Interacción de cada organela dentro de la célula

 Por: Marchena-Dávila, Stephannie

Interacción de cada organela dentro de la célula  para el correcto funcionamiento como un todo

Aunque se han esbozado algunas funciones de los componentes celulares,  se intentarán detallar las principales funciones de las estructuras de una célula. Empezaremos de fuera hacia adentro, a partir de la pared celular, esa envoltura protectora que recubre a la membrana, y que no todas las células tienen, y terminaremos con el núcleo. Debe aclararse que no todos los componentes existen en todas las células, y que la descripción del cloroplasto, por ejemplo, correspondería a una célula vegetal.

LA PARED CELULAR Y LA PROTECCIÓN DE LAS CÉLULAS

Las bacterias, como muchos otros microorganismos, y las células vegetales están cubiertas por una membrana plasmática relativamente débil y semejante a la de muchas otras células. Sin embargo, por sus propias características de vida libre y por estar sujetas a una variedad muy grande de ambientes, muchos de ellos inhóspitos, además de la membrana requieren de una pared adicional protectora. La pared celular funciona en parte como protección mecánica, pero tal vez su papel principal consista en proteger a la célula de los cambios en la presión osmótica interna, que se generan por la gran cantidad de sustancias que contiene, cuando en el exterior hay una baja concentración de sustancias disueltas. Las sustancias disueltas en una célula se comportan como las moléculas de un gas comprimidas dentro de un tanque, y generan una fuerza que llamamos presión La naturaleza nos ofrece muchos ejemplos de la relevancia de la pared celular. Muchas células viven en medios hipotónicos, prácticamente agua pura; en el caso de las amibas, por ejemplo, la forma de transmisión de unos individuos a otros es el quiste, que rodeado de su fuerte pared resiste esas presiones. Uno de los antibióticos más conocidos, la penicilina, actúa bloqueando la síntesis de los componentes de la pared celular de algunos microorganismos. En presencia del antibiótico, éstos se desarrollan sin esa protección y mueren ante los ambientes de menor presión osmótica.

LA MEMBRANA CELULAR

Durante mucho tiempo se consideró a la membrana celular como una estructura inerte, si acaso con poros más o menos específicos para la entrada y la salida por mecanismos poco claros de los diferentes materiales que la célula debe captar o expulsar al medio en que se encuentra. En la actualidad, este concepto ha cambiado y el modelo es el de una estructura fundamental, constituida por fosfolípidos, en la cual se encuentran embebidas otras numerosas moléculas, principalmente proteínas, que tienen diferentes actividades.

La mayor parte de las células mantiene en su citoplasma una composición y, casi siempre, una concentración de sustancias disueltas notablemente diferente del medio que las rodea; aun en las células de los animales superiores, que viven en un ambiente prácticamente invariable, la composición del citoplasma celular es muy diferente de la del medio que lo rodea. Es relativamente sencillo explicar el hecho de que la membrana de la célula impida la salida o la entrada de las moléculas de gran tamaño, como las proteínas, los ácidos nucleicos o los polisacáridos; y también se puede explicar que las moléculas polares o cargadas deban mantenerse de un lado o del otro de la membrana. Esta situación requiere mecanismos especiales que muevan sustancias de un lado al otro de la membrana, pero que al mismo tiempo puedan distinguir entre unas y otras; por otra parte, no es raro encontrar moléculas o iones que se transportan en las membranas, del lado en donde se encuentran en menor concentración, hacia aquel en que ésta es mayor. Son estos movimientos a través de las membranas lo que se conoce con el nombre de transporte.

LOS ORGANELOS CELULARES

entro de esta denominación se incluye una serie de grandes formaciones intracelulares, como las mitocondrias, el retículo endoplásmico, o hasta el núcleo mismo; casi todos ellos representan de alguna forma estructuras en las que, o bien una membrana es la base, o al menos es componente principal de ellas.

Algunos han definido con claridad su papel funcional dentro de la célula, mientras que otros apenas empiezan a conocer su significado fisiológico. De cualquier manera, el conocimiento actual de cada una de estas formaciones celulares es suficiente para tener una idea de la organización funcional que existe dentro de las células.

EL RETICULO ENDOPLASMÁTICO 

Esta formación se encuentra en todas las células. Consiste en un conjunto de túbulos dispuestos en forma de red, conectados unos con otros, que se distribuyen por toda la célula. Es posible distinguir dos tipos en esta estructura, el retículo endoplásmico liso y el rugoso, que se diferencian por su aspecto.

Debido a que en esta estructura se encuentran los ribosomas, y a que la variedad rugosa es más abundante en los tejidos en los que hay una actividad importante de síntesis de proteínas, sumados a muchos otros datos experimentales, uno de los cuales ha sido el aislamiento de los ribosomas y su estudio se le ha asignado como su actividad primordial la síntesis de las proteínas.

APARATO DE GOLGI

una estructura membranosa polisacular (de muchos sacos pequeños) que parece provenir o estar relacionada con el retículo endoplásmico, es decir, en la que varias estructuras vesiculares se apilan unas junto a otras, generalmente cerca del núcleo celular; esta disposición también aparece en las células que tienen funciones secretoras. Esta estructura recibe el nombre de aparato de Golgi, y a partir de las vesículas grandes cercanas al núcleo, forma, con los productos de su secreción, vesículas más pequeñas que viajan luego hasta la superficie de la célula, se funden con la membrana externa y vacían su contenido al exterior. Esta estructura tiene también que ver con la producción de enzimas digestivas, y se observa con mucha claridad por ejemplo en el páncreas, en las células de la pared intestinal y en otras glándulas.

