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    Citología Citología Document Transcript

    • Citología Blga. María Custodio Villanueva CONTENIDO Pág. Introducción………………………………………………………………………………… 3 Teoría celular…………….…………………………………………………………........... 4 Citología…....……………………………………………………………………………….. 4 Características morfométricas de las células……………………………….…………… 5 Características generales de las células…………………………………………………. 5 Organización procariota……………………………………………………....................... 7 Organización eucariota……….…………………………………………………............... 9 Morfología celular…………………………………………………………………………... 9 Volumen celular……………………………………………………………………............. 9 Estructura celular....………………………………………………………………………. 10 Membrana celular………………………………………………………………………….. 10 Citoplasma………………………………………………………………………………….. 14 Núcleo interfásico………………………………………………………………………….. 30 Referencias bibliográficas………………………………………………………………… 33 2
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva INTRODUCCIÓN La biología es uno de los campos del saber humano que se está desarrollando a un ritmo vertiginoso durante las últimas décadas, debido fundamentalmente al empleo de técnicas y herramientas de investigación cada vez más sofisticadas e ingeniosas. Sin embargo, la citología como tal fue reconocida a finales del siglo XIX su desarrollo ha estado ligado íntimamente a los avances técnicos de la microscopia, tanto óptica, como electrónica. Actualmente, se usa rutinariamente técnicas tan sofisticadas como la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) o de ELISA para diagnosticar sobre cantidades ínfimas de muestras biológicas, la presencia de ciertos gérmenes o del uso de aparatos tan poderosos como el microscopio electrónico de barrido para visualizar con gran resolución, ultraestructuras celulares, o la difracción de Rayos X, para determinar la composición molecular de las grandes macromoléculas como el ADN o del secuenciador de aminoácidos o de nucleótidos para conocer a cabalidad la composición de proteínas o de los ácidos nucleicos. La elaboración del presente folleto, mediante recopilación de información, tiene como objetivo contribuir en el desarrollo de la asignatura de Biología. MCV 3
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva TEORIA CELULAR El nombre de célula fue empleado por primera vez por Robert Hooke (1665) en sus estudios sobre el corcho. Posteriormente, Leewenhock (1674) reconoció la existencia de células libres, en oposición a las células “empotradas” de Hooke y Grez, y observó cierta organización en su interior. Con este concepto estático, permaneció durante más de un siglo. El establecimiento de la teoría celular "Los seres vivientes, animales, vegetales o protozoarios están compuestos sin excepción por células y productos celulares" es el resultado de investigaciones que comenzaron a principios del XIX y terminaron con Schwann (1839) y Schleiden (1838) que la formularon. Una vez formulada la teoría celular, la ciencia en todos sus campos la aceptó y comenzaron diversos estudios sobre el tema: protoplasma, citoplasma, carioplasma, amitosis, mitosis, cromosomas...etc. hasta llegar al concepto actual: La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos. La versión moderna de la teoría celular afirma que: 1. Las células constituyen las unidades morfológicas y fisiológicas de todos los organismos vivos. 2. Las propiedades de un organismo dado dependen de las células individuales. 3. Las células se originan .únicamente a partir de otras células y su continuidad se mantienen a través del material genético. CITOLOGIA 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. El término célula hace referencia a organismos completos y a elementos especializados de organismos pluricelulares, como linfocitos, eritrocitos, células musculares o nerviosas. Con independencia del tamaño o de que sea una entidad autónoma o una parte de un organismo, todas las células tienen ciertos elementos estructurales comunes. Todas están encerradas por algún tipo de envuelta externa semipermeable que protege un interior fluido rico en agua, llamado citoplasma, y todas contienen material genético en forma de ADN (ácido desoxirribonucleico). Las células de los organismos unicelulares son capaces de realizar todas las funciones que realiza el ser vivo más evolucionado. En los organismos multicelulares, generalmente las células se especializan. 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 4
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva crecimiento y reproducción propios de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. Características morfométricas de las células La forma de las células es variada depende de la tensión superficial la viscosidad del protoplasma, la acción mecánica de las células vecinas, la consistencia de la membrana y de la función celular. Las células, por su forma pueden ser: a. Esféricas: óvulos. b. Fusiformes : músculo liso c. Cilíndricas : músculo estriado d. Estrelladas : neuronas e. Planas : mucosa bucal f. Cúbicas: folículo de la tiroides. g. Poligonales : hígado h. Filiformes : espermatozoide i. Ovaladas : glóbulos rojos Las células tienen diversos tamaños, la mayoría son microscópicos, y solo se pueden observar con la ayuda del microscopio. Existen también células las que se pueden ver a simple vista, llamadas células macroscópicas como los huevos de las aves y los reptiles, y ciertas fibras vegetales. La unidad de medida de las células es el micrómetro (µm) que es igual ala milésima parte de milimetro (1µ = 0,001 mm ) Se emplea también el nanómetro (nm) =0,001u y el Angstrom 1 Ä = 10-7 mm. Así, por ejemplo: las células óseas miden 12 – 25 u ; espermatozoides : 45-50 µm ; los glóbulos rojos: 7,5 – 8 µm de diámetro; una bacteria : 2-3 µm; las neuronas : 100-200 µm ; las fibras musculares estriadas: 5 cm ; etc. La duración de las células también es variable. Así, las células de la piel viven pocos días, los glóbulos rojos viven hasta 4 meses, mientras que las neuronas, pueden durar toda la vida. 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 un µm 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. 5
