En los últimos años, he estado investigando en el campo de la biología de las células vegetales, en particular, me he ocupado del tema de la señalización y la regulación de los procesos celulares. En mi tiempo libre incursiono en bioinformática, problemas clásicos de ML y biomecánica deportiva. Esta primavera, por suerte, navegué por el mundo real y hablé con personas reales, lo que me permitió comprender lo poco que una persona común sabe acerca de cómo están organizados su cuerpo y el mundo que lo rodea. Esto me llevó a escribir una serie de artículos sobre cómo está estructurado nuestro cuerpo, cómo funcionan las células y cómo se almacena la información en el ADN (las descripciones detalladas son, por desgracia, extremadamente raras, y no hay suficiente conocimiento sobre 4 nucleótidos para comprender el trabajo del ADN). Pero tal vez comenzaré con el más simple, con la composición de las celdas (para empezar en una forma muy simplificada).
No es ningún secreto que casi todo lo que vive en este mundo consiste en células, ya sea usted o yo, un querido gato, algas o bacterias que ayudan a digerir todo lo que una persona moderna carga su estómago. Sin embargo, la mayoría de las personas no saben casi nada sobre cómo están organizadas las células y cómo funcionan. Muchos de ustedes pueden objetar que su trabajo no está relacionado con la biología y que no necesitan este conocimiento, y este es su derecho. Sin embargo, en la mayoría de los problemas apremiantes, el conocimiento biológico puede ayudarnos (por ejemplo, a comprender lo absurdo de la publicidad de la mayoría de las cremas antienvejecimiento, la importancia de los antibióticos y su administración adecuada, lo absurdo de los argumentos sobre los OGM, etc.).
Para empezar, ¿en qué medida varían los tamaños de las celdas? Una de las células más pequeñas es Mycoplasma genitalium. De hecho, es un pequeño parásito que vive en la membrana mucosa de los primates (genital + tracto respiratorio). Y es realmente pequeño, de unos 300 nanómetros de diámetro (quien lo olvidó, un nanómetro mide 0.000000001 metros). La jaula más grande es un huevo de avestruz. Si! Esta es solo una celda, inusualmente grande. La célula promedio de nuestro cuerpo tiene aproximadamente 5-20 micras de diámetro. Para hacerlo más claro, compare con una simple hoja A4.
En realidad, hay muchas células en nuestro cuerpo y, según diversas estimaciones, hay muchas de 1 a 100 billones. La última vez que me encontré con una cifra de 37 billones, hablemos de ello. Una célula consiste en una membrana, varios "órganos" llamados organoides. El resto del espacio está lleno de citoplasma.
Núcleo celular
Estamos acostumbrados al hecho de que en una celda hay un núcleo, máximo 2. De hecho, hay datos atípicos notables de estos datos. Entonces, en los ciliados, los zapatos tienen 2 núcleos, y en los necrófagos pueden ser de hasta cien. El núcleo pertenece a los organoides de dos membranas, es decir, está rodeado por dos membranas que controlan el transporte de sustancias hacia adentro y hacia afuera. Casi el 99.9% de todo el ADN de la célula se almacena en él, y contiene exactamente toda la información hereditaria que necesita la célula. El almacenamiento de ADN no es la única tarea del núcleo; también sintetiza los ribosomas, lo que discutiré un poco más adelante.
Mitocondrias
En las células eucariotas, son responsables de la producción de energía (además de un par de formas de producción de energía, de las que aún no hablaremos). Por lo general, hay varias mitocondrias en una célula y su combinación se llama mitocondria. Al igual que el núcleo, la mitocondria también es un organoide de dos miembros. Sin embargo, la estructura de la membrana es diferente de la nuclear, pero no la complicaremos. Las mitocondrias a menudo se llaman organoides semiautónomos. Por qué Porque las mitocondrias contienen su propio ADN, que codifica parte de sus propias enzimas y está involucrado en la regulación del organoide. También tienen su propio sistema de síntesis de proteínas. En tamaño, las mitocondrias se parecen a las bacterias. Y vale la pena señalar que existe una teoría de su origen bacteriano. Se supone que los ancestros antiguos de las células eucariotas modernas entraron en simbiosis con bacterias antiguas que "se movieron" para vivir dentro de las células. Las células les proporcionaron un entorno constante y la afluencia de todos los elementos necesarios, por lo que las células bacterianas, durante la evolución, perdieron sus genes innecesarios para sobrevivir en condiciones ambientales adversas. A su vez, se convirtieron en una especie de fábricas para la transformación de compuestos como la glucosa en ATP (una forma de energía utilizada principalmente por la célula).
Lisosomas
A diferencia de los orgánulos descritos anteriormente, los lisosomas tienen una sola membrana y, como puede ver, son mucho más pequeños que el núcleo o las mitocondrias. Debajo de la membrana lipídica del lisosoma, están contenidas las balas de enzimas hidrolíticas. A pesar de su tamaño, ella está involucrada en una serie de procesos. Entonces ella digiere grandes polímeros de proteínas y carbohidratos atrapados en la célula; también puede digerir orgánulos celulares viejos (rotos); participa en respuestas inmunes (con su ayuda los macrófagos digieren bacterias dañinas); regula los procesos de crecimiento y finalmente participa en una serie de vías de señalización. Pero por ahora, recordaremos que participan en la digestión de diversas sustancias que ingresan a la célula para su uso posterior en la biosíntesis de las estructuras celulares o la generación de energía por las mitocondrias.
Ribosomas
Planeo terminar mi historia sobre ellos hoy. Estos orgánulos no tienen membrana. Y por sí mismos son los más pequeños (a excepción de los elementos individuales del esqueleto celular y las enzimas individuales). Creados en el núcleo y alimentados por ATP producido por las mitocondrias, sintetizan intensamente proteínas celulares (desde pequeñas proteínas de señalización hasta enzimas y grandes estructuras celulares como canales iónicos, etc.). En la celda hay muchos, según varias estimaciones de 1 a 5 millones. También vale la pena señalar que hay dos tipos de ribosomas, el primero, más grande se encuentra en el citoplasma de las células, el segundo es característico del contenido interno de las mitocondrias.
Todavía no he hablado sobre componentes tan importantes como el complejo de Golgi y el retículo endoplásmico. Pero más sobre eso más tarde.
Resumamos y formemos una cadena lógica de lo que está sucediendo.
El núcleo contiene información que regula el trabajo de toda la célula. Las sustancias provenientes del exterior, si es necesario, se digieren en los lisosomas, y los productos de descomposición se utilizan para sintetizar los componentes celulares y producir energía, de los cuales las mitocondrias son responsables. La energía gastada se usa para sintetizar proteínas por los ribosomas ubicados tanto dentro de las mitocondrias como en el citoplasma celular.
