Las células como unidad básica de los organismos vivos - Sesión 3

Los orgánulos son estructuras especializadas dentro de las células que realizan funciones específicas necesarias para la supervivencia y el funcionamiento general de la célula. Cada orgánulo suele estar encerrado dentro de una membrana que separa su contenido del resto de la célula y tiene una estructura y un conjunto de funciones distintos. Algunos ejemplos de organelles incluyen el núcleo, que contiene el material genético de la célula, y las mitocondrias, que producen energía para la célula.

El núcleo es un orgánulo altamente especializado que se encuentra en la mayoría de las células eucariotas. Es responsable de contener y proteger el material genético de la célula. El material genético dentro del núcleo está compuesto de DNA y proteínas asociadas. La estructura del núcleo incluye una envoltura nuclear, que es una membrana doble que encierra el contenido del núcleo. La envoltura nuclear está perforada por poros nucleares. Estos poros permiten que las moléculas entren y salgan del núcleo.

El nucléolo es una región distinta dentro del núcleo que es responsable de la producción de ribosomas, que participan en la síntesis de proteínas. El DNA dentro del núcleo está organizado en unidades distintas llamadas genes, que codifican la producción de proteínas específicas. Las anomalías en la estructura o función del núcleo pueden provocar una variedad de enfermedades, entre ellas cáncer, trastornos del desarrollo y trastornos genéticos.

Las mitocondrias son organelles que se encuentran en la mayoría de las células eucariotas. Son las encargadas de generar energía en forma de ATP. ATP significa trifosfato de adenosina. Las mitocondrias tienen una estructura única, con una membrana interna y externa y su propio DNA. La disfunción de las mitocondrias se ha relacionado con una variedad de enfermedades, incluidos trastornos metabólicos y enfermedades neurodegenerativas.

Los ribosomas son estructuras diminutas y complejas que se encuentran en todas las células vivas y que son responsables de producir proteínas. Están formadas por dos partes, la subunidad grande y la subunidad pequeña, que se unen para crear un ribosoma funcional. Los ribosomas se pueden encontrar en el cytoplasm de la célula, así como en el retículo endoplásmico rugoso, donde participan en la síntesis y el transporte de proteínas. Los ribosomas son esenciales para el funcionamiento de todas las células vivas y se encuentran tanto en procariotas como en eucariotas. Los ribosomas funcionan decodificando la información contenida en las moléculas de ARN mensajero. Luego utilizan esta información para ensamblar los aminoácidos en una secuencia específica que eventualmente formará una proteína.

El retículo endoplásmico es una red compleja de tubos rodeados de membranas y sacos aplanados. Se encuentra en células eucariotas. Hay dos tipos de retículo endoplásmico. El retículo endoplasmático rugoso y el retículo endoplasmático liso. El retículo endoplasmático rugoso está repleto de ribosomas, que sintetizan proteínas. Las proteínas recién sintetizadas se transportan al lumen del retículo endoplásmico rugoso para su plegamiento, modificación y transporte a otras partes de la célula. El retículo endoplasmático liso carece de ribosomas y participa en el metabolismo de los lípidos, la desintoxicación y el almacenamiento y liberación de iones de calcio.

El aparato de Golgi es una parte importante de las células eucariotas que actúa como un centro de empaquetado y distribución. Capta proteínas y lípidos, los modifica y los envía a su destino final. El aparato de Golgi está formado por una pila de membranas aplanadas llamadas cisternas. Cada cisterna tiene una función específica en el procesamiento y modificación de las moléculas que pasan a través de ella. El aparato de Golgi es responsable de clasificar y empaquetar proteínas y lípidos en vesículas, que actúan como camiones de reparto para la célula. El aparato de Golgi ayuda a producir algunos de los carbohidratos complejos que se encuentran en la matriz extracelular. Sin el aparato de Golgi, la célula no podría funcionar correctamente.

