Las asombrosas Eucariotas









Eucariota
Eucariota, también eucarionte, organismo formado por células con núcleo verdadero, separado del citoplasma por una doble membrana, y en cuyo interior se encuentra el material genético. La presencia de núcleo en las células es la característica que diferencia a los organismos eucariotas de los procariotas o procariontes, organismos unicelulares en los que el material genético no se encuentra confinado en el interior de un núcleo sino flotando libre en el citoplasma. A diferencia de los procariotas, los eucariotas muestran una gran diversidad de formas, desde algunos organismos unicelulares como las amebas, las diatomeas y los dinoflagelados, hasta organismos pluricelulares, como los hongos, las plantas y los animales.
Las células eucariotas son más grandes y complejas que las procariotas y poseen diversos orgánulos rodeados de membranas. Solo las células eucariotas pueden desarrollar un alto grado de especialización y esta especialización es lo que hace posible el desarrollo de los organismos pluricelulares. En estos organismos, las células especializadas en una función se agrupan formando un tejido. A su vez, los tejidos coordinados en una tarea forman los órganos y estos órganos, a su vez, se agrupan formando sistemas de órganos complejos, como los sistemas circulatorio, digestivo y respiratorio, que se encargan de realizar funciones básicas como la circulación, la digestión o la respiración.
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TAMAÑO Y ESTRUCTURA
Núcleo celular
La principal característica de un organismo eucariota es que sus células poseen núcleo. El núcleo, que aparece en la imagen como una mancha oscura, contiene el material genético de la célula. Está separado del citoplasma por una doble membrana denominada membrana nuclear.

La complejidad de las células eucariotas se refleja en su tamaño. En general, su diámetro, que varía entre 0,01 mm y 1 mm, es diez veces mayor que el de una célula procariota. Una célula animal de tamaño medio puede medir unos 0,020 mm, mientras que una célula vegetal típica es algo mayor, y puede alcanzar unos 0,035 mm. La célula eucariota de mayor tamaño es el huevo de avestruz, que mide unos 120 mm. Las más largas son las células nerviosas del cuello de la jirafa que pueden alcanzar unos 3 metros de longitud.

Citoesqueleto
El citoesqueleto, una red de fibras proteicas, ocupa el citoplasma de las células eucariotas, manteniendo la estructura y la forma de la célula. El citoesqueleto también se encarga de transportar sustancias entre las distintas partes de la célula. Una célula como la ameba cambia de forma desmontando partes del citoesqueleto y montándolas o ensamblándolas en otras partes.

Al igual que las células procariotas, las eucariotas poseen una membrana plasmática, citoplasma y ribosomas. Sin embargo, en el citoplasma de las células eucariotas se localizan diversas estructuras, denominadas orgánulos u organelas, separadas del citoplasma por una membrana, que se encarga de regular lo que entra o sale del orgánulo, asegurando que en su interior se mantengan unas condiciones distintas a las que existen en el citoplasma. Cada uno de estos orgánulos tiene una función determinada.
Eucariota: célula animal
Una célula animal típica contiene varias estructuras internas separadas por membranas que reciben el nombre de orgánulos. El núcleo controla las actividades que tienen lugar en la célula y contiene el material genético. Las mitocondrias son orgánulos encargados de producir energía. Los ribosomas, que pueden estar libres flotando en el citoplasma o pegados al retículo endoplasmático rugoso, fabrican las proteínas. El aparato de Golgi modifica, agrupa y distribuye las proteínas mientras que los lisosomas contienen enzimas que digieren determinadas sustancias. La célula está rodeada por una membrana lipídica que deja pasar selectivamente algunas sustancias hacia dentro o hacia fuera de la célula.

