Citosol y citoesqueleto

Toda la porción citoplasmática que carece de estructura y constituye la parte líquida del citoplasma, recibe el nombre de citosol por su aspecto fluido. En él se encuentran las moléculas necesarias para el mantenimiento celular. El citoesqueleto , consiste en una serie de fibras que da forma a la célula, y conecta distintas partes celulares, como si se tratara de vías de comunicación celulares. Es una estructura en continuo cambio. Formado por tres tipos de componentes:
1.-Microtúbulos
Son filamentos largos, formados por la proteína tubulina. Son los componentes más importantes del citoesqueleto y pueden formar asociaciones estables, como:
Centriolos
Son dos pequeños cilindros localizados en el interior del centrosoma Figura 1, exclusivos de células animales. Con el microscopio electrónico se observa que la parte externa de los centriolos está formada por nueve tripletes de microtúbulos Figura 3 . Los centriolos se cruzan formando un ángulo de 90:. Figura 2




Cilios y flagelos Son delgadas prolongaciones celulares móviles que presentan básicamente la misma estructura, la diferencia entre ellos es que los cilios son muchos y cortos, mientras que los flagelos son pocos y más largos.
Constan de dos partes: una externa que sobresale de la superficie de la célula, está recubierta por la membrana plasmática y contiene un esqueleto interno de microtúbulos llamado axonema, y otra interna, que se denomina cuerpo basal del que salen las raíces ciliares que se cree participan en la coordinación del movimiento.

1.-Microfilamentos
Se sitúan principalmente en la periferia celular, debajo de la membrana y están formados por hebras de la proteína actina, trenzadas en hélice, cuya estabilidad se debe a la presencia de ATP e iones de calcio. Asociados a los filamentos de miosina, son los responsables de la contracción muscular.
2.-Filamentos intermedios
Formados por diversos tipos de proteínas. Son polímeros muy estables y resistentes. Especialmente abundantes en el citoplasma de las células sometidas a fuertes tensiones mecánicas (queratina, desmina ) ya que su función consiste en repartir las tensiones, que de otro modo podrían romper la célula.
Distribución en el citoplasma de los filamentos del citoesqueleto
Como se puede apreciar en los esquemas de la figura 5, los microtúbulos irradian desde una región del citoplasma denominada centro organizador de microtúbulos o centrosoma.


Los microfilamentos se encuentran dispersos por todo el citoplasma; pero se concentran fundamentalmente por debajo de la membrana plasmática. Los filamentos intermedios, se extienden por todo el citoplasma y se anclan a la membrana plasmática proporcionando a las células resistencia mecánica.

Composición quimica

En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.
Lípidos:
En la membrana de la célula eucariota encontramos tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Todos tienen carácter anfipático ; es decir que tienen un doble comportamiento, parte de la molécula es hidrófila y parte de la molécula es hidrófoba por lo que cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan formando una bicapa lipídica La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes tienen posibilidades de movimiento, lo que le proporciona una cierta fluidez.

LOS MOVIMIENTOS QUE PUEDEN REALIZAR SON:

de rotación: es como si girara la molécula en torno a su eje. Es muy frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos.
de difusión lateral: las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la misma capa. Es el movimiento más frecuente.
flip-flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas enzimas llamadas flipasas. Es el movimiento menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable.
de flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos.
La fluidez es una de las características más importantes de las membranas. Depende de factores como :
la temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura.
la naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.


Proteínas:

Son los componentes de la membrana que desempeñan las funciones específicas (transporte, comunicación, etc.). Al igual que en el caso de los lípidos , las proteinas pueden girar alrededor de su eje y muchas de ellas pueden desplazarse lateralmente (difusión lateral) por la membrana. Las proteinas de membrana se clasifican en:
Proteinas integrales: Están unidas a los lípidos intímamente, suelen atravesar la bicapa lípidica una o varias veces, por esta razón se les llama proteinas de transmembrana.
Proteinas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras proteinas integrales por enlaces de hidrógeno.
Glúcidos
Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana. Estos glúcidos son oligosacáridos unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteinas (glucoproteinas). Esta cubierta de glúcidos representan el carne de identidad de las células, constituyen la cubierta celular o glucocálix, a la que se atribuyen funciones fundamentales:
Protege la superficie de las células de posibles lesiones
Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento, como , por ejemplo, las sanguíneas
Presenta propiedades inmunitarias, por ejemplo los glúcidos del glucocálix de los glóbulos rojos representan los antígenos propios de los grupos sanguíneos del sistema sanguíneo ABO.
Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, particularmente importantes durante el desarrollo embrionario.
En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide.
Con los datos ofrecidos por la microscopía electrónica y los análisis bioquímicos se han elaborado varios modelos de membrana.

