Introducción a los Componentes Celulares

Este documento explora la estructura y función de diversos componentes celulares esenciales, desde las inclusiones inertes hasta los orgánulos vitales como las mitocondrias y los cloroplastos, pasando por el dinámico citoesqueleto.

Inclusiones Celulares

Las inclusiones celulares son componentes inertes de la célula, con estructura, pero sin capacidad vital para su continuidad biológica. Aunque carecen de la organización de los orgánulos, desempeñan roles importantes.

• Materiales almacenados: Incluyen combustibles y productos de la actividad metabólica celular.
• Son visibles al microscopio.
• No son orgánulos celulares.

Citoesqueleto: El Armazón Dinámico de la Célula

El citoesqueleto es una malla tridimensional de componentes celulares de naturaleza proteica, con estructura fibrilar o tubular. Es el armazón estructural para la célula y sus componentes, y es notablemente dinámico.

Funciones del Citoesqueleto

1. Soporte estructural a la célula:
   • Mantiene la membrana plasmática.
   • Posiciona los orgánulos.
2. Responsable de la forma de la célula.
3. Participa en la transmisión de señales al interior celular.
4. Proporciona el medio de transporte para el movimiento intracelular de los orgánulos y otros componentes del citoplasma.
5. Proporciona el soporte para las estructuras de la membrana plasmática:
   • Fijas: microvellosidades.
   • Móviles especializadas: cilios y flagelos.
6. Participa en la formación de la pared celular.

Microtúbulos: Componentes Clave del Citoesqueleto

Los microtúbulos son los principales componentes del citoesqueleto de las células eucariotas. Pueden encontrarse dispersos por todo el citoplasma o bien formar estructuras estables como cilios, flagelos y centríolos.

Funciones de los Microtúbulos

• Estructura:
  • Mantiene la posición de los orgánulos celulares.
  • Participa en la formación de la pared celular.
• Movimiento:
  1. Movimiento celular por polimerización/despolimerización.
  2. Movimiento de materiales y orgánulos de una parte a otra del citosol, con la participación de las proteínas motoras Dineína (en dirección −) y Quinesina (en dirección +).
  3. Movimiento de las cromátidas (cromosomas) en la división celular (mitosis y meiosis).

Centríolo: Orgánulo Cilíndrico Esencial

El centríolo es un orgánulo con estructura cilíndrica, constituido por tripletes de microtúbulos, que forma parte del citoesqueleto. Una pareja de centríolos posicionados perpendicularmente entre sí y localizada en el interior de una célula se denomina diplosoma. Cuando el diplosoma se halla rodeado de material pericentriolar (masa proteica densa), recibe el nombre de centrosoma, el cual es característico de las células animales. Además, provoca el movimiento de cilios y flagelos en los organismos unicelulares.

Mitocondria: La Central Energética Celular

La mitocondria es un orgánulo membranoso presente en todas las células eucariotas aerobias, que produce, transforma y almacena, en forma de ATP, la energía liberada por oxidación enzimática de las moléculas nutritivas y que es necesaria para la viabilidad y actividad de la célula.

Localización de las Mitocondrias

• En general, presentan una distribución uniforme.
• Se concentran en zonas de elevado requerimiento energético, como en el laberinto basal.

Movimientos Mitocondriales

• Pasivos: Por corrientes citoplasmáticas.
• Activos: Flexión y extensión por cambios osmóticos y por microtúbulos.
• Fusión: Para intercambiar material.
• Fisión: Se dividen.

Se estudian con microscopía electrónica de transmisión: convencional, criofractura y tinción negativa.

Estructura de la Mitocondria

• Dos membranas:
  • Membrana mitocondrial externa: Lisa, permeable a iones, agua y moléculas de bajo peso molecular.
  • Membrana mitocondrial interna: Plegada hacia el interior, formando las crestas mitocondriales.
• Dos espacios:
  • Cámara externa: Entre la membrana mitocondrial externa e interna.
  • Cámara interna o Matriz mitocondrial: Por dentro de la membrana mitocondrial interna.

Función de la Mitocondria

En la Matriz Mitocondrial

• El piruvato es totalmente oxidado hasta CO₂.
• Formación de Acetil-CoA: Descarboxilación del ácido pirúvico.
• El ciclo de Krebs (ácido cítrico).
• Beta-oxidación de ácidos grasos.
• Almacena: proteínas, iones divalentes, ferritina.

En la Membrana Mitocondrial Interna

• Transporte de electrones (NADH y FADH₂) al O₂ por la cadena respiratoria.
• Generación del gradiente de protones: fuerza protón motriz.
• La fosforilación oxidativa.
• La formación de ATP.

Biogénesis de las Mitocondrias

Las mitocondrias se forman y multiplican por la división de mitocondrias ya existentes mediante:

• Partición: Crece una cresta seguida de estrangulación.
• Segmentación: Estrangulación directa.
• Gemación: Segmentación desigual.

Plastos: Orgánulos Vegetales Versátiles

Los plastos son orgánulos membranosos presentes en las células eucariotas vegetales, con o sin pigmentos. Son los orgánulos donde se realiza la fotosíntesis para formar ATP, usando como sustratos la luz y el agua. Son capaces de acumular sustancias de reserva sintetizadas por ellos mismos, al recoger la energía obtenida en enlaces químicos entre moléculas.

Cloroplastos: Los Motores de la Fotosíntesis

Los cloroplastos se estudian con microscopía electrónica de transmisión: convencional, criofractura y tinción negativa. Son orgánulos celulares que, en las células eucariotas fotosintetizadoras, se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía lumínica en energía química, como la clorofila. El término cloroplasto sirve para designar a cualquier plasto dedicado a la fotosíntesis, o específicamente a los plastos verdes propios de las algas verdes y las plantas.

Función de los Cloroplastos: La Fotosíntesis

El conjunto de reacciones de la fotosíntesis es realizado gracias a un complejo de moléculas presentes en el cloroplasto. Una en particular, presente en la membrana de los tilacoides, es la responsable de tomar la energía del Sol: la clorofila.

Fases de la Fotosíntesis

Existen dos fases principales:

• Fase luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de electrones y la ATP sintasa, responsables de la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación de poder reductor (NADPH).
• Fase oscura: Se produce en el estroma, donde se halla la enzima RuBisCO, responsable de la fijación del CO₂ mediante el ciclo de Calvin.