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La célula es la unidad de vida más pequeña. Contiene genes que controlan la
síntesis de moléculas dentro de la célula y permiten que se reproduzca, y
organelas que actúan como fábricas químicas microscópicas. Los organismos
pueden ser unicelulares (bacterias, protistas) o multicelulares (hongos,
vegetales y animales). Todas las células están formadas por, mínimamente, una
membrana plasmática, material genético, y citoplasma.
La membrana plasmática es una doble capa de fosfolípidos, con una gran
variedad de proteínas. Aisla el citoplasma del medio externo, regula el flujo de
materiales y permite la interacción con otras células.
El material genético es el ADN. EN las células eucariontes se encuentra en el
núcleo y en las procariontes se encuentra en el nucleoide.
[Los microscopios ópticos usan lentes para enfocar y amplificar los rayos
lumínicos. EL poder de resolución es de 1 micrómetro. Los microscopios
electrónicos utilizan haces de electrones, que se enfocan mediante campos
magnéticos en lugar de lentes. Su poder de resolución es de unos pocos
nanómetros. Los microscopios electrónicos de transmisión pasan electrones a
través de una muestra delgada y pueden mostrar estructuras subcelulares
diminutas. Los microscopios electrónicos de barrido rebotan electrones sobre las
muestras que han sido cubiertas con metales y proporcionan imágenes
tridimensionales. ]
Hay dos tipo de células: procariontes y eucariontes.
Las células procariontes son muy pequeñas, con una estructura simple. Están
formadas por una pared celular dura, cuyas substancias son secretadas por la
célula misma. Sin ella, la entrada de agua del medio haría que la célula se hinchase
mucho y explotase. También tiene una capa de polisacáridos que impide que la
bacteria sea ingerida por leucocitos. EL citoplasma es relativamente
homogéneo. El ADN de las células procariontes se encuentra enrollado, adherido
a la membrana plasmática y concentrado en el nucleoide, que, a diferencia del
núcleo, no tiene membrana plasmática rodeándolo.
Las células eucariontes son más grandes que las procariontes, contienen
organelas; están formadas por un núcleo (lugar donde está el material genético),
una membrana plasmática celular y otra nuclear, y el citoplasma. El
citoplasma está compuesto por una gran cantidad de organelas y de citosol
(solución líquida de sales, azúcares, aminoácidos, proteínas, ácidos grasos,
núcleotidos y otras cosas). Para formar y organizar el citoplasma está el
citoesqueleto. Las organelas presentes en las células eucariontes son: un
retículo endoplasmático (red de canales membranosos, tachonado con
ribosomas, que sintetiza proteínas y lípidos), el aparato de Golgi (sacos
membranosos que modifican proteínas y lípidos, sintetizan carbohidratos y
empacan moléculas), vesículas (sacos membranosos que almacenan y
transportan moléculas) y mitocondria (capturan energía químicas de las
moléculas alimenticias como enlaces de alta energía de ATP).
El núcleo está formado por: la envoltura nuclear (membrana nuclear),
cromatina (formada por ADN y proteínas) y nucleolo. Los procesos celulares
están guiados por la información codificada en el ADN. La información genética
se utiliza para dirigir la síntesis proteica. Estas proteínas incluyen enzimas que
regulan las reacciones químicas, proteínas de la membrana que coordinan las
interacciones entre la célula y su medio, y la gran variedad de proteínas
estructurales. El nucleolo es uno de los sitios de síntesis de ribosomas. Cualquier
ribosoma puede utilizarse para sintetizar cualquiera de los cientos de proteínas
producidas.
El nucleolo está formado por: ARN ribosomal, prteínas, ribosomas y ADN.
Durante la división celular, la síntesis de ribosomas disminuye. Los cromosomas
que guían a los genes de RNA ribosomal se alejan entre sí. El nucleolo desaparece
cuando la división termina y las células hijas empiezan a sintetizar más
ribosomas.
Todas las células eucariontes tienen un sistema de membranas complejo. Está
compuesto por una membrana plasmática y varios organelos dentro del
cinoplasma. Todas las membranas celulares están compuestas de lípidos y
proteínas que se sintetizan en el RE. Los componentes de la membrana se
almacenan y modifican en el aparato de Golgi y son enviados al exterior
para su destino apropiado dentrote la célula. Todas las membranas están
compuestas por una bicapa fosfolipídica, colesterol y proteínas.
El retículo endoplasmático en un conjunto de tubos y canales membranosos
interconectados en el citoplasma. Existen dos formas: rugoso y liso. Diferencias:
en el rugoso hay ribosomas que sintetizan proteínas, y en el liso no hay
ribosomas, se sintetizan lípidos.
