Célula eucariota: características, partes, funciones, tipos
¿Qué es una célula eucariota?
La célula eucariota es el tipo de célula que forma a los animales, las plantas, los hongos y a los seres humanos. Junto con las células procariotas, que forman a otros organismos como las bacterias y las arqueas, estas células son las unidades básicas con las que se forman los seres vivos.
Las células eucariotas son como seres vivos microscópicos, es decir, tan pequeños que no podemos verlos solo con nuestros ojos, sino que tenemos que utilizar algún aparato que nos ayude a magnificarlos para verlos mejor.
Como son seres vivos, decimos que cada célula eucariota, así como un animal, un hongo, una planta o nosotros mismos, puede alimentarse, crecer, reproducirse, procesar información, responder a estímulos externos o internos del medio y llevar a cabo reacciones químicas.
Estas son las características que definen, en general, a todo ser vivo sobre la Tierra y es que las células, sean eucariotas o procariotas, son las unidades básicas más pequeñas de todo ser vivo.
Organismos eucariotas uniceluares y multicelulares
Los seres vivos formados por células eucariotas se conocen como organismos eucariotas, y pueden estar formados por una o por muchas células:
- Aquellos que están compuestos por una sola célula se conocen como eucariotas unicelulares.
- Aquellos que lo están por más de una son eucariotas multicelulares.
La mayor parte de los animales, plantas y hongos que conocemos están formados por más de una célula, pero hay muchos eucariotas unicelulares que son muy abundantes e importantes desde muchos puntos de vista, como las levaduras unicelulares, los hongos unicelulares, parásitos, zooplancton o fitoplancton.
Características de la célula eucariota
Algunas características especiales de las células eucariotas incluyen:
– Están formadas o delimitadas por una membrana que permite el intercambio de ciertas sustancias entre el interior celular y el medio extracelular.
– Dependiendo del tipo de célula y del organismo de que se trate, las células eucariotas pueden medir hasta 100 micras.
– En su interior suelen encontrarse distintas estructuras delimitadas por membranas, formando una suerte de compartimientos que son relativamente impermeables al medio que los rodea. Dentro de cada compartimiento se llevan a cabo procesos químicos especiales que permiten que la célula sea un ente viviente.
– Todas las características de las células eucariotas están determinadas por la información almacenada en una molécula conocida como ácido desoxirribonucleico (ADN), que está encerrado en un compartimento membranoso llamado núcleo.
– Son células que necesitan energía y para ello requieren de nutrientes que pueden, o no, obtener del medio donde se encuentran.
– Algunas células son móviles, pues presentan cilios, flagelos o seudópodos, pero otras son completamente inmóviles.
– En los organismos multicelulares, las células eucariotas tienen la capacidad de interactuar entre sí para formar tejidos, asociándose estrechamente unas con otras, intercambiando nutrientes, información y distintos tipos de mensajes químicos importantes (comunicándose).
Partes de la célula eucariota (organelos)
Todas las células eucariotas, bien sea que pertenezcan a un animal, a un hongo o a una planta, tienen una organización interna bastante compleja, de lo que dependen sus funciones.
Tienen, entre otras cosas, un núcleo membranoso y gran variedad de organelos internos que también están delimitados o separados por membranas, veamos cuáles son:
El núcleo
El núcleo es el orgánulo intracelular más prominente y característico de una célula eucariota. Es donde se encierra el material genético (los ácidos nucleicos) en estrecha asociación con unas proteínas llamadas “histonas”, que forman los cromosomas eucariotas.
Dichas proteínas histonas ayudan a compactar todo el ADN de un organismo (excepto el mitocondrial) en el interior del núcleo y, además, juegan un papel muy importante en la expresión de los genes en cada célula.
El núcleo está delimitado por la envuelta nuclear, que consiste en un par de membranas concéntricas que separan los componentes nucleares del resto del citosol y que tiene importantes funciones desde el punto de vista de la expresión génica y de la interacción del medio intracelular.