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva 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 Composición química En los organismos vivos no hay nada que contradiga las leyes de la química y la física. La química de los seres vivos, es muy compleja, más que la de cualquier otro sistema químico conocido. Está compuesta por polímeros de gran tamaño: las propiedades únicas de estos compuestos permiten a células y organismos crecer y reproducirse. Los principales tipos de macromoléculas son las proteínas, los lípidos, polisacáridos y los ácidos nucleicos. Secreción y endocitosis Una de las funciones más importantes de las vesículas es transportar materiales hacia la membrana plasmática y desde ella hacia el interior de la célula; constituyen de este modo un medio de comunicación entre el interior celular y el medio externo. Hay un intercambio continuo de materiales entre el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, los lisosomas y el exterior celular; el cual está mediado por pequeñas vesículas delimitadas por membrana que se forman por gemación a partir de una membrana y se fusionan con otra En la superficie celular siempre hay porciones de membrana plasmática que se invaginan y separan para formar vesículas que transportan hacia el interior de la célula materiales capturados en el medio externo; este fenómeno se llama endocitosis, y permite a la célula engullir partículas muy grandes e incluso células extrañas completas. El fenómeno opuesto, llamado secreción o exocitosis, es la fusión de las vesículas internas con la membrana plasmática seguida de la liberación de su contenido al medio externo; es también común en muchas células. Superficie celular El contenido de todas las células vivas está rodeado por la membrana plasmática que delimita el contenido celular del medio externo. La membrana plasmática es una película continua formada por moléculas de lípidos y proteínas, entre 8 y 10 nm de espesor y actúa como barrera selectiva regulando la composición química de la célula. La mayor parte de los iones y moléculas solubles en agua son incapaces de cruzar de forma espontánea esta barrera, y precisan de la concurrencia de proteínas portadoras especiales o de canales proteicos. Otro mecanismo para transferir macromoléculas a través de la membrana, es la formación de pequeñas vesículas de membrana que se incorporan a la membrana plasmática o se separan de ella. Casi todas las células bacterianas y vegetales están además encapsuladas en una pared celular gruesa y sólida compuesta de polisacáridos. La pared celular, que es externa a la membrana plasmática, mantiene la forma de la célula y la protege de daños 6
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva mecánicos, pero también limita el movimiento celular y la entrada y salida de materiales. Diferenciación Las células que constituyen los distintos tejidos de un organismo pluricelular suelen presentar diferencias muy notables en estructura y función. Las diferencias entre una célula nerviosa, una hepática y un eritrocito de un mamífero, por ejemplo, son tan extremas que cuesta creer que todas ellas contengan la misma información genética. Como todas las células de un animal o vegetal se forman a través de divisiones sucesivas de un único óvulo fecundado, casi todas ellas tienen la misma información genética. Se diferencian unas de otras porque sintetizan y acumulan juegos distintos de moléculas de ARN y proteínas sin alterar la secuencia del ADN. Este proceso, llamado diferenciación, se basa en la activación y desactivación selectiva de genes en una sucesión programada. Estos cambios de las características celulares suelen ser irreversibles, de modo que una célula nerviosa humana no puede transformarse en leucocito ni volver al estado de división rápida característico de las células embrionarias inmaduras de las que procede. ORGANIZACION PROCARIOTA BACTERIAS Las bacterias o procariotas son organismos unicelulares que se distinguen de las eucariotas principalmente por carecer de carioteca, citoesqueleto, sistema de endomembranas, etc. Estructura bacteriana Pared celular Su presencia se demuestra por plasmolisis. Según la estructura de la pared celular, las bacterias se dividen en Gram positivas y Gram negativas: Las Gram positivas poseen una pared de mayor grosor que las Gram negativas, por tanto se tiñen con la tinción de Gram, puesto que al penetrar el colorante y lavar posteriormente, éste no sale de la célula, ya que lo impide la pared. Membrana citoplasmática Situada debajo de la pared celular y presenta unas invaginaciones llamadas mesosomas que realizan la respiración celular. Cromatóforos En bacterias fotosintéticas aparecen unos corpúsculos dispersos en el hialoplasma cuya función es llevar a cabo la Fotosíntesis. Nucleoide o cuerpo nuclear Al carecer de envoltura nuclear, la región que corresponde al núcleo recibe el nombre de nucleoide o cuerpo nuclear. Aparece un cromosoma bacteriano enrollado. 7
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva ALGAS CIANOFÍCEAS (algas azules) Estructura Pared, membrana plasmática de 75 Å de espesor, hialoplasma con ribosomas y nucleoide en posición central y formada por ADN. Figura 1. Esquema de la organización pocariota. 8
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva ORGANIZACIÓN EUCARIOTA La célula eucariótica está formada por el citoplasma, núcleo con envoltura nuclear y está rodeada por la membrana celular. Figura 2 Esquema de la célula animal. MORFOLOGÍA CELULAR La forma es variada y cambia con frecuencia, dependiendo de la tensión superficial, viscosidad del protoplasma, acción mecánica ejercida por células contiguas y de la rigidez de la envoltura celular. En general es esférica si está libre, ya que la esfera es el cuerpo con un mínimo de superficie para un máximo de volumen. VOLUMEN CELULAR Es muy variado, desde visibles hasta unas milimicras. Las más pequeñas son de 4 mm. En el hombre excepto las células nerviosas, el volumen oscila entre 200 mm3 y 15.000 mm3. Hay que hablar de la "Ley del volumen celular constante" que indica que el volumen de las células es constante para un tipo celular dado, e independiente del tamaño del individuo. 9
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva ESTRUCTURA CELULAR MEMBRANA PLASMÁTICA La célula está rodeada por la membrana plasmática; la cual delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula. La membrana plasmática representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular. Es de gran importancia para los organismos, ya que a través de ella se transmiten mensajes que permiten a las células realizar numerosas funciones. Es tan fina que no se puede observar con el microscopio óptico, siendo sólo visible con el microscopio electrónico. Presenta las siguientes características: • Es una estructura continua que rodea a la célula. Por un lado está en contacto con el citoplasma (medio interno) y, por el otro, con el medio extracelular que representa el medio externo. • Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada. Figura 3. Esquema de la membrana citoplasmática. Composición química En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente. 10
