El aparato de Golgi

El APARATO DE GOLGI (También llamado DICTIOSOMA) fue descubierto en 1898 por Camillo GOLGI, es un sistema de membranas (75 Å) formado por sacos aplanados discoidales y vesículas de secreción.

Sus FUNCIONES esenciales son:

En el esquema el Ap. de Golgi son los tres divertículos que reciben vesículas de transición y producen vesículas de secreción

micrografía del Ap. de Golgi

Bioelementos

Se denominan BIOELEMENTOS a los elementos químicos que constituyen la materia viva.

Los bioelementos se pueden clasificar en tres grupos:

En el primero de estos tres grupos nos encontramos con los 4 bioelementos mas abundantes en los organismos ya que solamente oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno constituyen el 95% en peso de los seres vivos.

En el siguiente esquema se presenta la estructura electrónica de los átomos de estos 4 elementos químicos a la izquierda. Lo mas importante es su reactividad, que se debe esencialmente al número de electrones que tienen en su última capa (en rojo) (H uno, C cuatro, N cinco y O seis).
A la derecha figuran también la estructura electrónica de los otros dos bioelementos primarios (S seis y P cinco) y el de un bioelemento secundario  (Ca dos)

Los BIOELEMENTOS establecen enlaces químicos entre ellos para conseguir que su última capa electrónica esté completa (2 electrones el H y 8 electrones el resto). Para ello ceden o captan electrones de otros bioelementos.
Así cada átomo de carbono puede por ejemplo unirse a cuatro átomos de hidrógeno (CH4). El carbono tiene entonces 8 electrones en su última capa y los 4 hidrógenos 2 electrones (Los 5 átomos tienen su última capa completa y la BIOMOLÉCULA resultante sería estable).

GOLGI, el avance en el estudio del Sistema Nervioso

Camillo Golgi biólogo y médico italiano (1844-1926), estudió y fue profesor de Anatomía patológica en la Universidad de Pavía, se dedicó al estudio del Sistema nervioso e ideó un método de tinción con nitrato de plata para observar las células nerviosas, este método fue esencial en los trabajos realizados por Santiago Ramón y Cajal que condujeron a desarrollar la teoría de la neurona. En 1883 descubrió en el citoplasma de las neuronas un orgánulo muy importante el aparato de Golgi. En 1885 Golgi dedicó sus investigaciones al estudio de la malaria o paludismo y los tipos de plasmodio que lo originaban.
Camillo Golgi compartió con el español Santiago Ramón y Cajal el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en el año 1906, por sus descubrimientos en la estructura y organización del Sistema nervioso.

Agallas o cecidias

Las agallas o cecidias son unas formaciones que aparecen en determinadas especies vegetales que no forman parte de su morfología normal y se generan como respuesta a ciertos parásitos vegetales como los hongos o a la picadura o puesta de huevos de insectos o ácaros.
El vegetal para defenderse de estas agresiones, desencadena una serie de reacciones encaminadas al aislamiento de la zona afectada, modificando células y tejidos y generando unas estructuras muy características: las agallas o cecidias.

En las siguientes imágenes se pueden observar distintos tipos de agallas:

Agalla producida por un hongo: Exobasidium rhododendri que afecta a Rhododendron ferrugineum

En el roble Quercus robur se deben a la puesta del huevo de un himenóptero del género Cynips.

La larva del himenóptero se desarrolla en el centro de la agalla

Las agallas de los rosales destacan por su vivo colorido

En el rosal silvestre la agalla está formada por un conjunto de hojas muy modificadas que se originan por la puesta de un himenóptero Diplolepis rosae

En las hojas de los arces o de las hayas son muy frecuentes las cecidias producidas por la puesta de huevos de insectos, En el Acer opalus granatense las agallas son de un llamativo color granate.

Tobas calizas

Las TOBAS CALIZAS son rocas de precipitación química que se originan en aguas continentales debido al depósito de carbonato cálcico al perder CO2 el agua.
Sobre los vegetales existentes se va depositando una fina película de carbonatos. que al crecer, va formando una roca esponjosa que conserva en su interior las huellas de los vegetales englobados durante el proceso. A veces se forman moldes muy detallados de la morfología caulinar o foliar de los vegetales afectados que les da una apariencia de fósiles.

