La Célula Eucariota. Estructura y Orgánulos No Membranosos

1. Hialoplasma o Citosol

Se puede definir como el componente líquido del medio intracelular o citoplasma.

• Composición:
  • 70% – 80% H₂O
  • Moléculas disueltas: proteínas (20% – 30%), resto de iones (Ca⁺⁺, K⁺), glúcidos, ATP.
• Estado físico: En forma de solución coloidal: Sol, Gel.
• Funciones:
  • Sirve de soporte para la mayoría de las reacciones metabólicas: glucogenólisis, glucólisis, glucogenogénesis, síntesis y activación de aminoácidos y ácidos grasos.
  • Regula el pH; se lleva a cabo en el tampón fosfato.

2. Estructuras Externas

Aparecen en la mayoría de las células y muchas veces sirven de unión entre ellas. Tipos:

• Pared celular: Estructura que da rigidez y soporte, propia de células vegetales, algas y hongos.
• Matriz extracelular: Sirve de unión entre células, propia de células animales.

2.1 Pared Celular de Células Vegetales

• Componentes:
  • Celulosa: Se encuentra formando fibras de β-D-glucosa (1-4) y esas cadenas forman microfibrillas.
  • Matriz: Conjunto de sustancias en el interior de la cual están inmersas las microfibrillas, compuesta por hemicelulosa, pectina, glucoproteínas, H₂O, sales minerales.
  • Otros: Lignina (da rigidez en el xilema y en el esclerénquima), ceras (hojas, tallos, algunos frutos), suberina (sustancia propia del corcho), inclusiones minerales.
• Estructura:
  • Lámina media: Estructura más externa y es la compartida por las células adyacentes, formada por pectina y proteínas.
  • Pared primaria: Capa gruesa fibrilar, se sitúa debajo de la lámina media. Componentes: fibras de celulosa, hemicelulosa, pectina, glucoproteínas. Pared que presentan las células en crecimiento.
  • Pared secundaria: Pared exclusiva de los tejidos adultos, es gruesa, con varias capas superpuestas con distinta orientación. Presenta mucha celulosa, es más rígida y no tiene pectina.
• Funciones:
  • Confiere rigidez y estructura, y da forma a la planta.
  • Sirve de unión entre células de un tejido y este da soporte, permitiendo que crezca erguida.
  • Mantiene el volumen celular y evita que se hinche y rompa la célula en un medio hipotónico.
  • Sirve para impermeabilizar las células.
  • Permite la comunicación celular.
• Diferenciaciones:
  • La pared celular no es continua, sino que presenta canales que atraviesan la pared celular (plasmodesmos).
  • Punteaduras: Son como adelgazamientos de la pared celular en los que no hay pared secundaria. Sirven para que las células pasen sustancias más fácilmente.

2.2 Matriz Extracelular (Glucocálix)

• Es la sustancia extracelular presente entre las células.
• Composición: Glucoproteínas, glucolípidos, proteoglucanos, holoproteínas (colágeno, elastina).
• Funciones:
  • Mantiene unidas las células.
  • La matriz le da consistencia y elasticidad al tejido.
  • Sirve como molécula de reconocimiento.

3. Citoesqueleto

Red de filamentos proteicos que se encuentran en el citoplasma y son los responsables de la morfología celular, de la posición y movimiento de los orgánulos y de la movilidad celular.

Composición: Microtúbulos (Φ 25 nm), microfilamentos (Φ 7 nm), filamentos intermedios (Φ 10 nm).

