Es el límite externo de la célula,
que le da protección y actúa como una barrera selectiva entre el líquido del
espacio extracelular y el citoplasma. La composición de la membrana plasmática
incluye alrededor de un 40% de lípidos y 50% proteínas, junto a pequeñas
cantidades de hidratos de carbono, cerca del 10%, unidas a las dos
anteriores. Los lípidos están representados por una doble capa de
fosfolípidos y por otros lípidos como el colesterol, este último solo en
eucariotas animales.
La formación de la bicapa se debe
a que los fosfolípidos son anfipáticos, es decir, cada molécula posee una
región hidrofílica, soluble en agua, y una región hidrofóbica que repele el
agua. Las cabezas hidrofílicas se orientan hacia el citoplasma y hacia el medio
extracelular, mientras que las colas hidrófobas lo hacen hacia el interior de
la membrana.
Del total de lípidos que conforman
la membrana plasmática, cerca del 75% son fosfolípidos, mientras que el 20%
corresponden a moléculas de colesterol. Estos últimos brindan mayor fortaleza a
la membrana y la hacen menos deformable.
Además, el colesterol
disminuye la permeabilidad de la bicapa a pequeñas moléculas hidrosolubles.
El 5% restante de los
lípidos de membrana son los glucolípidos, elementos unidos a los lípidos con
características anfipáticas que se orientan hacia el área extracelular. Los
glucolípidos contribuyen a mantener la adhesión de células y tejidos.
Dentro del 50% de las
proteínas que conforman la membrana plasmática hay diferentes tipos. Las
denominadas proteínas integrales se unen fuertemente a los lípidos y atraviesan
la doble capa.
Las proteínas de la
membrana plasmática tienen funciones de comunicación, de unión a receptores
moleculares, de transporte, de acción enzimática, de anclaje de filamentos del cito
esqueleto y de identidad celular, entre otros. Es así que las proteínas de la
membrana plasmática:
- Establecen canales a
manera de poros por donde entran y salen sustancias de la célula, siendo las
proteínas integrales las encargadas de esa misión.
- Reconocen y se unen a
receptores de ciertas moléculas que sean importantes para la célula, como
nutrientes, hormonas, neurotransmisores, etc. Esta función también la realizan
las proteínas integrales.
- Transportan sustancias
a través de la membrana plasmática.
- Poseen acción
enzimática en la superficie de la membrana, catalizando reacciones bioquímicas.
De esta función se encargan las proteínas integrales y periféricas.
- Fijan los filamentos
del citoesqueleto celular, a cargo de ambos tipos de proteínas.
- Regulan la identidad
celular por medio de las glucoproteínas y glucolípidos, haciendo posible
identificar a las células que provienen de otros organismos, como sucede en las
transfusiones de sangre.
Los glóbulos rojos, al presentar marcadores del tipo
A, B, AB y O permiten identificar sangres compatibles. Es decir, la determinación
del tipo de sangre en humanos se relaciona con la clase de glucolípidos
existente en la superficie de los eritrocitos. Las porciones hidrocarbonadas de
las glucoproteínas y los glucolípidos forman el glucocálix, que actúa como una
capa protectora.
Las membranas de los distintos organoides del
citoplasma son las encargadas de mantener las diferentes concentraciones de
sustancias que hay en el interior de las estructuras y en el citosol. El grosor
aproximado de la membrana plasmática es de 70 - 80 Å (angstrom). Un ángstrom es
igual a la diez millonésima parte de un milímetro (1 Å = 0,0000001 mm).
La membrana plasmática se une a las membranas
plasmáticas de las células vecinas mediante estructuras engrosadas llamadas
desmosomas. De función mecánica, los desmosomas mantienen a las células bien
ligadas entre sí, por medio de filamentos proteicos anclados al citoesqueleto.
Estos parches son abundantes en el tejido epitelial y en el músculo cardíaco,
áreas sujetas a una importante tensión mecánica.
CITOPLASMA
Es la parte de la célula que se ubica
entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Está constituido por 85% de
agua y un 15% de proteínas, aminoácidos, sales y minerales. En el citoplasma se
realizan la mayoría de las reacciones metabólicas de la célula. Se componente de las células
vegetales donde se realiza la fotosíntesis
La
porción del citoplasma sin estructura y que forma la parte fluida se denomina
hialoplasma o citosol, lugar donde están las moléculas necesarias para el
mantenimiento de la célula. Vale decir que el hialoplasma es el medio interno
líquido de todas las estructuras celulares.
