4.3: La compartimentación eucariota

Una de las características distintivas de las células eucariotas es que contienen orgánulos unidos a la membrana, como el núcleo y las mitocondrias, que llevan a cabo funciones particulares. Dado que las membranas biológicas sólo son permeables a un pequeño número de sustancias, la membrana alrededor de un orgánulo crea un compartimiento con condiciones controladas en el interior. Estos microambientes son a menudo distintos del entorno del citosol circundante y se adaptan a las funciones específicas del orgánulo.

Por ejemplo, los lisosomas (orgánulos en células animales que digieren moléculas y desechos celulares) mantienen un ambiente más ácido que el citosol circundante, porque sus enzimas requieren un pH más bajo para catalizar las reacciones. Del mismo modo, el pH está regulado dentro de las mitocondrias, lo que les ayuda a llevar a cabo su función de producir energía.

Además, algunas proteínas requieren un ambiente oxidativo para el plegado y procesamiento adecuado, pero el citosol es generalmente reductivo. Por lo tanto, estas proteínas son producidas por ribosomas en el retículo endoplasmático (ER), que mantiene el ambiente necesario. Las proteínas a menudo se transportan dentro de la célula a través de vesículas unidas a la membrana.

El material genético de las células eucariotas se compartimenta dentro del núcleo, que está rodeado por una doble membrana llamada envoltura nuclear. Los poros pequeños en la envoltura controlan qué moléculas o iones pueden entrar o salir del núcleo. Por ejemplo, el ARN mensajero (ARNm) sale del núcleo a través de estos poros para llevar las instrucciones genéticas codificadas en el ADN a los ribosomas, donde se pueden traducir en proteínas.

Los orgánulos también pueden proteger una célula al contener y neutralizar sustancias peligrosas. Por ejemplo, los peroxisomas llevan a cabo reacciones de oxidación que producen peróxido de hidrógeno, que es tóxico para las células, pero también contienen enzimas que lo convierten en oxígeno y agua inofensivos. Por lo tanto, la compartimentación permite a las células eucariotas llevar a cabo una variedad de funciones diferentes que de otro modo serían incompatibles en términos de sus entornos requeridos o subproductos producidos.