Estructura y Componentes Fundamentales de la Célula
La Pared Celular
La pared celular es una cubierta externa que actúa como exoesqueleto. Es gruesa y rígida, y la desarrollan células vegetales, algas y hongos. Su función principal es proteger a la célula, darle forma y conferirle resistencia.
Está compuesta por polisacáridos, siendo la quitina el componente principal en hongos y la celulosa en algas y plantas (en plantas leñosas también se encuentra la lignina).
El Citoplasma
El citoplasma es el contenido localizado entre el núcleo y la membrana plasmática. Está constituido por:
- Citosol: Medio acuoso donde se encuentran el resto de componentes del citoplasma.
- Citoesqueleto: Conjunto de filamentos proteicos interconectados.
- Orgánulos celulares.
- Moléculas de distinta naturaleza: Proteínas, aminoácidos, glúcidos, lípidos y sales minerales.
El Citoesqueleto
El citoesqueleto es una compleja red de filamentos interconectados que incluye:
- Microfilamentos: Polímeros de actina que forman redes por todo el citoplasma.
- Filamentos intermedios.
- Microtúbulos: Polímeros de la proteína tubulina.
El citoesqueleto da forma a la célula, le proporciona la capacidad para realizar distintos movimientos, transporta materiales de una zona a otra de la célula y participa en el movimiento y organización de los orgánulos del citoplasma.
Orgánulos Celulares No Membranosos
Centrosoma
El centrosoma es una estructura sin membrana presente en todas las células animales, pero que no existe en vegetales. Se le llama centro organizador de microtúbulos (COMT) y está formado por centriolos. Cuando la célula entra en división, el centrosoma se duplica y cada copia se sitúa en uno de los polos de la célula.
Ribosomas
Los ribosomas son estructuras no membranosas constituidas por dos subunidades de proteínas y ARN. Su función principal es la síntesis de proteínas.
Se encuentran en el citosol, adosados a las membranas del retículo endoplasmático y en el interior de mitocondrias y cloroplastos.
Orgánulos Celulares Membranosos
Retículo Endoplasmático (RE)
El retículo endoplasmático es un sistema membranoso que forma una complicada red de túbulos y sáculos comunicados entre sí, con el aparato de Golgi y la membrana nuclear. Se divide en dos tipos:
- Retículo Endoplasmático Rugoso (RER): Con ribosomas adheridos en la cara citosólica.
- Función: Síntesis y almacenamiento de proteínas.
- Retículo Endoplasmático Liso (REL): Red tubular constituida por finos túbulos cuyas membranas continúan en las del rugoso, pero sin ribosomas adheridos.
- Función: Plegamiento (maduración) de proteínas, detección de proteínas defectuosas, producción de vesículas de transporte de proteínas y lípidos para enviarlos al aparato de Golgi.
Aparato de Golgi
Descubierto por Camillo Golgi en 1898, está constituido por unidades morfofuncionales polares llamadas dictiosomas. Cada dictiosoma es un sistema membranoso formado por la agrupación de varios sacos aplanados.
Presenta dos caras:
- La cara cis: Orientada hacia el RE, del que recibe proteínas y lípidos.
- La cara trans: Orientada hacia la membrana plasmática, donde se desprenden vesículas de secreción.
Funciones del Aparato de Golgi:
- Producción de la mayoría de los polisacáridos de la célula.
- Maduración de proteínas y lípidos procedentes del RE, transportándolos desde la cara cis a la trans.
- Empaquetamiento de moléculas en vesículas para ser secretadas al exterior.
Lisosomas
Los lisosomas son vesículas esféricas procedentes del aparato de Golgi que contienen enzimas hidrolíticas. Su función es la digestión celular.
Estas enzimas digieren materiales procedentes del exterior o del interior de la célula. Los productos de la digestión son reutilizados por la célula o expulsados al exterior.
Peroxisomas
Los peroxisomas son pequeñas vesículas que intervienen en reacciones de detoxificación, con participación del oxígeno. En estas reacciones se produce peróxido de hidrógeno (H₂O₂), una sustancia muy tóxica, la cual es degradada por el propio peroxisoma.
Vacuolas
Las vacuolas son vesículas rodeadas por una membrana con funciones de almacenamiento de sustancias. Las vegetales son de gran tamaño y ayudan a mantener la forma de la célula gracias a la presión que ejercen sobre la pared.
Orgánulos de Conversión Energética
Mitocondrias
Las mitocondrias son orgánulos delimitados por una doble membrana. La externa es lisa y la interna tiene multitud de pliegues hacia el interior llamados crestas mitocondriales. Poseen su propio ADN (de doble hélice y circular) y ribosomas, y se dividen por fisión binaria.
Su función es generar energía (ATP) mediante un conjunto de procesos catabólicos conocidos como respiración celular, en la cual intervienen moléculas enzimáticas que se encuentran tanto en las crestas como en la matriz.
Cloroplastos
Los cloroplastos son orgánulos rodeados por una doble membrana que delimita un espacio interior llamado estroma. En el estroma hay estructuras membranosas llamadas tilacoides, en cuyas membranas se encuentra la clorofila.
Los tilacoides pueden estar aislados o superpuestos en forma de pilas de monedas denominadas grana.
Su función es realizar la fotosíntesis, proceso por el que se sintetiza materia orgánica a partir de materia inorgánica con la intervención de la energía solar captada por la clorofila.
Núcleo, Tipos Celulares y Origen
El Núcleo Celular
En el interior del núcleo se encuentra la cromatina, formada por fibrillas. Cada fibrilla es una molécula de ADN asociada a proteínas. También está el nucléolo, que es donde se forman los ribosomas.
Célula Procariota
La célula procariota se caracteriza porque su material hereditario no está separado del citoplasma por una membrana. Un ejemplo clásico son las bacterias.
Teoría Endosimbiótica
La teoría endosimbiótica explica el origen de las células eucariotas a partir de células procariotas.
Según esta teoría, una célula procariota grande engulló a otras bacterias más pequeñas, pero en lugar de digerirlas, vivieron juntas en simbiosis, ayudándose mutuamente. Esas bacterias se transformaron en orgánulos:
- Las que obtenían energía con oxígeno formaron las mitocondrias.
- Las que hacían la fotosíntesis se convirtieron en cloroplastos.
Esta relación simbiótica permitió crear células más complejas (eucariotas).
Procesos Bioquímicos Celulares
Metabolismo y Energía
El metabolismo es la suma de todas las transformaciones químicas que ocurren en la célula, incluyendo:
- Anabolismo: Síntesis de moléculas complejas.
- Catabolismo: Degradación de moléculas complejas.
El ATP: Moneda Energética Celular
El ATP (adenosín trifosfato) es una molécula que almacena y transporta energía dentro de la célula. Funciona como una “moneda de energía”, ya que todas las funciones celulares necesitan energía, y el ATP se la proporciona.
Respiración Celular y Fermentación
La respiración celular es un proceso catabólico que oxida la glucosa en presencia de oxígeno para producir ATP.
La fermentación es un proceso anaeróbico que degrada la glucosa en ausencia de oxígeno.