Células eucariotas

Células eucariotas: base de la biodiversidad biológica

Por: Mou D. Khamlichi
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La biodiversidad que reina en nuestro planeta, se debe básicamente a las células eucariotas; gracias a que es el elemento fundamental, tanto morfológico como funcional, en que se puede llegar a descomponer los organismos como animales y las plantas.

El estudio de estas células ha ayudado a la comunidad científica a comprender las funciones biológicas de los animales, las plantas y el ser humano; por eso es tan importante aprender de qué se componen este tipo de células, cómo funcionan y las tareas que cumplen en la naturaleza.

¿Qué son las células eucariotas?

La definición etimológica de la palabra eucariota tiene origen en el griego eu (verdadero) y karyon (nuez o núcleo). Por tanto, cuando el biólogo francés, E. Chatton acuñó este término, quiso diferenciar a dos tipos de células. Llamó células eucariotas a las que poseen un núcleo definido o verdadero, y procariotas a las células que no lo poseen.

Estas células tienen un núcleo bien definido gracias al recubrimiento de la membrana nuclear. Dentro de este núcleo están contenidos los datos genéticos de la célula, representados por el ADN (ácido desoxirribonucleico).

Esta es una de las grandes diferencias de las células eucariotas con respecto a las procariotas; en ausencia de un núcleo, la carga genética de las células procariotas, se encuentra esparcida en el citoplasma. Otra gran diferencia es que estas células están constituidas por partes subcelulares especializadas, llamadas organelos u orgánulos.

Organismos con células eucariotas

Eukaryota es el dominio con el que se le da nombre a los organismos vivos que se componen por este tipo de células. En el planeta se encuentran organismos eucariotas que constan de una solo célula (unicelulares) o de más de una célula (pluricelulares). Estas células cumplen funciones especializadas en los organismos pluricelulares que componen y no podrían vivir por sí solas.

El dominio Eukaryota se divide en los siguientes reinos:

  • Protista o protoctista. Constituido por los seres vivos unicelulares eucariotas. En este reino se encuentran algas unicelulares, protozoarios y algunos microorganismos.
  • Plantae. En donde se clasifican las plantas, organismos pluricelulares cuya nutrición por medio de la fotosíntesis.
  • Animalia o metazoo. Abarca los organismos pluricelulares que tienen movilidad, su metabolismo es mediante la respiración y su reproducción es sexual.
  • Fungi. Así como las plantas, son inmóviles, pero no son capaces de fabricar su propio alimento. Su nutrición proviene de la descomposición de materia orgánica y se reproducen por esporas.

Partes que componen a las células eucariotas

Las estructuras que hacen parte de estas células también se les llama organelos. Algunos de estos se identifican fácilmente en el interior de las células, porque poseen membranas que los delimitan; otros son espacios en el citosol llamados orgánulos sin membrana.

También, cada una de estas estructuras subcelulares, cumplen una especialidad que ayuda a la célula a cumplir su papel en el organismo que compone.  A continuación, se describe las estructuras subcelulares más relevantes de las células eucariotas:

Células eucariotas

El núcleo celular

Esta es la característica esencial y más destacada cuando se observan a través de un microscopio las células eucariotas El núcleo está delimitado por una membrana doble y en él se encuentra el ADN; es en el ADN donde se guardan los datos genéticos necesarios para que la célula pueda cumplir con todas sus funciones biológicas. Por esto, se le llega a llamar el «cerebro» de la célula.

Estas células tienen unas estructuras llamadas ribosomas, son las encargadas de leer las instrucciones genéticas para sintetizar proteínas; el núcleo celular, es el encargado de producir el ribosoma, para que luego este viaje al citoplasma a cumplir su tarea. Debido a esta dinámica, la membrana del núcleo celular posee poros por donde las moléculas puedan entrar y salir.

