Citoplasma

El citoplasma es un medio acuoso, de apariencia viscosa, en donde están disueltas muchas sustancias alimenticias.
Contiene también moléculas de ARN, proteínas globulares, y enzimas.
Toda la porción citoplasmática que carece de estructura y constituye la parte líquida del citoplasma, recibe el nombre de citosol por su aspecto fluido. En él se encuentran las moléculas necesarias para el mantenimiento celular.
En el caso de las células eucarióticas, existen membranas intracelulares que constituyen el sistema vacuolar o sistema de endomembranas.
Además de pequeñas estructuras que se comportan como órganos de la célula, llamadas organelos, ya que realizan una función específica.
Y una trama denominada citoesqueleto.

1. Sistema de endomembranas
2. Organelos
3. Citoesqueleto

1. Sistema de endomembranas
Todas las membranas de las células eucarióticas están compuestas por una doble capa (bicapa) de fosfolípidos, colesterol y varios tipos de proteínas. Los fosfolípidos y el colesterol forman el armazón estructural de las membranas, mientras que las proteínas llevan a cabo funciones especializadas como transportar moléculas por la membrana, la catalización de reacciones químicas o la unión de una membrana con otra.
El sistema de endomembranas comprende:

El Retículo Endoplásmico.
El Aparato de Golgi.
Los Lisosomas.

Retículo Endoplásmico
El Retículo Endoplásmico (RE) es un conjunto de tubos y canales membranosos interconectados en el citoplasma. Las células eucarióticas tienen dos formas de RE: Rugoso y Liso.
Numerosos ribosomas se adhieren a la parte externa del retículo endoplásmico rugoso (RER); mientras que el retículo endoplásmico liso (REL) carece de ribosomas.
Las enzimas embebidas en las membranas del retículo endoplásmico liso (REL) son el principal sitio de la síntesis de lípidos, incluyendo a los fosfolípidos del RE y otras membranas.

En algunas células el REL también sintetiza otros tipos de lípidos, hormonas esteroides, testosterona y estrógeno producidas en los órganos reproductores de los mamíferos.
Los ribosomas que se encuentran en la parte externa del RER sintetizan proteínas, incluyendo proteínas de membrana.

Por lo tanto, el RE puede sintetizar tanto componentes lipídicos como proteicos. Aunque la mayor parte de las membranas sintetizadas en el RE forman membranas nuevas o RE de reemplazo, algunas se mueven hacia el interior para reemplazar la membrana nuclear o hacia el exterior para formar el aparato de Golgi, los lisosomas y la membrana plasmática.
Los ribosomas que se encuentran sobre el RE también fabrican las proteínas que algunas células exportan hacia sus alrededores; conforme los ribosomas que se encuentran en la cara externa del RE, sintetizan esas proteínas, son transportadas de inmediato dentro de los canales. Las proteínas se mueven por el RE y se acumulan en los extremos cercanos al aparato de Golgi y son “eliminadas” y forman vesículas recubiertas por membranas que migran hacia el aparato de Golgi.

Aparato de Golgi
El Aparato de Golgi: clasifica, altera químicamente y empaca moléculas en sacos membranosos.
El aparato de Golgi es un conjunto especializado de sacos membranosos que se originan a partir del retículo endoplásmico (RE).

De hecho, el aparato de Golgi se parece a una pila de RE liso que ha sido usada, aplanada en la parte central y haciendo que los extremos sobresalgan.

El aparato de Golgi realiza las siguientes tres funciones principales:
1. Separa las proteínas y los lípidos que recibe del RE de acuerdo con su destino.
2. Modifica algunas moléculas (agrega azúcares a proteínas para hacer glucoproteínas).
3. Empaca esos materiales en vesículas que son transportadas a otras partes de la célula o a la membrana plasmática para su exportación.

Lisosomas
Funcionan como el sistema digestivo de la célula.

Algunas proteínas fabricadas en el RE y enviadas al Golgi son enzimas digestivas intracelulares que pueden desbaratar proteínas, grasas y carbohidratos en sus subunidades componentes.
En el Golgi, dichas enzimas son empacadas en vesículas membranosas llamadas lisosomas (“cuerpos separadores”).