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva Lípidos En la membrana de la célula eucariota encontramos tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Todos tienen carácter anfipático; es decir que tienen un doble comportamiento, parte de la molécula es hidrófila y parte de la molécula es hidrófoba por lo que cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan formando una bicapa lipídica. La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes tienen posibilidades de movimiento, lo que le proporciona una cierta fluidez. Los movimientos que pueden realizar los lípidos son: o de rotación: es como si girara la molécula en torno a su eje. Es muy frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos. o de difusión lateral: las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la misma capa. Es el movimiento más frecuente. o flip-flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas enzimas llamadas flipasas. Es el movimiento menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable. o de flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos. La fluidez es una de las características más importantes de las membranas y depende de factores como: o la temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura. o la naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad. Proteínas Son los componentes de la membrana que desempeñan funciones específicas. Al igual que en el caso de los lípidos, las proteínas pueden girar alrededor de su eje y muchas de ellas pueden desplazarse lateralmente por la membrana. Las proteínas de membrana se clasifican en: o Proteínas integrales: Están unidas a los lípidos íntimamente, suelen atravesar la bicapa lípidica una o varias veces, por esta razón se les llama proteínas de transmembrana. o Proteínas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana o a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno. Glúcidos Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana. Estos glúcidos son oligosacáridos unidos a los lípidos o 11
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva a las proteínas. Esta cubierta de glúcidos representa el carnet de identidad de las células, constituyen la cubierta celular o glucocálix, a la que se atribuyen funciones fundamentales: o Protege la superficie de las células de posibles lesiones o Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento, ejemplo, las células sanguíneas. o Presenta propiedades inmunitarias, por ejemplo los glúcidos del glucocálix de los glóbulos rojos representan los antígenos propios de los grupos sanguíneos del sistema sanguíneo ABO. o Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, particularmente importantes durante el desarrollo embrionario. o En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide. Estructura: modelo del mosaico fluido Con los datos ofrecidos por la microscopía electrónica y los análisis bioquímicos se han elaborado varios modelos de membrana. Figura 4. Esquema de la membrana plasmática, modelo del mosaico fluido. En la actualidad el modelo más aceptado es el propuesto por Singer y Nicholson (1972), denominado modelo del mosaico fluido, que presenta las siguientes características: • Considera que la membrana es como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es la red cementante y las proteínas embebidas en ella, 12
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva interaccionando unas con otras y con los lípidos. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente. • Los lípidos y las proteínas integrales se hallan dispuestos en mosaico. • Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución fundamentalmente de los glúcidos, que sólo se encuentran en la cara externa. Las funciones de la membrana podrían resumirse en: 1. Transporte. El intercambio de materia entre el interior de la célula y su ambiente externo. 2. Reconocimiento y comunicación. Gracias a moléculas situadas en la parte externa de la membrana, que actúan como receptoras de sustancias. ENVOLTURA CELULAR Es una continuación de la propia membrana, de tamaño variable, por ej. Protozoos 500 Å; células intestinales 1000 Å. En su composición química aparecen glucolípidos y glucoproteínas enlazados con los lípidos y proteínas de la membrana citoplasmática. Su estudio es importante en avances sobre cáncer, ya que en ella residen los antígenos de superficie que permiten el reconocimiento celular. Funciones • Protección por ejemplo, en células intestinales. • Contiene enzimas, por ejemplo, maltasa. • Sirve de filtro en la transmisión del impulso nervioso (información). PARED CELULAR Es una especie de exoesqueleto que da protección y sostén mecánico a la célula vegetal. Permite un equilibrio osmótico entre el medio y la célula. De la síntesis y organización de esta pared, dependerá el crecimiento y diferenciación de las células vegetales. Estructura y composición química • Cadenas de moléculas de celulosa (2.000) formando microfibrillas y éstas formando macrofibrillas. • Matriz formada por polisacáridos • Sustancias pécticas solubles en agua (galactosa, arabinosa, ácido galacturónico). 13
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva • Hemicelulosas que se extraen con álcalis (xilosa, manosa y ácido glucurónico). • Lignina. Polímero aromático formado por polimerización de fenoles. En hongos y levaduras, la pared está compuesta por quitina (polímero de la glucosamina). Existe una pared celular primaria con predominio de sustancias pécticas formada mediante vesículas del Golgi después de la división celular, pero en la madurez, aparecerá la pared secundaria en cada célula con predominio de hemicelulosa y Celulosa. La existencia de una pared celular, no impide la comunicación con el medio y con otras células, ya que existen puntos de discontinuidad conocidos como plasmodesmos. Los cuales son puentes de material citoplasmático que establecen continuidad entre células adyacentes. Permiten la libre circulación de líquidos y posiblemente de solutos, incluso de moléculas grandes. CITOPLASMA Es la porción de protoplasma comprendida entre la membrana celular físicamente se presenta como un liquido viscoso, traslucido e incoloro (estado coloidal). Químicamente, esta formado esencialmente por agua y sales minerales (cloruros, carbonatos y fosfatos de sodio, calcio y magnesio), así como, por compuestos o moléculas orgánicas (glúcidos, proteínas, grasas y ácidos nucleicos). El citoplasma esta constituido por una mezcla de sustancias que forman la matriz citoplasmática, en la que se hallan suspendidos los organoides (mitocondrias, ribosomas, etc., y algunas inclusiones no vivientes (glucógeno, gotas de grasa, urea, etc.) El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos. La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso (en las bacterias es el único compartimiento intracelular). En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes de mantenimiento celular, como las primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las grandes moléculas que constituyen la célula. Aunque muchas moléculas del citosol se encuentran en estado de solución verdadera y se desplazan con rapidez de un lugar a otro por difusión libre, otras están ordenadas de forma rigurosa. Estas estructuras ordenadas confieren al citosol una organización interna que actúa como marco para la fabricación y descomposición de grandes moléculas y canaliza muchas de las reacciones químicas celulares a lo largo de vías restringidas. 14
