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 forma una serie de repliegues: las crestas
mitocondriales, la superficie donde se genera el ATP. El interior se denomina matriz
y el espacio entre las dos membranas es el espacio
intermembrana.
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Esquema de una mitocondria Modificado de:
http://whfreeman.com/life/update/chap04.html.
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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.
Posiblemente la simbiosis bacteriana con un eucariota primitivo fue la principal
etapa en la evolución de la célula eucariota. En 1980, 
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 dañando.
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 organelas rodeadas
por membranas que se encuentran en los eucariotas.
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Esquema de un cloroplasto.
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Al igual que las mitocondria los cloroplastos
tienen su propio ADN. Tal lo señalado 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 internos hablamos de flujo citoplasmático y a los externos
como motilidad. Los movimientos internos de las organelas son
gobernados por los filamentos de actina. Los movimientos externos
están
determinados por organelas especializadas en la locomoción.
Las cilias y flagelos
de los eucariotas son similares, excepto por su largo, las cilias
son mas cortas. 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.
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Esquema de un corte transversal de una cilia. Modificado de: http://www.biosci.uga.edu/almanac/bio_103/notes/may_16.html.
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Corte transversal de cilias de células epiteliales. Note la
distribución 9 + 2 de los microtúbulos de las cilias.
Copyright Dennis Kunkel (M.E. 199.500x http://www.pbrc.hawaii.edu/~kunkel/gallery),
usada con permiso.
Los seudópodos son usados por muchas células como la
ameba y
los leucocitos (células blancas de la sangre). No son
estructuras sino asociaciones de actina cerca de los bordes en
movimiento.
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Actina (del griego aktis = rayo): Proteína compuesta por subunidades globulares que forma
filamentos. |
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ATP (adenosín trifosfato):
El principal producto químico utilizado por los sistemas
vivientes para almacenar energía, consiste en un una base
(adenina) unida a un azúcar (ribosa) y a tres fosfatos. |
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Carotenoides
(del latín carota = zanahoria): Pigmentos liposolubles
que incluyen a los carotenos de colores amarillos, anaranjados y
rojos, y las xantofilas de color amarillos. Actúan como pigmentos accesorios en la fotosíntesis. |
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Cianobacterias: bacterias
unicelulares o filamentosas con capacidad fotosintetizadora. |
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Cloroplasto: (del griego khloros = verde
claro, verde amarillento; plastos = formado) Organela de
la célula algas y plantas que posee el pigmento clorofila y es el sitio de la fotosíntesis. |
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Clorofila: (del griego khloros = verde
claro, verde amarillento; phylos = hoja): Pigmento verde
que interviene en la captación de la energía lumínica durante
la fotosíntesis. |
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Fagocito(del griego phagos = comilón; kytos
= célula): literalmente "célula comilona" deriv. fagocitosis,
forma de endocitosis en
la cual la célula rodea a partículas sólidas, bacterias o
virus que son introducidas para su destrucción. |
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Flagelo: (del latín flagellus
= batir) órgano de locomoción que se encuentra tanto en células
eucariotas como en procariotas. El flagelo eucariota tiene una
distribución interna de microtúbulos que es característica: 9
+ 2 (nueve pares que rodean a dos centrales) Y NO SE ENCUENTRA EN
PROCARIOTAS. |
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Fotosistema: 1)
Unidad compuesta por cientos de moléculas de clorofila y otras
moléculas accesorias embebidas en los tilacoides de los
cloroplastos e implicada en reacciones fotosintéticas que
requieren luz. Los eucariotas poseen dos tipos de fotosistemas:
el I y el II. 2) La serie de pigmentos verdes relacionados con la
absorción de la energía luminosa, que en eucariotas ocurre en
los tilacoides de los cloroplastos. La energía de la luz es
pasada a los electrones a medida que ellos se mueven a través de
los pigmentos del fotosistema. |
