Se define a la célula como la unidad básica de los seres vivos. De hecho, la célula es el elemento más pequeño que se considera vivo, son las responsables de convertir el alimento en energía, eliminar los desechos y tienen la capacidad de replicarse para sustituir los tejidos dañados, además, nos protegen de los agresores, entre otras funciones.
Todas estas características le otorgan, como se repite a menudo, el título de componente fundamental de la vida. Los humanos somos básicamente células llenas de agua, todos nuestros órganos y tejidos están formados por millones células. Las células cumplen con funciones diferentes dentro de nuestro organismo, para las que desarrollan una distinta morfología. Se estima que un ser humano está compuesto aproximadamente por entre 10 y 100 billones de células.
Las células se componen de una serie de elementos conocidos en biología celular con el nombre de organelos (pero también organelas, organoides, u orgánulos). La palabra viene del latín organŭlum, que es la abreviatura de orgănum (órgano) y se traduce como órgano pequeño.
Como ya sabemos, los órganos son partes más pequeñas y delimitadas del cuerpo humano que realizan ciertas tareas específicas. Los orgánulos son, también, estructuras que realizan una serie de funciones complejas, pero ellos, a diferencia de los órganos, realizan estas tareas dentro de las células. De ahí viene la analogía en el nombre. En este artículo haremos una breve descripción de cada uno de estos componentes microscópicos y sus funciones dentro de la célula.
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El organismo y sus células
Antes de describir a los organelos tenemos que explicar los diferentes tipos de células y los organismos a los que pertenecen. La presencia o no de un orgánulo concreto, el núcleo, permite la división de las células en dos categorías. A partir de esta diferencia se describen dos tipos de células: las células procariotas y las células eucariotas. Las células eucariotas tienen núcleo y las eucariotas no. Durante mucho tiempo se pensó que no había orgánulos en las células procariotas, pero esta idea se ha desmentido con el tiempo.
Las bacterias son organismos procariotas y como la mayoría de organismos procariotas son, además, unicelulares. Los organismos unicelulares están formados por una célula y sus componentes básicos. Las bacterias se componen de material genético, ADN, que está libre en el citoplasma (líquido gelatinoso que llena el interior de una célula), ribosomas y una membrana celular. La mayoría de las bacterias tienen también una pared celular para protegerse de las agresiones externas.
Existen organismos unicelulares más complejos que son eucariotas, como la levadura. En este caso, la célula contiene un núcleo y otros orgánulos que le permiten realizar procesos complejos como la fermentación, un proceso a través del cual obtienen energía. Y que nosotros utilizamos en la elaboración de pan y cerveza, entre otros fermentados.
Los organismos pluricelulares son todos eucariotas, pero no hace falta remontarse a los animales o los seres humanos para encontrarlos. Algunas algas verdes y los hongos son organismos pluricelulares, donde ya existe una división del trabajo entre las células.
Dentro de las células eucariotas y pluricelulares podemos distinguir a las células vegetales y las células animales. Las células animales y vegetales comparten varios organelos, por ejemplo, las mitocondrias. Sin embargo, las células vegetales y las células animales tienen necesidades específicas, por tanto, no son exactamente iguales y contienen diferentes organelos. Por ejemplo, las células vegetales realizan la fotosíntesis, y para ello necesitan cloroplastos, que permiten la transformación de materia inorgánica a orgánica gracias a la luz solar, en un proceso donde se libera oxígeno.
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¿Cuáles son los principales organelos de las células?
Hemos citado la presencia o no de núcleo, como característica clave para dividir las células en dos categorías. Pero qué función tiene exactamente este pequeño componente y por qué su existencia es determinante. Los organelos realizan toda una serie de funciones complejas. Si nos remitimos a su descripción física, las células son grupos de pequeños elementos unidos por una membrana, que trabajan de forma conjunta y coordinada para realizar las funciones celulares. Estos pequeños componentes, conocidos como organelos, pueden implementar procesos celulares complejos, y son responsables de las formas de vida avanzadas.
Algunos de los principales organelos son el núcleo, las mitocondrias, los lisosomas, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi. Las células vegetales también incluyen cloroplastos, responsables de la fotosíntesis, pero existen otros menos conocidos, como el proteasoma, que se encarga de la degradación de las proteínas. Veamos algunos ejemplos de cada uno de estos elementos y sus funciones.
1. El núcleo
El núcleo está delimitado por una envoltura formada por dos bicapas lipídicas, conocida como membrana nuclear, que está atravesada por agrupamientos de proteínas, los poros nucleares. El núcleo está en continuidad con el retículo endoplasmático rugoso. Es el responsable de guardar el material genético de la célula y del material que permite la expresión de la información contenida en el ADN, es también responsable del mantenimiento de este último.
2. El retículo endoplásmico
El retículo endoplasmático se divide en retículo endoplasmático liso y rugoso. Es una red de membranas formada por un conjunto de pliegues y túbulos. El retículo endoplasmático rugoso permite la maduración y la síntesis de las proteínas intracelulares o destinadas a la membrana. Su aspecto rugoso es causa de otro organelo, los ribosomas, que permiten la síntesis de proteínas.
El retículo endoplasmático liso participa en la síntesis de lípidos y el almacenamiento de calcio como funciones principales. En las células musculares, este se encuentra altamente especializado, y toma el nombre de retículo sarcoplasmático.
