CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL

ESTRUCTURA DE LAS EUCARIOTAS

MEMBRANA PLASMATICA

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.

Membrana plasmática

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. 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 los

fosfolípidos.

Esquema de un sector de la membrana plasmática

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

citoesqueleto 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.

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.

- 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.

Dentro del citoplasma, existen organeras con distintas

funciones, que están presentes tanto en eucariotas animales

como vegetales y que se detallan a continuación.

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.

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

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 denominados dictiosomas. 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 organelas 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 organelo, 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, cadagen 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.

I- ESTRUCTURAS DE EUCARIOTAS ANIMALES

Las células eucariotas animales tienen estructuras exclusivas,

como el centrosoma, los lisosomas y los cilios y flagelos.

Además, se diferencian de las eucariotas vegetales por ser

heterótrofas, por carecer de pared celular y de plástidos,

estos últimos fundamentales para que los vegetales verdes

puedan fotosintetizar.

LISOSOMAS

Los lisosomas se originan en los dictiosomas (sacos

aplanados) del aparato de Golgi, y en ocasiones a partir de

vesículas en algunas regiones del retículo endoplasmático

granular. Son organelas pequeñas, esféricas y semejantes a

vacuolas.

Limitadas por una sola membrana, contienen en su interior

poderosas enzimas encargadas de digerir sustancias que

ingresan a las células (lisosomas digestivos), con lo cual se

comportan como un sistema digestivo celular. Por otra parte,

los lisosomas pueden degradar desechos celulares, lípidos y

proteínas (lisosomas autofágicos) que son liberados a través

de la membrana plasmática.

CENTROSOMA

Ocupa un área del citoplasma situada casi siempre muy cerca

del núcleo. Regula los movimientos celulares de cilios y

flagelos y tiene un rol fundamental en la división celular. El

centrosoma está formado por el diplosoma, la centrosfera y el

áster. En su interior está el diplosoma, que son dos cilindros

huecos cuyas paredes están formadas por unidades de

proteína (figura de la izquierda). Esos cilindros son los

centríolos, que carecen de membranas y se ubican de manera

perpendicular entre sí. Cada célula posee dos centríolos, cuya

función es intervenir en la división celular y posibilitar la

transferencia de material genético entre las células hijas. Por

cada centríolo hay nueve grupos de tres microtúbulos cada

uno, dispuestos en forma cilíndrica.

Los centríolos se hacen visibles toda vez que la célula se

divide para reproducirse. La centrosfera es una sustancia

traslúcida donde se ubica el diplosoma. El áster es el conjunto

de filamentos radiales que parten de la centrosfera,

fundamentales en el proceso de la mitosis.

CILIOS Y FLAGELOS

Son proyecciones del citoesqueleto limitadas por una

membrana que es continuación de la membrana plasmática.

Son estructuras similares y permanentes. Los flagelos se

caracterizan por ser largos y escasos. Los cilios por ser cortos

y numerosos. Dentro del citoplasma, ambos están formados

por un anillo representado por nueve pares de microtúbulos

que rodean a un par ubicado en el centro, todo cubierto por la

membrana plasmática. Muchas eucariotas, igual que las

procariotas bacterianas, utilizan estas estructuras para la

locomoción. Son ejemplos el flagelo (cola) de los

espermatozoides y los cilios del paramecio.

Los cilios (del latín “pestaña”) son prolongaciones muy finas

de la membrana plasmática a modo de “dedo de guante”, con

un contenido que es continuación del citoplasma. De diámetro

uniforme en toda su longitud, rodean total o parcialmente el

contorno de las células. Los cilios producen vibraciones

sincronizadas que permiten el movimiento de la célula. El

Paramecio es un ejemplo de microorganismo ciliado, con

cerca de 200 cilios en cada individuo. Los cilios de las células

del tracto respiratorio tienen la misión de capturar las

partículas del aire.

Los flagelos son apéndices en forma de látigo presente en

muchos organismos unicelulares, como el Trypanosoma y en

algunos pluricelulares, como los espermatozoides. El flagelo

es utilizado para la movilidad celular en medios líquidos, igual

que los cilios. También poseen un diámetro uniforme en toda

su longitud, aunque algo mayor. Son más largos y menos

numerosos que los cilios, ya que algunas células tienen tan

solo uno o dos flagelos. El flagelo de las eucariotas se

desplaza como si fuera un látigo, mientras que en las

procariotas el movimiento es rotatorio a manera de

sacacorcho.

