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Estructura celular

Las células son las unidades básicas de la vida y de los seres vivos. Forman parte de todos los animales, plantas, hongos y bacterias. Las células de un cuerpo son como los bloques de construcción de una casa: todo ser vivo está fabricado a base de células. Según la organización estructural de las células, estas pueden dividirse en dos grandes grupos: células procariotas y células eucariotas

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Estructura celular

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Las células son las unidades básicas de la vida y de los seres vivos. Forman parte de todos los animales, plantas, hongos y bacterias. Las células de un cuerpo son como los bloques de construcción de una casa: todo ser vivo está fabricado a base de células. Según la organización estructural de las células, estas pueden dividirse en dos grandes grupos: células procariotas y células eucariotas.

  • En este artículo estudiaremos cómo están organizadas las células.
  • Empezaremos definiendo qué es la estructura celular y cómo depende del tipo de célula.
  • Luego, veremos de forma general cuál es la función celular.
  • Después, describiremos los diferentes elementos estructurales de la célula que incluyen:
  • los orgánulos celulares y componentes que encontramos en cualquier célula,
  • la estructura de la célula eucariota, incluyendo la de la célula vegetal,
  • y, por último, la estructura de la célula procariota.

Estructura celular

La estructura celular se refiere a las partes o componentes que posee una célula y cómo están organizadas. Aunque existen muchos tipos de células especializadas (en organismos multicelulares como los humanos y las plantas), la estructura de la célula se diferencia principalmente entre los dos tipos de células básicas que existen: procariotas y eucariotas.

Estructura celular Células eucariotas y procariotas StudySmarter

Fig. 1- Estructura celular de las células procariotas y eucariotas.

La estructura celular determina en gran medida qué son las células y está íntimamente relacionada con sus funciones.

  • Procariota se traduce, aproximadamente, del griego "sin núcleo" o "antes del núcleo". Por lo tanto, las células procariotas no tienen núcleo. Los organismos procariotas son unicelulares; es decir, están formados por una única célula. Sin embargo, no todos los organismos unicelulares son procariotas.
  • Existen muchos organismos unicelulares eucariotas, como la levadura, por ejemplo. Eucariota en griego se traduce como "núcleo verdadero". Esto significa que todas las células eucariotas tienen núcleo y otras características que vemos más adelante. Los organismos eucariotas pueden ser unicelulares o multicelulares.

Los seres humanos, por ejemplo, estamos compuestos por muchas células eucariotas, al igual que las plantas y los animales.

En cuanto a la estructura celular, las células eucariotas y las células procariotas comparten algunos rasgos, pero se diferencian en otros. La siguiente tabla muestra las similitudes y las diferencias estructurales entre células procariotas y eucariotas; también nos ofrece una visión general de los elementos estructurales de la célula, que repasaremos en este artículo y que puedes observar en las figura 1.

Células procariotas
Células eucariotas
Tamaño
1-2 μm
Hasta 100 μm
Compartimentación
No
Membranas que separan diferentes orgánulos de la célula.
ADN
Circular, en el citoplasma, sin histonas
Lineal, en el núcleo, repleto de histonas
Membrana celular
Bicapa lipídica
Bicapa lipídica
Pared celular
Núcleo
No
Retículo endoplásmico
No
Aparato de Golgi
No
Lisosomas y peroxisomas
No
Mitocondrias
No
Vacuola
No
Algunos
Ribosomas
Plástidos
No
Plásmidos
No
Flagelos
Algunos
Algunos
Citoesqueleto

Tabla 1. Estructura celular de células procariotas y eucariotas.

Función celular

La función celular es muy variada y depende del tipo de célula, así como del organismo y sus necesidades. Existen numerosos tipos de células con funciones especializadas. De hecho, los organismos pluricelulares son generalmente un conjunto de células especializadas.

A nivel estructural, las células son simplemente sacos membranosos que contienen una solución acuosa con numerosos compuestos químicos. No obstante, su organización y estructura les permite tener las características y funciones que definen la vida.

La estructura de membranas de las células, especialmente la de las células eucariotas, permite dividir la célula en diferentes compartimentos. Este fenómeno se conoce como compartimentación y es el que facilita y hace más eficientes las reacciones químicas necesarias para mantener la actividad celular.

Por ejemplo, en nuestro cuerpo las células musculares se encargan de transformar la energía química en energía mecánica y las células del sistema inmune se encargan de neutralizar y eliminar agentes invasores o otras células defectuosas.

