INTRODUCCIÓN

PLASTIDIOS

Los plastos, plástidos o plastidios son orgánulos celulares eucarióticos, propios de las plantas y algas. Su principal función es la producción y almacenamiento de importantes compuestos químicos usados por la célula. Usualmente, contienen pigmentos utilizados en la fotosíntesis, aunque el tipo de pigmento presente puede variar, determinando el color de la célula.

CARACTERÍSTICAS

Los plastos primarios son propios de una rama evolutiva que incluye a las algas rojas, las algas verdes y las plantas. Existen plastos secundarios que han sido adquiridos por endosimbiosis por otras estirpes evolutivas y que son formas modificadas de células escaróticas plastificadas.

Los plastos de las plantas se presentan como organelos relativamente grandes, de forma elipsoidal, y generalmente numerosos. En un milímetro cuadrado de sección de una hoja, pueden existir más de 500.000 cloroplastos. En protistas son a menudo estructuras singulares, que se extienden más o menos extensamente por el citoplasma. Se encuentran limitados del resto del citoplasma por dos membranas estructuralmente distintas. A menudo están coloreados por pigmentos de carácter liposoluble. Al igual que las mitocondrias, poseen ADN circular y desnudo. Los plastos de los diversos grupos eucarióticos son notablemente dispares. Los que aparecen en las plantas ofrecen una referencia adecuada.

Aparecen delimitados por la envoltura plastidial, formada por dos membranas, la membrana plastidial externa y la membrana plastidial interna. El espacio entre ambas, llamado periplastidial, tiene una composición diferenciada y es homólogo del espacio periplasmático de las bacterias.

El espacio interior del cloroplasto, el estroma, contiene vesículas aplastadas llamadas tilacoides, cuyo lumen o cavidad interior se continúa a veces con el espacio periplastidial, sobre todo en los cloroplastos juveniles (proplastidios). Los tilacoides, que se extienden más o menos paralelos, forman localmente apilamientos llamados grana (plural neutro latino de granum). De las membranas de los tilacoides forman parte los fotosistemas, complejos de proteínas y pigmentos, responsables de la fase lumínica de la fotosíntesis.

Los procesos de la fase oscura de la fotosíntesis, con la fijación del carbono (ciclo de Calvin) ocurren en disolución en el estroma, aprovechando la energía fijada como ATP en los tilacoides durante la fase lumínica.

En el estroma reside el ADN plastidial, una versión reducida del cromosoma bacteriano del que procede portador de un catálogo limitado de genes. Como es

común en bacterias, el plasto verde presenta su ADN en forma de un único cromosoma circular. La información genética del cromosoma plastidial dirige la formación de un número limitado de proteínas, el resto son importadas del citoplasma. Para la síntesis proteica el plasto cuenta con sus propios ribosomas que son, lógicamente, del tipo procariótico (bacteriano). Los plastos se multiplican por bipartición, una vez duplicado el ADN plastidial.

En las células de las plantas los cloroplastos se desplazan y se orientan cada vez de la forma más adecuada para la captación de la luz.

LAS MITOCONDRIAS

Mitocondria vista con M.E.T.

Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). Sin mitocondrias, los animales y hongos no serían capaces de utilizar oxígeno para extraer toda la energía de los alimentos y mantener con ella el crecimiento y la capacidad de reproducirse. Los organismos llamados anaerobios viven en medios sin oxígeno, y todos ellos carecen de mitocondrias.

La ultraestructura mitocondrial está en relación con las funciones que desempeña: en la matriz se localizan los enzimas responsables de la oxidación de los ácidos grasos, los aminoácidos, el ácido pirúvico y el ciclo de krebs.

En la membrana interna están los sistemas dedicados al transporte de los electrones que se desprenden en las oxidaciones anteriores y un conjunto de proteínas (corpusculos respiratorios) encargadas de acoplar la energía liberada del transporte electrónico con la síntesis de ATP, estas proteínas le dan un aspecto granuloso a la cara interna de la membrana mitocondrial.

También se encuentran dispersas por la matriz una molécula de ADN circular y unos pequeños ribosomas y poliribosomas implicados en la síntesis de un pequeño número de proteínas mitocondriales

Una característica peculiar de las mitocondrias es que son de origen maternoo, ya que sólo el óvulo aporta las mitocondrias a la célula original, y cómo la mitocondria posee ADN , podemos decir que esta información va pasando a las generaciones exclusivamente a través de las mujeres.

