Procesos Fundamentales de la Célula: Fagocitosis, Orgánulos Energéticos y Transporte de Membrana

Fagocitosis: Definición y Proceso

La fagocitosis es un tipo de endocitosis mediante el cual ciertas células incorporan partículas de gran tamaño, como bacterias o restos celulares. A continuación, se describe el proceso desde la fagocitosis de una bacteria por un macrófago hasta el final de su digestión, indicando las estructuras celulares implicadas:

1. Reconocimiento y Adhesión: El macrófago reconoce la bacteria, a menudo mediante receptores específicos en su membrana plasmática que se unen a moléculas en la superficie bacteriana.
2. Ingestión: La membrana del macrófago emite prolongaciones citoplasmáticas llamadas pseudópodos que rodean a la bacteria.
3. Formación del Fagosoma: Los pseudópodos se fusionan, encerrando a la bacteria dentro de una vesícula intracelular denominada fagosoma. Este proceso implica una invaginación de la membrana plasmática.
4. Formación del Fagolisosoma: El fagosoma se desplaza hacia el interior celular y se fusiona con uno o varios lisosomas (orgánulos que contienen enzimas digestivas). La estructura resultante se llama fagolisosoma.
5. Digestión: Dentro del fagolisosoma, las enzimas lisosomales digieren la bacteria, descomponiéndola en moléculas más pequeñas.
6. Eliminación de Desechos: Los productos útiles de la digestión son absorbidos por el citoplasma del macrófago. Los materiales de desecho no digeribles permanecen en una vesícula residual que, finalmente, puede ser eliminada de la célula mediante exocitosis.

Mitocondrias y Cloroplastos: Comparación y Origen

Semejanzas entre Mitocondrias y Cloroplastos

La semejanza más obvia entre las mitocondrias y los cloroplastos es que ambos están implicados en el metabolismo energético celular, produciendo y/o almacenando alguna forma de energía (ATP en mitocondrias a través de la respiración celular, y ATP y carbohidratos en cloroplastos a través de la fotosíntesis).

Otra similitud importante es que tanto las mitocondrias como los cloroplastos contienen su propio ADN (aunque la mayoría del ADN celular se encuentra en el núcleo). Es destacable que el ADN en estos orgánulos es diferente al ADN nuclear: es de forma circular, similar al ADN encontrado en procariotas (organismos unicelulares sin núcleo definido). En contraste, el ADN en el núcleo de una célula eucariota está organizado linealmente y enrollado formando cromosomas.

Origen Evolutivo (Teoría Endosimbiótica)

(Nota: El texto original no describía la teoría, solo la mencionaba implícitamente al hablar del ADN. La teoría más aceptada es la Teoría Endosimbiótica, que postula que mitocondrias y cloroplastos se originaron a partir de bacterias que fueron fagocitadas por células eucariotas ancestrales y establecieron una relación simbiótica.)

Transporte a través de la Membrana Celular

Definiciones Clave:

Difusión Simple

Es el movimiento pasivo de sustancias a través de la bicapa lipídica de la membrana celular, siempre a favor de su gradiente de concentración (desde donde están más concentradas hacia donde están menos concentradas). No requiere gasto de energía (ATP) ni la ayuda de proteínas transportadoras. Por difusión simple se intercambian sustancias disueltas de muy bajo peso molecular. Cuanto menor tamaño molecular y mayor carácter hidrófobo (liposoluble), mejor difunde una sustancia a través de la membrana. Es el mecanismo de paso para el agua (en parte, aunque también usa acuaporinas), gases disueltos (como O₂ y CO₂) y moléculas liposolubles pequeñas.

Difusión Facilitada

Es un mecanismo de transporte pasivo (sin gasto de energía) porque las sustancias se mueven a favor de su gradiente de concentración. Se denomina "facilitada" porque requiere la participación de proteínas transportadoras específicas (carriers o permeasas) o proteínas de canal (canales iónicos) embebidas en la membrana. Por este tipo de transporte se movilizan, por ejemplo, iones (como Na⁺, K⁺, Ca²⁺) y moléculas polares más grandes que no pueden atravesar fácilmente la bicapa lipídica (como glucosa o aminoácidos).

Transporte Activo

Este tipo de transporte sí requiere un gasto de energía (generalmente en forma de ATP) porque las sustancias se mueven en contra de su gradiente de concentración (desde una región de menor concentración a una de mayor concentración). Existen dos mecanismos básicos:

• Transporte activo mediado por bombas: Utiliza proteínas transportadoras específicas llamadas bombas que hidrolizan ATP para mover solutos contra gradiente. Un ejemplo clásico es la bomba sodio-potasio (Na⁺/K⁺-ATPasa), que mantiene los gradientes de estos iones esenciales para muchas funciones celulares (expulsa 3 Na⁺ e introduce 2 K⁺ por cada ATP hidrolizado).
• Transporte en masa: Implica la formación de vesículas para mover grandes cantidades de material hacia dentro o fuera de la célula. La membrana se deforma (invagina o evagina) para incorporar o extraer material.
  • Endocitosis: Incorporación de material (fagocitosis para sólidos, pinocitosis para líquidos y solutos disueltos).
  • Exocitosis: Liberación de material desde el interior celular al exterior.

Permeabilidad

(Nota: El término "permeabilidad" se menciona en el texto original pero no se define. La permeabilidad de la membrana se refiere a la facilidad con la que una sustancia puede atravesarla, y es selectiva, dependiendo de las propiedades de la sustancia y de la membrana.)