4.1. Estructura de la célula eucariótica
Todas las células eucariotas tienen:
.1.jpg "Membrana plasmática")
Podemos clasificar a las proteínas en dos grandes grupos:
- Proteínas integrales: unidas fuertemente a los lípidos y difíciles de separar de la bicapa. Pueden atravesar la membrana, llamándose proteínas transmembranas (si atraviesan la bicapa una sola vez se las llama de paso único, y si lo hacen varias veces proteínas multipaso).
- Proteínas periféricas: aparecen a un lado u otro de la membranas. Se separan de esta con bastante facilidad.
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de LadyofHats de Dominio Público |
NÚCLEO
El núcleo encierra en su interior al material hereditario, el ADN de la célula. En el núcleo interfásico (cuando no se está dividiendo) este ADN se encuentra disperso por el nucleoplasma (líquido que rellena el núcleo) en forma de fibras desorganizadas conocidas como cromatina.
El nucleoplasma o matriz nuclear es el medio interno del núcleo , formado por una disolución compuesta por agua, iones, numerosas proteínas —histonas que intervienen en el empaquetamiento del ADN, enzimas que intervienen en la replicación y transcripción del ADN—, nucleótidos necesarios para la síntesis de los ácidos nucleicos, etcétera.
Está rodeado por una envuelta porosa, la envuelta nuclear. Esta envuelta procede del retículo endoplasmático. Es una envoltura doble formada por dos membranas: la membrana nuclear externa y la membrana nuclear interna. Entre ambas queda un pequeño espacio denominado espacio perinuclear, que se continúa con el espacio del retículo. La envoltura nuclear no es continua, existen puntos en los que las dos membranas se unen creando unos orificios denominados poros nucleares. Los poros nucleares regulan el intercambio de moléculas entre el núcleo y el citoplasma.
Además del ADN, contiene un pequeño acúmulo que forma el nucléolo. Es una estructura esférica, no rodeada de membrana, densa y con un contorno irregular. Su función es fabricar los distintos tipos de ARN ribosómico que forman parte de las subunidades de los ribosomas. Se encuentra formado por ARN, ADN y proteínas, y en él se distinguen, a microscopio electrónico, tres zonas con diferente actividad: zona fibrilar, componente fibrilar denso y zona granular.
La cromatina está formada por ADN bicatenario lineal que está asociado
a proteínas histonas, que son proteínas básicas —ricas en aminoácidos
básicos: arginina y lisina— de bajo peso molecular. Además, hay otras
proteínas no histónicas, en su mayoría enzimas que intervienen en la
transcripción y replicación del ADN.
Las fibras de cromatina presentan distintos niveles de organización que facilitan su empaquetamiento: nucleosoma, collar de perlas, fibras de 30nm (300Å).
Durante la interfase pueden diferenciarse distintos tipos de cromatina:
- Eucromatina: zonas donde la cromatina está poco condensada. Está formada por los fragmentos de ADN activos (transcriben ARNm).
- Heterocromatina: zonas donde la cromatina está muy condensada. Representa el 90% y se corresponde con las zonas en las que el ADN no se transcribe y permanece inactivo durante la interfase.
El hialoplasma es un 85% agua en el que están disueltas numerosas moléculas (glúcidos, proteínas, ARN, nucleótidos, iones...).
Su morfología es muy diferente no solo de unas células a otras, sino que dentro de una célula puede variar dependiendo de la zona y de las condiciones fisiológicas.
En él aparecen dispersos orgánulos celulares, además es el medio donde se realizan muchas reacciones químicas y gracias a su capacidad para variar de viscosidad, algunas células pueden emitir prolongaciones del citoplasma (pseudópodos), que le sirven para desplazarse.
En el hialoplasma de las células eucarióticas existe una red de filamentos proteicos responsables de la forma de la célula, de la organización de los orgánulos citoplasmáticos y de la movilidad celular que constituyen un auténtico citoesqueleto.
