UNIDAD DE VIDA. ORIGEN DE LA CÈLULA

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El sistema de andamiaje interno: el cito esqueleto, es aquel que mantiene la organización de la célula y sus organelas, permitiendo así su movimiento. Es un entramado denso de haces de fibras proteicas que se extiende a través de citoplasma.

Los cilios y flagelos; son células en movimiento que se encuentran muy difundidos en el mundo vio, en las células de los invertebrados y vertebrados, en las células sexuales de helechos y tras plantas. El descubrimiento de la estructura interna de esta células fue una de las relaciones espectaculares dela microscopia electrónica, lo que fundamenta otra visión del conocimiento de la evolución.

COMO ENTRAN Y SALEN SUSTANCIAS DE LA CÈLULA

Cada célula está inmersa en un universo de sustancias químicas con las que interacciona de múltiples maneras y esa interacción condiciona sus respuestas y comportamientos.

Los seres vivos y los intercambios de materia y energía

Los seres vivos son sistemas abiertos, es decir, intercambian materia y energía con su ambiente en forma permanente. Las variables internas de los organismos pueden alcanzar estados de equilibrio con el entorno o estados estacionarios. Ambos son estables en el tiempo, pero los estados estacionarios están alejados del equilibrio y se disipan si se agota la fuente de energía que los mantiene.

Una forma de medir los intercambios entre los sistemas y su medio es a través de magnitudes denominadas flujos, que dan cuenta de la cantidad de materia o energía transportada por unidad de área y por unidad de tiempo.

Todo flujo es impulsado por una fuerza. Esta fuerza, que se puede expresar en términos de gradiente de potencial, determina la magnitud, la dirección y el sentido del flujo. Los flujos tienden a disipar los gradientes que los producen. En los procesos de transporte de sustancias a través de membranas biológicas, la fuerza impulsora es el gradiente de potencial químico. En el caso particular de especies químicas que poseen carga eléctrica, la fuerza impulsora es el gradiente de potencial electroquímico.

Ejemplo:

Difusión de una gota de colorante en el agua

Inicialmente (tiempo t1), el potencial químico del colorante es máximo en la región donde está la gota y nulo en el resto del sistema. A medida que se produce el transporte (tiempo t2), el potencial químico del colorante disminuye en la región donde estaba la gota y aumenta en el resto del sistema hasta adquirir un valor uniforme en todo el sistema (tiempo t3).[pic 8]

Tendencia a alcanzar estados estacionarios

Se dice que un sistema físico está en estado estacionario cuando las características del mismo no varían con el tiempo. En este fundamento se basan las teorías de la electrostática y magneto estática, entre otras. Suele ser la situación a considerar en gran parte de los supuestos de la termodinámica. El estado estacionario también se conoce como el estado en el que está la naturaleza (estado en el que se encuentra).

En cinética química el estado estacionario también se puede emplear para determinar la constante de velocidad de una reacción a través de varias experiencias en las cuales se puede suponer que una concentración de algún producto o reactivo no varía.

También se dice que un sistema está en estado estacionario si las variaciones con el tiempo de las cantidades físicas son periódicas y se repiten de manera idéntica a cada periodo. Es el caso, por ejemplo:

- De sistemas en los cuales hay ondas cuya amplitud y frecuencia no varía, como en un interferómetro.

- De circuitos eléctricos alimentados con generadores alternativos, una vez que los fenómenos transitorios han desaparecido.

Transportes pasivos y activos

Transporte pasivo.- El movimiento de sustancias químicas dentro de un sistema, o entre el sistema y el medio, se produce en forma espontánea. Este tipo de transporte, impulsado por un gradiente de potencial (cuando rápido varia el potencial entre un punto y otro del espacio), no requiere el aporte externo de energía y, por lo tanto, recibe el nombre de transporte pasivo.

Transporte activo.- El transporte activo requiere un gasto de energía para transportar la molécula de un lado al otro de la membrana, pero el transporte activo es el único que puede transportar moléculas contra un gradiente de concentración, el transporte activo está limitado por el número de proteínas transportadoras presentes. Son de interés dos grandes categorías de transporte activo, primario y secundario.

El pasaje de sustancias a través de la membrana celular

En las células, el intercambio de sustancias con el medio ocurre a través de la membrana celular. La capacidad de una sustancia para atravesar los fosfolípidos de la membrana depende de la polaridad, del tamaño y de la carga.

Ejemplo:

Permeabilidad de una bicapa de fosfolípidos frente a distintas sustancias

[pic 9]

La difusión es el desplazamiento neto de moléculas desde zonas de mayor concentración hacia zonas de menor concentración (a temperatura y presión constantes). No requiere energía y es el principal mecanismo de movimiento de moléculas en las células. La ósmosis es la difusión de agua a través de una membrana selectivamente permeable.

Transporte de sustancias a través de la membrana plasmática[pic 10]

(a) Difusión simple: la fuerza impulsora es el gradiente de potencial químico. (b) Difusión facilitada: la fuerza impulsora es la gradiente de potencial químico o electroquímico ayudada por una estructura proteica. (c) Transporte activo: la fuerza impulsora resulta de un aporte externo de energía que permite que el flujo se produzca desde zonas de menor potencial químico a zonas en las que éste es mayor. Tanto la difusión como el transporte activo se producen a través de proteínas integrales de membrana.

Algunas sustancias entran o salen de la célula dentro de pequeñas vesículas que se forman por plegamientos de la membrana celular mediante dos procesos: endocitosis y exocitosis. La endocitosis es un plegamiento de la membrana celular hacia adentro, alrededor del material que ingresará en la célula. Luego, el plegamiento se estrangula y se forma una