Las mitocondrias
El citosol de una célula eucariota también posee otros orgánulos membranosos muy importantes, encargados de la generación de la energía aprovechable por la célula: las mitocondrias.
Gracias a estos orgánulos, los organismos vivos tienen la capacidad de vivir en presencia de oxígeno.
Las mitocondrias son estructuras “bastoniformes”, similares a una bacteria (consultar la teoría endosimbiótica); tienen su propio genoma, por lo que se replican casi independientemente de la célula que las alberga, y poseen dos membranas, una interna sumamente plegada y otra externa, que encara el citosol.
Entre la mitocondria, el citosol y algunos de los orgánulos membranosos de las células eucariotas ocurre un intercambio constante de metabolitos e información, que son imprescindibles para el funcionamiento de la célula.
Retículo endoplásmico
El retículo endoplásmico es otra estructura membranosa interna de las células eucariotas. Consiste en una especie de “laberinto” cuyos espacios están interconectados y rodeados por una membrana, la cual es una continuación de la membrana que forma la envuelta nuclear que encierra el material genético dentro del núcleo.
Se distinguen dos regiones en este orgánulo, una “lisa” y otra “rugosa”. Aquella con aspecto rugoso tiene ribosomas asociados y es el principal sitio de síntesis proteica y de las sustancias exportadas por la célula. La región lisa, en cambio, se dedica a la síntesis de lípidos y otras sustancias, y al almacenamiento de ciertas moléculas.
Complejo de Golgi
El complejo de Golgi se define como una “pila de sacos aplanados” que están recubiertos por una membrana. Es uno de los sitios donde ocurre la modificación de las proteínas que son sintetizadas en el retículo endoplásmico y participa, además, en su distribución a otras regiones de la célula y hacia el exterior.
Lisosomas y peroxisomas
Otros orgánulos internos propios de los eucariotas son aquellos que participan en la digestión y el procesamiento de los materiales de desecho y las especies reactivas tóxicas para el funcionamiento celular.
Aunque no están presentes en todas las células y puede que cumplan distintas funciones dependiendo de la especie, normalmente las células eucariotas poseen lisosomas y peroxisomas.
- Los lisosomas son orgánulos de pequeño tamaño y tienen a su cargo la digestión intracelular de las proteínas “obsoletas”, liberando al citosol compuestos nutritivos.
- Los peroxisomas, por otra parte, se encargan principalmente de la degradación de las especies reactivas de oxígeno y también participan en la oxidación de los ácidos grasos.
En algunos microorganismos parasitarios existen peroxisomas modificados y especializados para el catabolismo de la glucosa, por lo que se conocen como glicosomas.
Vacuolas
Las células vegetales y algunas células animales poseen una vacuola, que es un orgánulo de gran tamaño y de suma importancia para el crecimiento y el desarrollo de las plantas. La vacuola en las células vegetales suele ocupar más del 80% del volumen celular, contiene agua y también un sistema de endomembranas conocido como el tonoplasto.
Algunos organismos unicelulares formados por células eucariotas animales presentan vacuolas contráctiles que, entre otras cosas, utilizan para propulsar su movimiento en un medio acuoso.
Citoesqueleto
Un importante aspecto que diferencia a las células eucariotas de las procariotas es la presencia de una red de proteínas filamentosas internas que forman una suerte de andamio interno en el citosol.
Este “andamio” contribuye no solo a la estabilidad mecánica de las células, sino que también tiene importantes funciones para la comunicación intracelular, el transporte interno y los movimientos celulares, etc.
Cilios y flagelos
Así como es cierto para las bacterias, muchas células eucariotas, animales y vegetales, poseen estructuras externas compuestas por microtúbulos y que funcionan especialmente en la locomoción y el desplazamiento.
