Orgánulos celulares: RE, Golgi, lisosomas, mitocondrias y cloroplastos

Tipos de orgánulos membranosos

En la célula se distinguen varios conjuntos de orgánulos membranosos con funciones específicas. A continuación se describen sus características y funciones principales.

Sistema de citomembranas

El sistema de citomembranas está formado por el retículo endoplásmico (RE), el complejo (o aparato) de Golgi y las vesículas. Intervienen en la síntesis, modificación y el intercambio celular, en la digestión celular y en la regulación osmótica.

Retículo endoplásmico (RE)

El retículo endoplásmico es un complejo sistema de sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí, que delimitan el lumen del retículo. El RE se comunica con el aparato de Golgi. Su función es la síntesis de proteínas y lípidos destinados a la secreción y a la renovación de estructuras celulares.

Hay dos tipos de RE:

• RER (retículo endoplásmico rugoso): sistema de cisternas aplanadas con ribosomas adheridos. Funciones: síntesis, modificación y almacenamiento de proteínas.
• REL (retículo endoplásmico liso): sistema de túbulos membranosos sin ribosomas, interconectados entre sí. Funciones: síntesis de lípidos y derivados lipídicos, detoxificación, y almacenamiento de Ca2+.

Complejo (Aparato) de Golgi

El complejo de Golgi es un conjunto de sáculos relacionados entre sí. Presenta polaridad: cara de formación (cara cis) y cara de maduración (cara trans).

Funciones principales:

• Modificación de proteínas sintetizadas en el RER.
• Transporte y secreción de proteínas y lípidos.
• Participación, junto con el RE, en la formación de la pared celular, tránsito de lípidos y génesis de lisosomas.

Lisosomas

Los lisosomas son pequeñas vesículas que contienen enzimas hidrolíticas implicadas en la digestión celular. Existen dos tipos de lisosomas: primarios y secundarios.

Funciones de los lisosomas: participan en la digestión celular y, según su función, pueden intervenir en:

• Heterofagia: digestión de material extracelular incorporado por endocitosis o fagocitosis.
• Autofagia: digestión de componentes celulares propios para su reciclaje.
• Cuerpos multivesiculares: implicados en tráfico y degradación de membranas y receptores.

Vacuolas

Las vacuolas son orgánulos citoplasmáticos rodeados por membranas con contenido acuoso.

Vacuola vegetal: contiene enzimas hidrolíticas, mantiene la turgencia celular e incrementa la superficie celular.

Orgánulos relacionados con el metabolismo energético

Los orgánulos implicados en el metabolismo energético son las mitocondrias, los peroxisomas y los cloroplastos.

Mitocondrias

En las mitocondrias se realiza el metabolismo respiratorio aeróbico con la finalidad de obtener energía. Se forman a partir de otras mitocondrias.

Estructura y composición de las mitocondrias:

• Membrana mitocondrial externa: contiene un número elevado de porinas que confieren permeabilidad.
• Espacio intermembranoso: entre membrana externa e interna.
• Membrana mitocondrial interna: carece de colesterol y es donde se realiza la cadena de transporte de electrones.
• Matriz mitocondrial: contiene enzimas del ciclo de Krebs.

Funciones de las mitocondrias: obtención de energía. En la matriz mitocondrial tienen lugar la β-oxidación y la descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico (proceso posterior a la glucólisis), además de la transaminación (CAT) y la síntesis de algunas proteínas mitocondriales.

Peroxisomas

Los peroxisomas son orgánulos implicados en reacciones de oxidación y en la detoxificación de compuestos. Participan en la degradación de ácidos grasos de cadena muy larga mediante β-oxidación parcial y en la eliminación de peróxidos.

Cloroplastos

Los cloroplastos pertenecen al grupo de los plastos. Existen tres tipos de plastos: cloroplastos, cromoplastos (almacenan pigmentos) y leucoplastos (almacenan sustancias de reserva).

Estructura de los cloroplastos:

• Envoltura: membrana plastidial externa – espacio intermembranoso – membrana plastidial interna. La envoltura es bastante permeable debido a porinas.
• Estroma: matriz del cloroplasto; es el lugar donde se fija el CO2 durante el ciclo de Calvin y donde se lleva a cabo la biosíntesis de ácidos grasos.
• Tilacoides y grana: los tilacoides forman sacos aplanados que generan un espacio tilacoidal. En conjunto se divide el cloroplasto en tres compartimentos: intermembranoso, tilacoidal y estromático.
• Membranas tilacoides: contienen pigmentos fotosintéticos (aproximadamente 12% en masa de pigmentos) y alojan los fotosistemas.

Funciones de los cloroplastos: fotosíntesis oxigénica. La célula utiliza la luz como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono. La fotosíntesis tiene dos fases:

• Fase dependiente de la luz: en la membrana tilacoidal se producen reacciones de conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y se generan moléculas reducidas (NADPH + H+). Son imprescindibles el H2O, la luz y los pigmentos fotosintéticos.
• Fase independiente de la luz (fase oscura o ciclo de Calvin): en el estroma se produce la fijación del CO2 en moléculas orgánicas, que posteriormente se almacenan como polisacárido de reserva. Esta fase es independiente de la luz.

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Este texto describe las características estructurales y funcionales de los principales orgánulos membranosos: sistema de citomembranas (RE, complejo de Golgi y vesículas), lisosomas, vacuolas, mitocondrias, peroxisomas y cloroplastos, conservando la información original pero corrigiendo ortografía, gramática y presentación.