Como si de un desfile de alta costura se tratara, los orgánulos celulares entran a lucir sus mejores galas. Si pensabas que estaba todo visto dentro de una clase de citología, lo que viene ahora te va a dejar ojiplátic@. Se puede sorprender al alumnado explicando la archirepetida clase de la célula eucariota y sus orgánulos ¿cómo? a través de una forma novedosa, lo haremos comparando estos orgánulos con los más extravagantes, sorprendentes y atrevidos outfits lucidos por cantantes, actrices o modelos de pasarela...y es que hay diseñadoras que debieron de estudiar ciencias porque el parecido es asombroso.
Las celúlas eucariotas son aquellas que presentan núcleo diferenciado, su material hereditario se encuentra protegido por una envoltura nuclear, que lo mantiene separado del citoplasma. Localizados dentro de este citoplasma existen gran cantidad de orgánulos celulares diferentes, especializados en cumplir funciones concretas para asegurar el buen funcionamiento de la célula. Existen diferentes tipos de células eucariotas, principalmente las animales y vegetales.
La idea en realidad surge con un meme sobre uno de los modelitos de la cantante @Beyoncé que encuentro por casualidad un día por la red. Concretamente el que luce en la gala de los MET en 2016, un vestido color carne hecho de látex y perlas y que llevaba la firma de @Givenchy. El parecido de las perlas con los ribosomas adheridos a las membranas del Retículo Endplasmático Rugoso es innegable, no hay lugar a dudas, esa noche Beyoncé ha decidido vestirse de este orgánulo celular.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO
El Retículo Endoplasmático Rugoso es una red de membranas que tiene continuidad con la membrana externa del núcleo celular. Presenta ribosomas adheridos a estas membranas (a diferencia del liso que no los lleva) de ahí su nombre. Por así decirlo, si tuvieramos la capacidad de pasar la mano por encima, es decir, acariciar sus membranas ¡oh, que idea tan rocambolesca! notaríamos la rugosidad de estos ribosomas.
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Microfotografía obtenida con Microscopía electrónica
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Siendo la función de estos ribosomas la síntesis de proteínas (como veremos más adelante) la función de este retículo queda supeditada a ellos: colabora en la síntesis y movimiento de proteínas indispensables para la célula.
MEMBRANA PLASMÁTICA O CELULAR
Para poder hablar de célula tenemos que comenzar por considerar una estructura estanca, aislada del medio en el que se encuentra. La membrana plasmática o celular cumple esta función. Aisla, protege y delimita la célula del medio. Además, regula el intercambio de sustancias entre el exterior y el interior de la célula y capta información del medio e interactuar con otras células. La aparición de la membrana plasmática fue un paso crucial en el origen
de las primeras formas de vida; sin ella, la vida celular es imposible.
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| Microfotografía membrana celular |
Esta envoltura protectora está compuesta por una doble membrana semipermeable de fosfolípidos, con proteínas, colesterol y glucoproteínas.
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Composición membrana plasmática
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El
transporte de las sustancias a través de la membrana se realiza por
movimientos de entrada y salida de moléculas. Existen moléculas que por su tamaño o su polaridad pueden atravesar sin dificultad la membrana, pero
hay otras a las que, por su composición, no les es fácil hacerlo. Hablamos entonces de distintas estrategias de transporte:
- Transporte pasivo: El transporte pasivo lleva sustancias de una zona de mayor concentración
a una de menor concentración, a lo cual se le denomina: a favor de la
gradiente de concentración; se trata de un proceso en el que no hay
gasto de energía. Entre las moléculas que pueden ser transportadas por
este tipo de mecanismo se encuentran el agua, el oxígeno y el dióxido de
carbono; se puede llevar a cabo mediante dos rutas, la difusión simple y
la difusión facilitada.
- En la difusión simple las moléculas de pequeño tamaño y apolares atraviesan sin más la membrana dirigiéndose
al sitio donde existe menor concentración (a favor de gradiente)
- En la difusión facilitada las moléculas que son
de mayor tamaño, con propiedad diferente a la membrana o con carga aprovechan las proteínas que se encuentran en la
superficie de la membrana.
