Las células son los componentes básicos de toda vida. Mientras que los organismos unicelulares (principalmente procariotas) son estilizados, los eucariotas multicelulares poseen células complejas repletas de orgánulos especializados rodeados de membranas.
Las células procarióticas, que se encuentran en bacterias y arqueas, carecen de núcleo y de la mayoría de los orgánulos internos. Por el contrario, las células eucariotas albergan un verdadero núcleo, mitocondrias y un conjunto de otros orgánulos que orquestan el crecimiento, la división y las funciones especializadas.
En todas las formas de vida, la membrana celular, el citoplasma, los ribosomas y el ADN son universales. La membrana regula el tráfico, el citoplasma proporciona una matriz para reacciones bioquímicas, los ribosomas sintetizan proteínas y el ADN almacena huellas genéticas.
Las mitocondrias se parecen a las bacterias con forma de pelota de fútbol y contienen dos membranas. Su matriz alberga el ciclo de Krebs, mientras que la membrana interna ejecuta la cadena de transporte de electrones, ambos fundamentales para la producción de ATP.
Como los eucariotas demandan mucha más energía que los procariotas, las mitocondrias evolucionaron para satisfacer esta necesidad. Las altas densidades se encuentran en las células musculares de los atletas de resistencia, donde el consumo de oxígeno es intenso.
Lea más sobre la estructura y función de las mitocondrias.
La teoría endosimbionte predominante postula que hace 2 mil millones de años, un eucariota ancestral engulló una bacteria aeróbica. Con el tiempo, la bacteria se convirtió en un orgánulo que proporcionaba una respiración eficiente y al mismo tiempo ganaba un nicho protegido.
El núcleo, encerrado en una envoltura de doble membrana, alberga el ADN en forma cromosómica. Durante la interfase, el ADN está poco organizado; Durante la mitosis, los cromosomas se condensan en estructuras reconocibles en forma de X.
A medida que las células se dividen, el núcleo duplica su material genético, asegurando que cada célula hija herede un genoma completo.
Lea más sobre la estructura y función del núcleo.
Antes de la mitosis, el genoma humano (46 cromosomas) se duplica, lo que da como resultado 92 cadenas de ADN que forman cromátidas hermanas. Durante la división celular, las cromátidas se segregan en polos opuestos, produciendo núcleos hijos idénticos.
Dentro de las mitocondrias, el acetil-CoA y el oxaloacetato se combinan para formar citrato, iniciando el ciclo de Krebs. Los electrones de NADH y FADH₂ impulsan la cadena de transporte de electrones, generando entre 32 y 34 moléculas de ATP por unidad de glucosa.
Si bien ambos orgánulos tienen doble membrana y son ricos en enzimas, los cloroplastos realizan la fotosíntesis y convierten el CO₂ en glucosa. Las mitocondrias, presentes tanto en células vegetales como animales, facilitan la respiración aeróbica.
Ambas estructuras contienen ADN y se replican de forma independiente, pero cumplen funciones distintas. El núcleo almacena información genética y dirige la síntesis de proteínas, mientras que las mitocondrias generan el ATP que impulsa la actividad celular.
En la vida eucariota, el núcleo es el centro de mando estratégico, mientras que las mitocondrias actúan como motor muscular, permitiendo en conjunto funciones celulares complejas.
