Componentes Celulares

En esta sección desglosaremos parte por parte a las células. Luego de este viaje por su interior podrás comprender un poco mejor porqué se las llama la “mínima unidad de la vida”.

Como hemos comentado en la sección anterior llamada “La célula“, existen dos grandes grupos de células; las eucariotas y las procariotas. En esta sección nos dedicaremos a mencionar los compartimentos celulares eucariotas y sus funciones asociadas, ya que como recordarás, las células procariotas (bacterias) no tienen compartimentos intracelulares u orgánulos (organelos u organelas).

Figura 1: Esquema de la célula animal (arriba) y de la vegetal (abajo).

Elementos celulares

Como hemos señalado, dentro de las células eucariotas, las hay de origen animal, vegetal o pueden pertenecer al grupo de los hongos o a los protistas. Nos centraremos aquí en estudiar los componentes celulares generales y sus funciones asociadas correspondientes a las células indiferenciadas animales y vegetales (Figura 1). Mencionaremos también algunas curiosidades sobre las células pertenecientes a los hongos y hablaremos sobre algunas de las características de los fascinantes protistas.

Elementos celulares generales

Las células eucariotas tienen un complejo sistema de membranas que incluyen a la envoltura externa o membrana plasmática y varios orgánulos:

- La superficie celular externa o membrana plasmática
Consiste en una bicapa fosfolipídica, la cual está formada también por proteínas e hidratos de carbono. Sus tres funciones principales son: aislar el contenido del entorno exterior, regular el flujo de materiales que entran y salen de la célula y permitir la interacción entre las células.

- Orgánulos en el citoplasma:

El Retículo endoplasmático (RE)

Consiste en una red de tubos y canales interconectados encerrados por una membrana. Las células eucariotas tienen dos versiones de RE que son: RE liso y RE rugoso. La diferencia consiste en la ausencia y presencia de ribosomas asociados, respectivamente. Esta diferencia determina la función de cada tipo de RE. Enzimas asociadas a la membrana del RE liso está vinculadas a la síntesis de lípidos cómo los fosfolípidos y el colesterol, por ejemplo. Por otro lado, los ribosomas asociados a la membrana del RE rugoso están involucrados en la síntesis de proteínas de membrana.

Figura 2: Aparato de Golgi. Fotografía tomada con microscopio electrónico de transmisión (SciencePhoto).

El Aparato de Golgi

Es un conjunto especializado de membranas derivadas del RE: las vesículas del RE se funden para dar origen al aparato de Golgi (Figura 2). Desempeña tres funciones principales dentro de la célula: separa las proteínas de los lípidos recibidos del RE según su destino final, modifica algunas moléculas (como por ejemplo, añadiendo carbohidratos a proteínas específicas) y empaqueta a estas moléculas que tienen otro destino celular.

Las Mitocondrias

Figura 3: Fotografía de mitocondria coloreada, tomada con Microscopio electrónico de barrido (SciencePhoto).

Rodeadas por dos membranas diferentes en sus funciones y actividades enzimáticas, que separan tres espacios: el citosol, el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial. La principal función de las mitocondrias es la producción de energía celular o adenosín trifosfato (ATP) a partir de la oxidación de metabolitos como glucosa, ácidos grasos y aminoácidos (Figura 3).

Las Vacuolas

Son como bolsas rodeadas por una membrana. Algunas son vacuolas “alimentarias” que se forman durante la “digestión celular” y también las hay permanentes, las cuales mantienen la integridad celular por medio de la osmoregulación.

Los Lisosomas

Se encuentran en todas las células animales y en los protistas. Estos orgánulos se encargan de la “digestión celular”. Cada lisosoma es una vesícula que brota del aparato de Golgi, con un contenido de enzimas hidrolíticas (hidrolasas, enzimas que actúan fragmentando los enlaces químicos de las macromoléculas). Las hidrolasas son sintetizadas en el RE rugoso y viajan hasta el aparato de Golgi, por transporte vesicular. Contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir los materiales de origen celular externo o interno.

