Vacuolas
Las vacuolas son vesículas rodeadas por una membrana llamada tonoplasto y están llenas de agua en su interior. En las células animales, las vacuolas suelen ser pequeñas, mientras que en las células vegetales son muy grandes y pueden ocupar hasta el 90% del espacio dentro de la célula.
Sus funciones principales son:
- Almacenar agua para mantener la turgencia (rigidez) de la célula sin cambiar las concentraciones del citosol.
- Guardar sustancias como almidón, proteínas, pigmentos (como las antocianinas) y compuestos como alcaloides.
- Acumular productos de desecho.
- Digestión celular.
Plastos o Plástidos
Los plastidios son orgánulos exclusivos de las células vegetales de plantas y algas. Su función principal es sintetizar y almacenar sustancias de reserva. Existen tres tipos principales:
- LEUCOPLASTOS: Son incoloros y se encargan de fabricar y almacenar: Almidón (amiloplastos), Proteínas (proteoplastos), Aceites (oleoplastos).
- CROMOPLASTOS: Contienen pigmentos que dan colores naranja y amarillo a frutas, flores y otras partes de la planta.
- CLOROPLASTOS: Contienen clorofila y son donde ocurre la fotosíntesis, el proceso mediante el cual las plantas producen su alimento usando luz solar.
Cloroplastos
Los cloroplastos, al igual que las mitocondrias, tienen una doble membrana y un sistema interno de membranas muy complejo llamado membrana tilacoidal.
Componentes del Cloroplasto
- MEMBRANA EXTERNA: Es similar a la membrana plasmática y la de las mitocondrias. Tiene proteínas llamadas porinas que permiten el intercambio de sustancias.
- MEMBRANA INTERNA: Es parecida a la externa pero no tiene colesterol. Es impermeable y necesita transportadores específicos para mover sustancias.
Entre estas dos membranas está el espacio periplástico, que tiene una composición parecida al citosol. El espacio dentro de la membrana interna se llama estroma, donde se encuentran ribosomas, ADN del cloroplasto, gránulos de almidón y gotas de lípidos.
La membrana tilacoidal forma estructuras llamadas tilacoides, que pueden ser de dos tipos:
- TILACOIDES DE ESTROMA: Son largos y se extienden por todo el estroma.
- TILACOIDES DE LOS GRANA: Son pequeños, tienen forma de disco y están apilados formando grana.
En las membranas de los tilacoides se encuentran los pigmentos fotosintéticos, las cadenas de transporte de electrones y las proteínas ATP-sintetasa. Los tilacoides están conectados entre sí y forman el espacio tilacoidal, donde hay enzimas necesarias para las funciones del cloroplasto.
Funciones del Cloroplasto
Los cloroplastos realizan varias funciones importantes:
- Fotosíntesis, que incluye la fijación de carbono, nitrógeno y azufre para formar compuestos orgánicos como azúcares (CH₂O), grupos amino (-NH₂) y grupos sulfhidrilo (-SH).
- Biosíntesis de ácidos grasos esenciales.
El Citoplasma
Es el material comprendido entre la membrana nuclear y la membrana plasmática, donde se encuentran los orgánulos celulares. Se compone de citosol, inclusiones citoplasmáticas, citoesqueleto, centrosoma, cilios, flagelos y ribosomas.
1. Citosol o Hialoplasma
Representa más del 50% del volumen celular. Consiste en una solución coloidal compuesta principalmente por agua (70-80%), proteínas (15-20%), enzimas, ARN, glúcidos, lípidos, iones y otros productos metabólicos. Puede encontrarse en estado fluido (sol) o más denso (gel), dependiendo del citoesqueleto.
Funciones del Citosol:
- Da lugar a importantes reacciones metabólicas como etapas de la síntesis de aminoácidos, nucleótidos, ácidos grasos y proteínas, la glucogenogénesis y la glucogenolisis, la glucólisis y las fermentaciones.
- Regula el pH intracelular con el tampón fosfato.
- Almacena moléculas y mensajeros implicados en las vías de señalización; y productos como glucógeno y lípidos.
2. Inclusiones Citoplasmáticas
Son acumulaciones de sustancias hidrófobas sin membrana, que pueden ser de reserva, pigmentos o cristales.
- Sustancias de reserva:
- Células animales: inclusiones de glucógeno (hígado y músculos) e inclusiones de triglicéridos (células adiposas).
- Células vegetales: granos de almidón, gotas de grasa, aceites esenciales (terpenos) y látex.
- Pigmentos: Hemoglobina (sangre vertebrados), hemocianina (sangre invertebrados), lipofucsina (neuronas envejecidas), hemosiderina (destrucción glóbulos rojos).
- Cristales: Oxalato cálcico en células vegetales (drusas).
3. Citoesqueleto
Es una red compleja de fibras proteicas que se extiende por el citoplasma y se reorganiza constantemente. Sus funciones principales incluyen:
- Mantener y modificar la forma celular y de su estructura interna.
- Facilitar los movimientos celulares (pseudópodos, contracción celular) y los movimientos endocelulares de orgánulos.
