Mitocondrias
Las mitocondrias contienen su propio ADN y se piensa que representan organismos similares a las bacterias incorporados a la célula eucariota hace entre unos 700 Ma y 1,5 Ga.Funcionan como sitio de liberación de energía (luego de la glicólisis que se realiza en el citoplasma) y formación de ATP por quimiósmosis.
Se encuentran rodeadas por dos membranas, la interna, que forma una serie de repliegues, llamadas crestas mitocondriales, que son las superficies donde se genera el ATP, y la membrana exterior, lisa. El interior se denomina matriz y el espacio entre las dos membranas es el espacio intermembrana.
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21- Esquema de una mitocondria Modificado de: http://whfreeman.com/life/update/chap04.html.
2- Corte transversal de una mitocondria de una célula muscular. Copyright Dennis Kunkel (M.E. 190.920x http://www.pbrc.hawaii.edu/~kunkel/gallery), usada con permiso.
2- Corte transversal de una mitocondria de una célula muscular. Copyright Dennis Kunkel (M.E. 190.920x http://www.pbrc.hawaii.edu/~kunkel/gallery), usada con permiso.
Mitocondria y endosimbiosis
Posiblemente la simbiosis bacteriana con un eucariota primitivo fue la principal etapa en la evolución de la célula eucariota. En 1980 en el libro "Microcosmos", Lynn Margulis (Tusquets Editores, Metatemas, 1995) propuso la teoría de la endosimbiosis para explicar el origen de la mitocondria y los cloroplastos. De acuerdo a esta idea un procariota grande o quizás un primitivo eucariota fagocitó o rodeo a un pequeño procariota hace unos 1500 a 700 millones de años.
Esquema de la endosimbiosis
En vez de digerir al pequeño organismo, el grande y el pequeño entraron en un tipo de simbiosis conocida como mutualismo en el cual ambos se benefician y ninguno es dañado.
El organismo grande pudo haber ganado un excedente de ATP, provisto por la "protomitocondria" o un excedente de azúcar provisto por el "protocloroplasto", y haber proveído al endosimbionte recién llegado de un medio ambiente estable y de material nutritivo.
Con el tiempo esta unión se convirtió en algo tan estrecho (la función regeneradora de ATP se delegó a los orgánulos celulares) que las células eucariotas heterotróficas no pueden sobrevivir sin mitocondrias ni los eucariotas fotosintéticos sin cloroplastos (la membrana que rodea al protoplasto del eucariota no dispone de los componentes de la cadena de transporte de electrones), y el endosimbiota no puede sobrevivir fuera de la célula huésped.
La división de mitocondrias y cloroplastos es muy similar a la de los procariotas. Sin embargo los orgánulos celulares, tal lo señalado, no son independientes a pesar de contener su propia molécula de ADN. Una parte de la información necesaria para la síntesis de sus proteínas se encuentra en el núcleo del eucariota.
Como ejemplo citemos aquí la ribulosa-bifosfato carboxilasa el enzima clave de la fotosíntesis. Consta de 8 subunidades grandes y de 8 subunidades pequeñas. La información de las subunidades grandes se localiza en el ADN del cloroplasto, la de las pequeñas en el núcleo celular.
Resumiendo, según la hipótesis endosimbiótica las mitocondrias proceden de bacterias aeróbicas incoloras y los cloroplastos, de cianobacterias, que entraron en una relación endosimbiótica con una célula eucariota primitiva.
Plástidos
Los plástidos son también orgánulos rodeados por membranas que se encuentran en los eucariotas.
El organismo grande pudo haber ganado un excedente de ATP, provisto por la "protomitocondria" o un excedente de azúcar provisto por el "protocloroplasto", y haber proveído al endosimbionte recién llegado de un medio ambiente estable y de material nutritivo.
Con el tiempo esta unión se convirtió en algo tan estrecho (la función regeneradora de ATP se delegó a los orgánulos celulares) que las células eucariotas heterotróficas no pueden sobrevivir sin mitocondrias ni los eucariotas fotosintéticos sin cloroplastos (la membrana que rodea al protoplasto del eucariota no dispone de los componentes de la cadena de transporte de electrones), y el endosimbiota no puede sobrevivir fuera de la célula huésped.
La división de mitocondrias y cloroplastos es muy similar a la de los procariotas. Sin embargo los orgánulos celulares, tal lo señalado, no son independientes a pesar de contener su propia molécula de ADN. Una parte de la información necesaria para la síntesis de sus proteínas se encuentra en el núcleo del eucariota.
Como ejemplo citemos aquí la ribulosa-bifosfato carboxilasa el enzima clave de la fotosíntesis. Consta de 8 subunidades grandes y de 8 subunidades pequeñas. La información de las subunidades grandes se localiza en el ADN del cloroplasto, la de las pequeñas en el núcleo celular.
Resumiendo, según la hipótesis endosimbiótica las mitocondrias proceden de bacterias aeróbicas incoloras y los cloroplastos, de cianobacterias, que entraron en una relación endosimbiótica con una célula eucariota primitiva.
Plástidos
Los plástidos son también orgánulos rodeados por membranas que se encuentran en los eucariotas.
Los cloroplastos son el sitio de la fotosíntesis en los eucariotas.
Contienen clorofila, el pigmento verde necesario para que ocurra la fotosíntesis y los pigmentos accesorios asociados (carotenoides) al fotosistema encerrados en sacos membranosos: los tilacoides (una pila de tilacoides se denomina grana) que flotan en un fluido llamado estroma. Los cloroplastos contienen diferentes tipos de pigmento accesorios, dependiendo del grupo taxonómico del organismo que se estudia.
Los leucoplastos guardan reservas de almidón, a veces proteínas o aceite.
Los cromoplastos guardan pigmentos relacionados con los colores brillantes de las flores y/o frutos.
Esquema de un cloroplasto
Cloroplastos y endosimbiosis
Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen su propio ADN. Tal como señalé anteriormente para mitocondrias, se piensa que los cloroplastos de las algas verdes (Protistas) y de las Plantas (descendientes de algún alga verde), se originaron por endosimbiosis con un procariota fotosintetizador, similar al actual Prochloron (Prochlorobacteria).
Los cloroplastos de las algas rojas (Protistas) son muy similares bioquímicamente a los de las cianobacterias. La endosimbiosis es también "invocada" para explicar este hecho, indicando que en la evolución quizás ocurrió mas de un evento endosimbiótico.
Movimientos celulares
Movimientos celulares: cuando nos referimos a los movimientos internos hablamos de flujo citoplasmático, y, a los externos, como motilidad. Los movimientos internos de los orgánulos son gobernados por los filamentos de actina. Los movimientos externos están determinados por orgánulos especializadas en la locomoción.
Los cilios y flagelos de los eucariotas son similares, excepto por su largo y por su número; los cilios son más cortos y más numerosos que los flagelos. Ambos poseen una distribución característica de microtúbulos cuando se observan en un corte transversal: 9 + 2. Los elementos motrices de los procariotas no presentan esta estructura.
Corte transversal de un cilio de células epiteliales
Los pseudópodos son usados para el movimiento por muchas células como la ameba y los leucocitos (células blancas de la sangre). No son estructuras propiamente dichas, sino asociaciones de actina cerca de los bordes en movimiento.
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