ORGANULOS DE MEMBRANA DOBLE Orgnulos de doble membrana

ORGANULOS DE MEMBRANA DOBLE

Orgánulos de doble membrana Son las mitocondrias, los cloroplastos y núcleo: § Los orgánulos rodeados de doble membrana son mitocondrias y cloroplastos, encargados de fabricar energía para la célula. § Ambos orgánulos tienen en común: § Su estructura: presentan doble membrana que delimita un espacio interior. § Presentan enzimas para sintetizar energía (ATP). § Contienen ribosomas 70 S. § ADN circular y doble.

Mitocondrias Son orgánulos muy variados, predominando la forma cilíndrica y la esférica. Son muy abundantes, y al conjunto de mitocondrias de una célula se le llama condrioma. Son orgánulos alargados presentes en todas las células. Al microscopio electrónico se puede observar que están delimitadas por una doble membrana. La membrana mitocondrial externa que está en contacto con el hialoplasma y membrana mitocondrial interna en contacto con el interior de la mitocondria Entre ambas membranas, existe un espacio intermembrana de composición muy similar al hialoplasma

Estructura y composición de las mitocondrias Las mitocondrias están constituidas por una doble membrana, sin colesterol, que delimita dos cavidades. La membrana mitocondrial externa es rica en porinas, que forman canales que permiten el paso de moléculas de pequeño peso molecular hacia el espacio intermembrana. La membrana mitocondrial presenta un fosfolípido especial llamado cardiolipina, que la hace muy impermeable a partículas con carga. Esta membrana emite hacia el interior unas prolongaciones llamadas crestas mitocondriales. En la membrana mitocondrial interna se encuentran unas partículas esféricas, llamadas Factor F 1, unidas a la membrana mediante un pedúnculo llamado Factor F 0. Esta estructura llamadas partículas elementales constituyen un complejo enzimático que cataliza la síntesis del ATP (llamado ATP sintetiza). Aparecen también proteínas transportadoras de electrones que actúan formando una cadena y proteínas transportadoras de iones y moléculas a través de la membrana.

Función de las mitocondrias La función más importante es la respiración celular, que consiste en la combinación demateria orgánica con el oxígeno para obtenergía en forma de ATP por medio de laoxidación. Se distinguen dos etapas: • Ciclo de Krebs, que tienen lugar en la matriz mitocondrial. • Cadena respiratoria: Transporte de electrones y fosforilación oxidativa Se produceen la membrana interna y es la etapa final. En la matriz se llevan a cabo otras vías metabólicas importantes: Duplicación del ADN mitocondrial. Síntesis de ácidos grasos y síntesis de proteínas (en los ribosomas). Β-oxidación de los ácidos grasos. Almacén de sustancias como lípidos, proteínas, iones, …

§ Su función es la síntesis de energía en forma de ATP. El interior de la mitocondria recibe el nombre de matriz mitocondrial y está relleno de un líquido con alto contenido de moléculas: ADN mitocondrial de doble hélice cerrada, ribosomas mitocondriales, iones, enzimas, etcétera. § Se llama genoma mitocondrial a una molécula de ADN circular que aparece en la matriz mitocondrial. Según algunos científicos, las mitocondrias, y por tanto su ADN, sólo se transmiten por línea materna, por lo que existiría un ancestro común para nuestras mitocondrias. § La Eva mitocondrial habría sido una mujer, probablemente africana, que en la evolución humana correspondería al ancestro común más reciente femenino que poseía las mitocondrias de las cuales descienden todas las de la población humana actual.

• Membrana externa: Separa la mitocondria del hialoplasma. Es lisa y semejante a las del retículo. Posee proteínas con grandes canales, lo que la hace muy permeable, al contrario que la interna. La proteína es la porina. Posee también enzimas que activan los ácidos grasos para que sean oxidados en la matriz. • Espacio intermembrana: De composición similar al hialoplasma. Posee algunas enzimas. • Membrana interna: Presenta gran superficie gracias a la existencia de unos repliegueshacia el interior denominados crestas mitocondriales. Es más rica en proteínas (80%) que las otras membranas celulares y entre sus lípidos (20%) no se encuentra el colesterol.

• Matriz mitocondrial: Es la cavidad delimitada por la membrana interna. Es una solución coloidal con menos del 50% de agua. Contiene: o ADN mitocondrial, circular y de doble hélice, no asociado a proteínas, que contiene la información necesaria para formar proteínas mitocondriales. o Mito ribosomas, que son 70 S, semejantes a los bacterianos. Se encuentran libres o asociados a las crestas. o Enzimas o Iones minerales (Ca, Pi, …) ATP, nucleótidos, ARNm y ARNt y ARNr y gran cantidad de enzimas necesarias para la síntesis de proteínas y para los procesos oxidativos y gránulos densos.