                                                   

CÉLULA EUCARIOTA VEGETAL

ESTRUCTURAS DE EUCARIOTAS VEGETALES

A pesar que las eucariotas vegetales tienen casi los mismos

elementos que las eucariotas animales, hay estructuras que

son propias como la pared celular y los plástidos.

PARED CELULAR

Es una típica estructura de eucariotas vegetales y fúngicas. Se

ubica en la parte externa de la membrana plasmática, en

contacto con células adyacentes. Es de consistencia gruesa y

rígida, formada principalmente por celulosa. Cumple una

función similar al esqueleto de los animales superiores, ya que

le da firmeza a la planta posibilitando que se mantenga

erguida. Además, interviene en diversos procesos como la

absorción, secreción, transpiración y defensa contra agentes

patógenos. La pared está perforada por pequeños poros

denominados plasmodesmas. Estos plasmodesmas atraviesan

la membrana plasmática y establecen una comunicación

directa entre el citoplasma de las células adyacentes.

En la pared celular se diferencian tres estructuras, desde el

exterior hacia la parte interna de la célula. Ellas son: una

lámina media, una pared primaria y una pared secundaria,

esta última en contacto con la membrana plasmática y

subdividida en tres capas. La celulosa de las paredes celulares

protege a las células adyacentes de la desecación. Gran parte

de la corteza y de la madera de los árboles está formada de

pared celular.

PLASTIDOS

Tal como las mitocondrias, los plástidos son organelas con

doble membrana, responsables de los diferentes colores que

tienen las plantas. Dentro de los plástidos, también llamados

“plastos”, se distinguen los cloroplastos, los cromoplastos y

los leucoplastos. Los cloroplastos contienen clorofila, que se

encarga de captar la energía lumínica y transformarla en

energía química. De esa forma, el vegetal realiza la

fotosíntesis, reacción que tiene lugar en los tilacoides, sacos o

vesículas aplanadas que están inmersos en una solución

llamada estroma en el interior de los cloroplastos. En la

membrana de los tilacoides se ubica la clorofila, carotenos y

xantinas. Pilas de tilacoides forman el grana de los

cloroplastos. Los cloroplastos producen grande cantidades de

ATP (adenosintrifosfato). Contienen ADN, un ARN propio y

ribosomas.

Los cromoplastos fabrican y almacenan otros pigmentos que

le dan color a los frutos, flores y hojas secas. Son ejemplos de

esos pigmentos el caroteno (anaranjado) y la xantofila

(amarillo). Los leucoplastos son plástidos de color blanquecino

encargados de almacenar almidones (amiloplastos), lípidos y

proteínas.

VACUOLAS

Son elementos en forma de saco que se originan a partir de

provacuolas, pequeñas estructuras presentes en células

jóvenes. A medida que la célula crece, estas diminutas

estructuras absorben agua por ósmosis y se unen entre sí

hasta formar una vacuola de gran tamaño que ocupa un

considerable espacio del citoplasma. Las vacuolas tienen una

membrana de permeabilidad selectiva que acumula agua,

dando lugar al crecimiento de la célula y al mantenimiento de

su turgencia. En su interior contiene sales, glúcidos, proteínas

y demás nutrientes.

Las vacuolas también actúan en la remoción de elementos

innecesarios. Mediante el proceso de exocitosis (movimiento

de sustancias hacia fuera de la célula) las vacuolas se acercan

y se adhieren a la membrana plasmática para eliminar

desechos al exterior. Además, por endocitosis (movimiento de

sustancias hacia dentro de la célula) pueden transportar al

citoplasma moléculas que no difunden por la membrana

celular. En este caso, esas moléculas se adhieren a la

membrana plasmática y se produce una invaginación,

formándose una vacuola.

CÉLULA PROCARIOTA BACTERIANA

LAS BACTERIAS

Son células sin núcleo, la zona de la célula, donde está el ADN

y ARN no está limitado por membrana. Ej. Bacteria.

Actualmente están divididas en dos grupos:

• Eubacterias, que poseen paredes celulares formadas por

peptidoglicano o por mureína. Incluye a la mayoría de las

bacterias y también a las cianobacterias.

• Arqueobacterias, que utilizan otras sustancias para

constituir sus paredes celulares. Son todas aquellas

características que habitan en condiciones extremas como

manantiales sulfurosos calientes o aguas de salinidad muy

elevada.