Introducción a la Célula
Las células son fundamentales para la vida y llevan a cabo todos los procesos del cuerpo. Están formadas por orgánulos, estructuras esenciales que les permiten realizar sus funciones vitales. Algunas de ellas son:
Orgánulos de Degradación y Procesamiento
Lisosomas
Los lisosomas son orgánulos rodeados de membrana que contienen una serie de enzimas capaces de descomponer todo tipo de polímeros biológicos: proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y lípidos.
Se encuentran en el citoplasma y existen dos tipos:
- Lisosomas primarios: Son los que salen del aparato de Golgi cuando este está en su etapa de gemación.
- Lisosomas secundarios: Son los lisosomas primarios que se unen a los fagosomas y se convierten en fagolisosomas.
Proteasomas
Los proteasomas son complejos proteicos muy pequeños que no están asociados a membranas. Su función es degradar polipéptidos desnaturalizados y eliminar proteínas que ya no son necesarias.
Son grandes complejos multiproteicos presentes en todas las células eucariotas, que se encargan de la degradación de proteínas dañadas o no deseadas mediante un proceso llamado proteólisis, el cual requiere energía en forma de ATP y está marcado con ubiquitina. Su función es crucial para regular procesos celulares como el ciclo celular, la diferenciación y la apoptosis, así como para el sistema inmunitario.
Peroxisomas
Son vesículas que contienen enzimas destructivas y tienen un periodo de vida muy corto. Contienen peroxidasas y participan en el metabolismo de los lípidos.
Orgánulos de Síntesis y Energía
Mitocondrias
Las mitocondrias son «centrales energéticas» dentro de las células, encargadas de producir la mayor parte de la energía química (ATP) necesaria para las funciones celulares mediante la respiración celular a partir de nutrientes y oxígeno. Poseen su propio material genético llamado ADN mitocondrial, que solo se hereda de la madre y son fundamentales para la vida.
Cada mitocondria está formada por una membrana doble que crea dos compartimentos: el espacio intermembrana y la matriz.
- Membrana externa: Es lisa y permite el paso de muchas moléculas.
- Membrana interna: Tiene muchos pliegues llamados crestas. Estas crestas aumentan el área de la membrana interna, proporcionando un espacio para las reacciones químicas y regulando el tipo de moléculas que pueden atravesarla.
Retículo Endoplásmico (RE)
Es una red de membranas dentro del citoplasma de las células eucariotas. Se divide en dos tipos:
Retículo Endoplásmico Rugoso (RER)
El RER tiene ribosomas adheridos a su superficie, lo que le da una apariencia «rugosa». Su función principal es la síntesis y el ensamblaje de proteínas destinadas a ser secretadas por la célula, incorporadas a la membrana plasmática o enviadas a otros orgánulos.
Retículo Endoplásmico Liso (REL)
El REL está formado por cisternas conectadas al RER. Carece de ribosomas adheridos a su membrana, por eso su apariencia es lisa. Se encarga de la síntesis de lípidos, el metabolismo de carbohidratos, la desintoxicación y el almacenamiento de calcio. También es responsable de la liberación y captación de calcio, que forma parte de la respuesta rápida de las células.
Aparato de Golgi
Es un orgánulo celular que funciona como una «fábrica» y centro de clasificación de proteínas y lípidos. Procesa, modifica, empaqueta y distribuye estas moléculas para su transporte a otros orgánulos o para ser secretadas fuera de la célula.
Está formado por sacos aplanados y apilados llamados cisternas, y recibe proteínas y lípidos del retículo endoplásmico para enviarlos a sus destinos finales. Tiene tres caras:
- La cara cis (la que recibe).
- La cara media.
- La cara trans (la que expulsa).
Ribosomas
Son orgánulos celulares esenciales formados por ARN ribosomal y proteínas, responsables de la síntesis de proteínas. Leen la información del ARN mensajero (ARNm) y la traducen en una cadena específica de aminoácidos, creando así las proteínas necesarias para todas las funciones celulares.
- Se componen por macromoléculas de proteínas (hasta 50 proteínas diferentes) y ARNr.
- Se forman por dos subunidades: la pequeña y la grande.
