Citología: La Teoría Celular

La Teoría Celular establece los principios fundamentales sobre la vida y la estructura celular:

• Los seres vivos están formados por células.
• La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos.
• Las células son las formas más elementales de vida.
• Toda célula procede de otra célula preexistente.

La Membrana Plasmática

La membrana plasmática es una envoltura continua que otorga individualidad a la célula, separándola del medio externo, pero sin aislarla completamente. Todas las membranas biológicas (incluyendo las de los orgánulos) comparten una estructura básica.

Teoría del Mosaico Fluido

Esta teoría describe la membrana como una estructura dinámica, fluida, asimétrica y con permeabilidad selectiva.

Lípidos

Los lípidos principales son los fosfoglicéridos, los esfingolípidos y el colesterol. Forman una bicapa anfipática muy fluida debido a la movilidad de sus moléculas. Los fosfolípidos presentan diferentes tipos de movimiento:

• Difusión lateral
• Flip-flop (movimiento transversal, poco frecuente)
• Rotación
• Flexión

El colesterol es crucial porque aumenta la flexibilidad de la bicapa, lo que posibilita la distribución y el movimiento de los demás componentes.

Proteínas

Constituyen más del 50% de la masa de la membrana y llevan a cabo la mayoría de sus funciones. Son moléculas anfipáticas y pueden ser fijas o móviles (por difusión lateral o rotación).

• Intrínsecas (o Integrales): Unidas a la membrana, la atraviesan total o parcialmente.
• Extrínsecas (o Periféricas): Se encuentran en la superficie de la bicapa, unidas a la membrana mediante enlaces no covalentes, aunque algunas pueden estar unidas a un lípido mediante un enlace covalente.

Glúcidos

Son oligosacáridos que se encuentran unidos a lípidos (glicolípidos) y proteínas (glicoproteínas). Se localizan exclusivamente en la cara externa de la membrana.

Propiedades de la Membrana

• Fluidez
• Permeabilidad selectiva

Funciones de la Membrana Plasmática

1. Transporte de Moléculas

La permeabilidad de la membrana es altamente selectiva, permitiendo la entrada de moléculas esenciales y la salida de productos de desecho.

Transporte de Pequeñas Moléculas

Transporte Pasivo

Se realiza sin consumo de energía (ATP) y a favor del gradiente de concentración y eléctrico. Puede ocurrir a través de la bicapa lipídica o mediante proteínas transportadoras.

• Difusión Simple: A través de la bicapa lipídica (para moléculas pequeñas no polares).
• Difusión Facilitada: Los iones y la mayoría de las moléculas polares no pueden atravesar la bicapa y se transportan mediante proteínas transmembrana.

Mecanismos de Difusión Facilitada

• Por Proteínas de Canal: Atraviesan la bicapa y delimitan un poro interior que permite el paso de iones del tamaño y carga adecuados. Pueden estar regulados:
  • Por Ligandos: Las proteínas tienen una región que actúa como receptor (ligando). El canal está cerrado y se abre al unirse el ligando.
  • Por Voltaje: Se abren en respuesta a un cambio en el potencial de membrana.
• Por Proteínas Específicas (Permeasas): Las permeasas se unen a la molécula a transportar y sufren un cambio conformacional que permite la transferencia a través de la membrana. El transporte es específico, ya que cada molécula se une exclusivamente a su correspondiente transportador.

Transporte Activo

Se realiza en contra del gradiente de concentración y requiere consumo de energía (ATP).

Transporte de Macromoléculas

• Endocitosis: (Fagocitosis o Pinocitosis) Proceso de entrada de macromoléculas.
• Exocitosis: Proceso de salida de macromoléculas.

2. Receptores

Reconocen células o proteínas que sirven como puntos de unión entre células. Son centros activos de permeasas, receptores de hormonas (que actúan en la membrana externa uniéndose al receptor y produciendo AMPc), receptores de neurotransmisores y receptores de virus.

3. Antígenos

Sustancias capaces de desencadenar el mecanismo de la inmunidad celular o humoral. Una vez localizado el anticuerpo, se unen a él para eliminarlo.

4. Transmisión de Impulsos

Se realiza mediante una corriente de tipo electroquímico que se propaga por las neuronas (ejemplo: la bomba de Na+/K+).

Membranas de Secreción

Glucocálix

Es la envoltura celular de las células eucariotas, rica en hidratos de carbono. Está formado por las cadenas de oligosacáridos de glicolípidos y glicoproteínas que se encuentran en la parte externa de la célula.

Funciones del Glucocálix

• Protege la superficie celular.
• Permite el reconocimiento celular.

Pared Celular

Matriz celular especializada que se caracteriza por su alto contenido en celulosa, lo que la hace gruesa, organizada y rígida. Está formada por fibrillas de celulosa unidas entre sí por polisacáridos y proteínas. Está compuesta por capas de secreción:

• Lámina media
• Pared primaria
• Pared secundaria

Funciones de la Pared Celular

• Protege y da forma a la célula.
• Permite a las células vivir en un medio hipotónico.
• Evita la pérdida de agua y proporciona rigidez.

El Citoplasma y sus Componentes

El citoplasma es el contenido celular comprendido entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Está constituido por el hialoplasma (o citosol), el citoesqueleto y los orgánulos celulares.

Hialoplasma (Citosol)

Es un líquido coloidal en el que están disueltos los compuestos. Puede pasar de un estado fluido a uno viscoso y viceversa. Es el medio donde se mueven los orgánulos y donde se producen las reacciones químicas. En el citosol pueden almacenarse las inclusiones. En su interior se encuentra el citoesqueleto.

Citoesqueleto

Lo forma una red de filamentos proteicos extendida por todo el citoplasma. Sus principales componentes son:

Microfilamentos

Formados por dos cadenas de moléculas de actina enrolladas. Se encuentran en muchas células no musculares y se encargan de:

• Mantener la forma de la célula y de estructuras específicas.
• Movimiento muscular, ameboide y ciclosis.
• Formación del anillo contráctil durante la división celular.

Filamentos Intermedios

Proporcionan soporte estructural y resistencia a los esfuerzos mecánicos. Existen muchos tipos, como:

• Neurofilamentos
• Filamentos de queratina
• Filamentos de vimentina
• Filamentos de lámina nuclear

Microtúbulos

Son el principal componente del citoesqueleto. Están dispersos o forman estructuras estables como los cilios, flagelos y centriolos. Están formados por la unión de moléculas de tubulina, formando un cilindro hueco. Se originan en el centrosoma.

Funciones de los Microtúbulos

• Formación de estructuras estables (ej. flagelo).
• Formación de estructuras lábiles (ej. huso acromático).
• Mantener la forma celular y la capacidad de movimiento.

Centrosoma

Orgánulo situado cerca del núcleo que actúa como centro organizador de microtúbulos. En su interior hay dos centriolos dispuestos perpendicularmente, desde donde se organizan e irradian los microtúbulos.

Cilios y Flagelos

Son prolongaciones largas, finas y móviles cuya función principal es permitir el desplazamiento de la célula a través de un líquido o mover el líquido sobre la superficie celular.

Ribosomas

Orgánulos globulares esenciales para la síntesis proteica.

Composición

• ARN ribosómico (ARNr)
• Proteínas
• Agua

Estructura

Constan de dos subunidades (en eucariotas, 40S y 60S, formando un ribosoma 80S).

Función

Síntesis de proteínas (traducción).

Localización

• Citoplasma: Libres o unidos al retículo endoplasmático.
• Interior de Orgánulos: Mitocondrias y cloroplastos.