INTRODUCCIÓN.
Es una unidad mínima de un organismo capaz de
actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados
por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si
no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como
bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales
y plantas están formados por muchos millones de células organizadas
en tejidos y órganos.
Aunque los virus y los extractos acelulares
realizan muchas de las funciones propias de la célula viva,
carecen de metabolismo, capacidad de crecimiento y reproducción
(características propias de los seres vivos) y, por tanto, no se consideran
organismos vivos. La biología celular estudia
las células en función de su constitución molecular y la forma en que
cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el
ser humano. Para poder comprender cómo funciona el
cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso
de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo
constituyen.
A continuación trataremos de analizar más
profundamente el comportamiento, estructura, y todo lo relacionado con
la célula.
Hay células de formas y tamaños muy
variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen
forma cilíndrica de menos de una micra (1 micra es igual a una millonésima de
metro ). En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas,
corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden
alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un
ejemplo espectacular). Casi todas las células vegetales tienen entre 20 y
30 micras de longitud, forma poligonal y pared célula rígida.
Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y
20 micras de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre
muy plegada.
Pese a las muchas diferencias de aspecto y
función, todas las células están envueltas en una membrana
llamada membrana plasmática que encierra una sustancia rica en
agua llamada citoplasma.
En el interior de
las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que le
permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas
reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que
significa cambio). Todas las células contienen información hereditaria
codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información
dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso
de los caracteres a la descendencia.
Estas y otras numerosas similitudes (entre
ellas muchas moléculas idénticas o casi idénticas) demuestran que hay una
relación evolutiva entre las células actuales y las primeras que
aparecieron sobre la tierra.
Las células pueden dividirse
principalmente en dos tipos de células: las células procariotas
y las células eucariotas.
Son células que carecen de núcleo y
presentan una forma alargada (bacilos). Las bacterias son células procariotas.
A las células procariotas se las considera una de
las células más simples y arcaicas que existen.
Las células procariotas están
formadas por una pared celular rígida de componentes proteicos; una
membrana plasmática, formada por una doble capa de lípidos y de proteínas;
encimas; ácidos nucleicos, tanto ADN que presenta una estructura circular como
ARN y ribosomas. La membrana plasmática tiene unos pliegues hacia el interior
denominados mesosomas.
Las células eucariotas poseen
un núcleo donde se encuentra el ADN. Se dividen en dos
grupos, células eucariotas animales
y células eucariotas vegetales.
Son células eucariotas con
una forma irregular y que son heterótrofas, es decir, se alimentan de materia
orgánica ya sintetizada. Poseen numerosos orgánulos, que son: el aparato de
Golgi, las vacuolas, los nucleolos, los ribosomas, los lisosomas, el retículo
endoplasmático, las mitocondrias, los centriolos, los diplosomas. Además poseen
la membrana nuclear protege el material genético y la membrana plasmática.
3.2.2 Células eucariotas vegetales.
Son células eucariotas con
formas poligonales, y que en su mayoría son capaces de realizar la fotosíntesis.
Todas las células eucariotas vegetales
son autótrofas, es decir, se fabrican su propio alimento. Poseen también
numerosos orgánulos que citamos a continuación: el aparato de Golgi, las
vacuolas (presentan un tamaño mucho mayor en las células vegetales,
desplazando al núcleo y demás orgánulos), nucleolos, los ribosomas, los
lisosomas, el retículo endoplasmático, las mitocondrias y los cloroplastos.
Poseen una membrana nuclear para proteger la
información del núcleo, una membrana plasmática y la pared celular,
compuesta de celulosa.
3.3 diferencias entre células procariotas
y eucariotas.
EUCARIOTA PROCARIOTA.
Más complejos
Menos complejos
·
No todos tienen
pared celular Pared celular
·
No tienen
mesosomas Tienen mesosomas
·
ADN abierto
ADN
circular cerrado
ANIMAL VEGETAL.
No
tienen pared celular
Tienen
pared celular
Tiene
centriolos
No tienen centriolos
Vacuolas
pequeñas
Vacuolas grandes
No tienen
cloroplastos
Tienen cloroplastos
4. MEMBRANA CELULAR
4.1 Características.
La célula puede existir como
entidad individual porque su membrana regula el pasaje de materiales hacia su
exterior e interior. La membrana celular, o también llamada membrana plasmática
solo mide de 7 a 9 nanómetros de espesor.
