CELULA EUCARIOTA

El nombre de célula eucariota es aquel que se aplica a todas las células de un organismo vivo que poseen una membrana que las recubre y protege del ambiente exterior, pero especialmente por tener un núcleo celular definido y delimitado también dentro de la célula por una capa protectora o membrana nuclear. Las células eucariotas se diferencian de otro tipo de células como por ejemplo las células procariotas en las cuales el núcleo también existe pero al no estar recubierto por ninguna membrana o envoltura se halla disperso por toda la célula.

Las células eucariotas están presentes en la mayor parte de los seres vivos del planeta ya que su composición permite que hablemos tanto de seres minúsculos hasta los mamíferos y animales más gigantes del mundo. Todos ellos poseen este tipo de células. Por el contrario, las células procariotas sólo se hallan presentes en los organismos conocidos como bacterias y arqueas, mucho más simples aunque se reproduzcan muy fácilmente. Para los especialistas, la distinción hace millones de años entre las células procariotas y las eucariotas significó una de las razones por las cuales la vida se volvió más compleja y avanzada.

Dentro de la célula eucariota encontramos al citoplasma, que es un líquido

emulsionado en el cual tienen lugar las distintas partes de la célula, entre ellas el núcleo. El citoplasma es algo así como la placenta de una embarazada ya que sin él los diferentes elementos de una célula no podrían subsistir. La membrama plasmática será la que recubra al conjunto del citoplasma y de los demás elementos de una célula, protegiéndolos y separándolos del ambiente externo. En el citoplasma encontramos al núcleo celular que se encuentra a su vez revestido por una membrana o envoltura nuclear, que lo protege y diferencia del resto de las partes de la célula.El núcleo es la parte más importante de una célula ya que allí se aloja el material o información genética que hará que el ser vivo sea como sea y no otra cosa. Esta información se reproduce de igual manera en todas las células del ser vivo y lo determinará desde el momento de su nacimiento hasta su muerte.

ESTRUCTURA DE UNA CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL

ESTRUCTURA DE UNA CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL

CELULAS PROCARIOTAS

Las procariotas son células pequeñas y de estructura muy sencilla. Carecen de envoltura nuclear (carioteca), con lo cual el contenido del núcleo está diseminado en la zona central del citoplasma. Las procariotas constituyen microorganismos unicelulares de vida muy simple. Como ejemplos de este tipo están lasarqueobacterias, las bacterias y las algas verde azuladas llamadas cianobacterias. Estas últimas son fotosintéticas, ya que transforman la energía lumínica en energía química, almacenada en carbohidratos. Pueden vivir sobre las rocas, los suelos húmedos y las aguas dulces o saladas. Se supone que las cianobacterias fueron las que formaron el oxígeno que se liberó en la primitiva atmósfera terrestre. Las cianobacterias contienen pigmentos de color verde, la clorofila, de color rojo, la ficoeritrina y azul, la ficocianina.Las bacterias son procariotas que tienen una longitud que oscila entre 1 y 10 micras. Todos sus componentes se encuentran libremente dentro del citoplasma, incluido el ácido desoxirribonucleico (ADN), que se pliega y se enrolla hasta formar el único cromosoma, estructura ubicada en una zona del citoplasma llamada “nucleoide”.Las procariotas poseen un citoesqueleto que se involucra en la protección, la forma y la división celular. La parte más periférica de esta célula presenta una pared celular compuesta por mureína, sustancia formada por glúcidos y aminoácidos que le da rigidez y forma a la célula. La pared celular está rodeada de poros y protege a las procariotas de agresiones externas. La pared no es selectiva, ya que permite la entrada de agua, oxígeno y sustancias vitales, como así también la salida de sustancias celulares de desecho.La pared celular es responsable del aspecto que adoptan las bacterias. Las formas redondeadas se denominan cocos, las alargadas en forma de bastón son los bacilos, las que tienen forma de espiral son espiroquetas y las que parecen como una coma son los vibrios. Hay bacterias que poseen

una membrana externa lipoproteica que rodea a la pared celular.Para clasificar los distintos tipos de bacterias se utiliza una técnica llamada tinción de Gram, que consiste en colorearlas para observar como reaccionan las paredes celulares al colorante. Aquellas que se tiñen de color azul o violeta se denominan bacterias Gram positivas, ya que sus gruesas paredes de mureína retienen el colorante. Las bacterias que no se tiñen son Gram negativas, y se caracterizan por tener una doble membrana lipídica con una fina pared celular entre ambas.

