Introducción
En los últimos años se ha registrado gran interés por los radicales libres y la función que cumplen en el organismo. Se define como radical libre a cualquier especie química -con existencia propia- que contenga electrones desapareados en los orbitales que participan de las uniones químicas. Según la teoría atómica actual, un orbital es la región del espacio alrededor del núcleo atómico donde es mayor la probabilidad de que se encuentre un electrón. Así, cuando un orbital contiene un único electrón, se dice que ese electrón está desapareado. Los radicales libres pueden ser formados tanto por la pérdida como por la ganancia de un electrón. En el primer caso se trata de una oxidación y en el segundo, de una reducción. También se forman radicales cuando se rompe la unión covalente entre dos átomos, de modo que los dos electrones que son compartidos por la unión se separan, y queda uno en cada átomo. Sea cual fuere el mecanismo de la formación de un radical, el electrón en más o en menos desestabiliza al átomo, ya que altera su contenido energético y lo torna muy reactivo. Como su tendencia espontánea es volver al estado de menor energía, cediendo o recibiendo electrones, reacciona rápidamente con otros átomos o moléculas que se encuentren cerca. Uno de los radicales libres que se producen normalmente en los seres vivos es el 02, denominado radical superóxido , que consiste en una molécula de oxigeno que ha adquirido un electrón adicional, según la reacción:
02 + e 02 radical superóxido
Este radical libre es uno de los productos finales de la respiración celular, la cual tiene lugar en las mitocondrias,corpúsculos que se encuentran en el interior de las células. Durante dicha respiración, la mayor parte del oxígeno que llega a las mitocondrias es completamente reducido -es decir que adquiere electrones- y se transforma en agua. Sin embargo, aproximadamente un 5% del oxígeno se reduce sólo parcialmente, con la consecuente producción del radical superóxido. Esta especie activa puede, a su vez, originar otros radicales libres, de acuerdo con las reacciones siguientes:
02 + H+ H02 radical hidroperóxido202 + 2H+ H202 + perióxido de hidrógeno (agua oxigenada)H202 + metal n+ HO + HO + metal (n+1)+ radicales hidroxilo.
Los radicales libres son extremadamente inestables y de corta vida (duran millonésimas de segundo). Cualquier molécula que se encuentre en su vecindad inmediata se verá afectada y se transformará, a su vez, en un radical libre, lo que desata una reacción en cadena. Los radicales libres no son intrínsecamente nocivos; de hecho, nuestro propio cuerpo los produce en cantidades moderadas para luchar contra bacterias y virus.
Estas acciones se dan constantemente en las células de nuestro cuerpo, proceso que debe ser controlado con una adecuada protección antioxidante. Un antioxidante es una sustancia capaz de neutralizar la acción oxidante de los radicales libres mediante la liberación de electrones que son captados por los radicales libres, neutralizándolos. El problema para la salud se produce cuando nuestro organismo tiene que soportar un exceso de radicales libres durante años, producidos mayormente por contaminantes externos: la contaminación atmosférica y el humo de cigarrillos, los que producen distintos tipos de radicales libres en nuestro organismo. El consumo de aceites vegetales hidrogenados tales como la margarina y el consumo de ácidos grasos trans como los de las grasas de la carne y de la leche también contribuyen al aumento de los radicales libres.
Estrés oxidativo
En determinadas circunstancias, la producción de radicales libres puede aumentar en forma descontrolada, situación conocida como estrés oxidativo. El concepto expresa la existencia de un desequilibrio entre las velocidades de producción y de destrucción de las moléculas tóxicas que da lugar a un aumento en la concentración celular de los radicales libres. La evolución ha hecho que las células dispongan de mecanismos de protección del efecto nocivo de los radicales libres basado en un complejo mecanismo de defensa constituido por los agentes antioxidantes.
En la última década se han acumulado evidencias que permiten afirmar que los radicales libres y el conjunto de especies reactivas que se les asocian juegan un papel central en nuestro equilibrio homeostático: los mecanismos de regulación que conservan el normal estado fisiológico de los organismos. En mamíferos son muchos los procesos fisiopatológicos causados por estas especies tales como los mecanismos patogénicos asociados a virus, bacterias, parásitos y células anormales, constituyendo un mecanismo de defensa del organismo frente a estos agresores. Cuando el aumento del contenido intracelular de ERO sobrepasa las defensas antioxidantes de la célula se produce el estrés oxidativo, a través del cual se induce daño a moléculas biológicas como lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. El estrés oxidativo se presenta en diversos estados patológicos en los cuales se altera la funcionalidad celular, contribuyendo o retroalimentando el desarrollo de enfermedades degenerativas como la aterosclerosis, cardiomiopatías, enfermedades neurológicas y cáncer.
