Definiciones Clave de Componentes Celulares

Glucocálix

El glucocálix es una capa de glúcidos que recubre la cara externa de la membrana plasmática en las células eucariotas, especialmente en células animales. Está formada por glúcidos unidos covalentemente a proteínas o lípidos de la membrana, y su composición varía según el tipo celular. Participa activamente en el reconocimiento celular.

Citosol (Hialoplasma)

También llamado citoplasma fundamental o hialoplasma, es el medio acuoso en el que se encuentran inmersos los orgánulos celulares, gran número de enzimas y el citoesqueleto. En él tienen lugar muchos procesos fundamentales para la vida, como la síntesis de proteínas y la glucólisis, entre otros.

Elementos del Citoesqueleto y Movimiento Celular

Microfilamento

Delgado filamento proteico que forma parte del citoesqueleto de las células eucariotas. Está compuesto por la proteína globular Actina G, que se polimeriza formando la Actina F. Sus funciones están relacionadas con los movimientos celulares, la formación del anillo contráctil en la división celular y el soporte estructural en la cara interna de la membrana plasmática y en prolongaciones como las microvellosidades. Los microfilamentos presentan un extremo en el que predomina la polimerización y otro en el que predomina la despolimerización.

Microtúbulos

Estructuras celulares cilíndricas y huecas de un diámetro de unos 20 nm, formadas por la polimerización de dímeros de tubulina. Forman parte de estructuras estables como los centriolos o los axonemas, y de otras de menor duración como el huso acromático, el citoesqueleto o los pseudópodos.

Cilio

Orgánulo de las células eucariotas. Son prolongaciones finas de la membrana celular con forma de “pelo” con una estructura interna de microtúbulos (Axonema). Se presentan en gran número y tienen un movimiento de bateo. Su función está relacionada con el desplazamiento celular o con el movimiento de los fluidos extracelulares.

Flagelo

Prolongación celular filiforme y larga, dotada de movimiento ondulante y constituida por una estructura microtubular (axonema) rodeada por la membrana plasmática. Su función está relacionada con el desplazamiento en células libres o con el movimiento de su medio extracelular para atraer partículas alimenticias, renovar nutrientes, etc. Se presentan en número escaso.

Orgánulos del Sistema de Endomembranas

Aparato de Golgi

Parte del sistema de endomembranas de las células eucariotas formado por uno o varios Dictiosomas. Cada Dictiosoma está formado por un conjunto de Cisternas o Sáculos aplanados y apilados, con los extremos dilatados y sin comunicación entre ellos, y rodeados de Vesículas. Como función general, modifica, clasifica y distribuye moléculas procedentes del Retículo Endoplasmático (RE), empaquetándolas en diversos tipos de vesículas: de secreción, lisosomas, vacuolas, o para la renovación de la membrana celular. Está más desarrollado en células secretoras.

Lisosoma

Vesícula membranosa, presente en las células eucariotas, cuyo interior contiene gran variedad de enzimas hidrolíticos o hidrolasas, capaces de digerir la mayoría de las macromoléculas biológicas. Interviene en la digestión de materiales exógenos (Heterofagia) o en la eliminación de estructuras celulares deterioradas o innecesarias (Autofagia).

Vacuola

Son estructuras u orgánulos celulares que forman parte del sistema endomembranoso de las células eucariotas. Son vesículas constituidas por una membrana y un interior predominantemente acuoso. En las células animales son pequeñas y numerosas. En las células vegetales suelen ser grandes y su membrana se llama tonoplasto. Acumulan agua, reservas energéticas, productos de desecho y otras sustancias con funciones específicas.

Estructuras Nucleares y Genéticas

Nucleolo

Estructura esférica, densa y refringente, localizada en el núcleo celular y cuya función es la síntesis de ARN precursor de ARN ribosómico y la organización de las subunidades ribosómicas. Está formado por las zonas de cromatina en las que se encuentran los genes que codifican dicho ARN 45 S y proteínas.

Cromosoma

Estructura empaquetada de la cromatina de las células eucariotas que se visualiza en el momento de la división celular y que está formada por dos cromátidas unidas por el centrómero.