El núcleo suele ser el orgánulo más conspicuo y grande de la célula y contiene la mayor parte del material genético celular (ácido desoxirribonucleico o ADN). En el núcleo de las células eucariotas el ácido desoxirribonucleico se combina con unas proteínas especializadas (histonas), formando un complejo fibroso llamado cromatina. Antes de la división celular, las fibras largas y delgadas de cromatina se condensan para formar unas estructuras compactas que reciben el nombre de cromosomas. Dependiendo del organismo, el núcleo contiene entre uno y más de 1.000 cromosomas. El núcleo está rodeado por una doble membrana con numerosos poros. Los poros nucleares, rodeados por proteínas específicas, regulan el flujo de sustancias hacia dentro y fuera del núcleo.
Eucariota: célula vegetal
Las células vegetales contienen varias estructuras internas rodeadas de membrana que reciben el nombre de orgánulos. Incluyen un núcleo que contiene el material genético, ribosomas que fabrican proteínas, retículo endoplasmático liso que interviene en la síntesis de los lípidos que forman la membrana celular y una membrana lipídica que rodea la célula. Las células vegetales también contienen cloroplastos, unos orgánulos capaces de sintetizar azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y energía solar, y una vacuola grande que almacena sustancias que la célula necesita. Las células vegetales están rodeadas por una pared celular rígida que protege la célula y da forma a la misma.

Las células eucariotas poseen también un citoesqueleto, una red de filamentos proteicos presentes en el citoplasma que se encarga de mantener la forma y la estructura de las células. El citoesqueleto también es responsable de muchos de los movimientos celulares. En las células hay también muchos otros orgánulos importantes, como los lisosomas, sacos membranosos que almacenan enzimas que degradan moléculas complejas, y las mitocondrias, responsables de la obtención de energía en forma de trifosfato de adenosina (ATP). El retículo endoplasmático, otro orgánulo, consiste en una red de membranas interconectadas formando tubos y sacos aplanados que funciona como una fábrica celular, donde se sintetizan los lípidos de la membrana. El retículo endoplasmático puede estar cubierto exteriormente por ribosomas y recibe el nombre de retículo endoplasmático rugoso, para diferenciarlo del liso, que no lleva ribosomas. Los ribosomas son estructuras que intervienen en la síntesis de proteínas. Las moléculas grandes sintetizadas en el retículo son enviadas a otro orgánulo, el aparato de Golgi, formado por pilas de sacos membranosos donde las moléculas son almacenadas, empaquetadas y transportadas a sitios apropiados de la célula.
Plantas, algas marinas y algas microscópicas son organismos eucariotas especializados que realizan la fotosíntesis, el proceso que utilizando la luz solar convierte el dióxido de carbono en agua y azúcar. Además de los orgánulos descritos anteriormente, los organismos eucariotas fotosintéticos contienen cloroplastos. Los cloroplastos poseen clorofila, un pigmento verde que interviene en la fotosíntesis. Los eucariotas fotosintéticos también presentan cromoplastos, sacos que contienen pigmentos amarillos, naranjas o rojos, responsables del color de flores y frutos.
El paso de materiales hacia dentro y fuera de las células es regulado por la membrana plasmática. Las células vegetales y de varias especies de algas, están rodeadas también por una pared celular compuesta de celulosa, un hidrato de carbono. Las células de los hongos, en cambio, están rodeadas de una pared celular de quitina, otro hidrato de carbono. Además, por fuera de la membrana plasmática, muchas células eucariotas poseen cilios o flagelos, filamentos delgados que permiten a los organismos acuáticos, por ejemplo, moverse a través del agua. Los cilios y flagelos también pueden mover el líquido que se encuentra rodeando la célula.
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DIVISIÓN CELULAR
Mitosis

Los organismos eucariotas llevan a cabo la división celular para desarrollarse, crecer y reemplazar las células dañadas. La mayoría de las células eucariotas se dividen mediante mitosis, un proceso que produce dos células hijas con la misma información genética que la célula progenitora. Los eucariotas unicelulares, como las amebas y diatomeas, se reproducen generalmente mediante mitosis. En los seres humanos adultos, la mitosis genera aproximadamente tres millones de nuevas células cada segundo, para reemplazar las células dañadas que revisten el tracto digestivo, las células muertas de la piel, los glóbulos rojos inservibles y todas aquellas células que sufren daños.
Meiosis

