El Núcleo Celular

La envoltura nuclear es doble y controla la comunicación con el citoplasma. La membrana externa, similar a la plasmática, presenta ribosomas adosados y es continuación del retículo endoplasmático (RE). La membrana interna posee proteínas que forman la lámina nuclear. Entre ambas membranas existe un espacio. La lámina nuclear, compuesta por proteínas similares al citoesqueleto, fija la cromatina y participa en la formación del poro.

Los poros nucleares, orificios de 800 Å, son numerosos y están formados por el complejo del poro, con forma de anillo y 8 ribonucleoproteínas en sus extremos. La luz del poro está cubierta por 8 proteínas cónicas que dejan un diámetro de 100 Å y una proteína central que regula el paso de sustancias.

El nucleoplasma contiene agua, sales, proteínas, ADN, ARN y nucleótidos.

El nucléolo, un corpúsculo esférico presente en número de 2 o 3, desaparece durante la división celular. Está formado por ARNn y proteínas, se origina a partir de los organizadores nucleolares del ADN y tiene una estructura fibrilar rodeada por una estructura granular. En esta estructura granular, se encuentra el ARNr unido a proteínas, formando las subunidades de los ribosomas. El tamaño y número de nucléolos dependen de la actividad biosintética de proteínas.

El material genético se presenta en dos formas según la fase del ciclo celular:

• En la interfase, el núcleo presenta cromatina con envoltura nuclear.
• En la fase de división (mitosis), se presenta como cromosomas sin envoltura nuclear.

La cromatina está formada por filamentos de ADN y proteínas básicas. Su estructura es similar a un collar de perlas (nucleosoma), aunque puede alcanzar una fibra de 300 Å o más en su compactación. En los espermatozoides, se une a proteínas aún más básicas, las protaminas, con mayor compactación. La heterocromatina, más condensada, puede ser constitutiva (condensada durante toda la vida de la célula) o facultativa (condensada en algunas células o en diferentes momentos de la vida). La eucromatina, por otro lado, está descondensada, lo que permite su lectura continua.

Los Cromosomas

Los cromosomas representan el mayor grado de compactación del ADN. Tienen forma de bastoncillo y se tiñen con colorantes básicos. Presentan un centrómero, un estrechamiento que los divide en dos brazos. La parte final del brazo se denomina telómero, y pueden existir estrechamientos secundarios que dan lugar a los satélites. El cinetocoro, una estructura proteica, permite la unión de los microtúbulos del huso acromático. Los cromosomas quedan en el citoplasma al desaparecer el núcleo, y en el ser humano hay 23 pares.

Se clasifican según su fase en metafásicos (2 cromátidas) y anafásicos (1 cromátida), o según la posición del centrómero en metacéntricos, submetacéntricos, acrocéntricos (brazos muy desiguales) y telocéntricos (centrómero en el telómero). Al teñirlos, se observan bandas que reflejan distintos niveles de compactación. Su función es proteger la información genética y facilitar su reparto durante la división celular.

Se observan 22 pares de cromosomas somáticos o autosomas y un par de cromosomas sexuales (heterocromosomas X e Y), de diferente forma y tamaño en hombres e iguales en mujeres.

Origen de los Orgánulos de Doble Membrana

La teoría de la endosimbiosis celular, propuesta por Lynn Margulis, postula que las mitocondrias, los cloroplastos e incluso otros orgánulos como el flagelo, el núcleo o los peroxisomas, tienen su origen en una simbiosis entre bacterias y la protocélula eucariota. Según Margulis, un período de canibalismo celular permitió la incorporación de bacterias que, en lugar de ser digeridas, vivieron dentro de la célula, beneficiándola con sus productos o energía.

Las pruebas de este proceso de fagocitosis sin digestión son: la doble membrana (una propia de la bacteria y la otra del proceso de endocitosis), los ribosomas 70s en el interior, la presencia de ADN propio, y el tamaño y similitud con bacterias actuales.

Matriz Extracelular

La matriz extracelular une y mantiene unidas las células formando tejidos, permitiendo la difusión y realizando una filtración selectiva de moléculas. Aporta resistencia a la compresión, elasticidad, consistencia, da forma a las células y determina su proliferación. Está formada por moléculas fabricadas por las propias células y es abundante en el tejido conjuntivo y cartilaginoso, pudiéndose impregnar de sales como el fosfato cálcico (tejido óseo), la quitina (exoesqueleto de artrópodos) o la sílice (algunas esponjas).

Células Animales

En células animales, la matriz extracelular suele estar formada por una sustancia fundamental amorfa compuesta de glucoproteínas hidratadas, los proteoglucanos. Estos contienen ácido hialurónico con proteínas filamentosas asociadas a glucosaminoglucanos, lo que permite retener agua e iones y le da consistencia de gel. También se presentan fibras proteicas, como el colágeno (resistencia), la elastina (elasticidad) y la fibronectina (glucoproteína con función adherente entre células y de estas con el colágeno). Las matrices de los distintos tejidos se diferencian en la proporción y tipos de estos compuestos. Algunos tejidos carecen de matriz.

Células Vegetales

En células vegetales, encontramos la pared celular, una cubierta rígida que proporciona forma, rigidez y defensa. Está formada por una red de fibras de celulosa y una matriz con agua, sales minerales, hemicelulosa y pectina que retienen agua. La celulosa, fabricada por la célula, se dispone en hilos entrelazados formando capas. Estas capas se organizan en tres capas principales: lámina media (la primera capa, originada con la división celular), pared primaria (capa fina, flexible y elástica que delimita la célula) y pared secundaria (cubierta gruesa que perdura tras la muerte celular).

La matriz se puede impregnar de lignina (rigidez en tejidos de transporte), suberina y cutina (impermeabilización en la corteza del alcornoque o la epidermis de tallo y hojas), carbonato cálcico o sílice (en muchas hojas o algas). La pared celular permite resistir la elevada presión osmótica interior, manteniendo la turgencia celular. Presenta estructuras que facilitan la comunicación intercelular: punteaduras (adelgazamientos de la pared secundaria que facilitan la difusión de moléculas) y plasmodesmos (orificios que conectan células, formados en la lámina media).

Células de Hongos

Las células de hongos presentan una pared celular similar a la vegetal, pero con composición y estructura distinta. Los polisacáridos más abundantes son la quitina, el glucano y el manano. Este criterio sirve para clasificar los distintos grupos de hongos. Los polisacáridos forman un gel viscoso, y las proteínas aportan adhesividad y actúan como receptores. Esta pared protege a las células de un ambiente externo hostil.

Célula Procariota

La pared bacteriana está formada por capas de mureína, un peptidoglucano compuesto por N-acetilglucosamina (NAG) y N-acetilmurámico (NAM). Su estructura determina la clasificación de las bacterias en Gram positivas o Gram negativas. Protege a las bacterias, les da forma, y su síntesis es inhibida por algunos antibióticos como la penicilina. Algunas bacterias segregan una cápsula de polisacáridos que rodea la pared, retiene agua, mantiene la humedad y une grupos de bacterias.