Estructura celular de un animal

Las células son los elementos fundamentales e irreductibles de la vida en la Tierra. Algunos seres vivos, como las bacterias, constan de una sola célula; los animales como usted incluyen billones. Las células son microscópicas en sí mismas, pero la mayoría de ellas contienen una asombrosa variedad de componentes aún más pequeños. que todos contribuyen a la misión básica de mantener la célula - y por extensión, el organismo padre - viva. Las células animales son, en términos generales, parte de formas de vida más complejas que las células bacterianas o vegetales; en consecuencia, las células animales son más complicadas y elaboradas que sus contrapartes en los mundos microbiano y botánico.

Quizás la forma más fácil de pensar en una célula animal es como un centro de distribución o un almacén grande y concurrido. Una consideración importante a tener muy en cuenta, una que a menudo describe el mundo en general pero que es exquisitamente aplicable a la biología en particular, es "la forma se ajusta a la función". Eso es el La razón por la cual las partes de una célula animal, así como la célula en su conjunto, están estructuradas de la manera en que están, está muy relacionada con los trabajos que estas partes, llamadas "orgánulos", tienen como tarea. llevando a cabo.

Los seres vivos se pueden dividir en procariota organismos, que son unicelulares e incluyen:

• plantas
  
• animales
  
• hongos

Las células de los eucariotas incluyen una membrana alrededor del material genético, creando un núcleo; los procariotas no tienen tal membrana. Además, el citoplasma de los procariotas no contiene orgánulos, de los que las células eucariotas se jactan en abundancia.

La membrana celular, también llamada membrana plasmática, forma el límite exterior de las células animales. (Las células vegetales tienen paredes celulares directamente fuera de la membrana celular para mayor protección y firmeza). La membrana es más que una simple barrera física o un almacén de orgánulos y ADN; en cambio, es dinámico, con canales altamente selectivos que regulan cuidadosamente la entrada y salida de moléculas hacia y desde la célula.

La membrana celular consta de un bicapa de fosfolípidos, o bicapa lipídica. Esta bicapa consta, en esencia, de dos "láminas" diferentes de moléculas de fosfolípidos, con el lípido partes de las moléculas en diferentes capas tocándose y las partes de fosfato apuntando en sentido opuesto direcciones. Para comprender por qué ocurre esto, considere las propiedades electroquímicas de los lípidos y los fosfatos por separado. Los fosfatos son moléculas polares, lo que significa que sus cargas electroquímicas se distribuyen de manera desigual a lo largo de la molécula. Agua (H₂O) también es polar, y las sustancias polares tienden a mezclarse, por lo que los fosfatos se encuentran entre las sustancias etiquetadas como hidrófilas (es decir, atraídas por el agua).

La porción lipídica de un fosfolípido contiene dos ácidos grasos, que son largas cadenas de hidrocarburos con tipos específicos de enlaces que dejan toda la molécula sin gradiente de carga. De hecho, los lípidos son por definición apolares. Debido a que reaccionan de manera opuesta a la forma en que lo hacen las moléculas polares en presencia de agua, se les llama hidrófobas. Por lo tanto, podría pensar en una molécula de fosfolípido completa como "similar a un calamar", con la parte de fosfato que actúa como la cabeza y el cuerpo y el lípido como un par de tentáculos. Además, imagine dos grandes "láminas" de calamares, reunidos con sus tentáculos mezclados y sus cabezas apuntando en direcciones opuestas.

Las membranas celulares permiten que ciertas sustancias entren y salgan. Esto ocurre de varias formas, incluida la difusión, la difusión facilitada, la ósmosis y el transporte activo. Algunos orgánulos, como las mitocondrias, tienen sus propias membranas internas que consisten en los mismos materiales que la propia membrana plasmática.

La núcleo es, en efecto, el centro de control y mando de la célula animal. Contiene el ADN, que en la mayoría de los animales está dispuesto en cromosomas separados (tienes 23 pares de estos) que se dividen en pequeñas porciones llamadas genes. Los genes son simplemente longitudes de ADN que contienen el código de un producto proteico en particular, que el ADN entrega a la maquinaria de ensamblaje de proteínas de la célula a través de la molécula de ARN (ácido ribonucleico).

El núcleo incluye diferentes porciones. En el examen microscópico, una mancha oscura llamada nucléolo aparece en el medio del núcleo; el nucleolo participa en la fabricación de ribosomas. El núcleo está rodeado por una membrana nuclear, un doble análogo posterior a la membrana celular. Este revestimiento, también llamado envoltura nuclear, tiene proteínas filamentosas adheridas a la capa interior que se extienden hacia adentro y ayudan a mantener el ADN organizado y en su lugar.

Durante la reproducción y división celular, la escisión del propio núcleo en dos núcleos hijos se denomina citocinesis. Tener el núcleo separado del resto de la célula es útil para mantener el ADN aislado de otras actividades celulares, minimizando las posibilidades de que se dañe. Esto también permite un control exquisito del entorno celular inmediato, que puede ser distinto del citoplasma de la célula en general.

Estos orgánulos, que también se encuentran en células no animales, son responsables de la síntesis de proteínas, que se produce en el citoplasma. La síntesis de proteínas se pone en marcha cuando el ADN del núcleo se somete a un proceso llamado transcripción, que es el fabricación de ARN con un código químico correspondiente a la tira exacta de ADN a partir de la cual está hecho (ARN mensajero o ARNm). Tanto el ADN como el ARN consisten en monómeros (unidades únicas repetidas) de nucleótidos, que contienen un azúcar, un grupo fosfato y una porción llamada base nitrogenada. El ADN incluye cuatro bases diferentes (adenina, guanina, citosina y timina), y la secuencia de estas en una tira larga de ADN es el código para el producto que finalmente se sintetiza en los ribosomas.

