ESTRUCTURA
DE LA CÉLULA EUCARIONTE.
Las células eucariontes son generalmente mayores tanto en
estructura, forma, tamaño y más complejas que las células procariontes. Las células eucariontes pueden ser animal o vegetal, ambas tienen
casi los mismos organelos, variando solamente algunos. En ambas imágenes se muestran células eucariontes, la de arriba es
vegetal y la de abajo es animal.
1 PROTOPLASMA
El protoplasma es un término ya en desuso, introducido
por Jan Evangelista PurkynA› para referirse, con cierta impropiedad, a «la
sustancia viva de la célula». Se subdivide en dos partes: el citoplasma y el
carioplasma; el citoplasma se encuentra desde la membrana celular hasta el
núcleo y es el lugar donde ocurre el metabolismo celular, y el carioplasma, el
liquido intranuclear, es el sitio donde ocurre el metabolismo de los ácidos
nucléicos.
El protoplasma está formado por las sustancias, en estado coloidal:
• Agua: 75 a 80% del protoplasma, de funciones estructural, transportadora,
termorregulador, disolvente, lubricante
• Sales o electrolitos: de funciones estructurales y reguladoras de pH (nivel
de acidez): K(Potasio), Mg(Magnesio), P(Fósforo), S(Azufre), Na(Sodio),
Cl(Cloro)
• Proteínas: 10 a 15% del protoplasma, son moléculas orgánicas de diferentes
tamaños formadas por aminoácidos, su composición química es de Carbono,
Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno, lo que nos da una cadena de aminoácidos. Sus
funciones son Estructurales (uñas, cabello); Hormonal (hormonas, por ejemplo
insulina); Enzimas: compuestos deproteínas que aumentan la velocidad de una
reacción química (catalizador biológico); y de Transporte (transporte de
oxígeno
• Carbohidratos: que son la fuente de combustible de las células y son
moléculas que se componen de Carbono, Hidrógeno y Oxígeno. Sus funciones son
almacenar energía para la célula (como fuente primaria) y constituir
las paredes celulares.
• Lípidos: grasa neutra, fosfolípidos, colesterol, que son substancias
indisolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos. Su
composición química también es de Carbono, Hidrógeno y Oxígeno. Sirven como
reserva de energía, de aislante térmico y para formar la membrana celular que
le da protección a los órganos y estructuras celulares.
2 PROPIEDADES FISIOLÓGICAS
El protoplasma tiene 3 propiedades fisiológicas fundamentales, la
irritabilidad, el metabolismo y la reproducción.
1. La irritabilidad es la capacidad del protoplasma de responder a un
estímulo, lo que determina su posibilidad de adaptarse al medio ambiente.
2. El metabolismo es el proceso fundamental que caracteriza la vida y que
comprende todas las reacciones químicas que tienen lugar en una célula. Algunas
reacciones metabólicas están relacionadas con la síntesis del protoplasma (anabólicas) y otras
intervienen en su desintegración (catabólicas), El metabolismo comprende una
serie de procesos funcionales como
la digestión, respiración, absorción y excreción.
La reproducción es la formación de
nuevas células semejantes a la original, a través de mecanismos división
directa o amitosis o división indirecta o mitosis; esta última es la que se
observa conmás frecuencia en las células animales. Además,
existe una forma especial de división celular que ocurre en la etapa de
maduración de las células sexuales o gametos, llamada meiosis.
3 MEMBRANA CELULAR O PLASMÁTICA.
El contenido de todas las células vivas está rodeado por una
membrana delgada llamada membrana plasmática, o celular, que marca el límite
entre el contenido celular y el medio externo.
La membrana plasmática de las células eucarioticas es una estructura dinámica
formada por 2 capas de fosfolípidos en las que se introducen moléculas de
colesterol y proteínas. Los fosfolípidos tienen una cabeza
hidrófila y dos colas hidrófobas. Las dos capas de fosfolípidos se
sitúan con las cabezas hacia fuera y las colas, hacia dentro. Es decir, los de la capa exterior de la membrana hacia el líquido
extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma. Las
proteínas metidas en las capas de fosfolípidos cumplen diversas funciones como la de transportar grandes
moléculas hidrosolubles, como
azúcares y ciertos aminoácidos. También hay proteínas unidas a carbohidratos
(glicoproteínas) en la membrana.
