FUNCIONES DE LA CÉLULA             Todos los seres vivos realizan tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. Estas tres funciones se llevan a cabo en todas las células. Función de nutrición             La membrana de la célula pone en comunicación a ésta con el medio exterior, con el que intercambia sustancias: moléculas inorgánicas sencillas (agua, electrólitos,...), monómeros esenciales (monosacáridos, aminoácidos,...) y aun otras moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos y proteínas) más complejas. El transporte de estas sustancias puede ser pasivo, por difusión u ósmosis, o activo, por permeabilidad selectiva de la membrana. En este último caso (imprescindible tratándose de moléculas complejas de tamaño medio o grande) el paso de sustancias requiere un gasto de energía . Otros mecanismos de transporte de sólidos o líquidos a través de la membrana son la fagocitosis y la pinocitosis.              1.Nutrición autotrofa (vegetal).             Los vegetales toman materia inorgánica del medio externo, es decir, agua, dióxido de carbono y sales minerales. Estas sustancias se dirigen a las partes verdes de la planta. Allí las sustancias entran en los cloroplastos y se transforman en materia orgánica. Para ello se utiliza la energía procedente de la luz que ha sido captada por la clorofila. Este proceso recibe el nombre de fotosíntesis. Además de la materia orgánica, se obtiene oxígeno. Una parte de éste es desprendida por la planta y el resto pasa a las mitocondrias junto una parte de materia orgánica. Allí se realiza la respiración celular y se obtiene ATP necesario para todas las actividades de la célula. Además, se produce dióxido de carbono que en parte se utiliza para la fotosíntesis, juntamente con el que la planta toma del exterior.           2.Nutrición heterótrofa (animal).            Los animales no pueden transformar materia inorgánica en materia orgánica. Tampoco pueden utilizar la energía precedente de la luz. Por ello se alimentan siempre de otros seres vivos y así se obtienen la materia orgánica que precisan para crecer y construir su cuerpo. Al igual que en las células vegetales, una parte de esta materia orgánica es utilizada en las mitocondrias, se realiza la respiración celular y se obtiene ATP y dióxido de carbono. Éste es eliminado fuera del cuerpo del animal.   *Conservación de la energía               En las mitocondrias se encuentran las cadenas respiratorias que proporcionan la energía para todas las funciones vitales, energía que se acumula en vectores energéticos como el adenosindifosfato y el adenosintrifosfato (ADP y ATP, respectivamente). También se localizan en las mitocondrias los enzimas del ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs, a través del cual glúcidos, lípidos y prótidos son interconvertibles –actúa, por consiguiente, como la turbina central de todo el metabolismo-, y los enzimas que oxidan las grasas en el proceso de la β-oxidación. En el espacio citoplasmático se realiza el proceso previo de la glicólisis.   Función de reproducción             Las plantas y los animales están formados por miles de millones de células individuales organizadas en tejidos y órganos que cumplen funciones específicas. Todas las células de cualquier planta o animal han surgido a partir de una única célula inicial (célula madre) por un proceso de división, por el que se obtienen dos células hijas. Existen dos procesos de división; mitosis y meiosis, según el tipo de célula: somáticas y sexuales respectivamente.En el primer caso las células resultantes son idénticas a las célula madre y tienen el mismo número de cromosomas que ésta; en la meiosis, las células hijas son diferentes genéticamente a la madre ya que poseen la mitad de cromosomas. Función de relación           Como manifestación de la función de relación, existen muchas células que pueden moverse. Este movimiento puede ser vibrátil o ameboide.             La motilidad de los organismos depende en última instancia de movimientos o cambios de dimensión en las células. Las células móviles pueden desplazarse emitiendo seudópodos (mediante movimientos amebóides) debidos a cambios de estructura en las proteínas plasmáticas, o bien mediante movimiento vibrátil a través de la acción de cilios y flagelos. Los cilios son filamentos cortos y muy numerosos que rodean la célula, además de permitir el

desplazamiento de la célula, remueven el medio externo para facilitar la captación del alimento; los flagelos son filamentos largos y poco numerosos que desplazan la célula. Las células musculares (fibras musculares) están especializadas en la producción de movimiento, acortándose y distendiéndose gracias al cambio de estructura de proteínas especiales.          En la célula el movimiento se suele producir como respuesta a diversos estímulos; es decir, cambios en el medio externo (cambios en la intensidad de la luz o la presencia de una sustancia tóxica). La célula puede moverse para acercarse o alejarse, según el estímulo le resulte favorable o perjudicial. Esta respuesta en forma de movimiento recibe el nombre de tactismo.               Cuando el movimiento consiste en aproximarse al estímulo, decimos que la célula presenta tactismo positivo. Si la respuesta es alejarse del estímulo, se dice que la célula presenta tactismo negativo.

