Orgánulos Celulares Eucariotas: Estructura y Funciones Esenciales

Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

Estructura

Constituido por un sistema de cisternas aplanadas interconectadas, con ribosomas adheridos a la cara citoplasmática mediante proteínas receptoras específicas.

Función

• Almacenamiento, transporte y modificación de proteínas (las proteínas se unen a chaperonas que facilitan su correcto plegamiento).
• Degradación de proteínas anómalas.

Retículo Endoplasmático Liso (REL)

Estructura

Formado por un sistema de túbulos membranosos interconectados entre sí, sin ribosomas asociados.

Función

• Síntesis de lípidos y derivados lipídicos (ej. esteroides).
• Detoxificación celular (transformación de sustancias tóxicas en menos tóxicas).
• Almacén de iones calcio (Ca²+), importante en la contracción muscular y señalización celular.
• Metabolismo de los carbohidratos (ej. glucogenólisis en células hepáticas).

Complejo de Golgi

Estructura

Constituido por dictiosomas (pilas de sáculos o cisternas aplanadas), rodeados de pequeñas vesículas membranosas. Presenta polaridad funcional y estructural con dos caras distintas:

• Cara cis (o de formación): Convexa, generalmente orientada hacia el RER, recibe vesículas de transición.
• Cara trans (o de maduración): Cóncava, orientada hacia la membrana plasmática, de donde se desprenden vesículas de secreción.

Función

• Modificación post-traduccional de proteínas y lípidos sintetizados en el RE (ej. glucosilación, sulfatación).
• Clasificación, empaquetamiento y transporte de proteínas y lípidos hacia sus destinos finales (membrana plasmática, lisosomas, exterior celular).
• Implicado en otros procesos celulares:
  • Formación de la pared celular vegetal y del glucocálix animal.
  • Relacionado con el tránsito y metabolismo de lípidos.
  • Interviene en la génesis de los lisosomas primarios.

Lisosomas

Estructura

Pequeñas vesículas membranosas que contienen una gran variedad de enzimas hidrolíticas (hidrolasas ácidas), activas a pH ácido (aproximadamente 5). La membrana lisosómica contiene proteínas transportadoras y una bomba de protones para mantener el pH interno.

Tipos Principales

• Lisosomas primarios: De reciente formación a partir del complejo de Golgi, contienen solo las enzimas hidrolíticas.
• Lisosomas secundarios: Se forman tras la fusión de lisosomas primarios con vesículas que contienen material a digerir (fagosomas, endosomas, vacuolas autofágicas). En ellos tiene lugar la digestión celular.

Función

Participan en la digestión celular de material tanto exógeno como endógeno. Según el origen del material digerido, los lisosomas secundarios pueden ser:

• Fagolisosomas: Formados por la unión de lisosomas primarios con fagosomas (vesículas con material fagocitado del exterior).
• Autofagolisosomas: Los lisosomas se fusionan con vacuolas autofágicas (que contienen orgánulos o restos celulares propios) para eliminar componentes celulares dañados o innecesarios (autofagia).
• Cuerpos multivesiculares: Endosomas tardíos que contienen en su interior numerosas vesículas y que pueden fusionarse con lisosomas para degradar su contenido.

Vacuolas

Orgánulos citoplasmáticos rodeados de membrana (denominada tonoplasto en vegetales) con un elevado contenido hídrico y diversas sustancias disueltas.

Tipos y Funciones

Vacuola Vegetal Central

Las células vegetales maduras suelen tener una única vacuola de gran tamaño que ocupa gran parte del volumen celular. Su contenido es ácido.

Funciones:

• Contribuye al mantenimiento de la turgencia celular (presión osmótica).
• Permite el incremento de la superficie celular con un mínimo gasto de citoplasma.
• Sirve de almacén de agua, iones, nutrientes, productos de desecho y pigmentos.
• Puede contener enzimas hidrolíticas, actuando como un compartimento lítico similar a los lisosomas.

Otros Tipos

• Vacuolas contráctiles: Presentes en protozoos de agua dulce, expulsan el exceso de agua para mantener el equilibrio osmótico.
• Vacuolas digestivas (o alimenticias): Se forman durante la fagocitosis o pinocitosis, fusionándose luego con lisosomas para la digestión del material ingerido.

Plastos

Características Generales

Forman parte de un conjunto de orgánulos característicos de las células eucariotas vegetales (c.e.v.) y algas. Están rodeados por una doble membrana. Se distinguen varios tipos, como los cloroplastos (fotosintéticos), cromoplastos (contienen pigmentos no fotosintéticos) y leucoplastos (no pigmentados, almacenan sustancias), todos ellos originados a partir de estructuras precursoras llamadas proplastos.

Cloroplastos

Estructura

• Envoltura: Compuesta por una membrana plastidial externa (muy permeable) y una membrana plastidial interna (más selectiva, contiene transportadores), separadas por un espacio intermembranoso.
• Estroma: Es la matriz acuosa interna del cloroplasto. Contiene ADN circular propio, ribosomas (70S), enzimas (como las del ciclo de Calvin), gránulos de almidón y gotas lipídicas.
• Tilacoides y Grana: Sistema membranoso interno inmerso en el estroma. Los tilacoides son sáculos aplanados cuya membrana contiene los pigmentos fotosintéticos y los complejos proteicos de la fase lumínica. Los tilacoides se apilan formando estructuras llamadas grana (plural de granum). Existen también tilacoides del estroma o intergrana que conectan diferentes grana.
• Membranas Tilacoidales: Contienen los pigmentos implicados en la captación de luz (clorofilas y carotenoides), los fotosistemas (I y II), la cadena de transporte de electrones y los complejos ATP sintasa (ATPasa).

Función

Los cloroplastos son los orgánulos donde tiene lugar la fotosíntesis oxigénica, proceso fundamental para la vida en la Tierra que convierte la energía lumínica en energía química (ATP y NADPH) y fija el CO₂ atmosférico en moléculas orgánicas. Se divide en dos fases principales:

• Fase lumínica: Dependiente de la luz, ocurre en las membranas tilacoidales. Implica la captación de luz, la fotólisis del agua (liberación de O₂), el transporte de electrones y la síntesis de ATP y NADPH.
• Fase oscura (Ciclo de Calvin): Independiente de la luz directa (pero dependiente de los productos de la fase lumínica), ocurre en el estroma. Implica la fijación del CO₂ y su reducción para sintetizar glúcidos, utilizando el ATP y NADPH generados en la fase lumínica.