Monografias | Membrana citoplasmática

Aproximadamente de 7,5 nm, está compuesta fundamentalmente de fosfolípidos (20% - 30%) y proteínas (50% - 70%). Los fosfolípidos forman una bicapa donde se intercalan las proteínas. En la bicapa lipídica, la parte polar soluble en H2O está alineada hacia afuera de la bicapa y la parte no polar hacia adentro. Estos fosfolípidos de la membrana la hacen fluída, permitiendo que las proteínas se muevan alrededor. La mayor parte de las membranas citoplasmáticas de procariotas no contienen como ocurre en los eucariotas esteroles tales como el colesterol por lo que son menos rígidas que las de los eucariotas.

Función de la membrana citoplasmática:
- Actúa como barrera para la mayor parte de las moléculas solubles en H2O, siendo mucho más selectiva que la pared celular.
- Contiene enzimas biosintéticos que actúan en la producción de energía y síntesis de la pared celular.
- Las células bacterianas no contienen orgánulos como las mitocondrias y cloroplastos de las células eucariotas; sin embargo, la membrana citoplasmática de muchas bacterias se extiende dentro del citoplasma formando unos túbulos que se llaman mesosomas. Estos mesosomas pueden localizarse cerca de la membrana citoplasmática o más adentro en el citoplasma. A estos últimos, los mesosomas centrales, se une el material nuclear de la célula y se piensa que intervienen en la replicación del DNA y división celular. Los mesosomas periféricos parecen estar implicados en la secreción de ciertos enzimas como son las penicilinasas que destruyen la penicilina. También actúan como centros con actividad respiratoria o fotosintética ya que este sistema de membranas aumenta la superficie disponible para estas actividades.

 AREA CITOPLASMICA

El citoplasma es un fluido que contiene sustancias disueltas y partículas en suspensión como los ribosomas. El 80% del citoplasma corresponde a H2O y el resto lo componen ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos, lípidos, iones orgánicos, compuestos de bajo peso molecular y partículas. En este fluido espeso ocurren muchas reacciones químicas tales como la síntesis del material celular a partir de los nutrientes (anabolismo).
Ribosomas: son unas partículas donde tiene lugar la síntesis de proteínas. Se encuentran tanto en procariotas como eucariotas. Sin embargo en las células bacterianas al no existir sistemas internos de membranas, los ribosomas se encuentran libres en el citoplasma o bien asociados a la parte interna de la membrana citoplasmática. Los ribosomas están compuestos de un 60% de RNA y un 40% de proteínas. Los ribosomas bacterianos están formados por dos subunidades de diferente tamaño: 50 S y 30 S que conjuntamente forman el ribosoma bacteriano 70 S (S = Svedberg units, unidades de sedimentación donde influyen el tamaño y la forma):
- 50 S: RNA 23 S + RNA 5 S + 35 proteínas
- 30 S: RNA 16 S + 21 proteínas
Inclusiones: diferentes tipos de sustancias químicas pueden acumularse y formar depósitos insolubles en el citoplasma:

Glóbulos de sulfuro que sirven de reserva de energía para bacterias que oxidan el H2S.
Gránulos de volutina o gránulos metacromáticos que son de polifosfato. Acumulan fosfato cuando la síntesis de ácidos nucleicos está impedida. Se tiñen de color púrpura con azul de metileno y se usan para identificar ciertas bacterias.
Poly-ß-hidroxibutirato (PHB) es un material lipídico que actúa como reserva de fuente de carbono y energía. Con sudam III se tiñen de negro.
Glucógeno es un polímero de glucosa que se tiñe rojo con lugol.

 AREA NUCLEAR

Al contrario que los eucariotas, los procariotas no poseen una membrana que englobe al núcleo. El material nuclear en una bacteria ocupa la zona central de la célula y parece estar unido a los mesosomas. Este material nuclear llamado nucleoide está formado por un único cromosoma circular. También pueden existir plásmidos que son elementos extracromosómicos compuestos de DNA.

