Compartimento celular

Los compartimentos celulares en biología celular comprenden todas las partes cerradas dentro del citosol de una célula eucariota, generalmente rodeadas por una membrana de capa lipídica simple o doble. Estos compartimentos a menudo, pero no siempre, se definen como orgánulos unidos a la membrana. La formación de compartimentos celulares se denomina compartimentación.

Ambos orgánulos, las mitocondrias y los cloroplastos (en los organismos fotosintéticos), son compartimentos que se cree que son de origen endosimbiótico. Otros compartimentos como los peroxisomas, los lisosomas, el retículo endoplásmico, el núcleo celular o el aparato de Golgi no son de origen endosimbiótico. Los elementos más pequeños como las vesículas y, a veces, incluso los microtúbulos, también se pueden contar como compartimentos.

Se pensaba que la compartimentación no se encuentra en las células procariotas, pero el descubrimiento de los carboxisomas y muchos otros metabolosomas reveló que las células procariotas son capaces de formar estructuras compartimentadas, aunque en la mayoría de los casos no están rodeadas por una bicapa lipídica, sino de proteína pura. construido.

Tipos

En general existen 4 compartimentos celulares principales, son:

1. El compartimento nuclear que comprende el núcleo.
2. El espacio intercisternal que comprende el espacio entre las membranas del retículo endoplásmico (que se continúa con la envoltura nuclear)
3. Organelos (la mitocondria en todos los eucariotas y el plástido en los eucariotas fototróficos)
4. el citosol

Función

Los compartimentos tienen tres funciones principales. Una es establecer límites físicos para los procesos biológicos que permitan a la célula llevar a cabo diferentes actividades metabólicas al mismo tiempo. Esto puede incluir mantener ciertas biomoléculas dentro de una región o mantener otras moléculas fuera. Dentro de los compartimentos unidos a la membrana, se aíslan diferentes pH intracelulares, diferentes sistemas enzimáticos y otras diferencias de otros orgánulos y citosol. Con las mitocondrias, el citosol tiene un entorno oxidante que convierte el NADH en NAD+. En estos casos, la compartimentación es física.

Otra es generar un microambiente específico para regular espacial o temporalmente un proceso biológico. Como ejemplo, una vacuola de levadura normalmente se acidifica mediante transportadores de protones en la membrana.

Una tercera función es establecer ubicaciones específicas o direcciones celulares para las cuales deben ocurrir los procesos. Por ejemplo, un factor de transcripción puede dirigirse a un núcleo, donde puede promover la transcripción de ciertos genes. En términos de síntesis de proteínas, los orgánulos necesarios están relativamente cerca unos de otros. El nucléolo dentro de la envoltura nuclear es la ubicación de la síntesis de ribosomas. El destino de los ribosomas sintetizados para la traducción de proteínas es el retículo endoplásmico rugoso (ER rugoso), que está conectado y comparte la misma membrana con el núcleo. El cuerpo de Golgi también está cerca del RE rugoso para empaquetar y redistribuir. Asimismo, la compartimentación intracelular permite que sitios específicos de células eucariotas relacionadas funcionen aislados de otros procesos y por lo tanto eficientes.

Establecimiento

A menudo, los compartimentos celulares están definidos por un recinto de membrana. Estas membranas proporcionan barreras físicas a las biomoléculas. El transporte a través de estas barreras a menudo se controla para mantener la concentración óptima de biomoléculas dentro y fuera del compartimento.

Emergencia del núcleo eucariótico

Se cree que la célula eucariota surgió cuando una célula arquea ancestral internalizó una bacteria aeróbica (la proto-mitocondria). Mans et al. propusieron que el desarrollo evolutivo del núcleo de la célula eucariota fue desencadenado por esta simbiosis arqueobacteriana. Se sugirió que la envoltura nuclear (membrana), una característica definitoria de la célula eucariota, surgió como una adaptación para segregar el genoma de ADN del huésped arqueal original lejos de las proto-mitocondrias, la principal fuente de especies reactivas de oxígeno dañinas.