Orgánulos citoplasmáticos
En la célula eucariota, el citoplasma es el espacio comprendido entre la membrana plasmática y el núcleo celular cuya función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de los mismos.
Observando estos orgánulos vemos que algunos de ellos están formados por un sistema de membranas.
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Orgánulos sin membrana
Ribosomas y centriolos.
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Orgánulos con membrana simple
Retículo endoplasmático, aparato de Golgi, vacuolas, lisosomas y peroxisomas
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Orgánulos con doble membrana
Mitocondrias y plastos.
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Los que aparecen rodeados por una membrana simple (sistema de endomembranas) aparecen ocupando gran parte de la célula y están muy relacionados entre sí. En cada uno de ellos se realiza un tipo de reacción química y al estar aislado del resto se impide que interfieran unas con otras.
1. Retículo endoplasmático .
El retículo endoplasmatico es un sistema membranosos formado por una red de sáculos aplastados o cisternas , sáculos globosos o vesículas y túbulos sinuosos que se extienden por todo el citoplasma y que comunican con la membrana nuclear externa este sistema recibe una característica especial ya que posee un compartimento único llamado lumen .
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La función principal del retículo endoplasmático es la síntesis de proteínas y la de lípidos aunque no es la única también la adicción a los glúcidos y su afán por asociarse transforma sustancias tóxicas en sustancias no tóxicas .
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Existen dos tipos el rugoso y el liso:
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LISO : La membrana del retículo endoplasmático liso tiene una gran cantidad de encimas cuya función principal es la síntesis de lípidos en general este retículo no es muy abundante en la mayoria de las células pero esta muy desarrollado en :
- Células musculares estriadas , donde contribuye el retículo sarcoplásmico
- Células intersticiales de los ovarios y de los testículos , debido a la gran cantidad de esteroides que se sintetiza en ellos .
- Hepatocitos , donde interviene en la producción de partículas lipoproteicas
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Las funciones de este son :
-Sintetizan la mayoría de los lípidos que forman la membrana como los fosfolípidos , el colesterol , excepto los ácidos grasos que son los únicos que se sintetizan el el citosol .
-Se encargan del almacenamiento de los lípidos , estos se contribuyen a la cara citoplasmática de la membrana , desde donde se difunden hacia el interior del retículo endoplasmático liso .
-Transporte de lípidos a otos orgánulos mediante proteínas de trasferencia o mediante vesículas que han sido producidas mediante redes de clatrina .
-Participa en la desintoxicación gracias a la capacidad de convertir las sustancias toxicas en no toxicas .
-Interviene en algunas respuestas específicas de la célula como es por ejemplo la contracción muscular ya que bombea iones (Ca+2)al lumen y al llegar un impulso nervios los iones salen rápidamente de este al citosol , y así se posibilita la contracción .
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RUGOSO:Este presenta ribosomas en la cara citoplasmática , está formado por cisternas comunicadas entre sí y presenta las vesículas de trasporte , se comunica con el retículo endoplasmático liso y con la parte externa de la envoltura nuclear , sus membranas son algo mas finas que las plasmáticas de 50 a 60 Å , y presentan proteínas encargadas de fijar los ribosomas , llamadas riboforinas .
Las funciones de este son :
-La síntesis de las proteínas que forman la membrana , las proteínas sintetizadas por los ribosomas de su membrana , se introducen en el lumen u se puede inicial la glucosilación que se completara en el aparato de golgi .
-La síntesis de fosfolípidos que forman la membrana , se sintetizan a partir de sus precursores procedentes del citosol .
-La síntesis de proteínas de secreción , normalmente son glucoproteínas , que son trasportadas hacia otros orgánulos en el interior de las llamadas vesículas de transporte , que se forman en el área especializada de sus periferia .
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2. Aparato de Golgi
El aparato de Golgi forma parte del sistema endomembranoso , se encuentra próximo al núcleo y , en las células animales , rodea los centriolos .
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El aparato de Golgi esta formado por una o varias agrupaciones en paralelo de sáculos discoidales o cisternas acompañados de vesículas ​de secreción . Cada agrupación recibe el nombre de dictiosoma , que esta formado por un conjunto de entre cuatro a ocho cisternas , por lo que presentan dos caras :
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-Cara cis , que es la más próxima al retículo rugoso, normalmente es conversa y está contribuida por varias cisternas pequeñas y de membrana fina .