ERO
Especies reactivas del oxígeno (ERO) es el término que se aplica colectivamente a las moléculas radicales y no radicales que son agentes oxidantes y/o son fácilmente convertidos a radicales. El oxígeno es una molécula básicamente oxidante, hasta el punto que en las células que lo utilizan para su metabolismo es el principal responsable de la producción de ERO. Sin embargo, no todas las especies oxidantes tienen un origen endógeno; la existencia de factores exógenos, como la radiación solar, toxinas fúngicas, pesticidas o xenobióticos, pueden incrementar su nivel. En condiciones normales, las células metabolizan la mayor parte del oxígeno (O2) con la formación de agua sin formación de intermediarios tóxicos, mientras que un pequeño porcentaje (aprox.el 5%) forman tres intermediarios altamente tóxicos, dos de los cuales son literalmente radicales libres (el anión superóxido y el hidroxilo). En situaciones en las que exista una mayor actividad metabólica (etapas del crecimiento, procesos inflamatorios) ocurre una mayor demanda tisular (tisular es lo relativo a los tejidos) de O2 y parte de él se metaboliza, generándose un alto número de sustancias oxidantes.
La segunda gran fuente de ERO también es endógena y está constituida por el metabolismo de las células defensivas tales como los polimorfonucleares, los monocitos sensibilizados, los macrófagos y los eosinófilos. Para que éstas puedan cumplir su misión, están dotadas de diversas proteínas así como de vías metabólicas que generan varias especies químicamente agresivas como peróxido de hidrógeno, radicales superóxido e hidroxilo, cuyo fin último es lesionar y destruir elementos extraños. En condiciones normales estas especies reactivas son producidas y utilizadas en compartimentos celulares como los lisosomas que, por ejemplo, en el interior de los fagocitos, no tienen por qué dañar a las células siempre y cuando los mecanismos antioxidantes de éstas funcionen adecuadamente.
Los oxidantes pueden también proceder del exterior, bien sea directamente o como consecuencia del metabolismo de ciertas sustancias. La luz solar, las radiaciones ionizantes, una concentración de oxígeno demasiado elevada, los pesticidas, metales pesados, la acción de ciertos xenobióticos (cloroformo, paracetamol, etanol, tetracloruro de carbono, violeta de genciana) o el humo de tabaco. Sin embargo el papel de los radicales libres no debe ser abordado sólo desde una perspectiva negativa. Estos compuestos cumplen también una función fisiológica al participar, en condiciones normales, en la defensa frente a las infecciones, en el metabolismo normal, en la fagocitosis e inflamación.
Peroxidación lipídica
Cuando las especies activas se producen en la membrana celular, predomina la reacción en cadena de la lipoperoxidación, proceso por el cual se oxidan -o sea, ceden sus electrones a los radicales- las moléculas de ácidos grasos,principales componentes de las membranas celulares, con el consecuente daño a estas. El proceso de lipoperoxidación es una reacción autocatalítica: una vez comenzada, se mantiene a sí misma. Los productos finales de esta reacción -aldehídos, etano, pentano, cetonas, etc.- también contribuyen al efecto tóxico producido. Todas las células están rodeadas por una membrana que las separa del medio extracelular. La membrana celular contiene proteínas que juegan papeles vitales en la interacción de la célula con otras células, hormonas y agentes reguladores del líquido extracelular.
La estructura básica de todas las membranas biológicas es la bicapa lipídica, la que funciona como una barrera de permeabilidad selectiva. Éstas son ricas en ácidos grasos poliinsaturados y por lo tanto vulnerables al ataque de radicales libres que traen como consecuencia la peroxidación lipídica. Esta es generalmente inducida por un radical hidroxilo que sustrae un hidrógeno a la cadena lateral de un ácido graso formando un radical carbonado, lo que genera una cadena de reacciones oxidativas. Los antioxidantes, pueden formar complejos estables impidiendo la acción catabólica de los radicales libres en la membrana celular.
