Cèl·lula.html |
| | | ca | | | de | | | en | | | es | | | fr | | | it | | | nl | | | no | | | pl | | | pt | | | ru | | | ro | | | fi | | | sv | | | tr | | | vo | | |
| |  |
Una cèl·lula (del llatí cellula, diminutiu de cella, "petita cambra") és la unitat morfològica i funcional de tot ésser viu. De fet, la cèl·lula és l'element de menor mida que es pot considerar vivent.[1] D'aquesta manera, es poden classificar els organismes vivents segons el número de cèl·lules que posseeixin: si només en tenen una, són unicel·lulars (com per exemple els protozous o els bacteris, organismes microscòpics); si en tenen més, són pluricel·lulars. En aquests últims, el nombre de cèl·lules és variable: va d'alguns centenars, com en alguns nematodes, a centenars de bilions (1014), como en el cas de l'ésser humà. Les cèl·lules solen tenir una mida de 10 µm i una massa d'1 ng, tot i que n'hi ha de molt més grans.
La teoria cel·lular, proposada el 1839 per Matthias Jakob Schleiden i Theodor Schwann, postula que tots els organismes es componen de cèl·lules, i que totes les cèl·lules deriven d'altres precedents. Així doncs, totes les funcions vitals provenen de la maquinària cel·lular i de la interacció entre cèl·lules adjacents; a més, la conservació de la informació genètica, base de l'herència a l'ADN permet transmetre-la de generació en generació.[2]
L'aparició del primer organisme vivent a la Terra se sol associar al naixement de la primera cèl·lula. Tot i que existeixen moltes hipòtesis sobre com passà, generalment es diu que el procés s'inicià gràcies a la transformació de molècules inorgàniques en orgàniques en unes condicions ambientals adients; després d'això, aquestes biomolècules s'associaren, creant entitats complexes capaces d'autoreplicar-se. Existeixen possibles proves fòssil d'estructures cel·lulars en roques datades d'entre fa 4.000 i 3.500 milions d'anys.[3][4] Les proves de la presència de vida basades en desviacions de proporcions isotòpiques són anteriors (cinturó supracortical d'Isua, fa 3.850 milions d'anys).[5]
Existeixen dos grans tipus de cèl·lula: les procariotes (que inclouen les cèl·lules dels arqueobacteris i els eubacteris), i les eucariotes (dividides tradicionalment en animals i vegetals, tot i que també inclouen els fongs i protists, que també tenen cèl·lules amb propietats característiques).
Taula de continguts |
edita Cèl·lules procariotes
Les cèl·lules procariotes són petites i menys complexes que les eucariotes. Contenen ribosomes però manquen de sistemes d'endomembranes (és a dir, orgànuls delimitats per membranes biològiques, com ara el nucli cel·lular). Per això, el seu material genètic es troba al citosol. Tanmateix, hi ha excepcions: alguns bacteris fotosintètics posseeixen sistemes endomembranosos.[6] També dins del fílum dels planctomicets existeixen organismes com ara Pirellula que envolten el seu material genàtic amb una membrana intracitoplasmàtica, o com ara Gemmata obscuriglobus, que l'envolten amb una doble membrana. Aquesta última també posseeix altres compartiments de membrana interns, possiblement connectats amb la membrana externa del nucleoide i amb la membrana nuclear, que no poseeix peptidoglicà.[7][8][9]
En general, es podria dir que els procariotes manquen de citosquelet. Tanmateix, s'ha observat que alguns bacteris, com ara Bacillus subtilis, posseeixen proteïnes com ara MreB i mbl que actuen de manera similar a l'actina i són importants en la morfologia cel·lular.[10] Fusinita van den Ent, a Nature, va més enllà, afirmant que els citosquelets d'actina i tubulina tenen un origen procariòtic.[11]
Sent un grup de gran diversitat, els procariotes tenen un metabolisme extraordinàriament complex, en alguns casos exclusiu de certs tàxons, com alguns grups de bacteris, cosa que influeix en la seva versatilitat ecològica.[12] Els procariotes es classifiquen, segons Carl Woese, en arqueobacteris i bacteris.[13]
edita Arqueobacteris
Els arqueobacteris posseeixen un diàmetre cel·lular comprès entre 0,1 i 15 μm, tot i que les formes filamentoses poden ser més grans per agregació de cèl·lules. Presenten múltiples formes diferents; fins i tot se n'ha descrit de quadrades i planes.[14] Alguns arqueobacteris tenen flagels i són mòbils.
