células del tracto respiratorio tienen la misión
de capturar las partículas del aire.
El centrosoma está
formado por el diplosoma, la centrosfera y el áster. En su interior está el
diplosoma, que son dos cilindros huecos cuyas paredes están formadas por
unidades de proteína. Esos cilindros son los centríolos, que carecen de
membranas y se ubican de manera perpendicular entre sí. Cada célula posee dos
centríolos, cuya función es intervenir en la división celular y posibilitar la
transferencia de material genético entre las células hijas.
Por cada centríolo hay
nueve grupos de tres microtúbulos cada uno, dispuestos en forma cilíndrica.
Los centríolos se hacen visibles toda vez que la célula se divide para reproducirse. La centrosfera es una sustancia traslúcida donde se ubica el diplosoma. El áster es el conjunto de filamentos radiales que parten de la centrosfera, fundamentales en el proceso de la mitosis.
VACUOLAS
Son elementos en forma de
saco que se originan a partir de provacuolas, pequeñas estructuras presentes en
células jóvenes. A medida que la célula crece, estas diminutas estructuras
absorben agua por ósmosis y se unen entre sí hasta formar una vacuola de gran
tamaño que ocupa un considerable espacio del citoplasma.
Las vacuolas tienen una
membrana de permeabilidad selectiva que acumula agua, dando lugar al
crecimiento de la célula y al mantenimiento de su turgencia. En su interior
contiene sales, glúcidos, proteínas y demás nutrientes.
Las vacuolas también actúan en la remoción de elementos innecesarios. Mediante el proceso de exocitosis (movimiento de sustancias hacia fuera de la célula) las vacuolas se acercan y se adhieren a la membrana plasmática para eliminar desechos al exterior.
Además, por endocitosis (movimiento
de sustancias hacia dentro de la célula) pueden transportar al citoplasma
moléculas que no difunden por la membrana celular. En este caso, esas moléculas
se adhieren a la membrana plasmática y se produce una invaginación, formándose
una vacuola.
Lamina
nuclear
Por debajo de la membrana interna de la envoltura nuclear (que mira
hacia el nucleoplasma) se encuentra la lamina, un red de filamentos intermedios (lamin protein) que conforman una capa delgada que rodea al
núcleo excepto en los poros nucleares. Estos filamentos pueden servir
como estabilizadores y se encuentran también en el interior del núcleo (Ver esquema donde, solo para mayor visualización, se la destaca en colores. en
realidad resulta bastante difícil de distinguir, en una microfotografía
electrónica, de la densa heterocromatina vecina).
PLASTIDOS
Tal como las
mitocondrias, los plástidos son organelas con doble membrana, responsables de
los diferentes colores que tienen las plantas. Dentro de los plástidos, también
llamados “plastos”, se distinguen los cloroplastos, los cromoplastos y los
leucoplastos. Los cloroplastos contienen clorofila, que se encarga de captar la
energía lumínica y transformarla en energía química.
De esa forma, el vegetal
realiza la fotosíntesis, reacción que tiene lugar en los tilacoides, sacos o
vesículas aplanadas que están inmersos en una solución llamada estroma en el
interior de los cloroplastos.
En la membrana de los
tilacoides se ubica la clorofila, carotenos y xantinas. Pilas de tilacoides
forman el grana de los cloroplastos. Los cloroplastos producen grande
cantidades de ATP (adenosintrifosfato). Contienen ADN, un ARN propio y
ribosomas.
Los cromoplastos fabrican
y almacenan otros pigmentos que le dan color a los frutos, flores y hojas
secas. Son ejemplos de esos pigmentos el caroteno (anaranjado) y la xantofila
(amarillo). Los leucoplastos son plástidos de color blanquecino encargados de
almacenar almidones (amiloplastos), lípidos y proteínas.
La lámina tiene las siguientes características
estructurales y funcionales:
Si se inyecta a la célula anticuerpos
contra los filamentos nucleares (lamins), el núcleo no puede rehacerse luego de
la división celular.
Poros
nucleares
El transporte de proteínas y ARN entre el núcleo y el citoplasma acontece por medio de una
estructura proteica que se encuentra embebida en la envoltura nuclear
denominada complejo de poro nuclear. Este
complejo es enorme con respecto a lo que es corriente en estructuras proteicas,
alcanza unos 120 MD (Mega Dalton), es decir 30 veces más
que un ribosoma.