FUENTES: Cienciahoy, Scielo Chile
13 diciembre, 2008
TODO SOBRE LOS RADICALES LIBRES
11 diciembre, 2008
ESTRES OXIDATIVO
Definición
Daño a moléculas producido por acciones de radicales libres o de especies reactivas de oxigeno.
Desbalance entre la producción de prooxidantes y antioxidantes en las celulas
¿De donde provienen?
Las fuentes exógenas generadoras de EROs en los organismos son antibióticos, medicamentos como el paracetamol, contaminantes (dióxido de nitrógeno, ozono, humo de cigarrillo), quimioterapia y exposición a radiación ultravioleta e ionizante.
Otras fuentes endógenas de radicales libres son las metales de transición como cobre y fierro, sin embargo, la regulación en la generación de estas moléculas es importante para evitar patologías, su incremento siempre acompaña a tejidos lesionados en la mayoría de las enfermedades humanas y puede darse por una disminución de las defensas antioxidativas (p.e. por acción de un xenobiótico) o incremento en la generación de especies reactivas (p.e. en presencia de toxinas que al metabolizarse generen especies reactivas).
Participación en patologías (alteraciones orgánicas)
El estrés oxidativo tiene una contribución significativa en el desarrollo de algunas patologías como el Parkinson, Alzheimer, artritis reumatoide y el fenómeno llamado "paradoja del oxígeno" que se presenta posterior a un fenómeno de isquemia, durante la reperfusión, cuando el aporte de oxígeno no disminuye el daño sino que lo incrementa participando en reacciones de oxidación de proteínas y lipoperoxidación.
En la mitocondria (parte de la célula que genera energía) se estima que del 2-4% del oxígeno consumido durante el transporte de electrones no se reduce a agua por la citocromo C oxidasa sino que se forma el anión semiquinona el cual puede transferir uno o dos electrones al oxígeno molecular con la subsecuente formación del anión superóxido (O2·-). Este, a su vez puede generar otras especies reactivas de oxígeno; que si se dan en exceso reaccionan con toda clase de macromoléculas, causando anormalidades conductuales, citotoxicidad y daño mutagénico.
El sistema inmunológico de los organismos, en especial las células fagocíticas, generan una importante cantidad de H2O2, mediante NADPH oxidasa unida a membrana. Aunque las células no fagocíticas también generan H2O2 mediante NADPH oxidasa, esta es estructural y genéticamente diferente, y su tasa de generación es apenas el 1% del generado por las células fagocíticas.
En el humano hay pruebas que señalan que en el plasma sanguíneo y los tejidos oculares se está generando H2O2 continuamente a partir de la oxidación del GSH y/o del ascorbato.
Bajo condiciones fisiológicas cada día el 3% de la hemoglobina total se convierte a la forma oxidada (metahemoglobina). La autoxidación de la hemoglobina resulta en la generación de O2·- Otra especie de oxígeno reactivo es el oxígeno singulete (forma tóxica, no respirable del oxigeno) que puede generarse cuando los electrones que han sido excitados por la luz pasan su energía de excitación a uno de los electrones desapareados del O2 que cambia su giro y se aparea con el otro electrón. También puede formarse durante la dismutación (reacción donde al mismo tiempo se adquieren –reducción-, y se pierden –oxidación- electrones) del O2·, en las reacciones de Haber-Weiss y por la descomposición H2O2. Produce daños en las membranas celulares, causa modificaciones en los aminoácidos y daños al ADN
FUENTE: Mary Duran
09 diciembre, 2008
ORIGEN DE LA VIDA I
CUADRO 1
El trabajo que tiene ante usted se centrará en dónde y porqué se originó la vida, y en su historia, que tiene aproximad. 13.700 millones de años, los mismos que el Universo conocido, y aunque no le disipará todas las dudas, sencillamente porque es imposible, sí encontrará aquí las hipótesis y las aproximaciones científicas más recientes.
Para poder comprender la aparición de la vida, he de retrotraerme unos segundos al principio del tiempo y del espacio, al instante en que se produjo un suceso que se conoce (desde su formulación hace 55 años por Gamow, Alpher y Herman) como Big Bang; un 'vacío' lleno de energía en reposo que, hace unos 13.700 m.a., se puso a «hacer ejercicio» y se acumuló en un punto minúsculo, punto que tuvo entonces, que contener una densidad infinita.