En la imagen de la derecha, al microscopio los filamentos del citoesqueleto aparecen teñidos de verde.
- Microfilamentos: presentan un diámetro de 3 a 7 nm. Se encuentran formados principalmente por una proteína llamada actina. Se suelen localizar en la periferia de la célula —formando una capa reticular llamada córtex— y son responsables de la forma y del movimiento celular.
- Filamentos intermedios: se denominan así por tener un tamaño intermedio (aproximadamente 10 nm) entre los filamentos de actina y los microtúbulos. Están formados por proteínas filamentosas y forman redes de filamentos que rodean al núcleo y se extienden hacia la periferia. Su función principal es dar rigidez a la célula, evitando la ruptura de la membrana plasmática en aquellas células que están sometidas a fuertes presiones.
- Microtúbulos: los microtúbulos son los componentes más abundantes del citoesqueleto, presentan forma cilíndricas (como tubos huecos) con un diámetro externo de 25 nm, formados por una proteína globular llamada tubulina (α y β). Estos filamentos crecen a partir de una estructura llamada centrosoma o centro organizador de microtúbulos, llegando hasta las proximidades de la membrana plasmática. Al crecer, van añadiendo tubulina a un extremo (llamado extremo +), gastando energía en este proceso.
MITOCONDRIA
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Las mitocondrias están rodeadas de una doble membrana, externa e interna. La última de estas describe unos repliegues hacia el interior, las crestas, que delimitan un espacio interno: la matriz en el que ocurren diversas reacciones químicas. El espacio intermembrana está relleno de un líquido de composición muy similar al hialoplasma.
Tienen ADN propio (circular y doble) y ribosomas (70S), por lo que pueden fabricar sus propias proteínas.
Las mitocondrias son las calderas de nuestras células, su función es obtener energía y para ello realizan la combustión de la glucosa.
Todos estos procesos metabólicos se verán con más detenimiento en el tema 1 de la unidad 3.
- El RE rugoso (RER) está formado por sáculos aplanados, lleva ribosomas unidos a la cara de la membrana que da al hialoplasma. Este retículo realiza funciones de síntesis, almacenamiento y transporte de proteínas. Una vez formadas las proteínas, estas pasarán al interior de las cavidades y circularán por ellas, modificándose. El transporte de proteínas se realiza a través de vesículas formadas por fragmentos de membrana del RER que llegarán hasta el aparato de Golgi.
- El RE liso (REL) no lleva ribosomas y sus cavidades tienen forma de tubos sinuosos. En él se sintetizan lípidos —principalmente fosfolípidos, glucolípidos y colesterol—, que una vez formados son transportados e introducidos en vesículas que terminan por desprenderse y se dirigen a la membrana, a un órgano concreto o hacia el aparato de Golgi. Otras funciones importantes del REL son la eliminación de sustancias tóxicas e intervenir en la contracción del músculo estriado.
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de Miguelsierra bajo CC |
Las cavidades se denominan cisternas y se presentan rodeadas de numerosas vesículas. Los sacos aplanados están agrupados unos encima de otros formando pilas de unos seis sacos; es el dictiosoma. Asociadas a los extremos del dictiosoma aparecen vesículas de diferentes tamaños.
En cada dicitiosoma encontramos una cara cis o de formación, próxima al RER —con cavidades con forma convexa—, una cara trans o de maduración, próxima a la membrana plasmática —las cavidades son de forma cóncava— y una zona media.
El aparato de Golgi recibe y almacena gran cantidad de moléculas procedentes de otros lugares de la célula, especialmente del RE. En el interior de las cavidades se procesan o ensamblan con otras, quedando macromoléculas ya completamente estructuradas y funcionales.
El aparato de Golgi transporta hacia diversos destinos las moléculas que pasan a través de él.
Imagen en La Botánica bajo CC
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Ambas subunidades permanecen separadas en el citoplasma y se unen durante la síntesis proteica, cuando esta termina vuelven a disociarse.
Caso de estudio
Caso de estudio