Funcions Cel·lulars Essencials: Intercanvi, Relació i Reproducció

Intercanvi de Substàncies Cel·lulars

Les cèl·lules intercanvien substàncies a través de la membrana, un procés que pot produir-se amb deformació d'aquesta o sense.

Intercanvi sense Deformació de Membrana

L'intercanvi més simple és la difusió, pel moviment a l'atzar de partícules que produeix un flux net d'un lloc més concentrat a un altre menys concentrat. Quan totes les molècules estan distribuïdes uniformement, s'assoleix l'equilibri dinàmic. Si hi ha suficient energia de transport, pot ser de dos tipus:

• Passiu: Sense malgastar energia, ja que sempre es produeix a favor d'un gradient de concentració.
  • Difusió simple: L'oxigen (O₂) i el diòxid de carboni (CO₂) traspassen la bicapa lipídica de la membrana. L'aigua i els ions travessen la membrana pels canals de proteïnes.
  • Difusió facilitada: Les molècules s'uneixen a unes proteïnes de la membrana que actuen com a transportadores.
• Actiu: Les partícules es mouen contra un gradient de concentració a través de proteïnes, utilitzant energia.

Intercanvi amb Deformació de Membrana

Aquest procés només es realitza a les cèl·lules heteròtrofes i necessita energia per a:

• Endocitosi: La membrana engloba la partícula en un vacúol que passa a l'interior de la cèl·lula. Al vacúol s'aboquen els enzims dels lisosomes, on es realitza la digestió i els nutrients passen al citoplasma. Pot ser:
  • Fagocitosi: Ingestió de partícules sòlides.
  • Pinocitosi: Ingestió de líquids.
• Exocitosi: Les substàncies s'engloben en vacúols i s'aboquen fora de la cèl·lula, expulsant així les substàncies no digerides (egestió/defecació) i els productes de secreció de la cèl·lula.

Osmosi Cel·lular

L'osmosi és la difusió de l'aigua a través d'una membrana semipermeable que permet el pas del líquid, però no el de les substàncies dissoltes. Quan la membrana separa dues solucions amb la mateixa concentració de solut, no hi ha flux net; per això, les dues solucions són isotòniques. Si la concentració és diferent, la solució hipotònica és la que té la concentració més baixa i la hipertònica la més concentrada. Com que els soluts no poden travessar la membrana, l'aigua passa de la solució hipotònica a la hipertònica i tendeix a igualar-se.

Funcions de Relació i Reproducció Cel·lular

Són aquelles funcions que permeten que la cèl·lula capti les variacions en els estímuls i elabori respostes per adaptar-se a les noves condicions.

Tipus de Respostes Cel·lulars

• Enquistament: Quan les condicions són adverses, algunes cèl·lules formen una coberta resistent i fan una vida latent fins que canvien les condicions.
• Tactisme: Són moviments de la cèl·lula davant un estímul. Són positius quan es dirigeix a l'estímul i negatius quan se n'allunya.
• Moviment ameboide: Es produeix quan es mouen els glòbuls blancs.
• Moviment contràctil: Quan una cèl·lula es contreu, com les cèl·lules musculars.
• Moviment vibràtil: És el moviment de cèl·lules que tenen cilis o flagels, com els espermatozoides.

Divisió Cel·lular

La divisió cel·lular és el procés en el qual una cèl·lula es divideix en dues cèl·lules filles idèntiques a la materna, ja que cadascuna hereta una còpia genètica idèntica a la de la mare. En els organismes unicel·lulars, augmenta el nombre d'individus; en els pluricel·lulars, es dona el creixement i la renovació de teixits.

El material genètic es transforma en cromosomes abans de la divisió, repartint-se en parts iguals a les cèl·lules filles. Cada espècie té un nombre concret de cromosomes. Les cèl·lules somàtiques tenen el nombre diploide i els gàmetes el nombre haploide. Mitjançant la fecundació es restableix el nombre diploide; quan el zigot es divideix, cada cèl·lula rep un joc cromosòmic diploide. A les cèl·lules somàtiques hi ha dos cromosomes (matern i patern); en la nostra espècie, 23 parelles que determinen el nostre sexe.

Cicle Cel·lular

El cicle cel·lular és el conjunt de processos que es donen des de l'inici d'una divisió fins la següent. La durada depèn del tipus de cèl·lula i de factors externs com la temperatura. Té cinc fases:

• Fase G1: És quan creix la cèl·lula i es dupliquen els orgànuls.
• Fase S: Es duplica l'ADN i se sintetitzen proteïnes.
• Fase G2: Els cromosomes s'acaben de duplicar, es condensen i tenen una forma compacta. Es formen estructures relacionades amb la mitosi i la citocinesi.
• Mitosi: Es divideix la cèl·lula en dues cèl·lules noves, cadascuna amb nucli i la meitat del citoplasma i dels orgànuls de la cèl·lula materna.
• Citocinesi: En animals, es forma un solc al centre de la cèl·lula i s'enfonsa fins a separar-la en dues cèl·lules filles. En vegetals, es forma una separació entre dues cèl·lules filles (fragmoplast), on es dipositen substàncies per fer la primera làmina de separació i cada cèl·lula fabrica la seva paret cel·lular.