¿Es lo mismo citosol y citoplasma?

El citoplasma es el espacio comprendido entre la membrana plasmática y la membrana nuclear; es un medio gelatinoso, heterogéneo y dinámico. El citosol, por su parte, es el medio acuoso del citoplasma.

Composición del Citosol

Se trata de una disolución coloidal con consistencia de gel que puede variar su viscosidad. El interior de la célula suele estar en estado de sol (fluido) y la parte externa en estado de gel (viscoso). Cuando se emiten pseudópodos, la zona alrededor de la membrana pasa del estado gel a sol. Es el medio donde están inmersos los orgánulos celulares.

• Representa la mitad del volumen celular.
• 70-85% de agua.
• 15-20% de proteínas (mayoritariamente enzimas).
• Otras moléculas disueltas: iones, pequeñas moléculas orgánicas (aminoácidos, azúcares, vitaminas, nucleótidos, ARNm, ARNt).

Funciones del Citosol

• Lugar donde se producen procesos fundamentales para la vida de la célula, como la síntesis, plegamiento y degradación de muchas proteínas.
• Regulación del pH intracelular.
• Medio donde se producen las reacciones químicas y algunas rutas metabólicas (glucólisis, fermentaciones, síntesis de proteínas).
• Almacenamiento de sustancias de reserva o de desecho mediante inclusiones.
• Las inclusiones no suelen estar envueltas por membrana, ya que son sustancias insolubles (triacilgliceroles o TAG, almidón, glucógeno).

El Proteosoma

Los proteosomas son complejos de naturaleza enzimática situados en el citosol o en el núcleo de la célula eucariota, arqueas y algunas bacterias.

• Son grandes estructuras proteicas con forma de túnel y no están rodeados de membrana.
• Su función es degradar las proteínas defectuosas o sobrantes; por tanto, tienen actividad proteolítica.
• En la proteólisis, las proteínas que deben ser degradadas son marcadas mediante la unión de una pequeña molécula llamada ubiquitina, que las conduce al interior del túnel para su degradación completa.
• Si la proteólisis no funciona, se acumulan proteínas formando placas proteicas (relacionadas con enfermedades neurodegenerativas).
• También regula la destrucción de enzimas del ciclo celular; un fallo en este proceso puede llevar a la proliferación incontrolada de células (cáncer).

Citoesqueleto

El citoesqueleto es una red tridimensional de fibras proteicas y pequeñas proteínas asociadas que unen los filamentos entre sí y con el sistema membranoso celular. Está presente en todas las células eucariotas.

Es una estructura muy dinámica que se reorganiza según las necesidades de la célula.

Funciones del Citoesqueleto

• Mantener la morfología celular y modificarla.
• Movimiento celular (pseudópodos, cilios o flagelos).
• Contracción de células musculares.
• Organización y transporte de orgánulos dentro de la célula, especialmente vesículas.
• Participación en la división celular (unión a cromosomas).
• Responsable de la endocitosis y la exocitosis.

En su ausencia, las heridas no curarían, los músculos no funcionarían o los espermatozoides no llegarían al óvulo.

Distribución de los Filamentos

• Microfilamentos de actina: Suelen disponerse próximos a la membrana.
• Microtúbulos: Parten del centrosoma y suelen adoptar una disposición radial.
• Filamentos intermedios: Suelen anclarse a la membrana y también en el núcleo, atravesando todo el citosol.

No obstante, esta disposición es muy variable.

Funciones de los Filamentos de Actina

• Formación de los pseudópodos que permiten el movimiento celular o la fagocitosis (como en amebas o macrófagos).
• La polimerización de la actina bajo la membrana interviene en la extensión del pseudópodo.
• Refuerzo de la membrana mediante el córtex celular: una red dinámica bajo la membrana plasmática que mantiene o modifica la forma celular y permite su movimiento.
• Mantenimiento de las microvellosidades.
• Formación del anillo contráctil en la división celular (células animales) que produce la separación de las células hijas.
• Generación de corrientes citoplasmáticas (células vegetales) que hacen girar el citoplasma alrededor de su vacuola central (ciclosis).
• Contracción muscular junto con la miosina: las “cabezas” de los filamentos de miosina se desplazan sobre la actina.

Cilios y Flagelos: Estructura

Formada por cuatro zonas principales:

1. Eje o axonema: Es la zona externa, con membrana.
2. Zona de transición.
3. Corpúsculo basal o cinetosoma: Es la zona interna.
4. Raíces: Conectan con el citoesqueleto.

Eje o Axonema

Dobletes unidos por:

• Dineína: Proteína motora (en el microtúbulo A).
• Nexina: Entre dobletes.
• Fibras radiales: Unión de los dobletes periféricos con la vaina central.
• Vaina central incompleta que rodea al par central.
• Microtúbulos centrales enteros.

Zona de Transición

• Dobletes rodeados de membrana (que desaparece en la parte inferior).
• Desaparece el par central de microtúbulos.
• Los dobletes pasan a ser tripletes.
• Presencia de la placa basal proteica electrodensa.

Corpúsculo Basal o Cinetosoma

• No está rodeado por membrana.
• Estructura de 9 tripletes.
• Espacio central vacío en la parte distal.
• Láminas radiales en la parte proximal.
• Los 9 tripletes (A, B y C) están unidos por puentes de nexina, lo que permite la flexión del axonema.