Orgánulos celulares

Los orgánulos celulares son estructuras subcelulares membranosas que dividen a la célula en compartimentos y tienen funciones especializadas.

Existen muchos tipos de orgánulos diferentes. La presencia de ciertos orgánulos dependerá de si el tipo de célula es procariota o eucariota, y de su función. A continuación presentamos tres elementos estructurales de la célula que forman parte tanto de eucariotas como procariotas: las membranas celulares, el citosol, los ribosomas y los flagelos.

Membranas celulares

Tanto las células eucariotas como las células procariotas contienen membranas celulares que están formadas por una bicapa de fosfolípidos. Como se puede ver en la figura 2, los fosfolípidos (en rojo) están formados por cabezas y colas. Las cabezas son hidrofílicas (les gusta el agua) y están orientadas hacia el medio extracelular, mientras que las colas son hidrofóbicas (no les gusta el agua) y están orientadas hacia el interior de la membrana. La membrana celular separa el contenido celular del medio externo.

Estructura celular Bicapa de fosfolípidos en membrana plasmática StudySmarter

Fig. 2- Bicapa de fosfolípidos de la membrana plasmática.

Si hay dos bicapas lipídicas en la membrana, la llamamos doble membrana (Figura 3). La mayoría de los orgánulos tienen membranas simples, excepto el núcleo y las mitocondrias, que tienen membranas dobles. Además, las membranas celulares tienen diferentes proteínas y proteínas unidas a glúcidos (glicoproteínas), incrustadas en la bicapa de fosfolípidos. Estas proteínas unidas a la membrana tienen diferentes funciones, como facilitar la señalización celular (comunicación con otras células) o permitir que determinadas sustancias entren o salgan de la célula.

Estructura celular Membrana celular simple y doble StudySmarter

Fig. 3- Membranas celulares simples y dobles.

Citosol

El citosol es un líquido gelatinoso que se encuentra dentro de las células, tanto eucariotas como procariotas, y que sostiene la función de todos los orgánulos de la célula. Es importante diferenciar entre el citosol y el citoplasma. El citoplasma es el conjunto de orgánulos y citosol que conforman el interior de la célula. El citosol es el medio dentro de la membrana y está formado por agua y moléculas como iones, proteínas y enzimas.

Flagelos

Los flagelos se encuentran tanto en las células procariotas como en las células eucariota y su función principal es la motilidad.

Estructura celular Flagelo de célula eucariota, espermatozoide StudySmarter

Fig. 4- El flagelo de un espermatozoide, una célula eucariota.

Los flagelos de las células eucariotas están formados por microtúbulos que tienen tubulina, una proteína estructural. Estos tipos de flagelos utilizan el ATP para generar un movimiento de barrido o de látigo. Pueden confundirse fácilmente con los cilios, ya que se parecen a ellos en su estructura y movimiento. Un ejemplo de flagelo de célula eucariota es el del espermatozoide.

Los flagelos de las células procariotas están unidos a la membrana de la célula y contienen la proteína flagelina. A diferencia del flagelo de la célula eucariota, el movimiento de este tipo de flagelo es más parecido al de una hélice.

Ribosomas

Los ribosomas son pequeños complejos de proteína y ARN. Pueden encontrarse en el citosol de la célula, en las mitocondrias o unidos a la membrana del retículo endoplásmico rugoso. Su función principal es producir proteínas durante la traducción. Los ribosomas de las células procariotas y eucariotas tienen tamaños diferentes: las células procariotas tienen ribosomas más pequeños (70S) que las células eucariotas (80S).

70S y 80S se refieren al coeficiente de sedimentación de los ribosomas.

Estructura celular Ribosoma StudySmarter

Fig. 5- Ribosoma durante la transcripción.

Estructura de la célula eucariota

La estructura de la célula eucariota es mucho más compleja que la de la procariota, básicamente, posee más orgánulos membranosos que compartimentan o dividen el interior de la célula. Estos son algunos de los elementos estructurales exclusivos de la célula eucariota.

Núcleo y nucléolo

El núcleo contiene la mayor parte del material genético de la célula eucariota, en forma de ADN. También, tiene su propia membrana doble, llamada envoltura o membrana nuclear. La membrana nuclear está cubierta de ribosomas y tiene poros nucleares en toda su extensión.