- Transporte activo. Requiere de energía para llevarse a cabo, ya que
se trata de un tipo de movimiento que va en contra del gradiente de
concentración (de un lugar de menor concentración a uno de mayor
concentración) y se lleva a cabo mediante bombas, un claro ejemplo es la
bomba que transporta sodio y potasio
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Transporte a través de la membrana
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- Procesos de endocitosis y exocitosis. La endocitosis (hacia dentro de la célula) y la exocitosis (hacia fuera de la célula) son los procesos mediante los cuales las
células mueven materiales dentro o fuera de la célula que son demasiado
grandes para pasar directamente a través de la bicapa lipídica de la
membrana celular. Las moléculas grandes, los microorganismos y los
productos de desecho son algunas de las sustancias que se mueven a
través delmembrana celular a través de exocitosis y endocitosis.
El vestido de membrana plasmática es obra de Fredrik Tjaerandsen, un estudiante de la Universidad de las Artes de Londresy fue merecedor del primer premio en el Central Saint Martins L'Oreal Pro Talent Awards.
RIBOSOMAS.
Los ribosomas son los orgánulos celulares encargados de la síntesis de proteínas. Concretamente son los responsables de la traducción del ARNm (la copia de la información genética que existe en el núcleo) para fabricar proteínas. Se trata de unas estructuras muy pequeñas (32 nanómetros en células eucariotas) formadas por dos subunidades (una mayor y otra menor) cuya composición principal es ARN ribosómico y proteína
Podemos encontrar estos pequeños orgánulos localizados por el citoplsma celular, adheridos a las membranas del retículo endoplasmático rugoso o incluso en el interior de dos orgánulos celulares: las mitocondrias y los cloroplastos (una posible pista de su origen endosimbiótico)
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Modelo ribosomal
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El traje de ribosoma pertenece a la colección de Walter Van van Beirendonck en la semana de la moda de Londres
Los ribosomas son los únicos orgánulos celulares que podemos encontrar dentro de las células procariotas, aunque estos orgánulos son relativamente más pequeños que los eucariotas.
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Ribosomas adheridos a las membranas del R.E.R
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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO
Al igual que el rugoso, el Retículo Endoplasmático Liso es un conjunto de membranas que encontramos esparcidas en el citoplasma celular. A diferencia del anterior, no tiene ribosomas sobre su superfície, por lo que se ha especializado en la síntesis de otras sustancias que necesita la célula como los lípidos.
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Microfotografía del Retículo endoplasmático liso
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De retículo endoplasmático liso iba vestida Lady Gaga en los BRIT Awards de 2010, enfundada en un vestido blanco de Francesco Scognamiglio.
Este orgánulo es abundante en aquellas células implicadas en el metabolismo de lípidos, la desintoxicación y el almacenamiento de calcio, por ejemplo en las células del hígado o hepatocitos.
APARATO DE GOLGI.
Este orgánulo está formado por una serie de membranas apiladas con una forma muy característica e inconfundible. Debe su nombre a su descubridor, Camillo Golgi.Este médico y citólogo italiano recibió el Premio Nobel de Medicina en 1906 junto a Santiago Ramón Y Cajal por sus investigaciones y descubrimientos, especialmente acerca de las neuronas y su fisiología.
La función del Aparato de Golgi es ayudar en la fabricación y empaquetamiento de
las proteínas y los lípidos, especialmente de aquellas proteínas
destinadas a ser exportadas por la célula. Modifica, clasifica y empaqueta sustancias dentro de la célula y además es responsable de la formación de Lisosomas y vesículas.
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Elegante vestido de Aparato de Golgi
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Seguimos con las excentricidades. La rapera Cardi B apareció de estas trazas, todo un despliege de glamour citológico en el desfile de la gala MET de 2019. El rojo vestido, obra del diseñador Thom Browne reproducía el conjunto de cisternas que forman este orgánuloLISOSOMAS Y VESÍCULAS
Las vesículas son pequeños compartimentos cerrados y aislados del citoplasma por una membrana celular. la función que cumplen dentro de la célula es la de funcionar como almacen, y sistema de transporte de productos y resíduos celulares, tanto dentro como al exterior de la célula.
Los lisosomas son orgánulos celulares con
forma de vesículas membranosas que contienen enzimas hidrolíticos
para la digestión intracelula, por así decirlo son comedores intracelulares encargados de digerir las sustancias que la célula obtiene del medio. Sin embargo, no sólo degradan estas sustancias
procedentes del exterior de la célula (heterolisosomas); también
pueden englobar y digerir orgánulos (mitocondrias, membranas citoplasmáticas,
etc.) y porciones del citoplasma de la propia célula en grandes
vacuolas digestivas denominadas vacuolas de autofagía, autolisosomas
o citolisosomas
Ambos orgánulos tienen su origen en el Aparato de Golgi, como hemos mencinado anteriormente.