El grosor de la membrana celular varia entre 4 a 5 nanómetros (nm) y actúa como
una barrera selectiva reguladora de la composición química de la célula.
La mayor parte de los iones y moléculas solubles en agua son incapaces de
cruzar de forma espontánea esta barrera, y precisan de la concurrencia de
proteínas específicas de transporte o de canales proteicos. De este modo la célula mantiene concentraciones de iones y
moléculas pequeñas distintas de las imperantes en el medioexterno.
Otro mecanismo, que consiste en la formación de pequeñas vesículas de membrana
que se incorporan a la membrana plasmática o se separan de ella,
permite a las células animales transferir macromoléculas y partículas aún
mayores a través de la membrana.
4 CITOPLASMA Y CITOSOL.
El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo
el núcleo. En él tienen lugar la mayor parte de las
reacciones metabólicas de la célula. Está compuesto
por el citosol, una solución acuosa concentrada que engloba numerosas
estructuras especializadas y orgánelos.
El citosol es un gel de base acuosa que contiene gran
cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células
es, con diferencia, el más voluminoso (en las bacterias es el único
compartimento intracelular).
En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes del metabolismo celular, como las primeras etapas
de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las
grandes moléculas que constituyen la célula. Aunque muchas moléculas del
citosol se encuentran en estado de solución verdadera y se desplazan con
rapidez de un lugar a otro por difusión libre, otras están ordenadas de forma
rigurosa. Estas estructuras ordenadas confieren al citosol una organización
interna que actúa como
marco para la fabricación y descomposición de grandes moléculas y canaliza
muchas de las reacciones químicas celulares a lo largo de vías restringidas.
5 CITOESQUELETO
El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos que se encuentra en el
citosol y que ocupa el interior de todas las célulasanimales y vegetales.
Adquiere una relevancia especial en las animales, que carecen de pared celular
rígida, pues la función principal del citoesqueleto es mantener la
estructura y la forma de la célula. Actúa como bastidor para la organización
de la célula y la fijación de orgánelos y enzimas. También es
responsable de muchos de los movimientos celulares. En
muchas células, el citoesqueleto no es una estructura permanente, sino que se
desmantela y se reconstruye sin cesar. Se forma a partir de tres tipos
principales de filamentos proteicos: microtúbulos, microfilamentos y filamentos
intermedios, unidos entre sí y a otras estructuras
celulares por diversas proteínas accesorias.
Microtúbulos: Son filamentos largos, formados principalmente por la proteína
tubulina, son los componentes más importantes del citoesqueleto y pueden formar
asociaciones estables, tales como; los centriolos, que son cilindros
localizados en el interior del centrosoma(figura 1), exclusivos de células
animales, al mirarlos con microscopio se observa que la parte externa de los
centriolos esta formado por nueve tripletes de microtúbulos(figura 3), además
los centriolos se cruzan formando un ángulo de 90°(figura 2).
Microfilamentos: Se sitúan principalmente en la periferia celular, debajo de la
membrana y están formados por hebras de la proteína actina, trenzadas en
hélice, cuya estabilidad se debe a la presencia de ATP e iones de calcio. Cuando se encuentran asociados a los filamentos de miosina, son los
responsables de la contracción muscular. Se encuentran
dispersos por todo el citoplasma; pero se concentranfundamentalmente por debajo
de la membrana plasmática.
Filamentos Intermedios: Formados por diversos tipos de proteínas. Son polímeros muy estables y resistentes. Especialmente
abundantes en el citoplasma de las células sometidas a fuertes
tensiones mecánicas (queratina, desmina) ya que su función consiste en repartir
las tensiones, que de otro modo podrían romper la célula. Se extienden por todo
el citoplasma y se anclan a la membrana plasmática proporcionando a las células
resistencia
mecánica.