Todas las membranas de la célula,
incluso las que rodean a los diversos orgánulos, poseen esta misma estructura,
pero existen diferencias en la composición de sus lípidos y, en particular, en
la cantidad y tipo de proteínas y carbohidratos.
Estas diferencias imparten a las membranas de
distintos tipos de células y a los distintos orgánulos propiedades
singulares que pueden correlacionarse con diferencias en la función de la
membrana.
La membrana celular no es fija, sino
dinámica, pues es capaz de modificarse, y en ese proceso genera canales o poros
y otras modificaciones que veremos después.
Debido a dicha estructura fluida las
moléculas pueden desplazarse a través de ella y así se establece una
comunicación del citoplasma con el medio externo.
El paso de sustancias por la membrana
plasmática permite el intercambio entre el citoplasma y el ambiente exterior.
Este paso es selectivo, esto es, la membrana selecciona las sustancias
(moléculas) que han de pasar en uno u otro sentido.
·
Regula el pasaje de sustancias hacia su
exterior y viceversa:
La incorporación de nutrientes y la
eliminación de deshechos, se hace en muchos casos atravesando la membrana
plasmática. Este transporte es posible mediante la propia membrana.
En otros casos, sobre todo en los
de célula libre (organismos unicelulares) o cuando el tamaño de las
partículas no permiten que pasen a través de la membrana, esta se deforma,
englobando las partículas. En células animales que usan como alimento
a nutrientes complejos, es necesario someterlo previamente a una transformación
(digestión) para convertirlos en sustancias más simples que puedan atravesar la
membrana celular.
·
La membrana plasmática es capaz de detectar cambios
del ambiente:
Las células responden a los
estímulos de forma muy variada, pero la mayor parte responde con
un movimiento o con la elaboración de algún producto (secreción). En
ellos participa la membrana plasmática y el citoplasma. Los movimientos celulares
pueden dar lugar al desplazamiento de toda la célula, es decir a su
locomoción; o bien quedar reducidos a cambios de posición de algunas de sus
partes. El tipo de movimientooriginado puede ser muy variable: por emisión
de pseudopodos, por cilios, por flagelos; incluso movimientos endocelulares que
afectan al citoplasma celular.
·
La membrana plasmática aísla y protege a la
célula del medio externo:
En este caso actúa como una
verdadera muralla, en algunos casos permitiendo o no que entren sustancias,
esto va a determinar si la membrana es permeable (si deja pasar a las
sustancias), impermeable (si no deja pasar sustancias) y semipermeable si es
una combinación de ambas.
4.3 Cómo se mueven las
células.
Todas las células exhiben algún tipo de movimiento.
Hasta las células vegetales, encasilladas en una rígida pared celular. Hasta el
momento se identifican dos mecanismos de movimiento celular:
Por proteína celular: Los
músculos esqueléticos de los vertebrados contienen intrincados conjuntos contráctiles
que consisten en filamentos proteicos. las dos proteínas principales de la
musculatura esquelética son actina y miosina. A estas proteínas se les suele
conocer como proteínas musculares. Sin embargo, ahora se sabe que la actina en
particular existe en una gran variedad de células, incluso en vegetales. Como
se recordara los microfilamentos del citoesqueleto consisten en subunidades de
actina. Dispuesta en estos microfilamentos, la actina participa en el
movimiento de la célula y en el movimiento interno celular. Las proteínas
contráctiles intervienen en procesos celulares muy diversos. Los citólogos
están llegando a la conclusión de que las proteínas "musculares" son
comunes a todas las células y la intrincada maquinaria contráctil de las
células de los músculos esqueléticos es una especialización es una evolución
reciente.
Por cilios y flagelos: Son
estructuras largas finas (0.2 micrómetros) que parten de la superficie de
muchas células eucariotas. Excepto por su longitud los cilios y flagelos poseen
la misma estructura. Cuando son más cortas y más numerosas se les suele llamar
cilias; cuando son más cortas y menos numerosas, flagelos: las células
procariotas también poseen flagelos, pero su estructura es muy distinta.
En las eucariotas y en algunos animales
pequeños las cilias y flagelos se asocian con la locomoción del organismo. Por
ejemplo, un tipo deParamecium tiene unas 17000 cilias, cada una de
unos 10 micrómetros de longitud, que lo propulsan por el agua de manera
coordinada. Otros organismos unicelulares, como los miembros del género de
los Chlamydomonas, sólo tienen 2 flagelos en látigo que
sobresalen del extremo anterior del organismo y lo desplazan por el agua.