El citoesqueleto es una serie de filamentos proteicos responsable de la forma celular y de facilitar el movimiento de los organoides. Actúa como una conexión entre las distintas partes de la célula. El citoesqueleto se destruye y se vuelve a reconstruir, por lo que no es una estructura permanente de la célula. Se forma a partir de tres componentes proteicos: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios
La mayor parte de las
proteínas integrales son glucoproteínas, donde el monosacárido se orienta al
medio extracelular. Las proteínas periféricas se asocian débilmente a los
lípidos y se ubican a uno u otro lado de la membrana, sin atravesarla, en
contacto con las cabezas hidrófilas de
-
Microtúbulos: son los componentes más importantes del
citoesqueleto,
compuestos por una proteína denominada “tubulina”.
De consistencia rígida, son los responsables de la formación de estructuras
como los centríolos y órganos de locomoción, como los cilios y los flagelos.
Los microtúbulos irradian desde el centrosoma.
- Microfilamentos: se disponen cerca de la membrana plasmática y están asociados al movimiento de la célula. Están formados por dos tipos de proteínas, la “actina” y la “miosina”. Los microfilamentos están muy desarrollados en células musculares estriadas (músculos voluntarios). La superposición de microfilamentos de actina y miosina permiten la contracción muscular.
- Filamentos intermedios: están formados por varios tipos de proteínas. Se extienden por todo el citoplasma y abundan en aquellas células que soportan mucha tensión, por lo que son resistentes y evitan la destrucción celular.
MITOCONDRIAS
Las mitocondrias son
organelas que presentan doble membrana, una externa en contacto con el
citoplasma y otra interna, hacia la matriz mitocondrial. Dicha matriz está
compuesta por agua y proteínas. Las mitocondrias, de forma oval y alargada, son
consideradas como las “usinas eléctricas” de las células.
Son las encargadas de
producir y almacenar energía en forma de ATP a partir de la glucosa, lípidos y
demás nutrientes. Mediante la respiración celular, proceso que consume oxígeno
y libera dióxido de carbono, se produce energía que se acumula en el ATP. Toda
vez que en algún lugar de la célula se necesita aporte energético, por ejemplo
para transportar sustancias a través de la membrana plasmática, la división
celular, reciclado de desechos, etc., el ATP se descompone y se libera.
Las mitocondrias poseen ADN en su interior, un ARN propio y ribosomas. Las mitocondrias ocupan un lugar importante dentro del citoplasma. Algunas células del organismo con una actividad energética importante, como las hepáticas y las musculares, poseen gran cantidad de mitocondrias por cada célula.
a) Retículo
endoplasmático granular (REG).
Presenta numerosas protuberancias, debido a una gran cantidad de ribosomas unidos a la membrana. Tiene por función la detoxificación celular y la síntesis de proteínas que serán utilizadas por las membranas, por otras organelas o para ser enviadas fuera de la célula.
Estas membranas forman un espacio interno (luz
del retículo) que lo separan del citoplasma, condicionando la transferencia
selectiva de moléculas entre ambos compartimientos.
El REG tiene gran desarrollo en células del hígado y del páncreas, debido a una intensa labor detoxificante y de síntesis. También en los glóbulos blancos, ya que producen y secretan anticuerpos (proteínas) para ser exportadas a todo el organismo.
b) Retículo endoplasmático agranular (REA).
Su apariencia “lisa” se debe a la carencia de ribosomas. Dentro del REA están las enzimas necesarias para la síntesis de lípidos (triglicéridos, fosfolípidos y esteroides) y enzimas necesarias para la detoxificación de alcoholes y otras sustancias. El REA es importante de células del testículo y del ovario para la síntesis de hormonas esteroides, como también en los hepatocitos para detoxificar sustancias nocivas.
COMPLEJO DE GOLGI
Es un organoide con 5 a
10 sacos aplanados membranosos de forma discoide denominadosdictiosomas. Estos
dictiosomas se conectan entre sí y contienen fluidos en su interior. Poseen una
cara cóncava y otra convexa.
La parte
cóncava (cara cis o de
formación), próxima al retículo endoplásmico, recibe de este último las
proteínas sintetizadas en el área rugosa (granular). Esas proteínas son
transportadas en vesículas de transición hasta la mencionada cara cis del
complejo de Golgi.
La parte convexa del
dictiosoma (cara trans o de maduración) es la más cercana a la
membrana plasmática y formadora de vesículas de secreción. En síntesis, las
vesículas de transición que llegan del retículo endoplásmico penetran en la
cara cis del complejo de Golgi, atraviesan todos los sáculos o dictiosomas y
llegan al trans-Golgi. Aquí son empaquetadas para luego dirigirse a la membrana
plasmática para vaciar su contenido fuera de la célula por exocitosis.
