El citoplasma se halla delimitado por la membrana celular, la cual, como ya se dijo, comunica el medio interno de la célula con el externo. En él se realizan prácticamente todas las reacciones químicas realizadas por los seres vivos.
En un principio se pensaba que el citoplasma era un líquido con algunas proteínas disueltas y nada más, que se hallaba entre la membrana celular y el núcleo.
Con el desarrollo del microscopio electrónico se han podido identificar distintos componentes citoplasmáticos, el citosol, formado por las organelas e inclusiones nutricias y pigmentos, y el citoesqueleto, conformado por filamentos y microtúbulos.
Los organelos citoplasmáticos
Recordemos que las células eucariotas, en su interior presentan una serie de compartimientos rodeados por membranas (“células dentro de células”). Estos compartimientos u organelos, presentan, gracias a las membranas que los rodean, un medio interno diferente al citoplasma que los circunda.
Algunos de estos organelos son como pequeñas fábricas capaces de elaborar una serie de productos específicos. Otros son como usinas que toman la energía en una forma y la convierten en otra más útil.
Hay también organelos que no poseen membranas y que se hallan presentes tantos en las células eucariotas como procariotas (ribosomas).
A continuación se hará referencia a la morfología y fisiología de los diversos organelos celulares presentes en una célula eucariota.
• Ribosomas: Son los organelos más numerosos (una bacteria puede llegar a tener unos quince mil ribosomas y una célula eucariota muchos más). Están formados por dos subunidades, una grande y otra pequeña, entre las cuales se fabrican las proteínas gracias al ARN (Fig. 1 y Fig. 2). Pueden estar libres en el citoplasma o adheridos a membranas internas. La función de los ribosomas es la de sintetizar proteínas. Los ribosomas libres fabrican proteínas que permanecen en la célula como elemetos citoplasmáticos estructurales o funcionales, meintras que aquellos que se hallan adheridos al retículo endoplasmático sintetizan proteínas de exportación.
Fig. 1: Ribosoma sintetizando una proteína.
Fig. 2: Ribosomas visto al microscopio electrónico.
• Retículo endoplasmático: Es una estructura formada por una serie de membranas en forma de sacos, tubos y canales aplanados conectados entre sí, con la membrana celular y la membrana nuclear. En algunas porciones poseen adheridos externamente a la membrana ribosomas. Las porciones del retículo endoplasmático que posee ribosomas se denomina retículo endoplasmático rugoso (RER) y el que no retículo endoplasmático liso (REL) (Fig. 3 y 4). Ambos retículos son continuos entre sí.
Las células que se encargan de producir grandes cantidades de proteínas para exportar, poseen un extenso RER, mientras que en las que producen sustancias lipídicas abunda el REL, esto permite inferir que el RER participa en la síntesis de proteínas y el REL en la de lípidos. El REL también abunda en las células del hígado por lo que se supone participa en funciones de desintoxicación.
Tabién se hallan ribosomas en los mitocondrias.
Fig. 3: A Retículo endoplasmático rugoso; B, retículo endoplasmático liso.
Fig. 4: Retículo endoplasmático rugoso visto al microscopio electrónico.
• Complejo o aparato de Golgi o dictiosoma:
Está formado por una serie de tres a diez sacos aplanados o cisternas
y apilados limitados por membranas (Fig. 5 y Fig. 6). Los complejos de
Golgi tienen la función de producir membranas, organelos y sustancias
complejas como por ejemplo las hormonas o las enzimas digestivas del intestino.Para
poder fabricar estas sustancias recibe del RER y del REL proteínas
y lípidos, a los que empaqueta. Los productos ya formados salen
por medio de vesículas de secreción y lisosomas y son llevados
a su destino (Fig. 7).
Fig. 5: Aparato o comlejo de Golgi.
Fig. 6: Aparato o comlejo de Golgi visto al microscopio electrónico.
Fig 7
• Lisosomas: Son vesículas
relativamente grandes que contienen enzimas digestivas muy potentes, tanto
que si se rompiera la membrana de los lisosomas, estas proteínas
destruirían a la propia célula (Fig. 8).
Su función es la de degradar y destruir todo aquello que sea perjudicial
para la célula: organelos defectuosos, microorganismos, etc. Son
abundantes en los glóbulos
blancos, ya que estas células tienen la función de atacar
y destruir a los microorganismos que ingresen en nuestro cuerpo.
