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Organización de la célula 89 mento del RE. Recuerde que una MET representa sólo un fi no corte transversal de la célula, de modo que se tiende a interpretar el RE como una serie de tubos. De hecho, muchas membranas del RE consisten en una serie de estructuras en forma de saco muy juntas y aplanadas que forman compartimentos conectados entre sí dentro del citoplasma. El espacio interno que encierra las membranas se denomina luz del RE. En la mayor parte de las células, la luz del RE forma un único com- partimento interno que tiene continuidad con el compartimento que se forma entre las membranas externa e interna de la envoltura nuclear (vea la fi gura 4-13). Las membranas de otros orgánulos no tienen conexión directa con el RE; éstas forman compartimentos bien delimitados y se- parados dentro del citoplasma. Las membranas y la luz del RE contienen enzimas que catalizan muchos tipos de reacciones químicas. En algunos casos, las membra- nas sirven como armazón para las enzimas que llevan a cabo reacciones bioquímicas secuenciales. Las dos superfi cies de la membrana contie- nen diferentes grupos de enzimas y representan regiones de la célula con distintas capacidades de síntesis, del mismo modo en que distintos departamentos de una fábrica elaboran partes diferentes de un pro- ducto en particular. Dentro de la luz del RE se localizan también otras enzimas. En las MET se pueden distinguir dos regiones diferentes del RE: el RE rugoso y el RE liso. Aunque estas regiones tienen diferentes fun- ciones, sus membranas están conectadas y sus espacios internos son continuos. El RE liso sintetiza lípidos El RE liso tiene apariencia tubular y las superfi cies de su membrana externa parecen lisas. Las enzimas de las membranas del RE liso catali- zan la síntesis de muchos lípidos y carbohidratos. El RE liso es el sitio principal para la síntesis de fosfolípidos y colesterol necesarios para la formación de las membranas celulares. El RE liso sintetiza hormonas esteroides, como las hormonas de la reproducción, a partir del coles- terol. En las células hepáticas, el RE liso es importante para degradar enzimáticamente el glucógeno almacenado (el hígado ayuda a regular la concentración de glucosa en la sangre). El RE liso también almacena iones de calcio. Mientras que el RE liso puede ser un componente membranoso secundario en algunas células, otras tienen cantidades considerables de RE liso. Por ejemplo, en las células hepáticas humanas abunda el RE liso, donde se sintetiza y procesa el colesterol y otros lípidos, y tiene una fun- ción importante como sitio de destoxifi cación. Las enzimas localizadas a lo largo del RE liso de las células hepáticas descomponen sustancias químicas como carcinógenos (agentes que causan el cáncer) y muchas drogas, como el alcohol, las anfetaminas y los barbitúricos. Entonces la célula convierte estos compuestos en productos solubles en agua que se excretan. Interesantemente, el alcohol, y muchas otras drogas, estimu- lan a las células hepáticas para que produzcan más RE liso, aumentando la tasa a la que estas células pueden destoxifi car las drogas. El abuso de alcohol causa infl amación hepática que puede conducir a cirrosis y fi nal- mente insufi ciencia hepática. El RE rugoso es importante en la síntesis de proteínas La superfi cie externa del RE rugoso está salpicada de ribosomas que aparecen como gránulos oscuros. Observe en la fi gura 4-14 que el lado de la luz del RE rugoso aparece desnudo, mientras que la superfi cie ex- terna (el lado citosólico) parece rugosa. Los ribosomas unidos al RE rugoso se conocen como ribosomas adheridos o asociados; los ribosomas libres están suspendidos en el citosol. La mayoría de los núcleos tiene una o más estructuras compactas llamadas nucléolos. El nucléolo, que no está rodeado de membrana, normalmente se tiñe de manera diferente que la cromatina circundante. Cada nucléolo contiene un organizador nucleolar, constituido por re- giones cromosómicas que contienen instrucciones para sintetizar el tipo de ARN de los ribosomas. Este ARN ribosómico (ARNr) se sintetiza en el nucléolo. Las proteínas necesarias para formar los ribosomas se sintetizan en el citoplasma y se importan al nucléolo. Entonces, el ARN ribosómico y las proteínas se ensamblan para constituir las subunidades ribosómicas que abandonan el núcleo a través de los poros nucleares. Repaso ■ ¿Cómo almacena información el núcleo? ■ ¿Cuál es la función de la envoltura nuclear? 4.5 ORGÁNULOS DEL CITOPLASMA OBJETIVOS DE APRENDIZAJE 8 Distinguir entre retículo endoplásmico liso y rugoso en términos de su estructura y función. 9 Seguir la ruta de las proteínas sintetizadas en el retículo endoplásmico rugoso, así como su procesamiento, modifi cación y almacenamiento en el complejo de Golgi y su posterior transporte a destinos específi cos. 10 Describir las funciones de lisosomas, vacuolas y peroxisomas. 11 Comparar las funciones de las mitocondrias y de los cloroplastos y expli- car la síntesis de ATP por cada uno de estos orgánulos. Los biólogos celulares han identifi cado muchos tipos de orgánulos en el citoplasma de las células eucariotas. Algunos de ellos son los ribosomas, el retículo endoplásmico, el complejo de Golgi, los lisosomas, los peroxi- somas, las vacuolas, las mitocondrias y los cloroplastos. En TABLA 4-1 se resumen las estructuras y funciones de las células eucariotas. Los ribosomas fabrican proteínas Los ribosomas son partículas muy pequeñas que se encuentran libres en el citoplasma o adheridas a ciertas membranas. Están formados de ARN y proteínas y se sintetizan en el nucléolo. Los ribosomas contienen las enzimas necesarias para formar enlaces peptídicos, que son los que unen aminoácidos para producir polipéptidos (vea el capítulo 3). Cada ribosoma tiene dos componentes principales: una subunidad grande y una subunidad pequeña. Cuando las dos subunidades de ribosomas se unen, funcionan como una fabrica que produce polipéptidos. Las células que producen activamente muchas proteínas pueden tener millones de ribosomas, y la célula puede cambiar el número de ribosomas presente para cumplir sus necesidades metabólicas. Los ribosomas se analizarán con más detalle en el capítulo 13. El retículo endoplásmico es una red de membranas internas Una de las más prominentes características de las micrografías de las fi - guras 4-9 y 4-10 es el laberinto de membranas paralelas que rodean al núcleo y se extienden a muchas regiones del citoplasma. Este complejo de membranas, el retículo endoplásmico (RE), forma una red que en muchas células constituye una parte considerable del volumen total del citoplasma. En la FIGURA 4-14 se muestra una MET con un mayor au- 04_Cap_04_SOLOMON.indd 8904_Cap_04_SOLOMON.indd 89 11/12/12 16:2511/12/12 16:25 Parte 1 La organización de la vida 4 Organización de la célula 4.4 El núcleo de la célula Repaso 4.5 Orgánulos del citoplasma Los ribosomas fabrican proteínas El retículo endoplásmico es una red de membranas internas El RE liso sintetiza lípidos El RE rugoso es importante en la síntesis de proteínas
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