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva CITOESQUELETO La capacidad de las células eucariotas para adoptar diversas formas, en particular aquellas células especializadas como las células nerviosas con sus largos axones, las células epiteliales de la pared intestinal con sus microvilli, etc., y su capacidad para generar movimientos coordinados y dirigidos depende del citoesqueleto. El citoesqueleto es una compleja red de estructuras proteicas que se extiende por todo el citoplasma. Dado que el citoesqueleto está ausente en las bacterias, puede haber sido un factor crucial en el desarrollo de las células eucaróticas. El citoesqueleto, consiste en una serie de fibras que da forma a la célula, y conecta distintas partes celulares, como si se tratara de vías de comunicación celulares. Es una estructura en continuo cambio. Formado por tres tipos de componentes: Microtúbulos Se los conoce desde 1957. Se encuentran en células eucarióticas, carecen de membrana limitante, y son tubos rectos, huecos, de 240 Å de diámetro, sólo visibles con microscopio electrónico (excepto en la división celular). Están formadas 2 subunidades de proteínas llamadas tubulina α y β ensambladas helicoidalmente en 13 filas y por proteínas asociadas a los microtúbulos. Funciones 1. Morfogénesis: la forma de algunas prolongaciones o protuberancias celulares se correlaciona con la orientación y distribución de los microtúbulos. 2. Motilidad intracelular: con los otros elementos del citoesqueleto participan en la ubicación y movimiento de orgánulos citoplasmáticos como los dictiosomas. 3. Transporte intracelular: actúan como soporte o carril sobre el cual las proteínas motoras transportan vesículas y moléculas grandes. La distribución de los microtúbulos en las células es dinámica. Son los componentes más importantes del citoesqueleto y pueden formar asociaciones estables, como: Centriolos Son dos pequeños cilindros localizados en el interior del centrosoma (a), exclusivos de células animales. Con el microscopio electrónico se observa que la parte externa de los centríolos está formada por nueve tripletes de microtúbulos (c). Los centríolos se cruzan formando un ángulo de 90 (b). 15
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva a b 5.3 Figura 5. Esquema de centriolos, localización y disposición. Cilios y flagelos Son delgadas prolongaciones celulares móviles que presentan básicamente la misma estructura, la diferencia entre ellos es que los cilios son muchos y cortos, mientras que los flagelos son pocos y más largos. Constan de dos partes, una externa que sobresale de la superficie de la célula; está recubierta por la membrana plasmática y contiene un esqueleto interno de microtúbulos llamado axonema, y otra interna, que se denomina cuerpo basal del que salen las raíces ciliares que se cree participan en la coordinación del movimiento. Figura 4 Figura 6. Esquema de un flagelo. Microfilamentos Se sitúan principalmente en la periferia celular, debajo de la membrana y están formados por hebras de la proteína actina, trenzadas en hélice, cuya estabilidad se debe a la presencia de ATP e iones de calcio. Asociados a los filamentos de miosina, son los responsables de la contracción muscular. Filamentos Intermedios 16
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva Formados por diversos tipos de proteínas. Son polímeros muy estables y resistentes. Especialmente abundantes en el citoplasma de las células sometidas a fuertes tensiones mecánicas (queratina) ya que su función consiste en repartir las tensiones, que de otro modo podrían romper la célula. Como se observa en los esquemas de la Figura 6, los microtúbulos irradian desde una región del citoplasma denominada centro organizador de microtúbulos o centrosoma. Figura 7. Esquema de la disposición del citoesqueleto en la célula. Los microfilamentos se encuentran dispersos por todo el citoplasma; pero se concentran fundamentalmente por debajo de la membrana plasmática. Los filamentos intermedios, se extienden por todo el citoplasma y se anclan a la membrana plasmática proporcionando a las células resistencia mecánica. MORFOPLASMA ORGANELOS CITOPLASMATICOS MITOCONDRIA La 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. Al conjunto de mitocondrias se le conoce con el nombre de condrioma. 17
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva La matriz mitocondrial contiene moléculas de ADN, algo de ARN y acumulación de cationes. En general, en la mitocondria se asientan todos los enzimas para llevar a cabo el ciclo de Krebs y el transporte electrónico. El número de mitocondrias de una célula depende de la función de ésta. Las células con demandas de energía particularmente elevadas, como las musculares, tienen muchas más mitocondrias que otras. Por su acusado parecido con las bacterias aeróbicas, los científicos creen que las mitocondrias han evolucionado a partir de una relación simbiótica o de cooperación entre una bacteria aeróbica y una célula eucariótica ancestral. Estructura de las mitocondrias La mitocondria, que tiene una longitud comprendida entre 0,5 y 1 micrómetro, está envuelta en una membrana doble. La membrana exterior lisa está separada de la interior por una película líquida. La membrana interior, replegada en unas estructuras llamadas crestas, rodea una matriz líquida que contiene gran cantidad de enzimas o catalizadores biológicos. Dentro de esta matriz líquida hay ácido desoxirribonucleico mitocondrial (ADNm), que contiene información sobre síntesis directa de proteínas. Figura 8. Esquema de una mitocondria. FUNCIONES • Ciclo de Krebs • Transporte electrónico • Fosforilación oxidativa • ß-oxidación de los ácidos grasos, en la matriz. • Síntesis de ácidos grasos (proceso inverso a la ß - oxidación). • Concentración de sustancias en su cámara interna: proteínas, lípidos, metales (Ag, Fe, Ca), colorantes, enzimas y partículas que parecen virus. 18