Muchas células que revisten la superficie del
cuerpo humano también son ciliadas. Estas cilias no mueven a la célula, sino
que sirven para arrastrar sustancias ambientales a lo largo de la superficie
celular. Por ejemplo las cilias del tracto respiratorio, que pulsan hacia
arriba cualquier sustancia inhalada accidentalmente.
Casi todas las cilias y flagelos de los
eucariotas tienen la misma estructura: nueve pares de microtúbulos fusionados
que forman un anillo en torno a otros dos microtúbulos solitarios centrales.5. Citoplasma.
El citoplasma comprende todo el volumen de la
célula, salvo el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y
orgánulos, como se describirá más adelante.
La solución acuosa concentrada en la que
están suspendidos los orgánulos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que
contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de
las células es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso (en las
bacterias es el único compartimento intracelular). En el citosol se producen
muchas de las funciones más importantes de mantenimiento celular, como las
primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de
muchas de las grandes moléculas que constituyen la célula. Aunque muchas
moléculas del citosol se encuentran en estado de solución verdadera y se
desplazan con rapidez de restringidas un lugar a otro por difusión libre, otras
están ordenadas de forma rigurosa. Estas estructuras ordenadas confieren al
citosol una organización interna que actúa como marco para la fabricación y
descomposición de grandes moléculas y canaliza muchas de las reacciones
químicas celulares a lo largo de vías.
A continuación se verán algunas de las
estructuras que se encuentran al interior del citoplasma.
El gran avance en la microcoscopía
electrónica, permitió la visualización tridimensional del interior de la
célula, la cual ha revelado interacciones insospechadas entre las estructuras
proteicas filamentosas del interior del citoplasma. Estas estructuras internas
forman el citoesqueleto interno, que mantiene la forma de la célula, le permite
moverse, fija a sus orgánulos y dirige su "transito". En el
citoesqueleto se identificaron cuatro tipos de estructura: microtúbulos,
microfilamentos, fibras internas y microtrabéculas.
· Los microtúbulos: miden de 20 a 25 nanómetros
de diámetro y en muchas células parecen extenderse desde el centro para ir a
terminar cerca de la superficie celular. Estos microtúbulos desempeñan un papel
importante en la división celular y proporcionan un andamiaje temporal para la
construcción de otras estructuras celulares. También son los componentes claves
de los cilios y flagelos, estructuras permanentes que muchos tipos de célula
usan para su locomoción.
· Los microfilamentos: son unos fino filos
proteicos de sólo3 a 6 nanómetros de diámetro que consisten en moléculas de una
proteína globular conocida como actina. Lo mismo que los microtúbulos la célula
los puede armar y desarmar con facilidad. Los microfilamentos intervienen en la
movilidad celular. En las células que se mueven mediantes cambios graduales de
forma, como las amebas, aparecen concentrados en haces o en una maya cerca del
borde móvil.
·
Las fibras intermedias: como su nombre lo
sugiere tienen un tamaño promedio, entre el de los microtúbulos y el de los
microfilamentos, pues su diámetro es de 7 a 10 nanómetros. A diferencia de los
microtúbulos y de los microfilametos, que consisten en subunidades de proteína
globular, las fibras intermedias están constituidas por proteínas fibrosas y la
célula no puede desarmarlas con facilidad una vez que se han formado. Se supone
que estas poseen una estructura con forma de soga semejante a la del colágeno y
su densidad es máxima en las células sometidas a esfuerzos mecánicos.
·
Los elementos del citoesqueleto descubiertos
en épocas más recientes son las mictotrabéculas, fibras a modo de mechones, que
constituyen una densa red que interconecta a todas las otras estructuras
citoplasmáticas, aunque todavía no se conoce bien su composición química, se
supone que contienen proteínas.
Si bien el citoesqueleto confiere a la célula
una estructura tridimensional muy ordenada, no es rígido ni permanente, sino
que se trata de una armazón dinámica que se modifica y traslada según las
actividades de la célula.