-Cara trans , está orientada hacia la membrana citoplasmática , normalmente es cóncava y contribuida por cisternas muy grandes .
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las funciones de este orgánulo son :
-El trasporte de sustancias dentro de la célula
-La maduración de proteínas enzimáticas que trasforman las sustancias iniciales a lo largo de su recorrido .
-La acumulación y secreción de proteínas , las proteínas que varían su estructura o alteran las secuencias de aminoácidos y se activan , después se concentran y pasan a las vesículas de secreción .
-Síntesis de polisacáridos como los proteoglucanos de la matriz extracelular y los glúcidos constitutivos de la pared celular vegetal .
-Glucosilación de lípidos y proteínas , los oligosacáridos se unen a las proteínas y a loa lípidos para formar glucolípidos y glucoproteínas de membrana .
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3. Vacuolas
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Las vacuolas se forman a partir del retículo endoplasmatico , del aparato de Golgi y de invaginaciones de la membrana . Suelen ser pequeñas y generalmente se denominan vesículas , mientras que las vacuolas de las plantas suelen ser de mayor tamaño y su membrana es llamada tonoplasto .
Las funciones de las vacuolas son :
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-Almacenan gran cantidad de sustancias:
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Nutritivas, como las proteínas de reserva de muchas semillas.
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Productos de deshecho tóxicos, que aislan del resto del citoplasma, como la nicotina o el opio. Estas moléculas nocivas se liberan de las vacuolas cuando una planta es comida o dañada, proporcionando un sistema de defensa contra los depredadores.
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La vacuola, es a menudo un lugar de concentración de pigmentos. Los colores azul, violeta, púrpura, rojo de las células vegetales se deben, usualmente, a un grupo de pigmentos llamados antocianinas (responsables de las coloraciones de frutas y verduras).
-Poseen actividad digestiva, ya que pueden contener gran variedad de enzimas hidrolíticas. Están implicadas en la degradación de macromoléculas y en el reciclaje de los componentes celulares.
-Regulan la presión de turgencia. La concentración de materiales disueltos dentro de la vacuola es muy alta, superior a la del citosol. La entrada de agua en la vacuola por ósmosis desde el citosol hace que esta se expanda y cree una presión hidrostática o turgencia dentro de la célula. Esto está equilibrado por la resistencia mecánica que presenta la pared celular.
-El aumento de tamaño de las células vegetales se debe, en gran parte, a la acumulación de agua en las vacuolas, lo que supone un sistema muy económico para el crecimiento de las células vegetales.
4. Los lisosomas
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Los lisosomas son vesículas procedentes del aparato de golgi , en cuyo interior se encuentran enzimas digestivas , entre ellas se encuentran las hidrolasas ácidas como son : lipasa , ADN-asa ,etc, las enzimas se forman en el reticulo endoplasmático rugoso , pasan al aparato de Golgi , donde se activan y se concentran , y más tarde se acumulan en el interior de los lisosomas .
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Se pueden distinguir dos tipos de lisosomas , los lisosomas primarios son aquellos que sólo contienen las enzimas digestivas, mientras que los lisosomas secundarios, por haberse fundido con una vesícula con materia orgánica, contienen también sustratos en vía de digestión: vacuolas digestivas o heterofágicas, cuando el sustrato procede del exterior, y vacuolas autofágicas, cuando procede del interior.
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Las funciones de los lisosomas son las siguientes:
-Los lisosomas primarios , presentes en los espermatozoides , en el que se almacenan enzimas capaces la membrana foliculares del ovulo
-los lisosomas secundarios ,en los que almacenan proteínas
-Los lisosomas participan en la muerte celular. Contribuyen a la desintegración de células de desecho. Queda entonces un espacio que puede ser ocupado por otra célula nueva.
-No participan en el desarrollo embrionario, pero si intervienen en el proceso de diferenciación de órganos durante la ontogenia (por ejemplo, desaparición de la cola del embrión).
