Tema 8 de Biología de 2º de Bachillerato sobre la composición y estructura del citosol y citoplasma

1. TEMA 8
CITOSOL Y CITOESQUELETO

2. CITOPLASMA
 Es la parte de la célula comprendida entre la
membrana plasmática y la membrana nuclear.
 Esta constituido por el citosol, donde se
encuentran inmersos los orgánulos.
 El citosol tiene una estructura interna compleja
formada por filamentos proteicos que
constituyen el citoesqueleto.
 En el citoplasma también podemos encontrar
inclusiones.

3. CITOSOL
 Es el medio líquido interno de la célula.
 Tiene consistencia viscosa, pero puede variar pasando de sol
(líquido) a gel (semisólido).
 En él se localizan todas los orgánulos y estructuras de la célula.
 Composición química:
 85% agua
 Sales minerales
 Proteínas, enzimas, aminoácidos
 Metabolitos
 Ácidos nucleicos, RNAm RNAt, ATP, ADP
 Lípidos
 Polisacáridos, monosacáridos
 Inclusiones (grasa, glucógeno…)

4. CITOSOL
 Funciones:
 Regula el pH intracelular
 Lugar en el que se realizan muchas reacciones
metabólicas:
 Glucogénesis y Glucólisis
 Biosíntesis de aminoácidos y ácidos grasos
 Modificaciones de proteínas
 Reacciones con participación de ATP y ARNt
 Almacén de los compuestos de síntesis (inclusiones)

5. INCLUSIONES
 Sustancias de reserva en forma de gránulos (no
rodeadas de membrana) que se almacenan en el
citosol.
 Glucógeno, en hepatocitos y células musculares
 Triglicéridos, en adipocitos
 Aceites esenciales en células vegetales
 Latex en células vegetales

6. INCLUSIONES
Micrografía electrónica de un adipocito de feto de cerdo
Micrografía electrónica de un hepatocito de rata

7. CITOESQUELETO
 Está formado por filamentos de proteínas.
 Es una estructura muy dinámica.
 Hay tres tipos de componentes fibrosos:
• Microfilamentos, o filamentos de actina
• Microtúbulos
• Filamentos intermedios.

8. CITOESQUELETO

9. CITOESQUELETO
Membrana
plasmática
Microfilamentos
Filamentos
intermedios
Microtúbulos

10. CITOESQUELETO
 Funciones:
 Interviene en la estructura y organización
interna del citoplasma.
 Da forma a la célula e interviene en sus
cambios de forma.
 Participa en los movimientos celulares y en los
movimientos de los orgánulos dentro de la
célula.
 Es responsable de la formación de vías de
comunicación entre distintas áreas celulares.

11. Microfilamentos
 Tienen un diámetro de 5 a 9 nm.
 Están formados por moléculas de actina G, que en
presencia de ATP polimeriza formando actina filamentosa o
actina F.
 Son estructuras dinámicas que pueden aparecer y
desaparecer en función de las necesidades de la célula.

12. Filamentos de actina
 En la actina la polimerización esta
polarizada, de forma que existe un
extremo + en el que la hebra se
alarga por adición de subunidades
y un extremo – en el que se acorta
por pérdida de ellas, lo que puede
suceder a diferentes velocidades.

13. Filamentos de actina
 Los filamentos de actina se encuentran
justo debajo de la membrana plasmática
y están entrecruzados por varias
proteínas.
 La actina es la proteína celular más
abundante

14. Funciones de los Microfilamentos
 Están ampliamente distribuidos en las células y se
encuentran asociados a otros tipos de proteínas.
 Según sean estos otros tipos de proteínas, las
funciones pueden cambiar:
 Contracción muscular,
 Movimiento ameboide y emisión de pseudópodos,
 Refuerzo de la membrana celular,
 Formación de microvellosidades,
 Formación de corrientes citoplasmáticas
 Formación del anillo contractil

16. Funciones de los Microfilamentos
 Intervienen en la contracción muscular
Actina
Miosina
Músculo relajado
Músculo contraído
Cabezas de miosina

17. Funciones de los Microfilamentos
 Intervienen en el movimiento ameboide y la fagocitosis.

18. Funciones de los Microfilamentos
 Contribuyen a reforzar la membrana plasmática.
 Mantienen la estructura de las microvellosidades.
 Forman el anillo contráctil.

19. Funciones de los Microfilamentos
 Producen corrientes
citoplasmáticas o
ciclosis.

20. Filamentos intermedios
 Son proteínas fibrosas
resistentes y estables.
 Tienen una función
mecánica o estructural en
la célula.
 Abundan en las células
que están sometidas a
importantes tensiones
mecánicas.

21. Filamentos intermedios
 Varían según el tipo celular:
 Los filamentos de queratina de las células epiteliales.
 Los neurofilamentos de las células nerviosas.
 Los filamentos de vimentina y otras proteínas
relacionadas, como la desmina.
 Los filamentos de la lámina nuclear.

22. Funciones de los Filamentos intermedios
 Su principal función es otorgar resistencia a la célula al
estrés mecánico, gracias a la formación de largos
polímeros.
 También contribuyen al mantenimiento de la forma celular.
 Ayudan a la distribución y posicionamiento de los
orgánulos celulares.

23. Microtúbulos
 Es una estructura cilíndrica hueca
de varias micras de longitud.
 Es el componente mas
abundante del citoesqueleto.
 Están constituidos por dímeros
de tubulina.
 Los dímeros de tubulina están
asociados en 13 protofilamentos
lineares que constituyen las
paredes del microtúbulo.

