1. Teoría Celular
1.1. La teoría celular es uno de los más importantes y centrales postulados del campo de la biología moderna. Plantea que absolutamente todos los seres vivos están compuestos por células. Esto incluye a todos los organismos de nuestro planeta.
1.1.1. ¿En qué consiste la teoría celular?
1.1.1.1. La teoría celular, como dijimos antes, centró los esfuerzos de la biología en la célula como estructura mínima de la vida. Entiende que toda forma de vida está basada en la célula, es decir que todos los tejidos de las plantas, animales y hongos pueden ser descompuestos en células individuales, aunque únicas y diferenciadas. Sin embargo, las células de los animales, las células de las plantas o las células de los organismos unicelulares son muy diferentes entre sí
2. Tipos De Células
2.1. Células procariotas:Estas células tienen una estructura básica sencilla sin organelas con membrana y no poseen núcleo, por lo que su material genético se encuentra disperso en el interior de la célula (citoplasma). Las células procariotas son las más pequeñas y tienen un tamaño de entre 1-5 µm. Las células procariotas fueron las primeras formas de vida en la Tierra, y estos organismos son mucho más simples que los eucariotas.
2.1.1. Células eucariotas: Las células eucariotas tienen una estructura más compleja que las procariotas y poseen organelas con membrana especializadas en su citoplasma. La característica principal de este tipo de célula es que tiene un núcleo definido, donde se encuentra su material genético. Las células eucariotas son más grandes que las procariotas, pero tienen tamaños que pueden variar ampliamente entre 10-100 µm.
2.1.1.1. Célula animal: Las células animales no tienen pared celular y presentan formas muy variadas y, a menudo, irregulares. Por su parte, las células vegetales suelen ser más grandes y con forma prismática. Las células animales poseen dos estructuras exclusivas (es decir, que no están en las células vegetales): los centríolos, que participan en la división celular, y los lisosomas, que son pequeñas vesículas que contienen enzimas digestivas e intervienen en la degradación de estructuras celulares.
2.1.1.1.1. Células vegetales: Las células vegetales poseen una pared celular rígida, compuesta principalmente por celulosa. Esta estructura le da forma a la célula y le otorga sostén a la planta (los organismos vegetales no tienen esqueletos como los animales). Además, las células vegetales poseen una gran vacuola que almacena agua y nutrientes y, al ocupar gran parte del volumen celular, le otorga rigidez a estas células. Las células vegetales poseen cloroplastos, organelas donde se lleva a cabo la fotosíntesis, proceso por el cual la planta fabrica su propio alimento.
3. Estructura y función de:
3.1. Núcleo: Esta estructura está limitada por una envoltura nuclear formada por una doble membrana. El núcleo es una organela exclusiva de las células eucariotas y en su interior contiene la mayor parte del material genético de célula (el ADN).
3.2. Citoplasma: Es la sustancia gelatinosa que llena el interior de la célula, ubicada entre la membrana plasmática y el núcleo (cuando está presente), y formada por agua, sales, proteínas y otras sustancias. La función principal del citoplasma es servir de soporte para las organelas de la célula y ayudar en los procesos metabólicos que ocurren dentro de la misma.
3.2.1. Organelos con membrana: Membrana plasmática °Mitocondria °R.E.L. °R.E.R. °Lisosoma °Vacuola °Peroxisoma °Cloroplasto °Membrana nuclear °Núcleo
3.2.1.1. Organelos sin membrana:Son los principales elementos estructurales y generadores del movimiento de los cilios y flagelos. Los cilios y flagelos son estructuras que se proyectan desde las células, contienen microtúbulos y están rodeados de membrana plasmática. Las células utilizan estos apéndices para desplazarse, para remover el medio que les rodea o como estructuras sensoriales.
4. Aspectos relacionados con el metabolismo
4.1. Anabolismo y Catabolismo: El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo, en la cual moléculas orgánicas complejas y relativamente grandes como los polisacáridos o las proteínas se degradan para dar lugar a moléculas de estructura más simple y menor tamaño tales como el ácido láctico, CO2, agua, amoníaco o urea. Este proceso degradativo va acompañado de la liberación de la energía química inherente a la estructura de las moléculas orgánicas que se degradan; es por lo tanto un proceso exergónico. Muchas reacciones del catabolismo suponen una oxidación, es decir, una pérdida de electrones, de los sustratos orgánicos que se degradan. En resumen, el catabolismo es un proceso degradativo, oxidante y exergónico. En contrapartida, el anabolismo es la fase constructiva del metabolismo, en la cual tiene lugar la síntesis de los componentes moleculares de las células tales como los ácidos nucleicos, las proteínas, los polisacáridos y los lípidos a partir de moléculas precursoras de estructura más sencilla y menor tamaño. Este proceso biosintético requiere energía química para poder ser llevado a cabo, es decir, es un proceso endergónico. La construcción de biomoléculas orgánicas altamente hidrogenadas requiere electrones para reducir a sus precursores relativamente oxidados. En resumen, el anabolismo es un proceso constructivo, reductor y endergónico. Las rutas metabólicas que forman parte del catabolismo se denominan rutas catabólicas, mientras que las que forman parte del anabolismo se denominan rutas anabólicas. Existen también algunas rutas que, en todo o en parte, son comunes al catabolismo y al anabolismo; reciben el nombre de rutas anfibólicas. De lo expuesto anteriormente podría extraerse la falsa impresión de que catabolismo y anabolismo son procesos que transcurren por separado en el espacio y en el tiempo. En realidad ambos tienen lugar simultáneamente en el citoplasma celular puesto que las células están A → B B → C permanentemente en un proceso de renovación de sus componentes moleculares. Habría que considerar al catabolismo y al anabolismo, más que como fases, como dos "facetas" o "áreas de actividad" de una unidad funcional única que es el metabolismo.
