Células procariotas y eucariotas: estructura, orgánulos y funciones

Células procariotas y eucariotas

Las células se clasifican en procariotas y eucariotas. A continuación se describen sus estructuras y funciones principales.

Estructuras comunes de la célula

• Membrana plasmática: delimita y regula el intercambio de sustancias con el exterior.
• Pared celular: estructura que aporta rigidez y protege a la célula del medio.
• Cápsula: estructura que protege de agresiones externas.
• Flagelos: estructuras que permiten el movimiento de la célula.
• Micropilis: permiten la adherencia al medio.
• Citoplasma: contenido líquido-viscoso delimitado por la membrana plasmática.
• Cromosomas: material genético bacteriano.
• Mesosomas: pliegues de la célula que crean energía.

El citoplasma y sus componentes

Citoesqueleto: estructura que delimita la forma y el tamaño de las células, así como su movimiento. Está compuesto por microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos.

Citosol: medio acuoso del citoplasma en el que se encuentran inmersos los orgánulos celulares.

Orgánulos: diferentes estructuras suspendidas en el citosol que tienen formas y funciones especializadas.

Orgánulos principales

Mitocondrias: orgánulos que presentan doble membrana, se encargan de la respiración celular y poseen ADN propio. Tienen forma de abalorio; la membrana externa es lisa y la interna muy rugosa y plegada, donde tiene lugar la mayoría de procesos para la obtención de energía. Aquí se lleva a cabo la respiración aerobia, con reacciones de oxidación-reducción que producen energía para el movimiento. La respiración constituye parte del metabolismo llamado catabolismo.

Metabolismo:

• Catabolismo: procesos degradativos en los que se obtiene energía (ATP).
• Anabolismo: procesos de síntesis de sustancias en los que se consume energía (ATP).

Retículo endoplasmático: compartimento de membrana en forma de sáculos aplanados. Puede ser:

• Liso: sintetiza grasas y realiza la desintoxicación (inactivación o eliminación de toxinas). No posee ribosomas.
• Rugoso: posee ribosomas, realiza el transporte y almacenamiento de nutrientes. Los ribosomas sintetizan proteínas, que después pasan al conducto y se transportan.

Ribosomas: estructuras formadas por proteínas y ARN. Se encuentran en el RE y en el citoplasma.

Aparato de Golgi: sáculos de membrana aplanados situados cerca del retículo endoplasmático. Se encarga de la organización del transporte celular y de la maduración de las proteínas.

Vacuolas: orgánulos que almacenan sustancias (agua). En los animales son más pequeñas y numerosas; en los vegetales son más grandes y en menor número.

Lisosomas: orgánulos relativamente grandes, formados por el retículo endoplasmático rugoso (RR) y luego empaquetados por el complejo de Golgi. Contienen enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven para digerir materiales de origen externo (heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a ellos. Es decir, se encargan de la digestión celular.

• Heterofagia: digestión de sustancias procedentes del exterior. Las sustancias se introducen en una cavidad (vacuolas de captura); para digerirlas, se fusionan con el lisosoma y pasan a ser vacuolas digestivas o fagosomas, al verter las enzimas sobre la sustancia.
• Autofagia: eliminación de toxinas. También digieren sustancias muy tóxicas para la célula y estructuras deterioradas que se eliminan para renovarla. Otra función es digerir la célula en enfermedades degenerativas, donde la célula se degrada y los lisosomas ayudan a la autodestrucción. Guarda relación con procesos cancerígenos, ya que si la célula comienza a formar tejido anómalo que no se divide, da origen a tumores. Este mecanismo se llama apoptosis.

Centriolos: estructuras proteicas que se encargan de organizar las fibras del huso mitótico durante la división celular.

Cloroplastos: orgánulos que se encargan de la fotosíntesis. Tienen doble membrana; en su interior se encuentra un fluido llamado estroma y tienen forma ovoidal. Las grana son conjuntos de membranas muy plegadas y apiladas (membrana tilacoidal, conjunto de tilacoides), donde se almacenan los pigmentos fotosintéticos.

Pared vegetal: estructura rígida de celulosa que envuelve la membrana plasmática.

El núcleo celular

El núcleo es un compartimento de membrana que envuelve al ADN. En las células eucariotas suele haber uno, aunque puede haber varios; también existen células que lo pierden (glóbulos rojos). El ADN es la molécula más grande. El núcleo está formado por: membrana nuclear, jugo nuclear (carioplasma), nucléolo (acumulación de proteínas unidas al ADN, donde tiene lugar la producción de ARN) y cromatina (donde se alberga el material genético = ADN + proteínas que, al condensarse, forman los cromosomas).

Los descubridores de la estructura en doble hélice fueron Watson y Crick. Las bases que forman el ADN son A, G, C y T; A se enfrenta con T y C con G, lo que permite obtener copias de la secuencia y que nuestras células tengan una copia genética.

Medidas del ADN

Una molécula tiene 3.400.000 pares de bases; el ADN de una célula puede llegar a medir 1,7 m. Hay estimaciones que indican que tenemos entre 30.000 y 40.000 genes. Un cromosoma tiene entre 300 y 400 genes, y solo una parte del ADN los contiene.

Cada especie tiene un número de cromosomas específico (ley de la constancia numérica de los cromosomas). Los humanos tenemos 46 cromosomas, o 23 pares de cromosomas homólogos. Cada individuo tiene un par de genes que determinan cada rasgo.

Cromosomas homólogos y tipos de cromosomas

Cromosomas homólogos: pares de cromosomas que tienen la misma longitud y morfología, con el centrómero en el mismo lugar, y que portan información sobre un mismo rasgo; esta información debe coincidir.

Tipos de cromosomas según la posición del centrómero:

• Acrocéntrico: el centrómero se encuentra más cerca de uno de los telómeros, dando como resultado un brazo muy corto (p) y otro largo (q).
• Metacéntrico: cromosoma cuyo centrómero se encuentra en la mitad, dando lugar a brazos de igual longitud.
• Submetacéntrico: cromosoma en el cual el centrómero se ubica de tal manera que un brazo es ligeramente más corto que el otro.
• Telocéntrico: solo existe un brazo.

Cromatina y cromosomas

Mientras no se divide, la cromatina está dispersa; cuando se divide, se condensa y forma cromosomas (que no tienen el mismo tamaño y cuyo centrómero no está en la misma posición). A lo largo de toda la longitud del cromosoma están dispersos diferentes genes. Tras adoptar forma de bastoncillo, se dividen longitudinalmente y forman cromátidas; cada una tiene una copia idéntica de ADN.

Cromosomas sexuales

De los 23 pares de cromosomas, 22 son somáticos o autosomas, que regulan características independientes del sexo. El par restante está ligado al sexo: en las mujeres son homólogos XX y en los hombres uno es más corto que el otro (XY).