Definiciones de la estructura celular

las células, en términos generales, son unidades idénticas a idénticas que forman un todo. Los bloques de prisión y las colmenas, por ejemplo, están formados principalmente por células. tal como se aplicó a los sistemas biológicos, el término fue acuñado probablemente por el científico del siglo XVII, Robert Hooke, inventor del microscopio compuesto y pionero en un número notable de esfuerzos científicos. una célula, como se describe hoy, es la unidad más pequeña de un ser vivo que conserva las características de la vida misma. en otras palabras, las células individuales no solo contienen información genética, sino que también usan y transforman la energía, las reacciones químicas del huésped, mantienen el equilibrio, etc. Más coloquialmente, las células se denominan de manera típica y apropiada "los componentes básicos de la vida".

las características esenciales de una célula incluyen una membrana celular para separar y proteger el contenido celular del resto del mundo; citoplasma, o una sustancia similar a un líquido en el interior de la célula en la que ocurren los procesos metabólicos; y material genético (ácido desoxirribonucleico, o ADN). esto esencialmente describe una célula procariota o bacteriana en su totalidad. Sin embargo, los organismos más complejos, llamados eucariotas, que incluyen animales, plantas y hongos, presentan una variedad de otras estructuras celulares, todas ellas evolucionaron de acuerdo con las necesidades de seres vivos altamente especializados. estas estructuras se llaman orgánulos. los orgánulos son para las células eucariotas lo que sus propios órganos (estómago, hígado, pulmones, etc.) son para su cuerpo en general.

Las células, estructuralmente, son unidades de organización. Se clasifican formalmente en función de dónde obtienen su energía. procariotas incluyen dos de los seis reinos taxonómicos, archaebacteria y monera; todas estas especies son unicelulares y la mayoría son bacterias, y se remontan a unos 3.5 billones de años asombrosos (alrededor del 80 por ciento de la edad estimada de la Tierra). Los eucariotas tienen 1.500 millones de años "meros" e incluyen animalia, plantae, fungae y protista. la mayoría de los eucariotas son multicelulares, aunque algunos (por ejemplo, la levadura) no lo son.

Las células procariotas, como mínimo absoluto, presentan una aglomeración de material genético en forma de ADN dentro de un recinto delimitado por una membrana celular, también llamada membrana plasmática. dentro de este recinto se encuentra, también, el citoplasma, que en procariotas tiene la consistencia de asfalto mojado; En los eucariotas, es mucho más fluido. Además, muchos procariotas también tienen una pared celular fuera de la membrana celular que sirve como capa protectora (como verás, la membrana celular cumple una variedad de funciones). En particular, las células vegetales, que son eucariotas, también incluyen paredes celulares. pero las células procariotas no incluyen orgánulos, y esta es la principal distinción estructural. incluso si uno elige ver la distinción como metabólica, esto todavía está vinculado a las propiedades estructurales respectivas.

algunos procariotas tienen flagelos , que son polipéptidos similares a látigos utilizados para la propulsión. algunos también tienen pili , que son proyecciones similares a pelos que se usan con fines adhesivos. Las bacterias también tienen múltiples formas: los cocos son redondos (como los meningococos, que pueden causar meningitis en los seres humanos), baccilli (varillas, como las especies que causan el ántrax) y espirilla o espiroquetas (bacterias helicoidales, como las responsables de la sífilis) .

¿Qué pasa con los virus? estos son simplemente pequeños fragmentos de material genético, que pueden ser ADN o ARN (ácido ribonucleico), rodeados por una cubierta proteica. los virus no pueden reproducirse por sí solos y, por lo tanto, deben infectar las células y "secuestrar" sus aparatos reproductores para propagar copias de sí mismos. los antibióticos, como resultado, se dirigen a todo tipo de bacterias pero son ineficaces contra los virus. Existen medicamentos antivirales, con nuevos y más efectivos que se introducen todo el tiempo, pero sus mecanismos de acción son completamente diferentes de los de los antibióticos, que generalmente se dirigen a las paredes celulares o a las enzimas metabólicas particulares de las células procariotas.

