La Célula Eucariota: Orgánulos Membranosos

1. Tipos de Orgánulos Membranosos: Los orgánulos con membrana crean compartimentos en el citoplasma, lo cual es crucial para la eficacia celular al asignar espacios específicos para cada función. Se dividen en dos grupos principales:

• Sistemas de membrana: Incluyen el Aparato de Golgi, el Retículo Endoplasmático y las vesículas. Poseen una membrana simple y sus funciones abarcan la fabricación y distribución de sustancias, la digestión celular y la regulación osmótica (vacuolas).
• Orgánulos energéticos: Comprenden las mitocondrias, los cloroplastos y los peroxisomas. Se caracterizan por tener doble membrana, ADN y ribosomas propios, y su función principal es el metabolismo energético.

2. Retículo Endoplasmático (RE)

Definición: El RE es un sistema de membranas formado por sacos y túbulos aplanados interconectados. El espacio interior se denomina lumen.

Tipos:

• RER (Retículo Endoplasmático Rugoso): Con ribosomas adheridos. Formado por sáculos. Funciones: síntesis de proteínas, modificación postraduccional y almacenamiento de proteínas.
• REL (Retículo Endoplasmático Liso): Sin ribosomas. Formado por túbulos. Funciones: síntesis de lípidos, detoxificación (eliminación de toxinas), y participación en la contracción muscular (RE sarcoplásmico, que almacena y libera Ca++).

3. Aparato de Golgi

Descubierto por Camilo Golgi, está asociado al RER. Formado por dictiosomas (sacos aplanados apilados). Presenta dos caras:

• Cara cis: Más cercana al núcleo, convexa, también llamada cara de formación, donde se forman las vesículas que se secretarán.
• Cara trans: Más alejada del núcleo, cóncava, orientada hacia la membrana plasmática, también llamada cara de secreción.

Vesículas del dictiosoma:

• Vesículas del RER (asociadas al RER).
• Vesículas de transición (entre sáculos).
• Vesículas de secreción (se forman en el extremo trans para cumplir su función).

Funciones: Secreción de proteínas, formación de envolturas (pared celular, glicocálix) y formación de lisosomas.

4. Lisosomas

Vesículas formadas en el Aparato de Golgi que contienen enzimas digestivas llamadas hidrolasas, que producen hidrólisis.

Tipos:

• Primarios: Lisosomas recién formados en el Aparato de Golgi.
• Secundarios: Lisosomas de mayor tamaño donde se produce la digestión.

Funciones: Digestión de partículas alimenticias (fagolisosoma), digestión de orgánulos propios (autofagolisosoma), y cuerpos multivesiculares (fagocitan con varios lisosomas juntos).

5. Vacuolas

Vesículas rodeadas por una única membrana que contienen diversas sustancias.

Tipos:

• Vacuola vegetal: Ocupa gran parte de la célula (30-90% del volumen celular), posición ventral, membrana llamada tonoplasto. Funciones: regular la turgencia y actuar como almacén.
• Vacuola pulsátil o contráctil: Típica de protozoos. Función: expulsar agua hacia el exterior (regulando la ósmosis).
• Vacuola digestiva: Propia de células animales, formada por endocitosis.

6. Mitocondrias

Características:

• Orgánulos encargados de la respiración celular.
• Doble membrana que aumenta la compartimentalización.
• Forma, tamaño y número variables según el tipo celular.
• Forma ovalada, diámetro de 0.1μm, número variable.
• Origen materno (el óvulo aporta el material citoplasmático).
• División independiente de la célula.

Estructura:

• Membrana mitocondrial externa: Muy permeable.
• Membrana mitocondrial interna: Similar a las bacterias (sin esteroles), con proteínas grandes llamadas partículas F1 (ATPasas).
• Espacio intermembrana: Entre las membranas, con composición similar al citosol.
• Matriz mitocondrial: Contiene ADN mitocondrial, ARN mitocondrial, ribosomas, enzimas del ciclo de Krebs, enzimas de la oxidación de ácidos grasos, moléculas transportadoras de p+ y e- (NADH, FADH2).

Funciones:

• General: Obtención de energía.
• Procesos en la matriz mitocondrial: β-oxidación de ácidos grasos, descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico (se obtiene acetil-CoA, NADH y FADH2), ciclo de Krebs (se utiliza el acetil-CoA y se obtiene CO2), síntesis de proteínas mitocondriales.
• Procesos en la membrana mitocondrial interna: Fosforilación oxidativa (se genera un gradiente electroquímico para generar ATP en las ATPasas).

7. Peroxisomas

Vesículas esféricas con membrana unitaria que contienen enzimas oxidasas.

Funciones:

• Reacciones de oxidación (oxidan compuestos orgánicos, el O2 actúa como aceptor de e- formando H2O2).
• Detoxificación (eliminación de toxinas, como el H2O2, que se elimina por la catalasa).
• Abundantes en hígado y riñones.

8. Cloroplastos

Orgánulos exclusivos de células vegetales. Pertenecen al grupo de los plastos.

Plastos:

• Cloroplastos: Fotosíntesis.
• Cromoplastos: Almacén de pigmentos (carotenoides).
• Leucoplastos: Almacén de almidón (tejidos de reserva).

Características generales: Número, forma y tamaño variables (forma ovoidea, tamaño 2-10μm). Se encuentran en células vegetales.

Estructura:

• Membrana cloroplastidial externa.
• Espacio intermembranoso.
• Membrana cloroplastidial interna.
• Estroma: Contiene ADN, ARN, ribosomas 70S, enzimas catalizadoras (ciclo de Calvin), inclusiones de almidón y lípidos.
• Membrana tilacoidal: Forma sacos aplanados (tilacoides) que a veces forman pilas (grana). El espacio interior se llama espacio tilacoidal. Contiene fotosistemas, cadenas de transporte electrónico y ATPasas.

Funciones:

• Fotosíntesis oxigénica: Produce O2.
• Fase lumínica: Depende de la luz, ocurre en los tilacoides, convierte la energía lumínica en energía química (ATP y NADPH).
• Fase oscura: Independiente de la luz, ocurre en el estroma, la energía química se utiliza para sintetizar sustancias (ciclo de Calvin, fijación de CO2 atmosférico).
• Síntesis de proteínas y ácidos grasos.