Estas son algunas de las partes más destacadas del núcleo celular:

  • Envoltura nuclear. Está compuesta por dos capas de superficie porosa.
  • Nucléolo. Entre otras cosas, sintetiza el ARNr (ácido ribonucleico ribosómico).
  • Nucleoplasma. Contiene el ADN, otras moléculas y proteínas.
  • Cromosomas. Están compuestos de ADN.
  • Cromatina. Es el cromosoma ya descondensado.
  • Lámina nuclear. Solo se encuentra en la célula animal, da soporte al núcleo.

Membrana celular

Esta parte de las células eucariotas es también conocida como membrana citoplasmática; consiste en una capa doble que ayuda a separar el interior de las células del exterior. Estas dos capas se componen de lípidos, que en mayor medida es colesterol, pero se encuentran también fosfoglicéridos y esfingolípidos; tienen un 20% de proteínas y un 8% de glúcidos (azúcares).

Las funciones de la membrana celular en las células eucariotas, se puede dividir en cuatro tipos, estos son:

  • Delimitar. Como ya se dijo, la membrana celular separa y protege el contenido de la célula, de su entorno, además, le da estructura y forma.
  • Comunicar. La membrana celular, recibe los estímulos que ponen en marcha los distintos procesos celulares; estos pueden ser la división de la célula, su movimiento o la secreción de sustancias bioquímicas.
  • Preservar. Una función importante de la membrana celular es mantener el interior de la célula en condiciones estables. Gracias a esto, sustancias como el agua, se mantienen en las concentraciones ideales para la supervivencia de la célula.
  • Administrar. Debido a que tiene una superficie semipermeable, la membrana celular puede gestionar el tránsito de sustancias. Por tanto, es la membrana la que transporta los nutrientes hacia el interior de la célula y expulsa las toxinas. 

Citoplasma

Es el espacio existente entre la membrana y el núcleo celular; y comprende todo el contenido existente en esta zona de las células eucariotas; estos son el citosol, el citoesqueleto y los organelos.

Se identifican dos áreas en el citoplasma; está el ectoplasma, el área más próxima a la membrana plasmática y suele colaborar en el movimiento de la célula.  También existe el endoplasma, el área más próxima al núcleo celular, y donde se encuentran gran parte de los organelos.

Citosol y citoesqueleto

El citosol es una sustancia acuosa compuesta por glúcidos, lípidos, proteínas, iones (como potasio y sodio) y otros tipos de sustancias disueltas en agua. Esta sustancia, que circunda los organelos y el núcleo celular, cumple múltiples funciones para las células eucariotas.

En el citosol tienen lugar muchos procesos celulares; por ejemplo, la interpretación de las señales que llegan desde la membrana celular hacia las distintas estructuras de la célula. El citosol también ayuda a transportar las sustancias necesarias para la supervivencia de las células eucariotas; lleva estas sustancias desde el lugar donde se produce hasta el lugar donde se utilizará.

citosol células eucariotas

El citoesqueleto se compone por unos filamentos proteicos que forman una estructura que se extiende por todo el citoplasma. A pesar de su nombre, el citoesqueleto es una estructura dinámica que puede ensamblar (polimerizar) o deshacer (despolimerizar) sus filamentos proteicos. Gracias a esta propiedad, la célula puede modificar su andamiaje según las necesidades de esta.

Es el citoesqueleto el que le otorga firmeza a las células eucariotas; es a través de esta estructura que las células tienen movimiento, les da la debida organización a los organelos y facilita la comunicación entre estos. El citoesqueleto también es fundamental en la reproducción celular; por otro lado, da resistencia a la célula ante las presiones mecánicas.

Retículo endoplasmático

Es un sistema de membranas que se extiende desde la membrana del núcleo celular, hacia el resto de la célula. Esta red de membranas está organizada por dominios; estos cumplen diferentes funciones que tienen que ver con la síntesis y el tránsito de las proteínas y otras moléculas.

Entre los dominios del retículo endoplasmático que hace parte de las células eucariotas, sobresalen dos:

  • Retículo endoplasmático rugoso. A este dominio es que los ribosomas añaden las proteínas que ha ensamblado, y que están destinadas a la membrana y a su exterior. Es culpa de los ribosomas que presenta un aspecto rugoso.
  • Retículo endoplasmático liso. La ausencia de ribosomas en su superficie le permite el aspecto liso. Por esto también, no colabora en la tarea de sintetizar proteínas; pero ayuda a sintetizar lípidos y sus derivados, como el colesterol, las hormonas esteroides y ácidos biliares.

