Orgánulos Celulares Esenciales: Peroxisomas, Vacuolas y Núcleo Interfásico

Peroxisomas

Son orgánulos de forma esférica muy abundantes en protistas, vegetales y animales. Presentan una estructura cristalina interna. Contienen enzimas oxidativas; distintas células del organismo contienen diferentes conjuntos de estas enzimas.

Funciones de los Peroxisomas:

1. Oxidación de moléculas tóxicas: Oxidan utilizando oxígeno molecular (O₂), produciendo peróxido de hidrógeno (agua oxigenada, H₂O₂). La eliminación del agua oxigenada se realiza mediante la enzima catalasa.
2. Oxidación de ácidos grasos: Este proceso ocurre tanto en las mitocondrias como en los peroxisomas. En células animales eucariotas, ocurre en ambos orgánulos, mientras que en las células vegetales ocurre principalmente en los peroxisomas.
3. Control del exceso de NADH y O₂ en la célula.

Glioxisomas

Solo se encuentran en las células vegetales.

• Durante la germinación, los glioxisomas transforman las grasas almacenadas en glucosa, que es el único nutriente que puede alimentar al embrión.
• En las hojas, los glioxisomas convierten productos de la fotosíntesis en azúcares almacenables.

Vacuolas

Son vesículas con contenidos diversos. Son muy frecuentes en células vegetales y menos comunes en células animales. En las células vegetales, suelen ser numerosas y pequeñas en tejidos poco diferenciados; luego se van uniendo y forman vacuolas muy grandes que pueden ocupar gran parte del volumen celular.

Funciones de las Vacuolas:

1. En células vegetales:
   • Controlan el contenido de agua y sales del citoplasma, ayudando así a mantener la turgencia celular.
   • Almacenan diversas sustancias: reservas nutritivas (azúcares, aminoácidos), pigmentos (como las antocianinas), sales minerales, desechos tóxicos del metabolismo, sustancias olorosas y sustancias con sabor desagradable para disuadir a los herbívoros.
   • Digestión celular: Las vacuolas vegetales contienen hidrolasas ácidas (similares a las de los lisosomas animales) y se encargan de la digestión celular y el reciclaje de componentes.
2. En otras células:
   • En levaduras y otras células carentes de lisosomas, las vacuolas realizan una función digestiva similar.
   • En protozoos de agua dulce existen vacuolas contráctiles que bombean el exceso de agua fuera de la célula para controlar la presión osmótica.

Orgánulos Celulares (II): Núcleo Interfásico

Después de la división celular, el tamaño del citoplasma aumenta. Llega un momento en que el núcleo no puede controlar eficientemente un citoplasma tan grande, entonces se inicia la división celular. La división celular se inicia cuando el valor de la Relación Nucleoplasmática (RNP) es mínimo.

Membrana Nuclear

La envoltura nuclear separa el contenido del núcleo del citoplasma.

Funciones de la Membrana Nuclear:

1. Controlar el intercambio de moléculas entre el núcleo y el citoplasma, como la salida de subunidades ribosómicas y ARNm, y la entrada de proteínas (como histonas y enzimas para la replicación y transcripción).
2. Separar el ADN de las fibras del citoesqueleto, evitando daños mecánicos.
3. Sus membranas son continuas con el Retículo Endoplasmático (RE) y comparten algunas de sus funciones (por ejemplo, pueden tener ribosomas adheridos y participar en la síntesis de lípidos o proteínas).

Nucleoplasma

Es el medio interno del núcleo, una disolución coloidal compuesta por una gran variedad de sustancias:

• Agua, iones (Ca²⁺, Mg²⁺).
• ATP.
• Enzimas implicadas en la duplicación del ADN (ADN polimerasas) y la transcripción (ARN polimerasas).
• Nucleótidos (precursores del ADN y ARN).
• Una red fibrilar proteica (lámina nuclear y matriz nuclear) que sirve de soporte estructural al núcleo y de punto de anclaje para la cromatina.

Función del Nucleoplasma:

Es el medio donde suceden procesos fundamentales como la duplicación del ADN y la transcripción del ARN.

Nucleolo

Es un orgánulo esférico denso, sin membrana, presente dentro del núcleo interfásico. Generalmente hay un nucléolo por núcleo, pero en células muy activas en la síntesis proteica puede haber más de uno. El nucléolo desaparece al inicio de la mitosis y vuelve a formarse durante la telofase.

Componentes del Nucleolo:

• Cromatina asociada al nucléolo: Rodea al nucléolo y contiene la información genética para fabricar los ARN ribosómicos (ARNr). Esta región del ADN se denomina Región Organizadora Nucleolar (RON).
• Región granular: Situada en la periferia, contiene partículas que representan las subunidades ribosómicas recién formadas y en proceso de maduración.
• Región fibrilar (o centro fibrilar y componente fibrilar denso): Situada más centralmente, formada por fibras de ribonucleoproteínas. Contiene los genes ribosómicos en transcripción activa y los precursores de ARN ribosómico (pre-ARNr).

Función del Nucleolo:

1. La síntesis del ARN ribosómico (ARNr) a partir de la información contenida en la RON.
2. El procesamiento del pre-ARNr y el ensamblaje de las subunidades ribosómicas, acoplando los diferentes ARNr con las proteínas ribosómicas (importadas desde el citoplasma).

Cromatina

Es el complejo formado por ADN y una serie de proteínas asociadas, principalmente las histonas. La función de las histonas es facilitar el empaquetamiento y almacenamiento de una molécula de ADN muy larga en un espacio muy pequeño (el núcleo), además de regular la expresión génica.

En la interfase se distinguen dos tipos de cromatina según su grado de condensación:

a) Eucromatina:

• Es la cromatina menos condensada y dispersa en el nucleoplasma.
• Contiene los genes que se están transcribiendo activamente o que están disponibles para la transcripción.
• Se tiñe débilmente con colorantes para ADN.

b) Heterocromatina:

• Es la cromatina que permanece altamente condensada durante la interfase.
• Generalmente no se transcribe (es transcripcionalmente inactiva).
• Se tiñe intensamente con colorantes para ADN.
• Existen dos tipos:
• Heterocromatina Constitutiva:
  • Son regiones muy condensadas que nunca se transcriben en ningún tipo celular.
  • Suelen contener secuencias de ADN altamente repetitivo.
  • Generalmente tienen una función estructural en los cromosomas (por ejemplo, en centrómeros y telómeros).
• Heterocromatina Facultativa:
  • Son regiones que están condensadas (y por tanto inactivas) en unos tipos celulares pero no en otros, o en diferentes momentos del desarrollo.
  • Contiene genes que no se expresan en esa célula particular pero que pueden ser activos en otros linajes celulares.
  • En la célula embrionaria temprana, hay poca heterocromatina facultativa, mientras que en las células especializadas (diferenciadas) siempre contienen regiones de este tipo (genes inactivados específicos de esa especialización). Un ejemplo clásico es el corpúsculo de Barr (cromosoma X inactivado) en hembras de mamíferos.