Cèl·lules: Estructura, Tipus i Nutrició

Organismes Pluricel·lulars

Els organismes pluricel·lulars:

• Estan formats per moltes cèl·lules que s'han originat a partir d'una altra cèl·lula inicial i que no funcionen aïllades, sinó que estan interconnectades i coordinades per a funcionar com un tot integrat.
• Presenten cèl·lules que, a mesura que es multipliquen, s'especialitzen i adapten les seves estructures per a realitzar una funció determinada. Aquest procés es denomina diferenciació cel·lular.
• Les seves cèl·lules no estan en contacte amb el medi extern, sinó amb uns líquids que les envolten i que constitueixen el medi intern. Gràcies a aquest medi, es comuniquen entre si i intercanvien substàncies.
• En la majoria, les cèl·lules d'un mateix tipus s'agrupen en unes estructures més complexes anomenades teixits que, al mateix temps, formen òrgans.

Estructura de la Cèl·lula

Membrana Plasmàtica

És un embolcall molt prim i elàstic que separa la cèl·lula del medi. S'encarrega de regular l'entrada i la sortida de substàncies de la cèl·lula. També detecta estímuls del medi i permet la comunicació entre cèl·lules.

Citoplasma

És la substància que omple l'interior de la cèl·lula on es troben els orgànuls cel·lulars. Al citoplasma i als orgànuls es produeixen les reaccions químiques de la cèl·lula o metabolisme.

ADN

És una substància química que conté la informació necessària per a regular el funcionament de la cèl·lula, denominada informació genètica. Segons on es localitza l'ADN, es diferencien dos tipus de cèl·lules: les procariotes i les eucariotes.

Tipus de Cèl·lules

Cèl·lules Procariotes

Característiques:

• Tenen una gran molècula d'ADN anomenada nucleoide i diminuts fragments d'ADN anomenats plasmidis.
• El citoplasma no conté orgànuls, a excepció dels ribosomes.
• Una gran part del metabolisme de la cèl·lula està associat a la membrana plasmàtica. Algunes cèl·lules tenen uns replecs denominats mesosomes, que augmenten la superfície de la membrana i permeten una major activitat metabòlica cel·lular.
• Tenen un embolcall exterior rígid, la paret cel·lular, que envolta la membrana plasmàtica i dona forma al bacteri.
• Algunes espècies tenen prolongacions com els flagels o les fímbries.

Cèl·lules Eucariotes

Els organismes amb cèl·lules eucariotes pertanyen als regnes Protoctists, Fongs, Plantes i Animals, i poden ser unicel·lulars o pluricel·lulars. Les cèl·lules eucariotes tenen nucli, citoplasma amb citoesquelet i una gran varietat d'orgànuls.

El Nucli

Les cèl·lules eucariotes tenen nucli, és a dir, el seu ADN es troba embolcallat per una membrana.

• Membrana nuclear: És un embolcall format per dues membranes, la superfície de les quals està coberta per ribosomes. Aquesta membrana té porus nuclears que permeten l'intercanvi de substàncies entre el nucli i el citoplasma.
• Nucleoplasma: És el líquid nuclear.
• Nuclèol: És una estructura arrodonida. Al nuclèol es fabriquen els components dels ribosomes.
• Cromatina: Està formada per filaments d'ADN i proteïnes. Durant la divisió cel·lular, es condensa i forma els cromosomes.

Citoplasma amb Citoesquelet

És una xarxa de filaments i altres estructures contràctils allargades que dona forma a la cèl·lula i permet que es mogui. Aquesta estructura està molt desenvolupada en els animals i en els protozous, i menys desenvolupada en els fongs, les algues i les plantes.

Orgànuls i altres estructures

• Les cèl·lules de les algues i de les plantes tenen cloroplasts.
• Les cèl·lules de les plantes tenen grans vacúols.
• Les cèl·lules dels protoctists i les dels animals tenen centríols i estructures per al moviment.
• Les cèl·lules dels fongs, les de les algues i les de les plantes tenen un embolcall extern anomenat paret cel·lular.