Aparato de Golgi

Esta estructura de la célula, formada por membranas, debe su nombre al científico italiano C. Golgi. Algunas de las funciones que cumple este organelo son:

  • Encargarse de añadir y modificar los glúcidos que harán parte de los proteoglucanos, polisacáridos, glucolípidos y las glucoproteínas.
  • Terminar de sintetizar los lípidos que harán parte de la membrana celular.
  • Gestionar el reparto de las moléculas a las diferentes áreas de las células eucariotas; estas moléculas, pueden ser las que provienen del retículo endoplasmático o las que se sintetizan en el propio aparato de Golgi. Para cumplir con esta tarea se vale de las vesículas.

Mitocondrias

Son las responsables de generar mucha de la energía necesaria para los procesos bioquímicos en las células eucariotas. Las mitocondrias sintetizan el ATP (adenosín trifosfato), fundamental para la obtención energética de la célula. Esta síntesis la hace a partir de combustibles como la glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos; a todo este proceso se le conoce como respiración celular.

Generalmente, la forma de las mitocondrias es alargada, aunque por su naturaleza, se pueden deformar, dividir y fusionar. Poseen dos membranas muy parecidas a la membrana celular y tiene su propio cromosoma (ADN mitocondrial). En proporción a la necesidad energética de la célula, esta puede poseer mayor o menor número de mitocondrias.

Lisosomas

En los lisosomas se lleva a cabo la degradación molecular; en su interior contiene enzimas digestivas (enzimas hidrolíticas) que descomponen en moléculas pequeñas, a las moléculas grandes para que la célula pueda utilizarlas para nutrirse.

También son capaces de destruir las bacterias y los virus que pudieran invadir a las células eucariotas. Los lisosomas son partícipes de la muerte celular programada (apoptosis) que ocurre cuando la célula sufre un daño irreparable.

Pared celular

Esta estructura solo se halla en las células procariotas, y en las células vegetales y hongos. Está situada en el exterior de la membrana plasmática; en el caso de las células vegetales, su composición es de celuloso, y de quitina, en el caso de los hongos.

Células eucariotas
Fuente: Wikipedia

Las funciones que cumplen son las de dar forma y tamaño a las células, es la autora de la rigidez que caracteriza a las plantas; también es parte de la defensa de la planta ante los agentes externos que podrían causarle daño. Además, es un medio de transporte y de comunicación de agua y otras moléculas entre las distintas células del organismo al que pertenece.

Vacuolas

Es un compartimento característico de las células eucariotas vegetales y hongos, aunque algunas células animales lo tienen, pero en menor tamaño. Por lo general, en las células vegetales llegan a tener gran tamaño, pueden representar el 90 % del volumen de la célula. En su interior contiene soluciones acuosas que varían de concentración, llegando, incluso, a volverse sólido.

Se puede enlistar, por lo menos tres funciones esenciales de este organelo:

  • Turgencia. Mediante este mecanismo de presión hidrostática, la vacuola mantiene la forma y el tamaño celular.
  • Almacenamiento. La vacuola es un centro de almacenamiento de azúcares y proteínas. También almacena sustancias tóxicas, esto como mecanismo de protección.
  • Degradación. En cierta medida, las vacuolas cumplen la misma función de los lisosomas en las células animales. Por lo que también es usada por la célula para degradar moléculas.

Cloroplasto

Este organelo es propio de las células eucariotas vegetales y de algunas algas. Es responsable de la fotosíntesis, mecanismo mediante el cual estos organismos, convierten a la energía lumínica en energía de enlaces químicos. Para esta tarea, el cloroplasto se vale de varios pigmentos y moléculas; de estos se destaca la clorofila, que es el que le da el color verde, característico de las plantas.

Centriolos

Son estructuras exclusivas de la célula animal, que tienen forma de tubos y son esenciales en los procesos implicados en la división celular.