El complejo de Golgi
secreta sustancias tales como enzimas digestivas, hormonas y sustancias que se
transforman en glucoproteínas para la formación de la pared celular. Algunas
enzimas permanecen dentro de vesículas membranosas, los lisosomas, capaces de
degradar moléculas complejas. El complejo de Golgi se encuentra en todas las
células eucariotas, a excepción de las epidérmicas y de los glóbulos rojos.
En resumen, las funciones
del complejo de Golgi son:
-Síntesis de polisacáridos para la pared celular.
-Formación de glucoproteínas y glucolípidos de secreción. (glicosilación de prótidos y lípidos).
-Formación de lisosomas que permanecen en el citoplasma.
-Empaquetamiento, dentro de vesículas, de sustancias de secreción como proteínas. - Transporte intracelular de sustancias.
RETICULO
ENDOPLASMÁTICO
Esta estructura es un sistema de membranas que se dispone formando una red de sacos aplanados, donde contiene túbulos que se conectan entre sí formando una lámina continua que da lugar a un lumen. Las membranas del retículo endoplásmico separan dicho lumen del citoplasma, y actúan en la transferencia selectiva de moléculas entre ambos compartimientos.
Todas las membranas del
retículo endoplasmático equivalen a la mitad de las membranas totales que hay
en cada célula. Además, es el lugar donde se producen todas las proteínas y los
lípidos que forman las membranas del propio retículo, del complejo de Golgi, de
los lisosomas y de la membrana plasmática.
El retículo endoplásmico adopta dos variedades: una forma granular o rugosa y otra agranular o lisa.
El retículo endoplásmico adopta dos variedades: una forma granular o rugosa y otra agranular o lisa.
El retículo
endoplasmático granular está unido a la membrana nuclear externa, mientras que
el retículo endoplasmático agranular es una prolongación del retículo
endoplasmático rugoso.
Son funciones del retículo la síntesis de proteínas, de lípidos, el transporte intracelular de sustancias y la detoxificación de la célula. Las sustancias sintetizadas son almacenadas y luego transportadas a su destino celular. La detoxificación de sustancias como fármacos, drogas y desechos celulares es de gran importancia en las células del hígado.
a) Retículo
endoplasmático granular (REG).
Presenta numerosas protuberancias, debido a una gran cantidad de ribosomas unidos a la membrana. Tiene por función la detoxificación celular y la síntesis de proteínas que serán utilizadas por las membranas, por otras organelas o para ser enviadas fuera de la célula.
Estas membranas forman un espacio interno (luz
del retículo) que lo separan del citoplasma, condicionando la transferencia
selectiva de moléculas entre ambos compartimientos.
El REG tiene gran desarrollo en células del hígado y del páncreas, debido a una intensa labor detoxificante y de síntesis. También en los glóbulos blancos, ya que producen y secretan anticuerpos (proteínas) para ser exportadas a todo el organismo.
b) Retículo endoplasmático agranular (REA).
Su apariencia “lisa” se debe a la carencia de ribosomas. Dentro del REA están las enzimas necesarias para la síntesis de lípidos (triglicéridos, fosfolípidos y esteroides) y enzimas necesarias para la detoxificación de alcoholes y otras sustancias. El REA es importante de células del testículo y del ovario para la síntesis de hormonas esteroides, como también en los hepatocitos para detoxificar sustancias nocivas.
COMPLEJO DE GOLGI
Es un organoide con 5 a
10 sacos aplanados membranosos de forma discoide denominadosdictiosomas. Estos
dictiosomas se conectan entre sí y contienen fluidos en su interior. Poseen una
cara cóncava y otra convexa.
La parte
cóncava (cara cis o de
formación), próxima al retículo endoplásmico, recibe de este último las
proteínas sintetizadas en el área rugosa (granular). Esas proteínas son
transportadas en vesículas de transición hasta la mencionada cara cis del
complejo de Golgi.
La parte convexa del
dictiosoma (cara trans o de maduración) es la más cercana a la
membrana plasmática y formadora de vesículas de secreción. En síntesis, las
vesículas de transición que llegan del retículo endoplásmico penetran en la
cara cis del complejo de Golgi, atraviesan todos los sáculos o dictiosomas y
llegan al trans-Golgi. Aquí son empaquetadas para luego dirigirse a la membrana
plasmática para vaciar su contenido fuera de la célula por exocitosis.
