Los organelos de las células eucariotas - Primera parte
CN.B.5.2.3. Usar modelos y describir la estructura y función de los organelos de las células eucariotas y diferenciar sus funciones en procesos anabólicos y catabólicos.
¿Cómo puede una sola célula realizar todas las funciones necesarias para vivir, crecer y reproducirse? Todas las formas de vida están constituidas por células, las unidades básicas de la biología. Algunas son unicelulares y cumplen solas todas las funciones vitales, mientras que las células eucariotas de organismos pluricelulares muestran una compleja organización interna. Sus organelos especializados permiten la síntesis de biomoléculas, la obtención de energía y el transporte de sustancias, diferenciando procesos anabólicos y catabólicos. Hoy exploraremos cómo estas diminutas estructuras hacen posible la vida.
Desequilibrio cognitivo. Hay seres que están constituidos por una sola célula, ¿es posible que puedan cumplir funciones complejas?
Un único ancestro común
La teoría de la evolución establece que todas las especies descendemos de un ancestro común. Por otro lado, la teoría celular propuesta por el alemán Matthias Schleiden y el prusiano Theodor Schwann (1838) postula que todos los seres vivos están compuestos al menos por una célula. Posteriormente, el polaco Rudolf Virchow (en 1858) propuso que toda célula proviene de una célula anterior. Por tanto, para encontrar ese ancestro común, hay que investigar el origen de las células.
La teoría de la abiogénesis que se fundamenta en las ideas del ruso Alexander Oparín (1894-1980) y del inglés John Haldane (1892-1964) propone que la vida surgió en los mares primitivos, después de que los coacervados lograron replicarse y estabilizar sus reacciones químicas internas (su metabolismo).
Con base en comparaciones genéticas, se llegó a determinar que el organismo más sencillo que comparte genes con el resto de seres vivos es una bacteria que vive en el fondo del océano, en las cercanías de las ventoleras hidrotermales (cerca de volcanes submarinos), en ausencias de oxígeno, donde la temperatura del agua es muy alta y se forman nubes gaseosas ricas en hidrógeno, CO y hierro, que son su alimento. Se nombró a este organismo como LUCA (siglas de last universal common ancestor ), pero eso no significa que sea el primer ser vivo del planeta. De hecho, el estadounidense Carl Woese (1928-2012) propuso la existencia de un llamado progenote, un ser incluso más sencillo que las actuales procariotas, que en lugar de ADN contaba con una sencilla molécula de ARN. A partir de su teoría, este científico diseñó el árbol filogenético del que se desprenden tres ramas. Las dos primeras corresponden a organismos procariotas (las bacterias y arqueas), y la tercera, a los eucariotas, desde los unicelulares protozoos a todos los multicelulares.
La aparición de las células eucariotas
La teoría más aceptada para explicar el origen de la célula eucariota es la de la endosimbiosis , propuesta en 1967 por la estadounidense Lynn Margulis (1938-2011). Según esta teoría, en algún punto de la evolución, una célula procariota fagocitó (devoró) a otra, pero en lugar de digerirla, le brindó protección y refugio; a cambio obtuvo algún producto exclusivo de esta célula. Se piensa que es el caso de los cloroplastos, los cuales proporcionaron a las células que los englobaron los azúcares producidos mediante fotosíntesis; también pudo ser el caso de las mitocondrias, que brindaron la energía obtenida por medio de la respiración celular.
Los elementos de las células eucariotas
Las células eucariotas que forman parte de protozoarios, hongos (fungi), plantas y animales no son todas iguales. Sin embargo, hay ciertos elementos en común:
La membrana celular o plasmática: es la capa que contiene y protege a las estructuras internas de la célula, además de permitirle su interacción con el medio. Todas estas funciones son sumamente importantes y tienen mecanismos propios, que estudiaremos en una próxima lección.
El citoplasma: es todo lo que se encuentra entre la membrana celular y el núcleo. Está constituido por una matriz en estado coloidal (partículas sólidas suspendidas en un medio acuoso), conocida con el nombre de citosol, y los organelos suspendidos en esta matriz. Las partículas sólidas del citosol son proteínas, enzimas (proteínas que catalizan las reacciones bioquímicas) y otras moléculas que intervienen en el metabolismo celular (es decir, en todas sus reacciones químicas).
El núcleo: recubierto por una membrana porosa, es el organelo donde se aloja el ADN, la molécula encargada de almacenar la información genética del organismo. También incluye al nucleolo que permite la formación de ribosomas, de los cuales hablaremos más adelante.
La célula vegetal
Las células que forman parte de las plantas tienen características únicas que tienen que ver con su forma de vida y de obtener alimento.
La pared vegetal: es una capa rígida, formada por un carbohidrato complejo llamado celulosa que, además de brindar protección, evita que la célula se deforme y pierda su forma geométrica.
Los plastos: son un conjunto de vesículas que sirven para almacenar productos necesarios para la planta, tales como almidones, aceites o minerales. El plasto más frecuente en hojas y tallos es el cloroplasto, que tiene la función de realizar la fotosíntesis, proceso por medio del cual obtenemos alimento la mayoría de los seres vivos en el planeta, ya sea directa o indirectamente. Para poder realizar esta función, depende de la clorofila, un pigmento que confiere a las plantas el característico color verde.
La vacuola central: es la tercera característica exclusiva de las células vegetales. Esta se llena de agua y ocupa el mayor porcentaje de la célula, pues se trata de una estructura de soporte.
Interdisciplinariedad. Bioquímica e Industria. La celulosa producida por las plantas tiene muchísimos usos industriales, empezando por el papel que se fabrica de la pulpa de diversas especies, las fibras textiles, las películas fotográficas, barnices, aislantes térmicos y acústicos e incluso explosivos.
Ahora que hemos descubierto cómo los organelos trabajan coordinadamente dentro de la célula, pregúntate: ¿qué otros secretos de la vida microscópica aún nos esperan por descubrir? Cada célula es un universo de procesos complejos que nos invita a seguir explorando, comprendiendo y admirando la organización de la vida.
