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De los átomos a la célula

Atomo

La estructura básica de la materia orgánica, de la que están compuestos los seres vivos, es la misma que la de la materia inorgánica. En efecto, ambas consisten en partículas de infinita pequeñez llamadas moléculas, integradas a su vez por átomos. Los átomos se agrupan según fórmulas invariables para formar las distintas moléculas: en la molécula de agua hay dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, que se representan H2O. El hidrógeno, el oxígeno, el carbono y muchas sustancias más (117 hasta el momento) son los elementos químicos: sustancias simples que no pueden descomponerse químicamente en otras.

También la materia orgánica se agrupa en moléculas formadas por átomos. Sólo que en los seres vivos predominan algunos elementos químicos llamados biogenéticos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, sodio, potasio, calcio y magnesio. Puede haber otros elementos en menor cantidad, pero los dos fundamentales que se combinan en la materia viva son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. Una característica de los elementos biogenéticos es su escaso peso atómico; de ahí su idoneidad para formar la materia viviente. Loe elementos pesados, en cambio, no aparecen en la célula sino en el mundo inorgánico.

Los compuestos orgánicos

Los organismos están compuestos en su mayor proporción por agua. El cuerpo humano, por ejemplo, está formado en un 70% por agua. El cerebro, en particular, la posee en el 85% de su masa. Las combinaciones de elementos generan compuestos orgánicos de tres tipos: glúcidos o azúcares, prótidos o proteínas y lípidos o grasas. A estos se suman los ácidos nucleicos, el agua y las sales minerales.

El agua se encuentra en mayor proporción cuanto mayor sea la intensidad fisiológica de un órgano. Es vehículo de entrada y salida de todas las sustancias que pasa por la célula y, también modera los cambios de temperatura. Las sales minerales son principalmente cloruros, fosfatos, carbonatos, bicarbonatos y sulfatos de sodio, potasio, calcio y magnesio. Representan un 4,3% de la materia animal y un 2,5% de la vegetal.

Los glúcidos o azúcares son llamados también hidratos de carbono, o carbohidratos. Están formados por carbono, oxígeno e hidrógeno. La cantidad de glúcidos que existe en la naturaleza es mayor que toda la de las demás sustancias orgánicas juntas. La celulosa, sostén estructural de las plantas, y el almidón que abunda en cereales, raíces y tubérculos, son carbohidratos. También son glúcidos la lactosa, o azúcar de la leche, la sacarosa, o azúcar de caña, y la maltosa, o azúcar de malta. El glúcido que más abunda en el hígado, en los músculos y en la sangre es la glucosa. Los glúcidos son utilizados como fuente energética por la mayoría de los seres vivos; y en el caso de los vegetales también como soporte.

Los prótidos o proteínas compuestos de hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno, son el armazón del protoplasma o unidad celular. Abundan más en los animales que en los vegetales. La carne, por ejemplo, contiene un 20% de proteínas, contra apenas el uno por ciento de peras, manzanas y limones. Otros alimentos ricos en proteínas son los huevos, la leche y las legumbres. En ellos, la proteína es contenida como albúmina de la clara de huevo, caseína de la leche y legúmina de las legumbres. Estos compuestos orgánicos intervienen en la elaboración de tejidos. Es importante incluirlos en la dieta, porque el organismo destruye y reemplaza las proteínas de las células.

Un tercer compuesto orgánico es el de los lípidos o grasas, formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son sustancias de reserva energética en organismos vegetales y animales, y aparecen en el estado sólido y líquido. Las grasas forman el tejido adiposo, que se deposita bajo la piel, en el sistema nervioso y en la médula ósea; son aislantes de la temperatura. Aportan el doble de calorías que los otros compuestos, pero tienen menor cantidad de agua, lo que hace más difícil digerirlas.

Los alimentos más ricos en grasa son la manteca, el queso, los aceites y la carne.