La principal función de los lisosomas es digerir las partículas alimenticias, que van desde proteínas individuales hasta microorganismos complejos.
Muchas células “comen” mediante fagocitosis; esto es, rodeando partículas extracelulares con extensiones de la membrana plasmática. Las partículas alimenticias se mueven entonces dentro del citoplasma, dentro de sacos membranosos que reciben el nombre de vacuolas alimenticias.
Los lisosomas reconocen estas vacuolas alimenticias y se fusionan con ellas. El contenido de las dos vesículas se mezcla y las enzimas lisosómicas digieren los alimentos convirtiéndolos en aminoácidos, monosacáridos, ácidos grasos y otras moléculas pequeñas que difunden fuera del lisosoma hacia el citosol para nutrir la célula.
Los lisosomas también digieren organelos defectuosos o que no funcionan de manera adecuada, como las mitocondrias o los cloroplastos.
-Cómo reconocen a las vacuolas alimenticias o cómo identifican a los organelos que ya no son útiles, es aún un tema de investigación-.

b) Organelos celulares y su función.

Técnicamente, el material dentro de la membrana plasmática de una célula eucariótica se divide en: NÚCLEO, un organelo que consta de una membrana de doble capa que contiene el material genético y el CITOPLASMA, que contiene el resto del contenido celular.
El citoplasma a su vez está compuesto por varios tipos de organelos, que ocupan casi la mitad del volumen celular, y de una matriz líquida llamada citosol (que significa literalmente “solución celular”), el cual contiene los organelos.
El citosol es una solución acuosa de sales, azúcares, aminoácidos, proteínas, ácidos grasos, nucleótidos y otros materiales.
Para formar y organizar el citoplasma existe una red de fibras proteicas, el citoesqueleto. Varios de los organelos y aun las moléculas individuales del citoplasma se adhieren al citoesqueleto.
Con algunas excepciones, todas las células eucarióticas contienen los siguientes organelos, cada uno con sus propias especializaciones estructurales y funcionales.

Núcleo
El núcleo es el centro de control de la célula. El ácido desoxirribonucleico (ADN) es el material genético de las células vivas; contiene la información necesaria para construir a la célula y dirigir las incontables reacciones químicas necesarias para la vida y la reproducción. En las células eucarióticas, el ADN está dentro del núcleo.
El Núcleo consta de tres componentes fácilmente distinguibles.
1.- La envoltura nuclear separa el material nuclear del citoplasma.

2.- Dentro de la envoltura nuclear, el núcleo contiene un material granular llamado cromatina, 3.- y una región más oscura, llamada nucléolo.
El núcleo está aislado del resto de la célula por una envoltura nuclear formada por dos membranas interrumpidas por poros. Los poros nucleares son estructuras complejas que contienen por lo menos ocho subunidades proteicas con un pequeño canal en el centro.
El agua, los iones y las moléculas pequeñas como el ATP pueden pasar libremente por el canal central, pero éste regula el paso de moléculas mayores, en especial de proteínas y de ARN; así, los poros ayudan a controlar el flujo de información de y desde el ADN.
En microfotografías electrónicas el núcleo muestra una apariencia granular, con regiones más obscuras y más claras pero sin una estructura obvia. Debido a que el núcleo se colorea intensamente por varios colorantes utilizados en la microscopía de luz, los primeros microscopistas llamaron al material nuclear cromatina (“sustancia coloreada”).
Los biólogos han aprendido que la cromatina está compuesta de ADN y proteínas. El ADN eucariótico y las proteínas forman hebras largas llamadas cromosomas (“cuerpos coloreados”).
Todos los procesos celulares como reacciones químicas responsables del crecimiento; la reparación, la nutrición, la captación de energía y su uso, y la reproducción, están guiados por la información codificada en el ADN.
Debido a que el ADN permanece en el núcleo, ya que la mayor parte de las reacciones químicas que controla suceden en el citoplasma, deben intercambiarse moléculas entre núcleo y citoplasma. La información genética que contiene el ADN se copia en moléculas de ARN, éstas pasan por los poros de la cubierta nuclear hacia el citoplasma.
La mayor parte de los núcleos eucarióticos tienen una o más regiones que se tiñen de color más oscuro, llamadas nucléolo (pequeño núcleo), el cual es uno de los sitios de la síntesis de ribosomas. Un ribosoma es una pequeña partícula compuesta de ARN y proteína que sirve para sintetizar cualquiera de los cientos de proteínas.
El nucléolo está formado de ARN ribosomal, proteínas, ribosomas en diversos estadios de síntesis y ADN.
Durante la división celular, la síntesis de ribosomas disminuye. Los cromosomas que guían a los genes de ARN ribosomal se alejan entre sí.
Como consecuencia, el nucléolo desaparece. Cuando la división celular termina y las células hijas sintetizan más ribosomas, el nucléolo vuelve a aparecer.