Este complejo restringe la libre difusión de partículas y
proteínas de diámetro superior a 9 nm (tamaño correspondiente a proteínas de
40-60 KD). Sin embargo complejos de hasta 25 nm son transportados
eficientemente, siempre que lleven adicionados una señal de exportación o importación nuclear.
Los poros nucleares
están en sitios en donde las membranas interna y externa (que
forman la envoltura nuclear) se unen (Ver esquema), dejando un espacio
lleno de material filamentoso (ver microfotografía electrónica). Algunas veces es posible observar un delgado
diafragma tendido horizontalmente entre los extremos del poro. También, la
cromatina se organiza dejando una “vía”hacia el poro nuclear.
La ilustra un esquema
del poro nuclear vista desde arriba (y la imagen en tinción negativa en ME). El poro contiene 8 subunidades que se pegan como una
grampa sobre una región de unión de las membranas internas y externa y
forman un anillo de subunidades de 15-20 nm de diámetro.
Cada subunidad
proyecta un saliente o pico hacia el centro de tal manera que el poro luce como
una rueda con ocho radios. En el centro existe un tapón central.
En el estudio del
poro nuclear resultaron de gran utilidad los grandes núcleos del oocito de la
rana africana Xenopus laevis. Abajo puede verse un esquema tridimensional del NPC.
El poro tiene un
diámetro efectivo de 10 nm. El transporte hacia y desde el núcleo ocurre de
varias maneras:
Difusión: Esto puede ser evaluado añadiendo moléculas de tamaños
diferentes al citosol y observando la tasa de transporte de cada grupo. Por
ejemplo moléculas con:
Este concepto es
importante porque significa que los ribosomas maduros (con ambas subunidades unidas) no pueden reentrar al
núcleo. Por consiguiente la síntesis de proteínas (traducción del mRNA) debe
llevarse a cabo fuera del núcleo.
Muchos procesos
celulares, tales como transducción de señales, progresión del ciclo celular y apoptósis son regulados a nivel del transporte nuclear. El progreso en
este campo se debe a la identificación de señales de transporte, receptores de
transporte y al conocimiento de los mecanismos de direccionalidad del
transporte.
Los flagelos eucariotas
En las células eucariotas se encuentran
uno o dos ejemplares de una estructura conocida
como flagelo.
Es posible distinguir dos patrones de relación entre las células y sus
flagelos: las acrocontas se trasladan detrás de su o sus flagelos, mientras que
las opistocontas lo hacen por detrás. Esto último se da en el reino de los
hongos y el de los animales, y es posible advertir dicho comportamiento en un
espermatozoide de nuestra especie.
Los flagelos eucariotas
pertenecen a una agrupación de estructuras que se conoce con el nombre de
undulipodios, donde también se cuentan los cilios. Una diferencia básica entre
ambos es que los flagelos cobran un mayor tamaño, dado que se complican con
otras estructuras añadidas. Básicamente, tanto los flagelos como los cilios
presentan un aspecto cilíndrico y parejo a lo
largo de todo su cuerpo y con sus extremos redondeados.
Su núcleo, que tiene una
estructura llamada anoxema, está
recubierto por un tejido plasmático,
lo cual permite que el citoplasma de la célula lo penetre y acceda a su
interior.
Tipos
En estas
células el material hereditario se encuentra en una región específica
denominada nucleoide, no aislada por membranas, en el seno del citoplasma. Las
células eucariotas no cuentan con un compartimento alrededor de la membrana
plasmática (periplasma), como el que tienen las células
procariotas.
Las
características distintivas de las células de las plantas son:
·
Una vacuola central grande (delimitada por una membrana,
el tonoplasto), que mantiene la forma de la célula y controla el
movimiento de moléculas entre citosol y savia.
·
Una pared celular compuesta de celulosa y proteínas, y en muchos casos, lignina, que es depositada por elprotoplasto en el exterior de la membrana celular. Esto contrasta con las paredes
celulares de los hongos, que están hechas de quitina, y la de los procariontes, que están hechas
de peptidoglicano.
·
Los plasmodesmos, poros de enlace en la pared celular que permiten
que las células de las plantas se comuniquen con las células adyacentes. Esto
es diferente a la red de hifas usada
por los hongos.
·
Los plastos, especialmente cloroplastos que contienen clorofila, el pigmento que da a la plantas su color verde y
que permite que realicen la fotosíntesis.
·
Los
grupos de plantas sin flagelos (incluidas coníferas y plantas con flor) también carecen de los centriolos que están presentes en las células animales.
Estos también se pueden encontrar en los animales de todos los tipos es decir
en un mamífero en un ave o en un reptil.
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