Célula eucariota

CÉLULA EUCARIOTA

En la naturaleza existe una sorprendente diversidad de tipos celulares que, a la vez, tienen una notable similitud. Cada célula es capaz de llevar a cabo esencialmente los mismos procesos: obtener y asimilar nutrientes, eliminar los residuos, sintetizar nuevos materiales para la célula y, en muchos casos, moverse y reproducirse.

Las células eucariotas son más grandes y complejas que las células procariotas. Su DNA nuclear se encuentra limitado por una envoltura o membrana nuclear o carioteca que constituye un compartimento independiente denominado núcleo celular. Poseen además de la membrana plasmática que las limita externamente, una serie de sistemas membranosos internos, como el aparato de Golgi, el retículo endoplásmico liso y el retículo endoplásmico rugoso. Presentan otras organelas, delimitados por dos membranas, que cumplen funciones específicas, como mitocondrias y cloroplastos, otras organelas delimitadas por una sola membrana denominada lisosomas, peroxisomas y vacuolas y otras, sin membranas, los ribosomas. También se encuentran corpúsculos o inclusiones intracelulares.

Las células están envueltas en una membrana -llamada membrana plasmática- que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma o citosol. En su interior tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo. Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); ubicadas principalmente en el núcleo, esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia.

En cuanto a su color, originariamente las células son incoloras; cuando presentan color se debe a pigmentos incluidos en su estructura, como por ejemplo los glóbulos rojos que son rojizos por la hemoglobina, las células epidérmicas más o menos oscuras por la melanina, las células vegetales son verdes por la clorofila.

MEMBRANA PLASMÁTICA

La membrana plasmática es la parte externa de la célula que envuelve al citoplasma. Permite el intercambio de agua, gases y nutrientes y elimina los elementos de desecho, entre la célula y el medio que la rodea. Es decir que su función es delimitar el territorio de la célula y controlar su contenido químico.

La composición química de la membrana es de naturaleza lipoproteica. Los lípidos forman una doble capa y las proteínas se disponen de una forma irregular y asimétrica entre ellos. Estos componentes presentan movilidad, lo que confiere a la membrana un elevado grado de fluidez, de ahí la denominación de "mosaico fluido".

COMPOSICIÓN DE LA MEMBRANA PLASMATICA

La membrana plasmática de una célula animal típica está compuesta por un 50% de lípidos y un 50% de proteínas. Sin embargo, como las proteínas son mucho más voluminosas que los lípidos hay 50 moléculas de estos últimos por cada molécula de proteína.

Lípidos de la membrana: aproximadamente el 75% de los lípidos son fosfolípidos, es decir, lípidos que contienen fósforo. En menor proporción se encuentra el colesterol y los glicolípidos, que son lípidos que contienen uno o varios monosacáridos unidos. Estos fosfolípidos forman una bicapa de carácter antipático. Esta denominación surge por la presencia de una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. La cabeza está formada por un fosfato de un compuesto nitrogenado (colina o etanolamina) que tiene afinidad con el agua y las colas formadas por ácidos grasos que repelen el agua. Las moléculas de esta bicapa están orientadas de tal forma que las cabezas hidrófilas están próximas al citosol y al líquido extracelular y las colas se enfrentan hacia el interior de la membrana.

Los glicolípidos (5% de los lípidos de membrana) son también anfipáticos y se encuentran sólo en la parte extracelular de la membrana. Son importantes para mantener la adhesión entre las células y tejidos y pueden contribuir a la comunicación y reconocimiento entre células. Son el blanco de ciertas toxinas bacterianas. Uno de los más importantes glicolípidos de membrana es el galactocerebrósido, uno de los principales componentes de la mielina, que produce el aislamiento lipídico de las fibras nerviosas. Los restantes 20% de los lípidos de la membrana están constituídos por moléculas de colesterol que se incluyen entre los fosfolípidos a ambos lados de la membrana. Las moléculas de colesterol confieren una mayor fortaleza a las membranas aunque disminuyen su flexibilidad. Las membranas de las plantas carecen de colesterol.

