El citoplasma es la parte clara que comprende todo lo que está dentro de la célula, salvo el núcleo. Está compuesto por una gran cantidad de agua (de un 70 a un 90 %) y sustancias disueltas como carbohidratos, proteínas y lípidos. Debido a las proteínas disueltas en el agua, el citoplasma, visto con un microscopio electrónico, tiene un aspecto gelatinoso, algo así como la clara de un huevo. En el citoplasma también se encuentran los orgánulos, los cuales, al estar rodeados por una membrana, pueden realizar sus actividades sin que estas interfieran entre sí. El citoplasma está dividido en tres partes fundamentales: matriz citoplasmática, citoesqueleto y orgánulos.
5.1. Matriz citoplasmática o citosol: Es la que otorga ese aspecto gelatinoso al citoplasma. Su función es almacenar las sustancias necesarias para el mantenimiento de las células, como azúcares, potasio, calcio, entre otros. 5.2. Citoesqueleto: Es el conjunto de pequeños microtúbulos delgados que determinan la forma de la célula. 5.3. Orgánulos: Se define como una especie de pequeños órganos, ya que cada uno de ellos cumple una función determinada. a) Lisosomas: Son pequeñas vesículas que contienen enzimas digestivas y su función es digerir los alimentos que llegan a la célula. Están presentes en las células eucariotas y se localizan cerca del aparato de Golgi, aunque pueden desplazarse con la ayuda del citoesqueleto. Están, en mayor número, en las células encargadas de luchar contra enfermedades. b) Mitocondrias: Son estructuras pequeñas de forma alargada, se encargan de producir la energía química para la célula, a partir de la síntesis de ATP. Para ello, deben oxidar metabolitos mediante fosforilación oxidativa, generando un altísimo porcentaje de la energía producida por la célula. Al mismo tiempo, las mitocondrias sirven como almacén de iones, moléculas de agua y proteínas, muchas veces captadas del citoplasma para servir como piezas de recambio en la síntesis de la energía. Están presentes en las células eucariotas, localizadas por todo el citoplasma. c) Centrosomas: También llamados centriolos, facilitan el movimiento celular y participan en la reproducción celular. Su estructura es cilíndrica, constituida por tripletes de microtúbulos que forman parte del citoesqueleto.
d) Retículo endoplasmático rugoso: Tiene ribosomas adheridos a su membrana y es el encargado de la formación y la modificación (síntesis de proteínas para la célula). Está localizado cerca del núcleo celular y el aparato de Golgi. e) Retículo endoplasmático liso: No tiene ribosomas adheridos a su membrana, siendo el encargado de la síntesis de lípidos, detoxificar y producir hormonas esteroideas. f) Ribosomas: Están presentes en todas las células, pueden estar libres en el citosol o adosados a las membranas del retículo endoplasmático rugoso. Realizan síntesis de proteínas, según órdenes del núcleo. g) Núcleo: Su función es mantener el material genético de la célula, organizado en macromoléculas de ADN que se denominan cromosomas, en cuyo interior se encuentran los genes. También se encarga de controlar la célula. h) Vacuola: Está presente en todas las células. En las células vegetales, ocupa casi todo el citoplasma. Su función es almacenar agua, nutrientes y desechos. En las células animales, las vacuolas son pequeñas y se las encuentra en forma de vesículas. Su función es actuar como un lugar donde se almacenan sustancias. i) Aparato de Golgi: Es una estructura formada por acumulaciones de sacos planos y sobrepuestos, cada conjunto lleva el nombre de dictiosoma. Esta estructura celular recibe, en pequeñas vesículas, los lípidos y las proteínas provenientes del retículo endoplasmático; luego estas sustancias son emitidas en forma de gránulos de excreción, como lisosomas o como sustancias destinadas a reforzar o reparar la membrana celular. j) Plastos: Son orgánulos citoplasmáticos existentes únicamente en células vegetales. Existen dos tipos. − Leucoplastos: Son plastos destinados a almacenar almidón. No presentan color alguno. − Cromoplastos: Son plastos destinados a otorgar coloración a las flores, a los frutos y a las hojas. El más importante es el cloroplasto, de forma lenticular o de disco, en él tiene lugar la fotosíntesis, proceso en el que se transforma la energía lumínica en energía química que es captada por un pigmento de color verde llamado clorofila. Además, el cloroplasto puede servir para acumular sustancias. Dependiendo de estas se llama: Oleoplasto (aceites, lípidos), proteoplasto (proteínas), etc.