La pieza estrella de la colección Otoño- Invierno 2015 de la diseñadora Agatha Ruiz de la Prada fue el vestido de lisosoma.
MITOCONDRIAS.
Las mitocondrias son orgánulos celulares eucariotas encargados de
suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad
celular a través del proceso denominado respiración celular. Actúan
como centrales energéticas de la célula y sintetizan energía en forma de ATP.
Estos orgánulos son bastante curiosos pues tienen doble membrana, su propio matgerial genético y sus propios ribosomas. Son capaces de dividirse por mecanismos de fisión binaria con independencia de la célula en la que se encuentran. ¿y todo esto a santo de qué? Pues fue Lynn Margulis en 1967 la que propuso que el origen de estos orgánulos se encuentra en un proceso endosimbiótico.
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Teoría de la endosimbiosis seriada. 1967
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Resumido muy resumido. Hace 2000 millones de años, una célula eucariota primitiva y anaeróbia fagocita bacterias capaces de utilizar el oxígeno atmosférico para obtener energía. En lugar de digerirla, se establece una relación de mutuo benefício y pasa a convertirse en un orgánulo celular más. Este mismo proceso se repetiría hace 1200 millones de años con las bacterias precursoras de otro orgánulo celular importante, este caso los cloroplastos de las células vegetales.
Este vestido de mitocondria forma parte de la colección primavera - verano de Agatha Ruiz de la Prada y fue presentado en la Semana de la Moda de Madrid de 2017.
CLOROPLASTOS
Los cloroplastos son orgánulos en forma de disco, de enre 4 y 6 micras de tamaño, presentes únicamente en las células de tipo vegetal. Son los orgánulos encargados de realizar la fotosíntesis, el proceso químico por el cual algunos organismos autótrofos son capaces de sintetizar su propia materia orgánica.
Aparecen en las partes verdes de la planta, contienen clorofila, pigmento que capta la luz solar para aportar la energía necesaria a este proceso. En una célula vegetal puede llegar a haber hasta cincuenta de estos orgánulos.
Su origen dentro de las células vegetales se explica por un proceso endosimbiótico, igual que ocurría con las mitocondrias. También son orgánulos de doble membrana, con su propio material genético, ribosomas y cierta independencia con respecto a la célula con la que colaboran.
El atrevido diseño de cloroplasto pertenece a la colección otoño-invierno de Joe Bates, diseñador británico creador de la marca de ropa Sibling y fue presentado en 2013 dentro de la semana de la moda de Londres.
NÚCLEO
El núcleo es el orgánulo característico de las células eucariotas. Alberga y protege el material genético, separado del citoplasma a través de la envoltura nuclear. La función principal del núcleo es coordinar el funcionamiento de la célula. Las células procariotas carecen de núcleo diferenciado, por tanto el material genético se encuentra disperso por su citoplasma, concretamente en una región denominada "nucleoide"
La envoltura nuclear es una doble membrana con composición similar a la membrana plasmática. No aisla completamente el interior del núcleo, existen una serie de poros nucleares cuya función es permitir el intercambio de moléculas entre el interior y el exterior del núcleo.
El vestido de núcleo de la colección otoño-invierno 2019-20 de Ágatha Ruiz de la Prada en la MBFW de Madrid. El increible vestido de poros nucleares a cargo de los diseñadores Viktor Horsting y Rolf Snoeren en su colección primavera - verano 2012
El medio líquido interno se denomina nucleoplasma y permite las reacciones químicas propias del metabolismo del núcleo.
Dentro del núcleo vamos a encontrar el nucleolo, una región del núcleo celular que se ocupa de la producción y ensamblaje de los ribosomas de las células.
El vestido de nucleolo corresponde a la colección primavera-verano de Agatha Ruiz de la Prada, presentado en la Madrid Fashion Week 2019
Lo más importante de la célula es su material genético. Dentro del núcleo en interfase o fase de reposo, este material genético (ADN) se encuentra en forma de largas hebras de ADN asociadas a proteinas (histonas) formando lo que se conoce como "cromatina". Cuando la célula va a entrar en división (concretamente durante la primera fase de la mitosis, la profase, esta cromatina se condensa hasta formar estructuras visibles al microscopio llamadas "cromosomas"
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| Compactación de la cromatina para formar cromosomas |
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Microfotografia núcleo celular
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Durante esta interfase, la cromatina puede presentar dos niveles diferentes de empaquetamiento:
- Eucromatina: Menos compacta, lo que permite su expresión genética. Es la forma más abundante durante la interfase superando el 90% de toda la cromatina. Se dispone dispersa de forma homogénea por el nucleoplasma
- Heterocromatina: Mayor nivel de compatación, lo que dificulta su expresión. Se pueden distinguir dos tipos de heterocromatina, la constitutiva y la
facultativa; la constitutiva nunca se expresa, la facultativa puede
pasar a eucromatina y expresarse. Se dispone en la periferia del núcleo.