6 NÚCLEO
Se caracteriza por su membrana nuclear; que es una continuación del retículo endoplásmico, que contiene muchos poros
grandes a través de los cuales pasan sustancias como proteínas y RNA, y que tiene una
permeabilidad selectiva de intercambio hacia el exterior e interior. Normalmente posee forma esférica u oval. El
núcleo contiene la información hereditaria de la célula en la forma de DNA.
El DNA está combinado con proteínas denominadas histonas,
dándole una apariencia fibrilar. Esta combinación de
DNA y proteínas se llama cromatina. Durante la
división celular la cromatina se condensa en cromosomas. Dentro del carioplasma se encuentra el nucleolo, el cual aparece
más oscuro con el microscopio electrónico.
Alrededor del 5 al 10% del nucleolo es RNA, siendo el
resto proteína. Esta estructura es el lugar de síntesis del RNA ribosomal y de los componentes
esenciales del
ribosoma. Los componentes proteicos de los ribosomas sintetizados en el
citoplasma entran en el núcleo a través de los poros nucleares para combinarse
con el RNA ribosomal recién sintetizado. Tanto lasproteínas como el RNA forman las dos subunidades de los
ribosomas que salen del
carioplasma a través de los poros y se convierten en funcionales en el
citoplasma.
7 Retículo endoplásmico
El retículo endoplásmico es una red membranosa de sacos y túbulos que a menudo
están conectados a la membrana nuclear y citoplásmica. Existen dos
formas de retículo endoplásmico: el rugoso y el liso. El
rugoso posee ribosomas y el liso no lo posee. La superficie externa del
RE rugoso está cubierta de diminutas estructuras llamadas ribosomas, donde se
produce la síntesis de proteínas.
Transporta las proteínas producidas en los ribosomas hacia las regiones
celulares en que sean necesarias mediante el
citoplasma o hacia el aparato de Golgi, desde donde se pueden exportar al
exterior.
El RE liso desempeña varias funciones. Interviene en
la síntesis de casi todos los lípidos glucógeno y esteroides que forman la
membrana celular y las otras membranas que rodean las demás estructuras
celulares, como
las mitocondrias. Las células especializadas en el metabolismo de lípidos, como
las hepáticas, suelen tener más RE liso. El RE liso también
interviene en la absorción y liberación de calcio para mediar en algunos tipos
de actividad celular.
El retículo endoplásmico liso está implicado también en la
síntesis de glucógeno, y esteroides. Los canales del retículo
endoplásmico liso también sirven para la distribución de las sustancias
sintetizadas en él.
En la imagen se observa el retículo endoplásmico liso y
rugoso.
1 2 3
8 LAS MEMBRANAS CELULARES
Para llevar a cabo las reacciones
químicasnecesarias en el mantenimiento de la vida, la célula necesita mantener un medio interno apropiado. Esto es posible porque las
células se encuentran separadas del mundo exterior por una
membrana limitante, la membrana plasmática. Además, la
presencia de membranas internas en las células eucariotas proporciona
compartimientos adicionales que limitan ambientes únicos en los que se llevan
al cabo funciones altamente específicas, necesarias para la supervivencia
celular.
La membrana plasmática se encarga de:
aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo
regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior celular (lo
que entra y sale de la célula);
comunicación intercelular
La mayoría de las células tienen membranas internas además de la membrana
plasmática, forman y delimitan compartimentos donde se llevan a a cabo las
actividades bioquímicas de la célula. Las restantes membranas
también constituyen barreras selectivas para el pasaje de sustancias.
Funciones de las membranas
La membrana celular funciona como una barrera
semipermeable, permitiendo el paso
de pocas moléculas y manteniendo la mayor parte de los productos producidos
dentro de ella.
Protección
Ayudar a la compartimentalización subcelular
Regular el transporte desde y hacia la célula y de los dominios subcelulares
Servir de receptores que reconocen señales de determinadas moléculas y
transducir la señal al citoplasma.
Permitir el reconocimiento celular.
