Las células son las unidades básicas de todos los seres vivos. Cada una de estas estructuras microscópicas exhibe todas las propiedades asociadas con estar vivo en el sentido científico, y de hecho, muchos organismos consisten en una sola célula. Casi todos estos organismos unicelulares pertenecen a una amplia clase de organismos conocidos como procariotas , criaturas en los dominios taxonómicos de bacterias y arqueas.
en contraste, la eucariota, el dominio que incluye animales, plantas y hongos, tiene células que son mucho más complejas y que presentan numerosos orgánulos , que son estructuras internas unidas a la membrana que muestran funciones especializadas. el núcleo es quizás la característica más llamativa de las células eucariotas, debido a su tamaño y ubicación más o menos central dentro de la célula; Las mitocondrias de la célula , por otro lado, presentan una apariencia única y se destacan como una maravilla evolutiva y metabólica.
componentes de la célula
Todas las celdas tienen una serie de componentes en común. Estos incluyen una membrana celular , que actúa como una barrera selectivamente permeable a las moléculas que entran o salen de la célula; citoplasma , que es una sustancia gelatinosa que forma la mayor parte de la masa de una célula y sirve como medio en el cual los orgánulos pueden sentarse y producir reacciones; ribosomas , que son complejos de proteína-ácido nucleico cuyo único trabajo es fabricar proteínas; y ácido desoxirribonucleico (ADN), que contiene la información genética de la célula.
los eucariotas son generalmente mucho más grandes y complejos que los procariotas; en consecuencia, sus células son más complicadas y contienen una variedad de orgánulos. Estas son inclusiones especializadas que permiten que la célula crezca y prospere desde el momento en que se crea hasta el momento en que se divide (que puede ser un día o menos). El primero de ellos visualmente en una imagen microscópica de una célula es el núcleo, que es el "cerebro" de la célula que contiene el ADN en forma de cromosomas, y las mitocondrias, que son necesarias para la descomposición completa de la glucosa usando oxígeno (es decir, respiración aeróbica).
otros orgánulos críticos incluyen el retículo endoplásmico, una especie de "sistema de carreteras" membranoso que empaqueta y procesa proteínas mientras las mueve entre el exterior de la célula, el citoplasma y el núcleo; el aparato de Golgi, que son vesículas que sirven como taxis en miniatura para estas sustancias y que pueden "acoplarse" con el retículo endoplásmico; y lisosomas, que sirven como sistema de gestión de residuos de la célula al disolver moléculas viejas y desgastadas.
mitocondrias: descripción general
Dos características que diferencian a las mitocondrias de otros orgánulos son el ciclo de Krebs, que está alojado en la matriz mitocondrial, y la cadena de transporte de electrones, que tiene lugar en la membrana mitocondrial interna.
Las mitocondrias tienen forma de balón de fútbol y se parecen más bien a las bacterias, lo cual, como verá, no es accidental. se encuentran en mayor densidad en lugares donde los requisitos de oxígeno son altos, como en los músculos de las piernas de los atletas de resistencia como los corredores de distancia y los ciclistas. la razón por la que existen es el hecho de que los eucariotas tienen requerimientos de energía muy superiores a los de los procariotas, y las mitocondrias son la maquinaria que les permite cumplir con esos requisitos.
Lea más sobre la estructura y función de las mitocondrias.
orígenes de las mitocondrias
La mayoría de los biólogos moleculares se adhieren a la teoría del endosimbionte. En este marco, hace más de 2 mil millones de años, ciertos eucariotas tempranos, que ingirieron alimentos al tomar moléculas considerables a través de la membrana celular, en realidad "comieron" una bacteria que ya había evolucionado para llevar a cabo el metabolismo aeróbico. (Los procariotas capaces de esto son relativamente raros pero continúan existiendo hoy en día).
Con el tiempo, la forma de vida ingerida, que se reprodujo por sí sola, llegó a depender exclusivamente de su entorno intracelular, que ofrecía un suministro inmediato de glucosa en todo momento y protegía a la "célula" de amenazas externas. a cambio, la forma de vida envuelta permitió que sus organismos hospedantes crecieran y prosperasen durante generaciones más allá de lo visto hasta ese momento en la historia zoológica de la tierra.