Muchos organismos eucariotas también llevan a cabo otro tipo de división celular, llamada meiosis, que permite la reproducción sexual o unión de células sexuales masculinas y femeninas. En la meiosis tienen lugar dos divisiones celulares sucesivas que originan cuatro células hijas haploides, con la mitad de cromosomas que la célula original. Cuando dos células con la mitad de cromosomas se unen, se forma una nueva célula o cigoto con una dotación de cromosomas completa.
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OBTENCIÓN DE NUTRIENTES
Hojas brotando
Las plantas, al igual que las algas, son organismos autótrofos que utilizan la energía de la luz solar para fabricar materia orgánica a partir de nutrientes inorgánicos, como el agua y el dióxido de carbono presentes en el medio. Las hojas se despliegan en una disposición que proporciona a cada una de ellas la mayor superficie posible expuesta al Sol.

Para realizar sus funciones vitales los eucariotas necesitan moléculas orgánicas: hidratos de carbono como la glucosa y el almidón; lípidos como las grasas; y ácidos nucleicos como el ADN. La glucosa es el combustible más común de las células y es especialmente importante porque los eucariotas obtienen de esta molécula la energía que necesitan para sintetizar proteínas, lípidos y otras moléculas orgánicas.
Los eucariotas fotosintéticos (algas y plantas) reciben el nombre de autótrofos, porque son capaces de fabricar sus propios compuestos orgánicos a partir de nutrientes inorgánicos. Sin embargo, los organismos heterótrofos necesitan disponer de compuestos orgánicos ya elaborados, que toman de otros seres vivos. Ciertos eucariotas unicelulares y todos los hongos y animales son heterótrofos.
La materia orgánica, independientemente de si la ha sintetizado el propio organismo por fotosíntesis o de si la ha incorporado del medio ya elaborada por otros organismos, se utiliza para producir energía mediante un proceso que recibe el nombre de respiración celular.
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EVOLUCIÓN
Los organismos eucariotas hicieron su aparición más tarde que los procariotas, que se originaron hace unos 3.800 millones de años. Fósiles parecidos a algas encontrados en rocas antiguas parecen indicar que los eucariotas pudieron aparecer hace unos 2.000 millones de años. Otros fósiles atestiguan que los eucariotas estaban bien establecidos hace unos 1.600 millones de años.
Las células eucariotas se formaron a partir de células procariotas primitivas. Evidencias que apoyan esta teoría se encuentran en las arquebacterias, procariotas que poseen características comunes con las bacterias y con los eucariotas. Al igual que las bacterias, las arquebacterias carecen de núcleo y de otros orgánulos presentes en las células eucariotas. Sin embargo, poseen, como los eucariotas, membranas celulares flexibles y proteínas del tipo histona, y comparten con ellos ciertos segmentos de ADN. Estas evidencias, junto con otras derivadas de los estudios moleculares, han llevado a muchos científicos a concluir que las arquebacterias, las bacterias y los organismos eucariotas tuvieron un ancestro procariota común.
El núcleo y el retículo endoplasmático de las células eucariotas probablemente surgieron a partir del plegamiento interno de la membrana, lo que dio lugar a membranas internas, algunas de las cuales rodearon al material genético. La microbióloga estadounidense Lynn Margulis estableció la teoría endosimbiótica según la cual las mitocondrias y los cloroplastos habrían surgido mediante un proceso de endosimbiosis, según el cual, ciertos procariotas primitivos habrían incorporado bacterias en su interior, englobándolas e introduciéndolas en el citoplasma. Estas bacterias resultaban muy útiles a sus hospedadores porque podían generar energía en forma de ATP y se convirtieron en las actuales mitocondrias. Según esta teoría, los cloroplastos habrían tenido un origen similar y surgieron por la incorporación de procariotas capaces de realizar la fotosíntesis, relacionados con las actuales cianobacterias. El hospedador, a cambio, proporcionaba protección a los procariotas engullidos. Un hecho que apoya esta teoría de la endosimbiosis es que estos orgánulos todavía poseen sus propias moléculas de ADN.

miércoles, 20 de abril de 2011

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