Els arqueobacteris, igual que els eubacteris, manquen de membranes internes que delimitin els orgànuls. Com tots els organismes, presenten ribosomes, però a diferència dels que es troben en els eubacteris, que són sensibles a certs agents antimicrobians, els dels arqueobacteris, més propers als eucariotes, no ho són. La membrana cel·lular té una estructura similar a la de la resta de cèl·lules, però la seva composició química és única, amb enllaços de tipus èter als lípids.[15] Gairebé tots els arqueobacteris posseeixen una paret cel·lular (alguns Thermoplasma en són l'excepció) de composició característica; per exemple, no contenen peptidoglicà (mureïna), propi dels eubacteris. Tanmateix, se'ls pot classificar per mitjà de la tinció de Gram, de vital importància en la taxonomia dels eubacteris; en els arqueobacteris, que tenen una estructura de paret ben diferent de l'eubacteriana, aquesta tinció es pot aplicar però manca de valor taxonòmica. L'ordre dels metanobacterials té una capa de pseudomureïna, que fa que aquests arqueobacteris donin un resultat positiu a la tinció de Gram.[16][17] [18]
Com en gairebé tots els procariotes, les cèl·lules dels arqueobacteris manquen de nucli, i presenten un únic cromosoma circular. Existeixen elements extracromosòmics, com ara plasmidis. El seu genoma és petit, d'entre dos i quatre milions de parells de bases. També és característica la presència d'ARN polimerases de constitució complexa i un gran nombre de nucleòtids modificats als àcids ribonucleics ribosomals. D'altra banda, el seu ADN s'empaqueta en forma de nucleosomes, com en els eucariotes, gràcies a proteïnes semblants a les histones, i alguns gens posseeixen introns.[19] Poden reproduir-se per fissió binària o múltiple, fragmentació o gemmació.
edita Eubacteris
Els eubacteris són organismes relativament senzills, de mida molt reduïda, d'a penes unes micres en la majoria de casos. Com altres procariotes, manquen d'un nucli delimitat per una membrana, tot i que presenten un nucleoide, una estructura elemental que conté una gran molècula habitualment circular d'ADN.[20][21] Manquen de nucli cel·lular i d'altres orgànuls delimitats per membranes biològiques.[22] Al citoplasma s'hi poden observar plasmidis, petites molècules circulars d'ADN que coexisteixen amb el nucleoide i que contenen gens; són utilitzades sovint pels eubacteris en la parasexualitat (reproducció sexual bacteriana). El citoplasma també conté ribosomes i diversos tipus de granuls. En alguns casos, hi pot haver estructures compostes de membranes, habitualment relacionades amb la fotosíntesi.[23]
Posseeixen una membrana cel·lular composta de lípids, en forma de bicapa i sobre la qual es troba una coberta en què existeix un polisacàrid complex denominat peptidoglicà; depenent de la seva estructura i, per conseqüent, la seva reacció a la tinció de Gram, es classifiquen els eubacteris en grampositius i gramnegatius. L'espai comprès entre la membrana cel·lular i la paret cel·lular (o la membrana exterior, si existeix) es denomina espai periplasmàtic. Alguns eubacteris posseeixen una càpsula. D'altres són capaces de generar endòspores (estadis latents capaços de resistir a condicions extremes) en algun moment del seu cicle vital. Entre les formacions exteriors pròpies de la cèl·lula bacteriana destaquen els flagels (d'estructura completament diferent a la dels flagels eucariotes) i els pili (estructures d'adherència i relacionats amb la parasexualitat).[23]