Los "simbiontes" son organismos que comparten un ambiente de una manera mutuamente beneficiosa. en otros momentos, tales arreglos para compartir implican parasitismo, donde un organismo se ve perjudicado para permitir que el otro prospere.
núcleo: descripción general
En cualquier narrativa sobre una célula eucariota, el núcleo ocupa un lugar central. El núcleo está rodeado por una membrana nuclear, también llamada envoltura nuclear. Durante la mayor parte del ciclo celular, el ADN se disemina de manera difusa por todo el núcleo. solo al comienzo de la mitosis los cromosomas se condensan en las formas que la mayoría de los estudiantes asocian con estas estructuras: esas pequeñas formas "x".
Una vez que los cromosomas, que se copiaron en la interfase durante el ciclo celular, se separan durante la fase m, toda la célula está lista para dividirse (citocinesis). Mientras tanto, las mitocondrias han aumentado en número al dividirse a la mitad temprano en la interfase, junto con otros contenidos citoplasmáticos de la célula (es decir, cualquier cosa fuera del núcleo).
Lea más sobre la estructura y función del núcleo.
el núcleo y el adn
el núcleo entra en mitosis con dos copias idénticas de cada cromosoma, unidas en una estructura llamada centríolo . los humanos tienen 46 cromosomas, por lo que al comienzo de la mitosis, cada núcleo tiene 92 moléculas de ADN individuales, dispuestas en conjuntos de gemelos idénticos. cada gemelo en un conjunto se llama cromátida hermana .
cuando el núcleo se divide, las cromátidas en cada par son arrastradas a lados opuestos de la célula. Esto crea núcleos hijos idénticos. Es importante tener en cuenta que el núcleo de cada célula contiene todo el ADN necesario para reproducir el organismo en su conjunto.
mitocondrias y respiración aeróbica
Las mitocondrias albergan el ciclo de Krebs, en el que la acetil coa se combina con oxaloacetato para crear citrato , una molécula de seis carbonos que se reduce a oxaloacetato en una serie de pasos que generan dos atp por molécula de glucosa, alimentando el proceso aguas arriba junto con una gran cantidad de moléculas que transportan electrones a las reacciones de transporte de la cadena de electrones.
El sistema de transporte de la cadena de electrones también ocurre en las mitocondrias. Esta serie de reacciones en cascada utiliza energía de electrones despojados de las sustancias nadh y fadh 2 para impulsar la síntesis de una gran cantidad de atp (32 a 34 moléculas por glucosa aguas arriba).
mitocondrias versus cloroplastos
Similar al núcleo, los cloroplastos y las mitocondrias están unidos a la membrana y almacenados con un conjunto estratégico de enzimas. Sin embargo, no caiga en la trampa común de pensar que los cloroplastos son "la mitocondria de las plantas". Las plantas tienen cloroplastos porque no pueden ingerir glucosa y en su lugar deben producirla a partir del gas de dióxido de carbono que ingresan a la planta a través de sus hojas.
Tanto las células vegetales como las animales tienen mitocondrias porque ambas participan en la respiración aeróbica. Gran parte de la glucosa que produce una planta es consumida por animales en el medio ambiente o simplemente se pudre eventualmente, pero la mayoría de las plantas también logran sumergirse en su propio alijo.
núcleo y mitocondrias: similitudes
La principal diferencia entre el ADN nuclear y el ADN mitocondrial es simplemente la cantidad y los productos específicos producidos. Además, las estructuras tienen trabajos muy diferentes. Sin embargo, ambas entidades se reproducen dividiéndose por la mitad y dirigen su propia división.
Las células en las que pensamos al considerar las células eucariotas no podrían sobrevivir sin las mitocondrias. Para simplificar enormemente, el núcleo es el cerebro de la operación celular, mientras que las mitocondrias son el músculo.
núcleo y mitocondrias: diferencias
ahora que eres un experto en orgánulos eucariotas, ¿cuál de las siguientes es la diferencia entre el núcleo y una mitocondria?
- solo el núcleo contiene adn.
- solo el núcleo está rodeado por una doble membrana plasmática.
- solo el núcleo se divide en dos durante el ciclo celular.
- solo el núcleo alberga reacciones químicas que no ocurren en otras partes de la célula.
De hecho, ninguna de estas afirmaciones es cierta. Las mitocondrias, como has visto, poseen su propio ADN y, además, este ADN contiene genes que el ADN nuclear (regular) no posee. Las mitocondrias y los núcleos, junto con los orgánulos como el retículo endoplásmico, tienen su propia membrana. Como se señaló, cada cuerpo organiza y lleva a cabo su propio proceso de división, y cada estructura alberga reacciones que no se producen en ningún otro lugar de la célula (por ejemplo, la transcripción de ARN en el núcleo, las reacciones en cadena de transporte de electrones en las mitocondrias).