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¿Qué es la 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, consisten en una sola célula; Los animales como tú incluyen trillones.

Las células son microscópicas, pero la mayoría de ellas contienen una asombrosa variedad de componentes aún más pequeños que contribuyen a la misión básica de mantener la célula viva, y por extensión, el organismo padre. Las células animales son, en general, 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.

Tal vez la forma más fácil de pensar en una célula animal es como un centro de distribución o un almacén grande y ocupado. Una consideración importante a tener en cuenta, una que a menudo describe el mundo en general pero que es exquisitamente aplicable a la biología en particular, es la “función de ajuste de forma”. Es decir, la razón por la que las partes de una célula animal, así como la célula en su totalidad, están estructuradas de la forma en que están, está muy relacionada con los trabajos que estas partes, llamadas “orgánulos”, tienen la tarea de llevar a cabo.







Descripción básica de las células

Las células se describieron en los primeros días de los microscopios en bruto, en los años 1600 y 1700. Robert Hooke es reconocido por algunas fuentes por haber creado el nombre, aunque en ese momento estaba mirando el corcho a través de su microscopio.

Se puede pensar en una célula como la unidad más pequeña de un organismo vivo que retiene todas las propiedades de la vida, como la actividad metabólica y la homeostasis. Todas las células, sin importar su función especializada o el organismo al que sirven, tienen tres partes básicas: una membrana celular, también llamada membrana plasmática, como límite externo; una aglomeración de material genético (ADN o ácido desoxirribonucleico) hacia el medio; y el citoplasma (a veces llamado citosol), una sustancia semilíquida en la que se producen reacciones y otras actividades.







Los seres vivos se pueden dividir en organismos procarióticos , que son unicelulares e incluyen bacterias, y organismos eucarióticos , que incluyen plantas, animales y 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, cuyas células eucarióticas se jactan en abundancia.

La membrana celular animal

La membrana celular, también llamada membrana plasmática, forma el límite externo de las células animales. (Las células vegetales tienen paredes celulares directamente fuera de la membrana celular para brindar mayor protección y firmeza). La membrana es más que una simple barrera física o un almacén para 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 consiste en una bicapa de fosfolípido o bicapa lipídica. Esta bicapa consiste, en esencia, en dos “capas” diferentes de moléculas de fosfolípidos, con las partes lipídicas de las moléculas en diferentes capas tocando y las partes de fosfato apuntando en direcciones opuestas. Para comprender por qué ocurre esto, considere las propiedades electroquímicas de los lípidos y fosfatos por separado. Los fosfatos son moléculas polares, lo que significa que sus cargas electroquímicas se distribuyen de manera desigual a través de la molécula. El agua (H 2 O) también es polar, y sustancias polares tienden a mezclarse, por lo fosfatos se encuentran entre las sustancias marcadas hidrófilo (es decir, atrajo al agua).

La porción lipídica de un fosfolípido contiene dos ácidos grasos, que son largas cadenas de hidrocarburos con tipos específicos de enlaces que dejan a la molécula completa sin un gradiente de carga. De hecho, los lípidos son por definición no polares. 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 como “calamar”, con la parte de fosfato que sirve como cabeza y cuerpo y el lípido como un par de tentáculos. Además, imagine dos grandes “hojas” de calamares, reunidas 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 maneras, incluida la difusión, la difusión facilitada, la ósmosis y el transporte activo. Algunos orgánulos, como las mitocondrias, tienen sus propias membranas internas que constan de los mismos materiales que la membrana plasmática.







El núcleo

El núcleo es, en efecto, el centro de control y comando de la célula animal. Contiene el ADN, que en la mayoría de los animales está organizado 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 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 centro del núcleo; El nucléolo está involucrado en la fabricación de ribosomas. El núcleo está rodeado por una membrana nuclear, un doble posterior similar a la membrana celular. Este revestimiento, también llamado envoltura nuclear, tiene proteínas filamentosas unidas a la capa interna 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 pueda dañarse. Esto también permite un control exquisito del entorno celular inmediato, que puede ser distinto del citoplasma de la célula en general.







Ribosomas

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 movimiento cuando el ADN en el núcleo experimenta un proceso llamado transcripción, que es la creación del ARN con un código químico correspondiente a la tira exacta de ADN a partir de la cual se produce (ARN mensajero o ARNm). Tanto el ADN como el ARN consisten en monómeros (unidades de repetición única) 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 éstas en una larga tira de ADN es el código del producto que finalmente se sintetiza en los ribosomas.