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva De todas ellas, la principal función de las mitocondrias es generar energía para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aerobia. Los nutrientes se escinden en el citoplasma celular para formar ácido pirúvico que penetra en la mitocondria. En una serie de reacciones, parte de las cuales siguen el llamado ciclo de Krebs, el ácido pirúvico reacciona con agua para producir dióxido de carbono y diez átomos de hidrógeno. Estos átomos de hidrógeno se transportan hasta las crestas de la membrana interior a lo largo de una cadena de moléculas especiales llamadas coenzimas. Una vez allí, las coenzimas donan los hidrógenos a una serie de proteínas enlazadas a la membrana que forman lo que se llama una cadena de transporte de electrones. La cadena de transporte de electrones separa los electrones y los protones de cada uno de los diez átomos de hidrógeno. Los diez electrones se envían a lo largo de la cadena y acaban por combinarse con oxígeno y los protones para formar agua. La energía se libera a medida que los electrones pasan desde las coenzimas a los átomos de oxígeno y se almacena en compuestos de la cadena de transporte de electrones. A medida que éstos pasan de uno a otro, los componentes de la cadena bombean aleatoriamente protones desde la matriz hacia el espacio comprendido entre las membranas interna y externa. Los protones sólo pueden volver a la matriz por una vía compleja de proteínas integradas en la membrana interior. Este complejo de proteínas de membrana permite a los protones volver a la matriz sólo si se añade un grupo fosfato al compuesto difosfato de adenosina (ADP) para formar ATP en un proceso llamado fosforilación. El ATP se libera en el citoplasma de la célula, que lo utiliza prácticamente en todas las reacciones que necesitan energía. Se convierte en ADP, que la célula devuelve a la mitocondria para volver a fosforilarlo. PLASTOS Y CLOROPLASTOS El término plástido fue usado por primera vez en 1883 por Schimper. De entre ellos, los más importantes son los cloroplastos que contienen pigmentos (clorofila y carotenoides) para la Fotosíntesis. • Plástidos coloreados: CROMOPLASTOS Pigmentos: - Licopeno, rojo del tomate maduro. - Ficoeritrina - Ficocianina • Plástidos no coloreados: LEUCOPLASTOS • Entre los que se encuentran los Amiloplastos CLOROPLASTOS 19
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva Son cromoplastos que entre otros pigmentos contienen clorofila. Es una estructura de las células vegetales y de las algas, donde se lleva a cabo la fotosíntesis. Los cloroplastos son orgánulos con forma de disco, de entre cuatro y seis micrómetros de diámetro. Aparecen en mayor cantidad en las células de las hojas, lugar en el cual parece que pueden orientarse hacia la luz. Es posible que en una célula haya entre cuarenta y cincuenta cloroplastos, y en cada milímetro cuadrado de la superficie de la hoja hay 500.000 cloroplastos. Cada cloroplasto está recubierto por una membrana doble. Forma. Variable según la especie: esféricos, ovoides, discordes. Tamaño. Aproximado 4-6 mm Número. Varía con la especie y con las necesidades, mide 20-40 por célula. Distribución y Orientación. Según la energía luminosa. Estructura • Envoltura: Membrana doble sin observarse continuidad con los Tilacoides. • Estroma: Es el relleno y contiene: proteínas, ribosomas, ADN que interviene en la síntesis de algunas proteínas estructurales del cloroplasto y tilacoides: (Sacos) vesículas aplanadas dispuestas como un retículo membranoso: - Cuando se disponen apiladas forman los Grana. - Cuando se disponen como un sistema de túbulos anastomosados forman los tilacoides del estroma que se unen a los grana. Contienen la mayoría de las proteínas y todos los componentes de la Fotosíntesis. La organización molecular del tilacoide corresponde con el mosaico fluido. Función. La principal es la fotosíntesis: - Fase Luminosa, se realiza en los Grana. - Fase Oscura se realiza en el Estroma. En las plantas, los cloroplastos se desarrollan en presencia de luz, a partir de unos orgánulos pequeños e incoloros que se llaman proplastos. A medida que las células se dividen en las zonas en que la planta está creciendo, los proplastos que están en su interior también se dividen por fisión. De este modo, las células hijas tienen la capacidad de producir cloroplastos. En las algas, los cloroplastos se dividen directamente, sin necesidad de desarrollarse a partir de proplastos. La capacidad que tienen los cloroplastos para reproducirse a sí mismos, y su estrecha similitud, con independencia del tipo de célula en que se encuentren, sugieren que estos orgánulos fueron alguna vez organismos autónomos que establecieron una simbiosis en la que la célula vegetal era el huésped. RIBOSOMA 20
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva Es un 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. Cada ribosoma consta de cuatro moléculas o subunidades distintas de ARN y de numerosas proteínas. En el ser humano, tres de estas cuatro subunidades se sintetizan en el nucleolo, una densa estructura granular situada dentro del núcleo. La cuarta subunidad se sintetiza fuera del nucleolo y se transporta al interior de éste para el ensamblaje del ribosoma. Las proteínas ribosómicas penetran en el nucleolo y se combinan con las cuatro subunidades de ARN para formar dos estructuras, una grande y otra pequeña. Estas dos subunidades de forma globular abandonan el núcleo por separado a través de unas aberturas especiales llamadas poros nucleares, que permiten el paso de estas subunidades, pero no de ribosomas completos. Las dos estructuras se unen fuera del núcleo justo antes de que el ribosoma empiece a fabricar proteínas. Figura 9. Esquema de ribosoma acoplado al ARN. La síntesis proteica comienza con la iniciación, que tiene lugar cuando una cadena de ARN mensajero (ARNm), que lleva instrucciones genéticas copiadas del ácido desoxirribonucleico (ADN), se acopla a un ribosoma. El ARNm indica al ribosoma cómo debe enlazar los aminoácidos para formar una proteína. Dos moléculas de ARN de transferencia (ARNt), cada una de ellas con un aminoácido, se unen al complejo ribosoma-ARN mensajero en dos posiciones llamadas centro P y centro A. 21
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva Entre los dos primeros aminoácidos se forma un enlace químico llamado enlace peptídico. Durante la fase de elongación el ARNt del centro P se separa de su aminoácido y se aleja del complejo, mientras el que transporta los dos aminoácidos enlazados pasa del centro A al P. Esto hace que el A quede libre para que se acople al ribosoma una nueva molécula de ARNt que lleva un tercer aminoácido. El nuevo aminoácido se une al segundo de los dos anteriores mediante otro enlace peptídico. De nuevo se libera el ARNt y la molécula de ARNt restante, que ahora lleva una cadena de tres aminoácidos, pasa al centro P. El ribosoma coordina este ciclo una y otra vez hasta que encuentra en el ARNm una señal de parada. La proteína completa, que puede ser una cadena de cientos de aminoácidos, se separa del ribosoma. En general, el ADN lleva las instrucciones genéticas necesarias para construir todas las estructuras celulares. Como todas las células contienen ribosomas, los científicos comparan las instrucciones