Proveer sitios de anclaje para los filamentos del citoesqueleto o
los componentes de la matrizextracelular lo que permite, entre otras, el
mantenimiento de la forma celular
Servir de sitio estable para la catálisis enzimática.
Proveer de 'puertas' que permitan el pasaje través de las membranas
de diferentes células (gap junctions)
Regular la fusión de la membrana con otra membrana por medio de uniones
(junctions) especializadas
Permitir direccionar la motilidad celular
Estructura de las Membranas
La membrana plasmática tiene un grosor no mayor de 5 nm. Debido a que la mayor
parte de las proteínas tiene un diámetro mayor a 10
nm, uno de los principales problemas para comprender la estructura básica de
las membranas consistía en determinar la forma en que las moléculas se
disponían en un espacio tan pequeño. El actual modelo de la estructura de la
membrana plasmática es el resultado de un largo camino que comienza con las observaciones
indirectas que determinaron que los compuestos liposolubles pasaban fácilmente
esta barrera lo que llevó a Overton, ya en 1902, a sostener que su composición
correspondía al de una delgada capa lipídica; posteriormente se agregó a esta
propuesta la que sostenía que en la composición también intervenían proteínas.
Hacia 1935 Danielli y Davson sintetizaron los conocimientos proponiendo que la
membrana plasmática estaba formaba por una 'bicapa lipídica' con
proteínas adheridas a ambas caras de la misma.
La integración de los datos químicos, físico-químicos y las diversas técnicas
de microscopía llevó al actual modelo de ' ' (Singer S.J., and
Nicolson, G.L. (1972) Science, 175:120). Según este
modelo del
mosaico fluido, que hatenido gran aceptación, las membranas constan de una
bicapa lipídica (una doble capa de lípidos) en la cual están inmersas diversas
proteínas.
La bicapa lipídica ha sido establecida como la base universal de la
estructura de la membrana celular. Es fácil de observar en una micrografía
electrónica pero se necesitan técnicas especializadas como la difracción
de rayos X y técnicas de criofractura para revelar los detalles de su
organización.
Membranas celulares de neuronas opuestas. Dennis
Kunkel © (M.E., 436.740x
La membrana es una estructura cuasi-fluida, en ella
sus componentes pueden realizar movimientos de traslación dentro de la misma.
Esta fluidez implica que los componentes en su mayoría solo están unidos por
uniones no covalentes. La microscopía electrónica mostró a la membrana
plasmática como
una estructura de tres capas, dos de ellas externas y densas, y una clara en el
medio.
Los lípidos son insolubles en agua pero se disuelven
fácilmente en disolventes orgánicos. Constituyen aproximadamente el 50%
de la masa de la mayoría de las membranas plasmáticas de las células animales,
siendo casi todo el resto proteínas. Existen 109 moléculas
lipídicas en la membrana plasmática de una célula animal pequeña.
La molécula primaria de la membrana celular es el fosfolípido, posee una 'cabeza'
polar (hidrofílica) y dos 'colas' no polares (hidrofóbicas), son por
tanto simultáneamente hidrofílicos e hidrofóbicos ( ).
Los fosfolípidos en la membrana se disponen en una bicapa con sus colas
hidrofóbicas dirigidas hacia el interior, quedando de esta manera entre las
cabezashidrofílicas que delimitan la superficie externa e interna de la
membrana. El espesor de la membrana es de alrededor de 7
nanómetros.
Esquemas de una molécula de fosfolípido
Debido a que las moléculas del tipo de los fosfolípidos
tienen un extremo que se asocia libremente con el agua y otro que no lo hace,
cuando se encuentran dispersas en agua adoptan por lo general una conformación
de capa doble. La estructura en bicapa permite que los grupos del extremo
hidrofílico se asocien libremente con el medio acuoso, y que las cadenas
hidrófobas de ácidos grasos permanezcan en el interior de la estructura, lejos
de las moléculas de agua.