- Establecer vías de comunicación dentro de la célula.
El citoesqueleto está formado por tres tipos diferentes de estructuras filamentosas: microfilamentos de actina, filamentos intermedios y microtúbulos.
3.1. Microfilamentos de actina
Formados por dos cadenas en hélice de actina. Cada molécula de actina se conoce como actina G, y los microfilamentos como actina F. Son estructuras polarizadas, crecen por el extremo + y se acortan por el extremo -.
Se localizan principalmente en la periferia celular, cerca de la membrana plasmática. Se pueden organizar en:
- Haces: agrupaciones paralelas de microfilamentos formando fascículos, que pueden ser estables (de renovación lenta en microvellosidades) o inestables (como el anillo contráctil en la citocinesis, de renovación rápida).
- Redes: microfilamentos entrecruzados que confieren rigidez al citosol, formando una estructura reticular densa, el córtex celular.
Intervienen en:
- Contracción muscular, asociándose con filamentos de miosina.
- División celular, formando el anillo contráctil durante la citocinesis.
- Estabilidad de prolongaciones celulares, como las microvellosidades intestinales.
- Movimiento celular, mediante la emisión de pseudópodos junto con los microtúbulos.
- Mantenimiento de la forma celular.
3.2. Filamentos intermedios
(Ej: Neurofilamentos, filamentos de queratina…)
Son estructuras proteicas de tamaño intermedio entre los microfilamentos y los microtúbulos. Sus funciones son:
- Aportan resistencia mecánica a la célula, apareciendo en células epiteliales y musculares lisas.
- Participan en uniones intercelulares como desmosomas y hemidesmosomas.
3.3. Microtúbulos
Son filamentos huecos formados por tubulina. Cada uno está formado por 13 protofilamentos, organizados cilíndricamente, compuestos por la sucesión lineal de dímeros de α-tubulina y β-tubulina.
Se organizan principalmente en el centrosoma, que actúa como centro organizador de microtúbulos. Son estructuras muy dinámicas y polarizadas que originan estructuras como el huso acromático, los centriolos y sus estructuras derivadas: cilios y flagelos.
Intervienen en:
- Emitir pseudópodos durante el desplazamiento celular, actuando con los microfilamentos de actina.
- Generar movimiento, ya que son los elementos estructurales de cilios y flagelos.
- Organizar la distribución interna de los orgánulos, facilitando el transporte de estos por la célula mediante la unión de proteínas motoras concretas (dineína y quinesina).
- La forma celular, la estructura del citoesqueleto y la organización de la pared celular de vegetales.
- La división celular, formando las fibras del huso que movilizan los cromosomas.
4. Componentes Derivados: Centrosoma, Cilios y Flagelos
4.1. Centrosoma y Centriolos
El centrosoma es un material denso y amorfo compuesto por proteínas que actúa como centro de nucleación de microtúbulos, formando el huso acromático, cilios, flagelos y el citoesqueleto. Contiene γ-tubulina, que se estructura formando anillos desde los cuales crecen los microtúbulos e irradian hacia el resto del citoplasma.
En células animales, aparecen en el centrosoma dos centriolos (diplosoma), que son cilindros (aproximadamente 1 μm de largo y 0,25 μm de diámetro) formados por nueve tripletes de microtúbulos (estructura 9×3 + 0) dispuestos perpendicularmente entre sí. Cada triplete queda unido al siguiente por un puente proteico de nexina. Están rodeados por la centrosfera, de la que parten los microtúbulos formando el áster.
Podemos encontrar los centriolos en el centrosoma y en la base de cilios y flagelos (cuerpos basales). Intervienen en la división celular y en la formación de los cuerpos basales de los undulipodios (cilios y flagelos).
4.2. Cilios y Flagelos
Son prolongaciones móviles de la membrana plasmática diseñadas para el desplazamiento de la célula o de sustancias del entorno. Los cilios son cortos y numerosos; los flagelos, largos y escasos. Su estructura es similar:
- Axonema: Compuesto por dos microtúbulos centrales rodeados por una vaina central y nueve pares de microtúbulos periféricos (estructura 9×2 + 2). Los dobletes periféricos tienen un microtúbulo completo (A) y otro incompleto (B), unidos entre sí por la proteína nexina. La proteína motora dineína permite el deslizamiento entre dobletes, generando el movimiento.
- Zona de transición: El par central de microtúbulos desaparece y aparece la placa basal.
- Corpúsculo basal: Situado debajo de la membrana plasmática, con una estructura similar a los centriolos (9×3 + 0). Los tripletes adyacentes se unen mediante puentes, asegurando la cohesión de la estructura del centriolo.
5. Ribosomas
Son estructuras globulares compuestas de proteínas asociadas a ARN ribosómico (ARNr), que actúan en la biosíntesis de proteínas (traducción). En células eucariotas tienen un coeficiente de sedimentación de 80S y constan de dos subunidades separadas en el citoplasma que solo se unen durante la traducción: la subunidad menor (40S) y la subunidad mayor (60S).