Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso que utilizan las plantas, algas y algunas bacterias para sintetizar su alimento, usando como fuente de energía la luz solar que transforma en energía de enlaces químicos. En los organismos eucariontes, la fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos. El proceso de la fotosíntesis se puede resumir en la siguiente ecuación química:
Hay cuatro elementos fundamentales que intervienen en la fotosíntesis:
1. La luz solar, que es la fuente de energía. Los colores del espectro visible que la clorofila absorbe mejor son el azul y el rojo. La función de la luz es, por una parte, excitar a las moléculas de clorofila y, por otra, romper las moléculas de agua, proceso que se conoce como fotólisis.
2. El bióxido de carbono (CO2) de la atmósfera es la fuente de carbono y oxígeno para la síntesis de glucosa.
3. El agua es el agente reductor (donador electrónico) y en los organismos fotosintéticos eucariontes se desprende oxígeno a partir de ella.
4. La clorofila es el principal pigmento presente en los cloroplastos capaz de captar la luz solar. Hay varios tipos de clorofila: a, b, c y d; pero la más común es la a, porque se encuentra en todos los vegetales y algas.

El proceso de fotosíntesis se divide en dos fases: luminosa y oscura.

CLOROPLASTOS

Son organelos de doble membrana, presentes únicamente en las células vegetales y en protistas fotosintéticos, los cuales almacenan el pigmento verde llamado clorofila que capta la luz solar. Los cloroplastos están constituidos de una membrana externa que delimita al organelo del citoplasma y rodea al estroma dentro del cual se encuentran sacos membranosos llamados tilacoides, que forman la membrana interna; éstos se apilan formando estructuras llamadas granas.

Vacuolas

Las vacuolas realizan muchas funciones, incluidas las de soporte y eliminación de alimentos y desechos; están rodeadas por una membrana única. Las células eucarióticas contienen varios tipos de vacuolas, tanto temporales como permanentes, que realizan una gran variedad de funciones.

La vacuola central de muchas células vegetales da soporte a la célula y también sirve como sitio de almacenamiento para desechos metabólicos.
Otras vacuolas almacenan alimentos o ayudan a la célula a eliminar el exceso de agua que se difunde a su interior.

LISOSOMAS

Los lisosomas son vesículas con una estructura muy sencilla y están rodeados solamente por una membrana. Contienen gran cantidad de enzimas hidrolíticas (digestivas) que degradan todas las moléculas inservibles para la célula. Funcionan como estómagos de la célula y además de digerir cualquier sustancia que ingrese del exterior (lisosomas secundarios o vacuolas digestivas), ingieren restos celulares viejos para digerirlos también, por tanto son llamados autofagosomas o vacuolas autofágicas o digestivas. Cuando las células enferman, los lisosomas rompen su membrana y las enzimas encerradas en su interior destruyen toda la célula en un proceso denominado autolisis.
Actualmente se conocen unas 40 enzimas lisosómicas, todas ellas son hidrolasas ácidas del tipo de las proteasas, nucleasas, lipasas, fosfolipasas, fosfatasas, glucosidasas y sulfatasas. Las enzimas hidrolíticas de los lisosomas se forman a partir del retículo endoplásmico rugoso y posteriormente son empaquetadas por el complejo de Golgi, originándose así los lisosomas.

COMPLEJO DE GOLGI

El complejo de Golgi, también conocido como aparato de Golgi, consiste en cisternas aplanadas, discoides con rebordes amplios relacionados con vesículas emergentes. Realiza funciones específicas, tales como la distribución de proteínas y lípidos que recibe del retículo endoplásmico, algunas de estas proteínas son enzimas que se envían a los lisosomas. Transforma las proteínas y los residuos de carbohidratos para formar glucoproteínas presentes en la superficie externa de la membrana celular. Almacena las glucoproteínas en vesículas para ser enviadas a otras partes de la célula.

