Orgánulo

Subunidad especializada dentro de una celda

Orgánulo
Detalles
Pronunciación	/ Ɔr ɡ ə n ɛ l /
Parte de	Célula
Identificadores
latín	Organella
Malla	D015388
TH	H1.00.01.0.00009
FMA	63832
Términos anatómicos de microanatomía [ editar en Wikidata ]

En biología celular , un orgánulo es una subunidad especializada, generalmente dentro de una célula , que tiene una función específica. El nombre orgánulo proviene de la idea de que estas estructuras son partes de células, como los órganos lo son del cuerpo , por lo tanto , orgánulo, siendo el sufijo -elle un diminutivo . Los orgánulos están encerrados por separado dentro de sus propias bicapas lipídicas.(también llamados orgánulos unidos a la membrana) o son unidades funcionales espacialmente distintas sin una bicapa lipídica circundante (orgánulos no unidos a la membrana). Aunque la mayoría de los orgánulos son unidades funcionales dentro de las células, algunas unidades funcionales que se extienden fuera de las células a menudo se denominan orgánulos, como los cilios , el flagelo y archaellum y el tricociste .

Los orgánulos se identifican mediante microscopía y también se pueden purificar mediante fraccionamiento celular . Hay muchos tipos de orgánulos, particularmente en células eucariotas . Incluyen estructuras que forman el sistema de endomembranas interno (como la envoltura nuclear , el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi ) y otras estructuras como las mitocondrias y los plástidos . Si bien los procariotas no poseen orgánulos eucariotas, algunos contienen microcompartimentos bacterianos con cáscara de proteínas , que se cree que actúan como primitivas.orgánulos procariotas ; ^[1] y también hay evidencia de otras estructuras delimitadas por membranas. ^[2] Además, el flagelo procariótico que sobresale fuera de la célula y su motor, así como el pilus en gran parte extracelular , se denominan orgánulos.

Historia y terminología

Biología Celular
Diagrama de células animales
Componentes de una célula animal típica: Nucleolo Núcleo Ribosoma (puntos como parte de 5) Vesícula Retículo endoplasmático rugoso Aparato de Golgi (o cuerpo de Golgi) Citoesqueleto Retículo endoplasmático liso Mitocondria Vacuola Citosol (líquido que contiene orgánulos ; con el cual, comprende el citoplasma ) Lisosoma Centrosoma Membrana celular

En biología, los órganos se definen como unidades funcionales confinadas dentro de un organismo . ^[3] La analogía de los órganos corporales con las subestructuras celulares microscópicas es obvia, ya que incluso desde los primeros trabajos, los autores de los respectivos libros de texto rara vez elaboran la distinción entre los dos.

En la década de 1830, Félix Dujardin refutó la teoría de Ehrenberg que decía que los microorganismos tienen los mismos órganos que los animales multicelulares, pero menores. ^[4]

Acreditado como el primero ^{[5] [6] [7]} en usar un diminutivo de órgano (es decir, órgano pequeño) para las estructuras celulares, fue el zoólogo alemán Karl August Möbius (1884), quien usó el término organula (plural de organulum , el diminutivo del latín organum ). ^[8] En una nota a pie de página, que se publicó como corrección en el próximo número de la revista, justificó su sugerencia de llamar a los órganos de organismos unicelulares "orgánulos", ya que solo son partes de una célula formadas de manera diferente, en contraste con los órganos multicelulares. de organismos multicelulares. ^{[8] [9]}

Tipos

Si bien la mayoría de los biólogos celulares consideran que el término orgánulo es sinónimo de compartimento celular , un espacio que a menudo está unido por una o dos bicapas lipídicas, algunos biólogos celulares optan por limitar el término para incluir solo aquellos compartimentos celulares que contienen ácido desoxirribonucleico (ADN), habiendo originado de organismos microscópicos anteriormente autónomos adquiridos mediante endosimbiosis . ^{[10] [11] [12]}

Según esta definición, solo habría dos clases amplias de orgánulos (es decir, aquellos que contienen su propio ADN y se han originado a partir de bacterias endosimbióticas ):

• mitocondrias (en casi todos los eucariotas)
• plastidios ^[13] (por ejemplo, en plantas, algas y algunos protistas).

También se sugiere que otros orgánulos tienen orígenes endosimbióticos, pero no contienen su propio ADN (en particular, el flagelo; consulte la evolución de los flagelos ).

