Componentes Fundamentales de la Célula Eucariota

Mitocondrias

Son orgánulos membranosos de forma esférica o alargada que se encuentran en el citoplasma.

Estructura

• Poseen una membrana externa con complejos de proteínas.
• Existe un espacio intermembranal.
• Presentan una membrana interna con prolongaciones hacia el interior llamadas crestas mitocondriales, que aumentan la superficie. En estas crestas también hay complejos de proteínas.
• En el interior se localiza la matriz mitocondrial, que contiene ribosomas de 70S y ADN circular.

Funciones

• Producción de energía mediante procesos de oxidación que forman parte de la respiración celular, incluyendo:
  • Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico.
  • Ciclo de Krebs.
  • Transporte de electrones en la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa.
• Obtención de energía mediante la $\beta$-oxidación de ácidos grasos (ocurre en la matriz).
• Otras funciones incluyen el almacenamiento de sustancias y la síntesis de ácidos grasos.

Localización

Se encuentran en el citoplasma de todas las células eucarióticas (incluidas las vegetales). Abundan más en las células que requieren mayor cantidad de energía.

Cloroplastos

Son orgánulos membranosos exclusivos de las células vegetales. Pueden ser de varios tipos según la sustancia que contengan:

• Amiloplastos: si están llenos de almidón.
• Proteoplastos: si almacenan proteínas.
• Oleoplastos: si almacenan aceite.
• Cromoplastos: si contienen pigmentos (a este grupo pertenecen los cloroplastos).

Tienen forma ovalada y color verde debido a la presencia de clorofila.

Estructura

• Membrana externa.
• Espacio intermembranoso.
• Membrana interna con proteínas transportadoras.
• En el interior, existe un sistema de membranas llamadas tilacoides (muchos con forma de disco), que contienen pigmentos fotosintéticos y complejos proteicos. Los discos se apilan formando conjuntos llamados granas.
• El espacio interior se denomina estroma y contiene enzimas, ribosomas de 70S, ADN de doble cadena circular y granos de almidón.

Función

• En las membranas de los tilacoides tiene lugar la fotólisis del agua, la fotofosforilación y la fotorreducción, procesos que constituyen la fase luminosa de la fotosíntesis.
• En el estroma ocurre la fase oscura de la fotosíntesis, donde el $\text{CO}_2$ se transforma en glucosa.

Localización

Se encuentran únicamente en el citoplasma de las células vegetales autótrofas.

Sistema de Endomembranas

Es el conjunto formado por el retículo endoplasmático rugoso, el retículo endoplasmático liso y el Complejo de Golgi.

Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

Red de membranas que forma un conjunto de cavidades aplanadas llamadas sáculos. En su parte exterior presenta ribosomas adosados.

Funciones

• Las proteínas sintetizadas en los ribosomas pueden pasar al interior del RER a través de canales, donde son modificadas.
• Almacenamiento de proteínas.
• Transporte hacia otros lugares de la célula dentro de vesículas.

Localización

Se extiende por gran parte del citoplasma, conectándose con la envoltura nuclear y el retículo endoplasmático liso. Está muy desarrollado en las células que sintetizan muchas proteínas.

Retículo Endoplasmático Liso (REL)

Es una red de membranas que forma una serie de tubos ramificados; no tiene ribosomas adosados.

Funciones

• Síntesis de lípidos (colesterol, fosfolípidos, glucolípidos, etc.), que son transportados en vesículas.
• Desintoxicación: degrada y elimina sustancias tóxicas.
• Liberación de glucosa a partir de glucógeno en células hepáticas.
• Liberación de $\text{Ca}^{2+}$ en células musculares.

Localización

Se encuentra unido al retículo endoplasmático rugoso en gran parte del citoplasma. Está más desarrollado en células que sintetizan muchos lípidos (ej. células de hígado, ovario y testículos).

Aparato de Golgi

Es un orgánulo formado por varias cavidades aplanadas y curvadas llamadas cisternas, dispuestas apiladas de forma paralela y sin ribosomas adosados. Junto a ellas hay vesículas. Los grupos de cisternas y vesículas también se denominan dictiosomas.

