LA CELULA EUCARIOTICA: ESTRUCTURA Y FUNCION

Compilación y armado Sergio Pellizza
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LA CELULA EUCARIOTICA:
ESTRUCTURA Y FUNCION
Dr. Pedro F. Mateos
Departamento de Microbiología y Genética. Facultad de Farmacia.
Universidad de Salamanca
Las células eucariotas son generalmente mayores y con una estructura
más compleja que las células procariotas. La morfología de estos
organismos puede incluir apéndices, pared celular, membrana y varias
estructuras internas.
CILIOS Y FLAGELOS
Al igual que las bacterias, muchas células eucariotas poseen estructuras
para la locomoción denominadas cilios y flagelos. Los cilios de los
eucariotas son idénticos a los flagelos de los eucariotas en estructura,
aunque son más cortos y numerosos. Su estructura es más compleja
que la de los procariotas, están compuestos por microtúbulos, 9 pares
que rodean un par central todo ello rodeado por una membrana. El
flagelo de los eucariotas se mueve como un látigo al contrario de los
procariotas que lo hacen rotando como un sacacorchos.
PARED CELULAR
Plantas, algas y hongos poseen pared celular mientras que el resto de
los eucariotas no la poseen. La pared celular mantiene la forma celular y
previene de la presión osmótica. La pared celular de las plantas, algas y
hongos son distintas y distinta a la de las bacterias en cuanto a su
composición y estructura física. Por ejemplo, la pared celular de
eucariotas no contiene peptidoglucano. En plantas está compuesta de
polisacáridos como la celulosa y pectina. La de los hongos filamentosos
contiene quitina y celulosa y en levaduras manano. En las algas existe
celulosa, otros polisacáridos y carbonato cálcico.
MEMBRANA CITOPLASMICA
Independientemente de que la célula eucariota posea o no pared celular,
posee membrana citoplasmática que rodea a la parte principal de la
célula. La membrana semipermeable es una bicapa lipídica que posee
insertadas proteínas. Algunas de estas proteínas atraviesan
enteramente la membrana creando poros a través de los cuales los
nutrientes entran dentro de la célula. A estas proteínas se las denomina
permeasas.
Las diferencias existentes entre la membrana de eucariotas y
procariotas son:
- Los eucariotas contienen esteroles (fundamentalmente colesterol) que
le confieren rigidez a la membrana.
- En aquellos eucariotas que no poseen pared celular, la membrana está
reforzada por microtúbulos de las proteínas actina y miosina.
- Los eucariotas no localizan los enzimas implicados en la generación de
energía metabólica en su membrana.
ORGANULOS CELULARES
Dentro de la membrana citoplásmica está el protoplasma que se divide
en carioplasma y citoplasma. El carioplasma es el material que hay
dentro de la membrana nuclear, mientras que el citoplasma es el
material existente entre la membrana nuclear y la membrana
citoplásmica. En el citoplasma es donde se encuentran los orgánulos
celulares que son estructuras rodeadas de membrana que realizan
funciones especiales, tales como la fotosíntesis y respiración. Al
contrario que los procariotas, el citoplasma de los eucariotas posee una
extensa red de microtúbulos y estructuras proteicas que constituyen el
citoesqueleto de la célula. Este citoesqueleto genera la forma de la
célula y a través de él se mueven los orgánulos en el citoplasma.
a.- Núcleo
El núcleo de los eucariotas se caracteriza por su membrana nuclear; es
una doble membrana la cual se asemeja a dos membranas
citoplasmáticas juntas, que contiene muchos poros grandes a través de
los cuales pasan sustancias como proteínas y RNA. Normalmente posee
forma esférica u oval. El núcleo contiene la información hereditaria de la
célula en la forma de DNA. En el carioplasma que no se está dividiendo
el DNA está combinado con proteínas como las histonas, dándole una
apariencia fibrilar. Esta combinación de DNA y proteínas se llama
cromatina. Durante la división celular la cromatina se condensa en
cromosomas.