El Núcleo

El núcleo contiene el material genético de las células y en general es el componente más grande. Se pueden destacar tres partes: la envoltura nuclear, la cromatina y el nucléolo. La envoltura o membrana nuclear que está formada por una doble envoltura que presenta poros. Por estos poros pasan las pequeñas moléculas, iones, el agua. En la envoltura nuclear exterior está tapizada por ribosomas (complejos de proteínas y ácido ribonucleico) y a continuación por el RE rugoso. La cromatina es ADN asociado a proteínas llamadas histonas. El nucléolo consiste en ARN ribosómico, proteínas y ribosomas en diversas etapas de síntesis. Puede haber uno o más y son los sitios donde se realiza la síntesis de los ribosomas.

Una curiosidad… ¿sabías que los glóbulos rojos de los mamíferos no tienen núcleo?. ¿Te imaginas porqué?

- Centrosoma
Es un orgánulo que no está rodeado por una membrana. El mismo consiste en dos centriolos acoplados y sus funciones están relacionadas con la motilidad celular y con la organización del citoesqueleto. Durante la división celular los centrosomas se dirigen a polos opuestos de la célula, organizando el huso acromático (o mitótico). Para aclarar un poco más esto, los centríolos son una importante parte de los centrosomas, que están implicados en la organización de los microtúbulos en el citoplasma. La posición de los centríolos determina la posición del núcleo celular y juega un papel crucial en la reorganización espacial de la célula. Cabe destacar que los mismos están ausentes en las células vegetales, aunque las mismas son capaces de dividirse normalmente.

- Citoesqueleto
Los orgánulos no están a la deriva en el citoplasma sino, que están contenidos por una red de proteínas que forman el citoesqueleto. El mismo proporciona forma y sostén a las células. Está formado por varios tipos de fibras proteicas que incluyen a los microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos.

- Cilios y flagelos
Se trata de especializaciones de la superficie celular que confieren movilidad a las células. Es una estructura basada en agrupaciones de microtúbulos (citoesqueleto), los cuales están organizados, en general, por nueve pares periféricos y un par central (estructura “9+2”). Ambos tipos de estructuras se diferencian en la mayor longitud y menor número de los flagelos, y en la mayor variabilidad de la estructura molecular de estos últimos.

Debemos aclarar que cada tipo celular presentará orgánulos específicos adicionales según su especialización, como por ejemplo el acrosoma (lisosoma especializado) en los espermatozoides de algunas especies.

Elementos de las células vegetales:

- Orgánulos en citoplasma:

Figura 4: Cloroplastos (SciencePhoto).

Plastos, entre los cuales se destacan los cloroplastos. 

En las células vegetales y en los protistas fotosintéticos la fotosíntesis se da en los cloroplastos (Figura 4). Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas. Contienen vesículas apiladas llamadas tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía luminosa en energía química, como por ejemplo la clorofila.

Existes otros tipos de plastos en las células de las plantas y algas llamados cromoplastos, los cuales sintetizan y almacenan otros pigmentos. Su presencia determina la coloración roja y/o anaranjada de las frutas, flores u hortalizas y los colores de los mismos están condicionados al tipo de pigmento presente (carotenos o xantofilas).

Vacuola central

En general, las tres cuartas partes del volumen celular de las plantas están ocupadas por la vacuola central grande y llena de agua. Tiene varias funciones: participa en el equilibrio del contenido de agua dentro de la célula, actúa como receptor de “desechos” celulares, o como sitio de almacenamiento de azúcares o aminoácidos o incluso de pigmentos.

- Pared celular

Es una capa externa a la membrana plasmática, la cual protege los contenidos de la célula, da rigidez a la estructura celular, funciona como mediadora en todas las relaciones de la célula con el entorno y actúa como compartimiento celular. Las plantas, los hongos, las algas, algunos protistas e incluso las bacterias, tienen pared celular. La misma está formada por diversos materiales dependiendo de la clase de organismo. En términos generales está compuesta por una red de carbohidratos, fosfolípidos y proteínas estructurales embebidos en una matriz gelatinosa compuesta por otros carbohidratos y proteínas. En las plantas, la pared celular se compone sobre todo de un polímero de carbohidratos denominado celulosa, un polisacárido. En las bacterias, la pared celular se compone de péptidoglicano. Los hongos presentan paredes celulares de quitina, y las algas tienen típicamente paredes construidas de glicoproteínas y polisacáridos. No obstante, algunas especies de algas pueden presentar una pared celular compuesta por dióxido de silicio.

