Función celular

Conoce como se articulan los diversos procesos bioquímicos que tienen lugar en la célula y que son base de su funcionalidad.


La teoría celular indica que las células son la base funcional de todos los organismos, esto significa que todos los procesos mediante los cuales se obtiene energía para trabajos implicados a la sobrevivencia, reproducción y crecimiento tienen lugar en el interior de ellas y no en otro sitio. La organización interna de los organismos a través de órganos y tejidos ha permitido jerarquizar ciertos procesos generales, sin embargo el funcionamiento basal de todas las células, independiente de su especialización, está determinado por procesos de transformación química universales y transversales a todas las células y por ende a todos los organismos. La base de reacción química de las células está determinada por la presencia de agua. El agua es una molécula que permite dar inicio, curso y término a gran gama de procesos que ocurren en la célula y que no se sustentarían sin ella. La célula obtiene el agua desde su entorno y ésta también se produce a menor escala como resultado de transformaciones químicas al interior de la célula. El agua está disponible en el citoplasma, específicamente en el citosol (porción líquida del citoplasma). A continuación se revisarán algunos de los muchos procesos de transformación química que tienen lugar en el citoplasma celular y algunos de los organelos de la célula eucarionte.

Procesos que ocurren a nivel de citosol

Uno de los procesos más importantes desde el punto de vista funcional para los organismos, es el de la vía glucolítica o glucólisis; gran parte de los organismos ocupan como fuente energética la glucosa, pero ésta no es sinónimo inmediato de energía, sino que debe ser transformada en otra molécula que la célula si pueda usar como “moneda energética”. La glucosa ingresa a la célula a través de la membrana plasmática por transporte activo, dentro de ella, en el citoplasma, esta comienza a ser transformada en piruvato (molécula que en los organismos eucariontes puede aumentar el rendimiento energético de la célula en las mitocondrias), 2 moléculas de ATP (adenosín trifosfato, la denominada “moneda energética celular”) y 2 moléculas de NADH (otro intermediario a partir del cual puede obtenerse energía). Algunos organismos, lo que es muy común en procariontes, no usan la glucosa como molécula energética inicial, sino que sustratos similares e inclusive moléculas inorgánicas, sin embargo, la asimilación de estos precursores energéticos lleva a un procesamiento similar al ya resumido antes.

Procesos que ocurren a nivel de organelos

Una vez la vía glucolítica (universal en toda forma de vida) ha concluido, en los organismos eucariontes siente el puntapié inicial para procesos que obtienen mayor energía a partir de una sola molécula de glucosa. Los principales ocurren en dos organelos: mitocondrias en células animales, y cloroplastos en células vegetales. Cuando se produce piruvato en una célula animal (y también vegetal), este ingresa a las mitocondrias, donde se lleva a cabo una transformación en forma cíclica (constante y que vuelve al origen siempre) llamada ciclo de Krebs. A través de esta cadena de transformación química la célula obtiene en total 32 ATP en forma de variados intermediarios moleculares, los que se forman gracias a un proceso de transporte de cargas eléctricas a nivel mitocondrial, llamado cadena transportadora de electrones. Este proceso y el ciclo de Krebs constituyen en total la respiración celular, ya que produce como desecho de la reacción global CO2 en forma de gas, el cual será liberado al medio de diversas formas dependiendo del organismo (en el caso humano, a través de la respiración pulmonar). El ciclo del Krebs en procariontes ocurre a nivel del citosol con una eficiencia muy baja. Por otro lado, la célula vegetal, dotada de cloroplastos, permite la realización en su interior del proceso conocido como fotosíntesis, donde el CO2 inorgánico obtenido a través de las hojas en las plantas es transformado en moléculas orgánicas altamente energéticas como glucosa y almidón. A grandes rasgos, la fotosíntesis consta de una fase dependiente de luz (lumínica) en la cual la energía del sol estimula la membrana de los cloroplastos, produciendo en ellos una cadena transportadora de electrones y formación de ATP, el cual se usará en la segunda fase denominada independiente de luz (oscura), donde a través de un proceso cíclico similar al de Krebs (ciclo de Calvin) se formará sacarosa (molécula a partir de la cual se formará glucosa) y almidón.

Otros procesos funcionales que ocurren en las células:

La célula procesa y transforma una serie de moléculas a partir de las cuales construye sus estructuras, crece y se reproduce. Algunos de ellos, muy a grandes rasgos pueden resumirse en:

  • Replicación: tiene lugar en el núcleo (citoplasma en eucariontes) y forma nuevo ADN a partir de un molde de ADN. Gasta energía.
  • Transcripción: tiene lugar en el núcleo (citoplasma en procariontes) y forma ARN a partir de un molde de ADN. Gasta energía.
  • Traducción: tiene lugar en el retículo endoplasmático rugoso y/o citoplasma, específicamente en los ribosomas, forma proteínas a partir de aminoácidos. Gasta energía.