El aparato de Golgi presenta polarización estructural:

• Cara cis (proximal o de formación): Recibe vesículas de la envoltura nuclear y del retículo endoplasmático.
• El contenido pasa a las cisternas siguientes mediante vesículas hacia la cara trans (distal o de maduración), desde donde se separan las vesículas de secreción.

Funciones

• Síntesis de glúcidos.
• Recepción y modificación (maduración) de lípidos y proteínas provenientes del retículo endoplasmático. Esta modificación incluye la glucosilación:
  • Glucosilación de lípidos $\rightarrow$ glucolípidos.
  • Glucosilación de proteínas $\rightarrow$ glucoproteínas.
• Los compuestos modificados se introducen en vesículas para su transporte a lugares específicos: membrana plasmática, medio extracelular (vesículas de secreción) o para formar lisosomas.

Localización

Suele estar cerca del núcleo y abunda en células secretoras.

Proceso de Secreción de Proteínas

Este proceso implica varios pasos:

1. Comienza en el núcleo: la información genética del ADN se copia a una molécula de ARNm.
2. El ARNm pasa al citoplasma y se une a ribosomas para la síntesis de la proteína.
3. Las proteínas se almacenan en el RER y luego son transportadas al Complejo de Golgi para su posible modificación (glucosilación).
4. Finalmente, se empaquetan en vesículas de secreción y son transportadas al exterior celular.

Citosol o Hialoplasma

Es la parte líquida del citoplasma. Contiene el citoesqueleto y los orgánulos.

Composición y Estado

• Está formado por agua y una gran cantidad de biomoléculas disueltas.
• Puede encontrarse en estado de gel (viscoso) o sol (fluido).

Funciones

En él se realizan reacciones metabólicas importantes, como la glucólisis.

Ribosomas

Orgánulos sin membrana de tamaño muy pequeño (80S en eucariotas; 70S en procariotas y en mitocondrias/cloroplastos).

Localización

• Se fabrican en el nucleolo y luego se dispersan en el citoplasma.
• Pueden estar libres en el citosol o unidos al RER y a la envoltura nuclear.
• También se encuentran en el interior de mitocondrias y cloroplastos.

Composición y Estructura

• Están compuestos por ARNr y proteínas.
• Se forman por una subunidad menor y una subunidad mayor.

Función

Producen la síntesis de proteínas. Cuando se encuentran unidos en fila por una cadena de ARNm, al conjunto se le denomina polirribosoma.

Citoesqueleto

Es un entramado de proteínas presente en el citoplasma que contribuye a dar forma a la célula e interviene en el movimiento celular.

Componentes

Está formado por:

• Microfilamentos de actina: Filamentos delgados que forman un armazón para las células y sus prolongaciones. Intervienen en el movimiento, como la contracción muscular.
• Filamentos intermedios: Filamentos proteicos con un diámetro intermedio entre los filamentos de actina y los microtúbulos. Su naturaleza no es constante entre todos los tipos celulares. Forman un entramado interno relacionado con otros componentes del citoesqueleto.
• Microtúbulos: Tubos microscópicos formados por la proteína tubulina. Intervienen en el transporte de sustancias y orgánulos, y forman estructuras como centriolos, cilios, flagelos y el huso acromático.

Vacuolas

Cavidades rodeadas de membrana presentes en el citoplasma.

• En células vegetales son grandes.
• En células animales son pequeñas y se suelen denominar vesículas.

Función

Almacenan sustancias de diversos tipos. En vegetales, también regulan el volumen celular mediante la entrada o salida de agua para mantener constante la concentración del citoplasma.

Lisosomas

Son vesículas citoplasmáticas que contienen una gran cantidad de enzimas hidrolasas.

Origen

Las enzimas se sintetizan en el RER, pasan al aparato de Golgi donde se activan e introducen en las vesículas que formarán los lisosomas.

Estructura

Están formados por una membrana recubierta internamente por una capa de glucoproteínas que protege a la membrana de la acción de sus propias enzimas.

Funciones

Digieren materia orgánica descomponiéndola en moléculas pequeñas. Este proceso se clasifica según el origen del material:

• Heterofagia: Digestión de sustancias externas incorporadas por fagocitosis o pinocitosis.
• Autofagia: Digestión de moléculas u orgánulos propios de la célula.