Hipótesis endosimbiótica (Lynn Margulis):

Desde el siglo XX los biologos advirtieron que hay semejanza entre diversos organelas delimitadas por membranas y ciertas bacterias. En particular, una de las similitudes más notorias es la que hay entre los cloroplastos y la cianobacterias cargadas de clorofílas. Así mismo, muchos biólogos notaron el parecido que hay entre las mitocondrias y otras bacterias de vida libre. El hecho de que los cloroplastos y las mitocondrias posean su propia ADN y puedan dividirse en forma independiente del resto de la célula apoya la hipótesis de que estos y otros organelas fueron bacterias independientes que invadieron a las células primitivas y llegaron a establecer una relación permanente con ellas. Se piensa que los invasores fueron simbiontes a los que beneficiaba el medio protegido del interior celular y que a su vez brindaban al hospedante capacidades y talentos de los que éste carecía. Esto significa que los cloroplastos bien pudieron ser cianobacterias que confirieron propiedades fotosintéticas a las células que empezaron a darles alojamiento. Otras moneras, sobre todo las de muy escasas dimensiones, pudieron dar origen de modo similar a otros organelas característicos de la célula eucariontes.

LOS CLOROPLASTOS

Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes fotosintetizadores se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía luminosa en energía química, como la clorofila.

El término cloroplastos sirve alternativamente para designar a cualquier plasto dedicado a la fotosíntesis, o específicamente a los plastos verdes propios de las algas verdes y las plantas.

ESTRUCTURA

Las dos membranas del cloroplasto poseen una diversa estructura continua que delimita completamente el cloroplasto. Ambas se separan por un espacio intermembranoso llamado a veces indebidamente espacio periplastidial. La membrana externa es muy permeable gracias a la presencia de porinas, pero en menor medida que la membrana interna, que contiene proteínas específicas para el transporte. La cavidad interna llamada estroma, en la que se llevan a cabo reacciones de fijación de CO2, contiene ADN circular, ribosomas (de tipo 70S, como los bacterianos), gránulos de almidón, lípidos y otras sustancias. También, hay una serie de sáculos delimitados por una membrana llamados tilacoides que en los cloroplastos de las plantas terrestres se organizan en apilamientos llamados grana (plural de granum, grano). Las membranas de los tilacoides contienen sustancias como los pigmentos fotosintéticos (clorofila, carotenoides, xantófilas) y distintos lípidos; proteínas de la cadena de transporte de electrones fotosintética y enzimas, como la ATP-sintetasa.

Al observar la estructura del cloroplasto y compararlo con el de la mitocondria, se nota que tiene dos sistemas de membrana, delimitando un compartimento interno (matriz) y otro externo, el espacio perimitocondrial; mientras que el cloroplasto tiene tres, que forman tres compartimentos, el espacio intermembrana, el estroma y el espacio intratilacoidal.

FUNCIONES

Cloroplasto obtenido mediante microscopía electrónica.

Es el orgánulo donde se realiza la fotosíntesis de los organismos autótrofos. Existen dos fases, que se desarrollan en compartimentos distintos:

Fase luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de electrones y la ATP-sintetasa responsables de la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación poder reductor (NADPH).

Fase oscura: Se produce en el estroma, donde se halla el enzima RuBisCO, responsable de la fijación del CO2 mediante el ciclo de Calvin.

OBJETIVOS

Mediante el empleo de la técnica de coloración vital se observarán los mitocondrias solo en las células Eucariotas, que vienen a constituirlas “centrales de energía” porque producen y almacenan energía baja la forma de ATP.

Con el uso de suero fisiológico observar plastidios en la células vegetales eucarióticas, los que contienen pigmentos y pueden sintetizar y acumular diversas sustancias, como los Leucoplastos que son plastidios incoloros, los Amiloplastos que acumulas almidón, los Proteinoplastos que acumulas proteínas, los Elaioplastos que acumulan grasas y aceite esenciales. Los Cromplastos son plastidios coloreados como el Caroteno que presenta un pigmento de color naranja, el Licopen de color rojo, la Xantofila de color amarillo y los Cloroplastos que presentan un pigmento de color verde y cuya función principal es realizar la fotosíntesis.