Los flagelos son estructuras de hasta 1 mm de largo, mientras que los cilios pueden tener de 2 a 10 micras de longitud. Estas estructuras son abundantes en los microorganismos y en los organismos multicelulares de pequeño tamaño.
En los animales y las plantas también existen células con cilios y flagelos. Tal es el caso del flagelo de las células espermáticas y los cilios que recubren las superficies celulares que conforman los epitelios internos de algunos órganos.
Funciones de la célula eucariota
Reproducción
Las células eucariotas pueden reproducirse tanto por la vía sexual como la vía asexual. Sexualmente, los organismos eucariotas se reproducen mediante la fusión de dos células (los gametos) provenientes de dos organismos distintos, las cuales tienen la mitad de la carga genética cada “parental”.
El resultado de la reproducción sexual eucariota es una nueva célula -el cigoto- que tiene en su interior la mitad de la información genética de un individuo y la mitad de otro; de lo que entendemos que se trata de un tipo de reproducción que genera mucha variación genética. La reproducción sexual se da por meiosis.
Por otra parte, gran cantidad de eucariotas se reproducen por la vía asexual mediante divisiones mitóticas. En estas divisiones, cada célula hace una copia prácticamente idéntica de sí misma y luego se divide, formando dos células iguales.
Nutrición
Los eucariotas pueden ser heterótrofos o autótrofos. Generalmente se dice que los animales y los hongos están formados por células eucariotas heterótrofas, es decir, que no pueden “fabricar” su propio alimento.
Los animales deben obtener la energía y los nutrientes orgánicos que necesitan a partir del consumo de otros organismos como las plantas u otros animales, y los hongos hacen lo propio pero generalmente a partir del consumo de materia orgánica en descomposición.
Las plantas, en cambio, están formadas por células eucariotas autótrofas, lo que significa que son capaces de producir su alimento a partir de fuentes inorgánicas, como la luz del sol.
La mayoría de los animales y los hongos necesitan oxígeno y agua para sobrevivir, y las plantas se encargan de la producción de ese oxígeno; estas últimas, a su vez, necesitan agua y dióxido de carbono.
Relación
Como cualquier ser vivo, los organismos eucariotas unicelulares y multicelulares se relacionan con su entorno de distintas maneras, bien sea con organismos de su misma especie o con organismos de especies diferentes.
Estas relaciones, que pueden llamarse “relaciones ecológicas” interespecíficas e intraespecíficas y pueden ser beneficiosas, deletéreas o neutrales.
Además, es importante resaltar que las células de los organismos eucariotas multicelulares están en estrecha relación entre sí, pues para formar los tejidos, órganos y sistemas corporales que constituyen a los animales y las plantas multicelulares, deben intercambiar información y comunicarse constantemente.
Tipos de células eucariotas
Células eucariotas vegetales
Las plantas y las algas están formadas por células vegetales. Estas células, además de las mitocondrias, poseen unos orgánulos (plastidios) especializados en la fotosíntesis: los cloroplastos.
Tales orgánulos contienen numerosas invaginaciones y procesos membranosos internos, que son ricos en pigmentos y enzimas específicos, los cuales les otorgan a estas células la capacidad de “producir su propio alimento”, convirtiendo la energía derivada de los rayos del sol en energía química y nutrientes orgánicos.
Las células vegetales tienen, sobre su membrana plasmática, una pared celular formada por un polímero orgánico conocido como celulosa. Es una estructura rígida que les proporciona a estas células cierta resistencia a distintos tipos de fuerzas.
Células eucariotas animales
Todos los animales que conocemos en la biósfera están formados por células animales. Estas células no tienen pared celular ni cloroplastos, como sí la tienen las células vegetales.
Su tamaño y forma varía considerablemente dependiendo del tipo de célula y del tipo de organismo, órgano o tejido al que pertenece.
También se diferencian de las células vegetales por la presencia de unos “orgánulos” conocidos como centrosomas, que contienen a los centriolos; ambas estructuras son las encargadas de la síntesis y organización de los microtúbulos durante la división celular.