Centrómero

También llamado constricción primaria. Es la zona más estrecha que divide al cromosoma en sus dos brazos, donde cambia la dirección de los ejes.

Comparación de Tipos Celulares

Señale tres diferencias entre una célula procariota y una célula eucariota.

• Localización del material genético: El ADN está disperso en el citoplasma en las células procariotas y separado del citoplasma por una membrana nuclear (núcleo definido) en las eucariotas.
• Tamaño: Menor en procariotas (típicamente).
• Estructura celular: Mucho más sencilla en procariotas. Las eucariotas poseen un sistema de endomembranas y orgánulos membranosos con funciones específicas, no presentes en procariotas.
• ADN: Circular en procariotas y lineal y asociado a proteínas histonas en eucariotas, formando la cromatina.
• División celular: Simple escisión (fisión binaria) en procariotas y mitosis en eucariotas.
• Tipo de organismos: Unicelulares los que poseen células procariotas y uni o pluricelulares los formados por células eucariotas.

Indique cuatro características de las células procariotas.

Las células procariotas se caracterizan por:

• No tener núcleo definido ni orgánulos membranosos.
• El material hereditario es un único cromosoma de forma circular disperso en el citoplasma.
• Tienen pared celular compuesta por mureína (peptidoglicano).
• Poseen mesosomas, que son invaginaciones de la membrana citoplasmática.
• Los ribosomas tienen un tamaño 70S.
• La división se realiza por escisión (fisión binaria).

Indica tres diferencias entre una célula eucariota animal y vegetal.

• Envolturas celulares: Las células vegetales presentan, por fuera de la membrana plasmática, una Pared celular celulósica característica. Las células animales no poseen pared celular.
• Plastos: Orgánulos membranosos presentes en las células vegetales y ausentes en las animales. Los más importantes son los Cloroplastos, en los que se lleva a cabo la fotosíntesis.
• Vacuolas: En las células vegetales suele haber pocas vacuolas, pero muy desarrolladas, mientras que en las animales suelen ser pequeñas y numerosas.
• Nutrición: Autótrofa fotosintética en células vegetales, por la presencia de Cloroplastos, y Heterótrofa en animales.

Estructura y Funciones de la Membrana Plasmática

Describa la composición y estructura básica de la membrana celular.

La membrana celular está compuesta por moléculas de fosfolípidos, proteínas y colesterol. Los fosfolípidos y las proteínas están unidos en algunos casos a oligosacáridos, dando lugar a glucolípidos y glucoproteínas. Se estructura en una doble capa de fosfolípidos con las cabezas hidrófilas hacia el exterior y las colas hidrófobas hacia el centro, entre las cuales se sitúan las moléculas de colesterol con su grupo OH entre las cabezas. Las proteínas se insertan en la membrana con diferentes funciones: transporte, reconocimiento, etc. Las proteínas del citoesqueleto se anclan en la cara interna, mientras que los oligosacáridos se localizan en la cara externa. Todos los elementos constituyen una estructura conocida como mosaico fluido.

Describa el modelo del mosaico fluido de la membrana celular.

El modelo del mosaico fluido describe la estructura de la membrana plasmática, formada por una bicapa lipídica de fosfolípidos y colesterol en la que se insertan proteínas con distintas funciones. También contiene glúcidos. Estos elementos se pueden desplazar lateralmente por la hemimembrana y, mucho más raramente, entre ellas (movimiento flip-flop). Existe asimetría entre las hemimembranas y entre diferentes zonas de las mismas. En la cara externa se localizan los glúcidos, unidos a proteínas o lípidos, con función de reconocimiento. En la cara interna se unen elementos del citoesqueleto.

Explique las principales características de las membranas biológicas.

• Son estructuras laminares cerradas que delimitan compartimentos.
• Están formadas por lípidos, proteínas y glúcidos, en distintas proporciones.
• Los lípidos forman bicapas. Los glúcidos, unidos a proteínas o lípidos, se localizan solo en la cara externa.
• La estructura es fluida, permitiendo fácil movimiento lateral, aunque el movimiento transversal o flip-flop es más difícil.
• Son asimétricas, tanto entre las dos hemimembranas como en distintas zonas de la misma.
• Debido a su fluidez, la bicapa puede autosellarse, fusionarse con otra membrana, o formar vesículas.
• La mayoría están polarizadas eléctricamente.

