Componentes y Funciones de la Célula

Matriz Extracelular (MEC)

La Matriz Extracelular es una red compleja de macromoléculas que rodea a las células y desempeña roles fundamentales en la integridad del tejido.

• Componentes Principales:     * Colágeno y Elastina: Son proteínas estructurales encargadas de proporcionar la arquitectura básica de la célula y otorgar resistencia mecánica a las tensiones.     * Proteoglicanos: Moléculas compuestas por una proteína central unida a cadenas de glucosaminoglucanos; su función principal es la de rellenar los espacios intersticiales entre las fibras y las células.     * Glucoproteínas de Adhesión:         * Fibronectina y Laminina: Actúan como intermediarios químicos esenciales para la comunicación celular, el reconocimiento entre células y la adhesión de las mismas a la matriz.

• Funciones de la MEC:     * Actuar como el medio físico donde ocurren diversas reacciones metabólicas extracelulares.     * Mantener y dar soporte a la estructura tridimensional de la célula.     * Facilitar y regular la comunicación intercelular.

El Núcleo Celular

El núcleo es el centro de control genético y administrativo de la célula eucariota.

• Componentes Estructurales:     * Cromatina: Complejo de ADN asociado a proteínas denominadas histonas, cuya función es el almacenamiento empaquetado del material genético.     * Nucleoplasma: Medio interno gelatinoso del núcleo donde se llevan a cabo las reacciones enzimáticas y de procesamiento del material genético.     * Carioteca: También conocida como envoltura nuclear, es una membrana protectora que separa el contenido nuclear del citoplasma.     * Nucleolo: Región densa dentro del núcleo especializada en la síntesis de los componentes de los ribosomas.

• Funciones Nucleares:     * Replicación del ADN: Proceso mediante el cual la célula realiza una copia exacta de sus instrucciones genéticas.     * Contención del Genoma: Resguardo de la información hereditaria del organismo.     * Transcripción: Proceso de síntesis de moléculas de $ARN$ a partir de una plantilla de $ADN$.     * Control del Ciclo Celular: Regulación de las fases de crecimiento y división de la célula.

Organelas Citoplasmáticas

Las organelas son compartimentos especializados que poseen, de manera general, una membrana de naturaleza lipoproteica.

• I. Mitocondria:     * Características: Destaca por poseer su propio $ADN$ (mitocondrial) y estar delimitada por una doble membrana.     * Función: Es el sitio principal de la respiración celular para la obtención de energía.

• II. Retículo Endoplasmático (RE):     * Retículo Endoplasmático Liso (REL):         * Característica: Sin ribosomas adheridos a su superficie.         * Funciones: Desintoxicación (detox) de la célula y síntesis de lípidos.     * Retículo Endoplasmático Rugoso (RER):         * Característica: Presenta ribosomas adheridos en su cara externa.         * Funciones: Almacenamiento y transporte de proteínas recién sintetizadas.

• III. Aparato de Golgi:     * Características: Formado por una serie de sacos aplanados denominados cisternas.     * Funciones:         * Procesamiento de moléculas provenientes del Retículo Endoplasmático.         * Síntesis de lisosomas y componentes de la pared celular.         * Síntesis de glucolípidos y glucoproteínas.

• IV. Peroxisomas:     * Descripción: Organelas de forma esférica involucradas en procesos de oxidación.     * Enzimas clave:         * Catalasa: Encargada de la degradación del peróxido de hidrógeno ($H_2O_2$) y del alcohol.         * Peroxidasa: Interviene en la degradación de ácidos grasos y aminoácidos, generando como subproducto $H_2O_2$.

• V. Lisosomas:     * Característica: Vesículas que contienen enzimas digestivas hidrolíticas.     * Función: Llevan a cabo la fagocitosis y la apoptosis (proceso de reciclaje celular o muerte celular programada).