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Heterocromatina y eucromatina
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Los modelos de Agatha Ruiza de la Prada llenan este desfile celular. De izquierda a derecha los vestidos de nucleolo, presentado en la Mercedes Benz fashion Week de Madrid en 2019. En el centro el de cromosoma de la colección nupcial para la temporada 2009 en la Semana de la Moda Nupcial de Madrid y a la derecha del todo el de cromatina, de la colección primavera - verano 2013
CENTROSOMA
Existe un orgánulo característico en células animales: El centrosoma. Este orgánulo, formado a su vez por las fibras del aster y dos pequeños cilindros llamados centriolos y que parecen dos macarrones colocados perpendicularmente colabora en la división de la célula y el reparto equitativo de los cromosomas durante la mitosis.
Aparte, ayuda a la organización de los microtúbulos que forman el citoesqueleto, participan en los momvimientos de la membrana y en la formación de cilios y flagelos
Antes de la división celular, el centrosoma se duplica y entonces,
cuando la división empieza, los dos centrosomas se mueven hacia los
polos opuestos de la célula. Unas proteínas llamadas microtúbulos se
ensamblan para formar un eje entre los dos centrosomas y ayudar a
separar los cromosomas replicados en las células hijas.
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Formación del huso mitótico
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El vestido de huso mitótico vuelve a ser parte de las colecciones de Agatha Ruiz de la Prada. Concretamente la colección “Agatha vs Agatha” presentada en la pasarela madrileña Mercedes Benz Fashion Week de 2012
El vestido de centriolo ha sido imposible encontrar el diseñador. Con influencias japonesas podría ser la diseñadora Rei Kawakubo pero vamos, que ni idea. Si alguien conoce a quién pertenece el diseño se agradece la ayuda :) De fibras del Aster acudió vestida Lady Gaga a una fiesta privada en París tras cerrar su gira mundial artRAVE: The ARTPOP Ball. CITOESQUELETO
El citoesqueleto es un entramado tridimensional de proteínas que provee soporte interno en las células,
organiza las estructuras internas e interviene en los fenómenos de
transporte, tráfico y división celular. Consta de tres tipos de
proteínas (microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios)
La modelo luce un vestido de citoesqueleto diseñado por Jean Paul Gaultier para su colección Alta costura primavera-verano 2019 y presentado en París.
PEROXISOMAS
Llegamos al último orgánulo y cierre del desfile más citológico visto jamás en una pasarela. Los pequeños peroxisomas predominan en las células del hígado, en el riñón y en el cerebro. Están formados por una doble membrana lipídica que alberga en su interior contiene proteínas de función enzimática (capaces de transformar unos compuestos en otros). Estas enzimas catalizan muchas reacciones de síntesis y degradación de compuestos de gran importancia metabólica.
Las enzimas oxidativas que contienen pueden estar en cantidad tan grande que sea posible observar en su interior inclusiones cristalinas muy características. El nombre de peroxisoma responde al de las primeras enzimas descubiertas en su interior: las peroxidasas
Cierra el desfile nuestra modelo vestida de peroxisoma. Nuevamente otro de los modelos provocativos pero ingeniosos de la diseñadora Agatha Ruiz de la Prada para la Madrid Fashion Week de 2019
Otras ideas ingeniosas e innovadoras para repasar la célula y su organización interna y que podéis utilizar una vez que se ha llegado al final del artículo y tus alumnos saben tanto de orgánulos celulares como de moda: O los matriculas en un ciclo de confección y moda o los pones a jugar estos recursos:
Breakout de una grande de la docencia @bioesosfera
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Breakout de A.Jesús Díaz para 4º ESO
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Breakout La célula de Lola Bravo
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Webgrafía utilizada:
https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas
https://www.genome.gov/es/genetics-glossary
https://www.hiru.eus/es/biologia/los-organulos-celulares
http://biogeo.esy.es/BG3ESO/organulos.htm