Explique tres funciones de las membranas.

• Regulan el transporte selectivo de sustancias hacia adentro o hacia afuera de la célula u orgánulo.
• Permiten una fijación selectiva a determinadas sustancias químicas a través de receptores, lo que se traduce finalmente en la transducción de una señal.
• Debido a su fluidez y a su capacidad de autosellado, pueden fusionarse entre sí o formar vesículas (endocitosis/exocitosis).
• Catalizan reacciones químicas mediante enzimas que son proteínas de membrana.
• Confieren identidad antigénica a la célula y permiten el reconocimiento celular.

Orgánulos y Procesos Metabólicos

Describa los tipos de ribosomas y su localización.

Los ribosomas son orgánulos formados por dos subunidades constituidas por ARNr y proteínas, y cuya función es realizar la traducción del ARNm a proteínas. Los hay de dos tipos, 80S y 70S. Los ribosomas 80S se localizan en el hialoplasma y unidos al Retículo Endoplasmático (RE) de las células eucariotas. Los ribosomas 70S se encuentran en las células procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos.

Explique la estructura y función del centrosoma.

En el interior del centrosoma aparece el diplosoma, formado por dos centriolos dispuestos perpendicularmente entre sí. El diplosoma se encuentra inmerso en un material denso, el material pericentriolar. De él parten radialmente una serie de microtúbulos que constituyen el áster. Cada centriolo consta de nueve grupos de tres microtúbulos o tripletes, que se disponen formando un cilindro, estructura que se mantiene gracias a proteínas que unen los tripletes entre sí formando los llamados puentes.

FUNCIÓN: A partir del centrosoma derivan todas las estructuras constituidas por microtúbulos, como los cilios y flagelos (encargados del desplazamiento celular); el huso acromático (encargado de la separación de los cromosomas durante la división celular), y la estructura del citoesqueleto, cuyos filamentos se organizan alrededor de los microtúbulos.

Describa los tipos y funciones del retículo endoplásmico (RE).

El retículo endoplásmico es un complejo sistema de membranas, presente en las células eucariotas, que forman una red de cavidades interconectadas entre sí. Se distinguen dos tipos:

• RE Rugoso (RER): Está formado por una red de cisternas y posee ribosomas adosados en la cara externa de las mismas. Su función se relaciona con la síntesis y procesamiento de las proteínas destinadas a secreción o a orgánulos.
• RE Liso (REL): Está constituido por una red de túbulos y carece de ribosomas asociados. Se relaciona con el metabolismo de los lípidos, la síntesis de los lípidos de membrana, colesterol y derivados, así como en procesos de detoxificación celular.

Defina cloroplasto y señale sus componentes principales.

El cloroplasto es un orgánulo propio de las células vegetales cuya función principal es la realización de la fotosíntesis. Está formado por:

• Una doble membrana externa.
• Estroma: Sustancia interna en cuyo seno se lleva a cabo la Fase Oscura de la fotosíntesis, con la síntesis de moléculas orgánicas por reducción del CO₂, utilizando el ATP y el NADPH obtenidos en la fase luminosa. Posee moléculas de ADN circular y plastorribosomas.
• Tilacoides: Conjunto de sáculos membranosos internos inmersos en el estroma, alargados o como pequeñas vesículas apiladas (grana). En sus membranas se encuentran los pigmentos fotosintéticos que captan la luz y la transforman en energía química. El interior de los sáculos es el Espacio intratilacoidal.

¿En qué consiste el proceso de fotosíntesis? Cite las fases del mismo señalando en qué orgánulo celular y en qué parte del mismo tiene lugar cada una.

La fotosíntesis es un proceso anabólico por el que se produce la conversión de la energía luminosa en energía química que queda almacenada en moléculas orgánicas. Se utiliza H₂O como dador de H⁺ y e‐ y se obtiene O₂ como producto final.

Las fases de la fotosíntesis son:

• Fase Luminosa (dependiente de la luz): Ocurre en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos.
• Fase Oscura (independiente de la luz): Ocurre en el estroma de los cloroplastos.