de fabricación de ribosomas contenidas en el ADN de distintas especies para determinar la mayor o menor proximidad entre ellas. LISOSOMAS Estructura Los lisosomas son orgánulos celulares con forma de vesículas membranosas que contienen enzimas hidrolíticos para la digestión intracelular controlada de macromoléculas. Existen en todas las células animales; pero no se han demostrado en células vegetales, en las que los fenómenos de digestión celular están parcialmente asumidos por la vacuola vegetal. Se diferencian dos clases a) Lisosomas primarios: están recién formados y no han encontrado todavía substrato para la digestión. Sólo contienen enzimas hidrolíticos, son muy pequeños (0,05-0,5 µm de diámetro) y se corresponden a vesículas emanadas de la cara trans del complejo de Golgi. Son de contenido denso y homogéneo. b) Lisosomas secundarios: contienen materiales en digestión en su interior, muestran contenido heterogéneo y mayor tamaño. La heterogeneidad de la morfología lisosomal contrasta con la de otros orgánulos. Sus dimensiones y contenido son muy variables. Su polimorfismo se debe a que actúan como vacuolas digestivas, y esto les proporciona un contenido heterogéneo. El interior del lisosoma tiene un pH ácido, de aproximadamente 5. Para conseguir este bajo pH, en la membrana del lisosoma existe una bomba de protones, que utiliza ATP para bombear H+ hacia el interior. El lisosoma se autoprotege de las hidrolasas ácidas y de la acidez de su matriz, porque su hemimembrana interna está intensamente glicosilada. Además, la membrana del lisosoma contiene proteínas de transporte que facilitan el paso de productos finales de la degradación de sustancias hacia el citoplasma. Composición química 22
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva Una característica común a todos los lisosomas es que contienen hidrolasas ácidas, con actividad óptima cerca de pH 5; el pH que se mantiene en su interior. Aunque normalmente la membrana del lisosoma es impermeable a estos enzimas, el hecho de que los enzimas requieran un pH ácido para una actividad óptima protege al citoplasma contra las lesiones que se pudieran producir en caso de fuga. Hasta ahora se han identificado unas 40 enzimas diferentes que degradan proteínas (proteasas), ácidos nucleícos (nucleasas: DNAasa y RNAasa), glúcidos (glucosidasas y lisozima), ésteres de sulfato (arilsulfatasas), lípidos (lipasas y fosfolipasas) o fosfatos de moléculas orgánicas (fosfatasas). No todas las enzimas están presentes en cada lisosoma, la más común es la fosfatasa ácida. Digestión celular Los lisosomas no sólo degradan sustancias procedentes del exterior de la célula (heterolisosomas); también pueden englobar y digerir orgánulos (mitocondrias, membranas citoplasmáticas, etc.) y porciones del citoplasma de la propia célula en grandes vacuolas digestivas denominadas vacuolas de autofagía, autolisosomas o citolisosomas. Para explicar la formación de vacuolas de este gran tamaño, se piensa que el retículo endoplasmático liso proporcionaría la membrana que envolvería los orgánulos sobrantes. Estas vacuolas digestivas se forman, p.ej., en condiciones de ayuno donde la célula tiene que nutrirse a sus expensas, pero también en circunstancias fisiológicas normales, como son los procesos de destrucción de orgánulos sobrantes. Además de orgánulos, hay proteínas citoplasmáticas que deben entrar en los lisosomas para su destrucción. Estas proteínas están marcadas por ciertas secuencias de aminoácidos, como la secuencia Lys-Phe-Glu-Arg-Gln. Mediante estas secuencias, esas proteínas citosólicas se unen a los orgánulos viejos que van a ser lisados. También es posible que esas proteínas citosólicas entren directamente en los lisosomas porque las secuencias que las marcan sean reconocidas por receptores de la membrana del lisosoma y se incorporen a éste. Otro tipo de lisosoma son los cuerpos multivesiculares constituidos por una membrana y que en su interior contiene numerosas vesículas. Se han dado tres interpretaciones acerca de su origen y significado: a) Se trata de vesículas de pinocitosis que penetran en el lisosoma primario; se unirían la superficie del lisosoma y posteriormente se invaginarían. b) Pueden ser varios lisosomas primarios, cada uno delimitado por su propia membrana, pero el conjunto quedaría delimitado por una membrana común. c) El lisosoma primario incorpora moléculas pequeñas del citoplasma a su interior (microautofagía) por un proceso semejante a la pinocitosis. 23
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva Endocitosis y fagocitosis Las rutas que llevan hacia los lisosomas desde la superficie celular empiezan con la endocitosis, mediante la cual las células captan macromoléculas, sustancias particuladas y, en casos especiales, otras células. La substancia que va a ser ingerida es rodeada progresivamente por una pequeña porción de la membrana plasmática, que primero se invagina y luego se estrangula formando una vesícula intracelular que contiene el material ingerido. Este proceso requiere ATP. Figura 10. Esquema de la digestión celular. En función del tipo de vesículas que se forman, se pueden distinguir dos tipos de endocitosis: Pinocitosis: ("bebida de la célula"), que implica la ingestión de fluidos y de solutos vía pequeñas vesículas. Fagocitosis: ("comida de la célula") que comporta la ingestión de grandes partículas tales como microorganismos o restos celulares, mediante grandes vesículas llamadas fagosomas (250 nm de diámetro superior). Aunque la mayoría de las células eucarióticas ingieren continuamente fluidos y solutos por pinocitosis, las grandes partículas son ingeridas principalmente por células fagocíticas especializadas. Prácticamente, todas las células eucarióticas ingieren continuamente zonas de su membrana plasmática en forma de pequeñas vesículas pinocíticas (o endocíticas) que posteriormente retornan a la superficie de la célula. La velocidad a la que se 24
