Citoesqueleto

Es una red de filamentos proteicos con función esquelética que constituye el andamio interno de la célula. Hay tres tipos según su tamaño:

Microfilamentos

Son proteínas que se unen formando fibras que se entrelazan entre sí para formar filamentos. Destacan la actina y la miosina. Sus funciones son:

• Mantener la forma de la célula.
• Dar soporte a los pseudópodos o microvellosidades.
• Permitir la contracción celular, ya que la miosina arrastra a la actina, acercándolas.

Crecen y se deshacen continuamente, lo que permite que la célula se adapte a los cambios.

Filamentos intermedios

Son proteínas filamentosas de mayor grosor. Destacan los neurofilamentos de los axones y la queratina, que forma parte de los desmosomas de las células de la piel, uñas y cabello. Presentan gran resistencia frente a fuerzas, de ahí su uso.

Microtúbulos

Son proteínas (α y β-tubulina) que forman filamentos que, a su vez, se unen formando tubos. Se forman a partir del centro organizador de microtúbulos. Son estructuras rígidas. Se utilizan para formar estructuras más complejas como los centriolos y los flagelos, por lo que participan en el movimiento de la célula y en su división. Además, forman el huso acromático, que permite mover los cromosomas durante la división celular. Sirven de base al resto del citoesqueleto, determinan la forma celular, y organizan y dirigen los distintos orgánulos dentro de la célula.

Orgánulos Celulares

A) Orgánulos sin membrana

Centrosoma

Es el centro organizador de microtúbulos. De esta estructura se derivan los undulipodios (cilios y flagelos), las fibras del huso acromático y el resto del citoesqueleto. Su estructura es distinta en células animales con respecto a las de plantas y hongos. En las células animales, presenta dos centriolos dispuestos perpendicularmente y rodeados por las fibras del áster, estructuras no presentes en los otros reinos. El material pericentriolar rodea estas estructuras y está formado por subunidades de α y β-tubulina. Los centriolos son dos cilindros formados por 9 tripletes de protofilamentos de tubulina unidos por puentes proteicos. Cuando la célula está en división, se sitúan en los extremos formando los casquetes polares.

Cilios y Flagelos

Están formados por una estructura de 9 dobletes de microtúbulos periféricos y un par de microtúbulos centrales (estructura 9+2). Permiten el movimiento a las células. Presentan una raíz en el citoplasma unida a microfilamentos contráctiles, un cuerpo basal con forma de rueda de carro y un eje proteico central, una zona de transición idéntica a la estructura del centriolo y, finalmente, el tallo, alargado, que sobresale de la célula, cubierto de membrana y con proteínas que permiten el movimiento. Estas proteínas (nexinas, fibras radiales y dineína) unen el par central al resto, y la dineína permite el movimiento gracias a su actividad ATPasa. Los cilios son cortos, numerosos y se colocan en filas. Los flagelos son pocos (2-4) y muy largos.

Ribosomas

Son estructuras globulares formadas por ribonucleoproteínas. Están formados por dos subunidades: en eucariotas, la pequeña es de 40S y la grande de 60S. Se encuentran libres en el citoplasma o unidos a la membrana externa del RER. Las subunidades se fabrican en el nucléolo y salen por los poros nucleares para acoplarse en el citoplasma al encontrar una molécula de ARNm. Su función es la biosíntesis de proteínas a partir de aminoácidos, según la información contenida en el ARNm.

B) Orgánulos con membrana simple

Retículo Endoplasmático (RE)

Es un sistema membranoso formado por cisternas que se continúan con la envoltura nuclear. Contiene una única cavidad denominada lumen. Se distinguen dos tipos de RE según su estructura y función, pero que son una continuación el uno del otro.

Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

Presenta ribosomas en su cara citoplasmática. Es la parte más cercana al núcleo. Los ribosomas quedan atrapados por la riboforina, una proteína de membrana que, junto con unas proteínas de canal, permite la entrada de la proteína al sintetizarse. Esa es su principal función, además de su transporte por vesículas. El péptido señal es eliminado y se le añade un oligosacárido. Además, se sintetizan fosfolípidos de membrana.

Retículo Endoplasmático Liso (REL)

No tiene ribosomas. Es escaso, salvo en hepatocitos, células musculares y células intersticiales. Su función es la síntesis de la mayoría de los lípidos de la membrana, así como su almacenamiento y transporte por vesículas.