La majoria dels eubacteris disposen d'un únic cromosoma circular i solen posseir elements genètics addicionals, amb diferents tipus de plasmidis. La seva reproducció, binària i molt eficient en el temps, permet la ràpida expansió de les poblacions, generant un gran nombre de cèl·lules que són pràcticament clons, és a dir, idèntiques entre si.[19]
edita Cèl·lules eucariotes
Les cèl·lules eucariotes són l'exponent de la complexitat cel·lular actual.[24] Presenten una estructura bàsica relativament estable caracteritzada per la presència de diferents tipus d'orgànuls intracitoplasmàtics especialitzats, entre els quals destaca el nucli, que alberga el material genètic. Especialment en els organismes pluricel·lulars, les cel·lules poden assolir un alt grau d'especialització. Aquesta especialització o diferenciació és tal que, en alguns casos, compromet la viabilitat del tipus cel·lular aïllat. Així, per exemple, la supervivència de les neurones depèn de les cèl·lules glials.[12] D'altra banda, l'estructura de la cèl·lula varia segons la situació taxonòmica de l'ésser viu; així doncs, les cèl·lules vegetals difereixen de les animals, així com de les dels fongs. Per exemple, les cèl·lules animals manquen de paret cel·lular, són molt variables, no tenen plastidi, poden tenir vacúols però no són molt grans, i presenten centríols (que són agregats de microtúbuls cilíndrics que contribueixen a la formació dels cilis i els flagels i faciliten la divisió cel·lular). Les cèl·lules dels vegetals, en canvi, presenten una paret cel·lular composta principalment de cel·lulosa, disposen de plastidis com ara cloroplasts (orgànuls capaços de dur a terme la fotosíntesi), cromoplasts (orgànuls que acumulen pigments) o leucoplasts (orgànuls que acumulen el midó fabricat en la fotosíntesi), posseeixen vacúols de gran mida que acumulen substàncies de reserva o de refús produïdes per la cèl·lula, i finalment també tenen plasmodesmes, que són connexions citoplasmàtiques que permeten la circulació directa de les substàncies del citoplasma d'una cèl·lula a l'altra, amb continuïtat de les membranes plasmàtiques.[25]
i d'una cèl·ula vegetal, a la dreta.
edita Compartiments
Les cèl·lules són entitats dinàmiques, amb un metabolisme intern de gran activitat l'estructura del qual és un flux entre rutes anastomosades. Un fenomen observat en tots els tipus de cèl·lula és la compartimentalització, que consisteix en una heterogeneïtat que dóna peu a ambients més o menys definits (envoltats o no de membranes biològiques) en els quals existeix un microambient que aglutina els elements implicats en una ruta biològica.[26] Aquesta compartimentalitzacó assoleix el seu màxim exponent en les cèl·lules eucariotes, que estan formades per diferents estructures i orgànuls que duen a terme funcions específiques, cosa que suposa un mètode d'especialització en l'espai i en el temps.[1] Tanmateix, cèl·lules més senzilles, com les dels procariotes, ja presenten especialitzacions similars.[27]
edita Membrana plasmàtica
La membrana plasmàtica és l'estructura més externa de la cèl·lula. Transporta les substàncies que entren i surten de la cèl·lula. Les cèl·lules vegetals i els fongs tenen, a més, una paret cel·lular rígida que envolta la cèl·lula per fora de la membrana plasmàtica i que té les funcions de protecció i de sosteniment. En el cas dels vegetals està formada per cel·lulosa i en els fongs per quitina. En el cas de les cèl·lules animals no tenen mai paret cel·lular, però poden presentar matrius extracel·lulars, que també són membranes de secreció, com ara les que presenten les cèl·lules òssies a base de calci i proteïnes (en funció de si la matriu és permeable o no, serà necessari o no que les cèl·lules estiguin en contacte per poder-se passar substàncies entre elles).
