ESTRUCTURAS Y ORGANELOS DE CÉLULAS EUCARIOTAS
A continuación conocerás cuales
son las estructuras y los organelos típicos de una célula eucariota, así como
las funciones que cada uno de ellos realiza y que son necesarias para la vida.
CENTROSOMA
Estructura
localizada en el área central de las células animales y vegetales, cerca del
núcleo, que se considera el principal centro organizador de microtúbulos y a
partir de él se origina una estructura llamada huso mitótico, responsable del desplazamiento de los cromosomas a los polos opuestos
de la célula, durante la división celular. En las células animales, contiene un
par de centriolos.
ENVOLTURA
NUCLEAR
Limita al
núcleo y separa al contenido nuclear del citoplasma. Está constituida por una
doble membrana, ambas son diferentes tanto bioquímicamente como funcionalmente.
Posee un gran número de perforaciones llamados poros nucleares (entre 3,000 y
4,000), que se originan por la fusión de las dos membranas y por los cuales se
lleva a cabo la comunicación y el transporte de materiales entre el núcleo y el
citoplasma, además de mantener separados los procesos metabólicos. La membrana
nuclear externa se continúa con la membrana del retículo endoplásmico.
NÚCLEO
Es el
organelo más prominente de la célula, generalmente tiene forma esférica y se
ubica en el centro. Contiene la mayor parte del ADN (Ácido
Desoxirribonucleico), por tanto, regula sus funciones y se le considera el
centro de control genético y de las actividades celulares. Está constituido
principalmente por cuatro partes que son: la envoltura nuclear, el
nucleoplasma, la cromatina y el nucléolo.
NUCLEOPLASMA
Constituye
el medio interno del núcleo, contiene proteínas, enzimas, nucleótidos de ADN (Ácido Desoxirribonucleico) y ARN (Ácido
Ribonucleico), iones y agua, su consistencia es coloidal. En el nucleoplasma se encuentran 1 o 2 nucléolos, la cromatina y
además presenta una red formada por proteínas fibrilares que evita que la
cromatina se enrede. Es el sitio en donde se realiza la síntesis y el
empaquetamiento de los ácidos nucleicos.
NUCLÉOLO
Se
localiza en el interior del núcleo, es la estructura más notaria, ligeramente
esférico y de apariencia densa. No está rodeado por membrana y consiste en una
gran acumulación de diversas macromoléculas, como el ADN (Ácido Desoxirribonucleico), ARNr (Ácido
Ribonucleico Ribosómico) y proteínas; generalmente hay uno o dos nucléolos y su
tamaño puede variar.
La
función que realiza el nucléolo está relacionada con la síntesis del ARNr, el
ensamblaje de los componentes de los ribosomas y la síntesis del ARNt (Ácido
Ribonucleico de Transferencia).
CROMATINA
El ADN
(Ácido Desoxirribonucleico) se encuentra en el interior del núcleo, separado
del resto de las moléculas que contiene la célula. Está asociado con proteínas
llamadas histonas, formando a la cromatina que tiene el aspecto de una red de gránulos y
cadenas; cuando la cromatina se pliega y empaqueta forma unas estructuras
compactas llamadas cromosomas los cuales contienen la información hereditaria
de los organismos.
RETÍCULO
ENDOPLÁSMICO RUGOSO (RER)
El RER
consta de un sistema de membranas organizadas en forma de una red de túbulos
ramificados y sacos aplanados interconectados, éstos se inician en la membrana
externa de la envoltura nuclear y están distribuidos por todo el citoplasma. Su
apariencia es granular debido a la presencia de miles de ribosomas que se
adhieren en la cara externa de la membrana.
La
función que desempeña está relacionada con la síntesis y ensamblaje de
proteínas (actividad que realizan específicamente los ribosomas), por lo tanto,
las células secretoras tendrán mayor cantidad de RER.
RIBOSOMAS
Son
estructuras muy pequeñas formadas por ARNr (Ácido
Ribonucleico ribosómico) y proteínas, no están rodeados por membranas y tienen
forma esférica o elíptica. Están presentes en todas las células, se localizan
libres en el citoplasma adheridos al retículo endoplásmico formando el RER
(Retículo Endoplásmico Rugoso) en los cloroplastos y las mitocondrias.
Los
ribosomas se encargan de sintetizar las proteínas necesarias para la célula;
las elaboradas por los ribosomas libres, son utilizadas por la propia célula y
las sintetizadas por los ribosomas adheridos al retículo endoplásmico, son de secreción o para las membranas.
MITOCONDRIAS
Son
organelos de forma alargada que miden entre 0.5 a 1 μm de diámetro, se
encuentran en el citoplasma y su número puede variar dependiendo del tipo de
célula. La función que llevan a cabo es la respiración aerobia, es decir, están
relacionadas con la producción de energía (síntesis de ATP
–Adenosin Trifosfato-). Su número puede aumentar de acuerdo a las necesidades
de la célula ya que se pueden reproducir por fisión o gemación o bien, pueden disminuir por autofagia.