Fig.8: Lisosoma visto al microscopio electrónico.
• Vesículas de secreción: llevan las sustancias producidas por el complejo de Golgi a su destino (Fig. 5 y Fig. 9), el cual puede ser tanto en el interior de la célula como en el exterior. Las vesículas pueden llevar membranas, porciones de organelos, hormonas, etc.
Fig. 9: Vesículas vistas al microscopio electrónico. Las flechas rojas señalas las vesículas.
• Vacuolas: Son espacios citoplasmáticos rodeados por una membrana en forma de bolsa (Fig. 10). Su función es la almacenar sustancias. Si almacenan sustancias útiles se las denomina vacuolas de almacenamiento y si son de desecho vacuolas de desecho.
Fig. 10. Célula vegetal vista al microcopio electrónico en donde se aprecia una gran vacuola.
• Mitocondrias: Son organelos formados por dos membranas, una externa y otra interna. La membrana interna presenta pliegues o crestas mitocondriales y en su interior se halla una porción de citoplasma denominado matriz mitocondrial (Fig. 11). Este organelo tiene la función de generar la energía necesaria (ATP) a partir de la glucosa por medio del proceso químico conocido como respiración celular. Las mitocondrias abundan en las células que poseen una gran actividad, como por ejemplo las células musculares.
Fig. 11. Mitocondrias (en rojo) vistos al microcopio electrónico.
Los mitocondrias poseen ribosomas y su propia provisión de ADN. El ADN mitocondrial difiere del ADN nuclear en que posee un menor peso molecular. Tiene la función de fabricar ciertas proteínas necesarias para la respiración celular. Estos compuestos le permite autoduplicarse.
• Centro celular: Propio de las células animales, está formado por una serie de pequeños filamentos perpendiculares entre si (Fig. 12). Desempeña funciones importantes durante la división celular.
Fig. 12: Centro celular visto al microcopio electrónico.
• Plastos: organelos propios de las células vegetales y algas que en su interior contienen diversos compuestos (Fig. 10 y Fig. 13). Podemos diferenciar varios tipos de plastos: los cloroplastos que poseen clorofila y otros pigmentos capaces de excitarse por acción de la luz y ceder electrones como los carotenos y xantófilas; los cromoplastos, que poseen otros pigmentos menos clorofila; y los leucoplastos o amiloplastos, que en su interior puede haber almidón, aceites o grasas. En estos organelos se realiza la fotosíntesis.
Los cloroplastos, plastos con clorofila poseen en su
interior ribosomas y ADN y se pueden autoduplicar.
Fig. 13: Cloroplasto visto al microcopio electrónico.
El citoesqueleto
Por medio de la microscopia óptica, se demostró en muchos tipos celulares la presencia de estructuras filiformes (forma de pelo) dentro del citoplasma, estas estructuras forman el citoesqueleto (Fig 14).
Se han identificado tres tipos diferentes de filamentos en el interior celular: los microtúbulos, los filamentos de actina o microfilamentos y los filamentos intermedios.
Los microtúbulos, son estructuras proteicas huecas, largas y desempeñan un papel importante en la división celular y dan un andamiaje estructural en la construcción de estructura celulares. También forman parte de cilios y flagelos, estructuras que sirven para la movilidad celular.
Los filamentos de actina son delicadas hebras de proteínicas (actina) Cada filamento está formado por muchas moléculas de actina unidas helicoidalmente. Al igual que los microtúbulos, la célula los puede desintegrar y volver a configurar con cierta facilidad. También desempeñan un papel importante en la división celular y en la motilidad de la célula.
Los filamentos intermedios, como indica su nombre, son intermedios en tamaño entre los microtúbulos y los filamentos de actina. Están conformados por proteínas y no pueden ser desintegrados fácilmente.
Tiene variadas funciones, pero básicamente se relacionan con acciones mecánicas. Abundan en aquellas células sometidas a grandes esfuerzos, como por ejemplo en las células de la piel, brindando un apoyo mecánico, en otros casos tiene la función de distribuir las fuerzas de tracción dentro de la célula durante las contracciones (por ejemplo en las células musculares).
Fig. 14: Componentes del citoesqueleto.