Son filamentos helicoidales que se extienden desde el citoplasma a través de la pared celular. Los flagelos son los responsables de la movilidad de las bacterias en los líquidos, llegando a velocidades de 100 µm / segundo, lo que equivale a 3000 veces la longitud de su cuerpo por minuto. El guepardo, uno de los animales más veloces, alcanza una velocidad máxima de 1500 veces la longitud de su cuerpo por minuto.
Un flagelo consta de tres partes: cuerpo basal, gancho y filamento. El cuerpo basal que se encuentra dentro de la célula está compuesto por un cilindro central y varios anillos. Las bacterias Gram (-) tienen 2 pares de anillos, los exteriores unidos a la pared celular y los interiores a la membrana citoplásmica. En las bacterias Gram (+) sólo existe un par de anillos, uno está en la membrana citoplasmática y el otro en la pared celular. Los flagelos funcionan rotando como un sacacorcho lo que permite a la bacteria moverse en los líquidos. Los anillos del cuerpo basal, a través de reacciones químicas que consumen energía, rotan el flagelo. El filamento está compuesto de moléculas de una proteína llamada flagelina.
No todas las bacterias tienen flagelos (son raros en los cocos) pero en aquellas que los poseen (muchos bacilos y espirilos) se utilizan como criterio de clasificación la posición y el número de flagelos:
Flagelos polares: monotricos, anfitricos y lofotricos
Flagelos peritricos
Las bacterias móviles se mueven en una dirección u otra por diferentes razones. Su movimiento puede ser aleatorio, o bien acercarse o alejarse de algo que hay en su ambiente como es buscar luz o alejarse del calor. También exhiben quimiotaxis que es un movimiento en respuesta a productos químicos del ambiente. Por ejemplo, las bacterias se acercan hacia niveles altos de atrayentes como son los nutrientes y se alejan de los niveles altos de sustancias inhibitorias como es el exceso de sales.

 FIMBRIAS O PILI

Son formaciones piliformes, no helicoidales, que no tienen nada que ver con el movimiento. Suelen ser más cortos, más delgados y más numerosos que los flagelos. Si bien surgen del citoplasma, no se conoce que posean estructuras de anclaje a la célula. Están formados por subunidades de una proteína llamada pilina.
Diferentes tipos de pili están asociados a diferentes funciones siendo las más conocidas la adherencia a superficies y la reproducción sexual de bacterias (conjugación; paso de plásmidos a través del pili de una célula a otra).

 III.- ENDOESPORAS BACTERIANAS

Algunas especies de bacterias producen formas de resistencia llamadas esporas que pueden sobrevivir en condiciones desfavorables tales como el calor o la sequía. Estas formas son metabólicamente inactivas, pero bajo condiciones ambientales apropiadas, pueden germinar (comenzar a crecer) y llegar a ser células vegetativas metabólicamente activas las cuales crecen y se multiplican.

Las esporas que se forman dentro de la célula se llaman endoesporas, produciéndose una por célula. Existen distintos tipos según su forma (ovoides, esféricas) y localización dentro de la célula (centrales, subterminales y terminales). Son muy comunes en el género Clostridium y Bacillus. Cuando una endoespora se libera de la célula madre o esporangio es muy resistente al calor (varias horas hirviendo en el caso de Clostridium botulinum). Las causas de la resistencia al calor parecen ser debidas a que durante la esporulación ocurre un proceso de deshidratación por el cual se elimina la mayor parte del H2O de la espora. A parte, todas las esporas contienen grandes cantidades de ácido dipicolínico (DPA) que no se encuentra en las células vegetativas. El DPA en forma de dipicolinato cálcico supone el 5 - 10% del peso seco de la endoespora y parece localizarse en la parte central de la espora.
Las endoesporas bacterianas se usan como protección al contrario que las esporas fúngicas que se usan para reproducción.

Partes:

1. Membrana Celular: Es el limite externo de la célula formada por fosfolipido y su función es delimitar la célula y controlar lo que sale e ingresa de la célula.
2. Mitocondria: diminuta estructura celular de doble membrana responsable de la conversión de nutrientes en el compuesto rico en energía trifosfato de adenosina (ATP), que actúa como combustible celular. Por esta función que desempeñan, llamada respiración, se dice que las mitocondrias son el motor de la célula.
3. Cromatina: complejo macromolecular formado por la asociación de ácido desoxirribonucleico o ADN y proteínas básicas, las histonas, que se encuentra en el núcleo de las células eucarióticas.
4. Lisosoma: Saco delimitado por una membrana que se encuentra en las células con núcleo (eucarióticas) y contiene enzimas digestivas que degradan moléculas complejas. Los lisosomas abundan en las células encargadas de combatir las enfermedades, como los leucocitos, que destruyen invasores nocivos y restos celulares.
5. Aparato de Golgi: Parte diferenciada del sistema de membranas en el interior celular, que se encuentra tanto en las células animales como en las vegetales.
6. Citoplasma: El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos, como se describirá más adelante.