El citoesqueleto es una red compleja de filamentos de proteínas que se encuentran en las células eucariotas. Proporciona soporte estructural y forma a la célula. Hay tres tipos principales de filamentos en el citoesqueleto. Son microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos. Los microfilamentos son los filamentos más delgados y están formados por la proteína actina. Ayudan a la célula a mantener su forma y participan en el movimiento y la división celular. Los filamentos intermedios son más fuertes y proporcionan soporte mecánico a la célula. Están formadas por diversas proteínas dependiendo del tipo de célula.

Los microtúbulos son los filamentos más gruesos y están formados por la proteína tubulina. Participan en muchos procesos celulares, incluida la división celular y el transporte intracelular. El citoesqueleto es una estructura dinámica que puede remodelarse en respuesta a diversos estímulos.

Las vacuolas son organelles unidos a una membrana que se encuentran en las células de muchos organismos. Son los principales responsables de almacenar y mantener diversas sustancias dentro de la célula. Las vacuolas son comunes en las células vegetales, donde participan en el mantenimiento de la presión de turgencia y la regulación del pH de una célula. Las vacuolas también pueden actuar como lisosomas, que descomponen y reciclan los desechos celulares. Las células animales también tienen vacuolas, pero son más pequeñas y cumplen funciones diferentes.

En algunos organismos, como las amebas, las vacuolas se utilizan para la excreción y la eliminación de desechos. Algunas vacuolas contienen pigmentos que dan color a las flores, frutos y otras partes de las plantas. Finalmente, en algunas especies, las vacuolas pueden servir como mecanismo de defensa al almacenar toxinas u otros compuestos dañinos.

Los peroxisomas son pequeños organelles unidos a una membrana que se encuentran en las células eucariotas. Participan en el metabolismo celular, especialmente en la descomposición de ácidos grasos y la desintoxicación de sustancias nocivas. Los peroxisomas contienen enzimas que intervienen en la oxidación de diversas sustancias, lo que produce peróxido de hidrógeno como subproducto. Las enzimas son las moléculas de proteína que aceleran la velocidad de una reacción.

Sin embargo, los peroxisomas también contienen una enzima llamada catalasa, que descompone el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Esto ayuda a prevenir daños a la célula por la acumulación de peróxido de hidrógeno. Los peroxisomas son especialmente abundantes en las células del hígado y del riñón. Intervienen en la desintoxicación de drogas y otras sustancias nocivas. En algunas plantas, los peroxisomas también participan en la fotorrespiración, un proceso que ayuda a reducir los niveles de compuestos tóxicos producidos durante la fotosíntesis.

Los cilios y los flagelos son estructuras delgadas similares a pelos que se encuentran en la superficie de muchos tipos de células. Están involucrados en el movimiento y detección celular. Ambos tienen una estructura similarLos cilios suelen ser más cortos y numerosos, mientras que los flagelos son más largos y normalmente sólo aparecen en una o unas pocas copias. Los cilios se encuentran en la superficie de las células que recubren el tracto respiratorio, el sistema reproductivo y la superficie apical de determinadas células epiteliales.

Los cilios ayudan a mover fluidos y partículas a través de una superficie. Los flagelos suelen encontrarse en células que necesitan moverse, como los espermatozoides o determinados tipos de bacterias. Tanto los cilios como los flagelos participan en funciones importantes en el cuerpo, ayudando a mantener la función fisiológica normal.

ATP es trifosfato de adenosina. Participa en el metabolismo energético de las células. A menudo se le denomina la moneda energética de la célula. El ATP está compuesto de una base nitrogenada que es la adenina, un azúcar que es la ribosa y tres grupos fosfato. Los enlaces entre los grupos fosfato almacenan energía que puede utilizarse para el trabajo celular. Cuando se elimina un grupo fosfato del ATP, se libera energía, que la célula puede utilizar para diversos procesos.

El proceso de eliminar un grupo fosfato del ATP se llama hidrólisis. El ATP se sintetiza y descompone constantemente en las células, dependiendo de las necesidades energéticas de la célula. La producción de ATP es un proceso complejo que involucra varias vías metabólicas en las células. La descomposición de la glucosa durante la respiración celular es una de las principales formas en que las células generan ATP. En resumen, el ATP es una molécula clave en la célula que proporciona energía para una amplia variedad de procesos celulares. Discutiremos más sobre ATP en las próximas lecciones.