6. El núcleo celular y sus componentes: El núcleo es un orgánulo membranoso que se encuentra en el interior de las células eucariotas. Se ubica en el centro de la célula y guarda el material genético (ADN). Los componentes más importantes del núcleo son los siguientes: a) Membrana nuclear: Es la estructura que separa el núcleo del citoplasma. Es una doble membrana (externa e interna) que envuelve al nucleoplasma y tiene poros nucleares. Su función es proteger el material genético. b) Nucleoplasma: También llamado carioplasma o jugo nuclear, es una sustancia compuesta por agua, proteínas y nucleótidos. Es el lugar donde se realiza la síntesis de ARN y ADN. En el interior del nucleoplasma está el nucléolo. c) Poros nucleares: Son grandes complejos de proteínas que atraviesan la envoltura nuclear, la cual es una doble membrana que rodea al núcleo celular. Sirven como canales utilizados para el transporte de ácidos nucleicos y proteínas dentro y fuera del núcleo celular. d) Nucléolo: Es una estructura esférica compuesta por proteínas y ARN. Su función es formar los componentes de los ribosomas. Es el orgánulo directo de la célula, ya que contiene la información genética para realizar todas las funciones celulares. También es responsable de la división de la célula. 6.1. Cromatina: Sustancia que se encuentra en el núcleo de la célula formando el material cromosómico, compuesto de ADN y unido a proteínas. La cromatina en interfase o reposo se encuentra en forma de fibras delgadas y dispersas, pero durante el proceso de división celular forma estructuras pequeñas y condensadas llamadas cromosomas. Es importante destacar que cada parte de ADN del cromosoma constituye un gen o factor hereditario. De esta manera, los cromosomas contienen información genética de todo el organismo. 6.2. Cromosoma: Presentes en el núcleo, contienen todos los genes que determinan los rasgos genéticos como el color de ojos y cabello. El ser humano tiene 46 cromosomas, es decir, 23 pares de cromosomas representados en (2n). Se forman durante la mitosis por la condensación de la cromatina. Están constituidos por ADN y proteínas denominadas histonas.
7. Organización del material genético: ADN y ARN. Los ácidos nucleicos son macromoléculas, localizadas en el núcleo de las células, que contienen la información genética. Están formados por la conexión de cadenas moleculares llamadas nucleótidos. Existen dos tipos: el ácido ribonucleico (ARN) y el ácido desoxirribonucleico (ADN). Antes de analizar el material genético, se deben considerar algunos aspectos importantes. Las bases nitrogenadas son compuestos químicos nitrogenados que constituyen los ácidos nucleicos. Entre estas existen dos bases nitrogenadas púricas y pirimídicas. a) Bases púricas: Entre estos compuestos están la adenina (A) y la guanina (G). b) Bases pirimídicas: Entre estas se encuentran la citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U). c) Azúcares: Existen dos pentosas: Ribosa (r) y Desoxirribosa (dr). d) Ácido fosfórico: H3PO4. 7.1. Estructura del ADN (ácido desoxirribonucleico): La molécula básica de ADN se llama nucleótido. Tiene una forma de doble hélice y está formada por cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y timina), una molécula de azúcar (desoxirribosa) y una molécula de ácido fosfórico. Cuatro bases nitrogenadas pueden asociarse en cientos o miles de secuencias distintas, cuyas combinaciones dan origen al código genético. Distribuidas en una forma similar a los travesaños de una escalera, las bases nitrogenadas siempre se asocian en la siguiente secuencia: A-T y C-G, T-A y G-C. 7.2. Estructura del ARN (ácido ribonucleico): Es un ácido nucleico formado por una cadena sencilla de nucleótidos, que se pliega de diferentes formas, según sea su función al interior de la célula. Está formado por cuatro bases nitrogenadas (adenina-uracilo y guanina-citosina), una molécula de azúcar (ribosa) y una molécula de ácido fosfórico. La secuencia adenina siempre se une al uracilo y la guanina siempre se une a la citosina. Entre los tipos de ARN están los siguientes: ARN mensajero, ARN de transferencia y ARN ribosómico.