Las mitocondrias son estructuras pequeñas,
elongadas y ocasionalmente esféricas de 1 a 5 microm de longitud. El número de
mitocondrias por célula varía con el tipo de célula, la edad y especie, siendo
de un pocos cientos a miles. Su función principal es la respiración celular -
dentro de ella se llevan a cabo los procesos de conversión energética del ciclo
del ácido tricarboxílico (CATC), transporte de electrones y fosforilación
oxidativa, por consecuencia, son de importancia crítica en el reciclado de la
energía almacenada después de la cosecha.
La mitocondria está rodeada por una membrana
doble - la externa es relativamente porosa, mientras que la interna
contiene numerosos dobleces llamados crestas, mientras más activa sea la célula
más crestas tendrá la mitocondria. Las proteínas del transporte de electrones
se encuentran en la superficie de las crestas. Muchas de las enzimas
involucradas en el CATC se encuentran libres dentro de la matriz de la
mitocondria, así como el ARN y ADN mitocondriales, que controlan la síntesis de
algunas enzimas mitocondriales. El incremento en el número de mitocondrias
ocurre durante el incremento en el tamaño de las células.
Muchas células, especialmente eucariotas
poseen centriolos, que son pequeños cilindros de unos 0.2 micrómetros de
diámetro, que están formados por 9 tripletes de microtúbulos. Estos centriolos
se disponen en pares con sus ejes perpendiculares entre sí, en el centro de la
célula cerca del núcleo.
El centriolo forma parte del huso mitótico
durante la división celular en animales y tendría alguna responsabilidad
en el desplazamiento de los cromosomas.
Debajo de cada cilio y flagelo se encuentra
un cuerpo basal de idéntica estructura que los centriolos.
Cada cuerpo de Golgi consiste en unos sacos
membranosos aplanados que se hallan apilados flojamente los unos sobre los
otros y están rodeados por túbulos y vesículas. El cuerpo de Golgi cumple la
función de recibir vesículas procedentes del retículo endoplásmico, modificar
las membranas de las vesículas, procesar más su contenido y distribuir el
producto terminado a otras partes de las células, en particular a la superficie
celular. En consecuencia, servirían de centros de empaquetamiento y
distribución.
En el cuerpo de Golgi tiene lugar el montaje
final de las proteínas y carbohidratos que están en la superficie de las
membranas celulares. En las células vegetales, los cuerpos de Golgi también
reúnen a algunos componentes de las células, donde se les ensambla. Los cuerpos
de Golgi existen en la mayoría de las células eucarióticas, las células de los
animales suelen contener de 10 a 20 cuerpos de Golgi y las de las plantas
pueden contener varios centenares.
Los plastidios son orgánulos membranosos que
sólo existen en las células de las plantas y de las algas. Están rodeados por
dos membranas, lo mismo que la mitocondrias, y poseen un sistema membranoso
interno que puede formar intrincados plegamientos. Los plástidos maduros son de
tres tipos.
1. Los leucoplastos (leuco =
blanco) almacenan almidón o, a veces, proteínas o aceites. Los leucoplastos
tienden a ser numerosos en órganos de almacenamiento como raíces, el nabo, o
tubérculos, ejemplo en la papa.
2. Los cromoplastos (cromo =
color) contienen pigmentos y se asocian con el intenso color anaranjado y
amarillo de frutos, flores, hojas otoñales y zanahorias.
3. Los cloroplastos (cloro =
verde) son los plastidios que contienen la clorofila y en los cuales tiene
lugar la fotosíntesis.
Los lisosomas tienen una estructura muy
sencilla, semejantes a vacuolas, rodeados solamente por una membrana, contienen
gran cantidad de enzimas digestivas que degradan todas las moléculas
inservibles para la célula.
Funcionan como "estómagos" de la
célula y además de digerir cualquier sustancia que ingrese del exterior,
vacuolas digestivas ingieren restos celulares viejos para digerirlos también,
llamados entonces vacuolas autofágicas
Llamados "bolsas suicidas" porque
si se rompiera su membrana, las enzimas encerradas en su interior , terminarían
por destruir a toda la célula.
Los lisosomas se forman a partir del Retículo
endoplásmico rugoso y posteriormente las enzimas son empaquetadas por el
Complejo de Golgi.
Son vesículas englobadas por una membrana que
se forman en el aparato de Golgi y que contienen un gran número de enzimas
digestivas (hidrolíticas y proteolíticas) capaces de romper una gran variedad
de moléculas. La carencia de algunas de estas enzimas puede ocasionar
enfermedades metabólicas como la enfermedad de Tay-Sachs
Las enzimas proteolíticas funcionan mejor a
pH ácido y, para conseguirlo la membrana del lisosoma contiene una bomba de
protones que introduce H+ en la vesícula. Como consecuencia de esto, el
lisosoma tiene un pH inferior a 5.0.