Cuando el ARNm recién creado se mueve desde el núcleo a los ribosomas en el citoplasma, puede comenzar la síntesis de proteínas. Los propios ribosomas están hechos de un tipo de ARN llamado ARN ribosómico (ARNr). Los ribosomas constan de dos subunidades de proteínas, una de ellas aproximadamente un 50 por ciento más masiva que la otra. El ARNm se une a un sitio particular en el ribosoma, y ​​se "leen" longitudes de la molécula de tres bases a la vez. y se utiliza para hacer uno de aproximadamente 20 tipos diferentes de aminoácidos, que son los bloques de construcción básicos de proteínas. Estos aminoácidos son transportados a los ribosomas por un tercer tipo de ARN, llamado ARN de transferencia (ARNt).

Mitocondrias son orgánulos fascinantes que juegan un papel especialmente importante en el metabolismo de animales y eucariotas en su conjunto. Al igual que el núcleo, están encerrados por una doble membrana. Tienen una función básica: suministrar la mayor cantidad de energía posible utilizando fuentes de combustible de carbohidratos en condiciones de suficiente disponibilidad de oxígeno.

El primer paso en el metabolismo de las células animales es la descomposición de la glucosa que ingresa a la célula en una sustancia llamada piruvato. Se llama glucólisis y ocurre tanto si hay oxígeno como si no. Cuando no hay suficiente oxígeno, el piruvato se fermenta para convertirse en lactato, lo que proporciona una explosión de energía celular a corto plazo. De lo contrario, el piruvato ingresa a las mitocondrias y se somete a respiración aeróbica.

La respiración aeróbica incluye dos procesos con sus propios pasos. El primero tiene lugar en la matriz mitocondrial (similar al citoplasma de la propia célula) y se denomina ciclo de Krebs, ciclo del ácido tricarboxílico (TCA) o ciclo del ácido cítrico. Este ciclo genera portadores de electrones de alta energía para el siguiente proceso, la cadena de transporte de electrones. Las reacciones en cadena de transporte de electrones ocurren en la membrana mitocondrial, en lugar de en la matriz donde opera el ciclo de Krebs. Esta segregación física de tareas, aunque no siempre tiene el aspecto más eficiente desde el exterior, ayuda a garantizar un mínimo de errores por parte de las enzimas en las vías respiratorias, simplemente ya que tener diferentes secciones de una tienda por departamentos minimiza las posibilidades de que termine con la compra incorrecta, incluso si tiene que deambular por la tienda muchas formas de llegar a eso.

Debido a que el metabolismo aeróbico proporciona mucha más energía en forma de ATP (trifosfato de adenosina) por molécula de glucosa que la fermentación, es siempre la ruta "preferida" y se erige como un triunfo de evolución.

Se cree que las mitocondrias fueron organismos procariotas independientes en un momento, hace millones y millones de años, antes de incorporarse a lo que ahora se llaman células eucariotas. Esto se llama teoría del endosimbionte, que explica en gran medida muchas características de las mitocondrias que, de otro modo, podrían ser difíciles de alcanzar para los biólogos moleculares. Que los eucariotas, en efecto, parecen haber secuestrado a todo un productor de energía, en lugar de uno que tiene que evolucionar desde componentes más pequeños, es quizás el factor principal para que los animales y otros eucariotas puedan prosperar mientras ellos tienen.

Aparato de Golgi: También llamados cuerpos de Golgi, los Aparato de Golgi es un centro de procesamiento, envasado y clasificación de proteínas y lípidos producidos en otras partes de la célula. Estos suelen tener una apariencia de "pila de panqueques". Estas son vesículas, o pequeños sacos unidos a una membrana, que se desprenden de los bordes externos de los discos en los cuerpos de Golgi cuando su contenido está listo para ser entregado a otras partes de la célula. Es útil imaginar los cuerpos de Golgi como oficinas de correos o centros de clasificación y entrega de correo, con cada vesícula separarse del "edificio" principal y formar una cápsula cerrada propia que se asemeja a un camión de reparto o vagón de ferrocarril.

Los cuerpos de Golgi producen lisosomas, que contienen poderosas enzimas que pueden degradar componentes celulares viejos y desgastados o moléculas perdidas que no deberían estar en la célula.

Retículo endoplásmico: La retículo endoplásmico (ER) es una colección de tubos que se cruzan y vesículas aplanadas. Esta red comienza en el núcleo y se extiende a lo largo del citoplasma hasta la membrana celular. Estos se utilizan, como ya lo habrá recopilado por su posición y estructura, para transportar sustancias de una parte de la célula a la siguiente; más precisamente, sirven como conducto en el que puede tener lugar este transporte.

Hay dos tipos de RE, que se distinguen por si tienen ribosomas adheridos o no. El ER rugoso consiste en vesículas apiladas a las que se adhieren muchos ribosomas. En el RE rugoso, los grupos de oligosacáridos (azúcares relativamente cortos) se unen a pequeñas proteínas a medida que pasan en ruta hacia otros orgánulos o vesículas secretoras. Smooth ER, por otro lado, no tiene ribosomas. El RE liso da lugar a vesículas que transportan proteínas y lípidos, y también es capaz de envolver e inactivar productos químicos nocivos, realizando así una especie de función de exterminador-ama de llaves-seguridad además de ser un medio conducto.