Fonaments de la Biologia Cel·lular: Estructura i Funcions
Història i Teoria Cel·lular
Els descobriments clau en la història de la biologia cel·lular inclouen:
- Robert Hooke: Va observar làmines de suro i va encunyar el terme "cèl·lules". Va iniciar l'estudi microscòpic.
- Leeuwenhoek: Va ser el primer a observar cèl·lules vives.
- Brown: Va descobrir el nucli de la cèl·lula.
- Virchow: Va establir que totes les cèl·lules provenen d'altres cèl·lules preexistents.
La Cèl·lula: Unitat Fonamental
La cèl·lula es defineix com la unitat estructural i funcional dels éssers vius, caracteritzada per ser:
- Vital: Els éssers vius estan formats per una o més cèl·lules.
- Morfològica: Es reprodueix per divisió cel·lular.
- Fisiològica: Realitza reaccions químiques (metabolisme).
- Genètica: Conté informació en forma d'ADN.
Els Virus
Els virus no es consideren cèl·lules. Estan formats per un àcid nucleic envoltat d'una capa proteica. No es poden reproduir per ells mateixos, no realitzen la nutrició i necessiten els enzims d'altres organismes per funcionar.
Tipus de Cèl·lules
- Procariotes: Cèl·lules simples i primitives (fa 3500 milions d'anys). No tenen membrana nuclear, només ribosomes i paret cel·lular. Es reprodueixen per bipartició.
- Eucariotes: Més complexes (fa 1500 milions d'anys). Tenen nucli diferenciat, orgànuls, sistemes de membranes, citoesquelet desenvolupat i es reprodueixen per mitosi.
Membrana Plasmàtica i Matriu Extracel·lular
Proteïnes de la membrana
- Enzimàtiques: Catalitzen reaccions químiques.
- De transducció de senyal: Reben un senyal de l'exterior i el transformen en una resposta interna.
- Funcions addicionals: Reconeixement cel·lular, unions intercel·lulars i unió a la matriu extracel·lular.
Matriu Extracel·lular (MEC)
És una xarxa de molècules situada fora de les cèl·lules animals. La seva funció és mantenir unides les cèl·lules, formar teixits i òrgans, i proporcionar consistència, forma, elasticitat i resistència. Exemples: pell, os, còrnia i tendons.
Transport i Comunicació Cel·lular
La bomba Sodi-Potassi
És un transport actiu primari que utilitza energia d'ATP per moure ions en contra del gradient de concentració:
- S'uneixen 3 ions de sodi (Na⁺) a la proteïna.
- L'ATP es trenca (ATP → ADP + P) i aporta energia per canviar la forma de la proteïna.
- El sodi és expulsat cap a l'exterior.
- S'uneixen 2 ions de potassi (K⁺) de l'exterior i la proteïna torna a la seva forma inicial, introduint el potassi.
Aquest procés manté el potencial de membrana i és essencial per a la transmissió nerviosa.
Sinapsi neuronal
Quan l'impuls nerviós arriba a la neurona presinàptica, entra Ca²⁺ pels canals, provocant que les vesícules sinàptiques alliberin neurotransmissors a l'espai sinàptic. Aquests es desplacen fins als receptors de la neurona postsinàptica, obrint canals iònics i generant un nou impuls.