edita Citoplasma
El citoplasma és l'espai entre la membrana i el nucli. Està format per un líquid gelatinós format per aigua i proteïnes denominat citosol. Submergits en el citosol estan els orgànuls cel·lulars, que són les estructures que té la cèl·lula per realitzar les funcions vitals. N’hi ha de diferents tipus:
- Ribosomes: estructures petites, els podem trobar lliures pel citoplasma o bé enganxats en el reticle endoplasmàtic rugós. No estan limitats per membrana. Funció: síntesi de proteïnes.
- Reticle endoplasmàtic: Cavitats aplanades, tenen la mateixa estructura que la membrana cel·lular; es troben unides al nucli. Funció: intervé en la síntesi de proteïnes i lípids, emmagatzemar i transportar certes substàncies d'un punt a un altre de la cèl·lula. Pot presentar dos aspectes:
- Reticle endoplasmàtic rugós: la seva superfície és coberta de multitud de ribosomes.
- Reticle endoplasmàtic llis : és lliure de ribosomes.
- Aparell de Golgi: Cavitats planes formades per membranes. Aquestes cavitats planes estan disposades unes sobre les altres. Al voltant hi ha vesícules que s'han desprès de l'aparell de Golgi. Funció: emmagatzemar i transportar substàncies cap a l'exterior de la cèl·lula.
- Lisosomes: petites vesícules que contenen substàncies (enzims digestius) que intervenen en la digestió dels compostos que entren a la cèl·lula, i també intervenen en la destrucció dels orgànuls cel·lulars que van envellint
- Vacúols: cavitats envoltades per una membrana. Contenen aigua i substàncies de reserva. Funció: emmagatzemar substàncies de reserva. A les animals els vacúols són petits i poc nombrosos. La cèl·lula vegetal jove té molts vacúols petits que augmenten de mida i es fusionen mentre aquella creix, fins a formar-se'n un de sol que ocupa un gran part del volum cel·lular.
- Mitocondris: Tenen forma allargada i arrodonida. Estan envoltades per una doble membrana:
-
- L'exterior és llisa.
- La interior té uns plecs anomenats crestes. On es fa la reacció de respiració.
-
Funció. Realitzen la respiració cel·lular
- Cloroplasts: estructures de forma ovalada, exclusius de les cèl·lules vegetals. Té dues membranes: externa (llisa), i interna (làmines horitzontals on es forma la clorofil·la. Funció: dur a terme fotosíntesi.
- Centrosoma: orgànul exclusiu de les cèl·lules animals. Està format per dos cilindres (centríols) disposats en paral·lel envoltats per microtúbuls disposats radialment que, en conjunt, formen l'àster. Funció: intervé en la divisió cel·lular repartint equitativament els cromosomes; del centrosoma deriven totes les estructures constituïdes per microtúbuls (cilis, flagels, fus acromàtic i citoesquelet).
edita Nucli
Conté els cromosomes, que porten la informació genètica. Els cromosomes són els orgànuls cel·lulars que contenen els materials portadors de l'herència biològica (ADN). El nombre de cromosomes és el mateix en tots els individus d'una espècie. Els homes i les dones tenim 23 parelles de cromosomes.
Funció:
- Dirigeix i provoca tota l'activitat bioquímica que s'esdevé en el citoplasma i en els orgànuls cel·lulars.
- Conté els factors hereditaris que determinen l'estructura i funcionament de cada cèl·lula i de la globalitat de l'ésser viu, i també marquen el complex procés de divisió cel·lular (mitosi).
edita Història
El 1632 Anton van Leeuwenhoek va observar les cèl·lules de la seva pròpia boca amb un microscopi construït per ell mateix. El 1953 va ser descobert l'ADN.
edita Articles relacionats
edita Referències
|
|||||
 |
Cèl·lula | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
||||||||
|
· |
||||||||