Centrosoma

Estructura formada por:

• Material pericentriolar: Denso y amorfo, contiene tubulina. Es el Centro Organizador de Microtúbulos (COMT), donde se originan los microtúbulos.
• Áster: Conjunto de microtúbulos radiales que salen del centrosoma. Las fibras del áster dan lugar al huso acromático en la mitosis y meiosis.
• Diplosoma: Dos centriolos perpendiculares entre sí. Se encuentra exclusivamente en células animales.

Funciones del Centrosoma

• Formación del axón de células nerviosas.
• Origen de los corpúsculos basales de cilios y flagelos.
• Centro organizador de microtúbulos (COMT).
• Formación del huso mitótico.

Ribosomas

¿Qué son?

• Orgánulos globulares no membranosos.
• Observados por primera vez en 1953 mediante microscopio electrónico (m.e.), ya que miden unos 30 nm.
• Presentes en todo tipo de células (excepto en los espermatozoides).

Composición y Formación

• Son complejos supramoleculares de ARN y proteínas (con un 80% de agua).
• Formados por dos subunidades de diferente tamaño con un surco para la unión del ARNm y otro para la salida de la proteína sintetizada.

Proceso de formación:

1. Las proteínas ribosomales se sintetizan en el citoplasma y pasan al nucléolo.
2. El ARNr se sintetiza en el nucléolo.
3. Unión y formación de las subunidades.
4. Ensamblaje en el núcleo y acoplamiento de las subunidades.

Función del Ribosoma

• Síntesis de proteínas: Unión al ARNm, traducción de la secuencia de nucleótidos y formación de la cadena de aminoácidos.
• Formación de polisomas o polirribosomas.

Según el lugar de síntesis, las proteínas tienen diferentes destinos:

• Las sintetizadas en el Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) son proteínas de membrana o de secreción y se dirigen al aparato de Golgi.
• Las sintetizadas en polisomas del citoplasma van a orgánulos de doble membrana o permanecen en el citoplasma/núcleo.

Nota científica: La estructura tridimensional de las subunidades se publicó en el año 2000. El ARN ocupa la posición central. La cadena 28S de la subunidad grande es una ribozima con acción catalítica (formación del enlace peptídico). Las proteínas son superficiales y estabilizan el ARN.

Pared Celular Vegetal: Funciones

• Estructural: Actúa como un exoesqueleto que protege la célula, da forma (que permanece tras la muerte celular) y permite la unión de los tejidos.
• Responsable de la turgencia.
• Mantenimiento de la presión osmótica en medios hipotónicos.
• Soporte de la planta (gracias a la lignina).
• Impermeabilización (mediante cutina y súber).
• Protección frente a patógenos y parásitos.

Glicocálix

¿Qué es y cuál es su composición?

Es una cubierta celular presente en las células animales, de unos 20 nm y visible solo al microscopio electrónico.

• Composición: Oligosacáridos unidos a fosfolípidos y proteínas.
• Contiene glicolípidos (esfingolípidos como cerebrósidos y gangliósidos) y glicoproteínas asociadas a monosacáridos.
• Aparecen polisacáridos como el ácido hialurónico y proteínas extrínsecas.

Funciones del Glicocálix

• Protección de la superficie celular frente a agresiones químicas y mecánicas (ej. epitelio intestinal).
• Reconocimiento y adhesión celular (actúan como antígenos de superficie).

Filamentos Intermedios

Estructura y Composición

• Formados por proteínas fibrosas (no globulares) con un diámetro de 10 nm (8-12 nm).
• Son flexibles, resistentes y forman estructuras estables.
• No están polarizados y su renovación es lenta.
• Presentes solamente en células animales.
• Se sitúan alrededor del núcleo y se extienden por el citoplasma formando una red, anclándose a complejos de unión como los desmosomas.
• Abundan en células sometidas a esfuerzos mecánicos: epiteliales, musculares y axones de neuronas.
• Su composición es variable según el tipo celular y forman haces de forma espontánea sin necesidad de ATP.

Funciones

• Función estructural o mecánica: red estable para dar rigidez celular.
• Resistencia a la tracción (desmosomas).
• Queratinización en células epiteliales.
• Formación de la lámina nuclear, que refuerza la envoltura nuclear.

Microtúbulos: Estructura y Funciones

Estructura y Composición

• Tubos cilíndricos vacíos con un diámetro de 20–25 nm.
• Formados por dímeros de tubulina α y β.
• Los dímeros forman protofilamentos; la unión de 13 protofilamentos constituye un microtúbulo.
• Presentes en todas las células, ya sea dispersos o en estructuras fijas.
• Son estructuras dinámicas con polaridad (+ y -).

Funciones

• Mantenimiento de la forma y polaridad celular (ej. en el axón).
• Movimiento mediante cilios y flagelos.
• Organización del citoesqueleto (MTOC).
• Transporte intracelular de vesículas y orgánulos.
• Disposición de orgánulos membranosos como el Retículo Endoplasmático (R.E.) o el Aparato de Golgi (A.G.).
• Separación de cromosomas en la mitosis (huso mitótico).
• Formación de los centriolos.