Esquema del modelo fluido de membrana
1. Bicapa de fosfolípidos)
2. Lado externo de la membrana
Lado interno de la membrana
4. Proteína intrínseca de la membrana
5. Proteína canal iónico de la membrana
6. Glicoproteína 7. Moléculas
de fosfolípidos organizadas en bicapa
8. Moléculas de colesterol
9. Cadenas de carbohidratos
10. Glicolípidos
11. Región polar (hidrofílica) de la molécula de
fosfolípido
12. Región hidrofóbica de la molécula de fosfolípido
El colesterol es otro componente importante de la membrana. Se encuentra
embebido en el área hidrofóbica de la misma, su presencia contribuye a la
estabilidad de la membrana al interaccionar con las 'colas' de la
bicapa lipídica y contribuye a su fluidez evitando que las 'colas' se
'empaqueten' y vuelvan mas rígida la membrana (este efecto se observa
sobre todo a baja temperatura).
Las membranas de las células vegetales no contienen
colesterol, tampoco lasde la mayoría de las células bacterianas.
Las arqueobacterias poseen lípidos de membrana diferentes tanto de las
bacterias como
de los eucariotas (incluyendo enlaces éter en lugar de enlaces ester en sus
fosfolípidos). Algunas de ellas poseen esteroles en su
membrana celular (una característica de eucariotas).
Las proteínas pueden estar suspendidas en la membrana, con sus regiones
hidrofóbicas insertadas en ella y con las hidrofílicas
que sobresalen ('stick out') hacia el exterior e interior de la
celula.
Diversas experiencias sugieren que estas proteínas no están fijas en un lugar de la membrana, sino que están relativamente libres
para desplazarse lateralmente, por lo cual se originó el concepto de mosaico
fluido.
Proteinas de la membrana
Las proteínas de la membrana pueden considerarse, de acuerdo a como se
encuentran en la membrana, comprendidas en una de estas dos categorías:
integrales: estas proteínas tienen uno o mas segmentos que atraviesan la bicapa
lipídica
periféricas: estas proteínas no tienen segmentos incluidos en la bicapa,
interaccionan con las cabezas polares o bien con las proteínas integrales
La superficie externa de la membrana tiende a ser rica en glicolípidos que
tienen su colas hidrofóbicas embebidas en la región hidrofóbica de la membrana
y sus cabezas hacia el exterior de la célula.
Ellos, junto a con los hidratos de carbono pegados a las proteínas
(glicoproteínas), intervienen en el reconocimiento de lo propio
('self') de un organismo. Los antígenos de
diferenciación, mas conocidos como antígenos CD (por Cluster
ofDifferentiation, grupo de diferenciación) no son otra cosa que glicoproteínas
que se expresan sobre la superficie de las membranas
Esquema de un proteoglucano, estas glicoproteínas poseen una proporción de
polisacáridos mayor que lo usual.
Esquema de las Proteínas del Complejo Mayor de
Histocompatibilidad (CMH). Estas moléculas resultan claves
para distinguir entre lo propio y lo ajeno por el sistema inmunitario.
Esquema de una proteína de transmembrana que actúa como receptor de
quimiocinas
9 LA MATRIZ EXTRACELULAR
Las interacciones celulares resultan fundamentales para su integración en
tejidos y su relación con células similares o diferentes.
Las células animales secretan alrededor de ellas un
complejo retículo conformado por proteínas e hidratos de carbono que les crean
un ambiente especial: la matriz extracelular.
Entre sus principales componentes se cuentan
el colágeno, fibras proteicas que confieren resistencia
y fortaleza a
la matriz
los proteoglucanos, glicoproteínas que poseen una proporción de polisacáridos
mayor que lo usual. y confieren el alto grado de
viscosidad característico de la matriz
las fibronectinas, proteínas multiadhesivas, tienen afinidad tanto para el
colágeno como
para las integrinas de las células. Su función principal es
la fijación de células a matrices que contienen colágeno.
La matriz extracelular de las células animales puede equipararse a la pared
celular de las células vegetales, cuya composición química es muy diferente y
se describe mas adelante.
