Componentes Fundamentales de la Célula y sus Roles Bioquímicos

Estructuras y Orgánulos Celulares: Una Revisión Detallada

Orgánulos Específicos

Ribosomas

Sirven exclusivamente para la síntesis de proteínas. Están compuestos por dos subunidades: una mayor y una menor. Cada subunidad posee ARN ribosomal (ARNr) y proteínas ribosomales.

Mitocondrias

Responsables de la síntesis de moléculas de ATP, indispensables para la energía celular y la síntesis de proteínas. Degradan carbohidratos mediante la respiración celular, proceso controlado por enzimas. Poseen una forma esférica y están delimitadas por dos membranas:

• Membrana externa: permeable.
• Membrana interna: impermeable.

Centríolos

Poseen una estructura llamada huso acromático que orienta el movimiento de los cromosomas durante la división celular en el citoplasma. También originan el cuerpo basal. Se encuentran solo en células animales; cada célula posee dos centríolos compuestos por microtúbulos dispuestos en forma radial.

Pared Celular

Proporciona el soporte mecánico a las células vegetales y regula el ingreso de agua. Es permeable, pero no constituye una membrana selectiva. Está compuesta principalmente por celulosa y otros polisacáridos producidos por la célula que la rodea.

Cloroplastos

Son orgánulos ovoides que poseen dos membranas. La membrana interna delimita un líquido llamado estroma, mientras que la externa está en contacto con el citosol. Su función principal es absorber la luz solar para transformarla en energía química (fotosíntesis).

Plástidos No Fotosintetizadores

Realizan funciones diversas además de la fotosíntesis (aunque el texto original indica que realizan fotosíntesis, es importante notar que los leucoplastos, por ejemplo, no lo hacen). Poseen membrana interna y externa; la interna es lisa. Sirven para el almacenamiento de nutrientes (especialmente para el invierno) y la coloración en flores y frutos.

Vacuola Central

Presente en células eucariontes, especialmente en plantas, aunque también se encuentra en animales y algunos protistas. Es ovoide y tiene una sola membrana. Su forma depende de la cantidad de agua que contenga. Sus funciones incluyen:

• Almacenamiento de agua.
• Regulación de la entrada y salida de agua en la célula.
• Digestión intracelular.
• Soporte mecánico de los tejidos (turgencia).

Componentes Citoplasmáticos y Estructurales

Membrana Plasmática

Compuesta por fosfolípidos, proteínas y carbohidratos, formando una bicapa de fosfolípidos. En esta bicapa se encuentran diferentes tipos de proteínas:

• Integrales: atraviesan completamente la bicapa.
• Periféricas: se sitúan sobre la superficie.

Estas proteínas pueden cambiar de lugar (modelo del mosaico fluido). Sus funciones son dar forma a la célula, la recepción y transmisión de información, y el control de la entrada y salida de sustancias. Está presente en todas las células, con mayor desarrollo en algunas. Contiene glicolípidos y glicoproteínas.

Citoplasma

Posee una fase semilíquida denominada citosol. En él ocurren procesos mecánicos de movimiento interno como la ciclosis (en vegetales) y la formación de seudópodos (en animales). Está atravesado por el citoesqueleto, y en él se localizan los orgánulos celulares. Está compuesto por agua, enzimas, ARN, proteínas estructurales e inclusiones. Ocupa cerca del 54% del volumen total de la célula.

Funciones del Citosol

• Biosíntesis: fabricación de materiales celulares.
• Obtención de energía: incluye la glucólisis.

Citoesqueleto

Es un armazón proteico compuesto por tres tipos principales de filamentos:

1. Filamentos Intermedios: Funciones: dar forma a la célula y mantener la posición de algunos orgánulos.
2. Microfilamentos (de actina): Ubicados en la membrana plasmática. Funciones: contracción celular y transporte de orgánulos dentro de la célula.
3. Microtúbulos (a base de tubulina): Involucrados en el movimiento de cromosomas durante la división celular (mediado por centríolos), movimiento dentro del citoplasma, y en la estructura de cilios y flagelos.

Los microtúbulos son esenciales en células eucariontes (células animales poseen centríolos, que organizan cilios y flagelos, presentes también en algunos organismos unicelulares).

Núcleo

Ausente en bacterias. Algunas células pueden ser anucleadas (ej. glóbulo rojo) o tener múltiples núcleos (ej. músculo esquelético). Está rodeado por una membrana nuclear doble que presenta poros que permiten el paso de sustancias. Los cromosomas (ADN), cuando están desempaquetados, forman la cromatina.

Funciones del Núcleo

• Replicación del ADN.
• Transcripción a ARNm, que viaja hacia el citoplasma o el RER.

Componentes clave: Carioteca (membrana nuclear), poro nuclear, RER (en contacto), carioplasma o nucleoplasma (líquido que contiene la cromatina y el nucléolo). Controla la síntesis de proteínas y separa el material genético. Predominante en células eucariotas.

Nucléolo

Compuesto por ARN y proteínas. Su función principal es la síntesis del ARNr necesario para la formación de los ribosomas.

Retículo Endoplasmático (RE)

Comunica intermitentemente la membrana plasmática y la membrana nuclear, facilitando el transporte intracelular.

RE Rugoso (RER)

Formado por sacos de membranas aplanadas llamadas cisternas. Su función es sintetizar proteínas destinadas a la secreción fuera de la célula. Las proteínas sintetizadas por los ribosomas pasan a través de las cisternas para ser empaquetadas en vesículas hacia el Aparato de Golgi.

RE Liso (REL)

Menos extenso que el RER, con membranas dispuestas en forma de red y sin ribosomas. Se encarga de:

• Sintetizar lípidos (como esteroides, fosfolípidos y triglicéridos).
• Detoxificación de materiales nocivos y medicamentos dañinos, especialmente en el hígado.

Aparato de Golgi (AG)

Es un orgánulo único dentro del sistema de membranas internas. Consiste en sacos aplanados (cisternas) apilados y vesículas. Procesa las proteínas provenientes del RER y/o REL (convirtiéndolas en moléculas funcionales) para luego ser enviadas en vesículas hacia la secreción exterior. Es fundamental en la formación de lisosomas.

Lisosomas

Poseen una membrana limitante que contiene enzimas digestivas capaces de degradar materiales extracelulares o intracelulares. Protegen a la célula de la apoptosis (muerte celular programada). Participan en procesos como la digestión de materiales celulares (autofagia), exocitosis y fagocitosis. Se encuentran en células eucariontes.

Peroxisomas

Contienen numerosas enzimas en su interior, a menudo organizadas en forma de cristales. Contienen enzimas clave como la catalasa ($2 ext{H}_2 ext{O}_2 ightarrow 2 ext{H}_2 ext{O} + ext{O}_2$) y la oxidasa ($ ext{O}_2 ightarrow ext{H}_2 ext{O}_2$). Su función es transformar el peróxido de hidrógeno ($ ext{H}_2 ext{O}_2$) en agua y oxígeno, utilizando átomos de $ ext{O}_2$ para eliminar átomos de hidrógeno. Están presentes en todas las células eucariontes.