La célula

EVOLUCIÓN, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN CELULAR

La materia orgánica esta conformada por elementos biogenésicos, estos elementos son: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S).

Estos componentes son la base molecular de todos los seres vivos.

A partir de estos componentes se obtiene las principales moléculas de la vida (Biomoléculas) estas son: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos (como el ADN), estas macromoléculas  a su vez constituyen e interviene directamente en la unidad fundamental de todo ser vivo: la célula

 

De acuerdo con las características básicas de la célula que se conocen actualmente, es de suponer que los primeros seres vivos (semejantes a una célula bacteriana) debieron reunir los mismos requisitos que estas para intercambiar sustancias con el entorno, también debieron llevar a cabo reacciones químicas para la obtención de energía nutrientes y para poder reproducirse. Para elle se estas células contaron con con los siguientes elementos:

 

·         Una membrana semipermeable que le permitiera la comunicación entre el medio interno y externo.

 

·         Un sistema de degradación y síntesis de nutrientes de tipo enzimático que le permitían obtener energía para realizar todas sus funciones.

 

·         Un tipo de información genética que al replicarse fuese transmitido a sus descendientes por división celular y conforme esta información mutaba (cambiaba) aparecían nuevos organismos.

 

De los nuevos organismos algunos comenzaron a adaptarse al medio y los menos aptos eran eliminados de esta manera comenzó el proceso de selección natural que ahora es identificado como el principio regulador de la aparición de nuevas especies.

Se cree que de esta forma comenzaron a aparecer las primeras células llamadas  procariontes.

Estas células procariontes comenzaron a producir su propio alimento (autótrofas) apartir de ácido sulfhídrico (H₂S) y bióxido de carbono (CO₂) para obtener glucosa (C₆H₁₂O₆), desechando el azufre  en los medios pantanosos que carecían de oxígeno.

Mas tarde otras células comenzaron a utilizar el agua como fuente de hidrógeno para producir glucosa y de esa manera liberaban el oxígeno del agua al ambiente y la atmósfera se volvió oxidante.

De esta forma las células comenzaron a adptarse a la nueva atmósfera y transformando su respiración anaerobia (en ausencia de oxígeno) en aerobia (en presencia de oxígeno).

Orígen de las células eucariontes

En el año de 1967 Lynn Marulis una bióloga estadounidense propuso la teoría de cómo se originaron las células eucariontes a partir de las procariontes.

Margulis menciona que las primeras bacterias anaerobias comenzaron a englobar a las bacterias aerobias, llego un momento que una dependía de otra  al grado de que la bacteria aerobia formo una nueva estructura denominada mitocondria y en otro caso formaron cloroplastos.

Esta teoría se denomina Teoría endosimbiótica serial.

De esta forma aparecen ahora dos células Procariontes y Eucariontes.

En el siguiente cuadro se muestran algunas características de ambas

 

	Procarionte	Eucarionte
Tamaño	Células generalmente pequeñas (1-10m)	Son células de tamaño grande (10-100m)
Respiración	Aerobias y anaerobias	Aerobias
Organelos membranosos	No presentan	Si presentan
Reproducción	Reproducción por fisión binaria	Reproducción por mitosis y meiosis
Locomoción	Presentan un flagelo simple formados solo por proteínas y flagelina	Presentan cilios y flagelos complejos formados por microtúbulos
Presencia de núcleo	Sin núcleo DNA circular en el citoplasma	Con núcleo delimitado por una membrana DNA dentro de cromosomas
Organización celular	Unicelulares	Unicelulares y pluricelulares
Ejemplo	Bacterias y cianobacterias	Hongos, humanos, protozooarios

 

 En 1665 Robert Hooke fue el primero en utilizar el nombre de célula par las  cavidades en forma de panal que observó en el corcho.

Para los años de 1838 y 1839 Mathias J. Schleiden y Theodor Schwan llegaron a la conclusión de que todos los seres vivos están formados por células. Llegaron a esta conclusión después de observar células en animales y vegetales respectivamente.