10 ADHESIÓN INTERCELULAR
Un grupo de proteínas denominadasMoléculas de Adhesión
Celular (MAC o CAM por sus siglas en inglés)
es el responsable de las interacciones entre células. Estas proteínas
corresponden a proteínas integrales de membrana , entre las mas importantes
tenemos:
Cadherinas: son responsables de las interacciones entre células similares
(interacciones homotípicas) y requieren de Ca ++ para dicha interacción, y
entre otras características , se encuentra las de relacionarse (por su porción
citosólica) al citoesqueleto Un ejemplos de uniones que contiene cadherina lo
constituyen los desmosomas y las uniones adhesivas celulares y que confieren
rigidez y fortaleza al conjunto de células que se unen para formar tejidos.
Selectinas: son responsables de las interacciones entre células diferentes
(interacciones heterótípicas), se fijan a los hidratos de carbono de otras
moléculas de adhesión celular. Esta fijación es Ca++
dependiente y se realiza por medio de una lectina que se encuentra en el
extremo de la molécula.
Uniones especializadas entre las células
Esquema de un desmosoma
Esquema simplificado de uniones que se establecen entre células
Desmosomas que, como se observa en la figura superior, constan de una placa
adosada a la cara citosólica de las respectivas membranas citoplasmáticas de
las células que unen y, siendo las cadherinas los elementos que unen a las
mismas.
La placa (formada por proteínas denominadas placoglobinas) se unen a filamentos
intermedios del
citoesqueleto (queratina).
Las cadherinas (en este caso proteínas de trasmembrana
denominadas desmogleína y desmocolina) se fijan a la placa y seproyectan al
espacio intercelular entrelazándose a las de la otra célula.
Uniones adherentes: se las encuentra generalmente en el tejido epitelial
conformando una banda continua de moléculas de cadherina que en su porción
citosólica se unen a un 'cinturón' de
proteínas adaptadoras que discurre en la cara citosólica de la membrana celular
y relaciona a las cadherinas con el citoesqueleto (principalmente actina).
Unión estrecha u oclusiva: se las encuentra separando los líquidos
extracelulares que bañan las regiones apicales y basales de las células (con el
objeto de que cumplan sus respectivas funciones) y forman barreras que tornan
impermeables determinadas cavidades (como
la luz del
intestino). En este tipo de relación entre células,
hileras de proteínas integrales de membrana (como la ocludina y la claudina) forman, con
la porción que se proyecta al espacio intercelular, uniones extremadamente
fuertes con las similares de la célula adyacente y prácticamente fusionan ambas
células estableciendo una unión impermeable. La porción citosólica de estas células
se relaciona al citoesqueleto.
Comunicación intercelular
Uniones comunicantes ( gap junctions)
Un tipo particular de unión entre células animales lo constituye la unión
comunicante (gap junction), en este caso las membranas de ambas poseen proteínas
que conforman semicanales de transmembrana, que las interconectan y permiten el paso de moléculas entre
ambas.
En las células vegetales las uniones intercelulares se
extienden a través de las paredes celulares de células adyacentes y se
denominan plasmodesmos. Aligual que las uniones comunicantes, conectan a
ambas células permitiendo el paso
de moléculas, pero en este caso la membrana celular conforma una lámina
continua que 'tapiza' el plasmodesmo y, por otra parte una extensión del retículo plasmático (el
desmotúbulo) lo atraviesa y se conecta al citosol de la célula adyacente.
Adhesion entre las células y la matriz
En los grupos organizado de células la matriz, entre otras funciones, cumple la
de organizar las células en tejidos amén de coordinarlas proporcionando el
medio para que se propaguen señales que pueden indicar a las células que
crezcan y proliferen.
Esquema simplificado de la matriz celular, que muestra una de las relaciones
entre componentes de la matriz y componentes del citoesqueleto.
La adhesión entre las células y la matriz esta mediada esencialmente por las
integrinas: son las principales clases de Moléculas de Adhesión Celular que
interaccionan entre la célula y la matriz (aunque las selectinas y
proteoglucanos también intervienen en la fijación). Las integrinas están
compuestas por dos subunidades diferentes (heterodímeros) que toman el nombre
de alfa (con 17 tipos diferentes) y beta (con ocho tipos diferentes), lo cual
permite un gran número de combinaciones. Las células generalmente presentan en su superficie varios tipos de
integrinas.
