LA CÉLULA EUCARIOTAS

En las células eucariotas el núcleo está rodeado por una membrana nuclear, mientras que en las procariotas no existe dicha membrana, por lo que el material nuclear está disperso en el citoplasma. También se la llama carioplasma, y suele tener una forma redondeada, o elíptica en las células prismáticas, en el centro de la célula y mantiene casi siempre esta posición. El núcleo de una célula normal puede presentarse en dos formas distintas, según sea el estadio en que se halle la propia célula.

Al comenzar la división celular o mitosis se distinguen en el núcleo unos corpúsculos característicos, susceptibles de ser coloreados, son los cromosomas, portadores de los factores hereditarios o genes. Cuando la célula permanece sin dividirse (periodo interface), el núcleo presenta una estructura interna filamentosa, poco visible al microscopio óptico, en la que destaca un orgánulo denominado nucléolo.

-Los Cromosomas. La función del núcleo, que consiste en transmitir, de una a otra célula, la información genética que posee, sin modificarla ni empobrecerla, se realiza propiamente en el momento de la división celular, que es consecuentemente el de la división del núcleo. Esta división, la mitosis, provoca un importante cambio de forma en el núcleo, que se presenta al microscopio bajo la forma de los llamados cromosomas.

Son unos a modo de bastoncillos, curvos o en forma de V, que en el curso de la mitosis aparecen siempre claramente diferenciados e individualizados. No se conoce todavía de modo exacto la estructura de cada cromosoma, pero se supone que cada uno de ellos consta de una o varias dobles hélices de ADN, varias veces envueltas sobre sí mismas. El número de cromosomas de cada célula es constante para cada especie, pero se reduce a la mitad en las células germinales o gametos. En razón de este fenómeno, a estas células se las llama haploide, frente a la denominación de diploides que tienen las demás.

-El nucléolo. Es un pequeño orgánulo, fácilmente distinguible con el microscopio óptico debido a su tamaño (1 a 7 micrómetros de diámetro). Su tamaño y su morfología son no obstante, variables en función de la especie, del tipo celular y del estado fisiológico de la célula. Tienen forma redondeada, que desaparece durante la división celular, pero mantiene contacto con regiones definidas de algunos cromosomas. En realidad, el nucléolo es elaborado por los cromosomas, y contiene principalmente proteínas, ARN, lípidos y algunos enzimas.

-Sistemas de membranas:

El sistema de membranas lo integran:

-La pared Celular. Esta compuesta por fibras de celulosa dentro de agregados de pectinas, lo que da a estas una elevada resistencia y brinda a la célula un importante sistema de protección.

-La Membrana Plasmática o Celular. Las células de animales y plantas normalmente están provistas de membranas de tipo semipermeable o con permeabilidad diferencial del tipo mosaico fluido (Figura 4), es decir, esta compuesta por una doble capa de lípidos, carbohidratos y proteínas que le dan este tipo de permeabilidad; las proteínas pueden estar inmersas firmemente en la bicapa lipídica, denominándose proteínas integrales. Algunas proteínas de este tipo atraviesan completamente la doble capa por tanto se llaman proteínas transmembrana. Otras proteínas pueden unirse débilmente a la superficie interna ó externa de la membrana, recibiendo el nombre de proteínas periféricas. Esta membrana es la encargada de seleccionar o permitir el paso de sustancias desde y hacia el interior de las células por diferentes procesos o mecanismos. Las membranas permiten separar la célula de su ambiente extracelular pero generan interacción debido a su estructura y composición.

La membrana citoplasmática aísla el citoplasma celular del medio externo, sólo permite la entrada de sustancias específicas y que algunos mensajes pasen del medio extracelular al intracelular. Las proteínas sirven para el transporte de moléculas, como receptores o como ligados y para la comunicación celular.

La membrana es selectivamente permeable y regula el movimiento de materiales hacia adentro y hacia fuera de la célula. Igualmente, por las características bioquímicas de los componentes moleculares de la membrana se regula la cantidad de agua en la célula; por consiguiente, es semipermeable.

 Citoplasma y citosol

El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y organelos, como se describirá más adelante.

La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los organelos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso (en las bacterias es el único compartimiento intracelular). En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes de mantenimiento celular, como las primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las grandes moléculas que constituyen la célula.

