Organelos con 1 membrana

M en C Rafael Govea Villaseñor
Versión preliminar 1.5
Última modificación: 2016/05/5


Membrana Plasmática o celular.
Noten en este espléndido dibujo la estructura de la membrana formada por una doble capa de millones de pequeñas moléculas anfipáticas de lípidos. 
Ambas caras de la membrana enfrentan el medio acuoso del exterior celular y él del citoplasma.  Los lípidos de la bicapa encaran el medio acuoso con sus regiones hidrofílicas, mientras que las cadenas hidrocarbonadas de los lípidos de ambas capas se esconden del medio acuoso orientándose las unas a las otras .

Noten, además, cómo las macromoléculas proteicas atraviesan todo el grosor de la bicapa lipídica (unos 7 nm).

Las funciones que cumple la membrana plasmática son múltiples. No obstante su principal función es controlar el paso de sustancias a su través.Ahora, observen el video que muestra cómo la membrana está constituida por 2 capas de lípidos y con proteínas insertadas que se desplazan lateralmente como si fuese un "Mosaico Fluido":






Retículo Endoplásmico Rugoso (RER)
El nombre de ésta estructura deriva del hecho de que es un compartimiento en forma de red que se extiende desde el núcleo hasta la membrana plasmática por todo el citoplasma (ret- = red, endo- = dentro y plasm- = citoplasma). El icompartimiento interior del RE, el lúmen, representa cerca del 10 % del volumen celular total.
Vean esta foto al microscopio confocal usando una proteína unida a la proteína verde fluorescente para hacer visible al RE y entender porque esta estructura se denomina retículo endoplásmico.

El RER es un sistema de membranas continuo con la membrana nuclear externa. Pegados a la cara citoplásmica se unen ribosomas 80S que traducen ARN mensajeros que codifican proteínas destinadas a la membrana plasmática y el exterior celular. De modo que las proteínas quedan insertadas en la membrana o en el lumen del RER. 

La función del RER es fabricar proteínas de exportación o membranales, además de modificarlas químicamente. Luego, las proteínas continúan al REL (retículo endoplásmico Liso) donde las proteínas sufren más modificaciones químicas como la glucosilación (adición de monosacáridos) de aminoácidos hidroxilados (serina, treonina e histidina).



Vean, ahora, una rebanada delgada del RER vista al microscopio electrónico de transmisión. Noten los ribosomas como puntos negros. Comparen con el REL:

Retículo Endoplásmico Liso (REL)
El REL es la prolongación del RER. Se le denomina liso porque carece de ribosomas adosados a la cara citoplásmica de su membrana. Las funciones que realiza el REL es la modificación química de las proteína sintetizadas en el RER y la fabricación e inserción de los lípidos en su membrana. En este sentido, el REL elabora la bicapa lipídica. 

Aparato de Golgi.

El aparato de Golgi es una pila de vesículas membranosas aplanadas (dictiosomas) que transforman, clasifican, empaquetan y etiquetan proteínas de exportación elaboradas y modificadas por el RE. Las células glandulares tienen gran número de éstos organelos.


Busquen las cisternas (dictiosomas) del Golgi y su relación con otros organelos:





Micrografía electrónica de transmisión de una rebanada delgada de una célula donde se muestra el aparato de Golgi cortado transversalmente:

Los Lisosomas (de lis- = romper y -soma = cuerpo) se forman en el A. de Golgi. Los lisosomas llevan a cabo la digestión intracelular por ello, están llenos de enzimas digestivas. Vean esta micrografía electrónica de sendos lisosomas junto a 4 mitocondrias.

Los lisosomas se fusionan con los fagosomas y con sus enzimas digestivas digieren sus contenido. También se encargan de destruir organelas viejas mediante lo que se llama autofagia (auto- = a uno mismo y fag- = comer). Cómo puede verse en este esquema:

Los Fagosomas son vesículas de una sola membrana que contiene sustancias del exterior, con frecuencia microorganismos u otras partículas alimenticias. Vean este video la formación de dos grandes fagosomas en la base del cono de alimentación hacia donde se desplaza la corriente de medio provocada por los cilios (undulipodios cortos) del protista ciliado Vorticella.





Luego los fagosomas se fusionan con lisosomas para llevar a cabo la digestión intracelular y obtener PMO (pequeñas moléculas orgánicas) cómo monosacáridos y aminoácidos para generar energía libre para funcionar y construir las proteínas propias de la célula.

Vean este video donde una amiba (Reino Protista) fagocita a un paramecio (un organismo ciliado del mismo reino).





Las Vesículas de Secresión son pequeñas bolsas membranosas que transportan proteínas y otros materiales hacia la membrana plasmática y exterior celular.  Al igual que el lisosoma,  se forman en el Aparato de Golgi.

Vean las vesículas de secreción llenas de histamina de esta célula de nuestro cuerpo que se llama mastocito, antes y después de la liberación de la histamina durante la reacción alérgica:

Durante la exocitosis las vesículas de secreción se acercan a la membrana plasmática y se fusionan con ella vaciando su contenido. Esto lo pueden mirar en este video de un mastocito durante la reacción alérgica liberando histamina (denagrulación) y otras sustancias



Así pues, hay en la célula eucariótica todo un sistema de endomembranas que fabrica, transforma y conduce proteínas; mismas que participan en muchas funciones vitales de la célula. Iniciando con la información genética del núcleo, su expresión en el RE, modificación en el REL, la clasificación y envío a varios destinos. Nota en el siguiente esquema la representación gráfica de los anterior:

Las Vacuolas (de vacuo- = vacío y -elas = pequeñas) son grandes organelas en las células de las plantas. Su nombre hace referencia al espacio vacío que se observa dentro de ellas. Su función principal tiene que ver con el control de la turgencia de las células en las plantas. Permite que las células sean grandes sin tener que incrementar la cantidad de citoplasma activo, mismo que se ve empujado contra la membrana plasmática. Vean la siguiente microfotografía de una rebanada delgada:

A veces se llama vacuolas a diversas bolsas membranosas de pequeño tamaño. Es más adecuado llamarles a éstas como vesículas (de vesic- = bolsa y -ulas = pequeñas).




Los Undulipodios (undul- = ondular, pod- = pie) son los organelos motrices de la célula eucariótica. Todavía siguen usándose los nombres antiguos de cilios (cill- = pestañas) para undulipodios cortos respecto al tamaño de la célula y de flagelos (flag- = látigo y -elo = pequeño), para los undulipodio largos. Estos largos apéndices son cilindros de un arreglo circular de microtúbulos 9+2 recubiertos de membrana plasmática.


Los undulipodios ondulan gastando ATP para impulsar a la célula o para generar corrientes del líquido que rodea a la célula. De allí que sean los organelos motrices eucarióticos. Sin embargo en los últimos lústros ha quedado claro que los undulipodios también participan en actividades sensoriales (visión, olfación y mecanorrecepción) y en las cadenas que transfieren señales del exterior celular hacia el núcleo. [1]
Vean el corte transversal al microscopio electrónico:

Vean este espléndido video sobre los undulipodios (cilios y flagelos eucarióticos):







Referencias

1. Berbari, NF et al (2009) The primary cilium as a complex signaling center Curr. Biol 19:R526-35.