Siempre se organizan en pareja; así, durante la división de la célula, cada centriolo emparejado, llegue a ser parte de cada una de las células resultantes. También ayuda a mantener la organización de la célula, y transportan los organelos y partículas al interior de las células hijas.

Reproducción o división de las células eucariotas

Tal como ocurre con cualquier ser vivo, las células eucariotas cumplen distintas etapas en su vida, como son las de crecer, reproducirse y morir. La etapa de la reproducción en las células tiene el objetivo de mantener el crecimiento, la reposición de tejidos y perpetuar la existencia del organismo al que pertenece.

La etapa en la que la célula se reproduce se lleva a cabo cuando una célula predecesora se divide hasta dar lugar a dos células hijas. Esta división se da de manera más sencilla en las células procariotas, que se da por medio de la fisión binaria. Para las células eucariotas, la reproducción envuelve procesos más complejos, que se pueden diferenciar en dos:

Mitosis

Este proceso tiene lugar cuando, en el núcleo, el ADN se reparte equitativamente; los cromosomas se replican y producen dos núcleos iguales que serán parte de las células hijas resultantes.

La mitosis precede a la división total de la célula, esta tiene lugar cuando se copia, por completo, el contenido celular para dar lugar a dos células hijas; estas nuevas células llevan el mismo ADN que su predecesora.

Este es el tipo de reproducción asexual más común en las células eucariotas, que incluso, tiene lugar en las células que componen los organismos pluricelulares; en ellos la mitosis es necesaria para su crecimiento, para reparar los tejidos dañados y para conservar la información genética, mediante sus copias idénticas.   

Meiosis

Esta manera de dividirse de las células eucariotas es esencial para la reproducción sexual; es por medio de la meiosis que los organismos producen las células sexuales (gametos). Este proceso celular da como resultado un par de células hijas que poseen material genético distinto a la célula predecesora.

El ser vivo resultante de la unión de las células sexuales (un gameto masculino y uno femenino), poseerá un material genético diferente a sus predecesores; esto como consecuencia a la mezcla de la mitad del material genético de cada una de las células sexuales o gametos.

Función de las células eucariotas

Como elemento fundamental del organismo que compone, las células eucariotas cumplen tres funciones esenciales para la supervivencia del organismo que compone, estas son:

La autoconservación

A través de procesos celulares, las células eucariotas transforman en nutrientes a la materia y la energía que obtienen del exterior. Estos procesos pueden darse de dos maneras:

  • Nutrición autótrofa. Que puede ser por fotosíntesis o por quimiosíntesis; este proceso se lleva a cabo para sintetizar nutrientes sencillos e inorgánicos en energía.
  • Nutrición heterótrofa. Este tipo de alimentación la usa el tipo de seres vivos que solo pueden absorber nutrientes a partir de materia orgánica.

La reproducción  

Esta función es necesaria para el crecimiento, la renovación de tejidos y la perpetuación de la vida del organismo al que pertenecen las células eucariotas. Como ya se mostró, esta puede darse por medio de la mitosis y/o de la meiosis.

La relación con el medio ambiente

Se relaciona con la capacidad de la célula para percibir y reaccionar ante los estímulos externos, que pueden ser de naturaleza lumínica, química o mecánica. Las respuestas a estos estímulos son a través del movimiento celular o de la segregación de moléculas para responder a estímulos nerviosos u hormonales.

Un enorme camino por descubrir

Como se ha podido observar, gracias a las células eucariotas, es posible la existencia de organismos tan complejos como los animales, los vegetales y los hongos; y la investigación científica ha dado claridad de las diferentes de partes y los procesos celulares; pero aún queda mucho por descubrir de este pequeño e importante elemento de los seres vivos. 

Referencias:

  • www.genome.gov/es/genetics-glossary
  • www.mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/1-introduccion.php
  • https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_eucariota
  • www.concepto.de/celula-eucariota/
  • www.www.monografias.com/trabajos102/celula-celula-procariota-y-eucariota/celula-celula-procariota-y-eucariota.shtml
  • www.10celula.com/tipos/eucariota/

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