La capa de fosfolípido es dinámica porque las moléculas de lípidos resbalan de un lado para otro e intercambian su sitio dentro de la misma capa. Igualmente, la bicapa es autosellante: si se perfora con una aguja, al retirar esta el orificio se cierra.

Proteínas de membrana: Según su ubicación en la membrana pueden ser de 2 tipos:

1. Proteínas integrales o transmembranosas: son aquellas que se encuentran en la membrana y pueden aparecer a ambos lados de la capa de fosfolípidos. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteínas (proteína conjugada), proteínas que tienen unidos uno o varios monosacáridos. La parte con carbohidrato de la molécula está siempre al exterior de la célula.

2. Proteínas periféricas: éstas no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a la superficie interna o externa de la membrana y se separan fácilmente de la misma.

Funciones de las proteínas de membrana:

Forman Canales: proteínas integrales (generalmente glicoproteínas) que actúan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de la célula.

Sirven como Transportadoras: son proteínas que cambian de forma para dar paso a determinados productos (véase "Transporte de materiales a través de la membrana")

Actúan como Receptores: Son proteínas integrales que reconocen determinadas moléculas a las que se unen o fijan. Estas proteínas pueden identificar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante para la función celular. La molécula que se une al receptor se llama ligando.

Sirven como Anclajes del citolesqueleto: son proteínas periféricas que se encuentran en la parte del citosol de la membrana y que sirven para fijar los filamentos del citoesqueleto.

Sirven como Marcadores de la identidad de la célula: son glicoproteínas y glicolípidos características de cada individuo y que permiten identificar las células provenientes de otro organismo

(transplantes, transfusiones sanguíneas, etc.)

FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Las funciones de la membrana son:

Proteger el interior de la célula frente al líquido extracelular que tiene una composición diferente.

Dar Forma. Controlar la entrada y salida de nutrientes, iones u otros materiales específicos. Permitir la comunicación con otras células a través de las hormonas, neurotransmisores, enzimas, anticuerpos, etc.

PROPIEDADES DE LA MEMBRANA PLÁSMATICA

Gradiente electroquímico: se debe al diferente número de iones (partículas cargadas) del líquido extracelular respecto del citosol. En el líquido extracelular los iones más importantes son el Na+ y el Cl-, mientras que en el interior de la célula predomina el K+ y fosfatos orgánicos aniónicos. Como resultado de esto, existe una diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana (potencial de membrana) que se mide en voltios. El voltaje en las células vivas es de -20 a -200 mV (milivoltios), representando el signo negativo que el interior es más negativo que el exterior. En estado de reposo los iones de K+ difunden a través de la membrana plasmática desde el citoplasma celular hacia el líquido extracelular. La permeabilidad de la membrana a los iones de K+ es mucho mayor que el influjo de Na+. Esto da como resultado una diferencia de potencial estable de alrededor de -80 mv que pueden medirse a través de la membrana ya que el interior es negativo en relación al exterior. Este potencial se conoce como potencial de reposo. Cuando una célula es excitada (estimulada) por un medio eléctrico, mecánico o químico, ocurre un rápido cambio de permeabilidad de la membrana a los iones de Na+, estos iones difunden desde el líquido extracelular a través de la membrana plasmática hacia el citoplasma celular. Esto induce a que la membrana se despolarice progresivamente. La súbita entrada de iones Na+ seguida por la polaridad alterada produce determinado potencial de acción que es de aproximadamente +40 mv. Este potencial es muy breve (5 nseg) ya que muy pronto la mayor permeabilidad de la membrana a los iones de Na+ cesa y aumenta la permeabilidad de los iones K+, de modo que estos comienzan a fluir desde el citoplasma celular y así el área localizada de la célula retorna al estado de reposo.

Permeabilidad selectiva: la membrana plasmática regula la entrada y salida de materiales, permitiendo la entrada de unos y restringiendo el paso de otros. Esta propiedad se llama permeabilidad selectiva. La membrana es permeable cuando permite el paso, más o menos fácil, de una sustancia. La permeabilidad de la membrana depende de varios factores relacionados con las propiedades físico-químicas de las sustancias:

 Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana dado que esta está compuesta

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