-Intervienen en la digestión de las sustancias ingeridas por endocitosis. Éstas vacían su contenido en endosomas, y la fusión de un endosoma con un lisosoma primario forma un lisosoma secundario. Las enzimas lisosómicas y atienen acceso a un sustrato. En el caso de la fagocitosis, los fagosomas también se unen con lisosomas primarios para dar secundarios. Esto permite la digestión del material digerido y por ello, el lisosoma secundario también se llama VESÍCULA DIGESTIVA. Posteriormente se produce la absorción en el citoplasma. Los productos no degradados quedan en un cuerpo rodeado de membrana que pueden ser defecados por unión de la membrana de la vacuola a la plasmática y libera el contenido al exterior o bien quedan retenidos en el interior de la célula.
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5. Peroxisomas y glioxisomas
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Los peroxisomas son vesículas de entre 0.1 y 0.5 m delimitadas por una membrana sencilla que usualmente contienen una fina matriz granular. Estas organelas están presentes en todas las células eucariontes.
Estas vesículas en su matriz contienen enzimas (oxidasas) relacionadas con diversas vías metabólicas oxidativas (aminoácidos, ácido úrico). Como producto secundario de sus procesos proporcionan un sustrato delimitado para reacciones en las cuales se genera peróxido de hidrógeno (H2O2), cuya acumulación en la célula puede resultar perjudicial, debido a su alta capacidad oxidativa inespecífica. Por ello, en los peroxisomas está presente otra enzima, la catalasa, que se encarga de catalizar la ruptura de H2O2 dando como resultado O2 y H2O y así se evita que el H2O2 salga del peroxisoma .
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Las funciones de los peroxisomas son las siguientes :
-Desintoxicación , que las más abundantes son las del hígado y las del riñón .
-Degradación de los ácidos grasos en moléculas más pequeñas , que mas tarde pasan a las mitocondrias donde se acaban de oxidar .
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Los glioxisosmas son un tipo de peroxisomas que solo podemos encontrar en la células de los vegetales , estos contienen las enzimas responsables del ciclo del ácido glioxílico , que es una variante del ciclo de krebs que permite sintetizar glúcios a partir de lípidos , esto es esencial el las semillas de germinación , ya que permite la síntesis de glucosa a partir de las reservas lipídicas de las semillas .
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6.Las mitocondrias
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Las mitocondrias son los orgánulos de las células eucariotas aerobias , que se encargan de obtener energía mediante la respiración celular , es decir , de realizar la mayoría de las oxidaciones y producir la mayor parte del ATP de la célula . Las mitocondrias se encuentran en grandes cantidades del citoplasma de todas las celulas eucariotas tanto animales como vegetales , se encuentran por lo general en lña célula que tenga mas demanda de energía , como son las musculares y los espermatozoides , al conjunto de estas se les denomina condrioma , y un dato curioso es que suelen ser más pequeñas que los cloroplastos .
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la estructura de la mitocondria es la siguiente :
la mitocondria son orgánulos poliformos , lo que quiere decir que no tiene la misma forma todos las mitocondrias tienen una doble membrana :
-Membrana interna , es aquella que presenta unos pliegues internos denominados crestas mitocondriales , que le permite incrementar su superficie y por tanto su capacidad metabolizadora , es bastante impermeable y contiene moléculas encargadas de la respiración mitocondrial .
-Membrana externa , es lisa y limita por completo a la mitocondria , esta es similar a las membranas celulares , y contiene una bicapa lipídica u proteína asociadas .
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En la membrana de la mitocondria no hay colesterol al igual que la de las bacterias ,también contiene :
-Espacio intermembranoso , este es el espacio que existe entre las dos membranas con un contenido parecido al que tiene el citosol .
-Matriz mitocondrial ,es el espacio que delimita el interior de la membrana interna , el medio interno es rico en enzimas , por las que se pueden hacer diferentes reacciones bioquímicas y además presenta :
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Ribosomas mitocondriales , que son muy parecidos a los de las bacterias.
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Moléculas de ADN mitocondrial , circular y de doble filamento .
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Enzimas , implicadas en el ciclo de Krebs y el la β-oxidación de los ácidos grasos
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Iones de calcio , fosfato , etc.