La membrana celular es una maravilla multifacética de la biología. su trabajo más obvio es servir como un contenedor para los contenidos de la célula y proporcionar una barrera a los insultos del entorno extracelular. esto, sin embargo, solo describe una pequeña parte de su función. La membrana celular no es una partición pasiva sino un conjunto altamente dinámico de puertas y canales que ayudan a garantizar el mantenimiento del entorno interno de la célula (es decir, su equilibrio o homeostasis) al permitir que las moléculas entren y salgan de la célula según sea necesario.

La membrana es en realidad una membrana doble, con dos capas enfrentadas en forma de imagen de espejo. esto se denomina bicapa de fosfolípidos, y cada capa consiste en una "lámina" de moléculas de fosfolípidos, o más bien, moléculas de glicerofosfolípidos. estas son moléculas alargadas que consisten en "cabezas" de fosfato polar que están alejadas del centro de la bicapa (es decir, hacia el citoplasma y el exterior de la célula) y "colas" no polares que consisten en un par de ácidos grasos; estos dos ácidos y el fosfato están unidos a lados opuestos de una molécula de glicerol de tres carbonos. Debido a la distribución asimétrica de la carga en los grupos fosfato y la falta de asimetría de la carga de los ácidos grasos, los fosfolípidos colocados en la solución en realidad se ensamblan espontáneamente en este tipo de bicapa,

Las sustancias pueden atravesar la membrana de varias maneras. una es la difusión simple, que ve moléculas pequeñas como el oxígeno y el dióxido de carbono que se mueven a través de la membrana desde regiones de mayor concentración a áreas de menor concentración. La difusión facilitada, la ósmosis y el transporte activo también ayudan a mantener un suministro constante de nutrientes que ingresan a la célula y la salida de productos de desecho metabólicos.

El núcleo es el sitio de almacenamiento de ADN en las células eucariotas. (recuerde que los procariotas carecen de núcleos porque carecen de orgánulos unidos a la membrana de cualquier tipo). Al igual que la membrana plasmática, la membrana nuclear, también llamada envoltura nuclear, es una barrera de fosfolípidos de doble capa.

Dentro del núcleo, el material genético de una célula se organiza en cuerpos distintos llamados cromosomas. el número de cromosomas que un organismo tiene varía de una especie a otra; los humanos tienen 23 pares, incluidos 22 pares de cromosomas "normales", llamados autosomas, y un par de cromosomas sexuales. El ADN de los cromosomas individuales se organiza en secuencias llamadas genes; Cada gen lleva el código genético de un producto proteico particular, ya sea una enzima, un contribuyente al color de los ojos o un componente del músculo esquelético.

Cuando una célula experimenta división, su núcleo se divide de una manera distinta, debido a la replicación de los cromosomas dentro de ella. este proceso reproductivo se llama mitosis y la escisión del núcleo se conoce como citocinesis.

Los ribosomas son el sitio de síntesis de proteínas en las células. estos orgánulos están hechos casi enteramente de un tipo de ARN apropiadamente llamado ARN ribosomal o ARNr. estos ribosomas, que se encuentran en todo el citoplasma celular, incluyen una subunidad grande y una subunidad pequeña.

Quizás la forma más fácil de visualizar los ribosomas es como pequeñas líneas de ensamblaje. Cuando llega el momento de fabricar un producto proteico dado, el mensajero rna (mrna) transcrito en el núcleo desde el ADN se abre camino a la porción de ribosomas donde el código de mrna se traduce en aminoácidos, los componentes básicos de todas las proteínas. específicamente, las cuatro bases nitrogenadas diferentes de mrna se pueden organizar de 64 maneras diferentes en grupos de tres (4 elevadas a la tercera potencia es 64), y cada uno de estos "tripletes" codifica un aminoácido. Debido a que solo hay 20 aminoácidos en el cuerpo humano, algunos aminoácidos se derivan de más de un código triplete.

cuando el mrna se está traduciendo, otro tipo de rna, la transferencia de rna (trna) transporta cualquier aminoácido que haya sido convocado por el código al sitio ribosomal de síntesis, donde el aminoácido está unido al final de la proteína. Progreso. Una vez que la proteína, que puede durar desde docenas hasta muchos cientos de aminoácidos, se completa, se libera desde el ribosoma y se transporta a donde sea necesaria.

