4.7C: Comparación de células vegetales y animales

Aunque ambas son células eucariotas, existen diferencias estructurales únicas entre células animales y vegetales.

Objetivos de aprendizaje

• Diferenciar entre las estructuras encontradas en células animales y vegetales

Puntos Clave

• Los centrosomas y lisosomas se encuentran en las células animales, pero no existen dentro de las células vegetales.
• Los lisosomas son el “triturador de basura” de la célula animal, mientras que en las células vegetales la misma función tiene lugar en vacuolas.
• Las células vegetales tienen una pared celular, cloroplastos y otros plastidios especializados, y una gran vacuola central, que no se encuentran dentro de las células animales.
• La pared celular es una cubierta rígida que protege la celda, proporciona soporte estructural y da forma a la celda.
• Los cloroplastos, que se encuentran en las células vegetales, contienen un pigmento verde llamado clorofila, que captura la energía lumínica que impulsa las reacciones de la fotosíntesis vegetal.
• La vacuola central juega un papel clave en la regulación de la concentración de agua de una célula vegetal en condiciones ambientales cambiantes.

Términos Clave

• protista: Cualquiera de los organismos unicelulares eucariotas incluyendo protozoos, mohos de limo y algunas algas; históricamente agrupados en el reino Protoctista.
• autótrofo: Cualquier organismo que pueda sintetizar su alimento a partir de sustancias inorgánicas, utilizando el calor o la luz como fuente de energía
• heterótrofo: un organismo que requiere un suministro externo de energía en forma de alimento, ya que no puede sintetizar el suyo propio

Células animales versus células vegetales

Cada célula eucariota tiene una membrana plasmática, citoplasma, núcleo, ribosomas, mitocondrias, peroxisomas, y en algunos, vacuolas; sin embargo, existen algunas diferencias llamativas entre células animales y vegetales. Si bien tanto las células animales como las vegetales tienen centros organizadores de microtúbulos (MTOC), las células animales también tienen centriolos asociados con el MTOC: un complejo llamado centrosoma. Las células animales tienen cada una un centrosoma y lisosomas, mientras que las células vegetales no. Las células vegetales tienen una pared celular, cloroplastos y otros plastidios especializados, y una gran vacuola central, mientras que las células animales no.

El Centrosoma

El centrosoma es un centro organizador de microtúbulos que se encuentra cerca de los núcleos de las células animales. Contiene un par de centriolos, dos estructuras que se encuentran perpendiculares entre sí. Cada centriolo es un cilindro de nueve tripletes de microtúbulos. El centrosoma (el orgánulo donde se originan todos los microtúbulos) se replica antes de que una célula se divida, y los centriolos parecen tener algún papel en tirar de los cromosomas duplicados a los extremos opuestos de la célula en división. Sin embargo, la función exacta de los centriolos en la división celular no está clara, porque las células a las que se les ha quitado el centrosoma aún pueden dividirse; y las células vegetales, que carecen de centrosomas, son capaces de dividirse celular.

La estructura del centrosoma: El centrosoma consta de dos centriolos que se encuentran en ángulo recto entre sí. Cada centriolo es un cilindro compuesto por nueve trillizos de microtúbulos. Las proteínas nontubulina (indicadas por las líneas verdes) mantienen unidos los tripletes de microtúbulos.

Lisosomas

Las células animales tienen otro conjunto de orgánulos que no se encuentran en las células vegetales: los lisosomas. Los lisosomas son el “triturador de basura” de la célula. En las células vegetales, los procesos digestivos tienen lugar en vacuolas. Las enzimas dentro de los lisosomas ayudan a la descomposición de proteínas, polisacáridos, lípidos, ácidos nucleicos e incluso orgánulos gastados. Estas enzimas son activas a un pH mucho menor que el del citoplasma. Por lo tanto, el pH dentro de los lisosomas es más ácido que el pH del citoplasma. Muchas reacciones que tienen lugar en el citoplasma no podrían ocurrir a un pH bajo, por lo que es evidente la ventaja de compartimentalizar la célula eucariota en orgánulos.

La pared celular

La pared celular es una cubierta rígida que protege la celda, proporciona soporte estructural y da forma a la celda. Las células fúngicas y de protistán también tienen paredes celulares. Si bien el componente principal de las paredes celulares procariotas es el peptidoglicano, la molécula orgánica principal en la pared celular de la planta es la celulosa, un polisacárido compuesto por unidades de glucosa. Cuando muerdes una verdura cruda, como el apio, cruje. Eso es porque estás desgarrando las paredes celulares rígidas de las celdas de apio con tus dientes.

Figura: Celulosa: La celulosa es una cadena larga de moléculas de β-glucosa conectadas por un enlace 1-4. Las líneas discontinuas en cada extremo de la figura indican una serie de muchas más unidades de glucosa. El tamaño de la página hace imposible retratar una molécula de celulosa entera.

Cloroplastos

Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen su propio ADN y ribosomas, pero los cloroplastos tienen una función completamente diferente. Los cloroplastos son orgánulos de células vegetales que llevan a cabo la fotosíntesis. La fotosíntesis es la serie de reacciones que utilizan dióxido de carbono, agua y energía lumínica para producir glucosa y oxígeno. Esta es una diferencia importante entre plantas y animales; las plantas (autótrofos) son capaces de hacer su propio alimento, como los azúcares, mientras que los animales (heterótrofos) deben ingerir su alimento.

Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen membranas externas e internas, pero dentro del espacio encerrado por la membrana interna de un cloroplasto hay un conjunto de sacos de membrana llenos de fluido interconectados y apilados llamados tilacoides. Cada pila de tilacoides se llama gránulo (plural = grana). El fluido encerrado por la membrana interna que rodea al grana se llama estroma.

Figura: Estructura del cloroplasto: El cloroplasto tiene una membrana externa, una membrana interna y estructuras de membrana llamadas tilacoides que se apilan en grana. El espacio dentro de las membranas tilacoides se llama el espacio tilacoideo. Las reacciones de recolección de luz tienen lugar en las membranas tilacoides, y la síntesis de azúcar se lleva a cabo en el fluido dentro de la membrana interna, que se llama estroma.

Los cloroplastos contienen un pigmento verde llamado clorofila, que captura la energía lumínica que impulsa las reacciones de la fotosíntesis. Al igual que las células vegetales, los protistas fotosintéticos también tienen cloroplastos. Algunas bacterias realizan la fotosíntesis, pero su clorofila no es relegada a un orgánulo.

La Vacuola Central

La vacuola central juega un papel clave en la regulación de la concentración de agua de la célula en condiciones ambientales cambiantes. Cuando te olvidas de regar una planta por unos días, se marchita. Eso es porque a medida que la concentración de agua en el suelo se vuelve más baja que la concentración de agua en la planta, el agua sale de las vacuolas centrales y el citoplasma. A medida que la vacuola central se encoge, deja la pared celular sin soporte. Esta pérdida de soporte a las paredes celulares de las células vegetales da como resultado el aspecto marchitado de la planta. La vacuola central también soporta la expansión de la célula. Cuando la vacuola central retiene más agua, la célula se hace más grande sin tener que invertir mucha energía en sintetizar nuevo citoplasma.