4.1.1. Energía, ATP y enzimas: El ATP - Adenosín Trifosfato - es la principal molécula de almacenamiento y transporte de energía en las células. Se trata de una molécula compuesta por un nucleósido - adenosina - unido covalentemente a una cadena de tres grupos fosfato. Debido a la estructura química de este compuesto, los enlaces entre los grupos fosfato almacenan un alto nivel de energía; los sistemas moleculares que necesitan energía para llevar a cabo sus funciones (por ejemplo, muchas enzimas) acoplan su función a la hidrólisis o rotura de estos enlaces, utilizando la energía que de esta hidrólisis se desprende. La síntesis de ATP es una de las principales funciones del metabolismo. Concretamente, el catabolismo consiste en la oxidación (extracción de electrones) de moléculas de nutrientes (glúcidos, lípidos, proteínas), lo cual es un proceso exergónico (que desprende energía). Esta energía obtenida se usa para la fosforilación de moléculas de ADP, generando ATP. Esta fosforilación se puede producir de manera enzimática, denominándose fosforilación a nivel de sustrato.
4.1.1.1. Fotosíntesis y quimiosíntesis: La fotosíntesis es el proceso bioquímico mediante el cual las plantas convierten materia inorgánica (dióxido de carbono) en materia orgánica (azúcares), aprovechando la energía proveniente de la luz solar. Este es el principal mecanismo de nutrición no solo de las plantas, tanto acuáticas como terrestres, sino también de otros organismos autótrofos que poseen clorofila (un pigmento esencial para el proceso fotosintético), como las algas y algunos grupos de bacterias. La quimiosíntesis es el nombre que recibe un método de producción energética que realizan diversos organismos vivientes. El mecanismo se desarrolla mediante la síntesis de trifosfato de adenosina (ATP), luego de la liberación de energía que se produce mediante las reacciones de oxidación que llevan a cabo ciertos compuestos inorgánicos. El organismo que realiza quimiosíntesis toma la energía que se halla en ciertos alimentos. Para esto, bombea átomos de hidrógeno mediante las membranas de las células, algo que provoca una diferencia en la concentración existente. Una vez terminada la acción, los átomos de hidrógeno regresan y liberan la energía que se emplea para sintetizar el ATP.
4.1.1.1.1. Respiración celular y fermentación: Se conoce como reproducción celular o división celular a la etapa del ciclo celular en la cual cada célula se divide para formar dos células hijas distintas. Este es un proceso que se da en todas las formas de vida y que garantiza la perpetuidad de su existencia, así como el crecimiento, la reposición de tejidos y la reproducción en los seres pluricelulares. La célula es la unidad básica de toda la vida conocida. Cada una de ellas, como los seres vivos, poseen un tiempo de vida, durante el cual crecen, maduran y luego se reproducen, a través de diversos mecanismos biológicos que permiten generar células nuevas, replicando su información genética y permitiendo que el ciclo vuelva a empezar. Esto ocurre hasta que, llegado a determinado momento de la vida de los seres vivos, sus células dejan de reproducirse (o a hacerlo de manera eficiente) y empiezan a envejecer. Pero hasta que eso ocurre, la reproducción celular tiene el propósito de incrementar la cantidad de células que existen en un organismo. Se llama fermentación a un proceso de oxidación incompleta, que no requiere de oxígeno para tener lugar, y que produce una sustancia orgánica como resultado. Es un proceso de tipo catabólico, es decir, de transformación de moléculas complejas a moléculas sencillas y generación de energía química en forma de ATP (Adenosín Trifosfato). Se llama fermentación a un proceso de oxidación incompleta, que no requiere de oxígeno para tener lugar, y que produce una sustancia orgánica como resultado. Es un proceso de tipo catabólico, es decir, de transformación de moléculas complejas a moléculas sencillas y generación de energía química en forma de ATP (Adenosín Trifosfato). La fermentación consiste en un proceso de glucólisis (ruptura de la molécula de glucosa) que produce piruvato (ácido pirúvico) y que al carecer de oxígeno como receptor de los electrones sobrantes del NADH producido (nicotin adenin dinucleótido), emplea para ello una sustancia orgánica que deberá reducirse para reoxidar el NADH a NAD+, obteniendo finalmente un derivado del sustrato inicial que se oxida. Dependiendo de dicha sustancia final, habrá diversos tipos de fermentación.La fermentación consiste en un proceso de glucólisis (ruptura de la molécula de glucosa) que produce piruvato (ácido pirúvico) y que al carecer de oxígeno como receptor de los electrones sobrantes del NADH producido (nicotin adenin dinucleótido), emplea para ello una sustancia orgánica que deberá reducirse para reoxidar el NADH a NAD+, obteniendo finalmente un derivado del sustrato inicial que se oxida. Dependiendo de dicha sustancia final, habrá diversos tipos de fermentación.