La membrána plasmática

La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática". La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula. La membrana plasmática representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular. Es de gran importancia para los organismos, ya que a su través se transmiten mensajes que permiten a las células realizar numerosas funciones. Es tan fina que no se puede observar con el microscopio óptico, siendo sólo visible con el microscopio electrónico. Presenta las siguientes características: 
Es una estructura continua que rodea a la célula. Por un lado está en contacto con el citoplasma (medio interno) y, por el otro, con el medio extracelular que representa el medio externo.
Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada

Organización de una célula eucariota

Todas las células eucariotas, que son las de todos los seres vivos con la excepción de las bacterias cuyas células son mucho más sencillas, comparten un plan general de organización:
Una MEMBRANA
que determina su individualidad
Un NÚCLEO
Que contiene el material genético y ejerce el control de la célula
Un CITOPLASMA
Lleno de orgánulos, dónde se ejecutan practicamente todas las funciones.
La figura muestra un dibujo esquemático de una célula típica con diversos orgánulos en su interior

Estructura de las células

La teoria endosimbiótica

El siguiente paso en la evolución celular fue la aparición de las eucariotas hace unos 1.500 millones de años.
Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica propone que se originaron a partir de una primitiva célula procariota, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar de tamaño, esta primitiva célula conocida con el nombre de urcariota. Esta célula en un momento dado, englobaría a otras células procarióticas, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte.
Algunas fueron las precursoras de los peroxisomas, con capacidad para eliminar sustancias tóxicas formadas por el creciente aumento de oxígeno en la atmósfera. Otras fueron las precursoras de las mitocondrias, encargadas en un principio de proteger a la célula huésped contra su propio oxígeno.
Por último, algunas células procariotas fueron las precursoras de los cloroplastos .De hecho, mitocondrias y cloroplastos son similares a las bacterias en muchas características y se reproducen por división. Poseen su propio ADN y poseen ARN ribosómicos semejantes a los de las bacterias.
La incorporación intracelular de estos organismos procarióticos a la primitiva célula urcariota, le proporcionó dos características fundamentales de las que carecía:
1.-La capacidad de un metabolismo oxidativo, con lo cual la célula anaerobia pudo convertirse en aerobia.
2.-La posibilidad de realizar la fotosíntesis y por tanto ser un organismo autótrofo capaz de utilizar como fuente de carbono el CO2 para producir moléculas orgánicas.
Así mismo, la célula primitiva le proporcionaba a las procariotas simbiontes un entorno seguro y alimento para su supervivencia.
Se trataría de una endosimbiosis altamente ventajosa para los organismo implicados, ya que todos ellos habrían adquirido particularidades metabólicas que no poseían por sí mismos separadamente, ventaja que sería seleccionada en el transcurso de la evolución.
En el siguiente dibujo, puede verse esquematizada esta teoría endosimbiótica:

Las primeras células

La célula es la unidad fundamental de la vida. Es la estructura más pequeña del cuerpo, capaz de realizar todos los procesos que definen la vida: respiración, movimiento, digestión y reproducción, aunque no todas las células pueden realizar todas estas funciones. La mayoría de las células son invisibles para el ojo humano. Hasta el óvulo femenino, la célula más grande del cuerpo, no es más grande que el punto situado al final de esta frase. El tamaño y la forma varían con las funciones celulares.

Los organismos representarían la unidad viviente más primitiva. De este tronco común surgirían en la evolución tres modelos de células procariotas:

-Arqueas

-Urcariotas

-Bacterias

Durante un período de más de 2000 millones de años, solamente existieron estas formas celulares, por lo que se puede pensar que se adaptaron a vivir en todos los ambientes posibles y "ensayarían" todos los posibles mecanismos para realizar su metabolismo. La evolución celular se produjo en estrecha relación con la evolución de la atmósfera y de los océanos.

Las primeras células son heterótrofas anaerobias, utilizan como alimento las moléculas orgánicas presentes en el medio. Como estas moléculas terminarían por agotarse, podría haber ocurrido una primera crisis ecológica, si no hubiera sido porque en algún momento de la evolución celular algunas células aprendieron a fabricar las moléculas orgánicas mediante la fijación y reducción del CO2. Se iniciaba así la fotosíntesis, como un proceso de nutrición autótrofa. El empleo del agua en la fotosíntesis como donante de electrones, tuvo como origen la liberación de CO2 y por tanto la transformación de la atmósfera reductora en la atmósfera oxidante que hoy conocemos.
Empezó una revolución del oxígeno que causaría la muerte de muchas formas celulares para las que fue un veneno, otras se adaptarían a su presencia y algunas células aprendieron a utilizarlo para sus reacciones metabólicas, lo que dio lugar a la respiración aerobia, realizando una nutrición heterótrofa aerobia.