Dentro del carioplasma se encuentra el nucleolo, el cual aparece más
oscuro con el microscopio electrónico. Alrededor del 5 al 10% del
nucleolo es RNA, siendo el resto proteína. Esta estructura es el lugar de
síntesis del RNA ribosomal y de los componentes esenciales del
ribosoma. Los componentes proteicos de los ribosomas sintetizados en
el citoplasma entran en el núcleo a través de los poros nucleares para
combinarse con el RNA ribosomal recién sintetizado. Tanto las proteínas
como el RNA forman las dos subunidades de los ribosomas que salen del
carioplasma a través de los poros y se convierten en funcionales en el
citoplasma. Los ribosomas de eucariotas son mayores que los de
procariotas (80 S y 70 S respectivamente). Esto es debido a que las
subunidades de eucariotas son 60 S y 40 S (en procariotas son 50 S y
30 S).
b.- Retículo endoplásmico
El retículo endoplásmico es una red membranosa de sacos y túbulos que
a menudo están conectados a la membrana nuclear y citoplásmica.
Existen dos formas de retículo endoplásmico: el rugoso y el liso. El
rugoso posee ribosomas y el liso no. Las proteínas sintetizadas en el
rugoso son liberadas en el citoplasma o pasan a través de su membrana
dentro de los canales por donde son distribuidas a distintas partes de la
célula. El retículo endoplásmico liso está implicado en la síntesis de
glucógeno, lípidos y esteroides. Los canales del retículo endoplásmico
liso también sirven para la distribución de las sustancias sintetizadas en
él.
c.- Aparato de Golgi
Está compuesto de sacos membranosos que tienen vesículas esféricas
en sus extremos. Fue descrito por primera vez por Camillo Golgi en
1898. Es el centro de empaquetamiento de las células eucariotas,
responsable del transporte seguro de los compuestos sintetizados al
exterior de la célula. El aparato de Golgi está conectado a la membrana
citoplasmática donde se fusiona y así poder excretar el contenido fuera
de la célula, proceso que se llama exocitosis. Otra función es la de
empaquetar ciertos enzimas sintetizados en el retículo endoplásmico
rugoso en unos orgánulos llamados lisosomas. Estos enzimas catalizan
reacciones hidrolíticas incluyendo proteasas, nucleasas, glicosidasas,
sulfatasas, lipasas y fosfatasas. El contenido de los lisosomas no se
excreta sino que permanece en el citoplasma y participa en la digestión
citoplásmica de los materiales ingeridos o absorbidos por la célula. El
que los enzimas hidrolíticos permanezcan dentro del lisosoma protege a
la célula de la acción lítica de estos enzimas. En adicción, el aparato de
Golgi contiene glicosiltransferasas que unen moléculas de carbohidrato a
proteínas para formar glicoproteínas.
d.- Mitocondrias
Es un orgánulo citoplásmico donde se generan las moléculas de ATP
durante la respiración aeróbica. La membrana interna está muy
invaginada y es donde tiene lugar la conversión de energía. Aunque las
mitocondrias son orgánulos de células eucariotas se parecen a las
células procariotas; contienen sus propios ribosomas, que son 70 S, su
propio DNA el cual es una única molécula circular que contiene la
información genética necesaria para la síntesis de un limitado número
de proteínas cuya síntesis tiene lugar en los propios ribosomas de las
mitocondrias. Finalmente, las mitocondrias se dividen para formar
nuevas mitocondrias de forma parecida a como lo hacen los procariotas
e independientemente del núcleo celular; sin embargo, no se pueden
dividir si se sacan del citoplasma.
e.- Cloroplastos
Es el lugar donde ocurren las reacciones fotosintéticas, donde se utiliza
la luz como fuente de energía para convertir el CO2 en azúcar y los
átomos de O2 del H2O en moléculas de O2 gaseoso. El cloroplasto es
una estructura rodeada por una doble membrana cuyo interior se
denomina estroma. La membrana interna se pliega en el estroma
formando sacos en forma de discos llamados tilacoides, los cuales
contienen la clorofila y los carotenos que intervienen en la fotosíntesis.
Cada conjunto de tilacoides se llama grano. Algunos tilacoides se unen a
otros de otro grano formando una red. Los cloroplastos poseen las
mismas características que las mitocondrias (ribosomas 70 S, DNA
circular, fisión binaria). La similitud de las mitocondrias y los
cloroplastos con los microorganismos procariotas dió base a la teoría
endosimbiótica del origen de estos orgánulos.