Existe un grupo de bacterias del género Mycoplasma que poseen una rígida membrana plasmática y carecen de pared celular. Son agentes patógenos de aves y mamíferos responsables de la tuberculosis.En algunas procariotas, como ciertas bacterias, la pared celular está rodeada por una cápsula de naturaleza gelatinosa que les permite adherirse a diversos tejidos animales, piezas dentales, partes de algunos vegetales como las raíces, a las rocas, etc. La cápsula, asociada con la capacidad de infección de muchas bacterias, actúa como un mecanismo de resistencia al dificultar la fagocitosis de los glóbulos blancos.Luego de la pared se encuentra la membrana plasmática, estructura lipoproteica con permeabilidad selectiva, puesto que regula qué sustancias entran y salen de la célula, separando activamente el contenido celular de los fluidos que la rodean. Es así que aquellas moléculas como el agua, el oxígeno o el dióxido de carbono, que son de pequeño tamaño molecular, pueden difundir libremente de y hacia la célula, mientras que las macromoléculas como los hidratos de carbono o los aminoácidos lo hacen

de manera regulada mediante proteínas especializadas que transportan a dichas sustancias por todo el espesor de la membrana plasmática.Los mesosomas presentes en las procariotas son invaginaciones de la membrana plasmática hacia el interior del citoplasma que actúan en los procesos metabólicos de la célula, como la síntesis de ATP y de pigmentos fotosintéticos en procariotas autótrofos. Se supone que también intervienen en la separación del nucleoide en el momento de la división celular.Las células procariotas poseen ARN y ribosomas, que tienen por función la síntesis de proteínas. Los ribosomas, que carecen de membranas, elaboran miles de proteínas mediante instrucciones codificadas del ADN y aportan las enzimas necesarias para las diversas reacciones bioquímicas que desarrolla la célula. La reproducción es un mecanismo por el cual las células se dividen para multiplicarse. Las procariotas se reproducen en forma asexual por fisión binaria (del latín fissus = partir, y binarius = de dos en dos), donde el único cromosoma (ADN) se duplica cerca de la membrana plasmática adherido a un punto de unión. Luego se separan y se dirigen a distintos lugares de la membrana plasmática. Más tarde se forma un tabique transversal en la parte media de la célula que se invagina y divide el citoplasma hasta formarse dos células hijas, idénticas a la célula de origen. En bacterias que forman cocos múltiples, las células permanecen sin separarse formando largas cadenas o racimos.

Para el desplazamiento, la mayor parte de las procariotas utilizan prolongaciones denominadas flagelos, que se unen a la pared o a la membrana plasmática. Los flagelos están formados por una proteína llamada flagelina. Tienen forma helicoidal y se mueven por rotación a partir de un cuerpo basal adosado a la pared.

Esquema de una célula procariota (bacteria)

Hay procariotas que segregan sustancias protectoras, a manera de coraza, cuando las condiciones ambientales son desfavorables. Aumentos de temperatura, escasa humedad o presencia de oxígeno (en anaerobios) son factores que hacen que ciertas células se protejan mediante una dura y resistente capa a la espera de que las condiciones sean más apropiadas, para así romper la cubierta y poder relacionarse con el medio que las rodea.La clasificación taxonómica de las células procariotas incluye dos Dominios: Bacteria y Archaea. Las bacterias y las cianobacterias pertenecen al dominio Bacteria, mientras que las arqueobacterias, que son los microorganismos más antiguos del planeta, están incluidas en el dominio Archaea.Las arqueobacterias tienen un tamaño de 0,5 a 5 micras y se reproducen por fisión binaria. Adoptan formas de cocos, bastones o espirilos, aunque también pueden ser pleomórficas e irregulares. Se diferencian de las bacterias por carecer de mureína en la pared celular y por presentar diferentes tipos de lípidos en la membrana plasmática. Además, residen en hábitats extremos como aguas con alto contenido salino, fuentes termales y áreas de petróleo caliente. Por esa razón a las arqueobacterias se la llama extremófilas.De acuerdos a sus hábitos de vida se diferencian las arqueobacterias termófilas, metanogénicas y halófilas. Las termófilas requieren de sulfuros y se desarrollan a temperaturas de 80-100º C en medios muy ácidos. Las

hay aerobias y anaerobias. Habitan en zonas muy calientes como áreas volcánicas, géiseres y manantiales.

