CÈL·LULA ANIMAL: PARTS, FUNCIONS, ORGÀNULS [AMB IMATGES] - BIOLOGIA - 2025

La cèl·lula animal és el tipus de cèl·lula eucariota de què estan compostos tots els animals de la biosfera, tant els diminuts que no podem veure com els protozoaris, ja que són microscòpics, com les balenes i els elefants, que són mamífers colossals.

El fet que les cèl·lules animals siguin cèl·lules eucariotes implica que aquestes tenen organelos intracel·lulars que estan separats de la resta dels components citosòlics gràcies a la presència de membranes lipídiques i, a més, implica que el seu material genètic està tancat dins d'una estructura especialitzada coneguda com nucli.

Diagrama d'una cèl·lula animal i les seves parts (Font: Alejandro Porto via Wikimedia Commons) Les cèl·lules animals presenten una àmplia diversitat de organelos immersos a l'interior cel·lular. Algunes d'aquestes estructures estan presents també en la seva contrapart: la cèl·lula vegetal. No obstant això, algunes són úniques de les animals, com els centríols.

Aquesta classe de cèl·lula és molt diversa quant a la seva forma i la seva funció, la qual cosa és fàcilment evidenciable a l'observar i detallar qualsevol teixit animal sota un microscopi. S'estima que hi ha de mitjana 200 tipus diferents de cèl·lules animals.

Característiques de la cèl·lula animal

- Així com és cert per a les cèl·lules vegetals i per als bacteris i altres organismes cel·lulars, les cèl·lules animals representen per als animals els principals blocs estructurals que conformen els seus cossos.

- Es tracta de cèl·lules eucariotes, és a dir, que el seu material hereditari està tancat per una membrana dins de l'citosol.

- Són cèl·lules heteròtrofes, el que significa que han d'obtenir l'energia per dur a terme les seves funcions de el medi que les envolta.

- Es diferencien de les cèl·lules vegetals i de molts bacteris, en què no posseeixen una paret cel·lular rígida que les protegeixi de les condicions altament fluctuants de l'ambient.

- A l'igual que algunes plantes "inferiors", les cèl·lules animals posseeixen unes estructures denominades " centrosomes ", compostes per un parell de " centríols ", que participen en la divisió cel·lular i en l'organització dels microtúbuls citoesqueléticos.

A continuació una animació d'una cèl·lula animal humana, on es pot apreciar fàcilment el nucli:

Organelos de la cèl·lula animal i les seves funcions

Si el lector observa una cèl·lula animal a través d'un microscopi, en un cop d'ull inicial és probable que cridés la seva atenció la presència d'una estructura que delimita una quantitat de volum de medi circumdant.

Dins del que tanca aquesta estructura, possiblement aconsegueixi apreciar-se una espècie de líquid en el qual està suspesa una esfera amb un aspecte més dens i opac. Es tracta, llavors, de la membrana plasmàtica, de l' citosol i de l' nucli cel·lular, que són, potser, les estructures més òbvies.

Augment per microscopi 430 vegades. Es pot apreciar el nuclero amb el material genètic i diversos orgànuls, com el reticle endoplasmàtic. Jlipuma1 Serà necessari incrementar l'augment de l'objectiu de microscopi i prestar acurada atenció al que s'observa en nom de comprovar la presència de molts altres organelos encastats al citosol de la cèl·lula en qüestió.

Si hagués de fer-se una llista dels diferents orgànuls que componen el citosol d'una cèl·lula animal "mitjana" com la cèl·lula hipotètica que el lector està observant a l'microscopi, aquesta seria més o menys així:

- Membrana plasmàtica i organelar

- Citosol i citoesquelet

- Nucli

- Nuclèol

- Reticle endoplasmàtic

- Complex de Golgi

- Lisosomes

- Peroxisomes

- centrosomes

- Mitocondris

- Cilis i flagels

Membrana cel·lular o plasmàtica

S'indica la membrana plasmàtica a la part inferior dreta

Les membranes són, sense cap mena de dubte, unes de les estructures més importants, no només per l'existència de les cèl·lules animals, sinó de les cèl·lules vegetals, dels bacteris i arqueges.

La membrana plasmàtica exerceix la funció transcendental de separar el contingut cel·lular de medi que l'envolta, servint, al seu torn, com una barrera de permeabilitat selectiva, ja que posseeix associades proteïnes específiques que intervenen el pas de substàncies d'una banda cap a l'altre de la mateixa.

membranes organelares

Les membranes que envolten els orgànuls interns (membranes organelares) permeten la separació dels diferents compartiments que componen les cèl·lules, incloent a el nucli, el que d'alguna manera permet la "optimització" dels recursos i la divisió de les tasques internes.