Están
formadas por dos membranas: la externa que es lisa y permeable y la interna que es impermeable a iones y semipermeable a
pequeñas moléculas. La membrana interna contiene una gran variedad de enzimas y
se pliega para formar las crestas mitocondriales, lo que aumenta su
superficie; el número de crestas varía dependiendo de la célula de que se
trate. Entre las dos membranas se encuentra el espacio intermembranoso que está
lleno de fluidos y una gran variedad de enzimas .
En el interior de la mitocondria,
entre las crestas, está la matriz mitocondrial que también contiene una
gran diversidad de enzimas, necesarias para la respiración, contiene además moléculas de ADN
(Ácido Desoxirribonucleico), ribosomas, ARNt (Ácido Ribonucleico de
Transferencia) y enzimas.
RETÍCULO
ENDOPLÁSMICO LISO (REL)
Es
semejante al Retículo Endoplásmatico Rugoso (RER) pero más tubular y sin
ribosomas adheridos, por lo que tiene aspecto liso. La función que realiza está
relacionada con la síntesis de lípidos, también interviene en la
destoxificación (degradación de sustancias tóxicas y/o drogas como el alcohol).
La cantidad de Retículo Endoplásmico Liso (REL) depende de las funciones que
realice la célula, por ejemplo en el hígado (hepatocitos) es más abundante y
aumenta de acuerdo al consumo de sustancias tóxicas, asimismo participa en el
almacenamiento del calcio.
CITOESQUELETO
Consiste
en una red organizada de filamentos y túbulos de diferentes proteínas,
interconectados entre sí, que se distribuyen por toda la célula a través del
citoplasma y van desde la membrana plasmática al núcleo. Las funciones que
realiza están relacionadas con la estabilidad en la forma de la célula y la
organización del citoplasma, además interviene en una gran variedad de procesos
dinámicos como son: el transporte intracelular de materiales, el movimiento de
las células (locomoción), así como de sus organelos y estructuras.
El
citoesqueleto es dinámico y adaptable a las necesidades de la célula, ya que
cambia constantemente debido a que puede ensamblarse o desensamblarse
rápidamente en diferentes sitios de la célula. Está formado por tres tipos de
fibras: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios.
MEMBRANA
PLASMÁTICA
Es una
estructura flexible que está presente en todas las células, se encuentra
rodeándola y determina los límites entre su parte interna y externa. Regula el
paso de sustancias, capta los cambios en el exterior y responde a ellos.
También permite la interacción entre las células y actúa como una barrera
selectiva y semipermeable.
Su
estructura se explica con el modelo del mosaico fluido, planteado por S.
Singer y G. Nicholson (1972), que indica que las membranas están formadas por
una bicapa de fosfolípidos con moléculas de colesterol incluídas y proteínas distribuidas en forma
irregular. Y en la parte externa de la membrana presenta oligosacáridos unidos a las proteínas (glicoproteínas) o a los
lípidos (glicolípidos).
APARATO
DE GOLGI
Está
compuesto por una serie de sacos membranosos aplanados que reciben el nombre de
cisternas, las cuales se disponen formando pilas llamadas dictiosomas.
Tres partes lo integran: el lado cis por donde entran las moléculas
provenientes del retículo endoplásmico, las cisternas intermedias donde
se procesan dichas moléculas y el lado trans desde donde se reparten a
otros compartimentos.
Las
funciones que realiza son: recibir y modificar químicamente proteínas y lípidos
que han sido construidos en el retículo endoplásmico y los prepara para
expulsarlos de la célula; elabora la mayoría de los carbohidratos de las
células y en las plantas está relacionado con la síntesis de celulosa. También
es un centro de reparto, ya que desde el aparato de Golgi salen vesículas con
moléculas procesadas hacia la membrana plasmática. Además interviene en la
formación de los lisosomas.
CITOPLASMA
Constituye
la mayor parte de la masa de las células, se sitúa entre la envoltura nuclear y
la membrana plasmática. Tiene la apariencia de un gel viscoso y está
constituido por aproximadamente 75% de agua, sales minerales, gran variedad de
iones, azúcares, proteínas, ácidos grasos y nucleótidos. En él tiene lugar la
síntesis de proteínas y su degradación, así como el desarrollo de la mayoría de
las reacciones del metabolismo intermedio de la célula. Aquí se encuentran suspendidos los diferentes
organelos y estructuras celulares; para organizarlos existe una amplia red de
fibras proteicas llamada citoesqueleto.
DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES
Hay estructuras y organelos celulares que están presentes en todas las
células eucariotas, pero existen algunos otros que son característicos de
células animales y que tienen que ver con las funciones particulares que éstas
realizan, éstos son: los lisosomas, los cilios, los flagelos
y el centriolo.
Las células
vegetales también presentan algunas estructuras y organelos característicos
como: la pared celular, una vacuola central y los cloroplastos
CELULA ANIMAL
Lisosomas
Son organelos celulares formados por un saco membranoso- de forma
esférica u ovalada- que contiene enzimas (hidrolíticas), con un pH cercano a 5, por lo que llevan a
cabo la digestión intracelular de: macromoléculas, organelos celulares envejecidos,
células de desecho, microorganismos o sustancias provenientes del exterior de
la célula.