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva internaliza la membrana plasmática en este proceso de pinocitosis varía de un tipo celular a otro, pero normalmente es bastante elevada (p. ej., en macrófagos el 100% en media hora). Dado que el área de la superficie y el volumen celular no varían durante este proceso, está claro que toda la membrana que desaparece por endocitosis se ha de ir añadiendo por exocitosis (proceso contrario a la endocitosis). Exocitosis Es el proceso inverso a la endocitosis y es utilizado para que la célula vierta al exterior diversas sustancias (enzimas, hormonas, etc.). Mediante la exocitosis se libera al exterior el contenido de unas vesículas intracelulares especiales, cuando se fusionan con la membrana plasmática. El proceso más representativo es la secreción celular. Hay dos tipos: 1. Secreción constitutiva: Es realizada por todas las células eucarióticas de modo continuo; mediante vesículas procedentes de la cara trans del complejo de Golgi, que se fusionan a la membrana plasmática. Corresponde a sustancias que van destinadas al medio extracelular (se incorporan a la matriz extracelular, o difunden al fluido extracelular para alimentar o transmitir mensajes a otras células), o a la propia superficie celular como receptores de superficie (vesículas cubiertas de coatómero). 2. Secreción regulada: Funciona sólo en células especializadas en secreción (células secretoras), y únicamente cuando la célula es estimulada por una señal extracelular, generalmente un mensajero químico, que se une a los receptores de membrana y genera cambios intracelulares. Las células secretoras producen grandes cantidades de productos (como hormonas, mucus, enzimas digestivos, etc.), que son almacenados en vesículas secretoras hasta su liberación (vesículas cubiertas de clatrina). DEUTOPLASMA Y VACUOLAS El Deutoplasma lo forman los depósitos de sustancias químicas almacenadas o de productos de desecho y las cavidades donde se encuentran. En células animales es frecuente la aparición de inclusiones en el citoplasma. Las vacuolas son las cavidades. En principio son dilataciones del retículo endoplasmático. Son muy abundantes en las células vegetales, de forma que cuando estas células son jóvenes, aparecen muchas y pequeñas, con el paso del tiempo, recordemos la escasa posibilidad de excretar los vegetales, se van uniendo y forman una vacuola grande que comprime el citoplasma y el núcleo hasta que la célula muere. SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS RETÍCULO ENDOPLÁSMICO (R.E.) Es un sistema de sáculos o canalículos (membranas) que comprenden dos compartimentos que se comunican, pero diferentes en constitución y en funciones. Existen: 25
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva • Retículo Endoplásmico rugoso (R.E.R.) que posee ribosomas. • Retículo Endoplásmico liso (R.E.L.) que no posee ribosomas. Figura 11. Esquema del retículo endoplasmático. Retículo endoplasma tico rugoso Se presenta por lo general como un organelo membranoso muy extenso, en gran número de células, compuesto de vesículas, túbulos y sacos aplanados (cisternas). A menudo es escaso en los huevos y en células embrionarias, pero suele aumentar con el grado de diferenciación; también es escaso en células cancerosas y en eritrocitos. El RER está especialmente desarrollado en las células que participan activamente en la síntesis de proteínas, para su secresión. La unión selectiva de los ribosomas al RER, se debe a que en las membranas, existen sitios receptores especiales para los ribosomas, que parece relacionarse con dos glucoproteínas transmembranosas, llamadas riboforinas. La principal función consiste en la segregación de las proteínas que son sintetizadas por los ribosomas, luego estas son procesadas y canalizadas hacia dentro o fuera de la célula. Con algunas excepciones las proteínas sintetizadas por el RER, son glucoproteínas, en cambio las proteínas citosólicas, casi nunca están glucosiladas Las células secretoras como las endocrinas (hormonas), glándulas salivales (enzimas y mucoproteínas), plasmáticas (anticuerpos), acinares del páncreas (enzimas digestivas), calciformes del intestino (mucoproteínas), hepáticas (proteínas séricas) y vegetales (sustancias para la pared celular), contienen gran cantidad de RER. Por tanto, El número y disposición de sáculos varía en función de la naturaleza de la célula y de la importancia de su actividad. 26
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva El RER se encuentra perfectamente estructurado para desempeñar su papel en las células secretoras. Retículo endoplasmático liso Formado por un laberinto de finos canalículos interconectados y localizados por todo el citoplasma. No presenta ribosomas y establece contactos con las mitocondrias. Funciones Síntesis de lípidos Las enzimas para la síntesis de fosfolípidos de membrana, se encuentran en el REL, que también contiene muchas enzimas utilizadas en la síntesis de triglicéridos como en los adipocitos. Síntesis de esteroides Como en las células de la corteza adrenal y gónadas donde es el organelo más prominente y las enzimas que intervienen en la síntesis de colesterol, se encuentran en sus membranas. Destoxificación El hígado se ha especializado en la destoxificación de sustancias tóxicas como los barbitúricos. Movilización de la glucosa Cuando existe necesidad del organismo, debido a la presencia de una de las enzimas características de las células hepáticas, la glucosa 6-fosfatasa, la cual cataliza la defosforilación de la glucosa 6-fosfato para formar glucosa, de tal manera que la energía almacenada como glucógeno, queda disponible para el organismo. Almacenamiento y liberación de calcio En casi todas las células la acumulación se produce por transporte activo me diante una ATPasa Ca 2+ en los calsiosomas. El REL, alcanza su máximo desarrollo, en células del músculo estriado, donde se encuentra muy extenso y altamente especializado, denominado retículo sarcoplásmico, el cual participa en la transmisión del estímulo de la célula nerviosa hacia el citoplasma de la fibra muscular. SISTEMA DE GOLGI Descubierto por Golgi en 1898 y descrito como: • Red densa formada por travéculas (bastoncillos) anastomosadas (unidos). • Placa irregularmente fenestrada. • Esferas unidas entre sí. 27
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva • Anillo. Forma Variable según la célula y el momento funcional, aunque típico para cada tipo celular. Por ejemplo, en células glandulares forma una red densa y en determinados estados funcionales y en muchos patológicos, se encuentra fragmentado en gránulos dispersos por el citoplasma. Tamaño Variable, pero en general: a) Grande en células glandulares, nerviosas y células hiperactivas. b) Pequeño en células musculares, en células hipoactivas o en reposo y en células envejecidas. Posición Estable dentro de un tipo celular. por ej. en células de secreción externa se sitúa entre el Núcleo y el polo apical secretor. Estructura Presenta dos niveles de organización: • Cisternas: Unidad básica del dictiosoma. Son compartimentos aplanados limitados por membrabas lisas. Estos compartimentos se prolongan periféricamente por túbulos que forman una compleja red. • Dictiosoma: Sistema laminar formado por la asociación de varias cisternas o sáculos en número variable 5 a 8, pero a veces llega a 30 y más. El Dictiosoma presenta polaridad, es decir dos caras entre las cuales aparecen las cisternas apiladas: • Cara de formación (proximal), convexa en relación con la envoltura nuclear o el R.E. • Cara de maduración (distal), cóncava en relación con las vesículas de secreción. Durante el funcionamiento del Golgi se forman continuamente cisternas que se desplazan empujando a las formadas anteriormente, de forma que la cisterna distal la de la cara de maduración, se transforma en vacuolas o vesículas llenas de productos de secreción. Durante el proceso, el espesor de la membrana aumenta progresivamente, de la cisterna proximal a la distal. Así la pérdida de cisternas se ve compensada con la formación de nuevas. 28
