Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

4.3: Compartimentación eucariota
TABLA DE
CONTENIDO

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Eukaryotic Compartmentalization
 
TRANSCRIPCIÓN

4.3: Eukaryotic Compartmentalization

4.3: Compartimentación eucariota

One of the distinguishing features of eukaryotic cells is that they contain membrane-bound organelles—such as the nucleus and mitochondria—that carry out particular functions. Since biological membranes are only permeable to a small number of substances, the membrane around an organelle creates a compartment with controlled conditions inside. These microenvironments are often distinct from the environment of the surrounding cytosol and are tailored to the specific functions of the organelle.

For example, lysosomes—organelles in animal cells that digest molecules and cellular debris—maintain an environment that is more acidic than the surrounding cytosol, because its enzymes require a lower pH to catalyze reactions. Similarly, pH is regulated within mitochondria, which helps them carry out their function of producing energy.

Additionally, some proteins require an oxidative environment for proper folding and processing, but the cytosol is generally reductive. Therefore, these proteins are produced by ribosomes in the endoplasmic reticulum (ER), which maintains the necessary environment. Proteins are often then transported within the cell through membrane-bound vesicles.

The genetic material of eukaryotic cells is compartmentalized within the nucleus, which is surrounded by a double membrane called the nuclear envelope. Small pores in the envelope control which molecules or ions can enter or leave the nucleus. For instance, messenger RNA (mRNA) exits the nucleus through these pores to take the genetic instructions encoded in the DNA to the ribosomes, where they can be translated into protein.

Organelles can also protect a cell by containing and neutralizing dangerous substances. For example, peroxisomes carry out oxidation reactions that produce hydrogen peroxide—which is toxic to cells—but they also contain enzymes that convert it into harmless oxygen and water. Therefore, compartmentalization allows eukaryotic cells to carry out a variety of different functions that would otherwise be incompatible in terms of their required environments or by-products produced.

Una de las características distintivas de las células eucariotas es que contienen orgánulos unidos a membrana, como el núcleo y las mitocondrias, que llevan a cabo funciones particulares. Dado que las membranas biológicas sólo son permeables a un pequeño número de sustancias, la membrana alrededor de un orgánulo crea un compartimiento con condiciones controladas en el interior. Estos microambientes son a menudo distintos del entorno del citosol circundante y se adaptan a las funciones específicas del orgánulo.

Por ejemplo, los lisosomas (orgánulos en células animales que digieren moléculas y desechos celulares) mantienen un ambiente más ácido que el citosol circundante, porque sus enzimas requieren un pH más bajo para catalizar las reacciones. Del mismo modo, el pH está regulado dentro de las mitocondrias, lo que les ayuda a llevar a cabo su función de producir energía.

Además, algunas proteínas requieren un ambiente oxidativo para el plegado y procesamiento adecuado, pero el citosol es generalmente reductivo. Por lo tanto, estas proteínas son producidas por ribosomas en el retículo endoplasmático (ER), que mantiene el ambiente necesario. Las proteínas a menudo se transportan dentro de la célula a través de vesículas unidas a la membrana.

El material genético de las células eucariotas se compartimenta dentro del núcleo, que está rodeado por una doble membrana llamada sobre nuclear. Los poros pequeños en la envolvente controlan qué moléculas o iones pueden entrar o salir del núcleo. Por ejemplo, el ARN mensajero (ARNm) sale del núcleo a través de estos poros para llevar las instrucciones genéticas codificadas en el ADN a los ribosomas, donde se pueden traducir en proteínas.

Los orgánulos también pueden proteger una célula al contener y neutralizar sustancias peligrosas. Por ejemplo, los peroxisomas llevan a cabo reacciones de oxidación que producen peróxido de hidrógeno, que es tóxico para las células, pero también contienen enzimas que lo convierten en oxígeno y agua inofensivos. Por lo tanto, la compartimentación permite a las células eucariotas llevar a cabo una variedad de funciones diferentes que de otro modo serían incompatibles en términos de sus entornos requeridos o subproductos producidos.


Lectura sugerida

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter