DIANA FERNANDA PANTOJA

MARIA CATALINA PADILLA

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EL CITOPLASMA. El citoplasma

comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. En él tienen lugar la mayor parte de las reacciones metabólicas de la célula. Está compuesto por el citosol, una solución acuosa concentrada que engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos.

El citoplasma es la parte del protoplasma que, en una célula eucariota, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática. Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y en una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones.

Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de los mismos. El citosol es la sede de muchos de los procesos metabólicos que se dan en las células.

El citoplasma se divide en ocasiones en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos.

El citoplasma se encuentra en las células procariotas así como en las eucariotas y en él se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática, llegando de esta forma a los orgánulos de la célula.

El citoplasma de las células eucariotas está subdividido por una red de membranas conocidas como retículo endoplasmático (liso y rugoso) que sirven como superficie de trabajo para muchas de sus actividades bioquímicas.

El retículo endoplasmático rugoso está presente en todas las células eucariotas (inexistente en las procariotas) y predomina en aquellas que fabrican grandes cantidades de proteínas para exportar. Es continuo con la membrana externa de la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas adheridos.

El citoplasma se divide en:

EL CITOESQUELETO En el citoplasma existe una red de filamentos

proteicos, que le confieren forma y organización interna a la célula y permiten su movimiento. A estos filamentos se le denomina citoesqueleto. Existen varios tipos de filamentos:

Microfilamentos o filamentos de actina, típicos de las células musculares.

Microtúbulos, que aparecen dispersos en el hialoplasma o forman estructuras más complejas, como el huso acromático.

Filamentos intermedios como los filamentos de queratina típicos de las células epidérmicas.

A su vez, esta estructuras mantienen una relación con las proteínas, y originan otras estructuras más complejas y estables. Asimismo, son responsables del movimiento citológico.

El citoesqueleto es una red de fibras proteicas que ocupa el citoplasma de las células y que mantiene la estructura y la forma de la célula.

El citoesqueleto también se encarga de transportar sustancias entre las distintas partes de la célula.

El medio intracelular está formado por una solución líquida denominada hialoplasma o citosol. Las organelas están contenidas en una matriz citoplasmática. Esta matriz es la denominada citosol o hialoplasma. Es un material acuoso que es una solución o suspensión de biomoléculas vitales celulares. Muchos procesos bioquímicos, incluyendo la glucólisis, ocurren en el citosol.

En una célula eucariota, puede ocupar entre un 50% a un 80% del volumen de la célula. Está compuesto aproximadamente de un 70% de agua mientras que el resto de sus componentes son moléculas que forman una disolución coloidal. Estas moléculas suelen ser macromoléculas.

Al ser un líquido acuoso, el citosol carece de forma o estructura estables, si bien, transitoriamente, puede adquirir dos tipos de formas:

Una forma con consistencia de gel El estado sol, de consistencia fluida. Los cambios en la forma del citosol se

deben a las necesidades temporales de la célula con respecto al metabolismo, y juega un importante papel en la locomoción celular.

• El citoplasma se compone de orgánulos u organelas con distintas funciones. Entre sus organelas más importantes se encuentran los ribosomas, las vacuolas y mitocondrias. Cada orgánulo tiene una función específica en la célula y en el citoplasma. El citoplasma posee una parte del genoma del organismo. A pesar de que la mayor parte se encuentre en el núcleo, algunas organelas, entre ellas las mitocondrias o los cloroplastos, poseen una cierta cantidad de ADN.

• La mitocondria es un orgánulo que puede ser hallado en todas las células eucariotas, aunque en células muy especializadas pueden estar ausentes. El número de mitocondrias varia según el tipo celular, y su tamaño es generalmente de entre 5 m μde largo y 0,2 m de ancho.μ

• Están rodeadas de una membrana doble. La más externa es la que controla la entrada y salida de sustancias dentro y fuera de la célula y separa a la organela del hialoplasma. La membrana externa contiene proteínas de transporte especializadas que permiten el paso de moléculas desde el citosol hacia el interior del espacio intermembranoso.

