Fundamentos de Biología Celular y del Sistema Digestivo

LA CÉLULA

La célula procariota: estructura, componentes y función

Estructura y función: Es la célula más sencilla. Su principal característica es que no tiene núcleo definido. Es el tipo de célula más abundante en la Tierra.

Sus componentes principales son:

• Cápsula
• Pared celular
• Membrana citoplasmática
• Ribosomas
• Fimbrias
• Flagelos
• Inclusiones citoplasmáticas
• Región nuclear (nucleoide)
• Citoplasma
• Mesosoma

Célula eucariota animal y vegetal: componentes, orgánulos y funciones

Componentes principales:

• Membrana celular o plasmática
• Citoplasma celular
• Núcleo celular (contiene el material genético)

Orgánulos y sus funciones:

• Mitocondrias: Realizan la respiración celular, que proporciona energía a la célula (ATP).
• Vacuolas: Almacenan productos de reserva o de desecho (más grandes y centrales en células vegetales).
• Lisosomas: Contienen enzimas digestivas; funcionan como el sistema digestivo de la célula.
• Citoesqueleto: Proporciona soporte estructural y permite el movimiento celular; es el "esqueleto" de la célula.
• Centriolos: (Principalmente en células animales) Dirigen el movimiento del citoesqueleto y participan en la división celular.
• Aparato de Golgi: Modifica, clasifica y empaqueta proteínas y lípidos para la secreción o entrega a otros orgánulos.
• Ribosomas: Se encargan de fabricar proteínas (síntesis proteica).
• Retículo endoplasmático (RE): Red de membranas implicada en la síntesis y transporte de moléculas.
  • RE rugoso (RER): Con ribosomas adheridos; participa en la síntesis y modificación de proteínas.
  • RE liso (REL): Sin ribosomas; participa en la síntesis de lípidos, detoxificación y almacenamiento de calcio.

Funciones vitales de la célula

• Función de nutrición: Consiste en una serie de procesos físicos y reacciones químicas cuya finalidad es la obtención de materia y energía.
• Función de relación: Consiste en la capacidad de responder a estímulos externos o internos, a menudo mediante movimiento o cambios metabólicos.
• Función de reproducción: Consiste en la capacidad de generar nuevas células a partir de una célula original, asegurando la perpetuación de la vida.

Reproducción de células procariotas

Las células procariotas se reproducen asexualmente. Los mecanismos principales son:

Bipartición (Fisión binaria):

1. Se duplica el ADN circular.
2. Cada molécula de ADN se ancla a la membrana y se dirige a extremos opuestos de la célula a medida que esta crece.
3. Se reparten los componentes citoplasmáticos y la membrana plasmática se invagina, estrangulándose para formar dos células hijas genéticamente idénticas.

Esporulación (Formación de endosporas):

Nota: Esto es un mecanismo de supervivencia, no de reproducción en sí mismo, aunque a veces se menciona en este contexto. La célula forma una estructura resistente (endospora) en condiciones adversas.

1. Se duplica el ADN.
2. Una de las copias de ADN se rodea de una membrana y capas protectoras, formando la endospora dentro de la célula original.
3. La célula original puede lisarse (romperse), liberando la espora resistente.

Gemación:

1. Se duplica el ADN.
2. Se forma una pequeña protuberancia o yema en la superficie celular, que recibe una copia del ADN y parte del citoplasma.
3. La yema crece y finalmente se separa de la célula madre, formando una nueva célula hija (generalmente más pequeña inicialmente).

Pasos de la función de nutrición celular

Comprende 4 procesos generales:

1. Entrada de nutrientes: (Proceso físico) Incorporación de sustancias del medio externo a través de la membrana celular.
2. Reacciones de síntesis (Anabolismo): (Proceso químico) Construcción de moléculas complejas a partir de otras más simples, consumiendo energía. Un ejemplo clave es la fotosíntesis (en organismos autótrofos): transforma materia inorgánica simple (agua, CO2, sales minerales) en materia orgánica compleja (glucosa), utilizando energía lumínica y liberando oxígeno como subproducto.
3. Reacciones de degradación (Catabolismo): (Proceso químico) Descomposición de moléculas complejas en otras más simples, liberando energía. Un ejemplo clave es la respiración celular: transforma materia orgánica compleja (como la glucosa) en materia inorgánica simple (CO2 y H2O) en presencia de oxígeno, liberando energía (ATP).
4. Eliminación de sustancias de desecho: (Proceso físico) Expulsión de los productos residuales del metabolismo celular al exterior.