No trate de explicarse en términos de ciencia de dónde salió la energía, ni cómo se las arregló para apretujarse en un espacio menor que una punta de alfiler, ni cómo pudo pasar lo que pasó entre la inevitable explosión de ese monstruo y 10 elevado a menos 43 segundos ('tiempo de Planck'), donde el espacio, no la luz, viajó más rápido que la propia velocidad de la luz en el vacío (299.792 kilómetros por segundo). Sea como fuere, el caso es que la energía se convirtió en calor de, cuando menos, cien trillones de grados y el espacio se infló lo inimaginable durante otro inimaginable corto, tiempo, y desde ese instante el Universo, recién nacido y repleto de electrones, positrones, neutrinos, antineutrinos y fotones, comenzó a expandirse, que es lo que sigue haciendo a fecha de hoy, y puede que eternamente, gracias a una misteriosa energía «repulsiva» que es el último grito de los astrónomos; si es así, nos espera un tiempo helado en un espacio plano.
Ahora bien, para lo que nos interesa, poco antes de cumplirse el primer segundo después del estallido, surgieron las fuerzas físicas básicas (la fuerte, la electromagnética, la débil y la gravitatoria, y sus respectivas partículas energéticas: el gluón, el fotón, la familia W-Z y el gravitón) y las partículas fundamentales de la materia (leptones y hadrones y sus antipartículas). Y toda esta «sopa» cósmica, con el paso de los años, y con temperaturas más tolerables, formó estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias, los planetas, los seres vivos, y a usted.
Y ya le he metido en el meollo de la cuestión: las estrellas, las muy grandes, las que cuando estallan desprenden una luz que usted ni se imagina; a una explosión de esta magnitud se la llama supernova, y es la que nos convierte, literalmente, en polvo (y gas) de estrellas: los átomos que las componían se esparcieron por el espacio y, entre ellos, algunos pesados, como el carbono, que es el elemento químico más sustancial de la vida. ¿Por qué cito al carbono?, porque posee una característica singular que no se da en ningún otro elemento: el carbono forma moléculas muy largas, donde los cuatro electrones exteriores de cada nube que rodea al núcleo se combina con facilidad con los electrones de otros átomos, de lo que resulta un polímero complejo y versátil, hasta el punto que genera moléculas de la potencia del ADN y las proteínas. Tras la muerte de un pez o de un funcionario público, el carbono que contienen se disemina.
Las moléculas orgánicas más simples son los hidrocarburos, y también son orgánicas los aminoácidos, que son los «ladrillos» de las proteínas. Y puse «hidrocarburos», esta palabreja que remite a algo asqueroso como el petróleo, porque, añadiendo a un hidrocarburo un poco de agua, ¡eureka!, le salen a usted compuestos orgánicos más decentes: azúcares, grasas... En todo caso: somos también carbono que come carbono.
Añadiendo oxígeno y nitrógeno al hidrógeno y al carbono, las moléculas iban adquiriendo más entidad. Lo que trato de decirle es lo siguiente: la vida hubo de comenzar como una suerte de sustancias dispares a las que, bien asociadas sin la protección de una capa (teoría de Haldane), bien con ella (teoría de los coacervados de Oparin), les gustaba comer 'platos' de azufre, metano, hierro, zinc, ácidos sulfúricos y cosas por el estilo, y les gustaba el calor, el que se daba en las proximidades de la fumarolas oceánicas y que podía llegar a los 350 grados Celsius. Por eso, el árbol genealógico de la vida (eche una ojeada al cuadro 1) lo hago derivar de una bacteria hipertermófila, que habría aparecido entre hace 4.200 y 4.000 m.a., y antes de este termófilo, hubo una etapa prebiótica de «entes» intermedios entre lo muerto y lo vivo que siguieron un sinuoso camino. ¿Cómo pudo ser ese camino?