Se distinguen tres tipos de proteínas: o Proteínas de la cadena respiratoria, que transportan los electrones hasta el oxígeno. o Proteínas transportadoras, que permiten el paso de iones y moléculas a través de lamembrana interna, que es bastante impermeable al paso de iones. o ATP-sintetasa, que es un complejo enzimático que cataliza la síntesis de ATP y está constituido por tres partes: Una esfera de unos 90 Å de diámetro llamada factor F 1, que es la partecatalítica. Un pedúnculo llamado factor F 0, que une la esfera a la membrana interna. Una base hidrófoba integrada en la membrana.

M § Son orgánulos exclusivos de vegetales autótrofas. § Al microscopio electrónico se observa una doble membrana la membrana plastidial externa, rica en porinas, y la membrana plastidial interna, y entre ambas un espacio intermembrana. § El conjunto de membrana externa y membrana interna forma la envoltura externa.

Cloroplastos Son orgánulos exclusivos de las células vegetales, y al igual que las mitocondrias, son orgánulos energéticos. Son de mayor tamaño que las mitocondrias (3 -19 µm) y son verdes debido a la clorofila. En los vegetales superiores tienen forma lenticular. En el interior aparece una tercera membrana llamada membrana tilacoidal, que se pliega hacia el interior formando pequeñas vesículas en forma de sacos llamados tilacoides. En ocasiones, los tilacoides están aislados, pero más frecuentemente están agrupados formando columnas de vesículas a modo de una torre de monedas, a estructura se le llama grana.

Estructura y composición de los cloroplastos Están constituidos por una doble membrana que delimita dos cavidades, y en la interna aparece una tercera membrana. • Membrana externa: Separa al cloroplasto del hialoplasma. Es lisa y de tipo unitario. Carece de colesterol. Es muy permeable a la mayoría de las sustancias. • Espacio intermembrana: De composición similar al hialoplasma. • Membrana interna: Delimita una cavidad llamada estroma. Es de tipo unitario, sin colesterol. Es prácticamente impermeable a la mayoría de las sustancias. Contiene proteínas transportadoras.

• Estroma: Es el espacio interior, queda delimitado por la membrana plastidial interna. Contiene: o ADN plastidial, que es circular y de doble hélice y no asociado a proteínas. Contiene información para sintetizar las proteínas plastidiales. o Plastorribosomas, que son 70 S, semejantes a los bacterianos. Se encuentran libres y en ellos se sintetizan las proteínas. o Enzimas, necesarios para la síntesis de proteínas y de materia orgánica. o Inclusiones de granos de almidón e inclusiones lipídicas, glúcidos, proteínas, ácidos nucleicos, iones, …

Membranas de los tilacoides: Contienen pigmentos fotosintéticos y delimitan una serie de sacos aplanados llamados tilacoides o lamelas, con una cavidad interior denominada lumen o espacio tilacoidal. Los tilacoides pueden ser de dos tipos. o Tilacoides de estroma: Son alargados y abarcan total o parcialmente elestroma, orientados según el eje mayor del cloroplasto. Forman y sostienen a los tilacoides de grana. o Tilacoides de gana: Son pequeños, con forma de disco y se presentan apilados como si fueran monedas. Cada pila recibe el nombre de grana. La membrana tilacoidal es muy impermeable a la mayoría de moléculas e iones. Contiene los pigmentos fotosintéticos, que absorben la energía luminosa, fundamentalmente clorofila a, clorofila b y carotenoides (pigmentos rojos y amarillos): Carotenos y xantofilas. Entre sus proteínas destacan la ATP- sintetasa, con estructura y función semejante a las mitocondrias. Proteínas asociadas a los pigmentos, que forman parte de los fotosistemas I y II, y de la cadena fotosintética.

Función de los cloroplastos 1) Fotosíntesis: Proceso por el cual la energía lumínica es transformada en química para la transformación de materia orgánica a partir de materia inorgánica. Consta de dos fases: a. Fase lumínica: Se realiza en las membranas de los tilacoides y consiste en transformar la energía lumínica en ATP al mismo tiempo que se reduce el NADP y se libera oxígeno procedente de la fotolisis del agua. b. Fase oscura: Se realiza en el estroma y consiste en la formación de materia orgánica a partir de inorgánica utilizando el ATP y el NADPH de la fase lumínica. 2) Síntesis de proteínas del cloroplasto en los ribosomas. 3) Almacén de diversas sustancias como almidón, aceites, …

Orgánulos relacionados con los cloroplastos • Protoplastos: Son pequeños plastos indiferenciados, que carecen de tilacoides y clorofila. Son precursores de los demás plastos. • Cromoplastos: Plastos pigmentados. Carecen de clorofila, pero contienen otros pigmentos responsables de los colores de muchas flores, hojas viejas, frutos, … • Leucoplastos: Plastos sin pigmentos. Algunos sintetizan almidón (amiloplastos) y otros sintetiza diversas sustancias como aceites y proteínas. si se exponen a la luz pueden transformarse en cloroplastos