La fotosíntesis (del griego antiguo φῶς-φωτός [fos-fotós], ‘luz’, y σύνθεσις [sýnthesis], ‘composición’, ’síntesis’) es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso laenergía lumínica se transforma en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera moléculaen la que queda almacenada esta energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono.1 2

Los orgánulos citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos, unas estructuras polimorfas y de color verde (esta coloración es debida a la presencia del pigmento clorofila) propias de las células vegetales. En el interior de estos orgánulos se halla una cámara que contiene un medio interno llamado estroma, que alberga diversos componentes, entre los que cabe destacar enzimas encargadas de la transformación del dióxido de carbono en materia orgánica y unos sáculos aplastados denominados tilacoides o lamelas, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos. En términos medios, una célula foliar tiene entre cincuenta y sesenta cloroplastos en su interior.1

Los organismos que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis son llamados fotoautótrofos (otra nomenclatura posible es la de autótrofos, pero se debe tener en cuenta que bajo esta denominación también se engloban aquellas bacterias que realizan la quimiosíntesis) y fijan el CO2 atmosférico. En la actualidad se diferencian dos tipos de procesos fotosintéticos, que son la fotosíntesis oxigénica y la fotosíntesis anoxigénica. La primera de las modalidades es la propia de las plantas superiores, las algas y las cianobacterias, donde el dador de electrones es el agua y, como consecuencia, se desprende oxígeno. Mientras que la segunda, también conocida con el nombre de fotosíntesis bacteriana, la realizan las bacterias purpúreas y verdes del azufre, en las que el dador de electrones es el sulfuro de hidrógeno, y consecuentemente, el elemento químico liberado no será oxígeno sino azufre, que puede ser acumulado en el interior de la bacteria, o en su defecto, expulsado al agua.3

A comienzos del año 2009, se publicó un artículo en la revista Nature Geoscience en el que científicos norteamericanos daban a conocer el hallazgo de pequeños cristales dehematita (en el cratón de Pilbara, en el noroeste de Australia), un mineral de hierro datado en el eón Arcaico, reflejando así la existencia de agua rica en oxígeno y, consecuentemente, de organismos fotosintetizadores capaces de producirlo. Según este estudio y atendiendo a la datación más antigua del cratón, la existencia de fotosíntesis oxigénica y la oxigenación de la atmósfera y océanos se habría producido desde hace más de

3.460 millones de años, de lo que se deduciría la existencia de un número considerable de organismos capaces de llevar a cabo la fotosíntesis para oxigenar la masa de agua mencionada, aunque sólo fuese de manera ocasional, si bien la formación biológica de dichos restos está cuestionada.

La Respiración Aerobia y Anaerobia¿Cómo se realiza la respiración Aerobia?

El siguiente es el proceso:

Durante el proceso respiratorio, parte de la

energía contenida en la glucosa pasa a las moléculas de ATP. Con esta energía se alimentan, excretan los desechos, se reproducen y realizan todas las funciones que les permiten vivir. Tanto el dióxido de carbono como el agua salen de la célula y del cuerpo del ser vivo (Si se trata de un organismo pluricelular) por que constituyen sustancias de desecho. La energía puede utilizarse de inmediato o almacenarse para su uso posterior.Las bacterias no tienen mitocondrias, por lo cual la respiración se efectúa en sucitoplasma. En el resto de los organismos pertenecientes a los 4 reinos (Protistas, hongos, plantas y animales) si existen estos organelos.Algunas células tienen más mitocondrias que otras; por ejemplo, las neuronas, las células musculares y los espermatozoides requieren de altas cantidades de energía y por ello tienen numerosas mitocondrias.La respiración Anaerobia

Levadura de PanLa respiración anaerobia consiste en que la célula obtiene energía de una sustancia sin utilizar oxígeno; al hacerlo, divide esa sustancia en otras; a la respiración anaerobia también se le llamafermentación.Probablemente la respiración anaerobia más conocida sea la de las lavaduras de la cerveza (Saccharomyces cerevisiae),

que son hongos unicelulares.Para elaborar la cerveza se utilizan semillas de cebada, las cuales contienenglucosa, sustancia de la cual las levaduras obtienen la energía. Las semillas de cebada son combinan con agua y la flor de una planta llamada lúpulo, que le da sabor a esta bebida. Los ingredientes se mezclan y luego se filtran.

La respiración aerobia es la que utiliza oxígeno para extraer energía de la glucosa. Se efectúa en el interior de las células, en los organelos llamadosmitocondrias.