Aparato de Golgi

Se encuentra a continuación del RE y rodeando a los centriolos. Está formado por varias agrupaciones en paralelo de sacos discoidales (el dictiosoma) y vesículas de secreción. Presenta dos caras: la cara cis, próxima al RE y convexa, y la cara trans, próxima a la membrana y con cisternas más grandes y cóncavas. Sus funciones son:

• Transporte de sustancias por toda la célula.
• Maduración de moléculas procedentes del RE.
• Acumulación y secreción de proteínas.
• Síntesis de polisacáridos.

Vacuolas

Son vesículas de gran tamaño cuya función es la de almacenar sustancias. En las células animales son muy pequeñas y se llaman vesículas. En las células vegetales pueden alcanzar el 90% del volumen, y su membrana se denomina tonoplasto. Su función es acumular agua, favoreciendo la turgencia (con función estructural), y almacenar energía (grasas, proteínas) o productos de desecho.

Lisosomas

Son vesículas procedentes del aparato de Golgi que contienen enzimas digestivas (hidrolíticas). Los lisosomas poseen proteínas muy glucosiladas en su interior para protegerse, ya que el interior es muy ácido (se bombean protones al interior). Las enzimas trabajan a ese pH, y la más importante es la fosfatasa ácida. La digestión puede ser intracelular o extracelular, según si se liberan o no dichas enzimas al exterior. El lisosoma primario, procedente del aparato de Golgi, al unirse al fagosoma da lugar al lisosoma secundario, que se denomina vacuola digestiva. Esta se denomina vacuola heterofágica si el contenido procede del exterior, o vacuola autofágica si digiere componentes de la propia célula para su renovación. Hay lisosomas especiales como el acrosoma del espermatozoide o los granos de aleurona en semillas.

Peroxisomas

Es una vesícula que contiene enzimas oxidativas, cuya concentración puede formar cristales. Las oxidasas oxidan sustancias en exceso o tóxicas y producen peróxido de hidrógeno (agua oxigenada). La catalasa destruye ese peróxido de hidrógeno, que es peligroso para la célula. Su función es la detoxificación. Se cree que surgieron antes que las mitocondrias para permitir la vida en una atmósfera cada vez más oxigenada.

Glioxisomas

Contienen enzimas que permiten sintetizar glúcidos a partir de lípidos en plantas, lo cual es fundamental para las semillas.

C) Orgánulos con doble membrana

Mitocondria

Es un orgánulo propio de células aerobias que permite obtener energía en forma de ATP mediante la respiración celular. Se encuentra en gran cantidad, sobre todo en células musculares y espermatozoides. Su tamaño oscila entre 1-4 micras. Presenta una membrana externa similar a la membrana plasmática, muy permeable. La membrana interna está muy replegada formando crestas mitocondriales, es muy impermeable y contiene enzimas para la respiración. La matriz mitocondrial es rica en enzimas y contiene ribosomas 70S y ADN propio. La respiración celular se da en dos etapas: el ciclo de Krebs (en la matriz), en la que se desprende CO₂, y la cadena respiratoria (en la membrana interna), que libera energía en forma de ATP gracias a las ATP sintasas. Además, se produce la oxidación de ácidos grasos y la fosforilación oxidativa.

Cloroplasto

Es un orgánulo típico de las células vegetales. Contiene clorofila, que permite realizar la fotosíntesis. Es de color verde y su tamaño va de 3 a 20 micras, con formas muy diversas. La membrana externa es muy permeable, y la interna es muy impermeable y está muy replegada formando tilacoides y grana (agrupaciones de tilacoides). El estroma contiene ADN propio, ribosomas 70S, enzimas e inclusiones. Los tilacoides y los grana poseen pigmentos fotosintéticos y enzimas para la fotosíntesis. Su espacio interno se denomina lumen tilacoidal. La fotosíntesis se da en dos fases: la fase luminosa (en los tilacoides y grana), donde se capta la energía luminosa para romper moléculas de agua y liberar oxígeno y protones; y la fase oscura (en el estroma), donde se capta el CO₂ y se une al hidrógeno para formar moléculas orgánicas.

Núcleo

Es un orgánulo característico de las células eucariotas. Está formado por la envoltura nuclear, el nucleoplasma, la cromatina y el nucléolo. Su función es separar el citoplasma del nucleoplasma, regular el intercambio de sustancias (como histonas, subunidades ribosómicas y enzimas) entre ambos compartimentos y proteger el ADN. Por su parte, la cromatina almacena la información genética de la célula, permite regular el funcionamiento celular mediante la síntesis de ARN y es capaz de replicarse para la división celular.