Aunque muchas moléculas del citosol se encuentran en estado de solución verdadera y se desplazan con rapidez de un lugar a otro por difusión libre, otras están ordenadas de forma rigurosa. Estas estructuras ordenadas confieren al citosol una organización interna que actúa como marco para la fabricación y descomposición de grandes moléculas y canaliza muchas de las reacciones químicas celulares a lo largo de vías restringidas.

Citoesqueleto

El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos del citosol que ocupa el interior de todas las células animales y vegetales. Adquiere una relevancia especial en las animales, que carecen de pared celular rígida, pues el citoesqueleto mantiene la estructura y la forma de la célula. Actúa como bastidor para la organización de la célula y la fijación de organelos y enximas. También es responsable de muchos de los movimientos celulares. En muchas células, el citoesqueleto no es una estructura permanente, sino que se desmantela y se reconstruye sin cesar. Se forma a partir de tres tipos principales de filamentos proteicos: microtúbulos, filamentos de actina y filamentos intermedios, unidos entre sí y a otras estructuras celulares por diversas proteínas.

Los movimientos de las células eucarióticas están casi siempre mediatizados por los filamentos de actina o los microtúbulos. Muchas células tienen en la superficie pelos flexibles llamados cilios o flagelos, que contienen un núcleo formado por un haz de microtúbulos capaz de desarrollar movimientos de flexión regulares que requieren energía. Los espermatozoides nadan con ayuda de flagelos, por ejemplo, y las células que revisten el intestino y otros conductos del cuerpo de los vertebrados tienen en la superficie numerososcilios que impulsan líquidos y partículas en una dirección determinada. Se encuentran grandes haces de filamentos de actina en las células musculares donde, junto con una proteína llamada miosina, generan contracciones poderosas. Los movimientos asociados con la división celular dependen en animales y plantas de los filamentos de actina y los microtúbulos, que distribuyen los cromosomas y otros componentes celulares entre las dos células hijas en fase de segregación. Las células animales y vegetales realizan muchos otros movimientos para adquirir una forma determinada o para conservar su compleja estructura interna.

 El núcleo

Está rodeado por una membrana, es esférico y mide unas 5 μm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos. Los cromosomas están muy condensados y es difícil identificarlos por separado. Pero justo antes de que la célula se divida, se condensan a lo máximo y adquieren grosor suficiente para ser detectables como estructuras independientes. El ADN del interior de cada cromosoma es una molécula única muy larga y arrollada que contiene secuencias lineales de genes. Éstos encierran a su vez instrucciones codificadas para la construcción de las moléculas de proteínas y ARN necesarias para producir una copia funcional de la célula.

Cromatina y Cromosomas

La cromatina que se puede observar durante la interfase a través del microscopio electrónico como filamentos muy delgados y retorcidos está constituida por ADN, proteínas y ácidos nucleicos; pero cuando la célula entra en división la cromatina se organiza en estructuras individuales que son los cromosomas.

Un cromosoma es una molécula de ADN muy larga que contiene una serie de genes. Un cromosoma está formado por dos cromátidas. En cada una de ellas hay un nucleofilamento de ADN replegado e idéntico en ambas cromátidas.

Las cromátidas están unidas a través del centrómero. En las cromátidas también se observa un cinetócoro que es el centro organizador de microtúbulos que se forman durante la mitosis y que ayudan a unir los cromosomas con el huso mitótico.

Retículo Endoplásmico (RE)

Sistema membranoso (Figura 5) que contiene partículas muy pequeñas denominadas Ribosomas que se encargan de sintetizar las proteínas. La presencia de los ribosomas da una apariencia rugosa, por esta razón, se habla de Retículo Endoplásmico Rugoso. Por el contrario, la membrana desprovista de ribosomas, Retículo Endoplásmico Liso, contiene enzimas encargadas de sintetizar lípidos.

Aparato de Golgi

Sistema de sacos membranosos (Figura 5) que almacena, modifica y empaqueta las macromoléculas sintetizadas en el Retículo Endoplásmico para secretarlas o llevarlas a los diferentes organelos.

Mitocondrias

Las mitocondrias (Figura 6) están rodeadas por una membrana doble, poseen cresta matriz y ADN. Llevan a cabo un conjunto de reacciones en las que el ácido pirúvico se desdobla a dióxido de carbono, agua y ATP, producto final del metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas. Además la mitocondria realiza el proceso de respiración celular. La Figura 6 muestras las estructuras típicas de una mitocondria.