La conformación espacial que adopta el ADN en el núcleo de las células se denomina cromatina. Para adoptar esta conformación, el ADN se ayuda de unas proteínas especiales llamadas histonas que empaquetan las largas cadenas de ADN para que encajen dentro del núcleo.

Dentro del núcleo hay otra estructura llamada nucléolo, una célula puede tener uno o varios nucleolos. La función de los nucleolos es sintetizar el ARNr y ensamblar las subunidades ribosómicas que forman los ribosomas.

Estructura celular Núcleo y nucleolo StudySmarter

Fig. 6- El núcleo y el nucleolo.

Mitocondrias

Las mitocondrias suelen denominarse las centrales energéticas de la célula, por una buena razón: fabrican ATP, que es esencial para que la célula realice sus funciones.

Estructura celular Estructura de la mitocondria StudySmarter

Fig. 7- Estructura de la mitocondria.

También, son uno de los pocos orgánulos celulares que tienen su propio material genético: el ADN mitocondrial.

Los cloroplastos de las plantas son otro ejemplo de orgánulo con ADN propio.

Las mitocondrias tienen una doble membrana; como el núcleo, pero sin poros ni ribosomas adheridos. Las mitocondrias producen una molécula llamada ATP. El ATP es esencial para el funcionamiento del organismo, ya que se encarga de almacenar la energía obtenida de los nutrientes y transferirla a donde se necesario.

Todos nuestros movimientos musculares requieren ATP.

Retículo endoplásmico (RE)

Existen dos tipos de retículo endoplásmico: el retículo endoplásmico rugoso (RER) y el retículo endoplásmico liso (REL).

Estructura celular Endomembranas celulares StudySmarter

Fig. 8- El sistema de endomembranas de la célula eucariota.

El RER es un sistema de canales que está directamente conectado al núcleo de la célula. Es responsable de la síntesis de todas las proteínas, así como del empaquetamiento de estas proteínas en vesículas que luego son transportadas al aparato de Golgi para su procesamiento. Para sintetizar las proteínas se necesitan ribosomas que se adhieren directamente al RER, lo que le da un aspecto rugoso.

En cambio, el REL sintetiza diferentes grasas y almacena calcio. No tiene ribosomas; por tanto, tiene un aspecto más suave.

El aparato de Golgi

El aparato de Golgi es un sistema de vesículas que se sitúa alrededor del RER por un lado (también conocido como lado cis), y cerca de la membrana celular, por el otro (lado trans). Esta estructura del aparato de Golgi está conformada para recibir las vesículas del RE, y procesar y empaquetar las proteínas para ser transportadas fuera de la célula para otros usos. Además, sintetiza los lisosomas y sus enzimas. En las plantas, el aparato de Golgi también sintetiza las paredes celulares de celulosa.

Estructura celular Aparato de Golgi estructura StudySmarter

Fig. 9- Estructura del aparato de Golgi.

Lisosoma

Los lisosomas son orgánulos unidos a una membrana que contienen enzimas digestivas específicas llamadas lisozimas. Los lisosomas descomponen todas las biomoléculas no deseadas, que luego se reciclan en nuevas moléculas. Por ejemplo, una proteína de gran tamaño se descompone en sus aminoácidos, que posteriormente pueden volver a ensamblarse en una nueva proteína.

Citoesqueleto

El citoesqueleto se encuentra en el citoplasma y está unido a la membrana celular. Cumple la función de huesos de las células: le da a la célula forma y evita que se pliegue sobre sí misma. Todas las células tienen un citoesqueleto, que está formado por diferentes filamentos proteicos: grandes microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina.

Centrosoma

El centrosoma es un orgánulo celular que se encarga de organizar los microtúbulos. Está formado por una pareja de centríolos, que son cruciales en el momento de la división celular, ya que son responsables de arrastrar los cromosomas y separar cada cromátida.

Estructura de la célula vegetal

La estructura de la célula vegetal, por ser células eucariotas, al igual que las células animales, también está conformada por núcleo, mitocondrias, membrana celular, aparato de Golgi, retículo endoplásmico, ribosomas, citosol, lisosomas y citoesqueleto. Sin embargo, tienen orgánulos específicos que no se encuentran en las células animales, estos son:

  • Vacuolas (central)
  • Cloroplastos
  • Pared celular

Estructura celular Estructura de la célula vegetal StudySmarter

Fig. 10- Estructura de la célula vegetal.