MATERIALES Y METODOS

1) MATERIALES:

Célula de epitelio bucal. Hoja de elodea. Ají amarillo. Zanahoria. Papa. Betarraga. Harina de arroz. Microscopios. Hojas de afeitar. Pinzas en punta. Láminas portaobjetos. Laminilla cubreobjetos. Solución de Verde Janus 1/10,000. Frascos de Lugol. Frasco con suero fisiológico. Goteros con chupón de jebe.

2) MÉTODO: Observación directa

a) Observación de mitocondria en el epitelio bucal:

Con una lámina limpia y mediante un raspado obtener una muestra

de mucosa bucal.

Realizar una frotis extendiendo la muestra sobre otra lamina, dejar

secar la lámina por 5 min.

Cubrir la muestra con Verde Janus durante 5 min, eliminar el exceso

de colorante y dejar secar al medio ambiente.

Observar al microscopio con objetivos de 10x y 40x.

b) Observación de plastidios en los vegetales:

1) Cloroplastos: Se localizan en las hojas debajo de la epidermis superior.

Seleccionar una hoja joven de elodea, colocarla sobre una gota

de agua en una lámina portaobjetos.

Cubrir la muestra con una lamina.

Observar con objetivo de menor y mayor aumento.

2) Cromoplastos: son organelos coloreados y presentan formas variadas

(redondas, elípticas o aciculares)

Realizar cortes finos de zanahoria, ají amarillo, betarraga

sobre una lámina portaobjetos

Colocar una gota de agua sobre el corte

Cubrir con una laminilla

Observar al microscopio con objetivos de menor y mayor

aumento

3) Amiloplastos: son organelos que contienen almidón como sustancia de

reserva.

Sobre una lámina portaobjetos colocar una goa de lugol.

Agregar una pequeña porción de harina de maíz y/o trozo

delgado de papa.

Cubrir con una laminilla.

Observar al microscopio con objetivos de menor y mayor

aumento.

RESULTADOS

Observación de mitocondrias, cloroplastos y plastidios.

Muestras 20x 40x Tipos de plastidios

EPITELIO BUCAL

HOJA DE ELODEA

AJI AMARILLO

ZANAHORIA

BETERRAGA

ANEXOS

1. ¿Cuál es la importancia de los mitocondrias?

Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). Sin mitocondrias, los animales y hongos no serían capaces de utilizar oxígeno para extraer toda la energía de los alimentos y mantener con ella el crecimiento y la capacidad de reproducirse. Los organismos llamados anaerobios viven en medios sin oxígeno, y todos ellos carecen de mitocondrias.

2. ¿Qué transformaciones se llevan a cabo en las mitocondrias?

En la matriz mitocondrial se encuentran las enzimas que llevan a cabo las catálisis de reacciones bioquímicas que constituyen el ciclo de Kreb, así como otras vías catabólicas degradativas.

3. ¿Por qué las mitocondrias fijan el Verde de Janus?

Porque las Mitocondrias tienen enzima oxidativas, dentro de ellas(matriz mitocondrial) , la coloración de Verde de Janus tiñe a las mitocondrias dándole aspecto de pequeños corpúsculos de coloración verde cuando las enzimas oxidativas oxidan dicha coloración, en cambio, esa coloración es incolora en el citoplasma celular porque la misma esta reducida.

4. ¿Qué función cumplen los plastidios en las células?

Depende de que tipo de plastidios hablemos:- Cloroplastos: Responsables de la fotosíntesis.- Cromoplastos: Dan color.- Amiloplastos: Reservan almidón.

BIBLIOGRAFIA

Alberts et al (2004). Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega. ISBN

54-282-1351-8.

Lane, Nick (2005). Power, Sex, Suicide. Mitochondria and the Meaning of Life.

Oxford University Press. ISBN 0-19-280481-2.

Lodish et al. (2005). Biología celular y molecular. Buenos Aires: Médica

Panamericana. ISBN 950-06-1974-3.

Paniagua, R.; Nistal, M.; Sesma, P.; Álvarez-Uría, M.; Fraile, B.; Anadón, R. y

José Sáez, F. (2002). Citología e histología vegetal y animal. McGraw-Hill

Interamericana de España, S.A.U.