Otros compuestos presentes en los organismos vivos son los ácidos nucleicos, concentrados en el núcleo y el citoplasma celular. Están constituidos por varias sustancias: monosacáridos, ácido fosfórico y nitrógeno. Hay dos tipos de ácidos nucleicos, llamados ácido desoxirribonucleico (ADN) y ribonucleico (ARN). El ADN constituye el 45% de la masa cromosómica, es decir, de la sustancia que en el núcleo de cada célula contiene los factores hereditarios. El ARN se encuentra en el citoplasma, dividido en tres tipos según su función: mensajero, ribosómico y de transferencia. Este ácido interviene principalmente en la síntesis de proteínas.

Células

La célula

La célula es la unidad estructural funcional de todos los seres vivos, es decir que todos ellos están formados por células, desde una sola en los más simples, hasta varios billones en los más complejos. El tamaño de las mismas es muy variable: en general son microscópicas, pero es posible observar algunas a simple vista. Las células de los organismos animales difieren de las de los vegetales: estos últimos poseen una pared compuesta fundamentalmente por celulosa, lo que les proporciona rigidez.

La célula es la unidad esencial de todos los seres vivos, tanto en su estructura, o ana-tomía, como en su funcionamiento, o fisiología. Puede existir por sí misma, como organismo unicelular, o combi-narse con millones de otras células para formas los tejidos. En las for-mas vivientes más complejas, los teji-dos forman parte de órganos, y los órga-nos se agrupan en aparatos o siste-mas.

Desde la invención del microscopio en el siglo XVII y sus posteriores perfec-cionamientos, comenzó la exploración de la célula; hoy, es posible observarla en toda su estructura. Es una masa mas o menos líquida y químicamente compleja, llamada protoplasma, que en su interior contiene el núcleo y está recubierto por la membrana celular. En esta membrana tiene lugar el proceso de ósmosis (pasaje de líquidos a través de una membrana semipermeable, tanto de adentro hacia fuera, como de afuera hacia adentro), por medio del cual se realiza el intercambio de sustancias con el exterior. Hay en la membrana enzimas especiales, reguladoras de glucosa. En el caso de los vegetales, la membrana celular es un compuesto filamentoso de celulosa, que protege al citoplasma y da rigidez a la planta.

El citoplasma es una sustancia transparente y viscosa, compuesta en un 80% de agua y contiene diversos elementos químicos. Dentro del citoplasma, diferentes orgánulos son responsables de las funciones vitales. Las mitocondrias se hallan en movimiento constante y contienen enzimas oxidantes, reguladoras de los procesos respiratorios en lo que se obtiene energía. Los ribosomas son partículas submicroscópicas, presentes en todas las células. Dirigen la síntesis de las sustancias proteicas, y pueden hallarse libres dentro del citoplasma o unidos a las membranas del retículo endoplasmático. Los lisosomas, delimitados por una membrana de enzimas digestivas, cumplen la función de asimilar alimento. Cuando una célula absorbe una sustancia orgánica forma en su interior una partícula, la vacuola o fagosoma, acercándose al lisosoma. Éste cede las enzimas necesarias para la destrucción del material, cuyos residuos pueden ser eliminados o mantenidos en la célula como pigmentos. Otros orgánulos son los plásticos, que desempeñan funciones metabólicas propias del reino vegetal, utilizando pigmentos. Así, los cloroplastos están en toda la zona verde de la planta, pero especialmente en las hojas, donde gracias a la clorofila que contienen cumplen el proceso de fotosíntesis. Esta función permite al vegetal crear energía a partir de la luz solar. Otros plásticos fabrican almidón (leucoplastos) o dan color a los frutos (cromoplastos). El aparato de Golgi es una estructura membranosa, también presente en el citoplasma. Su función es sintetizar glúcidos.

En el centro del citoplasma de halla un corpúsculo que adopta diversas formas a partir de la actividad celular (reposo o reproducción) denominado núcleo, que recubierto por una membrana nuclear originada a partir del retículo endoplasmático, está integrado por jugo nuclear o carioplasma y en su interior se observan los nucléolos (partículas de proteína). Dentro del núcleo se halla una retícula llamada cromatina, que forma los cromosomas, filamentos del ácido desoxirribonucleico (ADN) que son los responsables de la transmisión de los caracteres hereditarios de todos los seres, unicelulares o pluricelulares.

Huevo