Dependiendo de dónde se encuentre en su propia educación en ciencias de la vida, es posible que ya sepa que las células son los componentes estructurales y funcionales básicos de la vida. También puede ser consciente de que en organismos más complejos como usted y otros animales, las células son altamente especializadas y contienen un variedad de inclusiones físicas que llevan a cabo funciones metabólicas específicas y otras para mantener las condiciones dentro de la célula hospitalarias para la vida.
Ciertos componentes de las células de organismos "avanzados" llamados orgánulos tienen la capacidad de actuar como máquinas diminutas y son responsables de extraer energía de los enlaces químicos de la glucosa, la principal fuente de nutrición de todas las células vivas. ¿Alguna vez te has preguntado qué orgánulos ayudan a proporcionar energía a las células o qué orgánulos está más directamente involucrado en las transformaciones de energía dentro de las células? Si es así, conozca al mitocondrias y el cloroplasto, los principales logros evolutivos de los organismos eucariotas.
Células: procariotas frente a eucariotas
Organismos en el dominio Procariota, que incluye bacterias y la Arqueas (antes llamadas "arqueobacterias"), son casi en su totalidad unicelulares y, con pocas excepciones, deben obtener toda su energía de glucólisis, un proceso que ocurre en el citoplasma celular. Los muchos organismos multicelulares en el Eucariota Sin embargo, el dominio tiene células con inclusiones llamadas orgánulos que llevan a cabo una serie de funciones metabólicas dedicadas y otras funciones cotidianas.
Todas las celdas tienen ADN (material genético), un membrana celular, citoplasma (la "sustancia viscosa" que constituye la mayor parte de la sustancia de la célula) y ribosomas, que producen proteínas. Los procariotas suelen tener poco más que esto, mientras que las células eucariotas (planos, animales y hongos) son las que cuentan con orgánulos. Entre estos se encuentran los cloroplastos y las mitocondrias, que participan en la satisfacción de las necesidades energéticas de sus células madre.
Orgánulos de procesamiento de energía: mitocondrias y cloroplastos
Si sabe algo de microbiología y le dan una microfotografía de una célula vegetal o animal célula, no es realmente difícil hacer una conjetura sobre qué orgánulos están involucrados en la energía conversión. Tanto los cloroplastos como las mitocondrias son estructuras de apariencia ocupada, con mucha superficie de membrana total como resultado de un plegado meticuloso y una apariencia "ocupada" en general. Es evidente a simple vista, en otras palabras, que estos orgánulos hacen mucho más que almacenar materias primas celulares.
Se cree que ambos orgánulos comparten la misma fascinante historia evolutiva, como lo demuestra el hecho de que ellos tienen su propio ADN, separada de la del núcleo celular. Se cree que las mitocondrias y los cloroplastos originalmente eran bacterias independientes por derecho propio antes de que fueran engullidas, pero no destruidas, por procariotas más grandes (el teoría del endosimbionte). Cuando estas bacterias "ingeridas" resultaron tener funciones metabólicas vitales para los organismos más grandes y, a la inversa, todo un dominio de organismos, Eucariota, nació.
Estructura y función de los cloroplastos
Todos los eucariotas participan en la respiración celular, que incluye la glucólisis y los tres pasos básicos de respiración aeróbica: la reacción puente, el ciclo de Krebs y las reacciones del transporte de electrones cadena. Sin embargo, las plantas no pueden obtener glucosa directamente del medio ambiente para alimentar la glucólisis, ya que no pueden "comer"; en cambio, producen glucosa, un azúcar de seis carbonos, a partir del gas de dióxido de carbono, un compuesto de dos carbonos, en orgánulos llamados cloroplastos.
Los cloroplastos son donde se almacena el pigmento clorofila (que le da a las plantas su apariencia verde), en pequeños sacos llamados tilacoides. En el proceso de dos pasos de fotosíntesis, las plantas usan energía de la luz para generar ATP y NADPH, que son moléculas portadoras de energía, y luego hacen uso de esta energía para construir glucosa, que luego está disponible para el resto de la célula y se almacena en forma de sustancias que los animales pueden eventualmente comer.
Estructura y función de las mitocondrias
El procesamiento de energía en las plantas al final es fundamentalmente el mismo que en los animales y la mayoría de los hongos: el "objetivo" final es descomponer la glucosa en moléculas más pequeñas y extraer ATP en el proceso. Las mitocondrias hacen esto sirviendo como las "plantas de energía" de las células, ya que son los sitios de respiración aeróbica.
En las mitocondrias oblongas, "en forma de balón de fútbol", el piruvato, el principal producto de la glucólisis, se transforma en acetil CoA, transportado en el interior del orgánulo para el ciclo de Krebs, y luego se trasladó a la membrana mitocondrial para el transporte de electrones cadena. En total, estas reacciones agregan de 34 a 36 ATP a los dos ATP generados a partir de una sola molécula de glucosa solo en la glucólisis.