8)Nucleoplasma: El núcleo de las células eucarióticas es una estructura discreta que contiene los cromosomas, recipientes de la dotación genética de la célula. Está separado del resto de la célula por una membrana nuclear de doble capa y contiene un material llamado nucleoplasma. La membrana nuclear está perforada por poros que permiten el intercambio de material celular entre nucleoplasma y citoplasma.

10)Núcleo: El órgano más conspicuo en casi todas las células animales y vegetales es el núcleo; está rodeado de forma característica por una membrana, es esférico y mide unas 5 µm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos. Los cromosomas están muy retorcidos y enmarañados y es difícil identificarlos por separado.

12)Nucleolo: Estructura situada dentro del núcleo celular que interviene en la formación de los ribosomas (orgánulos celulares encargados de la síntesis de proteínas). El núcleo celular contiene típicamente uno o varios nucleolos, que aparecen como zonas densas de fibras y gránulos de forma irregular. No están separados del resto del núcleo por estructuras de membrana.

13)Centriolos: Cada una de las dos estructuras de forma cilíndrica que se encuentran en el centro de un orgánulo de las células eucarióticas denominado centrosoma. Al par de centriolos se conoce con el nombre de diplosoma; éstos se disponen perpendicularmente entre sí.

14)Ribosoma: Corpúsculo celular que utiliza las instrucciones genéticas contenidas en el ácido ribonucleico (ARN) para enlazar secuencias específicas de aminoácidos y formar así proteínas. Los ribosomas se encuentran en todas las células y también dentro de dos estructuras celulares llamadas mitocondrias y cloroplastos. Casi todos flotan libremente en el citoplasma (el contenido celular situado fuera del núcleo), pero muchos están enlazados a redes de túbulos envueltos en membranas que ocupan toda la masa celular y constituyen el llamado retículo endoplasmático.

9-7) Reticulos Endoplasmaticos (RE): También retículo endoplásmico, extensa red de tubos que fabrican y transportan materiales dentro de las células con núcleo (células eucarióticas). El RE está formado por túbulos ramificados limitados por membrana y sacos aplanados que se extienden por todo el citoplasma (contenido celular externo al núcleo) y se conectan con la doble membrana que envuelve al núcleo. Hay dos tipos de RE: liso y rugoso.

9)RE Rugoso: La superficie externa del RE rugoso está cubierta de diminutas estructuras llamadas ribosomas, donde se produce la síntesis de proteínas. Transporta las proteínas producidas en los ribosomas hacia las regiones celulares en que sean necesarias o hacia el aparato de Golgi, desde donde se pueden exportar al exterior.

7)RE Liso: El RE liso desempeña varias funciones. Interviene en la síntesis de casi todos los lípidos que forman la membrana celular y las otras membranas que rodean las demás estructuras celulares, como las mitocondrias. Las células especializadas en el metabolismo de lípidos, como las hepáticas, suelen tener más RE liso.

El RE liso también interviene en la absorción y liberación de calcio para mediar en algunos tipos de actividad celular. En las células del músculo esquelético, por ejemplo, la liberación de calcio por parte del RE activa la contracción muscular.

15) Membrana Plasmática: La membrana plasmática de las células eucarióticas es una estructura dinámica formada por 2 capas de fosfolípidos en las que se embeben moléculas de colesterol y proteínas. Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrófila y dos colas hidrófobas. Las dos capas de fosfolípidos se sitúan con las cabezas hacia fuera y las colas, enfrentadas, hacia dentro. Es decir, los grupos hidrófilos se dirigen hacia la fase acuosa, los de la capa exterior de la membrana hacia el líquido extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma.