El aparato de Golgi es un conjunto de sacos membranosos que se originan a
partir del retículo endoplasmático. Las vesículas eliminadas del RE liso se
fusionan con los sacos del aparato de Golgi, agregando su membrana y vaciando
su contenido en los sacos. Sus funciones son: separa proteínas y lípidos que se
reciben de acuerdo con su destino, mofifica molélucas y empaca materiales en
vesículas.
Los lisosomas son vesículas membranosas que llevan enzimas empacadas en el
aparato de Golgi. Sus función es digerir partículas alimenticias. En la fagocitosis,
las partículas alimenticias se mueven dentro del citoplasma, dentro de
vacuolas alimenticias. Los lisosomas las reconocen y se fusionan con ellas. EL
contenido de ambas se mezcla y las enzimas lisosómicas digieren los
alimentos convirtiéndolos en aminoácidos, monosacáridos, ácidos grasos y
otras moléculas pequeñas. Los lisosomas también dirigen organelos
defectuosos o que no funcionan adecuadamente. Después se identificar las
organelas, la célula los incluye en vesículas elaboradas de membrana en el
RE. Estas se fusionan con los lisosomas y las enzimas digestivas dentro de estos
últimos permiten que la célula recicle materiales valiosos a partir de
organelos difuntos.
Los plástidos son organelos que se encuentran en las células de vegetales y
protistas parecidos a plantas, rodeados por una doble membrana externa.
Los cloroplastos y las mitocondrias son oblongos y están rodeados por una
membrana doble. Tienen enzinas y ribosomas que sintetizan ATP y un
cromosoma circular compuesto de ADN sin proteínas. Pueden crecer, duplicar su
ADN y reproducirse, pero no pueden ser fabricados por la célula. Durante la
división celular, una de las células hijas recibe todos los cloroplasto o las
mitocondrias, y la otra, nada. Los cloroplastos captan la energía de la luz
solar durante la fotosíntesis y la almacenan en un azúcar, y las mitocondrias
convierten la energía solar en ATP.
Los cloroplastos sólo se encuentran en vegatales y en protistas. La membrana
interna contiene estroma. Adentro de ella hay tilacoides. Los tilacoides
contienen clorofila. Durante la fotosíntesis, la clorofila capta la energía de la
luz solar y la transfiere a otras moléculas del tilacoide, quienes transfieren la
energía al ATP y a otras moléculas portadoras de energía, quines a su vez de
difunden dentro del estroma.
Las mitocondrias extraen la energía de las moléculas alimenticias y las
almacenan en enlaces de alta energía de ATP. El desdoblamiento de las
moléculas alimenticias se inicia en el citosol, pero éste carece de enzimas
para utilizar el oxígeno y desdoblar los alimentos (metabolismo anaeróbico).
Las mitocondrias son el lugar donde el oxígeno se puede utilizar para el
desdoblamiento de los alimentos. Tienen dos espacios llenos de líquido, el
compartimiento intermembranoso entre las membranas externa e interna, y la
matriz, por dentro de la membrana interna.
Las vacuolas se encargan de dar soporte a la célula, almacenar y eliminar
alimentos y desechos.
La mayor parte de las organelas están unidas a un citoesqueleto (red de fibras
proteicas). Está conformado por microfilamentos delgados, filamentos
intermedios y microtúbulos gruesos. Se encarga de: determinar la forma celular,
del movimiento celular y el de organelas y de la división celular.
Los microfilamentos son haces de proteína actina asociada con miosina, que se
encargan de la contracción muscular, de los cambios de forma celular, de la
corriente citoplasmática y del movimiento de pseudópodos. Los filamentos
intermedios son haces formados por distintas proteínas, cuyas funciones son: el
mantenimiento de la forma celular, los aglutinados de microfilamentos en células
musculares y el soporte de procesos de las células nerviosas. Los microtúbulos
son tubos huecos formados por tubulina (producidos en los contros
organizadores de microtúbulos), que se encangan de: el movimiento de los
cromosomas durante la división celular, de los organelos dentro del citoplasma y
de los cilios y flagelos.
Los cilios y los flagelos son extensiones delgadas de la membrana plasmática.
Cada uno contiene un anillo de diez pares de microtúbulos. Se originan de
centriolos (cuerpos basales). Los cilios son cortos y numerosos, proporcioann
fuerza en dirección paralela a la membrana plasmática. Los flagelos son largos y
poco numerosos, proporcionan una fuerza perpendiculas a la membrana.
Organismos utilizan a ambos para movilizarse.