Fisiología celular

La fisiología celular es el estudio biológico sobre las actividades que tienen lugar en una célula para mantenerla viva. Esto incluye, células animales, células vegetales y microorganismos. El término "fisiología" se refiere a todas las funciones normales que tienen lugar en un organismo vivo. Todas estas actividades en la célula se podrían contar como sigue; Nutrición, respuesta ambiental, crecimiento celular, división celular, reproducción y diferenciación. Las diferencias entre la célula animal, la célula vegetal y los microorganismos muestran la similitud funcional esencial, aunque esas células tienen estructuras diferentes. La absorción de agua por las raíces, la producción de alimentos en las hojas y el crecimiento de los brotes hacia la luz son ejemplos de la fisiología de las plantas. El metabolismo heterótrofo de los alimentos derivados de plantas y animales y el uso del movimiento para obtener nutrientes (incluso si el organismo permanece en una posición relativamente estacionaria) son característicos de la fisiología animal.

En el contexto de la fisiología humana, el término fisiología celular a menudo se aplica específicamente a la fisiología deltransporte de membrana, la transmisión neuronal y (con menos frecuencia) la contracción muscular. En general, estos cubren la digestión de los alimentos, la circulación de la sangre y la contracción de los músculos y, por lo tanto, son aspectos importantes de la fisiología humana. 

El enfoque experimental en fisiología celular es un aspecto importante porque utiliza los métodos experimentales para resolver cualquier problema científico relacionado con la fisiología. Los siguientes ejemplos se han estudiado en problemas celulares utilizando el método experimental: Primero, se estudió la clave para comprender las actividades de las células en animales, células vegetales y microorganismos, identificando la naturaleza de la organización de las células. En segundo lugar, las diferencias del entorno desempeñan un papel de la naturaleza del entorno celular, la resistencia celular y el ajuste. En tercer lugar, la naturaleza de la célula en la regulación y el transporte de materiales dentro y fuera de las células que cruzan la membrana celular. Cuarto, los alimentos celulares y sus conversiones y el mecanismo del proceso de respiración para liberar energía de los alimentos celulares. En quinto lugar, el uso de la energía en la respiración en términos de realizar los distintos tipos de trabajo. Por ejemplo, mantenimiento, preparación, osmótica y para la fabricación de secreciones.

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La fisiología celular se relaciona con diferentes campos de la fisiología, como la fisiología animal, la fisiología animal comparada, la fisiología vegetal y la biología molecular, son partes fundamentales del campo de la fisiología. La fisiología animal desempeña un papel en el trabajo de varios órganos del cuerpo que coordinan esos órganos para integrar el comportamiento animal. Los médicos en cuestión estaban preocupados por la fisiología de los organismosvertebrados en particular los mamíferos, porque la información proporcionada podría aplicarse de manera beneficiosa a la fisiología del ser humano en la salud y las enfermedades. Es beneficioso trabajar en la fisiología de los órganos como un enfoque médico. Sin embargo, el nivel celular también se puede utilizar. Además, la fisiología animal comparativa es un obstáculo para estudiar la función de cualquier órgano en varios tipos de animales, como vertebrados e invertebrados, para encontrar las relaciones fundamentales. La fisiología de las plantas es más probable que se trate de la respuesta, nutrición, crecimiento y reproducción de diferentes tipos de plantas. y dado que el funcionamiento de animales y plantas dependen de la función del componente celular. Todos estos estudios fisiológicos han sido reconocidos por investigadores interesados ​​en los organismos y que trabajaron a nivel celular para resolver problemas a nivel de los órganos. por otro lado, la biología molecular se vuelve para explicar las actividades de las células a nivel molecular. En el pasado, ha sido limitada al estudio de las actividades de los virus y lasbacterias. Sin embargo, ahora se está extendiendo al estudio de las actividades de lascélulas eucariotas. La biología molecular ha contribuido como un objetivo para la fisiología celular al ser una fuente poderosa de mutantes (este método se ha aplicado a muchos problemas en fisiología celular), como el transporte a través de la membrana celular y la naturaleza de las membranas. Sin embargo, muchos de los problemas de fisiología celular no se han resuelto mediante el enfoque molecular.