• VI. Vacuola:     * Características: En las células animales son pequeñas, mientras que en las células vegetales son de gran tamaño.     * Función: Almacenamiento de diversas sustancias y procesos de digestión intracelular.

• VII. Plastidios:     * Exclusivos de células vegetales. Incluyen los cromoplastos (pigmentos), cloroplastos (fotosíntesis) y amiloplastos (almacén de almidón).

• VIII. Centriolos:     * Característica: Se encuentran únicamente en células animales.     * Función: Participación activa en la división celular.

Membrana Celular

La membrana es una estructura dinámica que delimita a la célula, permitiendo la interacción controlada con su entorno.

• Componentes de la Membrana:     * Proteínas:         * Integrales: Aquellas que atraviesan total o parcialmente la bicapa lipídica.         * Periféricas: Localizadas exclusivamente en la superficie interior o exterior de la membrana.     * Lípidos:         * Fosfolípidos: Organizados en una bicapa, presentan una cabeza hidrofílica (afinidad por el agua) y una cola hidrofóbica (repele el agua).         * Colesterol: Molécula que brinda fluidez y estabilidad a la membrana.     * Glúcidos: Forman el glucocálix (unión de glucoproteínas y glucolípidos), fundamental para el reconocimiento celular.

• Funciones Principales:     1. Limita el contenido celular y protege la integridad de la célula.     2. Regula el transporte de sustancias hacia adentro y hacia afuera.     3. Permite la comunicación química y el reconocimiento ante agentes externos.     4. Provee sitios específicos de anclaje para el citoesqueleto.

• Propiedades de la Membrana:     1. Semipermeable: Capacidad de permitir el paso selectivo de ciertas moléculas.     2. Fluidez: Propiedad que depende directamente de la cantidad de colesterol presente.     3. Asimétrica: Existe una composición química y proteica diferente entre la cara externa y la cara interna.

Mecanismos de Transporte Celular

El intercambio de sustancias puede ocurrir de forma pasiva o activa dependiendo del gasto energético y el gradiente de concentración.

• Difusión Pasiva (A favor del gradiente, sin gasto de $ATP$):     * Difusión Simple: El paso directo de moléculas pequeñas a través de la membrana semipermeable.     * Difusión Facilitada: Requiere la participación de proteínas canal o proteínas transportadoras.     * Ósmosis: Movimiento específico del agua ($H_2O$) con ayuda de proteínas especializadas llamadas acuaporinas.     * Diálisis: Difusión selectiva de moléculas de bajo peso molecular a través de una membrana semipermeable.

• Difusión Activa (En contra del gradiente de concentración, requiere $ATP$):     * Ejemplo principal: La bomba de sodio/potasio ($Na^+ / K^+$).

• Transporte en Masa:     * Endocitosis (Entrada):         1. Fagocitosis: Ingreso de partículas sólidas grandes o microorganismos.         2. Pinocitosis: Ingreso de fluidos extracelulares mediante la formación de vesículas.         3. Mediante Receptor: Captación específica de moléculas que se unen a receptores en el glucocálix.     * Exocitosis (Salida): Liberación de sustancias o desechos contenidos en vesículas hacia el medio extracelular.

Comportamiento Celular en Diferentes Soluciones

La tonicidad de una solución afecta drásticamente el volumen y la forma de la célula debido al movimiento osmótico del agua.

• Solución Hipertónica (El agua sale de la célula, $H_2O \rightarrow \text{afuera}$):     * Célula Animal: Sufre un proceso de crenación (se encoge).     * Célula Vegetal: Sufre plasmólisis (la membrana se despega de la pared al encogerse el contenido vacuolar).

• Solución Hipotónica (El agua entra a la célula, $H_2O \rightarrow \text{adentro}$):     * Célula Animal: Sufre lisis (la célula se hincha hasta que explota).     * Célula Vegetal: Sufre turgencia (la vacuola se hincha y presiona contra la pared celular, pero no explota gracias a la rigidez de la pared).