Una segunda definición menos restrictiva de orgánulos es que son estructuras unidas a membranas. Sin embargo, incluso utilizando esta definición, algunas partes de la célula que han demostrado ser unidades funcionales distintas no califican como orgánulos. Por lo tanto, el uso de orgánulos para referirse también a estructuras no unidas a la membrana, como los ribosomas, es común y aceptado. ^{[14] [15] [16]} Esto ha llevado a muchos textos para delinear entre unidas a la membrana y no de membrana orgánulos unida. ^[17] Los orgánulos no unidos a la membrana, también llamados grandes complejos biomoleculares , son grandes conjuntos de macromoléculas.que realizan funciones particulares y especializadas, pero carecen de límites de membrana. Muchos de estos se denominan "orgánulos proteicos", ya que su estructura principal está formada por proteínas. Tales estructuras celulares incluyen:

• grandes complejos de ARN y proteínas: ribosoma , espliceosoma , bóveda
• grandes complejos de proteínas : proteasoma , holoenzima de ADN polimerasa III , holoenzima de ARN polimerasa II , cápsides víricas simétricas , complejo de GroEL y GroES ; complejos de proteínas de membrana: porosoma , fotosistema I , ATP sintasa
• grandes complejos de ADN y proteínas: nucleosoma
• centro organizador de centriolos y microtúbulos (MTOC)
• citoesqueleto
• flagelo
• nucléolo
• gránulo de estrés
• gránulo de células germinales
• gránulo de transporte neuronal

Los mecanismos por los cuales tales orgánulos no unidos a la membrana se forman y conservan su integridad espacial se han comparado con la separación de fases líquido-líquido . ^[18]

Orgánulos eucariotas

Las células eucariotas son estructuralmente complejas y, por definición, están organizadas, en parte, por compartimentos interiores que están encerrados a su vez por membranas lipídicas que se asemejan a la membrana celular más externa . Los orgánulos más grandes, como el núcleo y las vacuolas , son fácilmente visibles con el microscopio óptico . Fueron uno de los primeros descubrimientos biológicos realizados después de la invención del microscopio .

No todas las células eucariotas tienen cada uno de los orgánulos que se enumeran a continuación. Los organismos excepcionales tienen células que no incluyen algunos orgánulos que de otro modo podrían considerarse universales para los eucariotas (como las mitocondrias). ^[19] También hay excepciones ocasionales al número de membranas que rodean a los orgánulos, que se enumeran en las tablas siguientes (por ejemplo, algunas que se enumeran como de doble membrana a veces se encuentran con membranas simples o triples). Además, el número de orgánulos individuales de cada tipo que se encuentran en una celda determinada varía según la función de esa celda.

Principales orgánulos eucariotas

Orgánulo	Función principal	Estructura	Organismos	Notas
membrana celular	separa el interior de todas las células del entorno exterior (el espacio extracelular) que protege a la célula de su entorno.	líquido bidimensional	todos los eucariotas
pared celular	La pared celular es una estructura rígida compuesta de celulosa que le da forma a la célula, ayuda a mantener los orgánulos dentro de la célula y no permite que la célula explote por la presión osmótica.	celulosa	plantas, protistas, organismos cleptoplásticos raros
cloroplasto ( plástido )	la fotosíntesis , atrapa la energía de la luz solar	compartimento de doble membrana	plantas, protistas, organismos cleptoplásticos raros	tiene su propio ADN; teorizado para ser engullido por la célula eucariota ancestral (endosimbiosis)
retículo endoplásmico	traducción y plegamiento de nuevas proteínas (retículo endoplásmico rugoso), expresión de lípidos (retículo endoplásmico liso)	compartimento de una sola membrana	todos los eucariotas	el retículo endoplásmico rugoso está cubierto de ribosomas, tiene pliegues que son sacos planos; El retículo endoplásmico liso tiene pliegues tubulares.
flagelo	locomoción, sensorial	proteína	algunos eucariotas
Aparato de Golgi	clasificación, envasado, procesamiento y modificación de proteínas	compartimento de una sola membrana	todos los eucariotas	cara cis (convexa) más cercana al retículo endoplásmico rugoso; cara trans (cóncava) más alejada del retículo endoplásmico rugoso
mitocondria	producción de energía a partir de la oxidación de sustancias de glucosa y la liberación de trifosfato de adenosina	compartimento de doble membrana	la mayoría de eucariotas	elemento constituyente del condrioma ; tiene su propio ADN; se teoriza que ha sido engullido por una célula eucariota ancestral (endosimbiosis) [20]
núcleo	Mantenimiento del ADN, controla todas las actividades de la célula, transcripción del ARN	compartimento de doble membrana	todos los eucariotas	contiene la mayor parte del genoma
vacuola	almacenamiento, transporte, ayuda a mantener la homeostasis	compartimento de una sola membrana	eucariotas