Las metanogénicas utilizan en su metabolismo el hidrógeno y el carbono como fuente de energía. Son microorganismos anaerobios por excelencia. Producen gas metano que al acumularse en el ambiente sirve como fuente natural de gas industrial. Las metanogénicas habitan en el intestino de los animales y en el estómago de los rumiantes.Las arqueobactrerias halófitas son aerobias y viven en ambientes acuáticos con alto contenido salino, de hasta un 25% de cloruro de sodio.En síntesis, dentro de los ecosistemas las procariotas establecen relaciones con los seres vivos, ya sea favorables como en las simbiosis o perjudiciales como en el parasitismo. No obstante, son de suma importancia por su papel en la descomposición de la materia orgánica en inorgánica como así también en los ciclos biogeoquímicos, en especial en el ciclo del carbono y del nitrógeno.

CITOPLASMA

El citoplasma es el espacio celular comprendido entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear. Está constituido por el citosol, organelos no membranosos y organelos membranosos.

CITOSOL

Es el medio interno del citoplasma. En él flotan el citoesqueleto y los ribosomas. Está formado por un 85% de agua con un gran contenido de sustancias dispersas en él de forma coloidal (prótidos, lípidos, glúcidos, ácidos nucleicos y nucleótidos así como sales disueltas. Entre sus funciones destacan la realización, gracias a los ribosomas y la síntesis de proteínas, con los aminoácidos disueltos en el citosol. Estas proteínas quedan en el citosol (enzimas, proteínas de reserva energética o proteínas que formarán el citoesqueleto). En él se produce una ingente cantidad de reacciones metabólicas importantes: glucólisis, gluconeogénesis, fermentación láctica, etc.

ORGANELOS NO MEMBRANOSOS

El citoesqueleto aparece en todas las células eucariotas. La composición química es una red de fibras de proteína (microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos). Sus funciones son mantener la forma de la célula, formar pseudópodos, contraer las fibras musculares, transportar y organizar los orgánulos celulares.

El centrosoma, citocentro o centro celular es exclusivo de células animales. Está próximo al núcleo y es considerado como un centro organizador de microtúbulos. La estructura consta de una zona interior donde aparece el diplosoma, formado por dos centríolos dispuestos perpendicularmente entre sí. Este diplosoma está inmerso en un material pericentriolar que es el centro organizador de microtúbulos. Así en él se disponen microtúbulos que parten radialmente y que se llaman aster. Cada centríolo consta de 9 grupos de 3 microtúbulos que forman un cilindro. Este cilindro se mantiene gracias a unas proteínas que unen los tripletes.Sufunción es organizar los microtúbulos. De él se derivan estructuras de movimiento como cilios y flagelos y forma el huso acromático que facilita la separación de las cromátidas en la mitosis.

Los ribosomas son estructuras globulares, carentes de membrana. Están formados químicamente por varias proteínas asociadas a ARN ribosomico procedente del nucléolo. Pueden encontrarse libres en el citoplasma o adheridos a las membranas del retículo endoplasmático. Unas proteínas (riboforinas) sirven de nexo entre ambas estructuras.Su función consiste únicamente en ser el orgánulo lector del ARN mensajero, con órdenes de ensamblar los aminoácidos que formarán la proteína. Son orgánulos sintetizadores de proteínas.

ORGANELOS MEMBRANOSOS

Las células eucariotas presentan un complejo sistema de membranas internas que llega a ocupar la mitad de la célula. Es el sistema endomembranoso que divide la célula en diversos compartimentos (ap. Golgi, retículo endoplasmático, vesículas, lisosomas, etc.). En cada uno de ellos se realiza una función específica, una reacción bioquímica vital para el correcto funcionamiento de la célula. Muchos de los orgánulos celulares están interrelacionados y complementan su función. Existen dos tipos de compartimentos, además de los del sistema endomembranoso que muestran una doble membrana y son orgánulos productores de energía: mitocondrias y cloroplastos.