Cèl·lules Vegetals

Característiques:

• Tenen paret cel·lular que envolta la membrana plasmàtica.
• Tenen cloroplasts en els quals es realitza la fotosíntesi.
• Tenen vacúols grans, fins i tot, de vegades, un sol vacúol que ocupa una gran part del citoplasma.
• No tenen centríols.
• El nucli, de vegades, està desplaçat cap a la perifèria.

Cèl·lules Animals

Característiques:

• No tenen paret cel·lular envoltant la membrana plasmàtica.
• No tenen cloroplasts.
• No tenen grans vacúols.
• Tenen dos centríols.
• El nucli sol ocupar una posició més o menys central.
• Algunes poden tenir cilis o flagels que els permeten realitzar moviments.

Nutrició Cel·lular

La nutrició comprèn tots els processos que proporcionen a la cèl·lula matèria i energia per a créixer, reposar les seves estructures, dividir-se i relacionar-se. Els processos que permeten realitzar aquesta funció són:

• L'entrada de substàncies que es troben en el medi extracel·lular i que s'empren per a obtenir matèria i energia.
• Metabolisme o conjunt de processos químics d'utilització dels nutrients que té lloc a l'interior cel·lular.
• L'excreció o impulsió al medi extracel·lular de les substàncies de rebuig que resulten del metabolisme.

Transport de Substàncies

Pas de Substàncies Petites

Les substàncies petites com l'oxigen, el CO₂ o les sals minerals, travessen la membrana lliurement gràcies a un procés anomenat difusió. El transport de substàncies per difusió es produeix a favor de gradient de concentració, és a dir, que les substàncies passen des del costat de la membrana on es troben en una major concentració fins al costat de la membrana on la concentració és menor.

Pas de Substàncies Mitjanes

Les substàncies mitjanes passen a través de la membrana ajudades per proteïnes que formen dos tipus d'estructures per al transport:

• Canals: Són proteïnes que s'obren i formen un canal que permet el pas de substàncies a favor de gradient de concentració.
• Bombes: Són estructures proteiques que bombegen les substàncies i les traslladen d'un costat a l'altre de la membrana en contra de gradient.

Pas de Substàncies Grans

Les substàncies grans no poden travessar la membrana. En aquests casos, el transport es produeix de la manera següent:

1. La membrana s'enfonsa i engloba la partícula en una vesícula que s'incorpora al citoplasma cel·lular. Aquest mecanisme s'anomena endocitosi.
2. Les vesícules es fusionen amb els lisosomes, les substàncies digestives dels quals digereixen el contingut de la vesícula i en formen altres de més petites.
3. Les restes de la digestió s'expulsen en un procés denominat exocitosi.

Metabolisme: Catabolisme i Anabolisme

Catabolisme

És el conjunt de reaccions químiques mitjançant les quals les molècules que han entrat a la cèl·lula es trenquen i es transformen en altres de més senzilles. El trencament d'aquestes molècules allibera energia, que s'empra per a realitzar diverses activitats cel·lulars, per exemple, transportar certes substàncies a través de la membrana. Una altra part de l'energia generada durant el catabolisme es perd en forma de calor. Una de les principals reaccions catabòliques és la respiració cel·lular, que es produeix als mitocondris de les cèl·lules eucariotes o a la membrana de les cèl·lules procariotes.

Anabolisme

És el conjunt de reaccions químiques mitjançant les quals, a partir de molècules senzilles, es fabriquen molècules més complexes. La formació d'aquestes molècules complexes necessita l'aportació d'energia que prové de les reaccions del catabolisme. Algunes cèl·lules, com les de les plantes i les algues, poden utilitzar en els processos anabòlics l'energia lluminosa del sol mitjançant la fotosíntesi. El catabolisme i l'anabolisme són processos interconnectats i simultanis.

Enzims

A les cèl·lules, les reaccions químiques es realitzen, en la majoria dels casos, amb la col·laboració d'alguna proteïna que s'uneix a les substàncies que s'han de transformar i actua sobre aquestes facilitant la reacció. Les proteïnes que realitzen aquesta funció es denominen enzims.