Las mitocondrias y los plástidos, incluidos los cloroplastos, tienen membranas dobles y su propio ADN . De acuerdo con la teoría endosimbiótica , se cree que se originaron a partir de organismos procarióticos invasores o consumidos de forma incompleta .

Organelos eucariotas menores y componentes celulares

Organelo / Macromolécula	Función principal	Estructura	Organismos
acrosoma	ayuda a los espermatozoides a fusionarse con el óvulo	compartimento de una sola membrana	La mayoría de los animales
autofagosoma	vesícula que secuestra material citoplasmático y orgánulos para su degradación	compartimento de doble membrana	todos los eucariotas
centriolo	ancla para el citoesqueleto , organiza la división celular formando fibras del huso	Proteína de microtúbulos	animales
cilio	movimiento en o de medio externo; "Vía crítica de señalización del desarrollo". [21]	Proteína de microtúbulos	animales, protistas, pocas plantas
cnidoquiste	escozor	túbulo hueco enrollado	cnidarios
aparato de manchas oculares	detecta la luz, lo que permite que se lleve a cabo la fototaxis		algas verdes y otros organismos fotosintéticos unicelulares como los euglenidos
glicosoma	realiza glucólisis	compartimento de una sola membrana	Algunos protozoos , como los tripanosomas .
glioxisoma	conversión de grasa en azúcares	compartimento de una sola membrana	plantas
hidrogenosoma	producción de energía e hidrógeno	compartimento de doble membrana	algunos eucariotas unicelulares
lisosoma	descomposición de moléculas grandes (p. ej., proteínas + polisacáridos)	compartimento de una sola membrana	animales
melanosoma	almacenamiento de pigmentos	compartimento de una sola membrana	animales
mitosoma	probablemente juega un papel en el ensamblaje del grupo de hierro-azufre (Fe-S)	compartimento de doble membrana	algunos eucariotas unicelulares que carecen de mitocondrias
miofibrilla	contracción de miocitos	filamentos agrupados	animales
nucléolo	producción de prerribosomas	proteína-ADN-ARN	la mayoría de eucariotas
ocelloide	detecta la luz y posibles formas, lo que permite que se lleve a cabo la fototaxis	compartimento de doble membrana	miembros de la familia Warnowiaceae
entre paréntesis	no caracterizado	no caracterizado	hongos
peroxisoma	descomposición del peróxido de hidrógeno metabólico	compartimento de una sola membrana	todos los eucariotas
porosoma	portal secretor	compartimento de una sola membrana	todos los eucariotas
proteasoma	degradación de proteínas innecesarias o dañadas por proteólisis	complejo proteico muy grande	todos los eucariotas, todas las arqueas y algunas bacterias
ribosoma (80S)	traducción de ARN en proteínas	Proteína de ARN	todos los eucariotas
gránulo de estrés	Almacenamiento de ARNm [22]	sin membrana ( complejos mRNP )	la mayoría de eucariotas
Dominio TIGER	proteínas que codifican ARNm	sin membrana	la mayoría de los organismos
vesícula	transporte de material	compartimento de una sola membrana	todos los eucariotas

Otras estructuras relacionadas:

• citosol
• sistema endomembranoso
• nucleosoma
• microtúbulos

Orgánulos procarióticos

(A) Micrografía electrónica de células de Halothiobacillus neapolitanus , las flechas resaltan los carboxisomas . (B) Imagen de carboxisomas intactos aislados de H. neapolitanus . Las barras de escala son 100 nm. ^[23]

Estructura de Candidatus Brocadia anammoxidans , que muestra un anammoxosoma y una membrana intracitoplasmática