Las enzimas que contienen los lisosomas se
sintetizan en el Retículo Endoplásmico Rugoso (RER), para posteriormente ser
empaquetadas en el aparato de Golgi y salir al citoplasma. Hasta ahora se han
identificado 40 tipos diferentes de enzimas hidrolíticas. Los productos de la
digestión pueden atravesar su membrana y regresar al citoplasma para ser reciclados
por las células y de ésta manera, el interior celular se está reponiendo
continuamente.
Cilios
Son numerosas y diminutas
prolongaciones cilíndricas que parten de la superficie de la célula y son
móviles, miden entre 5 y 10 μm de longitud. Se encuentran con frecuencia en
organismos unicelulares permitiéndoles su desplazamiento y la captura del
alimento; y en los pluricelulares facilitan el movimiento de diversas
sustancias. La estructura de los cilios está constituida por diversas
proteínas. Tienen movimiento pendular, es decir, se doblan hacia delante y
hacia atrás.
Centriolos
Son un par de pequeñas estructuras cilíndricas colocadas
perpendicularmente una con respecto a la otra, de aproximadamente 0.2 μm de
diámetro, compuestos por 9 tripletes de microtúbulos (9+0), acomodados
paralelamente formando un anillo, unidos por proteínas.
La función que desempeñan en las
células es ayudar en la organización del huso mitótico para el movimiento de los
cromosomas durante la división celular. Se ubican cerca de la envoltura
nuclear.
Flagelos
Los organismos y algunas células que presentan flagelos, generalmente
tienen uno o dos. Son largos y miden entre 100 y 200 μm de longitud, están
formados por proteínas.
Su función es
el desplazamiento con movimientos de tipo ondulante, iniciándose en la base
y se propagándose hacia el ápice.
CELULA VEGETAL
Vacuola
Organelos celulares típicos de células vegetales formados por un saco
membranoso selectivamente permeable que se conoce
como tonoplasto, éste contiene agua y una gran variedad de moléculas orgánicas
e inorgánicas. En células adultas generalmente hay una sola vacuola que puede
ocupar desde el 30% hasta el 90% del volumen celular, localizándose en el
citoplasma en la parte central de la célula.
Las funciones
de las vacuolas son diversas y están relacionadas con: el mantenimiento de la turgencia celular, el
almacenamiento de nutrimentos o productos de desecho, o también actúa como una
estructura de degradación de sustancias (semejantes a los lisosomas). En
algunos vegetales las vacuolas almacenan compuestos tóxicos como medio de
defensa contra los herbívoros, o también almacenan pigmentos de color rojo,
azul, púrpura o violeta que dan el color a las flores, frutos u hojas. En la
misma célula vegetal pueden encontrarse diversas vacuolas con funciones
diferentes
Cloroplastos
Son organelos característicos de las células vegetales que se localizan
en las partes verdes de las plantas, tienen forma oval o de disco, miden entre
5 y 10 μm de longitud y son muy abundantes, pudiendo haber entre 20 y 100 en
cada célula. Son los responsables de realizar la fotosíntesis, es decir, de
transformar la energía luminosa del sol en energía química (glucosa).
Los
cloroplastos están constituidos por una membrana externa lisa muy permeable y una interna
que encierra un medio semilíquido llamado estroma que contiene diversas enzimas, moléculas de
ADN y ribosomas. En el interior del estroma hay una serie de sacos o bolsas
membranosas en forma de disco, huecas e interconectadas llamadas tilacoides,
a la pila de ellos se le llama granum (plural grana) y están
distribuidos por todo el estroma. En la membrana de los tilacoides se encuentra
contenido un pigmento fotosintético de color verde llamado clorofila,
que es el encargado de captar la energía luminosa del sol, junto con otros
pigmentos que actúan como auxiliares. Entre las dos membranas se encuentra un
espacio lleno de fluido llamado espacio intermembranoso.
Pared Celular
Las células de los hongos y los vegetales se caracterizan por presentar
una pared celular, que es una estructura que se localiza fuera de la membrana
plasmática, rodeando a la célula. Proporciona protección, resistencia, soporte
estructural y mecánico, y además actúa como compartimento celular. Consiste en
una capa rígida, formada principalmente por un polisacárido de alto peso molecular que en el
caso de los vegetales es la celulosa, la cual es sintetizada por el aparato de
Golgi.
La pared celular de vegetales está
formada por la combinación de fibras de celulosa con otros polisacáridos y proteínas organizadas en capas que
se acomodan en diferentes direcciones, lo que le da una gran resistencia
mecánica. También tiene una pared primaria que se forma inmediatamente que se
dividió la célula y durante su crecimiento; se caracteriza por ser delgada,
flexible y elaborada por fibras de celulosa. Cuando la célula termina su
crecimiento la pared primaria puede engrosarse o solidificarse, o bien, se
forman numerosas capas con otro tipo de moléculas, dando lugar a la pared
secundaria; ésta quedará entre la pared primaria y la membrana plasmática. Las
células vegetales están en comunicación por unos canales llamados plasmodesmos.
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