Composició i estructura

Estructura de la membrana plasmàtica. S'indica el medi extracel·lular i la part inferior és el mitjà intracel·lular

Totes les membranes biològiques, incloent a les de les cèl·lules animals, estan compostes per bicapes de lípids que s'organitzen de tal manera que els àcids grassos de les molècules lipídiques queden enfrontats entre si en el "centre" de la bicapa, mentre que els caps polars de les mateixes "miren" cap al medi aquós que les envolta (intra- i extracelularmente parlant).

Les característiques estructurals i moleculars dels lípids que componen a les membranes de les cèl·lules animals depenen bastant de el tipus de cèl·lula de què es tracti, així com de l'tipus de organelo.

Tant la membrana plasmàtica d'una cèl·lula animal com les membranes que envolten als seus orgànuls s'associen amb proteïnes que compleixen diferents funcions. Aquestes poden ser integrals (les que travessen la membrana i s'associen fortament amb ella) o perifèriques (que s'associen a una de les dues cares de la membrana i no la travessen).

Citosol i citoesquelet

El citosol és el mitjà semi gelatinós en el qual estan encastats organitzadament tots els components interns d'una cèl·lula. La seva composició és relativament estable i es caracteritza per la presència d'aigua i de tots els nutrients i molècules de senyalització que la cèl·lula animal necessita per subsistir.

El citoesquelet, d'altra banda, és una complexa xarxa de filaments proteics que es distribueix i s'estén per tot el citosol.

Part de la seva funció és la de donar-li a cada cèl·lula la forma que la caracteritza, d'organitzar els seus components interns en una regió específica de l'citosol i de permetre-li a la cèl·lula realitzar moviments coordinats. També participa en nombrosos processos de senyalització i comunicació intracel·lulars, vitals per a totes les cèl·lules.

Filaments de l'citosol

Citoesquelet: xarxa de proteïnes filamentoses. Alice Avelino Aquesta carcassa arquitectònica a l'interior de les cèl·lules es compon de tres tipus de proteïnes filamentoses conegudes com els filaments intermedis, els microtúbuls i els filaments d'actina; cadascun amb propietats i funcions específiques.

Els filaments intermedis de l'citosol poden ser de diversos tipus: filaments de queratina, filaments de vimentina i relacionats amb vimentina i neurofilaments. Al nucli aquests es coneixen com les làmines nuclears.

Els microtúbuls estan compostos per una proteïna anomenada tubulina i en els animals es formen a partir d'unes estructures conegudes com centrosomes; mentre els filaments d'actina estan compostos per la proteïna per la qual van ser nomenats, i són estructures primes i flexibles.

centrosomes

Són els centres principals d'organització dels microtúbuls. Se situen a la perifèria de l'nucli quan la cèl·lula es divideix i està format per centríols units en angle recte, cadascun dels quals està format per nou triplets de microtúbuls disposats cilíndricament.

nucli

El nucli cel·lular (Font: BruceBlaus. When using this image in external sources it can be cited es: Blausen.com staff (2014). «Medical gallery of Blausen Medical 2014». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. via Wikimedia Commons) Aquest és l'orgànul que diferencia les cèl·lules procariotes de les eucariotes. La seva funció principal és la de contenir el material genètic (ADN) al seu interior, controlant, per tant, bàsicament totes les funcions cel·lulars.

En el seu interior ocorren complexos processos com la replicació de l'ADN durant la divisió cel·lular, la transcripció dels gens i part important de l'processament dels ARN missatgers resultants, els quals són exportats cap al citosol per la seva traducció a proteïnes o per exercir les seves funcions reguladores.

El nucli està envoltat per una membrana doble que es coneix com la embolicada nuclear i que, tal com la membrana plasmàtica, representa una barrera de permeabilitat selectiva, ja que impedeix el pas lliure de molècules cap a banda i banda de si.

La comunicació de l'nucli amb la resta de l'citosol i els seus components es dóna a través d'unes estructures de la embolicada nuclear anomenades complexos de l'porus nuclears, que són capaços de reconèixer senyals o etiquetes específiques en les molècules que són importades o exportades a través del seu interior.

Entre les dues membranes de la embolicada nuclear ha un espai que s'ha denominat l'espai perinuclear i és important destacar que la porció externa de l'embolcall nuclear es continua amb la membrana de l'reticle endoplàsmic, connectant l'espai perinuclear amb el lumen d'aquest últim orgànul.