3.1 Microtúbulos

• Composición: Tubulina: α y β tubulina.
• Estructura: Cilindros huecos que están formados por 13 protofilamentos y estos formados por dímeros de tubulina α y β.
• Organización: Todos los microtúbulos se organizan a partir de COMT (Centro Organizador de Microtúbulos) o centrosoma. El COMT es diferente en células animales y vegetales:
  • El COMT en células vegetales es una zona más densa, sin ninguna estructura visible particular.
  • El COMT en células animales está formado por dos centriolos situados en perpendicular más material pericentriolar (áster).
• Estructura del COMT: 9×3+0 (9 tripletes de microtúbulos periféricos y estos tripletes están unidos por proteínas llamadas nexinas).
• Función del COMT: Organizar el citoesqueleto y el huso mitótico. En la base de cilios y flagelos también hay un centriolo que organiza el movimiento.
• Función de los microtúbulos:
  • Participan en el mantenimiento de la forma.
  • Transporte de orgánulos, por ejemplo, en la secreción celular.
  • Formación del huso mitótico y los centriolos.
  • Forman los cilios, los flagelos y los corpúsculos basales.

3.2 Microfilamentos

Son filamentos de actina. Constituyen dos hebras enrolladas entre sí. Las dos hélices forman un polímero de actina.

• Funciones:
  • La actina, junto con la miosina, forma los miofilamentos.
  • Participan en los movimientos de ciclosis.
  • Formación de pseudópodos.
  • Dan soporte a las microvellosidades.
  • Participan en la formación de desmosomas.
  • Responsables de la formación del anillo contráctil que estrangula la célula mediante la citocinesis.

3.3 Filamentos Intermedios

Son componentes citoesqueléticos estables, especialmente abundantes en las células animales.

• Función: Estructural.
• Composición:
  • Neurofilamentos (citoplasma, axones de células neuronales).
  • Filamentos de queratina (forman una red citoplasmática alrededor del núcleo de las células epiteliales).
  • Filamentos de desmina (células musculares).

4. Cilios y Flagelos

• Son apéndices locomotores de las células.
• Los cilios son cortos y muy numerosos, y los flagelos son largos y poco numerosos, pero su estructura es igual y tienen movimientos diferentes.
• Estructura:
  • Axonema: Membrana plasmática (rodea el axonema). Los microtúbulos están colocados siguiendo una estructura 9×2+2 (hay 9 pares de microtúbulos periféricos más dos microtúbulos centrales). Los microtúbulos periféricos quedan unidos por nexina y, además de la nexina, hay otra proteína que participa en el movimiento llamada dineína. Otras proteínas constituyen la vaina central que une los microtúbulos periféricos con los centrales y da estructura.
  • Zona de transición: Está a la altura de la superficie celular y forma la placa basal.
  • Corpúsculo basal (1 centriolo) 9×3+0.
  • Raíces ciliares: Proteínas que salen de los corpúsculos basales.
• Función:
  • Motilidad celular: Permiten que las células se desplacen.
  • Provocar corrientes en el medio para un fin determinado, por ejemplo, para alimentarse o para limpiar las mucosidades.

5. Ribosomas

• Composición: ARNr, Proteínas.
• Estructura:
  • Subunidad mayor:
    • Eucariotas: 3 ARNr + proteínas (60S).
    • Procariotas: 2 ARNr + proteínas (50S).
  • Subunidad menor:
    • Eucariotas: 1 ARNr + proteínas (40S).
    • Procariotas: 1 ARNr + proteínas (30S).
• Localización:
  • Libres por el citoplasma.
  • Adheridos al retículo, formando el retículo endoplasmático rugoso.
  • Adheridos a la membrana nuclear.
  • Se encuentran en mitocondrias y cloroplastos (de 70S).
• Función: Sintetizar proteínas.

6. Inclusiones Citoplasmáticas

Son acúmulos de alguna sustancia en el citoplasma. Según sea la sustancia, las inclusiones son:

• De reserva:
  • Glúcidos: Glucógeno (hígado, músculos), almidón (células del tejido parenquimático).
  • Grasas: Típico de semillas.
• Pigmentos: Carotenoides (plantas), hemoglobina (glóbulos rojos), melanina (piel).
• Cristalinas: Propias de plantas (sales minerales, proteínas).