Los procariotas no son tan complejos estructuralmente como los eucariotas, y alguna vez se pensó que tenían poca organización interna y carecen de compartimentos celulares y membranas internas ; pero poco a poco, van surgiendo detalles sobre las estructuras internas procariotas que anulan estos supuestos. ^[2] Un giro temprano en falso fue la idea desarrollada en la década de 1970 de que las bacterias podrían contener pliegues de la membrana celular denominados mesosomas , pero luego se demostró que estos eran artefactos producidos por los productos químicos utilizados para preparar las células para la microscopía electrónica . ^[24]

Sin embargo, existe una creciente evidencia de compartimentación en al menos algunos procariotas. ^[2] Investigaciones recientes han revelado que al menos algunos procariotas tienen microcompartimentos , como los carboxisomas . Estos compartimentos subcelulares tienen un diámetro de 100 a 200 nm y están encerrados por una capa de proteínas. ^[1] Aún más sorprendente es la descripción de los magnetosomas unidos a la membrana en las bacterias, informada en 2006. ^{[25] [26]}

El filo bacteriano Planctomycetes ha revelado una serie de características de compartimentación. El plan celular de Planctomycetes incluye membranas intracitoplasmáticas que separan el citoplasma en paryphoplasma (un espacio exterior libre de ribosomas) y pirellulosoma (o riboplasma, un espacio interior que contiene ribosomas). ^[27] Se han descubierto anammoxosomas unidos a membranas en cinco géneros "anammox" de Planctomycetes, que realizan la oxidación anaeróbica del amonio . ^[28] En la especie de Planctomycetes Gemmata obscuriglobus , se ha informado de una estructura similar a un núcleo rodeada por membranas lipídicas. ^{[27] [29]}

La compartimentación es una característica de las estructuras fotosintéticas procariotas . ^[2] Las bacterias púrpuras tienen "cromatóforos" , que son centros de reacción que se encuentran en las invaginaciones de la membrana celular. ^[2] Las bacterias verdes del azufre tienen clorosomas , que son complejos de antenas fotosintéticas que se encuentran adheridas a las membranas celulares. ^[2] Las cianobacterias tienen membranas tilacoides internas para la fotosíntesis dependiente de la luz ; Los estudios han revelado que la membrana celular y las membranas tilacoides no son continuas entre sí. ^[2]

Orgánulos procarióticos y componentes celulares.

Organelo / macromolécula	Función principal	Estructura	Organismos
anammoxosoma	oxidación anaeróbica de amonio	membrana lipídica ladderana	Bacterias " Candidatus " dentro de Planctomycetes
carboxysome	fijacion de carbon	microcompartimento bacteriano de capa de proteína	algunas bacterias
clorosoma	fotosíntesis	complejo de captación de luz unido a la membrana celular	bacterias de azufre verde
flagelo	movimiento en medio externo	filamento de proteína	algunos procariotas
magnetosoma	orientación magnética	cristal inorgánico, membrana lipídica	bacterias magnetotácticas
nucleoide	Mantenimiento del ADN, transcripción a ARN	Proteína de ADN	procariotas
pilus	Adhesión a otras células para conjugación oa un sustrato sólido para crear fuerzas móviles.	un apéndice similar a un cabello que sobresale (aunque parcialmente incrustado) de la membrana plasmática	células procariotas
plásmido	Intercambio de ADN	ADN circular	algunas bacterias
ribosoma (70S)	traducción de ARN en proteínas	Proteína de ARN	bacterias y arqueas
membranas tilacoides	fotosíntesis	proteínas y pigmentos del fotosistema	principalmente cianobacterias

Ver también

• Hipótesis CoRR
• Eyectosoma
• Teoría endosimbiótica
• Biogénesis de orgánulos
• Tráfico de vesículas de membrana
• Interfaz huésped-patógeno

Referencias

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6. Ryder JA, ed. (Febrero de 1889). "Embriología: la estructura del espermatozoide humano" . Naturalista estadounidense . 23 : 184. Posiblemente sea conveniente utilizar aquí la palabra organula en lugar de órgano, siguiendo una sugerencia de Möbius. Los agregados multicelulares funcionalmente diferenciados en formas multicelulares o metazoos son en este sentido órganos, mientras que, para porciones funcionalmente diferenciadas de organismos unicelulares o para tales porciones diferenciadas de los elementos germinales unicelulares de metazoos, la organula diminuta es apropiada.
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Enlaces externos

Recursos de la biblioteca sobre Organelle

Recursos en su biblioteca

• Medios relacionados con orgánulos en Wikimedia Commons
• Proyecto Árbol de la vida: eucariotas
• Bases de datos de orgánulos