Organización subcelular

Anthony van Leeuwenhoek descubrió los protistas hace 300 años. “Esto fue para mí –escribió- entre todas las maravillas que he descubierto en la naturaleza, la más maravillosa de todas”. En los millares de seres vivos que pudieron ver los demás naturalistas pudieron observar dentro de ellos, pero con dificultad, estructuras que interpretaron como corazones, estómagos y pulmones en miniatura; en otras palabras órganos diminutos, u orgánulos. Las técnicas microscópicas modernas han confirmado que las células eucarióticas contienen, en verdad, una multitud de estructuras. No son, por supuesto órganos como los que se encuentran en los organismos multicelulares, pero en cierta forma son comparables; están especializados en forma y función para desempeñar actividades particulares requeridas por la economía celular.

La membrana celular

La célula puede existir como una entidad distinta a causa de la membrana celular, que regula el tránsito de materiales hacia adentro y hacia fuera. La membrana celular es una bicapa fosfolipídica, con proteínas de membrana, de transporte y cadenas de carbohidratos libres hacia el exterior de la célula.

El núcleo

El núcleo es un cuerpo grande, frecuentemente esférico siendo de ordinario la estructura más voluminosa dentro de las células eucarióticas. Esta rodeado por la membrana nuclear, constituida por dos membranas concéntricas, cada una de las cuales es una doble capa lipídica. El núcleo desempeña dos funciones fundamentales para la célula, primero lleva la información hereditaria que determina si un tipo particular de célula se desarrollará en un Paramecio o un ser humano y segundo el núcleo ejerce una influencia continua sobre las actividades de la célula, asegurando que las moléculas complejas que ella requiere se sinteticen en la cantidad y tipos necesarios.

El citoplasma

Es un fluido altamente organizado y atestado de orgánulos entre ellos los siguientes:

Vacuolas
Son espacios dentro del citoplasma lleno de agua; se encuentran rodeados de una sola membrana, su función es la de disolver los elementos en suspensión que entran al interior de la célula.

Ribosomas
Los ribosomas son orgánulos celulares más numerosos, en ellos se acoplan los aminoácidos que conforman las proteínas.

El retículo endoplasmatico
El retículo endoplasmatico es una red de sacos aplanados, tubos y canales conectados entre sí, característica de las células eucariótas. La cantidad de retículo no es fija en una célula, aumenta o disminuye dependiendo de la actividad celular.
Hay dos categorías de retículo endoplasmatico: rugoso (con ribosomas adheridos) y liso (sin ribosomas), que son, sin embargo, continuos uno con el otro.

Complejos de Golgi
Cada complejo de Golgi está formado por sacos aplanados, limitados por membrana, aplanados, apilados en forma no tensionada unos sobre otros y rodeados por túbulos y vesículas. La función del complejo de Golgi es aceptar vesículas del retículo endoplasmatico, modificar las membranas y los contenidos de las mismas e incorporar los productos terminados en vesículas de transporte que los llevan a otras partes de la célula y, especialmente, a la superficie celular. Así los complejos de Golgi sirven como centros de compactación y distribución. Allí en los sacos del complejo ocurren las asociaciones finales de carbohidratos con proteínas para formar glucoproteínas y con lípidos para formar glucolípidos.

Lisosomas
Un tipo de vesícula relativamente grande, formado comúnmente por el complejo de Golgi, es el lisosoma. Los lisosomas son fundamentalmente bolsas membranosas que contienen enzimas hidrolíticas, aislándolas por tanto del resto de la célula; estas enzimas están implicadas en la degradación de proteínas, polisacáridos y lípidos. Si los lisosomas se rompieran la célula misma sería destruida, pues las enzimas que llevan son capaces de hidrolizar a todos los tipos principales de macromoléculas que se encuentran en una célula viva.

Mitocondrios
Los mitocondrios se encuentran entre los orgánulos más grandes de la célula. En los mitocondrios se degradan moléculas orgánicas productoras de energía y esta energía es vuelta a almacenar en unidades más pequeñas, convenientes para la mayoría de procesos celulares. Cuanto mayores sean los requerimientos energéticos de una célula eucariótica en particular, es probable que más mitocondrios contenga.

Plástidos
Los plástidos son orgánulos limitados por membrana que se encuentran solamente en las células de las plantas y de las algas. Están rodeados por dos membranas, al igual que los mitocondrios, y tienen un sistema de membranas internas que pueden estar intrincadamente plegadas. Los plástidos maduros son de tres tipos: leucoplastos, cromoplastos y cloroplastos. Los leucoplastos almacenan almidón o, en algunas ocasiones, proteínas o aceites. Los cromoplastos contienen pigmentos y están asociados con los colores naranja y amarillo brillante de frutas, flores y hojas del otoño. Los cloroplastos son los plástidos que contienen clorofila y en los cuales tiene lugar la fotosíntesis. Al igual que otros plástidos, están rodeados por dos membranas; la membrana interna, la tercera membrana de los cloroplastos, forma una serie complicada de compartimientos y superficies de trabajo internos.

¿Cómo se mueven las células?

Todas las células exhiben alguna forma de movimiento. Aún las células vegetales, encerradas por una pared rígida, muestran corrientes citoplasmáticas activas (movimiento del citoplasma dentro de la célula), así como movimientos cromosómicos y cambio de forma durante la división celular. Las células nerviosas emiten axones durante la transmisión del impulso nervioso. Las amebas persiguen y engullen a su presa y algunas algas microscópicas se precipitan hacia una fuente de luz.

¿Cómo entran y salen sustancias de la célula?

La membrana celular regula el paso de materiales de dentro y fuera de la célula, una función que hace posible que la célula mantenga su integridad estructural y funcional. Esta regulación depende de interacciones entre la membrana y los materiales que pasan a través de ella.

Una de las principales sustancias que entran y salen de las células es el agua. El potencial hídrico determina la dirección en la cual se mueve el agua; o sea, el agua se mueve desde donde el potencial es mayor hacia donde es menor. El movimiento de agua tiene lugar por flujo global y por difusión.

El flujo global es el movimiento general, en grupo, de las moléculas de agua y solutos disueltos, como, por ejemplo, cuando el agua fluye en respuesta a la gravedad o a la presión. La circulación de la sangre a través del cuerpo humano es otro ejemplo de flujo global.

La difusión implica el movimiento al azar de moléculas individuales. La ósmosis es la difusión del agua a través de una membrana que permite el flujo de agua, pero inhibe el movimiento de la mayoría de solutos, se dice que esta membrana es selectivamente permeable. Las moléculas cruzan la membrana celular por difusión simple o son acarreados por proteínas que se encuentran atravesando la membrana.