El retículo endoplasmático es un sistema membranoso cuya estructura consiste en una red de sáculos aplanados o cisternas, sáculos globosos o vesículas y túbulos sinuosos que se extienden por todo el citoplasma y comunican con la membrana nuclear externa. Dentro de esos sacos aplanados existe un espacio llamado lúmen que almacena las sustancias. Existen dos clases de retículo endoplasmático: R.E. rugoso (con ribosomas adheridos) y R.E. liso (libres de ribosomas asociados). Su función primordial es la síntesis de proteínas, la síntesis de lípidos constituyentes de membrana y la participación en procesos de detoxificación de la célula.

El aparato de Golgi forma parte del sistema membranoso celular. Está formado por una estructura de sacos aplanados o cisternas (dictiosoma) acompañados de vesículas de secreción. Se sitúa próximo al núcleo y en células animales rodeando al centríolo. Las cisternas poseen una cara cis y otra trans, con orientaciones diferentes. La cara cis se orienta hacia el RER y la trans hacia la membrana citoplasmática. Las conexiones entre cisternas se realizan por vesículas de transición. Las funciones del Ap. De Golgi son diversas: desempeña un papel organizador dentro de la célula, participa en el transporte, maduración, clasificación y distribución de proteínas, termina la glucosilación de lípidos y proteínas y sintetiza mucopolisacáridos de la matriz extracelular de células animales y sustancias como pectina, celulosa y hemicelulosa que forman la pared de las vegetales

Los lisosomas son vesículas procedentes del Ap. De Golgi que contienen enzimas digestivas como hidrolasas ácidas. Tienen una estructura muy sencilla, basada fundamentalmente en una membrana plasmática que almacena en su interior las proteínas. La cara interior de la membrana está

muy glucosilada para impedir el ataque de las propias enzimas de su contenido interno. Su función consiste en realizar la digestión de la materia orgánica, rompiendo enlaces fosfoestéricos y liberando grupos fosfato con su enzima principal la fosfatasa ácida. Necesitan un Ph de entre 3-6 por lo tanto meten protones hacia su interior gastando ATP.

Las vacuolas son vesículas constituidas por una membrana plasmática en cuyo interior existe fundamentalmente agua. Cuando además de agua existen otras sustancias de forma predominante se llamaninclusiones.Se forman a partir del retículo endoplasmático, del aparato de Golgi o de invaginaciones de la membrana plasmática. En animales suelen ser pequeñas y se llaman vesículas.Sus funciones son: acumular agua aumentando el volumen de la célula sin aumentar el tamaño del citoplasma ni su salinidad; almacenar sustancias energéticas, tóxicas, venenos, sustancias de desecho, etc. Constituyen el medio de transporte de sustancias entre orgánulos del sistema endomembranoso. En células animales existen además vacuolas fagocíticas, pinnocíticas y pulsátiles.

Los peroxisomas son orgánulos similares a los lisosomas pero que contienen, en vez de hidrolasas, enzimas oxidasas como la peroxidasa y la catalasa. Su función es participar en reacciones metabólicas de oxidación como las de las mitocondrias; sibn embargo, en los peroxisomas la energía resultante se disipa en forma de calor y no de energía de síntesis de ATP

Las mitocondrias son orgánulos celulares que se encargan de la obtención de la energía mediante la respiración celular, proceso de oxidación en el que intervienen las ATP sintetasas. La energía obtenida se guarda en forma de ATP. Es un orgánulo común a células animales y vegetales. Las mitocondrias son orgánulos celulares que se encargan de la obtención de la energía mediante la respiración celular, proceso de oxidación en el que intervienen las ATP sintetasas. La energía obtenida se guarda en forma de ATP. Es un orgánulo común a células animales y vegetales. Funciones: realizan la respiración celular o mitocondrial; en la matriz se efectúa el ciclo de Krebs, la oxidación de los ácidos grasos, la biosíntesis de proteínas en los ribosomas y la duplicación del ADN mitocondrial.

NUCLEO

Es un orgánulo típico de células eucarióticas. En las células procarióticas se denomina nucleoide a la región citoplasmática en la que se encuentra el ADN dispuesto en una sola molécula circular.