Ahora bien, dijimos que los hongos y los protistas también pertenecen al grupo de los eucariotas. Veamos algunas de sus características celulares.

Características celulares específicas de los hongos

Figura 5: Fotografía tomada con microscopio electrónico de barrido de hifas del hongo Aspergillus fungus (SciencePhoto).

Los hongos (Figura 5) están agrupados dentro de Reino Fungi. Los hay unicelulares como las levaduras y pluricelulares como los conocidos champiñones. La mayoría de los hongos crecen como hifas (filamentosos cilíndricos). Como hemos mencionado, sus células presentan una pared celular formada por quitina, típica molécula presente en animales artrópodos. Cada célula puede contener uno a más de un núcleo. En el caso de los hongos superiores, presentan separaciones porosas llamados septos que permiten el paso de citoplasma, orgánulos, y a veces, núcleos. Los hongos primitivos no tienen tales divisiones, y cada organismo es esencialmente una célula grande y pueden tener flagelos.

Características de los protistas

El Reino Protista es sumamente diverso y aún hoy en día sigue la discusión sobre la clasificación de sus miembros. Los hay semejantes a las plantas (algas), semejantes a los hongos (mohos) y similares a los animales (protozoarios). Hay protistas autótrofos, heterótrofos, parásitos, de vida libre, con cilios o con flagelos.

Figura 6: Fotografía de Paramesium sp, protista unicelular heterótrofo (SciencePhoto).

Los protozoarios de agua dulce, por ejemplo, sufren una constante entrada de agua hacia dentro de la célula lo que podría hacer que estallen, sin embargo, tienen estructuras llamadas vacuolas contráctiles, que les permiten excretar agua y así regular su volumen intracelular (Figura 6). Como hemos mencionado en varias otras secciones, los protistas son los eucariotas unicelulares más complejos ya que realizan todas las funciones que cumple un organismo pluricelular. Lo notable es justamente esto, que todas las funciones se dan en una sola célula.

Para terminar…

En esta sección hemos desglosado a la célula. ¿Has podido comprender las funciones que realiza y el porqué de su denominación como la mínima unidad de la vida?… crece, mantiene su medio interno en equilibro, interacciona con el medio exterior, se nutre…

Explora el siguiente video que repasa las estructuras celulares que hemos analizado:

En las siguientes secciones abordaremos más detalladamente cada uno de los procesos que ocurren en cada uno de los componentes celulares, como por ejemplo, la síntesis de proteínas, respiración celular, osmoregulación, fagocitosis, división celular, fotosíntesis…entre otros.

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Actividad:

Te proponemos que realices una tabla comparativa entre la célula animal y la vegetal. En ella podrás incluir en cada fila el tipo de componente celular incluyendo la función. Puedes marcar con una cruz si está presente o no en los dos tipos celulares. De esta manera podrás resumir el tema que hemos tratado.

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El siguiente video resume los componentes que hemos estudiado sobre las células eucariotas:

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Bibliografía consultada:

  • -Life: The science of Biology 8° ed. Ed. Médica Panamericana. D. S. Purves. 2000.
  • -Biología “La vida en la tierra”, 6ta ed. Pearson Prentice Hall. T. Audesirk, G. Audesirk & B. Byers. 2003.
  • - Biología Curtis. 7ª ed. Adriana Schnek, Alicia Massarini. Ed. Médica Panamericana. 2008.

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Audio del Tema de Estudio 5 en AcercaCiencia ivoox

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4 Comentarios

  • Responder
    KILINO
    19 junio, 2013

    Gracias por u gran aportacion de sus conocimientos me ayudado bastante ami inestigacion de aplicacion de examen de admision de haspirante de medicina general

    • Responder
      19 junio, 2013

      Gracias Kilino por tus palabras, nos alegra mucho saber que hemos podido ayudarte. Puedes recomendarnos y seguirnos por las redes sociales, así estarás al tanto de nuestras actividades y publicaciones. Muy buena semana!

  • Responder
    fatima
    7 octubre, 2013

    gracias a esta pagina pase bilogia con 10 jaja graciazz

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