Así mismo, l mayor parte de las células animales tiene una capa “mucosa” o “gelatinosa” a su alrededor conocida como glicocálix que es muy importante para estas y que se forma por unos azúcares presentes en la membrana plasmática.
Células fúngicas
Las células fúngicas son las que forman a todos los organismos pertenecientes al reino Fungi, es decir, a los hongos, unicelulares o multicelulares.
Se diferencian de las células animales en que estas tienen una pared celular, pero no está formada por celulosa sino por otro polímero orgánico: la quitina. No tienen cloroplastos ni otros plastidios como las plantas, pero sí los orgánulos típicos de una célula animal.
Eucariotas unicelulares
Las células eucariotas presentes en la naturaleza no solo forman organismos grandes y complejos como los animales, los hongos y las plantas con las que nos familiarizamos diariamente. Existen, además de estos organismos, seres eucariotas unicelulares, es decir, formados por una sola célula.
Estos organismos pueden estar formados por células vegetales (como el fitoplancton), por células animales (como el zooplancton, las amebas y algunos parásitos protozoarios) o por células fúngicas (como las levaduras y otros hongos unicelulares).
Diferencias con la célula procariota
Núcleo
La principal diferencia entre células procariotas y eucariotas es la presencia de un núcleo membranoso en el interior de estas últimas.
De hecho, la palabra “eucariota” deriva de las raíces griegas eu, que significa “verdadero” y karyon, que significa “núcleo”; es decir, que el término define a las células con un “núcleo verdadero”.
La presencia de este núcleo en el citosol de las células eucariotas permite un control más delicado de la expresión de los genes contenidos en el material genético que encierra y, al mismo tiempo, una mayor complejidad en las funciones celulares generales.
Tamaño
Las células eucariotas generalmente se consideran más grandes que las células procariotas. Como ya lo mencionamos, las primeras pueden medir entre 10 y 100 micras, mientras que las últimas tienen un tamaño promedio entre 0.1 y 1 micra.
Este mayor tamaño no solo implica una diferencia de volumen, sino también de complejidad, pues es lo que permite el desarrollo de las estructuras u organelos membranosas que caracterizan a las células eucariotas y que las hace considerablemente más complejas que las células procariotas.
Por otra parte, las células eucariotas pueden asociarse entre sí para formar organismos multicelulares compuestos por tejidos y órganos, mientras que los organismos procariotas son estrictamente unicelulares.
Reproducción
Dependiendo del tipo de célula o del tipo de organismo eucariota de que se trate, la reproducción puede ser sexual o asexual. En otras palabras, las células eucariotas pueden reproducirse o multiplicarse bien sea por mitosis o por meiosis.
Es importante que recordemos que la reproducción asexual contribuye a la multiplicación rápida de una célula, generando un “clon” de sí misma, entretanto la reproducción sexual permite, no solo la multiplicación en número de células, sino que produce células genéticamente diferentes.
La reproducción sexual es, no obstante, un atributo muy particular de los organismos formados por células eucariotas y no corresponde a ninguno de los tipos de reproducción de los organismos procariotas, que se multiplican únicamente de forma asexual.
La reproducción sexual representa, para los organismos eucariotas, una fuente muy importante de variación genética, lo que tiene importantes implicaciones en la gran diversidad observada en este tipo de organismos.
Referencias
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Essential cell biology. Garland Science.
- Cooper, G. M., & Ganem, D. (1997). The cell: a molecular approach. Nature Medicine.
- Evert, R. F., & Eichhorn, S. E. (2013). Raven: biology of plants (No. 581 RAV).
- Hickman, C. P., Roberts, L. S., & Larson, A. (1997). Integrated principles of zoology. 10th edn. Boston: WCB.
- Willey, J., Sherwood, L., & Woolverton, C. J. (2013). Prescott’s microbiology. New York, NY.