Citoesqueleto, membrana plasmática y núcleo celular: resumen de biología celular

Citoesqueleto

Presente en todas las células eucariotas (animales y vegetales), el citoesqueleto está compuesto por una red de filamentos proteicos que se encuentran en el citosol, proporcionando soporte estructural y facilitando el movimiento celular.

Microfilamentos (5 nm)

• Composición: Formados principalmente por actina y miosina. La actina F (filamentosa) se forma por la polimerización de actinas G (globulares).
• Funciones:
  • Contracción de células musculares.
  • Fagocitosis.
  • Formación de pseudópodos para el movimiento celular.
  • Formación del anillo contráctil durante la citocinesis (división celular).
  • Mantenimiento de la forma celular.

Filamentos Intermedios (12 nm)

• Composición: Constituidos por diversas proteínas filamentosas, específicas de cada tipo celular.
• Funciones: Principalmente estructurales, proporcionando resistencia mecánica. Ejemplos:
  • Lámina nuclear: Formada por lamininas, proporciona soporte al núcleo.
  • Células musculares: Contienen desmina.
  • Tejido conjuntivo: Contienen vimentina.
  • Axones de neuronas: Contienen neurofilamentos.
  • Células epiteliales: Contienen queratina.

Microtúbulos (25 nm)

• Composición: Son los filamentos de mayor diámetro, formados por dímeros de alfa-tubulina y beta-tubulina, que se organizan en 13 protofilamentos para formar un microtúbulo. Son más flexibles y resistentes que los filamentos de actina.
• Funciones:
  • Formación del huso mitótico durante la división celular.
  • Componentes estructurales de cilios y flagelos.
  • Organización del centrosoma.
  • Transporte intracelular de vesículas y orgánulos (actúan como "vías" para proteínas motoras).
  • Distribución y posicionamiento de los orgánulos dentro de la célula.

Membrana Plasmática

Estructura

• Se describe mediante el Modelo del Mosaico Fluido propuesto por Singer y Nicolson.

Composición

• Principalmente compuesta por lípidos (fosfolípidos, fosfoglicéridos, fosfoesfingolípidos) que forman una bicapa lipídica.
• El colesterol se intercala entre los lípidos, aumentando la rigidez de la membrana y disminuyendo su fluidez.
• Contiene proteínas, que pueden ser:
  • Intrínsecas (integrales): Atraviesan la bicapa lipídica.
  • Extrínsecas (periféricas): Se asocian a una de las superficies de la membrana.

Propiedades

• Asimétrica: Las caras externa e interna de la membrana son diferentes en cuanto a su estructura y composición. La cara exterior presenta el glucocálix (formado por glucoproteínas y glucolípidos), fundamental para el reconocimiento celular.
• Dinámica: Los componentes de la membrana (lípidos y proteínas) tienen la capacidad de moverse lateralmente, rotar y flexionar, lo que le confiere fluidez.
• Estructural: Proporciona un límite físico y soporte a la célula.

Funciones

• Transporte: Regula el paso de iones y moléculas hacia dentro y fuera de la célula.
• Reconocimiento celular: Gracias al glucocálix, permite la identificación entre células.
• Actividad enzimática: Algunas proteínas de membrana actúan como enzimas.
• Unión extracelular: Permite la adhesión de las células entre sí y con la matriz extracelular.

Núcleo Celular

El núcleo es un orgánulo fundamental en las células eucariotas, que alberga el material genético.

Número

• La mayoría de las células eucariotas son unicelulares (contienen un solo núcleo).
• Algunas células son multinucleadas (contienen varios núcleos), como las células del músculo esquelético o ciertos protozoos. En estos casos, puede ocurrir la división del núcleo (cariocinesis) sin la posterior división del citoplasma (citocinesis).

Forma

• Células animales: Generalmente esférico y de posición central.
• Células vegetales: A menudo discoidal y de posición lateral, debido a la presencia de una gran vacuola central.

Tamaño

• Se mantiene relativamente constante para cada tipo celular.
• La relación nucleoplasmática (RNP) es un indicador del tamaño relativo del núcleo respecto al citoplasma.

Estructura del Núcleo

• Doble membrana nuclear con poros.
• Lámina nuclear.
• Nucleolo.
• Cromatina.

Membrana Nuclear

• Es una doble membrana que delimita el núcleo.
  • Membrana externa: Está en contacto con el citoplasma y es similar a la membrana plasmática, a menudo con ribosomas adheridos y conectada al retículo endoplasmático.
  • Membrana interna: Contiene proteínas específicas que anclan la lámina nuclear.
• Presenta poros nucleares, que son complejos proteicos que regulan el transporte bidireccional de moléculas (ej. ARN mensajero y ARN ribosómico hacia el citoplasma; enzimas como la ADN polimerasa hacia el núcleo).
• El complejo del poro nuclear está formado por múltiples proteínas (nucleoporinas), organizadas simétricamente.

Lámina Nuclear

• Es una red de proteínas filamentosas (filamentos intermedios) llamadas lamininas, que se localiza justo debajo de la membrana nuclear interna.
• Función: Proporciona soporte estructural al núcleo, ancla la cromatina y juega un papel importante en la condensación y descondensación de los cromosomas durante el ciclo celular.

Nucleolo

• Es una estructura densa dentro del núcleo, compuesta principalmente por ARN y proteínas.
• Contiene una región fibrilar (donde se transcribe el ARN nucleolar, 45S) y una región granular (donde se ensamblan las subunidades ribosómicas, que contienen ARNr 28S, 18S, 5.8S y 5S).
• Importancia: Es el sitio de síntesis y ensamblaje de los ribosomas. Si el nucleolo es destruido, con el tiempo desaparecen los ribosomas del citoplasma, afectando la síntesis de proteínas.

Cromatina

• Es el complejo de ADN y proteínas (principalmente histonas) que forma los cromosomas dentro del núcleo de las células eucariotas.
• Su estructura se organiza en niveles de compactación:
  • Nucleosoma: Unidad básica de la cromatina (aproximadamente 10 nm o 100 Å de diámetro).
  • Solenoide: Nivel superior de compactación (aproximadamente 30 nm o 300 Å de diámetro).
• Se clasifica en dos tipos principales:
  • Eucromatina: Es una forma de cromatina laxa y menos densa, que está activamente involucrada en la transcripción (síntesis de ARN).
  • Heterocromatina: Es una forma de cromatina más condensada y densa, que generalmente es transcripcionalmente inactiva. Se subdivide en:
    • Constitutiva: Presente en todas las células y en la misma ubicación, contiene ADN repetitivo y nunca se transcribe.
    • Facultativa: Su estado de condensación varía entre diferentes tipos celulares o etapas de desarrollo, y puede transcribirse bajo ciertas condiciones.