¿Qué son los orgánulos?

Los orgánulos son estructuras diminutas que realizan funciones muy específicas dentro de las células. El término es una referencia a los órganos, comparando la forma en que operan estas estructuras en las células con la forma en que los órganos funcionan en el cuerpo. Se pueden encontrar varios orgánulos diferentes dentro de varios tipos de células de plantas, animales y bacterias. Cada uno tiene su propia tarea importante, como producir energía o fabricar proteínas.

Tipos

Estas estructuras tienen una amplia gama de funciones, la mayoría de las cuales son tareas críticas para la vida de la célula. Las estructuras más importantes son el núcleo, el retículo endoplásmico (ER), el aparato de Golgi, las mitocondrias y los cloroplastos. Cada uno de estos tiende a ubicarse en áreas específicas de las células. Típicamente, el núcleo está ubicado cerca del centro, con el ER y Golgi ubicados cerca, y los orgánulos restantes se extienden dentro de la célula.

El tipo y la cantidad de orgánulos presentes dentro de una célula varían, dependiendo del propósito de la célula. Por ejemplo, casi todas las células vegetales y animales contienen un núcleo, con la notable excepción de los glóbulos rojos maduros, que no contienen orgánulos ni material genético. Otro ejemplo es que las células musculares suelen tener muchas más mitocondrias que otros tipos de células, porque se requiere más energía para mantener las células musculares funcionando de manera efectiva.

Estructura

Los investigadores creen que la razón general por la que evolucionaron los orgánulos es que las células se benefician al aislar las muchas reacciones químicas complejas que ocurren dentro de ellas. Dentro de las células vegetales y animales, cada una está encerrada en su propia membrana, lo que ayuda a la unidad a funcionar. Uno de los principales beneficios de esta protección es que, dentro de una unidad encerrada en una membrana, las condiciones químicas como el pH pueden modificarse sin afectar a toda la célula. Del mismo modo, el contenido de cada uno está aislado de lo que ocurre dentro de la célula en general.

Ciertos orgánulos son tan grandes que su forma y superficie se pueden ver con un microscopio óptico. Estos incluyen las mitocondrias y el Golgi, así como el núcleo celular. Sin embargo, se requiere un microscopio electrónico para verlos más de cerca. No fue hasta que estas estructuras pudieron examinarse mediante microscopía electrónica que los investigadores comenzaron a comprender cómo funcionaban.

Producción de energía

Las mitocondrias son responsables de proporcionar a las células energía utilizable. Se encuentran en la mayoría de los organismos complejos, incluidos hongos y plantas, así como en animales. La función principal de estas estructuras es producir una molécula llamada trifosfato de adenosina, o ATP, que es la principal fuente de energía en las células animales y hongos, y una fuente secundaria para las plantas. Las mitocondrias también tienen funciones adicionales, incluida la regulación del metabolismo celular y el almacenamiento de calcio.

Ciertos orgánulos se encuentran solo dentro de un tipo específico de organismo. El ejemplo más conocido son los cloroplastos, que se encuentran solo en las células de las plantas y las algas. Los cloroplastos usan la luz solar para producir glucosa a través del proceso conocido como fotosíntesis. Otro ejemplo es el carboxisoma, que se encuentra solo en ciertas especies bacterianas. Los carboxisomas permiten que las bacterias conviertan el carbono en moléculas orgánicas que pueden usar para obtener energía.

Producción de proteínas e interacciones de ADN

Muchos orgánulos pueden comunicarse entre sí, ya sea por su proximidad o por señalización química. Por ejemplo, el retículo endoplásmico se conecta al aparato de Golgi, y ambas unidades están involucradas en la producción de nuevas proteínas. Se fabrican nuevas proteínas en el retículo endoplásmico y, a partir de ahí, se trasladan al Golgi, donde se modifican y empaquetan para transportarlas a otros lugares de la célula.

Otro ejemplo de esta comunicación es la que ocurre entre el núcleo de una célula y los otros orgánulos dentro de ella. Aunque el núcleo y el ADN que contiene no se conectan físicamente con otras estructuras celulares, se comunica con el resto de la célula a través de moléculas de señalización de proteínas. La membrana que envuelve el núcleo controla lo que puede entrar y salir de la estructura, al limitar el tráfico a proteínas especiales que pueden interactuar con las cadenas de ADN.

Enfermedades

Así como los órganos más grandes pueden verse afectados por problemas de salud, los orgánulos individuales también pueden estar sujetos a afecciones médicas y trastornos congénitos. Estas estructuras son tan esenciales para la función celular que las enfermedades que las afectan a menudo causan síntomas graves y, en algunos casos, son fatales. La disfunción puede tener resultados amplios e inesperados.

La disfunción del retículo endoplásmico se ha implicado en afecciones como la fibrosis quística y en las enfermedades de Alzheimer, Huntington y Parkinson. En cada caso, se cree que la disfunción celular que ejerce presión sobre la sala de emergencias contribuye a los síntomas que se desarrollan. Las enfermedades que afectan el Golgi incluyen trastornos congénitos que causan enfermedad hepática, discapacidad mental y convulsiones, y generalmente causan la muerte antes de que un niño cumpla dos años.

Una gran familia de afecciones conocidas como trastornos mitocondriales puede causar desde problemas digestivos hasta ceguera, dependiendo de la naturaleza específica del trastorno que afecta a una persona. Estas condiciones pueden ser difíciles de tratar, ya que generalmente involucran defectos congénitos que causan daño a todos los orgánulos involucrados en un tipo de célula determinado.