Endoplasma

Endoplasma generalmente se refiere a la parte interna (a menudo granulada) y densa del citoplasma de una célula. Esto se opone al ectoplasma, que es la capa externa (no granulada) del citoplasma, que suele ser acuosa e inmediatamente adyacente a la membrana plasmática. El núcleo está separado del endoplasma por la envoltura nuclear. Las diferentes composiciones/viscosidades del endoplasma y ectoplasma contribuyen a la locomoción de la ameba mediante la formación de un pseudópodo. Sin embargo, otros tipos de células tienen el citoplasma dividido en endoplasma y ectoplasma. El endoplasma, junto con sus gránulos, contiene agua, ácidos nucleicos, aminoácidos, carbohidratos, iones inorgánicos, lípidos, enzimas y otros compuestos moleculares. Es el sitio de la mayoría de los procesos celulares, ya que alberga los orgánulos que forman el sistema de endomembranas, así como los que están solos. El endoplasma es necesario para la mayoría de las actividades metabólicas, incluida la división celular.

El endoplasma, al igual que el citoplasma, está lejos de ser estático. Está en un estado de flujo constante a través del transporte intracelular, ya que las vesículas se transportan entre los orgánulos y hacia/desde la membrana plasmática. Los materiales se degradan y sintetizan regularmente dentro del endoplasma según las necesidades de la célula y/u organismo. Algunos componentes del citoesqueleto se extienden por todo el endoplasma, aunque la mayoría se concentra en el ectoplasma, hacia los bordes de las células, más cerca de la membrana plasmática. Los gránulos del endoplasma están suspendidos en el citosol.

Gránulos

El término gránulo se refiere a una pequeña partícula dentro del endoplasma, típicamente las vesículas secretoras. El gránulo es la característica definitoria del endoplasma, ya que normalmente no están presentes dentro del ectoplasma. Estas ramificaciones del sistema de endomembranas están rodeadas por una bicapa de fosfolípidos y pueden fusionarse con otros orgánulos así como con la membrana plasmática. Su membrana es sólo semipermeable y les permite albergar sustancias que podrían ser perjudiciales para la célula si se les permitiera fluir libremente dentro del citosol. Estos gránulos le dan a la célula una gran regulación y control sobre la amplia variedad de actividades metabólicas que tienen lugar dentro del endoplasma. Hay muchos tipos diferentes, caracterizados por la sustancia que contiene la vesícula. Estos gránulos/vesículas pueden contener enzimas, neurotransmisores, hormonas y desechos. Normalmente, el contenido está destinado a otra célula/tejido. Estas vesículas actúan como una forma de almacenamiento y liberan su contenido cuando es necesario, a menudo impulsado por una vía de señalización. Una vez que se les indica que se muevan, las vesículas pueden viajar a lo largo de aspectos del citoesqueleto a través de proteínas motoras para llegar a su destino final.

Componente citosol del endoplasma

El citosol constituye la porción semilíquida del endoplasma, en la que se suspenden los materiales. Es un gel acuoso concentrado con moléculas tan apiñadas y empaquetadas dentro de la base de agua que su comportamiento es más parecido al de un gel que al de un líquido. Tiene una base de agua pero contiene moléculas grandes y pequeñas, lo que le da densidad. Tiene varias funciones, entre ellas el soporte físico de la célula, evitando el colapso, así como degradando nutrientes, transportando pequeñas moléculas y conteniendo los ribosomas responsables de la síntesis de proteínas.

El citosol contiene predominantemente agua, pero también tiene una mezcla compleja de moléculas hidrofílicas grandes, moléculas y proteínas más pequeñas e iones disueltos. El contenido del citosol cambia según las necesidades de la célula. No debe confundirse con el citoplasma, el citosol es sólo la matriz gelificada de la célula que no incluye muchas de las macromoléculas esenciales para la función celular.

Locomoción de la ameba a través de cambios endoplasmáticos

Aunque la locomoción de la ameba es asistida por apéndices como flagelos y cilios, la principal fuente de movimiento en estas células es la locomoción pseudópodo. Este proceso aprovecha las diferentes consistencias del endoplasma y ectoplasma para crear un pseudópodo. Pseudópodo, o “pie falso”, es el término para la extensión de la membrana plasmática de una célula en lo que parece ser un apéndice que tira de la célula hacia adelante. El proceso detrás de esto involucra el gel del ectoplasma y la porción sol, más líquida, del endoplasma. Para crear el pseudópodo, el gel del ectoplasma comienza a convertirse en sol que, junto con el endoplasma, empuja una porción de la membrana plasmática hacia un apéndice. Una vez que se extiende el pseudópodo, el sol interno comienza a convertirse periféricamente nuevamente en gel, convirtiéndose nuevamente en ectoplasma a medida que el cuerpo celular rezagado fluye hacia el pseudópodo moviendo la célula hacia adelante. Aunque las investigaciones han demostrado que aspectos del citoesqueleto (específicamente los microfilamentos) ayudan en la formación de pseudópodos, se desconoce el mecanismo exacto. La investigación sobre la ameba con cáscara Difflugia demostró que los microfilamentos se encuentran tanto paralelos como perpendiculares al eje de contracción de la membrana plasmática para ayudar con la extensión de la membrana plasmática hacia un apéndice.

Procesos dentro del endoplasma

Respiración celular

Las mitocondrias son vitales para la eficiencia de los eucariotas. Estos orgánulos descomponen azúcares simples como la glucosa para crear una multitud de moléculas de ATP (trifosfato de adenosina). El ATP proporciona energía para la síntesis de proteínas, que consume aproximadamente el 75% de la energía de la célula, así como para otros procesos celulares como las vías de señalización. Presente en el endoplasma de una célula, la cantidad de mitocondrias varía según las necesidades metabólicas de la célula. Las células que deben producir una gran cantidad de proteínas o descomponer una gran cantidad de material requieren una gran cantidad de mitocondrias. La glucosa se descompone mediante tres procesos secuenciales: la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones.

Síntesis de proteínas

La síntesis de proteínas comienza en los ribosomas, tanto las libres como las unidas al retículo endoplásmico rugoso. Cada ribosoma está compuesto por 2 subunidades y es responsable de traducir códigos genéticos del ARNm en proteínas mediante la creación de cadenas de aminoácidos llamados péptidos. Las proteínas normalmente no están listas para su objetivo final después de abandonar el ribosoma. Los ribosomas unidos al retículo endoplásmico liberan sus cadenas de proteínas en la luz del retículo endoplásmico, que es el comienzo del sistema de endomembranas. Dentro del RE, las proteínas se pliegan y modifican mediante la adición de moléculas como carbohidratos, luego se envían al aparato de Golgi, donde se modifican y empaquetan aún más para ser enviadas a su destino final. Las vesículas son responsables del transporte entre los componentes del sistema de endomembrana y la membrana plasmática.

Otras actividades metabólicas

Además de estos 2 procesos principales, hay muchas otras actividades que tienen lugar en el endoplasma. Los lisosomas degradan los desechos y las toxinas con las enzimas que contienen. El retículo endoplasmático liso produce hormonas y lípidos, degrada toxinas y controla los niveles celulares de calcio. Aunque la mayor parte del control de la división celular está presente en el núcleo, los centrosomas presentes en el endoplasma ayudan en la formación del huso. El endoplasma es el sitio de muchas actividades necesarias para que la célula mantenga la homeostasis.