Otro tipo de organelas

La degradación de ácidos grasos y sustancias tóxicas: los peroxisomas

Otro tipo de vesícula relativamente grande -tamaño variable entre 0,2 y 1,7 um de diámetro- presente en la mayoría de las células eucariontes son los peroxisomas. Son vesículas con una sola membrana, en las que se producen diferentes reacciones gracias a las distintas enzimas que contienen; en general se trata de enzimas oxidativas. Junto con las mitocondrias, constituyen los principales sitios de utilización del oxígeno dentro de la célula.

En los peroxisomas, la degradación de ácidos grasos libera energía en forma de calor y compuestos que participan en la síntesis de otras sustancias. En este proceso, la enzima oxidasa hace posible la unión del hidrógeno a los átomos de oxígeno y forma peróxido de hidrógeno (H2O2), un compuesto que es en extremo tóxico para las células vivas. Inmediatamente, otra de las enzimas presentes, la catalasa, escinde el peróxido de hidrógeno acumulado, lo que da como productos agua e hidrógeno, y evita así cualquier daño a las células. Los peroxisomas son particularmente abundantes en las células hepáticas, donde participan en la eliminación por oxidación de algunas sustancias tóxicas como el etanol.

En las plantas se conocen dos tipos diferentes de peroxisomas. Uno está presente en las hojas, donde se realiza el proceso de fotorrespiración y otro, denominado glioxisomas, está presente en semillas en germinación. En los glioxisomas, los ácidos grasos almacenados en las semillas oleaginosas se transforman en azúcares necesarios para el crecimiento de la planta.

La transformación de energía: las mitocondrias

Las mitocondrias son las organelas en las que se degradan moléculas orgánicas y se libera la energía química contenida en sus enlaces mediante un proceso que consume oxígeno: la respiración celular. En este proceso, la energía liberada se almacena en moléculas de ATP y luego se utiliza en otros procesos celulares. En general, cuanto mayor son los requerimientos energéticos de una célula eucarionte, más mitocondrias contiene. Una célula hepática, por ejemplo, tiene alrededor de 2.500 mitocondrias, lo que constituye un 25% de su volumen, mientras que una célula del músculo cardíaco contiene varias veces más mitocondrias y de mayor tamaño. A menudo, las mitocondrias se encuentran agrupadas en áreas celulares de alto requerimiento energético, como por ejemplo alrededor de flagelo en los espermatozoides.

Las mitocondrias están siempre rodeadas por dos membranas: la más interna, plegada hacia adentro, forma crestas que constituyen superficies de trabajo en las que ocurren las reacciones químicas. Cuanto más activa es una mitocondria, más crestas tiene. Las mitocondrias miden alrededor de 1,5 um de ancho y 2 a 8 um de longitud.

Las mitocondrias presentan vestigios de su vida como organismos independientes. Se reproducen por fisión binaria como las bacterias, tienen un pequeño cromosoma que codifica algunas de las proteínas y poseen ribosomas similares a los de los organismos procariontes. El resto de las proteínas que participan en las funciones de la mitocondria se sintetizan en el RER y, al igual que sucede con otras organelas como los cloroplastos y los peroxisomas, ingresan en ellos por medio de una señal específica para cada organela.

La producción y almacenamiento de hidratos de carbono: los plástidos

Los plástidos son organelas que se encuentran sólo en las células de plantas y algas. Están rodeados por dos membranas, al igual que las mitocondrias, y tienen un sistema de membranas internas que pueden estar intrincamente plegados. Los plástidos maduros son de tres tipos: leucoplastos, que pueden almacenar almidón o, en algunas ocasiones, proteínas o aceites y son numerosos en órganos de almacenamiento como raíces (por ejemplo, el nabo) o tubérculos (como la papa); cromoplastos, que contienen pigmentos del tipo de los carotenoides (principalmente el rojo y amarillo brillante de las frutas, las flores, las hojas en el otoño y las zanahorias) y cloroplastos.

Los cloroplastos contienen clorofila y en ellos se producen hidratos de carbono a partir de compuestos sencillos; esto ocurre por el proceso de fotosíntesis, gracias a la utilización de la energía lumínica. A través de este proceso se produce el alimento para las plantas y para todos los otros organismos que las consumen. Además de las dos membranas comunes a todos los plástidos, los cloroplastos tienen una tercera membrana interna: la membrana tilacoide. Esta membrana forma una serie de compartimientos y brinda superficies de trabajo en las que operan las enzimas y ocurren las reacciones involucradas. Los espacios internos de los tilacoides están interconectados y forman un compartimiento continuo.

La síntesis de hidratos de carbono se produce en la estroma, que es el espacio entre la membrana tilacoide y la membrana interna. Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos contienen multiples copias de un pequeño cromosoma -que en este caso se encuentran en la estroma-, así como ribosomas propios a partir de los cuales se sintetizan algunas proteínas propias de estas organelas. En los plástidos se produce una gran cantidad de ATP y son las organelas en las que las plantas sintetizan los ácidos grasos y la mayoría de los aminoácidos, así como las purinas y las pirimidinas.