Las enzimas lisosomales son capaces de
digerir bacterias y otras sustancias que entran en la célula por fagocitosis, u
otros procesos de endocitosis. Eventualmente, los productos de la digestión son
tan pequeños que pueden pasar la membrana del lisosoma volviendo al citosol
donde son recicladas
Los lisosomas utilizan sus enzimas para
reciclar los diferentes orgánulos de la célula, englobándolos, digiriéndoles y
liberando sus componentes en el citosol. De esta forma los orgánulos de la
célula se están continuamente reponiendo. El proceso de digestión de los
orgánulos se llama autofagia. Por ejemplo, las células hepáticas se
reconstituyen por completo una vez cada dos semanas. Otra función de los
lisosomas es la digestión extracelular en heridas y quemaduras, preparando
y limpiando el terreno para la reparación del tejido.
Es una red de sacos aplanados, túbulos y
conductos intercomunicantes que existen en las células eucariotas. La cantidad
de retículo endoplasmático de una célula no es fija, sino que disminuye o
aumenta según la actividad celular.
Existen dos tipos de retículo endoplasmático,
el rugoso (con ribosomas adheridos) y el liso (sin ribosomas). El retículo
endoplásmico rugoso predomina en las células que elaboran gran cantidad de
proteínas para exportar. Este retículo se continua con la membrana externa de
la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas adheridos. Muchas veces el
retículo endoplásmico rugoso comprende unos grandes sacos aplanados que se
llaman cisternas. Si se permite que las células dedicadas a la síntesis de
proteínas capten aminoácidos radiactivos, los marcadores radiactivos se
detectan primero en la membrana del retículo endoplásmico rugoso y poco después
dentro de sus cisternas. La porción inicial de proteínas sintetizadas en este
retículo endoplásmico consiste en un "líder" de aminoácidos
hidrofóbicos que contribuiría al transporte de la proteína a través de la doble
capa lipídica hacia el interior del retículo. La molécula proteica recién
sintetizada pasa del retículo endoplasmático rugoso al liso y luego a los
cuerpos de Golgi. En el curso de este andar de un orgánulo a otro, la
molécula experimenta un proceso adicional que comprende el clivaje de la
secuencia inicial de aminoácidos hidrofóbicos y, a menudo, la adición de grupos
carbohidrato a la proteína.
Las células que intervienen en la síntesis de
lípidos poseen grandes cantidades de retículo endoplásmico liso. También se
presenta en las células hepáticas, donde intervendría en diversos procesos de
destoxificación. Por ejemplo en animales de experimentación, a los que se le da
por la boca grandes cantidades de fenobarbital, la cantidad de retículo
endoplásmico liso de las células hepáticas aumenta varias veces. En retículo
endoplásmico liso también intervendría en la degradación hepática del glucógeno
a glucosa. Además, como ya señalamos, serviría de conducto para el material que
pasa desde el retículo endoplásmico rugoso a los cuerpos de Golgi.
13. RIBOSOMAS.
Son los orgánulos celulares más numerosos. Estos orgánulos están presentes en
todas las células y están asociados al retículo endoplásmico rugoso, formando
juntos lo que se denomina el ergatoplasma. Tienen forma de elipsoide
suavemente alargado y su tamaño en seco es de 170Å x 170Å x 200Å (Å= angström =
1/100000000 cm). Están compuestos de dos subunidades, fácilmente disociables y
aislables por ultracentrifugación, que se caracterizan por sus coeficientes de
sedimentación. Con frecuencia, los ribosomas se asocian entre ellos para formar
complejos denominados polirribosomas o polisomas.Estos desempeñan una función
biológica muy importante ya que son el soporte activo de la síntesis proteica
celular. Intervienen en la unión del mRNA, del tRNA y en la formación del
enlace peptídico durante la síntesis del ribosoma de las paredes celulares. En
cuanto a composición podemos distinguir dos tipos de componentes:
a) Componentes de alto peso molecular,
que son los ácidos ribonucleicos y las proteínas. Contienen en la célula
eucariota un 50% de ARN y un 50% de proteínas.
b) Componentes de bajo peso molecular,
que son los iones de magnesio y las di y poliaminas. Los iones magnésicos son
necesarios para la integridad estructural del ribosoma; su falta conduce a la
disociación de las subpartículas y a la degradación enzimática de RNA
ribosómico.