Vacuola

Las vacuolas son vesículas grandes y permanentes que se encuentran principalmente en las células vegetales. La vacuola de una planta es un compartimento que está lleno de savia celular isotónica, que almacena el líquido que regula la turgencia de la célula y que contiene enzimas que digieren los cloroplastos en las células del mesófilo.

Las células animales también tienen vacuolas (aunque suelen llamarse vesículas), pero son mucho más pequeñas y tienen una función diferente: ayudan a almacenar el material de desecho de la célula.

Cloroplastos

Los cloroplastos son orgánulos presentes en las células del mesófilo de las hojas. Al igual que las mitocondrias, tienen su propio ADN del cloroplasto. En los cloroplastos es donde se realiza la fotosíntesis dentro de la célula: contienen clorofila, que es un pigmento responsable del color verde que suele asociarse a las hojas.

Estructura celular Estructura del cloroplasto StudySmarter

Fig. 11- Estructura del cloroplasto.

Pared celular

La pared celular rodea la membrana celular y, en las células vegetales, está hecha de un material muy resistente llamado celulosa. La función de la pared celular es proteger a las células de la plasmólisis por ósmosis (evitar que la célula absorba agua en exceso y explote) en medios hipotónicos, darles soporte y rigidez. En consecuencia, la pared celular da a las células vegetales una forma distintiva.

Es importante señalar que muchas células procariotas también tienen una pared celular; sin embargo, la pared celular procariota está hecha de una sustancia diferente llamada peptidoglicano (mureína). Las células eucariotas de los hongos también tienen pared celular, pero la suya está hecha de quitina.

Estructura de la célula procariota

La estructura de la célula procariota está caracterizada por ciertos componentes especiales que las hacen diferentes de los demás tipos de células. ¡Echémosles un vistazo!

Los plásmidos

Los plásmidos son estructuras circulares de ADN que se encuentran habitualmente en las células procariotas. En las bacterias, estas estructuras circulares de ADN están separados del resto del ADN cromosómico. Los plásmidos pueden transferirse a otras bacterias para compartir información genética. Los plásmidos de ADN suelen ser el origen de las ventajas genéticas de las bacterias, como la resistencia a los antibióticos.

Cápsula

La cápsula está formada por polisacáridos (azúcares) y suele encontrarse rodeando a las bacterias. Su capa exterior pegajosa impide que la célula se seque y ayuda a las bacterias, por ejemplo, a mantenerse unidas y adheridas a las superficies.

Estructura celular - Puntos clave

  • Según la organización estructural de las células, estas pueden dividirse en dos grandes grupos: células procariotas y células eucariotas.
  • Existen importantes diferencias estructurales entre las células eucariotas y procariotas. La principal diferencia es que las células eucariotas tienen núcleo, mientras que las células procariotas no tienen núcleo.
  • Existen tres componentes celulares que forman parte tanto de células eucariotas como procariotas: las membranas celulares, el citosol, los ribosomas y los flagelos.
  • Los orgánulos exclusivos de las células eucariotas son: el núcleo, las mitocondrias, el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, los lisosomas, el citoesqueleto y los centrosomas.
  • Las células vegetales son células eucariotas, como las animales, pero poseen orgánulos exclusivos. Los orgánulos exclusivos de las células vegetales son: las vacuolas (centrales), los cloroplastos y la pared celular.

Preguntas frecuentes sobre Estructura celular

La estructura celular consiste en la organización de la célula, tanto las membranas que delimitan su espacio como todos los orgánulos que tiene cada célula.

Las partes de la célula dependen de cada tipo de célula, pero las que son comunes a todas las células son: membrana celular, citosol, ribosomas y flagelo.

Los tipos de estructura celular dependen del tipo de célula. Por tanto, la estructura de las células eucariotas es diferente de la estructura de células procariotas; y las células eucariotas animales y vegetales, también tienen algunas diferencias. 

Conocer la estructura y función de las células es importante porque son la unidad estructural y funcional de la vida y nos ayuda a aplicar este conocimiento al funcionamiento de tejidos o enfermedades celulares.

La función de la estructura celular es dividir la célula en diferentes compartimentos y orgánulos celulares para garantizar que las células desempeñen todas sus funciones de manera óptima. 

Las células que tienen núcleo son las eucariotas, mientras que las células procariotas no tienen núcleo. Sin embargo, algunas células eucariotas pueden perder su núcleo como parte de su desarrollo, como los glóbulos rojos maduros de los mamíferos (eritrocitos).

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