L'interior de l'nucli és sorprenentment organitzat, el que és possible gràcies a l'existència d'unes proteïnes que funcionen com un "nucleoesqueleto", que li aporten cert suport estructural. A més, els cromosomes en els quals s'organitza l'ADN nuclear es situen en regions específiques de l'orgànul.

nuclèol

Nuclèol o nuclèol en la part superior

El nuclèol es troba a l'interior de l'nucli i és el lloc on ocorre la transcripció i el processament dels ARN ribosomals, així com l'acoblament dels ribosomes, que són les estructures encarregades de la traducció dels ARN missatgers a seqüències proteiques.

No és un orgànul nuclear, és a dir, no està envoltat per una membrana, simplement està compost per les regions dels cromosomes on es codifiquen els gens ribosomals i per la maquinària proteica encarregada de la seva transcripció i processament enzimàtic (les ARN polimerases, principalment).

reticle endoplasmàtic

És una espècie de "xarxa" de sacs o cisternes i túbuls envoltats per una membrana que és contínua amb la membrana externa de l'embolcall nuclear. Alguns autors consideren que es tracta de l'orgànul més gran de la major part de les cèl·lules, ja que en alguns casos pot representar fins al 10% de la cèl·lula.

Si s'observa a microscopi, pot apreciar que hi ha un reticle endoplasmàtic rugós i un altre d'aspecte llis. Mentre que el reticle endoplasmàtic rugós posseeix centenars de ribosomes incrustats en la seva superfície externa (que s'encarreguen de la traducció de proteïnes membranals), la porció llisa està relacionada amb el metabolisme de lípids.

El reticle endoplasmàtic llis i rugós (Font: OpenStax via Wikimedia Commons) La funció d'aquest organelo té a veure amb el processament i la distribució de les proteïnes cel·lulars, especialment d'aquelles que estan associades amb les membranes lipídiques, en altres paraules, participa a la primera estació de la via secretora.

També és un dels principals llocs de glicosilació de proteïnes, que és l'addició de porcions carbohidratadas a regions específiques de la cadena peptídica d'una proteïna.

Complex de Golgi

El complex o aparell de Golgi és un altre orgànul especialitzat en el processament i la distribució de les proteïnes provinents de l'reticle endoplasmàtic a les seves destinacions finals, que poden ser els lisosomes, vesícules secretores o la membrana plasmàtica.

En el seu interior també es dóna la síntesi de glicolípids i la glicosilació de proteïnes.

Es tracta, doncs, d'un complex compost per "bosses" aplanades o cisternes cobertes per una membrana, que estan associades a gran quantitat de vesícules de transport que es desprenen de si mateix.

Té una polaritat, de manera que es reconeix una cara cis (orientada cap al reticle endoplasmàtic) i una altra trans (que és per on surten les vesícules).

lisosomes

El lisosoma degrada els materials que entren a la cèl·lula i recicla materials intracel·lulars. Pas 1-Material que ingressa a vacúol alimentària a través de la membrana plasmàtica. Pas 2-Un lisosoma dins d'un enzim hidrolítica activa apareix a mesura que la vacúol alimentària s'allunya de la membrana plasmàtica. Pas 3-Fusió de l'lisosoma amb el vacúol alimentària i enzims hidrolíticass. Pas 4-Els enzims hidrolítics digereixen les partícules alimentàries. Jordan Hawes Són orgànuls envoltats per una membrana i que tenen al seu càrrec la degradació de diferents tipus de molècules orgàniques de grans dimensions com, per exemple, proteïnes, lípids, carbohidrats i àcids nucleics, per al que tenen enzims hidrolases especialitzades.

Es comporten com el sistema de "depuració" de la cèl·lula i són el centre de reciclatge dels components obsolets, fins i tot de organelos citosólicos defectuosos o innecessaris.

Tenen l'aspecte de vacúols esfèriques són un contingut relativament dens, però la seva forma i la seva grandària varia de cèl·lula a cèl·lula.

peroxisomes

Representació gràfica d'un peroxisoma.