14. VACUOLAS Y PERIXOSOMAS.
Además de los orgánulos y del citoesqueleto,
el citoplasma de muchas células, en particular de las células vegetales,
contiene vacuolas. La vacuola es un espacio del citoplasma ocupado por agua y solutos,
rodeado por una membrana simple.
Es característico que las células vegetales
inmaduras posean muchas vacuolas, pero a medida que estas maduran, las
numerosas vacuolas pequeñas comienzan a formar una gran vacuola central llena
de líquido que después se convierte en un importante medio de sostén de la
célula. Además, la vacuola agranda a la célula, incluso la superficie expuesta
al ambiente, con inversión mínima de materiales estructurales de parte de la
célula.
Las vesículas, más comunes en los animales,
poseen la misma estructura general que las vacuolas y se distinguen por su
tamaño, pues suelen medir menos de 100 nanómetros de diámetro, mientras que las
vacuolas son más grandes.
Otro tipo de vesícula que contiene
destructivas son los perixosomas. Los perixosomas son unas vesículas en las
cuales células degrada purinas (una de las dos categorías principales de base
nitrogenada). En los perixosomas de las plantas también ocurren una serie de
reacciones bajo la luz solar cuando la célula contiene concentraciones
relativamente grandes de oxígeno. Estas reacciones y la degradación de las
purinas producen peróxido de hidrogeno (H2O2), que es sumamente tóxico para las
células vivas pero los perixosomas contienen otra enzima que inmediatamente
desdobla al peróxido de hidrogeno en agua y oxígeno, evitando que la célula se
lesione.
En las células eucarioticas el núcleo es un
cuerpo grande, menudo esférico, que por lo general es la estructura que más se
destaca dentro de la célula. Esta rodeado por dos membranas lipoproteicas, que
juntas forman la envoltura nuclear. Entre estas dos membranas hay un espacio de
veinte a cuarenta nanómetros, pero a intervalos frecuentes se hallan fusionadas
para crear unos poros por los cuales pasan materiales entre el núcleo y el
citoplasma. Los poros que se hallan rodeados por unos grandes gránulos que
contienen proteína y están dispuestos en forma octogonal, forman un conducto
estrecho que pasa a través de la doble capa lipídica fusionada.
Los cromosomas están dentro del núcleo.
Cuando la célula no está dividiéndose, los cromosomas, sólo se ven como una
maraña de delgados filamentos que se denomina cromatina. El cuerpo más
conspicuo del interior del núcleo es el nucleolo. En general hay dos nucleolos
por núcleo, aunque muchas veces se ve uno solo en una micrografía. El nucleolo
es el sitio donde se construyen las subunidades ribosómicas.
Los conocimientos actuales sobre el papel del
núcleo en la vida de las células comenzaron con algunas de las primeras
observaciones microscópicas. Una de las más importante fue realizada hace más
de un siglo por el embriólogo alemán Oscar Hertwig con óvulos y espermatozoides
del erizo de mar. Los erizos de mar producen grandes cantidades de óvulos y espermatozoides.
Los óvulos son relativamente grandes y, por lo tanto, fáciles de observar. Se
fecundan en el agua exterior y no en un medio interno, como sucede con los
vertebrados terrestres. Mirando con su microscopio como se fecundaban los
óvulos, Hertwig notó que sólo se requería de un espermatozoide además a medida
que el espermatozoide penetraba en el óvulo, su núcleo se liberaba y se
fusionaba con el núcleo ovular. Esta observación confirmaba por otros hombres
de ciencia y en otros tipos de organismo, fue importante, para establecer que
el núcleo es el portador de la información hereditaria, el único vínculo entre
el padre y los hijos es el núcleo del espermatozoide.
Otro indicio de la importancia del núcleo
surgió merced a las observaciones de Walther Flemming, también hace unos cien
años, él observó la "danza de los cromosomas" que ocurre cuando las
células eucarióticas se dividen y reconstruyó minuciosamente la sucesión de
acontecimientos. Desde la época de Flemming se hicieron diversos experimentos
para explorar el papel del núcleo celular. En un sencillo experimento se
eliminó el núcleo de una ameba mediante microcirugía. La ameba dejó de
dividirse y murió pocos días después, en cambio si en las 24 horas consecutivas
a la eliminación del núcleo original se le implantaba el núcleo de otra ameba,
la célula sobrevivía y se dividía con normalidad.