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Las funciones de las mitocondrias son las siguientes :
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La función mas importante de las mitocondrias es la respiración mitocondrial que consiste en la combinación de materia orgánica con O2 para obtener energía . En la respiración mitocondrial se distinguen dos etapas :
-Ciclo de Krebs : es la etapa inicial en la que se expulsa CO2 .
-Cadena respiratoria : el la ultima etapa , se produce en la membrana interna donde se une el H procedente de la materia orgánica con el O2 y se libera energía que queda almacenada en la molécula de ATP gracias a las enzimas ATP-sintetasa.
En la matriz mitocondrial se llevan acabo otras vías metabólicas de las que destacan :
-β-oxidación de ácidos grasos , a esta también se le denomina hélice de Lynen , en cada vuelta de espiral de esta hélice se formas cinco moléculas de ATP .
-Fosforilación oxidativa , permite cambiar del ADP a ATP mediante partículas complejas formadas por ATP- sintetasa .
-Duplicacin del ADN mitocondrial .
-Concentración de sustancias en la camara interna, como son las proteínas , lípidos ....
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7.Los cloroplastos
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Los cloroplastos son los orgánulos típicos de las células vegetales , contiene clorofíla , gracias a esta se puede llevar a cabo la fotosíntesis , proceso en el que la energía luminosa se transforma en química y se sintetiza materia orgánica a partir de materia inorgánica .
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Los cloroplastos son orgánulos polimorfos de color verde , esto de debe a la presencia de clorofila , estas son mas grandes que las mitocondrias .
La cubierta esta formada por dos membrana :
- La membrana plastidial externa , es muy permeable .
- la membrana plastidial interna , es casi permeable por lo que presenta gran cantidad de permeasas , denominadas translocadoras .
Los estromas , es el espacio que existe delimita la membrana interna , contiene un elevado número de componentes :
-ADN plastidial , es circular y de doble hélice
-Plastorribosomas , son diferentes a los ribosomas del citoplasma y de los mitorribosomas de la mitocondrias
-Enzimas , destacan las que trasforman el CO2 en materia orgánica y las que permiten la transcripción, traducción y la replicación del ADN.
-Inclusiones de granos de almidón e inclusiones lipídicas
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Los tilacoides son sáculos aplastados , en los que sed encuentran pigmentos fotosintéticos , en su membrana es donde se da la fase luminosa de la fotosíntesis, mientras que la oscura se da en los estromas , existen dos tipos de tilacoides :
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-Tilacoides de estroma , son alargados y se representan alargados por todo el estroma .
-Tilacoides de grana , son pequeños y se representan como sacos apastados unos encima de otros
En la membrana de los tilacoides se ubican los sistemas enzimáticos encargados de captar la energía luminosa, efectuar el transporte de electrones y formar ATP .
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Las funciones de los cloroplastos son :
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La función principal de los cloroplastos es la fotosíntesis , en la que se distinguen dos fases :
La fase luminosa en la que se capta energía luminosa que se utiliza para romper las moléculas y obtener de ellas sus H en forma de protones (H+), mientras que el O2 se libera al exterior como producto de desecho .
Esta fase se da en la membrana de los tilacoides .
La fase oscura se captan moléculas de CO2 de aire a las que se añaden los H obtenido de la fase luminosa , gracias a la energía de los ATP , generándose así la materia orgánica .
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8.Los ribosomas
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Los ribosomas son estructuras globulares , carentes de membrana que están contribuidas por varios tipos de proteínas asociadas a ácidos ribonucleicos ribosómicos , procedentes del nucléolo se puede encontrar disperso por en el citosol o adherido a ala membrana del retículo endoplasmatico gracias a la riboforina , que es una proteína, y tiene características muy comunes a las de los ribosomas de procariotas .
la función de los ribosomas es :
Los ribosomas están ligados directamente con la síntesis proteica, y es preciso hacer énfasis en esto, dado que este es un papel muy importante.
Estos corpúsculos granulares tienen como función hacer que las instrucciones genéticas del ARN enlacen las secuencias específicas de los aminoácidos con los cuales se hacen las proteínas. La misión de los ribosomas es crear proteínas partiendo de los aminoácidos.