El Núcleo y el Material Genético
Núcleo
Es un orgánulo presente en las células eucariotas que contiene el ADN (material genético) y regula las funciones celulares, la expresión de los genes y la replicación del ADN.
- El ADN se encuentra condensado en cromatina, hecha de proteínas llamadas histonas.
- La envoltura nuclear es muy parecida a la membrana celular.
- El núcleo no siempre tiene una forma circular; puede ser trilobulado, bilobulado o de herradura.
- La envoltura nuclear tiene dos membranas y entre ellas está el espacio perinuclear, que sirve de comunicación con las partes externas al núcleo.
- Dato curioso: Los glóbulos rojos de las aves sí tienen núcleo, al contrario que los de los mamíferos.
Nucleolos
Orgánulo celular situado en el interior del núcleo y encargado de la síntesis del ARN de los ribosomas. Tiene tres regiones:
- El centro fibrilar.
- El componente fibrilar denso.
- Un componente granular.
Cromatina
La cromatina está formada por cromosomas en el núcleo de la célula y siempre se encuentra en el nucleoplasma. Hay dos tipos:
- Eucromatina: Es menos compacta y activa en la transcripción de genes.
- Heterocromatina: Es más densa y compacta, generalmente inactiva desde el punto de vista genético.
Cada cromosoma está formado por un par de cromátidas hermanas que tienen en la parte central un centrómero que las une. Junto a él está el cinetocoro, que sirve para facilitar la unión de la cadena de microtúbulos que ayudan a formar el ADN.
ADN (Ácido Desoxirribonucleico)
El ADN está formado por bases nitrogenadas que se unen en pares específicos:
- Timina (T) se une con Adenina (A)
- Adenina (A) se une con Timina (T)
- Citosina (C) se une con Guanina (G)
- Guanina (G) se une con Citosina (C)
Cuando el ADN se copia para formar ARN, la Timina (T) es sustituida por Uracilo (U).
Metabolismo Celular
Catabolismo
Busca degradar moléculas muy grandes para liberar energía.
Anabolismo
Sintetiza las moléculas más complejas a partir de componentes sencillos.
Ciclo Celular y Muerte Programada
Ciclo Celular
Es una serie de acontecimientos que conducen a la replicación celular. Tiene dos fases principales:
- La Interfase (donde los cromosomas se duplican).
- La Fase M (que consta de la mitosis y la citocinesis).
La Interfase
Se compone de tres etapas:
- Fase G1: La célula crece físicamente, copia los orgánulos y hace componentes moleculares.
- Fase S: La célula sintetiza una copia completa de ADN en su núcleo y también duplica los centrosomas.
- Fase G2: La célula crece más, hace proteínas y orgánulos, y reorganiza su contenido en preparación para la mitosis.
La Fase M
La célula divide su ADN duplicado y su citoplasma para formar dos nuevas células. La mitosis tiene cuatro etapas:
- Profase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
Y por último, la Citocinesis. Después de esto, las células entran en un proceso de descanso.
Meiosis
Es un proceso que divide células diploides en células haploides, es decir, divide a la mitad el número de cromosomas. Un ejemplo son los espermatozoides y los óvulos.
También se divide en Profase, Metafase, Anafase y Telofase. El proceso es casi igual que la mitosis al inicio, solo que pasa a otro proceso llamado Meiosis II, en la que las células hijas se vuelven a dividir, pero ahora solo se pasa la mitad de los cromosomas a cada célula hija, dando como resultado cuatro células haploides.
Apoptosis
Es la muerte celular programada, regulada por enzimas llamadas caspasas.
- La necrosis es cuando la célula recibe un daño o envenenamiento (muerte no programada).
- Cuando se generan problemas con este proceso, se producen patologías como el cáncer.
La apoptosis tiene tres fases principales:
- Fase de Decisión: Donde la célula recibe señales de muerte y se prepara para el proceso.
- Fase de Ejecución: Que incluye la degradación de componentes celulares y la formación de cuerpos apoptóticos.
- Fase de Fagocitosis: Donde células vecinas (fagocitos) engullen y eliminan los cuerpos apoptóticos de forma ordenada, sin causar inflamación.