La fisiología celular es el estudio biológico de las actividades que se llevan a cabo en una célula para mantenerla viva. El término fisiología se refiere a las funciones normales de un organismo vivo . [1] Las células animales , vegetales y de microorganismos muestran similitudes en sus funciones aunque varíen en estructura. [2] [ página necesaria ]
Existen dos tipos de células: procariotas y eucariotas . Las procariotas fueron las primeras de las dos en desarrollarse y no tienen un núcleo autónomo . Sus mecanismos son más simples que los de las eucariotas que evolucionaron más tarde, que contienen un núcleo que envuelve el ADN de la célula y algunos orgánulos . [3]
Los procariotas tienen ADN ubicado en una zona llamada nucleoide, que no está separada de otras partes de la célula por una membrana . Hay dos dominios de procariotas: bacterias y arqueas . Los procariotas tienen menos orgánulos que los eucariotas. Ambos tienen membranas plasmáticas y ribosomas (estructuras que sintetizan proteínas [ aclaración necesaria ] y flotan libremente en el citoplasma ). Dos características únicas de los procariotas son las fimbrias (proyecciones similares a dedos en la superficie de una célula) y los flagelos (estructuras similares a hilos que ayudan al movimiento). [2]
Los eucariotas tienen un núcleo donde se encuentra el ADN. Suelen ser más grandes que los procariotas y contienen muchos más orgánulos. El núcleo, la característica de un eucariota que lo distingue de un procariota, contiene una envoltura nuclear , nucléolo y cromatina . En el citoplasma, el retículo endoplasmático (RE) sintetiza [ aclaración necesaria ] membranas y realiza otras actividades metabólicas . Hay dos tipos, RE rugoso (que contiene ribosomas) y RE liso (que carece de ribosomas). El aparato de Golgi consta de múltiples sacos membranosos, responsables de fabricar y enviar materiales como proteínas . Los lisosomas son estructuras que utilizan enzimas para descomponer sustancias a través de la fagocitosis , un proceso que comprende la endocitosis y la exocitosis . En las mitocondrias se producen procesos metabólicos como la respiración celular . El citoesqueleto está formado por fibras que sostienen la estructura de la célula y ayudan a que la célula se mueva. [2]
Existen diferentes formas en las que las células pueden transportar sustancias a través de la membrana celular . Las dos vías principales son el transporte pasivo y el transporte activo . El transporte pasivo es más directo y no requiere el uso de la energía de la célula. Se basa en un área que mantiene un gradiente de concentración de alto a bajo. El transporte activo utiliza trifosfato de adenosina (ATP) para transportar una sustancia que se mueve en contra de su gradiente de concentración. [4] [ página necesaria ]
La vía de transporte de las proteínas en las células comienza en el RE. Los lípidos y las proteínas se sintetizan [ aclaración necesaria ] en el RE, y se añaden carbohidratos para formar glicoproteínas . Las glicoproteínas sufren una mayor síntesis [ aclaración necesaria ] en el aparato de Golgi, convirtiéndose en glicolípidos . Tanto las glicoproteínas como los glicolípidos se transportan en vesículas hasta la membrana plasmática . La célula libera proteínas secretoras conocidas como exocitosis . [2]
Los iones viajan a través de las membranas celulares a través de canales, bombas o transportadores. En los canales, se mueven a lo largo de un gradiente electroquímico para producir señales eléctricas. Las bombas mantienen los gradientes electroquímicos. El tipo principal de bomba es la bomba Na/K. Mueve 3 iones de sodio fuera de una célula y 2 iones de potasio dentro de una célula. El proceso convierte una molécula de ATP en adenosina difosfato (ADP) y fosfato. [ aclaración necesaria ] En un transportador, los iones utilizan más de un gradiente para producir señales eléctricas. [ 3 ]
La endocitosis es una forma de transporte activo en la que una célula absorbe moléculas , utilizando la membrana plasmática, y las empaqueta en vesículas. [2] : 139–140
En la fagocitosis, una célula rodea partículas, incluidas las de alimentos, a través de una extensión de los pseudópodos , que se encuentran en la membrana plasmática. A continuación, los pseudópodos empaquetan las partículas en una vacuola de alimentos . El lisosoma, que contiene enzimas hidrolíticas , se fusiona con la vacuola de alimentos. Las enzimas hidrolíticas, también conocidas como enzimas digestivas, digieren las partículas dentro de la vacuola de alimentos. [2] : 139–140
En la pinocitosis, una célula absorbe ("engulle") líquido extracelular en vesículas, que se forman cuando la membrana plasmática rodea el líquido. La célula puede absorber cualquier molécula o soluto a través de este proceso. [2] : 139–140
La endocitosis mediada por receptores es una forma de pinocitosis en la que una célula absorbe moléculas o solutos específicos. Las proteínas con sitios receptores se encuentran en la membrana plasmática y se unen a solutos específicos. Las proteínas receptoras que están unidas a los solutos específicos entran en cavidades recubiertas y forman una vesícula. Las vesículas luego rodean a los receptores que están unidos a los solutos específicos y liberan sus moléculas. Las proteínas receptoras son recicladas nuevamente a la membrana plasmática por la misma vesícula. [2] : 139–140