A comienzo de la década del 1930 Joachim
Hämmerling estudió las funciones comparativas del núcleo y del citoplasma,
aprovechando algunas propiedades inusuales del alga marina Acetabularia. El
cuerpo de Acetabularia consiste en una célula enorme de 2 a 5 centímetros de
altura, él experimentó con esta alga e interpretó que estos resultados
significan que bajo la dirección del núcleo se producen ciertas sustancias que
determinan la forma del sombrero de la alga. Estas sustancias se acumulan en el
citoplasma, razón por la cual el primer sombrero formado después de haber
transplantado el núcleo tuvo una forma intermedia, pero para el momento en que
se formó el segundo las sustancias determinantes del mismo que había en el citoplasma
antes del transplante, se habían agotado y la forma del sombrero estuvo por
completo bajo el control del nuevo núcleo.
Estos experimentos indican que el núcleo
desempeña dos funciones cruciales para la célula. Primero es el portador de la
información hereditaria que determina las características de células hijas.
Segundo, como indicaba el trabaja de Hämmerling, el núcleo ejerce una actividad
incesante sobre las actividades de las células, asegurando que se
sinteticen en las cantidades y tipos necesarios las moléculas complejas
que la célula requiere.
Jugo nuclear o cariolinfa: se
encuentra encerrado dentro de la membrana nuclear, es un líquido en el se
encuentran suspendidos los componentes principales del núcleo.
Nucléolo: en realidad el
nucléolo no es una entidad estructural, sino una aglomeración de asas de
cromatina de cromosomas distintos. Por ejemplo, 10 de 46 cromosomas humanos
aportan tales asas de cromatina al nucleolo.
Tres de los cuatro ARNr se transcriben en las
asas del nucléolo. Las proteínas ribosómicas, que se traducen en el citoplasma
a partir del ARNm, se mandan de nuevo al núcleo, donde se combinan con los
ARNr. Luego las subunidades de los ribosomas se exportan hacia al citoplasma.
El nucléolo no tiene membrana alguna.
El nucléolo no tiene membrana alguna.
Pueden existir uno o más nucleolos por núcleo,
estas estructuras son sumamente variables, ya que a menudo cambian de forma y
tamaño.
Cuando una célula se está dividiendo los
nucleolos suelen desaparecer y, luego, reaparecen rápidamente una vez que la
división celular ha terminado.
Membrana nuclear: es
la membrana que rodea al núcleo y lo separa del protoplasma adyacente. Al
igual que la membrana plasmática, está formada por protoplasma y es
lipoproteica.
Regula la constante salida y entrada de
sustancias al núcleo
Esta membrana es doble y está atravesada por
gran cantidad de pequeños poros, a través de los cuales pueden pasar algunas
sustancias desde el núcleo al citoplasma y viceversa.
Cromatina: está
constituida por filamentos larguísimos, que en el "núcleo en reposo",
cuando no se moviendo, parecen desenrollados o despiralizados y enredados unos
con otros.
Están constituidos químicamente por ácido
desoxirribonucleico (ADN) y proteínas. El ADN es la sustancia portadora de la
información hereditaria y, controla las actividades celulares, es decir, dirige
la vida de la célula.
Cuando la célula va a dividirse, la cromatina
se condensa, los filamentos se enrollan en espiral y se hacen muy visibles al
microscopio óptico. A estas estructuras se les denominan cromosomas (cromo =
color; soma = cuerpo).
El cuerpo de un cromosoma recibe el nombre de
brazo. El cromosoma presenta divisiones o entradas que se denominan
constricciones. La constricción primaria se ubica en el punto donde se unen los
brazos.
Dentro de la constricción hay una zona clara,
el centrómero. En ella se observan estructuras proteicas, los cinetocoros.
Aparte de una constricción primaria hay a
veces una constricción secundaria y un cuerpo redondo llamado satélite. Como
dato interesante más de la mitad de la cromatina consiste en proteínas, estas
proteínas son de centenares de tipos distintos.
Biología 2º medio. Editorial Arrayán.
Biología 3º medio. Editorial Arrayán.
Biología Claude Villee. 8º edición.
Biología de Helen Curtis.
Diccionario enciclopédico Grijalbo.