Font: Rock 'n Roll Aquests orgànuls de mida petita funcionen en moltes reaccions de el metabolisme energètic dels animals; tenen fins a 50 tipus diferents d'enzims i participen en:

- Producció de peròxid d'hidrogen i l'eliminació de radicals lliures

- La degradació d'àcids grassos, d'aminoàcids i d'altres àcids orgànics

- La biosíntesi de lípids (especialment de colesterol i dolicol)

- La síntesi d'àcids biliars derivats de l'colesterol

- La síntesi de plasmalógenos (essencials per al cor i el teixit cerebral), etc.

mitocondris

mitocondri

Els mitocondris són els principals orgànuls productors d'energia en forma d'ATP en les cèl·lules animals amb metabolisme aeròbic. Són morfològicament similars a un bacteri i posseeixen el seu propi genoma, de manera que es multipliquen independentment de la cèl·lula.

Aquests orgànuls tenen una funció "integradora" en el metabolisme intermediari de diferents rutes metabòliques, especialment pel que fa a la fosforilació oxidativa, l'oxidació d'àcids grassos, el cicle de Krebs, el cicle de la urea, la cetogènesi i la gluconeogènesi.

Cilis i flagels

Moltes cèl·lules animals tenen cilis o flagels que els confereixen la capacitat de moviment, exemple d'aquestes són els espermatozoides, els paràsits flagel·lats com els tripanosomátidos o les cèl·lules ciliades presents en els epitelis respiratoris.

Els cilis i els flagels estan compostos essencialment per arranjaments més o menys estables de microtúbuls i es projecten des del citosol cap a la membrana plasmàtica.

Els cilis són més curts, similars a pèls, mentrestant els flagells, com el seu nom pogués indicar, són de major longitud i de menor gruix, especialitzats en el moviment cel·lular.

Exemples de cèl·lula animal

Hi ha múltiples exemples de cèl·lules animals en la naturalesa, entre els quals estan:

- Les neurones, un exemple d'una neurona de grans dimensions és l'axó gegant de l'calamar, que pot mesurar fins a 1 metre de llarg i 1 mil·límetre d'ample.

Cèl·lula nerviosa (Font: User: Dhp1080 via Wikimedia Commons)

- Els ous que consumim, per exemple, són bon exemple de les cèl·lules més grans, especialment si considerem un ou d'estruç.

- Les cèl·lules de la pell, que conformen les diferents capes de la dermis.

- Tots els animals unicel·lulars, com els protozoaris flagel·lats que causen nombroses malalties en l'home.

- Les cèl·lules espermàtiques dels animals que posseeixen reproducció sexual, que tenen un cap i una cua i posseeixen moviments dirigits.

- Els glòbuls vermells, que són cèl·lules sense nucli, o la resta de les cèl·lules sanguínies com, per exemple, els glòbuls blancs. A la següent imatge es poden apreciar glòbuls vermells en un portaobjectes:

Tipus de cèl·lula animal

En els animals hi ha una àmplia diversitat cel·lular. A continuació esmentarem els tipus més rellevants:

cèl·lules sanguínies

A la sang trobem dos tipus de cèl·lules especialitzades. Els glòbuls vermells o eritròcits s'encarreguen de el transport d'oxigen cap als diferents òrgans de el cos. Una de les característiques més rellevants dels glòbuls vermells és que, en la seva maduresa, el nucli cel·lular desapareix.

A l'interior dels glòbuls vermells es troba l'hemoglobina, molècula capaç d'unir oxigen i transportar-lo. Els eritròcits tenen una forma semblant a un disc. Són rodons i plans. La seva membrana cel·lular és prou flexible per permetre-li a aquestes cèl·lules creuar els vasos sanguinis estrets.

El segon tipus cel·lular són els glòbuls blancs o leucòcits. La seva funció és completament diferent. Estan implicats en la defensa contra infeccions, malalties i gèrmens. Són un component important de el sistema immune.

cèl·lules musculars

Els músculs estan compostos per tres tipus cel·lulars: esquelètiques, llises i cardíaques. Aquestes cèl·lules permeten el moviment en els animals. Com el seu nom indica, el múscul esquelètic està unit als ossos i contribueix als seus moviments. Les cèl·lules d'aquestes estructures es caracteritzen per ser llargues com una fibra i per posseir més d'un nucli (polinucleada).

Estan compostes per dos tipus de proteïnes: l'actina i la miosina. Totes dues es poden visualitzar sota el microscopi com "bandes". Per aquestes característiques, també són anomenades cèl·lules de múscul estriades.

Els mitocondris són un organelo important en les cèl·lules musculars i es troben en proporcions altes. Aproximadament, en l'ordre dels centenars.

Per la seva banda, el múscul llis, constitueix les parets dels òrgans. En comparació amb les cèl·lules de l'múscul esquelètic, són més petites en grandària i posseeixen un únic nucli.