Características generales de fisiología celular

Hay dos tipos de células: procariotas y eucariotas.

Los procariotas aparecieron primero y no contienen núcleos autocontenidos, por lo que hacen que sus mecanismos sean mucho más simples en comparación con los eucariotas evolucionadas más tarde, que contienen un núcleo que envuelve el ADN de la célula y las orgánulos nucleares. Debido a que los virus, viroides, priones y otros (Acytota / Aphanobionta) dependen completamente de la fisiología de otras células (es decir, células que contienen su propia fisiología), las entidades anteriores a menudo no son consideradas como "vivas" por los biólogos que las estudian. 

Todas las células vivas, ya sean procariotas o eucariotas, contienen las siguientes características distintivas:

Se basan en las propiedades compartidas por todos los organismos vivos independientes en la Tierra,[4]

  •  El código genético se basa en el ADN
  • El ADN está compuesto por cuatro nucleótidos (desoxiadenosina,desoxicitidina, desoxitimidina y desoxiguanosina), con exclusión de otros posibles desoxinucleótidos. 
  • El código genético está compuesto por codones de tres nucleótidos, lo que produce 64 codones diferentes. Dado que solo se usan 20 aminoácidos, los codones múltiples codifican para los mismos aminoácidos. Esta estructura es arbitraria y compartida por todos los eucariotas y procariotas. Archaea y mitocondrias usan un código similar con pequeñas diferencias. 
  • El ADN se mantiene de doble cadena mediante una ADN polimerasa dependiente de la plantilla. 
  • La integridad del ADN se mantiene mediante un grupo de enzimas de mantenimiento, incluidas la ADN topoisomerasa, ADN ligasa  y otras enzimas reparadoras del ADN. El ADN también está protegido por proteínas de unión al ADN como las histonas
  • El código genético se expresa a través de intermedios de ARN, que son de cadena sencilla. 
  • El ARN se produce mediante una ARN polimerasa dependiente de ADN utilizando nucleótidos similares a los del ADN, con la excepción de la timidina en el ADN, reemplazada por la uridina en el ARN. 
  • El código genético se expresa en proteínas. Todas las demás propiedades del organismo (por ejemplo, la síntesis de lípidos o carbohidratos) son el resultado de enzimas proteicas. 
  • Las proteínas se ensamblan a partir de aminoácidos libres mediante la traducción de un ARNm por ribosomas, ARNt y un grupo de proteínas relacionadas. 
  • Los ribosomas se componen de dos subunidades, una grande y otra pequeña. 
  • Cada subunidad ribosomal está compuesta por un núcleo de ARN ribosomal rodeado de proteínas ribosómicas. 
  • Las moléculas de ARN (ARNr y ARNt) juegan un papel importante en la actividad catalítica de los ribosomas. 
  • Solo se utilizan 20 aminoácidos, con exclusión de innumerables aminoácidos no estándar; sólo se utilizan los isómeros L 
  • Los aminoácidos deben ser sintetizados a partir de glucosa por un grupo de enzimas especializadas; Las vías de síntesis son arbitrarias y conservadas. 
  • La glucosa se puede utilizar como fuente de energía y carbono; solo se utiliza el isómero D. 
  • La glucólisis pasa por una vía de degradación arbitraria. 
  • ElATP se utiliza como intermediario energético. 
  • La célula está rodeada por una membrana celular compuesta de una bicapa lipídica
  • Dentro de la célula, la concentración de sodio es más baja y el potasio es más alto que en el exterior. Este gradiente se mantiene mediante bombas de iones específicas. La concentración de calcio dentro de una célula también es menor que en el exterior. 
  • La célula se multiplica duplicando todos sus contenidos seguidos por la división celular.

El antepasado más antiguo de toda la vida que se supone que contiene estos atributos se conoce como el último antepasado común.