Los hongos son los organismos vivos pertenecientes el Reino Fungi. Entre ellos hay una gran biodiversidad, desde organismos microscópicos, como mohos y levaduras, a organismos pluricelulares, por ejemplo los organismos productores de setas.
Al ser organismos eucariotas, la mayoría de organelos que presentan son comunes a otros organismos eucariotas (protistas, plantas y animales), pero con importantes diferencias que los hacen únicos.
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Estructura celular de los hongos
Antes de que se utilizaran los estudios moleculares para el análisis filogenético, los hongos eran considerados como un tipo de plantas, ya que muchas veces comparten características morfológicas y de hábitat con los vegetales.
Pero una vez que se pudieron estudiar las relaciones filogenéticas a través de la composición molecular, se vio rápidamente que los hongos son en realidad muy diferentes a las plantas. Por ejemplo, los hongos presentan pared celular, como las plantas, pero la pared celular de plantas es de celulosa y la de los hongos es de quitina.
Otra de las diferencias más destacada es que las plantas son autótrofas y contienen cloroplastos, los organelos dónde realizan la fotosíntesis, mientras que los hongos son heterótrofos saprótrofos y no cuentan con cloroplastos ni ningún otro tipo de plastos.
Pared celular
La composición exacta de la pared celular es variable entre diferentes grupos de hongos, incluso entre diferentes especies de un mismo grupo. Pero como característica común y distintiva, la pared celular de los hongos está compuesta por una combinación de glucanos y quitina y no presenta celulosa.
Los glucanos también aparecen en plantas y la quitina en el exoesqueleto de muchos insectos, pero los hongos son los únicos que combinan ambas sustancias para formar una pared celular. En algunos grupos de hongos el componente estructural principal de la pared celular es beta glucano y la quitina aparece de forma secundaria, o incluso puede estar ausente, por ejemplo en muchas levaduras.
Los oomicetos, a veces llamados pseudohongos, tienen una pared celular en la que hay celulosa, pero a pesar de su nombre no son organismos del Reino Fungi; actualmente se clasifican en el filo Heterkonta junto a diatomeas y algunas algas pluricelulares como las algas pardas.
El tipo de quitina que se da en los hongos es única, no es igual que la quitina del exoesqueleto de insectos. La fórmula de la quitina de hongos más común es (C22 H54 N21)n. La quitina forma microfibrillas alargadas que se entrelazan y se disponen en capas paralelas a la membrana citoplasmática.
Entre las microfibrillas aparecen otras sustancias que forman el llamado componente no fibrilar de la pared celular. Destacan ciertos polisacáridos, pero también se han identificado varias proteínas, lípidos y otras sustancias.
Protoplasto, membrana y citoplasma
El interior de la pared celular se denomina protoplasto e incluye la membrana citoplasmática, el citoplasma y los diferentes organelos celulares.
La membrana citoplasmática, o membrana celular, está formada por una doble capa lipídica que se sitúa justo bajo la pared celular, salvo en algunas regiones en las que aparecen invaginaciones formando bolsas que contienen material vesicular. Estas invaginaciones reciben el nombre de lomasomas y se suelen describir como un organelo típico de los hongos.
La estructura general de la membrana es similar a la del resto de eucariotas, aunque suele ser más delgada que en células sin pared. Entre los componentes característicos de la membrana de hongos destacan los ergosteroles. Los ergosteroles afectan a la fluidez y estabilidad de la membrana celular, función que en los vegetales realizan los fitosteroles y en la célula animal realiza el colesterol.
Los ergosteroles son importantes en diversas terapias antifúngicas; por ejemplo, los azoles son una familia de fármacos fungicidas cuyo objetivo es la desestabilización de la membrana celular actuando sobre los ergosteroles o sus vías de síntesis.
La membrana celular rodea al citoplasma, el fluido acuoso que constituye la mayor parte del volumen celular. El citoplasma no tiene color y en él se suspenden inclusiones citoplasmáticas, vacuolas y el resto de organelos celulares.