Finalment, les cèl·lules cardíaques es troben al cor. Aquestes són les responsables dels batecs. Posseeixen un o diversos nuclis i la seva estructura és ramificada.

cèl·lules epitelials

Les cèl·lules epitelials cobreixen les superfícies externes de el cos i les superfícies dels òrgans. Aquestes cèl·lules són planes i generalment són irregulars en la seva forma. Estructures típiques en els animals, com urpes, pèl i ungles, estan compostes per agrupacions de cèl·lules epitelials. Es classifiquen en tres tipus: escamós, columnar i cúbic.

- El primer tipus, el escamós, protegeix el cos de l'entrada de gèrmens, creant diverses capes en la pell. També són presents en els vasos sanguinis i en l'esòfag.

- El columnar està present a l'estómac, els intestins, la faringe i la laringe.

- El cúbic es troba a la glàndula tiroide i en els ronyons.

cèl·lules nervioses

Les cèl·lules nervioses o neurones són la unitat fonamental de sistema nerviós. La seva funció és la transmissió de l'impuls nerviós. Aquestes cèl·lules tenen la particularitat de comunicar-se entre si. Es poden distingir tres tipus de neurones: les sensitives, les d'associació i les motores.

Les neurones típicament estan compostes per dendrites, estructures que atorguen un aspecte d'arbre a aquest tipus cel·lular. El cos cel·lular és la zona de la neurona on es troben els orgànuls cel·lulars.

Els axons són les prolongacions que s'estenen per tot el cos. Poden arribar a longituds bastant llargues: des centímetres a metres. El conjunt dels axons de diverses neurones constitueixen els nervis.

Diferències entre cèl·lules animals i cèl·lules vegetals

Hi ha certs aspectes claus que diferencien una cèl·lula animal d'un vegetal. Les principals diferències estan relacionades amb la presència de paret cel·lular, vacúols, cloroplasts i centríols.

Paret cel·lular

Estructura de la paret cel·lular

Una de les diferències més notables entre les dues cèl·lules eucariotes és la presència d'una paret cel·lular en els vegetals, estructura absent en els animals. El component principal de la paret cel·lular és la cel·lulosa.

No obstant això, la paret cel·lular no és exclusiva dels vegetals. També es troba en fongs i bacteris, tot i que la composició química varia entre els grups.

En contrast, les cèl·lules animals estan delimitades amb una membrana cel·lular. Aquesta característica fa que les cèl·lules animals siguin molt més flexibles que les vegetals. De fet, les cèl·lules animals poden prendre diferents formes, mentre que les cèl·lules en les plantes són rígides.

vacúols

Els vacúols són una mena de sacs plens d'aigua, sals, deixalles o pigments. En les cèl·lules animals, els vacúols solen ser bastant nombroses i petites.

En les cèl·lules vegetals només hi ha una sola vacúol de grans dimensions. Aquest "sac" determina la turgència cel·lular. Quan està ple d'aigua, la planta llueix turgent. Quan la vacúol es buida, la planta perd rigidesa i es marceix.

cloroplasts

Els cloroplasts són orgànuls membranoses presents únicament en plantes. Els cloroplasts contenen un pigment anomenat clorofil·la. Aquesta molècula capta la llum i és la responsable de la color verd de les plantes.

En els cloroplasts ocorre un procés clau dels vegetals: la fotosíntesi. Gràcies a aquest organelo, la planta pot prendre llum solar i, mitjançant reaccions bioquímiques, la transforma en molècules orgàniques que serveixen d'aliment per al vegetal.

Els animals no posseeixen aquesta orgànul. Per a l'alimentació requereixen a una font de carboni i externa trobada en el menjar. Per això, els vegetals són autòtrofs i els animals heteròtrofs. A l'igual que les mitocòndries, es pensa que l'origen dels cloroplasts és endosimbiòtic.

centríols

Els centríols estan absents en les cèl·lules vegetals. Aquestes estructures tenen forma de barril i estan implicats en els processos de divisió cel·lular. Dels centríols neixen els microtúbuls, encarregats de la distribució dels cromosomes en les cèl·lules filles.

referències

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Essential cell biology. Garland Science.
2. Cooper, GM, Hausman, RE, & Hausman, RE (2000). The cell: a molecular approach (Vol. 10). Washington, DC: ASM press.
3. Gartner, LP, & Hiatt, JL (2006). Color textbook of Histology ebook. Elsevier Health Sciences.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrated principles of zoology (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
5. Villanueva, JR (1970). La cèl·lula viva.