Estas rocas de precipitación son ligeras y pueden llegar a ser muy consistentes, por lo que se emplean frecuentemente como sillares en la construcción de edificios, es el caso del puente medieval de Frías en Burgos y el de la iglesia visigótica de San Juan de Baños en Palencia.

Otras rocas relacionadas con las anteriores son los TRAVERTINOS que, por lo general, no engloban vegetales en su constitución y suelen tener una mayor densidad.

También tienen un origen muy similar las ESTALACTITAS, ESTALAGMITAS y COLUMNAS, espeleotemas que se forman en las cuevas o cavidades de los macizos kársticos.

Lisosomas

Descubiertos por De Duve en 1951 también se denominan cuerpos densos, microcuerpos o "bolsas suicidas", porque si se rompe su membrana (75 Å) la célula muere debido a los enzimas hidrolíticos que contiene (fosfatasas ácidas).

Son unas vesículas globulares de 0,5 µ que se originan en el Aparato de Golgi.

FUNCIONES

• Los lisosomas intervienen en los procesos inflamatorios.
• También participan en los procesos digestivos en las células

- EXTRACELULARES (como en el caso de los hongos)

- INTRACELULARES    Autofagia y Heterofagia

AUTOFAGIA

Si algún orgánulo celular ha resultado dañado, es rodeado por una porción de membrana del retículo endoplasmático, formándose una VACUOLA AUTOFÁGICA, a su interior se vierte el contenido de un LISOSOMA y se digiere dicho orgánulo.

Son eliminadas así partes inservibles de la célula.

HETEROFAGIA

Tras una FAGOCITOSIS o una PINOCITOSIS, en la VACUOLA ALIMENTICIA se vierte el contenido de un LISOSOMA y se forma una VACUOLA DIGESTIVA, se absorben luego los productos útiles y los desechos, que forman una VACUOLA RESIDUAL son eliminados al exterior por EXOCITOSIS.

 

DE DUVE. Lisosomas y peroxisomas

Christian René De Duve (1917-2013) Bioqímico nacido en Inglaterra de origen Belga. Se doctoró en Medicina en la Universidad Católica de Lovaina, licenciándose en química con posterioridad.
Fue profesor de Bioquímica en Lovaina y en la Universidad Rockefeller de Nueva York.
En 1949 descubrió los LISOSOMAS, pequeños orgánulos celulares que contienen gran cantidad de enzimas líticos y que participan en los procesos de digestión celular y posteriormente los PEROXISOMAS orgánulos muy similares a los lisosomas pero cuyo contenido es peróxido de hidrógeno.
En el año 1974 recibió junto a Palade y  Claude el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por su aportación al avance de la biología celular.

Una amapola violeta. Roemeria hibrida

La especie Roemeria hibrida (L) DC es una singular papaverácea anual o bienal de hasta 40cm de altura, que se caracteriza por poseer flores solitarias de color violeta intenso que se abren en mayo y junio.
Las flores, de unos 7 cm de diámetro, poseen 4 pétalos. y los estambres tienen el estilo muy oscuro y las anteras de color azul celeste.
Sus hojas están 2 o 3 veces divididas en segmentos filiformes y su fruto lineal erecto e hirsuto, puede llegar a medir hasta 10 cm.
La planta posee látex amarillo y su raíz es venenosa, creciendo en laderas y campos de cultivo.

Conglomerados: Pudingas y brechas

Las rocas detríticas o clásticas, son rocas SEDIMENTARIAS formadas por restos de otras rocas CLASTOS, que han sido englobados por una MATRIZ y unidos por un CEMENTO.

Cuando el tamaño de los clastos es grande tenemos los CONGLOMERADOS y dependiendo de su forma pueden ser: PUDINGAS si los clastos son redondeados (de origen fluvial o marino.....) o BRECHAS si son angulosos (de origen torrencial, glaciar, aguas salvajes, etc...).

PUDINGA

BRECHA

Los conglomerados son rocas resistentes a la erosión y pueden dar lugar a estructuras muy espectaculares en el relieve como sucede con los materiales del Mioceno que forman los Mallos de Riglos.