EL APARATO DIGESTIVO

Componentes del aparato digestivo

El tubo digestivo está formado por las siguientes estructuras:

1. La boca
2. La faringe
3. El esófago
4. El estómago
5. El intestino delgado
6. El intestino grueso
7. El ano (porción terminal)

Glándulas digestivas: ¿Cuáles son y qué segregan?

Existen glándulas repartidas por las paredes del tubo digestivo y glándulas anejas fuera del tubo:

• Integradas en la pared:
  • Glándulas gástricas (en el estómago): Segregan jugo gástrico (ácido clorhídrico, pepsina, moco).
  • Glándulas intestinales (en el intestino): Segregan jugo intestinal (enzimas, moco).
• Glándulas anejas (fuera del tubo digestivo):
  • Glándulas salivales: Producen la saliva (amilasa salival, moco, lisozima).
  • Páncreas: Produce jugo pancreático (enzimas digestivas como amilasa, lipasa, tripsina; bicarbonato).
  • Hígado: Produce la bilis (sales biliares que emulsionan las grasas). La bilis se almacena en la vesícula biliar.

Diferencia entre digestión química y mecánica

Digestión mecánica:

Procesos físicos que reducen el tamaño de las partículas alimentarias, aumentando la superficie de contacto para las enzimas. Los pasos incluyen:

• Masticación: Triturado de los alimentos en la boca.
• Deglución: Paso del bolo alimenticio de la boca a la faringe y luego al esófago.
• Movimientos del tubo digestivo:
  • Movimientos de mezcla (segmentación): Contribuyen a mezclar el alimento con los jugos digestivos (ej. en estómago e intestino delgado).
  • Movimientos peristálticos: Ondas de contracción muscular que propulsan el alimento a lo largo del tubo digestivo.

Digestión química:

Procesos químicos mediante los cuales las enzimas descomponen las moléculas complejas de los alimentos en moléculas más simples (nutrientes) que pueden ser absorbidas. Ocurre en:

• En la boca: La amilasa salival inicia la digestión de los carbohidratos (almidón).
• En el estómago: La pepsina inicia la digestión de las proteínas en un medio ácido.
• En el intestino delgado: Es el principal lugar de la digestión química. Actúan enzimas del jugo pancreático (amilasa, lipasa, tripsina, etc.) y del jugo intestinal, así como la bilis (para las grasas), completando la digestión de carbohidratos, proteínas y lípidos.

Absorción intestinal

• Los nutrientes obtenidos de la digestión deben llegar a todas las células del cuerpo a través de la sangre y la linfa.
• La absorción intestinal es el paso de los nutrientes (monosacáridos, aminoácidos, ácidos grasos, glicerol, vitaminas, minerales, agua) desde el interior del tubo digestivo (principalmente el intestino delgado) hacia la sangre o la linfa.
• La pared del intestino delgado presenta adaptaciones (pliegues, vellosidades, microvellosidades) que aumentan enormemente la superficie de absorción.
• El agua y las sales minerales restantes se absorben principalmente en el intestino grueso.
• En el intestino grueso habitan bacterias que forman la flora intestinal (microbiota). Estas bacterias son beneficiosas, ya que fermentan residuos no digeribles y fabrican algunas vitaminas (como la vitamina K y algunas del complejo B).

¿Para qué se usan los nutrientes?

• Los nutrientes absorbidos son transportados por la sangre a todas las células del organismo.
• Aportan a las células la materia necesaria para construir y reparar sus propias estructuras (función plástica o estructural).
• Proporcionan el combustible necesario para obtener energía mediante procesos como la respiración celular (función energética).
• Actúan como reguladores de las reacciones metabólicas (función reguladora, ej. vitaminas y minerales).
• Las células utilizan esta materia y energía para realizar todas sus funciones vitales (crecimiento, movimiento, reproducción, etc.).