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3. El aparato de Golgi
Se describe como una serie de sacos o sáculos aplanados y apilados que se conocen como dictiosomas, a los que rodea una membrana. Su función principal es el transporte y el embalaje de proteínas que recibe del retículo endoplasmático vía las vacuolas. Modifica algunos lípidos y proteínas formando glucolípidos y glucoproteínas.
4. Las mitocondrias
Las mitocondrias tienen dos membranas (interna y externa) que establecen dos compartimentos. Las mitocondrias varían, dentro de las células, en número y tamaño. Son el centro energético de la célula y responsables de la respiración celular. Además, poseen material genético, ADN mitocondrial, que se hereda únicamente de la madre.
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5. Los lisosomas
Los lisosomas son compartimentos de membrana simple (no tienen una doble capa lipídica). Contienen una serie de enzimas ácidas, llamadas hidrolasas (proteasas, glucosidasas …) que permiten la ruptura y degradación de moléculas más grandes. Los glóbulos blancos forman parte del sistema inmunitario del organismo y utilizan los lisosomas para engullir y destruir las bacterias, evitando así las infecciones. No se describen lisosomas en las células vegetales.
6. Los endosomas
Los endosomas están limitados por una membrana simple de clatrina. Funcionan como transportadores de material y se combinan con los lisosomas para su digestión por endocitosis. Permiten la digestión de moléculas más grandes.
7. Los peroxisomas
Los peroxisomas son muy comunes y toman forma de vacuolas, estos organelos están delimitados por una membrana simple. Contienen enzimas que oxidan diversos sustratos mediante la extracción de hidrógeno, que luego se transfiere al oxígeno para formar peróxido de hidrógeno. Responsables de la oxidación de proteínas y la desintoxicación celular.
8. El mitosoma
El mitosoma es un compartimento de doble membrana que se considera un remanente evolutivo de la mitocondria, al contrario de esta sin ADN. Se encuentra en algunos eucariotas unicelulares.
9. La vacuola
Las vacuolas están presentes en las células vegetales y en los hongos. Delimitada por una membrana simple, realiza funciones de degradación celular, de almacenamiento, y de ocupación del espacio. Las grandes células vegetales que se inflan de agua por ósmosis, realizando también un papel de homeostasis, mantienen el equilibrio entre el medio intracelular y extracelular.
10. Los plastos
Los plastos contienen su propio ADN y tienen una doble membrana. Los más conocidos son los cloroplastos, que realizan la fotosíntesis. Extraen el oxígeno del agua y fijan los átomos de carbono provenientes del CO₂ para obtener materia orgánica, como azúcares. La eliminación del hidrógeno del agua libera oxígeno.
11. Los ribosomas
Complejos macromoleculares, son estructuras formadas por dos unidades de ribonucleoproteína (nucleoproteína que contiene ARN). En el microscopio toman forma de partículas redondeadas y por eso se les dibuja de esta forma. Son los responsables del montaje de proteínas a partir del ARNm sintetizado en el núcleo.
12. El proteasoma
Es un complejo proteico responsable de la degradación de proteínas. Este las reconoce porque previamente han sido marcadas en un proceso conocido como ubiquitinación.
13. Los hidrogenosomas
Los hidrogenosomas tienen una doble membrana y permiten el metabolismo anaeróbico de algunos eucariotas unicelulares. Producen energía e hidrógeno.
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The article discusses the cell as the basic unit of living organisms, highlighting its role in energy conversion, waste elimination, replication, and defense. It emphasizes the cell's fundamental importance in life processes, with humans being essentially composed of trillions of cells.
To break down the content further, the article introduces the concept of organelles, the cellular structures responsible for various complex functions. The term "organelle" is derived from the Latin word "organum," meaning small organ. Organelles are analogous to organs in the human body but operate within the confines of the cell.
The two main categories of cells, prokaryotic and eukaryotic, are discussed based on the presence or absence of a nucleus. Prokaryotic cells, exemplified by bacteria, lack a nucleus, while eukaryotic cells, found in plants, animals, and fungi, have a defined nucleus.
The article then delves into the subcategories of eukaryotic cells, such as plant cells and animal cells, each with specific organelles catering to their unique needs. For instance, plant cells contain chloroplasts for photosynthesis, a process crucial for converting inorganic matter into organic compounds using sunlight.
The major organelles are explored, including the nucleus, endoplasmic reticulum (both rough and smooth), Golgi apparatus, mitochondria, lysosomes, endosomes, peroxisomes, mitosome, vacuole, plastids (chloroplasts being a notable example), ribosomes, proteasome, and hydrogenosomes.
In-depth details about each organelle are provided, elucidating their structures and functions. For instance, the nucleus, enclosed by a nuclear membrane with pores, stores genetic material and facilitates gene expression. The endoplasmic reticulum, comprising rough and smooth regions, plays a vital role in protein synthesis, lipid synthesis, and calcium storage. The Golgi apparatus is responsible for packaging and transporting proteins, while mitochondria serve as the powerhouse of the cell, conducting cellular respiration.
Lysosomes, endosomes, and peroxisomes are involved in degradation processes, immune responses, and detoxification. Unique organelles like the mitosome, hydrogenosome, vacuole, plastids, ribosomes, and proteasome are discussed in detail, showcasing their specialized roles within the cellular framework.
In summary, the provided article offers a comprehensive overview of cell biology, covering cell types, organelles, and their functions. It serves as an insightful resource for individuals seeking a deeper understanding of the intricate world within our cells.