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva Figura 12. Esquema del sistema de Golgi. Función del Golgi • Transferencia y concentración de las proteínas que serán excretadas, ya que si bien las proteínas se sintetizan en el R.E., estas alcanzan los dictiosomas y por fin los gránulos de secreción. • Formación de nuevas membranas: Ya que los productos de las vesículas alcanzan el exterior gracias a la fusión de la membrana citoplasmática con la membrana de la vesícula (exocitosis) y por tanto aumenta la cantidad de membrana. La pérdida de membrana por endocitosis (fagocitosis y pinocitosis), se ve compensada de esa forma. • Síntesis de polisacáridos y glucoproteínas. • Interviene en el catabolismo celular. 29
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva NÚCLEO INTERFASICO El núcleo es un orgánulo característico de las células eucariotas. El material genético de la célula se encuentra dentro del núcleo en forma de cromatina. corte del núcleo Figura 13. Esquemas del núcleo interfásico. El núcleo dirige las actividades de la célula y en él tienen lugar procesos tan importantes como la autoduplicación del ADN o replicación, antes de comenzar la división celular, y la transcripción o producción de los distintos tipos de ARN, que servirán para la síntesis de proteínas. El núcleo cambia de aspecto durante el ciclo celular y llega a desaparecer como tal. Por ello se describe el núcleo en interfase durante el cual se puede apreciar las siguientes partes en su estructura: • envoltura nuclear: formada por dos membranas concéntricas perforadas por poros nucleares. A través de éstos se produce el transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma. • el nucleoplasma, que es el medio interno del núcleo donde se encuentran el resto de los componentes nucleares. • nucléolo, o nucléolos que son masas densas y esféricas, formados por dos zonas: una fibrilar y otra granular. La fibrilar es interna y contiene ADN, la granular rodea a la anterior y contiene ARN y proteínas. • la cromatina, constituida por ADN y proteínas, aparece durante la interfase; pero cuando la célula entra en división la cromatina se organiza en estructuras individuales que son los cromosomas. 30
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva CROMATINA Y CROMOSOMAS Un cromosoma es una molécula de ADN muy larga que contiene una serie de genes. Un cromosoma metafásico está formado por dos cromátidas idénticas en sentido longitudinal. En cada una de ellas hay un nucleofilamento de ADN replegado idéntico en ambas cromátidas. Figura 14. Esquema de un cromosoma metafísico. Están unidas a través del centrómero. En las cromátidas se aprecia también un cinetócoro, centro organizador de microtúbulos, que se forman durante la mitosis y que ayudan a unir los cromosomas con el huso mitótico. Por lo tanto podemos decir que cromatina y cromosomas es lo mismo, y el cromosoma sería un paquete de cromatina muy compacto. Figura 15. Esquema de la formación de un cromosoma. 31
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva Como puede verse en estos últimos dibujos, en una secuencia que va desde el ADN hasta el cromosoma. • El número 1 corresponde a la molécula de ADN, • En el número 2, vemos el ADN unido a proteínas globulares, formando una estructura denominada "collar de perlas", formado por la repetición de unas unidades que son los "nucleosomas", que corresponderían a cada perla del collar. • En el número 3 se pasa a una estructura de orden superior formando un "solenoide". • En el número 4, se consigue aumentar el empaquetamiento, formando la fibra de cromatina, nuevos "bucles". • En el número 5, llegamos al grado de mayor espiralización y compactación, formando un denso paquete de cromatina, que es en realidad, un cromosoma. El total de la información genética contenida en los cromosomas de un organismo constituye su genoma. El núcleo es el centro de control de la célula, pues contiene toda la información sobre su funcionamiento y el de todos los organismos a los que ésta pertenece. Está rodeado por una membrana nuclear que es porosa por donde se comunica con el citoplasma, generalmente está situado en la parte central y presenta forma esférica u oval. En el interior se encuentran los cromosomas. Éstos son una serie de largos filamentos que llevan toda la información de lo que la célula tiene que hacer, y cómo debe hacerlo. Son el "cerebro celular". El núcleo es un orgánulo característico de las células eucariotas. El material genético de la célula se encuentra dentro del núcleo en forma de cromatina. El núcleo dirige las actividades de la célula y en él tienen lugar procesos tan importantes como la autoduplicación del ADN o replicación, antes de comenzar la división celular, y la transcripción o producción de los distintos tipos de ARN, que servirán para la síntesis de proteínas. El núcleo cambia de aspecto durante el ciclo celular y llega a desaparecer como tal. Por ello se describe el núcleo en interfase durante el cual se puede apreciar las siguientes partes en su estructura: • envoltura nuclear: formada por dos membranas concéntricas perforadas por poros nucleares. A través de éstos se produce el transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma. • el nucleoplasma, que es el medio interno del núcleo donde se encuentran el resto de los componentes nucleares. • nucléolo, o nucléolos que son masas densas y esféricas, formados por dos zonas: una fibrilar y otra granular. La fibrilar es interna y contiene ADN, la granular rodea a la anterior y contiene ARN y proteínas. 32
    • Citología Blga. María Custodio Villanueva • la cromatina, constituida por ADN y proteínas, aparece durante la interfase; pero cuando la célula entra en división la cromatina se organiza en estructuras individuales que son los cromosomas. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DE ROBERTIS, E.D.P. y DE ROBERTIS E.M.F. 1994. Fundamentos de biología celular y molecular. 11ava edición. Editorial El Ateneo. Buenos Aires, Argentina. DE ROBERTIS, E.M.F., HIB, J. y R. PONZIO. 1997. Biología celular y molecular. 1ra. edición. Editorial El Ateneo. Buenos Aires, Argentina. BRONW, W. y B.ELDRIGE. 1985. Citología. Editorial Omega KIMBALL, J. 1982. Biología celular. Fondo Educativo Interamericano. México. KARP, G. 1987. Biología celular. 3ra.edición. Editorial Mc.Graw-Hill. México. NASON, A. 1986. Biología. Editorial Limusa S.A. México. 33