El líquido resultante, que contiene la glucosa, se deposita en barriles de madera, junto con las levaduras y se deja reposar varios meses o años; durante éste tiempo, las levaduras utilizan la glucosa para obtener energía y la transforman en un tipo de alcohol llamado etanol. Supongamos que una levadura toma una molécula de glucosa ¿Qué hace con ella? Observa el esquema:

Las levaduras utilizan la energía para realizar todas sus funciones; el etanol permanece en el líquido y el dióxido de carbono, por ser un gas, se incorpora al aire.

¿Respiración Anaerobia en las células musculares?

Músculo LisoLas células musculares del ser humano también pueden obtener energía a través de una respiración anaerobia. Pero, ¿Cómo se lleva a acabo este proceso? Cuando una persona realiza un ejercicio extenuante el cuerpo necesita mayor cantidad de oxígeno para que las células lo utilicen en la

descomposición de la glucosa para obtener energía.Si la actividad que realiza la persona exige a las células musculares un esfuerzo extremo, éstas van a requerir de un gran suministro de energía. Durante el ejercicio intenso el aparato circulatorio no proporciona suficiente oxígeno para satisfacer las necesidades de las células musculares.En el momento que no llega el suficiente oxígeno a los músculos, las células musculares realizan un proceso anaeróbico para obtener energía; durante el proceso se produce un ácido láctico, Al acumularse, el ácido láctico provoca dolor y fatiga muscular. Una vez que la persona deja de hacer ejercicio, la respiración celular vuelve a ser aerobia.Características de los organismos anaerobios

Esperas vistas en un microscopio.Existen 2 tipos de organismos anaerobios; los estrictos y losfacultativos. Los estrictos mueren en presencia del oxígeno, por lo cual existen en las profundidades de la corteza terrestre y del mar, donde no hay oxígeno, y en el intestino de muchos animales, incluido el nuestro (en esos sitios no abunda el oxígeno). Pero, algunas especies viven en zonas más superficiales, como el material en descomposición  del suelo

en zonas de mucha vegetación, zonas pantanosas o el fondo de los lagos es el caso de las bacterias de los géneros Clostridium,Ruminococcus, Fusobacterium y Methanobacterium.

Las bacterias Clostridium que viven en el suelo descomponen los restos de plantas y animales muertos; generalmente habitan en la capa negra que se llama humus;como continuamente está en descomposición, no contiene aire con oxígeno.Los organismos anaerobios facultativos también pueden realizar la respiración aerobia si se encuentran en presencia de oxígeno. La mayoría de las especies que fermentan la leche, el queso, el vino, la cerveza, el pulque, etc., son facultativas, por ejemplo, la leche que tomamos contiene las bacterias que se utilizan para elaborar quesos y yogurt; cuando la leche no se refrigera comienzan a descomponerla. Las levaduras del vino se encuentran sobre la cáscara de las uvas y luego en su jugo.La fermentación cumple con una función ecológica al descomponer los cuerpos de los seres que mueren; innumerables especies de hongos y bacterias se encargan de esa tarea. Cuando en el lugar donde viven estos microorganismos lascondiciones del medio se vuelven difíciles cubren su cuerpo con una capa protectora y se convierten en esporas.

GlosarioMoléculaMolécula: Unidad mínima de una sustancia que conserva sus propiedades químicas. Puede estar formada por átomos iguales o diferentes.ATP (Trifosfato de adenosina): Molécula que se encuentra en todos los seres vivos y constituye la fuente principal de energía utilizable por las células para realizar sus actividades. El ATP se origina por el metabolismo de los alimentos en unos orgánulos especiales de la célula llamados

mitocondrias.Orgánulo: Unidad estructural y funcional de una célula u organismo unicelular; por ejemplo, las mitocondrias o el núcleo.

CitoplasmaCitoplasma: Región celular situada entre la membrana plasmática y el núcleo, con los órganos celulares que contiene.Levadura: Nombre genérico de ciertos hongos unicelulares, de forma ovoidea, que se reproducen por gemación o división. Suelen estar unidos entre sí en forma de

cadena, y producen enzimas capaces de descomponer diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares, en otros más sencillos.Ácido Láctico: Normalmente se prepara por fermentación bacteriana de lactosa, almidón, azúcar de caña o suero de la leche. Pequeñas cantidades de ácido L-láctico están presentes en la sangre y en otros fluidos y órganos del cuerpo; este ácido se forma en los tejidos, sobre todo los musculares, que obtienen energía metabolizando azúcar en ausencia de oxígeno.Fatiga: Agitación duradera, cansancio, trabajo intenso y prolongado.Facultativo: Que no está obligado a hacer una cosa de una sola manera.Aerobio: Dicho de un ser vivo: Que necesita oxígeno para subsistir.Anaerobio: Dicho de un organismo: Que puede vivir sin oxígeno.