Las membranas de la mitocondria se constituyen de fosfolípicos y proteínas. Ambos materiales se unen formando un retículo lípido proteico. Las mitocondrias tienen distintas funciones:

Oxidación del piruvato a CO2m acoplada a la reducción de los portadores electrónicos nad+ y fad (a nadh y fadh2)

Transferencia de electrones desde el nadh y fadh2 al o2, acoplada a la generación de fuerza protón-motriz

Utilización de la energía almacenada en el gradiente electroquímico de protones para la síntesis de ATP por el complejo f1 f0.

La membrana interna está plegada hacia el centro, dando lugar a extensiones denominadas cristas, algunas de las cuales se extienden a todo lo largo de la organela. Su función principal es ser principalmente el área donde los procesos respiratorios tienen lugar. La superficie de esas cristas tienen gránulos en su longitud.

El espacio entre ambas membranas es el espacio intermembranoso. El resto de la mitocondria es la matriz. Es un material semi-rígido que contiene proteínas, lípidos y escaso ADN.

• Las mitocondrias son orgánulos citoplasmáticos provistos de doble membrana que se encuentran en la mayoría de las células eucariotas. Su tamaño varía entre 0,5–10 micrómetros ( m) de diámetro. Las mitocondrias se μdescriben en ocasiones como "generadoras de energía" de las células, debido a que producen la mayor parte del suministro de adenosín trifosfato (ATP), que se utiliza como fuente de energía química. Además de proporcionar energía a la célula, las mitocondrias están implicadas en otros procesos, como la señalización celular, diferenciación celular, muerte celular programada, así como el control del ciclo celular y el crecimiento celular.

ESTRUCTURA

• 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.

• La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurre en la mayoría de las células, en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se desdobla a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) y se producen 36 moléculas de ATP. Es un proceso básico dentro de la nutrición celular.

• Su fórmula general es: C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6H2O y se liberan 36 moléculas de ATP.

• En las células eucariotas la respiración se realiza en las mitocondrias y ocurre en tres etapas:

• Oxidación del ácido pirúvico. • Ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs). • Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa del

ADP a ATP. • La respiración celular es una parte del

metabolismo, concretamente del catabolismo, en la cual la energía contenida en distintas biomoléculas, como los glúcidos o los lípidos, es liberada de manera controlada. Durante la respiración una parte de la energía libre desprendida en estas reacciones exotérmicas, es incorporada a la molécula de ATP, que puede ser a continuación utilizado en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y desarrollo del organismo (anabolismo).

• Ruta bioquímica principal para la descomposición de la glucosa en sus componentes más simples dentro de las células del organismo. Una ruta se refiere a una secuencia específica de reacciones catalizadas por enzimas que transforman un compuesto en otro biológicamente importante. La glicolisis se caracteriza porque puede utilizar oxígeno, si este elemento está disponible (ruta aerobia) o, si es necesario, puede continuar en ausencia de éste (ruta anaerobia), aunque a costa de producir menos energía.

• La glucólisis o glicolisis (del griego glycos: azúcar y lysis: ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar o fermentar la glucosa y así obtener energía para la célula. Ésta consiste en 10 reacciones enzimáticas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, la cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.

• Es la vía inicial del catabolismo (degradación) de carbohidratos, y tiene tres funciones principales:

• La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y anaeróbica (ausencia de oxígeno).

• La generación de piruvato que pasará al Ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.

• La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser ocupados por otros procesos celulares.

La glucólisis es la forma más rápida de conseguir energía para una célula, y en el metabolismo de

carbohidratos, generalmente es la primera vía a la cual se recurre. Ésta se encuentra estructurada en

10 reacciones enzimáticas que permiten la transformación de una molécula de glucosa a dos

moléculas de piruvato mediante un proceso catabólico.