En 1858 Rudolph Virchow agregó a estas propuestas que: toda célula proviene de otra célula preexistente.

De esta manera logran lo postular la teoría celular.

La teoría celular señala que:

 

1.     Las células son la unida mínima funcional, estructural, fisiológica y anatómica de los seres vivos

2.     Toda célula proviene de otra célula semejante, por lo tanto es la unida básica de multiplicación.

3.     Todos los seres vivos están formados por células

 

ESTRUCTURA CELULAR

Las células son sistemas complejos que poseen elementos estructurales y funcionales que permiten su supervivencia, a pesar de esto las células están diferenciadas según su organización interna pues ya que no todas presentan las mismas estructuras.

A continuación se presenta un cuadro donde se comparan las células Procariontes, animal y vegetal, con respecto a su organización

 

	ORGANIZACIÓN CELULAR
	Procarionte	Animal	Vegetal
Núcleo	Ausente	Presente	Presente
Nucleolo	Ausente	Presente	Presente
Mitocondrias	Ausente	Presente	Presente
Ribososmas	Presente	Presente	Presente
Pared celular	Presente	Ausente	Presente
Membrana celular	Ausente	Presente	Ausente
Citoplasma	Presente	Presente	Presente
Aparato de Golgi	Ausente	Presente	Presente
Retículo endoplásmico	Ausente	Presente	Presente
Peroxisomas	Ausente	Presente	Presente
Cloroplastos	Ausente	Ausente	Presente
Lisosomas	Ausente	Presente	Presente
Centriolos	Ausente	Presente	Ausente
Vacuola	Ausente	Ausente	Presente

  

FUNCIÓN CELULAR

 

Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:

 

• Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.
• Crecimiento y multiplicación..Una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.
• Diferenciación. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.
• Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina síntesis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales.

 

Además cada organelo presenta una función básica y específica para la función de toda la célula.

El núcleo es un organelo que contiene  todo el material genético (cromosomas→genes→ADN)

El nucleolo participa en la reproducción celular y la replicación del ADN.

Las mitocondrias realizan la respiración celular para que esta obtenga energía

Ribosomas, estos se encargan de realizar la síntesis de proteínas que ayuda a la traducción del material genético

La pared celular es una estructura que da forma y rigidez a la célula bacteriana, fúngica y vegetal.

Citoplasma, es un coloide formada por agua y diversas sustancias disueltas en ella, además contiene a todos los organelos.

Membrana nuclear, da protección a la célula además de controlar el paso de materiales entre el medio externo e interno de la célula. La membrana plasmática es selectivamente permeable ya que solo permite el paso de azúcares simples, oxígeno, agua y anhídrido carbónico e impide el paso de proteínas y lípidos.

El aparato de Golgi realiza las funciones secretoras y además separa las proteínas sintetizadas

Retículo endoplásmico lo podemos encontrar rugoso y liso. El retículo endoplásmico rugoso realiza síntesis de proteínas y las transporta, mientras que el retículo endoplásmico liso participa en el metabolismo de lípidos.

Los peroxisomas son estructuras que se encargan de desintoxicar a la célula formando peróxido de hidrógeno (agua oxigenada H₂O₂), abundan en las células hepáticas (hígado)

En los cloroplastos se encuentran unas estructuras llamadas tilacoides que es donde se lleva a cabo la fotosíntesis además de contener la clorofila a y b que son las que dan color verde a los vegetales

Lisosomas, son estructuras donde se lleva acabo la digestión celular ya que metaboliza a los lípidos (mediante las lipasas), proteínas (ayudado de las proteasas), carbohidratos (la enzima encargada de sintetizarlos es la glucosidasa), y ácidos nucleicos (Nucleasa).

Los centriolos participan en la reproducción celular puesto que forman el huso acromático.

Vacuolas, estas son espacios en la célula que sirven para almacenar sustancias, originalmente se creía que solo la tenían los vegetales pero se ha descubierto que las células animales también presentan vacuolas aunque no ocupan un espacio tan considerado como en vegetales