Origen de la Célula La células, unidades estructurales y funcionales de los organismos vivos, son de dimensiones microscópicas. Su pequeño tamaño, combinado con la circunvolución de sus superficies, da como resultado una elevada relación superficie-volumen, lo que facilita la difusión de combustibles, nutrientes y de los productos de desecho entre la célula y su medio. Todas las células comparten ciertas características: DNA que contiene la información genética, ribosomas y una membrana plasmática que rodea el citoplasma. En eucariotas, el material genético está rodeado por una envoltura nuclear; los procariotas no tienen esta membrana. La membrana plasmática es una barrera de permeabilidad resistente y flexible que contiene numerosos transportadores, además de receptores para una amplia gama de señales extracelulares. El citoplasma de las células eucarióticas está formado por el citosol y los orgánulos. El citosol es una disolución concentrada de proteínas, RNA, intermediarios y cofactores metabólicos e iones inorgánicos. Los ribosomas son complejos supramoleculares en los que tiene lugar la síntesis de proteínas; los ribosomas bacterianos son ligeramente menores que los de las células eucarióticas, pero similares en estructura y función.

Ciertos organismos, tejidos y células ofrecen ventajas al ser utilizados para estudios bioquimicos. Es posible cultivar grandes cantidades de E. coli y levaduras; además, estos organismos tienen tiempos de generación cortos y son especialmente adecuados para llevar a cabo manipulaciones genéticas. Las funciones especializadas de hígado, músculo y tejido adiposo y de los eritrocitos los hacen atractivos para el estudio de procesos específicos. Las primeras células vivas eran procarióticas y anaeróbicas; probablemente aparecieron hace aproximadamente 3.500 millones de años, cuando las atmósfera carecía de oxígeno. Con el paso del tiempo, la evolución biológica condujo a la aparición de células capaces de llevar a cabo la fotosíntesis, de la que el O2 era un producto secundario. Al irse acumulando O2, evolucionaron células procarióticas capaces de oxidar combustibles aeróbicamente. Los dos grupos principales de procariotas, eubacterias y arqueobacterias, divergieron en una fase temprana de la evolución. La envoltura celular de algunos tipos de bacterias incluye capas exteriores a la membrana plasmática que les confieren rigidez o protección. Algunas bacterias poseen flagelos para propulsarse. El citoplasma bacteriano no contiene orgánulos limitados por membranas, pero

contiene ribosomas y gránulos de nutrientes, así como un nucleoide que contiene el DNA de la célula. Algunas bacterias fotosintéticas poseen una gran cantidad de membranas intracelulares que contienen los pigmentos captadores de la luz. Las células eucarióticas aparecieron hace aproximadamente 1.500 millones de años. Eran mayores que los procariotas y su material genético era más complejo. Estas células primitivas establecieron relaciones simbióticas con los procariotas que vivían en su citoplasma; las mitocondrias y cloroplastos modernos proceden de esta endosimbiosis original. Las mitocondrias y los cloroplastos son orgánulos intracelulares rodeados por una membrana doble. Constituyen los principales puntos de síntesis de ATP en células eucarióticas y aeróbicas. Los cloroplastos se hallan únicamente en organismos fotosintéticos, pero las mitocondrias se encuentran en todos los eucariotas. Las células eucarióticas modernas poseen un complejo sistema de membranas intracelulares. Este sistema endomembranoso consiste en la envoltura nuclear, el retículo endoplasmático liso y rugoso, el complejo de Golgi, las vesículas de transporte,

los lisosornas y los endosomas. Las proteínas sintetizadas en los ribosomas unidos al retículo endoplasmático rugoso penetran en el sistema endomembranoso y viajan a través del complejo de Golgi en su camino hasta sus orgánulos de destino o la superficie celular, donde son excretadas por exocitosis. La endocitosis permite introducir material extracelular en el interior de la célula, donde puede ser digerido por los enzimas degradativos de los lisosomas. En las plantas, la vacuola central es el sitio donde se producen los procesos degradativos; también sirve como depósito de almacenamiento para pigmentos y productos secundarios del metabolismo y mantiene la turgencia de la célula. El material genético de las células eucarióticas está organizado en cromosomas, complejos de DNA y proteínas histonas altamente ordenados. Antes de la división celular (citoquinesis), cada cromosoma se replica y los cromosomas duplicados se separan mediante el proceso de la mitosis. El citoesqueleto es una malla intracelular de filamentos de actina, microtúbulos y filamentos intermediarios de varios tipos. El cito esqueleto da forma a la célula y la reorganización de sus filamentos da lugar a las variaciones estructurales que acompañan el movimiento ameboide y la división celular.

Los orgánulos intracelulares se desplazan a lo largo de los filamentos del citoesqueleto, gracias a la acción propulsora de proteínas tales como la quinesina, dineína citoplasmática y miosina, que utilizan la energía del ATP. Los bioquímicos utilizan en sus estudios la centrifugación diferencial y la centrigugación isopícnica para separar componentes subcelulares. En los organismos multicelulares existe una división del trabajo entre diferentes tipos de células. Las células epiteliales individuales en animales se mantienen juntas mediante uniones estancas y desmosomas; las uniones en hendidura (en animales) y los plasmodesmos (en plantas) proporcionan los canales de comunicación. Los virus son parásitos de las células vivas, capaces de enajenar la maquinaria celular para su propia replicación. Infectan animales, plantas y células bacterianas y son responsables de varias enfermedades humanas graves.

Bibliografía Nelson David L, Cox Michael M. “ Lehninger Principios de Bioquímica”. Ediciones Omega. 2001