24. Los microtúbulos se forman por la
polimerización de tubulina.
Microtúbulos

25. Microtúbulos
• La polimerización de los
microtúbulos, al igual que en los
filamentos de actina, está
polarizada.
• El extremo (+) crece a mayor
velocidad, y el extremo (-) crece
más lentamente.
• En las células animales los
microtúbulos se polimerizan y
despolimerizan continuamente
(GTP).

26. Formación de los microtúbulos
 Los microtúbulos se originan a
partir del centrosoma en las
células animales, y de un
centro organizador de
microtúbulos, en las células
vegetales.
 A partir de ellos se originan:
 El citoesqueleto
 El huso acromático
 Los centríolos
 Los cilios y los flagelos

27. Funciones de los microtúbulos
 Determinan la forma y polaridad de la célula.
 Relacionados con el movimiento de la célula:
 Junto a los microfilamentos, participan en la emisión de pseudópodos
 Son los principales elementos estructurales de cilios y flagelos.
 Organización y distribución de orgánulos (Retículo
endoplásmico y Aparato de Golgi) y transporte intracelular.
 Forman el huso mitótico (separación de cromosomas)
 Intervienen en la organización de todos los filamentos del
citoesqueleto.

28. Proteínas motoras
 Las proteínas motoras se
fijan a los microtúbulos y
utilizan la energía del ATP
para desplazar orgánulos a
lo largo de los
microtúbulos.
Esquema del transporte axonal de vesículas

30. CENTROSOMA
 Está sólo en células animales, próximo al núcleo.
 Está formado por dos centríolos centrales, dispuestos
perpendicularmente, (diplosoma).
 Rodeandolos hay un material
amorfo y denso: material
pericentriolar.
 De la centrosfera parten unas
fibras de microtúbulos
dispuestos de forma radial:
áster.

31. Diplosoma
 Cada centríolo consta de 9
tripletes de microtúbulos.
 Los tripletes se unen entre si por
puentes de nexina.
 En cada triplete de microtúbulos,
sólo uno es completo (13
protofilamentos), en tanto que los
otros dos poseen sólo 10 y
comparten tres protofilamentos
con el anterior.

32. Funciones del centrosoma
 Es el centro organizador de los microtúbulos.
 En interfase organiza los microtúbulos citoplasmáticos.
 En la división celular, cuando se separan los dos diplosomas, entre
ellos, se extienden los microtúbulos que forman el huso acromático.
 En los vegetales, el huso mitótico se forma en torno a una
zona difusa que hace las veces de Centro Organizador
de Microtúbulos (COM).
 El corpúsculo basal que se halla en la base de cada cilio
y flagelo es un centríolo típico, que sirve de anclaje y
organización de los microtúbulos que forman la estructura
interna del cilio o del flagelo.

33. CILIOS Y FLAGELOS
 Prolongaciones de la membrana plasmática dotadas de
movimiento presentes en células animales.
 En células libres tienen una función locomotriz.
 En células fijas provocan el movimiento del fluido extracelular
formando pequeños remolinos que atrapan partículas.
 La diferencia entre unos y otros estriba en el tamaño y el
número.
 Cilios: Pequeños (2 a 10 µm) y muy numerosos.
 Flagelos: Largos (hasta 200 µm) y escasos.
 En ambos casos el diámetro (unas 2 µm) y la estructura
interna es la misma.

34. CILIOS Y FLAGELOS

35. Estructura cilios y flagelos
 Se pueden distinguir las siguientes partes:
 el eje o axonema cuya flexión produce el movimiento del cilio o
flagelo.
 la zona de transición.
 el corpúsculo basal.
 Ambos presentan la misma
estructura pero diferente
movimiento:
 Los cilios se mueven como un
látigo.
 Los flagelos tienen movimiento
ondulatorio.

37. Axonema
 Sistema de 9 pares de microtúbulos periféricos
y un par de microtúbulos centrales, (9+2).
 Los dos microtúbulos centrales son completos
(13 protofilamentos) y están envueltos por una
vaina.
 En los perifericos, el A es completo, y el B sólo
tiene 10 protofilamentos.
 El microtúbulo A emite dos prolongaciones de
otra proteína llamada dineína (responsable del
movimiento)
 Los dobletes vecinos se unen por puentes de
nexina.
 Las fibras radiales conectan cada doblete con
la vaina central.

38. Zona de transición
• No se halla rodeada de membrana, ya que se sitúa en el
citoplasma.
• Carece del doblete central.
• Es la base del cilio o flagelo y aparece la placa basal (se
interrumpe el doblete central), que conecta la base del cilio
o flagelo con la membrana plasmática.

39. Corpúsculo basal

40. Corpúsculo basal
 Lugar donde se organizan los microtúbulos que constituyen
el axonema.
 Estructura identica al centríolo (9+0)
 Presenta tripletes y en él se aprecian dos zonas:
 una distal que es similar a un centríolo,
 una proximal en la que aparece un eje central proteico del que
parten radialmente proteínas hacia los tripletes de la periferia;
esta estructura se denomina «rueda de carro».

41. Movimiento de cilios y flagelos
 Se produce por el
deslizamiento de unos
dobletes periféricos con
respecto a otros.
 La dineína es una proteína
motora responsable del
deslizamiento.
 En presencia de ATP, los
brazos de dineína hacen
que los dobletes se muevan
uno respecto del otro.

42. Proteínas de cilios y flagelos

43. Formación de cilios y flagelos
• La estructura de microtúbulos que forman cilios y flagelos
se forma durante el proceso de diferenciación celular a
partir del corpúsculo basal.
• Estos cuerpos basales se forman a partir de uno de los
centriolos del centrosoma que migra hacia la membrana
plasmática y inicia la polimerización de los túbulos A y B
del axonema.
• Al final del proceso el centriolo se transforma en cuerpo
basal.