Cuando el ARNm recién hecho se mueve desde el núcleo a los ribosomas en el citoplasma, puede comenzar la síntesis de proteínas. Los propios ribosomas están formados por un tipo de ARN llamado ARN ribosomal (ARNr). Los ribosomas están formados por dos subunidades de proteínas, una de ellas aproximadamente 50 por ciento más masiva que la otra. El ARNm se une a un sitio particular en el ribosoma, y ​​las longitudes de la molécula se “leen” tres bases a la vez y se usan para formar uno de aproximadamente 20 tipos diferentes de aminoácidos, que son los componentes básicos de las proteínas. Estos aminoácidos son transportados a los ribosomas por un tercer tipo de ARN, llamado ARN de transferencia (ARNt).







Las mitocondrias

Las mitocondrias son orgánulos fascinantes que desempeñan un papel especialmente importante en el metabolismo de los animales y los eucariotas en su conjunto. Ellos, como 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 disponibilidad adecuada de oxígeno.

El primer paso en el metabolismo de las células animales es la descomposición de la glucosa que ingresa a la célula a una sustancia llamada piruvato. Esto se llama glucólisis y ocurre si el oxígeno está presente o no. Cuando no hay suficiente oxígeno, el piruvato se fermenta para convertirse en lactato, lo que proporciona un estallido a corto plazo de energía celular. De lo contrario, el piruvato entra en la mitocondria y sufre 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 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 de la cadena de transporte de electrones se producen en la membrana mitocondrial, en lugar de en la matriz donde opera el ciclo de Krebs. Esta segregación física de tareas, aunque no siempre es la más eficiente desde el exterior, ayuda a garantizar un mínimo de errores por parte de las enzimas en las vías respiratorias, al igual que tener diferentes secciones de una tienda departamental minimiza las posibilidades de que termine con el error. compre incluso si tiene que vagar por la tienda de varias maneras para llegar a ella.

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







Se cree que las mitocondrias han sido organismos procarióticos independientes en un tiempo, millones y millones de años atrás, antes de incorporarse a lo que ahora se llaman células eucarióticas. Esto se conoce como la teoría del endosimbionte, que explica en gran medida muchas características de las mitocondrias que, de lo contrario, podrían ser elusivas para los biólogos moleculares. El hecho de que los eucariotas parecen haber secuestrado a un productor de energía completo, en lugar de tener que evolucionar a partir de componentes más pequeños, es quizás el factor principal en los animales y otros eucariotas que pueden prosperar tanto tiempo como lo han hecho.

Otros organelos de células animales

Aparato de Golgi: También llamado cuerpos de Golgi, el aparato de Golgi es un centro de procesamiento, empaquetado y clasificación de proteínas y lípidos que se producen en otras partes de la célula. Estos usualmente tienen una apariencia de “pila de panqueques”. Estas son vesículas, o pequeños sacos unidos a la 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 visualizar los cuerpos de Golgi como oficinas de correos o centros de clasificación y entrega de correo, con cada vesícula desprendiéndose del “edificio” principal y formando una cápsula encerrada de su propia semejanza 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 o desgastados o moléculas dispersas que no deberían estar en la célula.

Retículo endoplásmico: el retículo endoplásmico (ER) es una colección de tubos que se cruzan y vesículas aplanadas. Esta red comienza en el núcleo y se extiende a través del citoplasma hasta la membrana celular. Estos se utilizan, como es posible que ya haya recogido de su posición y estructura, para transportar sustancias de una parte de la celda a la siguiente; más precisamente, sirven como un conducto en el que se puede realizar este transporte.

Hay dos tipos de ER, que se distinguen por tener o no ribosomas unidos. Rough ER consiste en vesículas apiladas a las que se unen muchos ribosomas. En la ER rugosa, los grupos oligosacáridos (azúcares relativamente cortos) se unen a proteínas pequeñas a medida que pasan a través de otras orgánulos o vesículas secretoras. La ER suave, por otro lado, no tiene ribosomas. El ER suave da lugar a vesículas que transportan proteínas y lípidos, y también es capaz de engullir e inactivar sustancias químicas dañinas, por lo que realiza una especie de función de seguridad de exterminador-ama de llaves, además de ser un conducto de transporte.