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Crestas: estructuras
formadas por los repliegues de la membrana interna de la
mitocondria. |
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Endocitosis(del
griego endon = dentro; kytos = célula): La
incorporación de material desde el exterior de la célula hacia
el interior por la formación, en la membrana plasmática, de una
vesícula que rodea al material en manera tal que la célula lo
pueda incorporar. Incluye 1) fagocitosis 2) pinocitosis 3) endocitosis mediada
por receptor |
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Eucariotas (del
griego eu = bueno, verdadero; karyon = núcleo,
nuez): organismos caracterizados por poseer células con un
núcleo verdadero rodeado por membrana. El registro arqueológico
muestra su presencia en rocas de aproximadamente 1.200 a 1500
millones de años de antigüedad. |
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Flagelo: (del latín flagellus
= batir) órgano de locomoción que se encuentra tanto en células
eucariotas como en procariotas. El flagelo eucariota tiene una
distribución interna de microtúbulos que es característica: 9
+ 2 (nueve pares que rodean a dos centrales) Y NO SE ENCUENTRA EN
PROCARIOTAS. |
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Fotosíntesis
(del griego photos = luz, syn = juntos, tithenai
= ubicar): Conversión de energía lumínica en energía
química. Síntesis de compuestos orgánicos a partir de
anhídrido carbónico y agua utilizando la energía lumínica
captada por la clorofila. Tema ampliado
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Heterótrofos (del griego
heteros
= otro, diferente, trophe = nutrición): Organismos que
obtienen sus alimentos rompiendo moléculas orgánicas
sintetizadas por otros organismos, incluyen a animales y hongos. |
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Mitocondria
(del griego mitos = hilo, hebra; chondros = grano,
terrón, cartílago): La usina celular. Organelas
autorreplicantes, que se encuentran en el citoplasma de la
célula eucariota rodeadas por membrana, completan el proceso de
consumo de la glucosa generando (por quimiósmosis) la mayor parte del ATP que necesita la célula
para sus funciones |
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Procariota (del latín pro = antes, del griego karyon
= núcleo, nuez): Tipo de célula que carece de núcleo rodeado por membrana,
posee un solo cromosoma circular y ribosomas que sedimentan a 70 S (los de
los eucariotas lo hacen a 80S). Carecen de organelas rodeadas por membranas.
Se consideran las primeras formas de vida sobre la Tierra, existen evidencias
que indican que ya existían hace unos 3.500.000.000 años. |
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Proto: del griego protos
= primero. |
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Pseudopodos:
del griego pseudes = falso; podos = pié
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Quimiósmosis:
El proceso por el cual se forma el ATP en la membrana interna de
la mitocondria. El sistema transportador de electrones transfiere
protones del compartimiento interno al externo; a medida que los
protones fluyen nuevamente hacia el compartimiento interno la
energía del movimiento es usado para agregar fosfato al ADP para
formar ATP. Tema ampliado
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Simbiosis ( del griego syn = junto, con;
bioonai = vivir) Asociación entre dos o más organismos de
diferentes especies. Incluye 1) mutualismo: donde la
asociación es beneficiosa para ambos 2) comensalismo:
donde uno se beneficia y el otro no es dañado ni beneficiado 3) parasitismo:
uno se beneficia y el otro es dañado. |
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Transporte
de electrones: 1) Una serie de reacciones de
oxidación/reducción en las cuales los electrones son pasados
como "papas calientes" de una proteína/enzima ligada a
membrana a otra hasta que finalmente son cedidos al aceptor
final, generalmente oxígeno. Durante este proceso se forma ATP
2) serie de reacciones acopladas durante las cuales se genera ATP
a partir de la energía generada por los electrones que se mueven
de un estado altamente reducido a otro de menor reducción. |
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Tilacoides
(del griego thylakos = pequeña bolsa, saco; oides =
parecido): 1) La estructura de membrana especializada con forma
de saco en la cual tiene lugar la fotosíntesis presente en cianobacterias y
cloroplastos de los eucariotas, las clorofilas se encuentran en
los tilacoides 2) Membranas internas de los cloroplastos que conforman compartimentos en los
cuales tiene lugar las "reacciones lumínicas" de la
fotosíntesis. Un conjunto de tilacoides forma la grana. |