NUCLEO El núcleo es el lugar de la célula que contiene el material genético y dirige toda la actividad celular. En el núcleo interfásico estructura que presenta el núcleo cuando no se divide, podemos observar una envoltura nuclear, que encierra al nucleoplasma, en el que se encuentran el nucléolo y la cromatina

Envoltura nuclear Procede del retículo endoplasmático y rodea al núcleo separándolo del resto del citoplasma. Es una envoltura doble formada por dos membranas: la membrana nuclear externa que puede llevar unidos ribosomas en la cara que da al citosol y la membrana nuclear interna. Entre ambas queda un pequeño espacio denominado espacio perinuclear, que se continúa con el espacio del retículo. La membrana nuclear interna lleva asociada a su cara nucleoplásmica una red de filamentos proteicos que forman la lámina fibrosa o corteza nuclear. Su función es participar en la formación de la envoltura nuclear después de la mitosis y en la organización de la cromatina. La envoltura nuclear no es continua, pues existen puntos en los que las dos membranas se unen creando unos orificios denominados poros nucleares.

Los poros nucleartes, con un diámetro de entre 50 -100 nm, están formados por una estructura compleja llamada complejo del poro, constituida por ocho masas proteicas que se disponen en forma de octógono y forman un anillo o cilindro hueco que reviste internamente el poro. Asociado al anillo se encuentra un material denso, el diafragma, que disminuye la luz del poro hasta 10 nm. Los poros nucleares regulan el intercambio de moléculas entre el núcleo y el hialoplasma.

Nucleoplasma También se le denomina matriz nuclear. Es el medio interno del núcleo similar al hialoplasma, formado por una disolución coloidal compuesta por agua, iones, numerosas proteínas histonas que intervienen en el empaquetamiento del ADN, enzimas que intervienen en la replicación y transcripción del ADN, nucleótidos necesarios para la síntesis de los ácidos nucleicos, etcétera.

Nucléolo Es una estructura esférica, no rodeada de membrana, densa y con un contorno irregular. Su función es fabricar los distintos tipos de ARN ribosómico que forman parte de las subunidades de los ribosomas. Se encuentra formado por ARN, ADN y proteínas, y en él se distinguen, al microscopio electrónico, tres zonas: Zona fibrilar: zona más interna, formada por bucles de ADN que llevan información para sintetizar ARN (nucleolar); a estos fragmentos se les denomina organizadores nucleolares. Estos fragmentos pueden pertenecer a uno o a varios cromosomas diferentes, que se denominan cromosomas organizadores del nucleolo. Componente fibrilar denso: lugar del nucleolo donde el ADN organizador nucleolar de cada cromosoma empieza a transcribirse. Una vez sintetizadas las copias de ARN nucleolar 45 s, se unen a proteínas formando fibrillas, que serán parte de los ribosomas. Zona granular: zona más periférica, que contiene las subunidades ribosómicas en proceso de maduración. Estas subunidades saldrán al citoplasma a través de los poros nucleares; allí terminan de madurar y se unen a los ARN mensajeros, formando polirribosomas.

Cromatina Se denomina así al material genético de la célula eucariota durante la interfase. Con el microscopio óptico aparece como masas densas que se distribuyen por el núcleo. Con el microscopio electrónico se observa que tiene estructura fibrilar formada por filamentos que se entrecruzan entre sí, formando un retículo que está inmerso en el nucleoplasma; al comenzar la división celular estos filamentos se condensan dan lugar a los cromosomas. La cromatina están formada por ADN bicatenario lineal que está asociado a proteínas histonas, que son proteínas básicas —ricas en aminoácidos básicos: arginina y lisina— de bajo peso molecular. Además, hay otras proteínas no histónicas, en su mayoría enzimas que intervienen en la transcripción y replicación del ADN. Las fibras de cromatina presentan distintos niveles de organización que facilitan su empaquetamiento: nucleosoma, collar de perlas, fibras de 30 nm (300 A). Recuerda que ya lo vimos en la unidad 1, si quieres repasarlo, mira este vídeo.

Durante la interfase pueden diferenciarse distintos tipos de cromatina: Eucromatina: zonas donde la cromatina está poco condensada. Está formada por los fragmentos de ADN correspondientes a los genes activos (transcriben ARNm) así como los fragmentos de ADN que llevan información para la transcripción del ARNt y ARNr. Heterocromatina: zonas donde la cromatina está muy condensada y por lo tanto se tiñe fuertemente, representa el 90%. Se corresponde con las zonas en las que el ADN no se transcribe y permanece funcionalmente inactivo durante la interfase.

MUCHAS GRACIAS