Las células eucariotas son mucho más complejas que las procariotas, tanto estructural como funcionalmente. Se diferencian de ellas por la presencia de núcleo, orgánulos citoplasmáticos y citoesqueleto. Estas células presentan una membrana plasmática muy desarrollada. Interiormente, las células eucariotas son muy complejas. Utilizando métodos de tinción y microscopía óptica, y sobre todo gracias a la microscopía electrónica, se han podido observar, en la matriz citoplasmática, tres tipos de estructuras: el sistema endomembranoso, los orgánulos transductores de energía y las estructuras carentes de membrana.

Sistema endomembranoso

El sistema endomembranoso es el conjunto de estructuras membranosas intercomunicadas. Se distingue el retículo endoplasmático, que es la continuación de las membranas de la envoltura nuclear, el aparato de Golgi, a su vez también relacionado con las membranas del retículo endoplasmático, las vacuolas y los lisosomas.

Orgánulos transductores de energía

Los orgánulos transductores de energía son las mitocondrias y los cloroplastos. Son orgánulos que poseen una doble membrana. Su función es la producción de energía.

Estructuras carentes de membrana

Las estructuras carentes de membrana que se encuentran en el citoplasma son los ribosomas, los centríolos, y los microtúbulos y microfilamentos que forman el llamado endoesqueleto celular o citoesqueleto.

Núcleo

El núcleo de las células eucariotas consta de una doble cubierta membranosa, la llamada envoltura nuclear.

Citoesqueleto

Las células eucariotas también poseen el denominado citoesqueleto. Se trata de un conjunto de filamentos proteicos que se extiende por todo el citoplasma.

Diferencias entre célula animal y vegetal

Existen diferencias entre la célula animal y vegetal. En las células de los vegetales destaca la presencia de una pared de secreción gruesa de celulosa, no presenta centrosomas. En las células de los animales, si hay membrana de secreción, la denominada matriz extracelular, las vacuolas son pequeñas, el núcleo suele estar en el centro, hay un diplosoma formado por dos centríolos, puede presentar cilios, o flagelos o emitir pseudópodos, y el polisacárido con función de reserva energética no es el almidón sino el glucógeno.

Teorías sobre el origen de las células eucariotas

• Teoría autógena (F. Taylor y E. Dodson): Según esta teoría, la célula eucariota surge de la procariota por un aumento progresivo del tamaño y la complejidad del protoplasma.
• Teoría endosimbionte (Lynn Margulis y D. Sagan): Esta otra teoría propone que la célula eucariota se ha formado por la simbiosis permanente entre diferentes tipos de procariotas.

Forma, tamaño y cantidad de células

La forma celular es extraordinariamente variable, difícilmente se puede dar una forma general, podríamos, si cabe, hablar de una primitiva forma redonda que al irse especializando se ha adaptado a cada función específica. Podríamos decir así que la forma de una célula depende de su edad, y de su momento funcional. Hay muchas clases distintas de células. Dentro de nuestro propio cuerpo hay más de 100 tipos distintos de ellas. En cuanto al tamaño, varía de los 0,001 mm de las bacterias (1 ?m) a los 500 mm de algunas células fibrosas vegetales. Respecto a la cantidad de células que hay en un ser vivo pluricelular, es variable en general, si bien hay excepciones. Como curiosidad cabe destacar que en el hombre, el número de células varía entre 10¹³ y 10¹⁴, sin tener en cuenta las células sanguíneas.

Aparato de Golgi

Suele encontrarse rodeando al núcleo. Es una red de membranas asociadas para formar sacos que se comunican entre sí. Cada pila de sacos recibe el nombre de dictiosoma. Las células eucarióticas poseen un aparato de Golgi más o menos desarrollado, según la función que desempeñen.

Ultraestructura y composición

Los dictiosomas presentan:

• Una cara CIS, proximal o de formación: continuación de las membranas del RE. Tiene forma convexa. Sus membranas son finas. Alrededor de ella se sitúan las vesículas de Golgi.
• Una cara TRANS, distal o de maduración: próxima a la membrana plasmática. Situadas cerca de estas se encuentran las vesículas de secreción. Tiene forma cóncava.

Funciones del aparato de Golgi

• Transporte y concentración de proteínas: Las proteínas son exportadas por el RER, englobadas en vesículas que se unen a la región cis del dictiosoma.
• Glucosilación de lípidos y proteínas: El aparato de Golgi es el orgánulo encargado de la glucosilación de lípidos y proteínas para formar glucolípidos y glucoproteínas.
• Formación del tabique telofásico en células vegetales: determina la división del citoplasma de la célula vegetal en división.
• Formación del acrosoma en el espermatozoide: sirven para digerir los componentes de las cubiertas del ovocito en el proceso de fecundación.
• Formación de membranas: las vesículas, al expulsar el contenido al exterior mediante exocitosis, se unen a la membrana plasmática, incrementando la superficie.
• Formación de lisosomas.
• Concentración de sustancias: Recolector y transporte. Las proteínas y los lípidos son llevados al aparato de Golgi por las vesículas de transición y salen por las vesículas de secreción transformados en glucolípidos y glucoproteínas. Después de completarse el procesamiento químico, el nuevo material es compactado en vesículas que son enviadas a la ubicación definitiva.

Lisosomas

Son orgánulos globulares. Se encuentran tanto en células animales como vegetales. Los lisosomas son vesículas rodeadas por una membrana, en cuyo interior tiene lugar la digestión controlada de macromoléculas.

Composición química y tipos de lisosomas

Los lisosomas contienen al menos 50 enzimas diferentes. Estas enzimas se sintetizan en el retículo endoplasmático rugoso y son transportadas a los lisosomas. La enzima que caracteriza a los lisosomas es la fosfatasa ácida. Podemos diferenciar dos clases de lisosomas:

• Lisosomas primarios: Sólo contienen enzimas hidrolíticos.
• Lisosomas secundarios: Contienen también hidrolasas. Se trata de lisosomas primarios, fusionados con otras sustancias, de origen tanto externo como interno. Según la sustancia que hidrolizan, se distinguen dos tipos:
  • Vacuolas heterofágicas
  • Vacuolas autofágicas

Funciones de los lisosomas

1. La digestión celular: Los lisosomas pueden digerir macromoléculas, tanto de origen interno como externo. Esta función la realizan de dos formas:
   • Autofagia: El sustrato es un constituyente celular.
   • Heterofagia: En este caso el sustrato es de origen externo.
2. Almacenamiento de sustancias de reserva: En las semillas existe un tipo especial de lisosomas secundarios, que almacenan las sustancias de reserva.

Enfermedades lisosomales

Las mutaciones en los genes que codifican las enzimas hidrolíticas son responsables de más de 30 enfermedades humanas genéticas. Un ejemplo es la enfermedad de Gaucher.

Otras enfermedades relacionadas con los lisosomas

• La gota: producción excesiva de ácido úrico. La concentración de ácido es tan elevada que cristaliza en el líquido sinovial de las articulaciones.
• La silicosis: enfermedad propia de mineros y de trabajadores de canteras, la provoca la inhalación de partículas de sílice. Estas partículas entran a los pulmones.