La porción extracelular de la integrina se fija a las proteínas de la matriz y
la citosólica se relaciona con proteínas adaptadoras que a su vez interactúan
con el citoesqueleto.
Algunas integrinas pueden además de mediar entre la célula y
la matriz, intervenir eninteracciones intercelulares.
11 LA PARED CELULAR
La pared celular se encuentra localizada por fuera de la membrana celular dando
protección y soporte mecánico a las células que la poseen.
Presenta diferentes características ya sea que se trate de la pared de las
plantas (eucariotas) o de la de bacterias (procariotas). En los respectivos
capítulos (La pared bacteriana, La pared celular en las plantas) se las trata
in extenso.
A continuación se detallan algunas hechos que caracterizan a
diferentes grupos en referencia a la misma.
Las células de los animales y de muchos protistas no tienen pared celular.
Las plantas tienen una variedad de productos incorporados en su pared celular,
entre ellos la celulosa en la pared primaria y la lignina, y
otros productos químicos en la pared secundaria.
Los plasmodesmos son las conexiones por medio de las cuales
se comunican las células eucariotas cubiertas por paredes celulares.
Los hongos poseen quitina en su pared celular.
Los procariotas tienen una pared celular formada por un peptidoglicano, que
entre sus características esta el hecho de contener aminoácidos de la serie D.
Las arqueobacterias no poseen paredes celulares con peptidoglicanos
15 Vacuolas y vesiculas
Las vacuolas son organelas rodeadas por una sola membrana, que son usadas
generalmente como sitios de almacenamiento, en las células vegetales suelen ser
muy grandes y la membrana que lo rodea toma el nombre de tonoplasto (del griego
tonos = tensión; plastos = modelado, formado).
Las vesículas son mucho más pequeñas que las vacuolas y
funcionan en eltransporte de sustancias desde y hacia el exterior de la célula.
14 RISOMAS Y LISOSOMAS
Ribosomas
Los ribosomas intervienen en la síntesis proteica. No están rodeados por
membrana y se los encuentra tanto en eucariotas (80s) como en procariotas
(70s). Los ribosomas de los eucariotas son ligeramente mas
grandes que los de los procariotas. Estructuralmente
consisten en una subunidad grande y otra pequeña. Bioquímicamente
están formados por ARN ribosómico (ARNr) y cerca de 50 proteínas estructurales.
A menudo los ribosomas se encuentran asociados al retículo endoplásmico que, en
ese caso, toma el nombre de rugoso.
Lisosomas
Los lisosomas (del
griego lysis = aflojamiento; soma = cuerpo): son vesículas relativamente
grandes formadas por el aparato de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas. Intervienen en la ruptura de materiales extracelulares. Se
fusionan con las vacuolas alimenticias y sus enzimas digieren el contenido.
.
Proceso de endo y exocitosis
15 El aparato de Golgi
El complejo de Golgi está formado por sacos aplanados, limitados por membranas
y apilados en forma laxa unos sobre otros. Funciona como una planta empaquetadora, modificando
vesículas del
retículo endoplásmico rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en
varias cisternas del Golgi.
2
16 MITOCONDRIAS
Las mitocondrias contienen su propio ADN y se piensa que representan organismos
similares a las bacterias incorporados a la célula eucariota hace entre unos
700 Ma y 1,5 Ga.
Funcionan como sitio de liberación de energía (luego de la glicólisis que
serealiza en el citoplasma) y formación de ATP por quimiósmosis.
Se encuentran rodeadas por dos membranas, la interna forma una serie de
repliegues: las crestas mitocondriales, la superficie donde se genera el ATP. El interior se denomina matriz y el espacio entre las dos membranas
es el espacio intermembrana.
1
Mitocondria y endosimbiosis
Posiblemente la simbiosis bacteriana con un eucariota
primitivo fue la principal etapa en la evolución de la célula eucariota. En
1980, propuso la teoría de la endosimbiosis para explicar el origen
de la mitocondria y los cloroplastos. De acuerdo a esta idea un
procariota grande o quizás un primitivo eucariota fagocitó o rodeo a un pequeño
procariota hace unos 1500 a 700 millones de años.
