Especialización y Estructura Celular Eucariota

Especialización Celular

• La especialización celular se refiere a la capacidad de las células para desarrollar funciones específicas dentro de un organismo.
• Se requiere una maquinaria molecular específica, principalmente formada por proteínas, para realizar la función.
• Muchas funciones celulares requieren la coordinación de diferentes tipos de células que actúan en conjunto.
• En algunos casos, la función de una célula implica su muerte después de la diferenciación, como en las células que forman las uñas o la madera.
• Las células eucariotas se clasifican en dos tipos principales: células animales y células vegetales.

Estructura General de la Célula Eucariota

• La célula eucariota está compuesta por diferentes organelos como:
  • Núcleo
  • Mitocondrias
  • Citoplasma
  • Membrana plasmática
  • Complejo de Golgi
  • Retículo endoplasmático liso y rugoso
  • Citoesqueleto (formado por microtúbulos, filamentos intermedios y microfilamentos)
  • Ribosomas y lisosomas
• Las células vegetales, además de los organelos mencionados, contienen:
  • Vacuolas de mayor tamaño
  • Pared celular
  • Cloroplastos

Membrana Plasmática

• La membrana plasmática es la envoltura que delimita la célula.
• Está compuesta por una bicapa de fosfolípidos con moléculas de colesterol, formando una matriz fluida donde se encuentran proteínas.
• Las proteínas pueden estar unidas a carbohidratos formando glucoproteínas.
• Entre las funciones principales de la membrana plasmática se encuentran:
  • Aislar el contenido celular del medio exterior.
  • Regular la entrada y salida de materiales de la célula.
  • Permitir la interacción con otras células y el ambiente extracelular.
• Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica, funcionando como barrera para la mayoría de los iones y moléculas hidrofílicas.
• Las proteínas de membrana facilitan la comunicación entre la célula y el exterior.

Estructura de la Membrana Celular

• Las membranas celulares están formadas por lípidos, proteínas y glúcidos.
• Los lípidos se organizan en una bicapa lipídica, donde las partes hidrofóbicas se encuentran en el centro y las hidrofílicas en contacto con el agua.
• Las proteínas integrales se encuentran ancladas a los lípidos, algunas atravesando la membrana completamente (proteínas transmembrana).
• Las proteínas asociadas se unen temporalmente a la superficie de la bicapa lipídica.
• Los glúcidos se encuentran unidos a los lípidos o a las proteínas, siendo abundantes en la superficie externa de la membrana plasmática.

Tipos de Transporte de Membrana

• La membrana plasmática actúa como una barrera para la libre difusión de iones y moléculas cargadas eléctricamente.
• La mayoría de las moléculas con actividad biológica deben atravesar la membrana de forma selectiva para cumplir sus funciones.
• El transporte de membrana es crucial para la creación de gradientes electroquímicos necesarios para la fisiología celular.

Ciclo de Krebs

• El ciclo de Krebs es una serie de reacciones químicas que descomponen la glucosa para obtener energía.
• Se produce en la mitocondria y genera ATP, NADH, FADH2 y CO2.
• El ciclo se divide en una serie de pasos con moléculas intermediarias:
  • El suscinato se transforma en fumarato.
  • El fumarato se transforma en malato.
  • El malato se transforma en oxaloacetato.
• El NADH y el FADH2 donan sus electrones a la cadena de transporte de electrones.

Cadena de Transporte de Electrones

• La cadena de transporte de electrones utiliza los electrones liberados de la glucosa durante la glucólisis, formación de acetil CoA y el ciclo del ácido cítrico.
• Se encuentra en la membrana interna de las mitocondrias en las células eucariotas y en la membrana plasmática de las bacterias.
• Los electrones pasan a través de una serie de aceptores de electrones, perdiendo energía gradualmente en cada paso.
• Los aceptores de electrones incluyen flavoproteína mononucleótido de flavina (FMN), ubiquinona (coenzima Q o CoQ), sulfoproteínas de hierro y citocromos.
• El oxígeno es el aceptor final de electrones, lo que convierte la respiración en aeróbica.

Cloroplastos

• Los cloroplastos son orgánulos exclusivos de las plantas y protistas fotosintéticos.
• Están rodeados por una membrana doble.
• La membrana interna del cloroplasto contiene un fluido llamado estroma.
• El estroma contiene grupos interconectados de sacos membranosos llamados tilacoides, que se apilan formando grana.
• La membrana de los tilacoides contiene clorofila.
• En el cloroplasto se realiza la fotosíntesis, proceso que capta la energía solar y la transforma en energía química.

Fotosíntesis

• La fotosíntesis es un proceso por el cual los organismos fotoautótrofos utilizan la energía solar para producir moléculas orgánicas a partir de dióxido de carbono y agua.
• La ecuación general de la fotosíntesis es: 6CO2 + 6H2O + energía solar → C6H12O6 + 6O2.
• Es fundamental para el balance de la vida en la tierra, afectando la atmósfera y el clima.
• La luz visible es una pequeña parte del espectro electromagnético y es la que se utiliza en la fotosíntesis.

Espectro Electromagnético

• El espectro electromagnético incluye radiación de diferentes longitudes de onda, desde las ondas de radio de mayor longitud hasta los rayos gamma de menor longitud.
• Cada tipo de radiación tiene una energía diferente.
• Los rayos gamma tienen la longitud de onda más corta y la mayor energía.
• La luz visible ocupa una pequeña parte del espectro electromagnético, con longitudes de onda entre 380 y 760 nm.

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