Las mitocondrias son las "plantas de energía" de las células animales, y los cloroplastos son sus análogos en las células vegetales. Las mitocondrias, que se cree que se originaron como bacterias independientes antes de incorporarse a las estructuras que se convirtieron en células eucariotas, son el sitio del metabolismo aeróbico, que requiere oxígeno para extraer energía en forma de trifosfato de adenosina (atp) de la glucosa. las mitocondrias reciben moléculas de piruvato derivadas de la degradación de la glucosa independiente del oxígeno en el citoplasma; En la matriz (interior) de las mitocondrias, el piruvato se somete al ciclo de Krebs, también denominado ciclo del ácido cítrico o ciclo del ácido tricarboxílico (tca). El ciclo de Krebs genera una acumulación de portadores de protones de alta energía y sirve como configuración para las reacciones aeróbicas llamadas la cadena de transporte de electrones. que ocurre cerca de la membrana mitocondrial, que es otra bicapa lipídica. estas reacciones generan mucha más energía en forma de atp que la glucólisis; sin las mitocondrias, la vida animal no podría haber evolucionado en la tierra debido a los prodigiosos requerimientos de energía de los organismos "superiores".

Los cloroplastos son los que dan a las plantas su color verde, ya que contienen un pigmento llamado clorofila. mientras que las mitocondrias descomponen los productos de la glucosa, los cloroplastos utilizan realmente la energía de la luz solar para generar glucosa a partir del dióxido de carbono y el agua. la planta utiliza parte de este combustible para sus propias necesidades, pero la mayor parte, junto con el oxígeno liberado en la síntesis de glucosa, llega al ecosistema y es utilizado por los animales, que no pueden producir su propio alimento. sin abundante vida vegetal en la tierra, los animales no podrían sobrevivir; Lo contrario es cierto, ya que el metabolismo animal genera suficiente dióxido de carbono para que las plantas lo utilicen.

El citoesqueleto, como su nombre lo indica, brinda apoyo estructural a una célula de la misma manera que su propio esqueleto óseo proporciona un andamio estable para sus órganos y tejidos. El citoesqueleto consta de tres componentes: microfilamentos, fibras intermedias y microtúbulos, desde el más pequeño hasta el más grande. Los microfilamentos y microtúbulos se pueden ensamblar y desensamblar de acuerdo con las necesidades de la célula en un momento dado, mientras que los filamentos intermedios tienden a ser más permanentes.

Además de colocar los orgánulos en su lugar al igual que los cables guía conectados a las torres de comunicación altas mantienen estos fijos en el suelo, el citoesqueleto ayuda a mover cosas dentro de una célula. Esto puede ser en la forma de servir como puntos de anclaje para flagelos, como hacen algunos microtúbulos; alternativamente, algunos microtúbulos proporcionan el conducto real (vía) para que las cosas se muevan. por lo tanto, el citoesqueleto puede ser motor y carretera, dependiendo del tipo específico.

otros orgánulos importantes incluyen los cuerpos de golgi , que parecen pilas de panqueques en un examen microscópico y sirven como sitios de almacenamiento y secreción de proteínas, y el retículo endoplásmico , que mueve los productos proteicos de una parte de la célula a otra. el retículo endoplásmico viene en formas lisas y ásperas; los últimos se llaman así porque están salpicados de ribosomas. Los cuerpos de golgi dan lugar a vesículas que rompen los bordes de los "panqueques" y contienen proteínas; Si estos pueden considerarse como contenedores de envío, entonces el retículo endoplásmico que recibe estos cuerpos es como una carretera o un sistema ferroviario.

Los lisosomas también son importantes en el mantenimiento de las células. también son vesículas, pero contienen enzimas digestivas específicas que pueden lisar (disolver) los productos de desecho metabólicos de las células o los químicos que se supone que no están presentes pero que de alguna manera han roto la membrana celular.