CELULA ANIMAL: Las estructuras internas de la célula animal están separadas por membranas. Destacan las mitocondrias, orgánulos productores de energía, así como las membranas apiladas del retículo endoplasmático liso (productor de lípidos) y rugoso (productor de proteínas). El aparato de Golgi agrupa las proteínas para exportarlas a través de la membrana plasmática, mientras que los lisosomas contienen enzimas que descomponen algunas de las moléculas que penetran en la célula. La membrana nuclear envuelve el material genético celular

CELULA VEGETAL: Las células vegetales, así como las animales, presentan un alto grado de organización, con numerosas estructuras internas delimitadas por membranas. La membrana nuclear establece una barrera entre la cromatina (material genético) y el citoplasma. Las mitocondrias, de interior sinuoso, convierten los nutrientes en energía que utiliza la planta. A diferencia de la célula animal, la vegetal contiene cloroplastos, unos orgánulos capaces de sintetizar azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar. Otro rasgo diferenciador es la pared celular, formada por celulosa rígida, y la vacuola única y llena de líquido, muy grande en la célula vegetal

Las bacterias y otras células procarióticas carecen casi siempre de muchas de las estructuras internas propias de las células eucarióticas. Así, el citoplasma de las procarióticas está rodeado por una membrana plasmática y una pared celular (como en las células vegetales), pero no hay membrana nuclear ni, por tanto, núcleo diferenciado. Las moléculas circulares de ADN están en contacto directo con el citoplasma. Además carecen de mitocondrias, retículo endoplasmático, cloroplastos y aparato de Golgi. Aunque, en general, las células procarióticas carecen de estructuras internas delimitadas por membrana, las cianobacterias, como la ilustrada aquí, sí contienen numerosas membranas llamadas tilacoides, que contienen clorofila y pigmentos fotosintéticos que utilizan para captar la energía de la luz solar y sintetizar azúcares.

Las estructuras internas de la célula animal están separadas por membranas. Destacan las mitocondrias, orgánulos productores de energía, así como las membranas apiladas del retículo endoplasmático liso (productor de lípidos) y rugoso (productor de proteínas). El aparato de Golgi agrupa las proteínas para exportarlas a través de la membrana plasmática, mientras que los lisosomas contienen enzimas que descomponen algunas de las moléculas que penetran en la célula. La membrana nuclear envuelve el material genético celular.

Célula, unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos. Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propios de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen.
Características generales de las células
Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1 µm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi todas las células vegetales tienen entre 20 y 30 µm de longitud, forma poligonal y pared celular rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 µm de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada.
Pese a las muchas diferencias de aspecto y función, todas las células están envueltas en una membrana -llamada membrana plasmática- que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma. En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que significa cambi

o). Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia. Estas y otras numerosas similitudes (entre ellas muchas moléculas idénticas o casi idénticas) demuestran que hay una relación evolutiva entre las células actuales y las primeras que aparecieron sobre la Tierra.

todas las membranas celulares bioenergéticamente competentes contienen sistemas de transporte electrónico implicados en diversas funciones metabólicas de importancia. Conceptualmente, todas ellas son similares y su funcionamiento puede ser explicado en un marco de referencia general en el que queda de manifiesto la excepcional importancia de las reacciones de oxido-reducción que tienen lugar en las membranas.

PARED CELULAR
Es un componente típico de las células eucarióticas vegetales y fúngicas. Entre las Embriófitas, las únicas células que no la tienen son los gametos masculinos y a veces los gametos femeninos. En las células vivas las paredes tienen un papel importante en actividades como absorción, transpiración, traslocación, secreción y reacciones de reconocimiento, como en los casos de germinación de tubos polínicos y defensa contra bacterias u otros patógenos. Son persistentes y se preservan bien, por lo cual se pueden estudiar fácilmente en plantas secas y también en los fósiles. Inclusive en células muertas son funcionales las paredes celulares: en los árboles, la mayor parte de la madera y la corteza está formada sólo de paredes celulares, ya que el protoplasto muere y degenera.
En la corteza las paredes celulares contienen materiales que protegen las células subyacentes de la desecación. En la madera las paredes celulares son gruesas y rígidas y sirven como soporte mecánico de los órganos vegetales.


Mario Andres osorio