Forma: generalmente esférica, puede ser lenticular o elipsoide, en algunos casos lobulado

Tamaño: generalmente entre 5-25 µm, visible con microscopio óptico. En hongos hay núcleos de 0.5 µm, visibles solamente con microscopio electrónico. En las ovocélulas de Cycas y coníferas alcanza más de 500 µm: 0.6 mm, es decir que resulta visible a simple vista.

Posición: es característica para cada tipo celular, en células embrionales ocupa el centro, en células adultas generalmente está desplazado hacia un costado porque el centro está ocupado por una o más vacuolas.

Número: la mayoría de las células de plantas superiores son uninucleadas, aunque ciertas células especializadas pueden ser multinucleadas: cenocitos, durante un período de su existencia o toda la vida (fibras liberianas, tubos laticíferos, endosperma).

Constancia: normalmente todas las células vivas tienen núcleo, aunque hay excepciones. Los tubos cribosos del floema carecen de núcleo a la madurez, sin embargo reciben la influencia del núcleo de las células acompañantes.

FUNCIONES del NÚCLEO

La principal es la replicación y transcripción de los ácidos nucleicos. Almacena la información genética, pasándola a las células hijas en el momento de la división celular. Una parte de la información genética se encuentra almacenada en el ADN de cloroplastos (5-10%) y mitocondrias (2-5%).El núcleo controla todas las actividades celulares, ejerciendo su control al determinar quéproteínas enzimáticas deben ser producidas por la célula y en qué momento. El control se ejerce a través del ARN mensajero. El ARN mensajero, que se sintetiza por transcripción del ADN, lleva la información al ARN ribosómico, en el citoplasma, donde tiene lugar la síntesis de proteínas enzimáticas que controlan los procesos metabólicos.

ESTRUCTURA DEL NÚCLEO INTERFÁSICO

La interface es un estado aparente de reposo, es la etapa de mayor actividad metabólica. En interface se pueden observar en el núcleo:

Envoltura nuclear o carioteca: Presenta dos capas, dos unidades de membrana, que limitan un espacio perinuclear entre ambas. La envoltura nuclear es una diferenciación local del RE, y está conectada con él, de manera que el espacio perinuclear se continúa con el lumen de las cisternas del RE llenas de enquilema. Exteriormente presenta ribosomas como el RE rugoso.La envoltura nuclear presenta poros distribuidos regularmente, y no son simples aberturas sino que están ocupadas por una estructura compleja: el anillo, que está constituido por 2 ciclos de 8 unidades de naturaleza ribonucleica, esféricas dispuestas simétricamente.Entre el anillo y el poro circular o poligonal hay un sistema de fibrillas o proyecciones cónicas o fibrosas y puede haber una partícula central más o menos del tamaño de los ribosomas. La cantidad de poros es mayor en los núcleos

fisiológicamente más activos: a través de ellos pasan moléculas de ARN, proteínas y enzimas, es decir que los poros son translocadores de moléculas. Generalmente están dispuestos al azar, pero en Equisetum forman un cinturón alrededor del núcleo.Unida a la superficie interna de la envoltura nuclear se encuentra una capa delgada de proteínas, la lámina nuclear. Las proteínas de la lámina nuclear pertenecen al grupo de los filamentos intermedios de proteínas citoesqueléticas. La lámina nuclear interviene en la fijación de partes determinadas del cromosoma a dicha envoltura durante la interfase

Nucleolos: Tienen una estructura proteica densa (hasta un 40%), y dos tipos de elementos: gránulos de ARN y fibrillas de ADN. Su función principal es la síntesis del ARN ribosómico.Los nucleolos están asociados con los cromosomas SAT o con satélite. Es por eso que el número de nucleolos en el núcleo corresponde normalmente al de cromosomas SAT. En este tipo de cromosoma el segmento de ADN conocido como zona organizadora nucleolar, codifica para el ARN ribosómico. Durante la división celular el nucleolo sufre cambios cíclicos, se desorganiza durante la profase y se vuelve a organizar en la telofase. Su tamaño es una medida de la intensidad de la síntesis proteínica celular.

Cariolinfa, nucleoplasma o jugo nuclear. Es un gel constituido por proteínas estructurales. Este tipo de proteínas no manifiesta ninguna actividad enzimática, se caracterizan por su estabilidad y por formar estructuras moleculares filamentosas.