Organització Cel·lular La definició fisiològica de la vida és: Un organisme viu és aquell, compost per matèria orgànica (C,H,O,N,S,P), capaç de portar a terme funcions tals como nodrir, metabolitzar, excretar, respirar, moure’s, créixer, reproduir-se i respondre a estímuls externs. La unitat més petita capaç de portar a terme aquestes funcions per si mateixa és la cèl·lula, per tant és la unitat fonamental de la vida. Altres unitats més petites, com ara els virus són incapaços de portar a terme aquestes funcions per si mateixos, per tant no s’inclouen entre els essers vius. De fet els virus es troben a la frontera entre el que es pot considerar matèria inert i esser viu. Microfotografia de teixit muscular animal (esquerra) i colònia de Salmonella (dreta), encara que tenen una estructura molt diferent, tots dos estan formats per cèl·lules, i cadascuna d’elles és un esser viu independent.

Els virus Els virus no es poden considerar una forma de vida plena perquè no és capaç de realitzar totes les seves funcions metabòliques per si mateix, ha de parasitar necessariament una cèl·lula. De fet hi ha autors que consideren que el virus veritable és tota la maquinària metabòlica que es posa en funcionament quan parasita una cèl·lula, mentre que el que trobem fora és només una forma de resistència, una espora. No se sap si els virus són una resta de l’evolució prebiòtica o si són un cas de parasitisme degeneratiu, en qualsevol cas no els podem considerar essers vius veritables. Virus de la SIDA parasitant una cèl·lula hoste. El virus son les vacuoles verdas sobre la membrana de la cèlula. Apareixen en color verd perquè s’han tenyit amb un marcador fluorescent.

Tipus de cèlules Hi ha dos grans tipus de cèlules: Les cèlules procariotes, o bacteris. Les cèlules eucariotes. La diferència més important entre una i altra és que la cèlula eucariota té un nucli diferenciat, mentre que la cèl·lula procariota no en té. Per tant la cèl·lula procariota és una forma de vida més primitiva que la cèl·lula eucariota, que és la que forma els cossos de tots els èssers vius pluricel·lulars. En aquestes dues microfotografies es poden observar les diferències entre les cèl·lules eucariotes, esquerra, i les procariotes, dreta. A la fotografia de l’esquerra, feta amb un microscopi òptic, s’aprecia el nucli com una taca fosca enmig de la cèl·lula dintre d’un teixit vegetal. En canvi a la fotografia de la dreta no s’observa cap nucli encara que s’hagi fet amb un microscopi electrònic.

Les cèl·lules procariotes Les cèl·lules procariotes són l’esser viu més arcaic que sobreviu a l’actualitat, i per tant el més senzill. Com que són tan senzills són incapaces d’especialitzar-se en una funció concreta i per tant no poden formar teixits, només poden formar colònies de cèl·lules. Es reprodueixen per divisió, per tant no presenten reproducció sexual, encara que poden intercanviar material genètic amb altres bacteris, encara que no siguin de la seva espècie. Aquest intercanvi genètic no es pot considerar reproducció sexual veritable, perquè no donen lloc a un nou individu híbrid, sinó a dos individus hibridats. En ocasions fins i tot es pot arribar a formar un únic individu amb el material genètic de totes dues cèl·lules. Diferències entre la fissió binària de les cèl·lules procariotes i la reproducció sexual de les cèl·lules eucariotes. Es veu que el procés és força més complex en el cas de les cèl·lules eucariotes que en el cas de les procariotes. Arbre filogenètic de les cèl·lules eucariotes, vermell, procariotes blau, i arqueas, verd. Sembla ser que les arqueas es van separar del tronc comú de les bactèries i van originar les cèl·lules eucariotes, per tant es troben més pròximes a aquestes que a la resta de procariotes.

Estructura de les cèl·lules procariotes. Les cèl·lules procariotes estan formades per una paret cel·lular que protegeix tota la cèl·lula, sota aquesta càpsula es troba la membrana cel·lular que envolta tota la cèl·lula. Sota aquestes dues membranes es troba el citoplasma que conté el material genètic. A diferència de les cèl·lules eucariotes el material genètic es troba lliure en el citoplasma i no forma cromosomes. Per tant l’ADN es troba directament en contacte amb el citoplasma, lliure per interaccionar amb els ribosomes. Esquema d’una cèl·lula procariota. El seu citoplasma només conté ribosomes i l’ADN no es troba associat a les histones i per tant no forma cromosomes. Els pels que presenta al seu voltant són els pilis, que són els conductes per on realitzen l’intercanvi genètic.

La paret cel·lular Les cèl·lules procariotes tenen una paret cel·lular que les aïlla del medi exterior. Aquesta paret es superposa sobre la membrana cel·lular i té una natura química completament diferent. Mentre que la membrana cel·lular està formada per una bicapa lipídica com a les cèl·lules eucariotes, la paret cel·lular està formada per cadenes de polisacàrids units per cadenes peptídiques, amb aminoàcids D, el peptidoglicà. Com que aquests aminoàcids no es troben a les cèl·lules eucariotes, el peptidoglicà és resistent a les peptidases. Per tant la paret cel·lular és el que facilita que els bacteris es puguin infiltrar a l’interior d’altres essers vius i resistir les seves defenses. Sovint com a la bactèria clostridium botulinum,, la coberta conté toxines que són les veritables causants de les malalties. En aquest cas la coberta conté toxina botulinica que és el causant del botulisme, com que la malaltia la provoca la toxina, el tractament antibiòtic no és eficaç.. Esquema de la paret cel·lular d’una bactèria gram + , a dalt, i d’una bactèria gram -, a baix. La capa de les bactèries gram + és gruixuda (2), amb un espai periplàsmic (3) entre la paret i la membrana (1), mentre que la de les bactèries gram – està composada per dues parets fines (5 i 6) separades per dos espais periplàsmics (7) entre elles i de la membrana cel·lular (4). Noi d’uns 14 anys malalt de botulisme, presenta paràlisi i manca de to muscular, malgrat que es troba plenament conscient.

La membrana cel·lular A diferència de la paret cel·lular que té un paper passiu en el transport de substàncies des de l’exterior de la cèl·lula al seu interior i al contrari, la membrana cel·lular té un paper completament actiu. Mentre que la paret cel·lular només deixa passar les substàncies per permeabilitat, la membrana cel·lular té distribuïdes per la seva superfície, unes proteïnes que actuen com a porus. Aquestes proteïnes poden transportar l’aliment i extreure els residus en contra del gradient de concentració, mitjançant el consum d’una certa quantitat d’energia. La membrana cel·lular per tant està composada per una bicapa lipídica on s’insereixen aquestes proteïnes que la travessen completament. Esquema d’una membrana cel·lular on es veuen en color blau les proteïnes que actuen com a porus.

El citoplasma El citoplasma de la cèl·lula procariota és molt més simple que el de la cèl·lula eucariota. Consisteix bàsicament en una dissolució salina semblant al sèrum fisiològic on s’hi troben surant els ribosomes, que són els orgànuls on es produeix la síntesi de proteïnes. També es troba surant en el citoplasma una o més hebres d’ADN que constitueixen el material genètic de la cèl·lula. La resta del citoplasma la composen una mescla de substàncies que la cèl·lula utilitza per a les seves funcions. Ribosoma en acció. A mesura que el ribosoma va “llegint “ la cadena d’ARNm, cadenes d’ARNt van portant els diferents aminoàcids, que es van unint entre ells, així el pèptid va creixent.