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Los ribosomas en una célula se localizan en dos regiones del citoplasma , se encuentran dispersos en el citoplasma y algunos se unen al retículo endoplasmático , son partículas diminutas de unos 200 A estos están compuestos por ARN y proteínas poseen alrededor de 37 – 62% de ARN se componen de ARN y el resto son proteínas.
El ribosoma se compone de dos subunidades. Las subunidades de los ribosomas se denominan según su capacidad de sedimentación en un gel especial que la Unidad de Sevdberg , los ribosomas procariotas tienen ribosomas 70S cada subunidad que consiste en una pequeña subunidad es de 30S y la subunidad grande es de 50S. Los eucariotas tienen ribosomas 80S cada uno consistente de subunidad pequeña (40S) y grande (60S).
Los ribosomas encontrados en los cloroplastos de las mitocondrias de eucariotas consta de subunidades grandes y pequeñas unidas con proteínas en una partícula 70S. El ARN está organizado en varias estructuras terciarias. El ARN en los ribosomas más grandes está en varias inserciones continuas, ya que forman bucles fuera de la estructura del núcleo sin interrumpirlo o cambiarlo.
9. La inclusiones citoplasmáticas
Son inclusiones de carácter hidrófobo que se encuentra en el citoplasma y que no están rodeadas de membrana suelen ser sustancias con función energética , pigmentos con función protectora o sin ninguna función ya que son el producto final de otras degradaciones .
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De reserva:
Las más abundantes son el colágeno y el almidón :
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Células animales :
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-Glucógeno :abundan el las células hepáticas y en las musculares si la glucosa en la sangre disminuye por debajo de 1g/l, el glucógeno hepático se hidroliza hasta glucosa , que pasa a la sangre así llega todas las célula
-Lípidos :generalmente son triglicéridos , que se pueden almacenar formando gotas en el citosol especial mente el las adiposas y también en otro tipo de células .
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Células vegetales :
-Gotas de grasa :se suelen encontrar en las células de las semillas oleaginosas.​
-Aceites esenciales : se obtienen de las gotas líquidas presentes en las células de las plantas aromaticas y en el pericardio de los cítricos .
-Látex:es un líquido lechoso y pegajoso producido en el citoplasma que sirve para taponar heridas de algunas plantas como las euforbias y el árbol de caucho.
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​ 2. Pigmentos
Son sustancias coloreadas por naturaleza química diversa , presente en los tejidos de los animales .
-Lipofucsina : es un pigmento amarillo parduzco que es el producto final de la actividad célular en la que abundan las células nerviosas y cardíacas envejecidas .
-Hemosiderina : es una sustancia pardo amarillenta resultado de la degradación de hemoglobina .
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3. Pe proteínas precipitadas
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Son depósitos de diferentes tipos de proteínas , muchas cristalinas .Las presentan algunas células animales , generalmente son producto de desecho .
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10. Los centriolos
Los centríolos son dos pequeños cuerpos huecos y cilíndricos , se encuentran próximos al núcleo y están presentes en las células de animales y en las de algunos vegetales inferiores, desempeñan un papel de mucha importancia durante la división celular en la que físicamente ocupan posiciones perpendiculares entre sí pero en polos opuestos de la célula. Al conjunto de centríolos se les denomina diplosoma , cada centriolo consta de nueve grupos de tres microtúbulos , que se disponen formando un cilindro , Durante el proceso de división de la célula, los centríolos se desplazan hasta colocarse a lados opuestos de la célula, es entonces cuando de cada uno surge un racimo de filamentos radiales al que se le denomina áster.
Posteriormente, se forma un huso entre ambos centríolos por medio de los filamentos. Estos filamentos están compuestos de proteína y por cantidades mínimas de ácido ribonucleico. Los cromosomas se adhieren a estos filamentos por el centrómero y entonces son empujadas unas a un lado de la célula, y otras al lado contrario.
La función principal de los centriolos es la formación y organización de los filamentos que constituyen el huso acromático cuando ocurre la división del núcleo celular, pero también ayudan al movimiento de los cilios y flagelos .
