Estructura y Función de los Organelos Celulares y la Membrana Plasmática

Mitocondrias: Centrales Energéticas de la Célula

Las mitocondrias poseen su propio DNA, el cual se encuentra disperso por la matriz en forma de DNA circular y ribosomas. Son las encargadas de suministrar la energía necesaria para la actividad celular, sintetizando ATP a expensas de la oxidación de glucosa, ácidos grasos y aminoácidos.

Estructura Interna

• Matriz mitocondrial: En ella se localizan las enzimas responsables de la β-oxidación y el ciclo de Krebs.
• Membrana interna: Aquí se encuentra la cadena respiratoria y transportadora de electrones. Está formada por proteínas que acoplan la energía libre del transporte electrónico con la síntesis de ATP.

Citoesqueleto: Soporte y Movimiento

El citoesqueleto es una red compleja de filamentos proteicos que se extiende por todo el citoplasma de las células eucariontes. Determina una gran variedad de formas y permite movimientos direccionales y coordinados, tales como:

• Deslizamiento de la célula sobre un sustrato.
• Contracción muscular.
• Cambios de forma durante el desarrollo embrionario.
• Movimiento intracelular: Transporte de organelos en el citoplasma y segregación de cromosomas durante la mitosis.

Tipos de Filamentos Proteicos

• Filamentos de Actina (FA): Polímeros helicoidales que se concentran en la corteza celular y están asociados con moléculas de ATP.
• Microtúbulos (MT): Cilindros largos unidos por un extremo al centrosoma (centro organizador). Participan en el transporte intracitoplasmático de vesículas y proteínas.
• Filamentos Intermedios (FI): Forman la lámina nuclear y se extienden por el citoplasma uniendo células vecinas.

El Núcleo: Almacén de Información Genética

El núcleo es el sitio de la autoduplicación del DNA y la transcripción del RNA para la síntesis de proteínas. El material genético se organiza en forma de cromatina durante la interfase, distinguiéndose dos tipos:

• Heterocromatina
• Eucromatina

Los poros nucleares facilitan el transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma. El nucleoplasma constituye el resto del componente nuclear.

El Nucleolo y los Cromosomas

El nucleolo presenta una zona fibrilar (interna, contiene DNA) y una zona granular (periférica, contiene RNA y proteínas). Por otro lado, el cariotipo es el conjunto de cromosomas de la célula. Existen tipos especiales como:

• Cromosomas politénicos: Presentes en glándulas salivales, caracterizados por sus "puffs".
• Cromosomas plumulados: Observados en ovocitos de anfibios, homólogos a los "puffs" y con transcripción activa.

Membranas Biológicas: Composición y Dinámica

Las membranas están compuestas por lípidos, proteínas e hidratos de carbono.

Lípidos de Membrana

Los principales son los fosfolípidos, seguidos de glicolípidos y esteroles. Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas (con un grupo fosfato, glicerol y dos cadenas de ácidos grasos) capaces de formar una bicapa que separa los compartimentos intracelulares del medio extracelular. Los más importantes son la fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina, fosfatidilcolina y esfingomielina.

• Esfingolípidos: Ubicados en la cara externa de la membrana plasmática, actúan como receptores de señales externas, reconocimiento e interacción célula-célula y adhesión celular.
• Colesterol: Es el esteroide más abundante; influye directamente en la fluidez y permeabilidad de la membrana.

Proteínas de Membrana

Pueden ser globulares o fibrilares y actúan como receptores, transportadores o elementos estructurales. Se dividen en:

• Integrales: Cruzan la membrana una o más veces en conformación de alfa-hélice.
• Periféricas: Se unen a la membrana a través de otras proteínas.

La movilidad proteica puede verse disminuida por la formación de complejos enzimáticos, la interacción con el citoesqueleto o la presencia de uniones intercelulares.

Glucocáliz

Recubre la célula eucarionte y está formado por:

• Glicoproteínas: Proteínas con cadenas de oligosacáridos.
• Glicolípidos: Fosfolípidos con cadenas cortas de oligosacáridos.

Propiedades y Funciones de la Membrana

Fluidez

La fluidez depende de varios factores:

• Tipo de ácido graso: Cadenas cortas o con insaturaciones aumentan la fluidez.
• Colesterol: En concentraciones elevadas, disminuye la fluidez si se está por encima de la temperatura de transición.
• Temperatura: El descenso de la temperatura tiende a reducir la fluidez.

Permeabilidad y Función

La bicapa lipídica es permeable a compuestos liposolubles, pero impermeable a sustancias iónicas y polares (excepto el H₂O). Sus funciones incluyen la organización celular, la generación de ambientes hidrofóbicos, la determinación de la forma celular y la relación con otras células.

Señalización Celular

• Señales paracrinas: La célula blanco es vecina a la célula emisora.
• Señales endocrinas: La señal se secreta a la sangre para llegar a células distantes.
• Señales autocrinas: La señal afecta a la misma célula que la produce.