Citoplasma

los Citoplasma llena el interior de una célula humana. Consiste en el citosol, una sustancia líquida o similar a un gel, los orgánulos (mitocondrias, aparato de Golgi, etc.) y el esqueleto celular. En general, el citoplasma se utiliza para la biosíntesis y catálisis enzimática, así como para el almacenamiento y transporte de material intracelular.

¿Qué es el citoplasma?

La definición del término citoplasma no es uniforme en la literatura. Algunos autores consideran que todo el contenido bioactivo de la célula humana, incluido el núcleo, es el citoplasma. Otros autores no cuentan los orgánulos contenidos en la célula como las mitocondrias y el retículo endoplásmico y el núcleo celular como citoplasma, pero utilizan el término protoplasma, bajo el cual subsumen todo el contenido de la célula humana viva.

El citoplasma contiene el núcleo y numerosos orgánulos (hasta muchos miles), y está atravesado por microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos. Estos son el citoesqueleto, proteínas que dan fuerza y ​​estructura a la célula y permiten el transporte intracelular de sustancias, incluido el transporte a través de biomembranas. La parte líquida o gelatinosa del citoplasma se llama citosol. Los cambios en la consistencia dentro de ciertas áreas del citosol también mueven orgánulos dentro de la célula.

Para permitir muchas reacciones bioquímicas paralelas dentro de la célula, se pueden formar espacios, los llamados compartimentos, dentro del citoplasma mediante biomembranas. Permiten las diferentes condiciones ambientales requeridas en cada caso.

Anatomía y estructura

El citoplasma contiene alrededor de 80,5 a 85% de agua, 10 a 15% de proteínas, 2 a 4% de lípidos y el resto está formado por polisacáridos, ADN, ARN y moléculas e iones orgánicos e inorgánicos. El pH del citoplasma es casi neutro a 7.0 y se mantiene lo más estable posible mediante tampón. El valor de pH también se puede estabilizar o modificar ligeramente mediante bombas de iones.

El citoesqueleto, que le da fuerza y ​​forma a la célula y asegura el transporte intracelular de sustancias, está formado por filamentos de actina (microfilamentos), filamentos intermedios y microtúbulos. El citoesqueleto está sujeto a un proceso dinámico de construcción y remodelación que permite adaptaciones estructurales. Los filamentos de actina están formados por polímeros de proteínas de cadena larga con un diámetro extremadamente delgado de alrededor de 6 a 9 nanómetros. Los filamentos intermedios están formados por diferentes proteínas estructurales (queratinas) de una manera mucho más compleja, y existen 5 tipos diferentes.

Los microtúbulos tubulares con un diámetro de alrededor de 24 nanómetros están formados por diminutas unidades globulares de tubulina. Los microtúbulos pueden variar en longitudes desde fracciones de un micrómetro hasta varios cientos de micrómetros. Dependiendo de la tarea, los microtúbulos pueden tener una vida muy corta o duradera estable.

Función y tareas

Los componentes individuales del citoplasma complejo tienen una amplia variedad de funciones y tareas. Las tareas primordiales son el almacenamiento de determinadas sustancias y la bioactividad enzimático-catalítica, es decir, la acumulación y descomposición de sustancias necesarias o que ya no se necesitan. Hay varias herramientas disponibles para el citoplasma o la célula para realizar estas tareas generales.

Dado que muchos procesos de conversión tienen lugar dentro de ciertos orgánulos, el citoplasma puede asegurar el transporte intracelular de los orgánulos a la "ubicación" óptima dentro de la célula cambiando la consistencia de gel a acuosa y viceversa. Los microtúbulos, que permiten el transporte de vesículas a través de las membranas, asumen funciones especiales. Las sustancias a las que las membranas no son permeables se encierran en vesículas (protuberancias de las membranas) y se guían a través de las membranas con la ayuda de los microtúbulos. Los microtúbulos también juegan un papel especial en los movimientos dentro de una célula y en los movimientos propios de ciertos tipos de células que se mueven usando flagelos (por ejemplo, espermatozoides).

Los microtúbulos adquieren una función especial adicional en la disposición de los cromosomas durante la mitosis (división celular normal) después de la replicación del ADN. Los microtúbulos también desempeñan un papel importante en la estabilización de los axones (también denominados simplemente nervios), los procesos nerviosos que transmiten los impulsos nerviosos desde la célula nerviosa al tejido diana (eferente) o desde el sensor a la célula nerviosa (aferente). La capacidad del citoplasma para formar espacios de reacción cerrados dentro de la célula a través de la formación de membranas permite que la célula ejecute muchos procesos bioquímicos simultáneamente, que se controlan enzimática y catalíticamente y cada uno requiere su propio entorno de reacción.

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Enfermedades

La abundancia casi incontrolable de funciones que tienen el citoplasma o ciertos componentes individuales del citoplasma, sugiere que puede conducir a trastornos funcionales igualmente complejos y diferenciados y quejas en relación con el citoplasma. La colchicina, también conocida como veneno del huso, sirve como ejemplo de una disfunción específica.

Es un alcaloide del azafrán de otoño que se une a la tubulina monomérica, la inactiva y previene la formación de los husos para la división celular (mitosis). Esto evita la división celular normal. La vinblastina, un agente quimioterapéutico basado en un espectro de actividad similar, se usa específicamente en presencia de ciertos tipos de cáncer para privar al tumor de su base de crecimiento. Asimismo, las toxinas que obstaculizan la capacidad del citoplasma para tomar ATP de las mitocondrias y administrar ADP allí pueden convertirse rápidamente en una amenaza para la vida.

Las llamadas tauopatías se basan en mutaciones genéticas que conducen a cambios estructurales en la proteína tau. La proteína tau es indispensable para la estructura de los microtúbulos, por lo que surgen problemas particularmente en el área del sistema nervioso central (SNC). Enfermedades como la enfermedad de Pick, la demencia HDDD y algunas otras se remontan a una mutación genética que conduce a depósitos de proteína tau. La tauopatía más conocida es la enfermedad de Alzheimer.