La Cèl·lula: Guia Completa d'Estructura, Funcions i Orgànuls

La Cèl·lula: Unitat Bàsica de la Vida

La cèl·lula és la unitat morfològica, fisiològica i genètica de tots els éssers vius. És l'estructura més simple capaç de realitzar les tres funcions vitals.

Podem distingir diferents tipus de cèl·lules segons la seva forma i estructura:

• Cèl·lules lliures: Poden canviar de forma.
• Cèl·lules formant teixits: La seva forma depèn de la tensió a la qual estan sotmeses.
• Cèl·lules amb paret de secreció rígida: Tenen una forma estable.

Cèl·lula Procariota

El seu ADN no està envoltat per una membrana, i el material genètic consisteix en una única fibra d'ADN.

Cèl·lula Eucariota

El seu ADN està envoltat per una membrana (nucli), amb una doble coberta de membrana. Posseeix un sistema d'endomembranes i orgànuls especialitzats que produeixen energia.

Membrana Plasmàtica

Delimita la cèl·lula i està formada per una doble capa lipídica. Conté:

• Molècules amfipàtiques:
  • Hidròfobes/apolar: Repel·leixen l'aigua (lipòfiles).
  • Hidròfiles/polar: Tenen afinitat per l'aigua (lipòfobes).
• Colesterol: Proporciona estabilitat a la membrana.
• Proteïnes: Poden ser intrínseques o extrínseques, inserides o associades a la bicapa.

Funcions de la Membrana Plasmàtica

• Separa el medi intracel·lular de l'extracel·lular.
• Regula l'intercanvi de partícules i el transport de substàncies.
• Manté l'estructura cel·lular.
• Participa en processos d'entrada i sortida de macromolècules:
  • Endocitosi (entrada):
    • Pinocitosi: Ingestió de substàncies líquides o petites partícules, emmagatzemades en vesícules.
    • Fagocitosi: Ingestió de partícules grans, emmagatzemades en vesícules que es converteixen en vacúols digestius per obtenir energia.
  • Exocitosi (sortida): Alliberament de macromolècules de la cèl·lula.

Transport Passiu

No consumeix energia i es realitza a favor de gradient (de medi amb més concentració de substàncies a medi amb menys concentració).

• Difusió Simple:
  • A través de la bicapa lipídica: Per a molècules lipídiques, poc polars o petites substàncies polars.
  • A través de canals proteics: Permet el pas de substàncies polars mitjançant proteïnes de canal.
• Difusió Facilitada: Transport de molècules grans mitjançant proteïnes transportadores o permeases.

Transport Actiu

Consumeix energia i es realitza contra gradient (de medi amb menys concentració a medi amb més concentració).

• Cotransport: Entrada de substàncies gràcies a l'energia generada per un transport actiu primari.

Membranes de Secreció

Formades per substàncies secretades per la cèl·lula.

• Matriu extracel·lular: Present en cèl·lules animals.
• Paret cel·lular: Present en cèl·lules vegetals, proporciona forma i rigidesa a la cèl·lula.

Citoplasma

Espai cel·lular situat entre la membrana plasmàtica i l'embolcall nuclear. Està format per:

• Citosol: Part aquosa on estan immersos els orgànuls. Té un alt contingut d'enzims i serveix de reserva energètica.

Citoesquelet

Manté la forma de la cèl·lula, participa en la contracció muscular i transporta i organitza els orgànuls.

Centrosoma

Centre de la dinàmica cel·lular, implicat en la divisió cel·lular i el moviment dels cilis i flagels.

Ribosomes

Orgànuls globulars i porosos, sense membrana. Són els encarregats de sintetitzar proteïnes.

Estan formats per dues parts:

• Subunitat petita.
• Subunitat gran.

Aquestes subunitats només s'ajunten durant la síntesi de proteïnes.

Reticle Endoplasmàtic (RE)

Sistema de membranes implicat en la síntesi, magatzem i transport de proteïnes i lípids. El Reticle Endoplasmàtic Rugós (RER) i el Llis (REL) estan intercomunicats.

• Reticle Endoplasmàtic Rugós (RER):
  • Té ribosomes adherits.
  • Sintetitza proteïnes, glicoproteïnes i fosfolípids.
• Reticle Endoplasmàtic Llis (REL):
  • No té ribosomes.
  • Sintetitza lípids (esteroides, fosfolípids).
  • Participa en la desintoxicació i el metabolisme del calci (contracció muscular).

Aparell de Golgi

Part del sistema d'endomembranes cel·lular, format per dictiosomes i vesícules de secreció. Està polaritzat amb dues cares:

• Cara cis (de formació): Rep les vesícules del RE.
• Cara trans (de maduració): D'on surten les vesícules processades.

Les seves funcions inclouen madurar, acumular, transportar i secretar proteïnes del RE, així com la síntesi de glúcids complexos.

Lisosomes

Vesícules derivades de l'Aparell de Golgi que contenen enzims digestius. Realitzen la digestió cel·lular, tant extracel·lular com intracel·lular en organismes pluricel·lulars.

Es distingeixen dos tipus:

• Lisosoma primari: Conté només enzims digestius.
• Lisosoma secundari: Conté substàncies en via de digestió.

Vacúols

Orgànuls amb membrana, amb un interior aquós. Les seves funcions principals són:

• Acumular aigua.
• Emmagatzemar substàncies específiques.
• Transportar substàncies.

Peroxisomes

Vesícules que contenen enzims oxidatius. La seva funció principal és la desintoxicació cel·lular.

Glioxisomes

Contenen enzims que sintetitzen glúcids a partir de lípids. Són importants en la germinació de les llavors, ja que subministren glucosa fins que la planta pot realitzar la fotosíntesi.

Mitocondri

Orgànul encarregat d'obtenir energia a partir de la respiració cel·lular.

• Glúcids: Dipòsit energètic limitat.
• Lípids: Dipòsit energètic il·limitat.

Cloroplast

Conté pigments fotosintètics i és l'orgànul on es realitza la fotosíntesi.

La fotosíntesi es divideix en dues fases:

• Fase lumínica: L'energia de la llum es converteix en energia química (ATP i NADPH).
• Fase fosca: L'ATP i el NADPH s'utilitzen per a la síntesi de glúcids.

Altres plastidis relacionats són:

• Cromoplasts: Contenen pigments que donen color a flors i fruits.
• Leucoplasts: Incolors, s'encarreguen de l'emmagatzematge (ex: amiloplasts per al midó).

Nucli Cel·lular

L'embolcall nuclear envolta l'ADN i el separa del citoplasma. Normalment, hi ha un nucli per cèl·lula.

Excepcions:

• Sinciti: Cèl·lula amb més d'un nucli.
• Plasmodi: Massa citoplasmàtica multinucleada.

Embolcall Nuclear

Membrana doble que separa el citoplasma del nucleoplasma.

Nuclèol

Estructura dins del nucli que fabrica ARN nucleolar, que es converteix en ARNr per formar ribosomes.

Nucleoplasma

Medi intern del nucli, on es troben la cromatina i el nuclèol.

Cromatina

Substància fonamental del nucli, formada per filaments d'ADN en forma descondensada, associats a proteïnes.

Cromosomes

Estructures que faciliten el repartiment de la informació genètica durant la divisió cel·lular.

• Cromosoma metafàsic: Format per dues cromàtides unides pel centròmer.
• Cromosoma anafàsic: Format per una sola cromàtida.

Diploïdia i Cromosomes Sexuals

• Organismes diploides: Posseeixen dos cromosomes de cada tipus (parells homòlegs).
• Organismes haploides: Posseeixen un cromosoma de cada tipus.