Fundamentos de Biología Celular: Orgánulos, Transporte y Comunicación Intercelular

Fundamentos de Biología Celular: Orgánulos y sus Funciones Esenciales

Este documento explora las funciones vitales de los principales orgánulos celulares, así como los mecanismos fundamentales de transporte a través de la membrana y la comunicación intercelular.

Membrana Plasmática (M.P.)

La Membrana Plasmática, con su doble capa lipídica, es crucial para:

• Mantener separados el medio acuoso interior del exterior.
• Realizar la endocitosis y exocitosis.

Las proteínas de membrana, insertas en esta bicapa, desempeñan múltiples roles:

• Regular la entrada y salida de moléculas.
• Regular la entrada y salida de iones.
• Posibilitar el reconocimiento celular.
• Realizar actividad enzimática.
• Construir puntos de anclaje.
• Construir uniones intercelulares.
• Intervenir en la transducción de señales.

Retículo Endoplasmático Liso (REL)

El Retículo Endoplasmático Liso es fundamental para:

• La síntesis de la mayoría de los lípidos que forman las membranas.
• El almacén de lípidos.
• Participar en los procesos de desintoxicación.
• El transporte de lípidos.
• Intervenir en algunas respuestas específicas de la célula, como la contracción muscular.

Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

El Retículo Endoplasmático Rugoso se encarga de:

• La síntesis de proteínas que forman la membrana.
• La síntesis de fosfolípidos que forman la membrana.
• La síntesis de proteínas de secreción.

Aparato de Golgi

El Aparato de Golgi es un centro de procesamiento y distribución, involucrado en:

• El transporte, maduración, acumulación y secreción de proteínas.
• La síntesis de polisacáridos.
• La glicosilación de lípidos y proteínas.

Vacuolas

Las Vacuolas cumplen diversas funciones de almacenamiento y transporte:

• Acumular una gran cantidad de agua.
• Almacenar reservas energéticas.
• Almacenar sustancias con funciones específicas.
• Transportar sustancias entre orgánulos del sistema endomembranoso y entre estos con el exterior.
• Almacenar productos de desecho.

Lisosomas

Los Lisosomas son los orgánulos encargados de:

• Digerir la materia orgánica (p. ej., fosfatasa ácida).

Mitocondria

La Mitocondria es la "central energética" de la célula, responsable de:

• La respiración mitocondrial.
• El ciclo de Krebs.
• La cadena respiratoria.
• La beta-oxidación de los ácidos grasos.
• La fosforilación oxidativa.
• La duplicación del ADN mitocondrial.
• La concentración de sustancias en la cámara interna.

Cloroplastos

Los Cloroplastos, presentes en células vegetales, son el sitio de la fotosíntesis, con:

• Fase dependiente de la luz o fase luminosa: Involucra pigmentos fotosintéticos, enzimas de la cadena transportadora y ATP-sintetasas.
• Fase independiente de la luz o fase oscura.
• Plastorribosomas: Para la replicación del ADN y la biosíntesis de proteínas.

Transporte Activo a Través de la Membrana

El transporte activo es un proceso fundamental realizado por determinados tipos de proteínas de membrana. Requiere energía, que es aportada por moléculas de ATP, y permite transportar sustancias en contra de un gradiente de concentración o electroquímico.

Ejemplos de Transporte Activo

• La bomba de sodio-potasio (Na+/K+).
• La bomba de calcio (Ca2+).
• La bomba de protones.

La Bomba de Sodio-Potasio

La bomba de sodio-potasio es una proteína transmembrana que bombea iones Na+ hacia el exterior de la célula y iones K+ hacia el interior. Puede actuar en contra de gradiente gracias a su actividad como ATPasa. De cada molécula de ATP se obtiene la energía necesaria para bombear tres Na+ hacia el exterior y dos K+ hacia el interior. De esta forma, el exterior de la membrana plasmática siempre resulta positivo respecto al medio interno. La diferencia de potencial así generada se denomina potencial de membrana. Este potencial se puede utilizar para regular la entrada y salida de diferentes sustancias por cotransporte y, en el caso de las neuronas, para transmitir información a otras células.

Uniones Celulares: Comunicación Intercelular

Las uniones de comunicación o de tipo gap son estructuras especializadas que permiten la interacción directa entre células adyacentes. Aunque no dejan un espacio intercelular amplio, sí permiten un pequeño espacio de comunicación entre los citoplasmas de las dos células por medio de canales proteicos, facilitando así el intercambio de moléculas entre ellas.

Estructura de las Uniones Gap

Estas uniones están constituidas por dos conexones. Cada conexón consta de un canal formado por seis proteínas transmembrana (conexinas) que atraviesan la membrana plasmática y se unen a otra conexión de la célula contigua.

Función y Ejemplos

Este tipo de unión interviene en la transmisión del impulso eléctrico entre las neuronas en la sinapsis eléctrica que aparece, p. ej., en el músculo cardíaco. En las células vegetales también se producen diferenciaciones de la membrana plasmática que, junto con la pared celular, forman estructuras que permiten la comunicación y el intercambio entre las células, como los plasmodesmos y las punteaduras.