Una célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos. Es la estructura más simple a la que consideramos viva. Toda célula, procariota o eucariota, es un conjunto de moléculas complejo y altamente organizado. De hecho, poseen numerosos compartimentos con funciones definidas. Vamos a considerar a un compartimento celular como un espacio, delimitado o no por membrana, donde se lleva a cabo una actividad necesaria o importante para la célula.
La Membrana Plasmática y la Delimitación Celular
El contenido interno de la célula, está delimitado por la membrana plasmática. La membrana plasmática envuelve a la célula y define sus límites, manteniendo las diferencias entre el medio extracelular y el citoplasma. La membrana plasmática define la periferia de la célula, separando su contenido de su entorno.
El Citoplasma y el Citosol: El Ambiente Acuoso Fundamental
El citoplasma está compuesto por una solución acuosa, el citosol y una variedad de compartimientos limitados por membranas biológicas: los organelos. En el citoplasma se pueden distinguir el citosol, las organelas y el citoesqueleto. Entre el núcleo y la membrana plasmática se encuentra el citosol, un gel acuoso que contiene numerosas moléculas que intervienen en funciones estructurales, metabólicas, en la homeostasis, en la señalización, etcétera. El citosol es una solución acuosa rica en proteínas, iones y otras moléculas.
Componentes del Citosol y del Ambiente Acuoso
Cabe destacar a los ribosomas en la producción de proteínas, al citoesqueleto para la organización interna de la célula y para su movilidad, a numerosos enzimas y cofactores para el metabolismo y a muchas otras moléculas más.
- Ribosomas: Los ribosomas son complejos macromoleculares y no se definen como organelos, porque no poseen membranas en su estructura. Se elaboran en el núcleo, pero cumplen su función en el citosol, en la cual se polimerizan aminoácidos para sintetizar proteínas.
- Citoesqueleto: El citoesqueleto es un denso entramado de haces de fibras proteicas que se extiende a través del citoplasma. Es una red de fibras largas que forman el marco estructural de la célula. El citoesqueleto tiene varias funciones críticas, incluyendo determinar la forma celular, participar en la división celular y permitir que las células se muevan. También brinda un sistema similar a una vía que dirige el movimiento de orgánulos y otras sustancias dentro de las células. La actina participa en el mantenimiento de la organización citoplasmática, la movilidad celular y el movimiento interno de los contenidos celulares.
En la organización del citoplasma podemos encontrar 4 niveles de organización subcelular: subunidades monoméricas, macromoleculas, complejos supramoleculares y organelos. Las células también contienen el material hereditario del organismo y pueden hacer copias de sí mismas.
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Orgánulos: Compartimentos dentro del Citoplasma
Las células eucariotas poseen compartimentos internos delimitados por membranas. Entre la membrana celular y el núcleo se encuentran los orgánulos, que son compartimentos rodeados por membrana que llevan a cabo funciones como la digestión, respiración, fotosíntesis, metabolismo, transporte intracelular, secreción, producción de energía, almacenamiento, etcétera. Las mitocondrias, los cloroplastos, los peroxisomas, los lisosomas, el retículo endoplasmático, o las vacuolas, entre otros, son orgánulos.
Núcleo Celular
El núcleo es un organelo que contiene varios tipos de complejos supramoleculares incluyendo la cromatina. El núcleo celular es un compartimiento esférico que contiene el DNA nuclear y asegura la síntesis de las moléculas complejas que requiere la célula.
Retículo Endoplasmático y Aparato de Golgi
El retículo endoplásmico está presente sólo en las células eucariontes. Cuando el RE tiene unido ribosomas se conoce como RE rugoso (RER). La función del RER está vinculada con la síntesis de proteínas, las cuales puede ser destinadas a secreción en el medio extracelular (producción de mucus), como proteínas estructurales de organelos o como proteínas citosólicas (enzimas o componentes del citoesqueleto). Una vez sintetizadas las proteínas en el RER, éstas se trasportadas al Aparato de Golgi, el cual está encargado de su procesamiento (modificaciones post-traduccionales), destinación y envío al destino final con modificaciones covalentes, como las glicosilaciones. El complejo de Golgi es un conjunto de cisternas que actúan como centro de compactación, modificación y distribución de proteínas y lípidos.
Lisosomas y Peroxisomas
Los lisosomas son un tipo especial de vesículas presentes en las células animales. Contienen enzimas hidrolíticas activas en medio ácido, que degradan las principales macromoléculas que se encuentran en la célula.
Los peroxisomas son organelos pequeños globulares rodeados por una membrana, presentes en todas las células eucariontes, morfológicamente son muy parecidos a los lisosomas y difieren de las mitocondrias o cloroplastos en que no poseen ADN o ribosomas y una membrana simple y que se ensamblan en el RE. Son los encargados de las reacciones oxidativas conteniendo enzimas oxidativas como la catalasa y la urato carboxilasa.
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Mitocondrias y Cloroplastos
Las mitocondrias poseen su propio ADN. Ocupan una porción substancial del volumen del citoplasma (alrededor del 20%), tienen un tamaño 0,5-1mm que es similar al de una bacteria. Son los encargados de generar la mayoría del ATP, necesario para las reacciones que necesitan energía.
Muchos de los organismos autótrofos (vegetales), poseen otro tipo de organelo con doble membrana, muy similar a las mitocondrias, son los cloroplastos. Estos son los encargados de realizar fotosíntesis, usando la energía del sol para sintetizar energía química a partir del CO2 atmosférico y agua.
El mayor porcentaje en volumen de la célula lo ocupan principalmente el citosol, las mitocondrias, el RER, el núcleo y el RE liso junto con el aparato de Golgi. Estos porcentajes pueden variar dependiendo del tipo celular, ya que cada célula tiene una función distinta en el organismo y sus componentes subcelulares están relacionado con ello.
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