La glucólisis es una de las vías más estudiadas, y en los libros de textos generalmente se la encuentra

dividida en dos fases: La primera, de gasto de energía y la segunda fase, que obtiene energía.

• El ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y GTP).

• El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales, el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej . desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acomplamiento quimiosmótico.

• El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.

• El ciclo de Krebs empieza y acaba con la combinación de la acetil coenzima A (acetil Co A) y el oxalacetato para formar ácido cítrico. Este compuesto ácido tiene seis átomos de carbono y experimenta una serie de reacciones químicas catalizadas por enzimas que separan dos de estos átomos. Las enzimas también modifican la estructura del compuesto, que se transforma en oxalacetato al final del ciclo. Éste se combina a continuación con la acetil Co A para iniciar de nuevo la cadena de reacciones. Cada ciclo genera una molécula de ATP rico en energía (que se forma por liberación de cuatro electrones) y otra de GTP.

• Ciclo de Krebs, sucesión de reacciones químicas que ocurren dentro de la célula, mediante las cuales se realiza la descomposición final de las moléculas de los alimentos y en las que se producen dióxido de carbono, agua y energía. este proceso, que se lleva a cabo por la acción de siete enzimas, es conocido también por ciclo de los ácidos tricarboxílicos. El ciclo de Krebs ocurre en todos los animales, plantas superiores y en la mayoría de las bacterias. En los organismos que tienen células con núcleo, el ciclo tiene lugar dentro de un orgánulo membranoso que se llama mitocondria, una estructura que se compara a menudo con la central de producción de energía de la célula. El descubrimiento del ciclo es obra de Hans Adolf Krebs, un bioquímico británico que presentó este importante avance científico en 1937.

• Los alimentos, antes de poder entrar en el ciclo del ácido cítrico, deben descomponerse en pequeñas unidades llamadas grupos acetilo. Cada grupo acetilo (CH3CO) contiene sólo dos átomos de carbono, junto con hidrógeno y oxígeno. Al comienzo del ciclo, un grupo acetilo se combina con una molécula con cuatro átomos de carbono llamada oxalacetato, para producir un compuesto con seis átomos de carbono: el ácido cítrico. En los restantes pasos del ciclo, la molécula de ácido cítrico se transforma, y pierde dos de sus átomos de carbono, que salen en forma de dióxido de carbono. Así mismo, se liberan también cuatro electrones. Estos viajan dentro de la célula gracias a una serie de moléculas transportadoras, la cadena transportadora de electrones, en la que se produce energía en forma de una molécula rica en energía llamada trifosfato de adenosina, o ATP, antes de reaccionar con el oxígeno para formar agua. Un producto adicional del ciclo es otra molécula con gran contenido energético, llamada trifosfato de guanosina, o GTP. La célula utiliza estas moléculas, el ATP y el GTP, como combustible en muchos procesos. Otra molécula usada como combustible, el fosfato de creatina, puede servir también para proveer de energía extra a las células del cerebro y de los músculos. La molécula original de oxalacetato se regenera al final del ciclo. Esta molécula puede reaccionar entonces con otro grupo acetilo y comenzar el ciclo de nuevo. En cada giro del ciclo se produce energía.

• El ciclo de Krebs es una vía eficaz para convertir, dentro de la célula, los componentes de los alimentos en energía utilizable. En el ciclo, sólo se destruyen los grupos acetilo; tanto las siete enzimas que llevan a cabo las diferentes reacciones, como los compuestos intermedios sobre los que actúan, pueden volver a utilizarse una y otra vez. Muchos de los compuestos intermedios que se producen en el ciclo se usan también como materiales de construcción para la síntesis de aminoácidos, hidratos de carbono y otros productos celulares.

• WWW.WIKIPEDIA.COM• ENCARTA 2008• http://apuntes.infonotas.com/pages/

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