Esquema de la endosimbiosis
En vez de digerir al pequeño organismo, el grande y el pequeño entraron en un tipo de simbiosis conocida como mutualismo en el cual ambos se
benefician y ninguno es dañando.
El organismo grande pudo haber ganado un excedente de ATP, provisto por la
'protomitocondria' o un excedente de azúcar provisto por el
'protocloroplasto', y haber proveído al endosimbionte recién llegado
de un medio ambiente estable y de material nutritivo.
Con el tiempo esta unión se convirtió en algo tan estrecho (la función
regeneradora de ATP se delegó a los orgánulos celulares) que las células
eucariotas heterotróficas no pueden sobrevivir sin mitocondrias ni los
eucariotas fotosintéticos sin cloroplastos (la membrana que rodea al
protoplasto del eucariota no dispone de los componentes de la cadena de
transporte de electrones), y elendosimbiota no puede sobrevivir fuera de la
célula huésped.
La división de mitocondrias y cloroplastos es muy similar a la de los
procariotas. Sin embargo los orgánulos celulares, tal
lo señalado, no son independientes a pesar de contener su propia molécula de
ADN. Una parte de la información necesaria para la síntesis de sus proteínas se
encuentra en el núcleo del eucariota.
Como ejemplo citemos aquí la ribulosa-bifosfato carboxilasa el enzima
clave de la fotosíntesis. Consta de 8 subunidades
grandes y de 8 subunidades pequeñas. La información de las subunidades
grandes se localiza en el ADN del cloroplasto, la de las pequeñas en el núcleo
celular.
Resumiendo, según la hipótesis endosimbiótica las mitocondrias proceden de
bacterias aeróbicas incoloras y los cloroplastos, de cianobacterias, que
entraron en una relación endosimbiótica con una célula eucariota primitiva.
Etapas del Ciclo de vida de una célula
El experimento de Van Hammerling (enlace al original) demostró el rol del núcleo en el control
de la forma y sucesos de la célula.
Esquema del experimento de Van Hammerling. Modificado
de
17CROMATINA
En el interior nuclear se diferencia un material
consistente que se colorea intensamente: CROMATINA y el jugo nuclear o
NUCLEOPLASMA, casi líquido. En un núcleo interfásico
la cromatina se localiza principalmente en las regiones periféricas. Se halla compuesta principalmente por ADN y proteínas, y poca
cantidad de ARN (ac. ribonucleico). El ADN es el soporte físico de la
herencia, con la excepción del ADN de los plástidos,
todo el ADN esta confinado al núcleo. ElARN, se forma en el núcleo a partir del
código del ADN. El ARN formado se mueve hacia el citoplasma.
Esquema de un corte en ME que muestra los elementos
que se observan en el núcleo
Haciendo clic en cada referencia puede acceder a la explicación correspondiente
Para que la cromatina sea funcional debe estar
EXTENDIDA, ya que condensada no es activa. Durante la
división celular, la cromatina se condensa, espiralizándose para formar
cromosomas. Al terminar la división celular, la cromatina se desespiraliza
en mayor o menor medida, resultando:
Heterocromatina: es la forma condensada de la cromatina, no activa. Se
visualiza en las microfotografías como parches densos. Algunas veces
delinea la membrana nuclear, sin embargo se rompe por las áreas claras de los poros para permitir que se lleve a cabo el
transporte. Algunas veces la heterocromatina forma como una rueda de
carreta. Se puede observar abundante heterocromatina en células en reposo o de
reserva como
en los pequeños linfocitos (células de memoria), que están esperando la
exposición a antígenos extraños. La heterocromatina se considera
transcripcionalmente inactiva.
Eucromatina: se presenta como una trama delicada por que las
regiones de ADN que deben ser transcriptas o duplicadas deben primero desenrollarse
antes de que el código genético pueda ser leído. Es mas
abundante en las células activas, esto es en las células que están
transcribiendo.