MITOCONCRIAS Y ENERGIA CELULAR

Las mitocondrias se pueden aislar puras; de hecho, fueron estos organelos los primeros en ser separados en grandes cantidades para su estudio, a partir de células del hígado. El mecanismo de la transformación de la energía que lleva a la síntesis del ATP, y que se conoce como fosforilación oxidativa, se inició y se ha realizado principalmente en estos organelos, que se han obtenido básicamente de dos fuentes: el hígado de rata y el corazón de res.

Una mitocondria, para producir el ATP hace lo siguiente:

a) A partir de las diferentes sustancias que se producen en el ciclo de Krebs toma átomos de hidrógeno o electrones para llevarlos al oxígeno mediante la cadena respiratoria. La unión de los hidrógenos con el oxígeno da lugar a la formación de moléculas de agua. Además, durante la operación del ciclo de Krebs, las sustancias que provienen del metabolismo se convierten en CO2.

b) La cadena respiratoria, localizada en la membrana interna de la mitocondria, toma los hidrógenos, completos, aunque en partes de ella sólo toma sus electrones, y los une finalmente, pero llevándolos gradualmente hacia él, con el oxígeno. La otra parte que se muestra en la figura III.9 ilustra el hecho de que simultáneamente al transporte de hidrógenos y electrones al oxígeno, la energía del proceso es atrapada en los enlaces químicos del ATP. De paso, la mitocondria es entonces el lugar en que realmente se realiza la respiración de las células. Incluso la respiración de los organismos completos no es otra cosa que la suma de la respiración de las mitocondrias de todas sus células. El pulmón sólo toma del aire el oxígeno que se necesita y lo envía por medio de la sangre a los tejidos y a las mitocondrias de sus células, y recoge el bióxido de carbono que producen.

LOS CLOROPLASTOS

Los cloroplastos son también estructuras membranosas cerradas, constituidas por un doble sistema de membranas. El cloroplasto es un poco más complicado que la mitocondria, pues suele contar con dos sistemas para la obtención de formas diferentes de energía; una es el mismo ATP que ya conocemos, que sirve como fuente directa de energía y la otra el NADPH (nicotín adenín dinucleótido reducido), que no es otra cosa que una complicada molécula que tiene hidrógeno de un nivel energético mucho más elevado que el del agua y que puede utilizarse para la síntesis de las moléculas de azúcares, grasa y proteínas.

LOS LISOSOMAS

Los lisosomas son estructuras membranosas cerradas, constituidas por una sola membrana, y son más pequeños que las mitocondrias.

Los lisosomas se pueden obtener en estado de pureza por métodos especiales de centrifugación que permiten separarlos de las mitocondrias, pues en los métodos generales de preparación se obtienen juntos. Estos organelos, si se les rompe colocándolos en agua, o por medio de algún detergente, ponen en evidencia una serie de actividades enzimáticas muy diversas, pero capaces de romper por hidrólisis (introduciendo en algunos enlaces moléculas de agua) lípidos, carbohidratos, ácidos nucleícos, ésteres.

LOS CENTRIOLOS

Son dos cuerpos pequeños que se encuentran cerca del núcleo de las células, y tienen la capacidad de duplicarse antes de que se inicie la división celular.

Estos corpúsculos desempeñan una serie de importantes actividades en la organización del movimiento interno de distintos componentes de la célula.

LOS MICROTUBÚLOS Y MICROFILAMENTOS

Estas estructuras, como su nombre lo indica, representa formaciones de apariencia tubular o filamentosa que se encuentran en el interior de prácticamente todas las células, con características y disposición a veces constantes y otras veces variables; se encuentran en el citoplasma, ya sea aislados o asociados con centriolos, cilios y flagelos. Están compuestos por proteínas llamadas tubulinas y tienen la capacidad de contraerse. Estas estructuras intervienen en el movimiento celular primitivo, como por ejemplo el de tipo amiboide de las amibas y los glóbulos blancos. También participan en los movimientos del citoplasma celular, en la llamada ciclosis, o en el movimiento de sustancias, o hasta de vesículas dentro de las células; muchos de estos movimientos están dirigidos por los microtúbulos.

Los microfilamentos son estructuras semejantes a los microtúbulos, formados por distintos tipos de proteínas, de las cuales las más conocidas son la actina y la miosina, que se encuentran en el músculo. Estas estructuras han sido objeto de muchísimos estudios, y gracias a ellas sabemos que son las responsables de la contracción muscular. Las fibras de actina y de miosina se deslizan unas sobre otras, al tiempo que rompen al ATP, y con su energía producen el acortamiento de las fibras y de las células que las contienen.

EL NÚCLEO

El núcleo ha sido considerado como el centro de gobierno de las funciones celulares; suele ser la estructura más voluminosa de las células, separada de manera imperfecta del resto del citoplasma por una membrana que muestra grandes poros.

El interior del núcleo, por otra parte, es una estructura relativamente uniforme cuando las células no están dividiéndose. En cuanto a su contenido, la parte más importante es el DNA y las proteínas que a él se asocian, así como las enzimas relacionadas en la duplicación del DNA y la transcripción, es decir, la síntesis de las diferentes moléculas de RNA a partir de la información contenida en el DNA. El DNA forma los cromosomas, que es como se agrupa para organizar la información "escrita" que contiene, una especie.