El complejo de Golgi
secreta sustancias tales como enzimas digestivas, hormonas y sustancias que se
transforman en glucoproteínas para la formación de la pared celular. Algunas
enzimas permanecen dentro de vesículas membranosas, los lisosomas, capaces de
degradar moléculas complejas. El complejo de Golgi se encuentra en todas las
células eucariotas, a excepción de las epidérmicas y de los glóbulos rojos.
En resumen, las funciones
del complejo de Golgi son:
-Síntesis de polisacáridos para la pared celular.
-Formación de glucoproteínas y glucolípidos de secreción. (glicosilación de prótidos y lípidos).
-Formación de lisosomas que permanecen en el citoplasma.
-Empaquetamiento, dentro de vesículas, de sustancias de secreción como proteínas. - Transporte intracelular de sustancias.
RIBOSOMAS
Son organeras muy
pequeñas de alrededor de 20 nanómetros de diámetro, visibles al microscopio
electrónico. Un nanómetro es la millonésima parte del milímetro (1 nm =
0,000001 mm).
Los ribosomas están formados por ácido ribonucleico ribosómico (ARNr) y proteínas. Existen varios millones de estas estructuras en cada célula. Los ribosomas se componen de dos subunidades: una mayor, que se encarga de formar las uniones de aminoácidos que darán lugar a las proteínas, y otra menor que reconoce a los ARN mensajeros (ARNm) y a los ARN de transferencia (ARNt).
En
eucariotas, las dos subunidades mencionadas se sintetizan en el
nucléolo. Las moléculas de ARN mensajero llevan la información que llega
desde el ADN de cómo se distribuirán los aminoácidos para la elaboración de una
determinada proteína. El ARN de transferencia transporta los aminoácidos
apropiados hacia los ribosomas para que se incorporen a las proteínas.
Hay ribosomas que permanecen libres en el
citoplasma, fuera del retículo endoplásmico, cuya misión es sintetizar
proteínas que permanecen dentro de las células. Los ribosomas de células
procariotas y eucariotas tienen la misma forma y función. Se sintetizan dentro
del núcleo celular, más precisamente en el nucléolo.
NUCLEO
Esta la organela, que
ocupa la parte central de la célula, actúa como centro de control de casi toda
la actividad hereditaria. Está delimitado por dos membranas concéntricas,
la carioteca o envoltura nuclear, donde se distinguen una membrana
externa que contacta con el citoplasma y otra interna. Sobre esta última, hay
una delgada capa de filamentos proteicos, la lámina nuclear, que
actúa fijando a los cromosomas cuando la célula se divide.
La carioteca, que se
conecta de manera directa con el retículo endoplásmico, posee numerosos
orificios o poros por donde salen hacia el citoplasma moléculas de ARN
mensajero que serán leídas por los ribosomas, proteínas y ARN ribosómico,
precursor de los ribosomas. Las sustancias que ingresan por los poros del
citoplasma al núcleo son proteínas sintetizadas por los ribosomas citoplasmáticos.
Los poros nucleares
regulan en forma selectiva el pasaje de sustancias. Una de las funciones de la
carioteca es proteger al ADN intranuclear de las distintas reacciones que se
producen en el citoplasma.
El jugo nuclear es una sustancia que llena todo el núcleo, formada por una solución coloidal que contiene agua, carbohidratos, enzimas y ATP, entre otros.
Dentro del núcleo y en íntimo contacto con el jugo nuclear se encuentra la cromatina, que son filamentos muy largos y numerosos de ADN que se enrollan a moléculas de proteínas especiales llamadas “histonas”. Toda vez que una célula inicia su división, los filamentos de ADN se pliegan entre sí dando lugar a la formación de cromosomas.
En
un determinado lugar de los cromosomas se ubican los genes, que son
subdivisiones o porciones de ADN. Es decir, cada gen es una secuencia de ADN
que almacena información que se transmite a la descendencia.
Otra formación presente dentro del núcleo es el nucléolo, pequeña estructura de forma redondeada y sin membranas.
Cuando
las células comienzan a reproducirse (mitosis) el nucléolo desaparece,
haciéndose nuevamente visible al final de la mitosis. El nucléolo
contiene ADN ribosómico, fundamental para el proceso de fabricación de ARN
(transcripción), que ha de sintetizar los ribosomas del citoplasma. Se ha
comprobado que el nucléolo actúa como un regulador del ciclo celular.
Dentro de las importantes
funciones que tiene el núcleo sobresale la de ejercer el control de todas las
actividades de la célula. Además, interviene en la replicación y transcripción
de los ácidos nucleicos y en la transferencia de la información genética a las
células hijas durante la división celular.
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