RETÍCULO ENDOPLÁSMICO

El retículo endoplásmico es un organelo que se distribuye a través del citoplasma, desde la membrana nuclear hasta la membrana plasmática. Se observan dos tipos de retículos endoplásmicos; el rugoso (RER) y el liso (REL), que se diferencian entre sí por los siguientes aspectos:
a) El RER presenta ribosomas adheridos a sus membranas y el REL no las tiene.
b) El RER es un conjunto de canales con forma de cisternas en cuyas paredes membranosas se realiza la síntesis de proteínas con la intervención de los ribosomas (ARNr), el ARN mensajero y el ARN de transferencia.
c) A medida que el RER se aleja de la membrana nuclear externa y se distribuye en el citoplasma, hay una zona de transición donde cambia de forma (canales y cisternas) y se observan los retículos con tubos anastomosados entre sí y cuyas paredes membranosas carecen de ribosomas. Retículo endoplásmico rugoso

d) Como consecuencia desarrollan funciones diferentes. En el retículo endoplásmico liso se sintetizan algunos fosfolípidos, hormonas esteroides y ácidos grasos. Mientras que en el retículo endoplásmico rugoso se realiza la síntesis proteica y la maduración de las proteínas de exportación y las que se transportan a otros organelos celulares.


Las células tienen cantidades distintas de REL o RER, según sus actividades. Por ejemplo, las células que secretan gran cantidad de proteínas tienen una gran actividad de RER.

Núcleo y Nucléolo

NÚCLEO
Es el organelo más prominente de la célula y se localiza en cualquier sitio del citoplasma. Está rodeado por un par de membranas concéntricas denominadas en conjunto envoltura nuclear o membrana nuclear. No es continua, sino que posee poros que permiten el paso de las cadenas de ARNm, sintetizadas del núcleo al citoplasma para que realicen su función. El poro es un complejo proteínico que controla el paso de sustancias a través de la envoltura nuclear. Además de que esta envoltura separa el contenido nuclear o nucleoplasma del citoplasma. El nucleoplasma es un medio acuoso de solución coloidal en estado semigel, rica en proteínas y es donde están suspendidos los cromosomas.

Se considera que esta membrana y el núcleo tienen la misma relación que la membrana plasmática y el citoplasma, o sea, que regulan de la misma manera los materiales que pasan hacia dentro y fuera del núcleo.

Dentro del núcleo se encuentra uno o más nucléolos que son pequeños cuerpos amorfos, los cuales a menudo cambian de forma y tamaño.

Cuando una célula inicia su división éstos desaparecen y cuando termina la división celular aparecen nuevamente.

Los cromosomas son estructuras que se forman de ADN altamente compactado. Cuando se encuentran en este estado, se utiliza el término cromatina.

La cromatina se encuentra formada por una nucleoproteína. Las nucleoproteínas son estructuras complejas formadas por ácidos nucleicos y proteínas del tipo de las histonas que en conjunto se denominan nucleosomas. Las histonas son proteínas básicas, pues son ricas en aminoácidos, tales como la lisina y la arginina; éstos contienen un grupo amino libre capaz de adquirir un protón por poseer un par de electrones no compartido, por lo tanto tienen carga positiva.
El ADN lleva carga negativa debido a la presencia de numerosos grupos fosfatos, por lo cual las histonas se enlazan fuertemente con el ADN. La célula inicia la división y la cromatina se organiza en los cromosomas, término que quiere decir cuerpos coloreados. El núcleo es el centro de regulación de la célula, cuyas principales funciones son:
1. La continuidad celular: Es necesario para la reproducción y regeneración de las partes perdidas. En general, es el centro de control.
2. Contiene los factores hereditarios de la célula, permitiendo así que sus características pasen a sus descendientes.

Nucléolo
Aquí se sintetizan los tipos de moléculas de ARNr que se usan en la formación de los ribosomas. Los nucléolos son esenciales para la síntesis de proteínas y de ácidos ribonucleicos.