Cada organelo ejerce funciones específicas y vitales para la célula, mientras que las inclusiones se consideran estructuras inertes que pueden ser vitales o no para la función celular, por ejemplo glóbulos de glucógeno y lípidos que actúan como reserva de nutrientes.
Entre los organelos presentes en los hongos, destacan el núcleo, el retículo endoplasmático, el aparto de Gogi, las mitocondrias, los ribosomas y las vacuolas. A diferencia de las células vegetales y al igual que las animales, las células de los hongos no presentan coloplastos.
Núcleo
El núcleo es el organelo celular que alberga el material genético, el ADN, tanto con fines reproductivos como para la transcripción en proteínas.
La estructura de crecimiento vegetativo más habitual de hongos multicelulares son unas redes filamentosas llamadas hifas. Las células de las hifas suelen ser multinucleadas y pueden tener uno, dos o más núcleos que no pueden ser vistos sin el uso de técnicas altamente especializadas.
Estructuralmente, un núcleo consiste en un cuerpo central denso y un área más clara a su alrededor con hebras de cromatina. Todo el conjunto queda rodeado por una doble membrana lipídica. La forma de los núcleos suele ser globular o elipsoide.
El cuerpo central del núcleo se denomina nucleolo. Bajo el microscopio electrónico se ve como una masa amorfa y granular. También bajo del microscopio electrónico, la membrana nuclear aparece como dos capas densas y una zona clara entre ellas. La membrana nuclear presenta poros y en algunos puntos se hace continua con la membrana del retículo endoplasmático.
Retículo endoplasmático
La presencia de retículo endoplasmático en las células de hongos pudo ser demostrada por observación al microscopio electrónico. Es similar al retículo endoplasmático de las demás células ecuariotas.
Consiste en una red de membranas asociada al núcleo y con numerosos gránulos en su superficie. Estos gránulos son ribosomas donde se realiza la transcripción proteica y están cerca del retículo endoplasmático porque en su interior se realiza la maduración de las proteínas recién sintetizadas.
El retículo endoplasmático también suele estar asociado a numerosas vesículas en las que se transportan las proteínas maduras hacia sus destinos, principalmente hacia el aparato de Golgi donde sufren una segunda maduración.
Aparato de Golgi
El aparato de Golgi es un sistema de sacos membranosos aplanados implicados en la segunda maduración de las proteínas provenientes del retículo endoplasmático en la síntesis de lípidos de membrana.
Mitocondrias
Las mitocondrias de hongos suelen ser pequeñas y de forma aproximadamente esférica. Su membrana, al igual que las demás membranas biológicas, está formada por una doble capa lipídica. La capa interna se pliega y forma numerosas crestas y alberga la cadena respiratoria donde los nutrientes son degradados para obtener la energía que almacenan y sintetizar ATP.
Vacuolas
El citoplasma de hifas y células jóvenes no presentan vacuolas o están en muy bajo número, pero a medida que la célula madura, el número y tamaño de las vacuolas aumenta hasta ocupar la mayor parte del citoplasma.
Inclusiones
Son estructuras consideradas inertes y sin membrana lipídica, por lo que no se consideran organelos. Son tan solo cúmulos de diversas sustancias que actúan como para reservas, por ejemplo glóbulos de lípidos, gránulos de glucógeno o gránulos volutina.
El glucógeno es el hidrato de carbono de reserva que utilizan los hongos, al igual que las células animales. En los hongos no aparecen gránulos de almidón, que es el hidrato de carbono utilizado por las células vegetales.
Diferencias clave con células animales y vegetales
- Las células vegetales y las células de hongos presentan pared celular, las células animales no.
- La pared celular vegetal está formada por celulosa, la de hongos por quitina.
- Las células animales y de hongos utilizan glucógeno como hidrato de carbono de reserva, las células vegetales utilizan almidón.
- Ni hongos ni animales presentan plastos, que son organelos exclusivos de plantas y otros organismos fotosintéticos como las algas.
- Las células de hongos pluricelulares son frecuentemente multinucleadas.
- La membrana citoplasmática de hongos cuenta con ergosterol, en los vegetales aparece fitosterol y en los animales colesterol.