O con los materiales que forman el Macizo de Montserrat también cenozoicos, del Eoceno en  niveles inferiores y en los superiores correspondientes al Oligoceno (en la fotografía) con sus curiosas formas debidas a la erosión de las aguas salvajes a favor de diaclasas verticales.

Mucho mas antiguos (principios del mesozoico) son los conglomerados que junto a las areniscas rojas o rodenos forman los materiales triásicos de la facies Buntsandstein en Albarracín, que en algunos lugares  alcanzan potencias de mas de 4000 m.

Los conglomerados se utilizan en ocasiones en la construcción, como sucede en el caso del Palacio de Carlos V en la Alhambra de Granada, de estilo renacentista, diseñado por Pedro de Machuca.

Los conglomerados pueden ser rocas muy compactas, por lo que a veces se han utilizado para hacer ruedas de molino, como se puede ver en la siguiente fotografía:

Ribosomas de células procariotas y eucariotas

Descubiertos por PALADE en 1953, los RIBOSOMAS son corpúsculos o complejos macromoleculares de pequeño tamaño (320 Å). Formados por rRNA, proteínas y agua

 Están situados      -Sobre el retículo endoplasmático rugoso

                              -Adosados a la membrana nuclear
                              -Libres por el citoplasma
                              -En mitocondrias y plastos

En principio se pensaba que eran esféricos, pero LAKE en 1981, utilizando proyecciones en tres dimensiones, comprobó su forma irregular. Cada ribosoma está formado por dos subunidades, una grande (en azul) y otra pequeña (en amarillo).

La FUNCIÓN esencial de los RIBOSOMAS es la SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Los ribosomas se asocian formando POLIRRIBOSOMAS o POLISOMAS alrededor de un mRNA, produciendo tantas proteínas iguales como ribosomas formen el polisoma.

Hay dos tipos de ribosomas: t

• Los de las células procariotas, muy similares a los de plastos y mitocondrias, (arriba)
• Los de células eucariotas (abajo)

Las diferencias esenciales figuran en la siguiente tabla:

PALADE. Los ribosomas: las fábricas de proteínas.

George Emil Palade (1912-2008) Médico rumano nacionalizado estadounidense, estudió medicina en Bucarest y fue profesor de su Universidad.
Ya en Estados Unidos trabajó en el Instituto Rockefeller de Nueva York y como profesor en el Departamento de Medicina de la Universidad de Yale.
Centró sus investigaciones en las nuevas técnicas de fraccionamiento celular y estudió las mitocondrias, los cloroplastos y el Aparato de Golgi.
Palade denominó RIBOSOMAS a los pequeños orgánulos que Claude llamó microsomas y comprobó que no formaban parte de las mitocondrias sino que estaban relacionados con el retículo endoplasmático y contenían RNA.ribosómico (durante un tiempo estos orgánulos se denominaron órganos de Palade).
Los RIBOSOMAS son unos orgánulos fundamentales pues en ellos se produce la SÍNTESIS DE PROTEÍNAS, al pasar por ellos el RNA mensajero con la información procedente del DNA del núcleo, se van uniendo los aminoácidos que son transportados por moléculas de RNA transfert, formándose así cadenas polipeptídicas.
Palade recibió los premios Warren del Hospital General de Massachusetts y Lasker de Investigación Médica Básica y compartió en 1974 con De Duve y con su profesor Claude el Premio Nobel de Fisiología y Medicina.

ATP. La molécula de la energía

Una de las moléculas biológicas mas interesantes es el ATP.
El ATP es un derivado de un nucleótido el AMP (adenosin monofosfato) formado por una base nitrogenada ADENINA, que se une desde el carbono 9 al carbono 1 de una pentosa (la RIBOSA) que a su vez se une por el carbono 5 a un FOSFÓRICO.
Si a ese AMP se le unen 2 fosfóricos mas por medio de un enlace ácido anhídrido (de alta energía)tenemos el ATP, como puede verse en la siguiente fórmula:

En el modelo molecular abajo representado, se puede observar la estructura tridimensional de la molécula. Cada esfera negra es un átomo de carbono, las azules nitrógeno, las blancas hidrógeno, las rojas oxígeno y las amarillas fósforo.
Como puede verse mas abajo el ATP es una molécula esencial en todos los procesos celulares en los que se produzca un trasiego de energía, por pérdida o ganancia de fosfóricos.