Componentes Celulares Esenciales: Estructura, Función y Dinámica Interna

Componentes Fundamentales de la Célula y sus Funciones

Orgánulos Celulares y el Concepto de "Organoides"

Los "organoides", según se menciona en el material de origen, se describen como todas las inclusiones citoplasmáticas. De forma más general en biología, el citoplasma alberga diversos orgánulos, que son estructuras especializadas con funciones definidas, además de distintas inclusiones. Cada tipo de orgánulo o "organoide" (entendido como un componente citoplasmático) presenta una estructura y fisiología diferentes. Es importante destacar que no todos estos componentes están presentes en todas las células.

El Citoesqueleto: Andamiaje Dinámico de la Célula

El citoesqueleto está formado por una compleja red de filamentos de proteínas que desempeña múltiples funciones cruciales:

• Mantenimiento de la forma celular: Proporciona integridad estructural y resistencia mecánica (tensegridad).
• Soporte y Movimiento de Orgánulos: Sostiene, ubica y facilita el movimiento de los orgánulos dentro del citoplasma.
• Integridad Celular: Forma una estructura de continuidad e integridad entre el medio externo e interno de la célula.
• Conducción Electrónica: Algunos de sus componentes pueden actuar como semiconductores.

Componentes Principales del Citoesqueleto:

• Filamentos Intermedios
• Microtúbulos
• Microfilamentos (o Filamentos de Actina)
• Proteínas Accesorias:
  • Proteínas Reguladoras
  • Proteínas Ligadoras

Filamentos Intermedios: Resistencia y Soporte Estructural

Los filamentos intermedios forman redes conectoras que se extienden entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear (carioteca). Son fundamentales para:

• Establecer las posiciones de los orgánulos.
• Proporcionar soporte mecánico y sostén a la célula.

Constituyen una red tridimensional de finos tubos y cumplen la mayoría de las funciones generales del citoesqueleto, aunque no están directamente implicados en la generación de movimiento celular activo como otros componentes. La aplicación de presión o la estimulación mecánica puede producir una alteración en la tensegridad de esta red, lo que a su vez genera una diminuta pulsación eléctrica que se transmite a través de estos conductores. Esta pulsación suministra información y puede estimular la regeneración metabólica, actuando de forma paralela a los sistemas nervioso y hormonal en organismos multicelulares.

Microtúbulos: Dinamismo, Transporte y Organización Celular

Los microtúbulos son estructuras tubulares ultramicroscópicas, huecas y de longitud variable. Su función principal está relacionada con el movimiento y la organización intracelular, procesos que se logran mediante la polimerización (agregación) o despolimerización (desagregación) físico-química de sus subunidades.

La unidad estructural básica de los microtúbulos es una proteína globular llamada tubulina. Los microtúbulos presentan polaridad, con dos extremos distintos:

• Extremo más (+): Se alarga (polimeriza) y acorta (despolimeriza) a mayor velocidad.
• Extremo menos (-): Muestra una dinámica de crecimiento y acortamiento más lenta.

Estos filamentos se modifican constantemente y a gran velocidad, un proceso regulado por el ADN a través de proteínas reguladoras específicas y enzimas. Proteínas motoras como la kinesina (generalmente asociada al movimiento hacia el extremo +) y la dineína (generalmente asociada al movimiento hacia el extremo -) utilizan los microtúbulos como "rieles" para el transporte de vesículas y orgánulos.

Ejemplos de estructuras formadas por microtúbulos:

• Microtúbulos citoplasmáticos (implicados en la forma celular y el transporte intracelular).
• Huso mitótico (esencial para la segregación de cromosomas durante la división celular).
• Cilios y flagelos (estructuras móviles implicadas en el desplazamiento celular o de fluidos).

Microfilamentos o Filamentos de Actina: Movimiento y Contractilidad

Los microfilamentos, también conocidos como filamentos de actina, están compuestos por la proteína globular actina (denominada Actina G en su forma monomérica). La Actina G polimeriza para formar la Actina F (filamentosa).

Al igual que los microtúbulos, los filamentos de actina presentan polaridad (extremos más y menos) y su longitud se modifica mediante procesos de polimerización y despolimerización, que requieren energía aportada por la hidrólisis de ATP. Están implicados en una variedad de procesos celulares que requieren movimiento o cambios de forma.

Ejemplos de estructuras y procesos donde participan los microfilamentos:

• Formación de microvellosidades (aumentan la superficie de absorción).
• Emisión de pseudópodos (implicados en el movimiento ameboide y la fagocitosis).
• Movimiento de glóbulos blancos.
• Contracción muscular (en conjunto con la proteína miosina en las fibras musculares).

Sistema de Endomembranas (Antiguamente Referido como Sistema Vacuolar)

El sistema de endomembranas (al que el texto original podría referirse como "sistema vascular" en un sentido más amplio o antiguo, y también conocido como sistema vacuolar citoplasmático) está formado por un conjunto de sáculos (cisternas) y vesículas huecas aplanadas, interconectadas y delimitadas por una unidad de membrana (bicapa lipídica). Este sistema es dinámico y sus componentes pueden estar en continuidad directa o comunicarse mediante el transporte vesicular.

Cada compartimento membranoso presenta dos caras:

• Cara citosólica: Orientada hacia el citoplasma.
• Cara luminal: Orientada hacia el interior del sáculo o vesícula (lumen).

Las glucoproteínas y glucolípidos de membrana, componentes importantes de este sistema, orientan sus cadenas de oligosacáridos (que formarían el glicocálix si estuvieran en la superficie externa de la célula) hacia la cara luminal. El sistema de endomembranas establece una comunicación fluida entre la envoltura nuclear (carioteca) y la membrana plasmática, así como entre sus propios componentes (como el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, los lisosomas, las vacuolas y las vesículas de transporte).

Funciones Comunes del Sistema de Endomembranas:

Todos los componentes del sistema de endomembranas participan coordinadamente en funciones vitales para la célula, entre las que destacan:

• Circulación de sustancias: Transporte de moléculas dentro de la célula y hacia el exterior.
• Reserva y almacenamiento: Acumulación temporal de diversas moléculas.
• Comunicación e intercambio de sustancias:
  • Entre diferentes compartimentos celulares (por ejemplo, entre el citoplasma y el núcleo, o entre orgánulos del sistema).
  • Entre el medio interno y externo de la célula.
  • Entre células de un mismo tejido (en algunos casos, mediante uniones especializadas o vesículas extracelulares).
• Síntesis y secreción de sustancias: Producción, modificación, empaquetamiento y exportación de proteínas, lípidos y otras moléculas.