Bien: en aquellos tiempos no había alimentos, porque la cadena alimenticia fallaba por el primer eslabón: la fotosíntesis. Sin clorofila aún, no existían los vegetales y, sin éstos, los herbívoros y, claro, sin ellos, los carnívoros y los omnívoros. En dos palabras, ni autótrofos ni heterótrofos. ¿Entonces?...: quimiótrofos, o comedores de alimentos químicos como los referidos antes. Así pues, si 'algo' quería dejar de ser un montón de moléculas 'tontas' tenía que hacer biomasa con, por ejemplo, el dióxido de carbono, y combinarlo con el hidrógeno, el azufre y el hierro, que genera unas oxidaciones muy energéticas, y ¡a engordar y a sintetizar proteínas!
La cuestión ahora es cómo se pueden hacer proteínas sin un manual de instrucciones: algunas moléculas tienen tendencia, por afinidad química, a unirse de manera que resulten aminoácidos y otras moléculas, como el ARN (ácido ribonucleico) o semejante. El ARN sería un constructor eficiente porque puede comportarse como catalizador de proteínas. Aquí, un alto: la enfermedad de las vacas locas no está causada por una bacteria, ni tan siquiera por un ridículo virus, sino por un fragmento proteínico que ¡puede auto replicarse!
Para el físico Freeman Dyson, la vida tuvo dos orígenes, por un lado, las proteínas con capacidad metabólica, y por otro, un pregenoma (el ARN es un buen candidato) con habilidades replicadoras, y ambos se fusionaron y cooperaron. Es más: para algunos, los cristales de arcilla son soportes envidiables para que se dé una codificación de información a través de iones metálicos, por los que se propiciaría el ARN, pasando antes por moléculas autocatalizadoras: las que dejan de trabajar para otras moléculas y favorecen las reacciones químicas que las 're-produzcan' a sí mismas.
Desde la teoría de la complejidad, un sistema físico puede 'saltar' en un momento dado de un estado a otro y autoorganizarse. Las leyes de la complejidad emergente estarían así detrás de la biogénesis, en tanto en cuanto recogerían información y la grabarían en la materia. Por consiguiente, la arquitectura de proteínas y ácidos nucleicos pudo deberse a principios matemáticos de organización que responderían a la segunda ley de la termodinámica, por la que la producción de energía útil (el orden de la vida) ha de ser acompañado de energía inútil (desorden o entropía).
Sea como una especie de ARN, sea como virus, sea de cualquier otra configuración, el caso es que apareció un microbio que, desde el 'infierno' del fondo marino, fue ascendiendo a ambientes más fríos en las aguas superficiales, y acaeció, tal vez hace 3.800 m.a., la primera gran ramificación: de las arqueobacterias se escindieron las eubacterias (las bacterias propiamente dichas), algunas de las cuales, las cianobacterias, empezaron a usar la luz solar para descomponer los minerales y metales: nacían los fotótrofos, que empezaron a producir el primer oxígeno del planeta para prepararnos el terreno. Los 'bichitos' unicelulares sin núcleo (procariotas) se mantuvieron sin compañía hasta hace unos 1.600 m.a., cuando de diversas asociaciones de bacterias resultaron los 'bichitos' unicelulares eucariotas (protistas como las amebas). Y unos 900 m.a. más tarde, una nueva asociación produjo organismos multicelulares, los animales: usted y yo.
En sus células se están repitiendo los procesos elementales ocurridos al principio de los tiempos, procesos anclados en un entorno energético capaz de ordenar aleatoriamente una serie de moléculas que dieron una información que se puso en manos de la selección natural: la vida ya no es ininteligible en la mayor parte de sus pasos, y en los poquitos que quedan, sabemos que no son nada del otro mundo, porque son de éste. Ahora, sólo tiene que dejar que su vida viva, que ya no le queda tanto.
CUADRO 2
DOMINIO: Eucariota
SUPERREINO: Protista
REINO: Animal
FILUM: Cordado
TIPO: Vertebrado
CLASE: Mamífero
SUBCLASE: Mamífero placentario
SUPERORDEN: Euarcontoglire
ORDEN: Primate
SUBORDEN: Antropoideo
SUPERFAMILIA: Hominoideo
FAMILIA: Homínido
GÉNERO: Homo
ESPECIE: Sapiens
SUBESPECIE: No existe (las distintas razas de hombres no se diferencian lo suficiente para que unas sean superiores a otras)
(Clasificación de tipo linneano tomando al hombre como referente)
Fuente: El catoblepas
BIOQUÍMICA BÁSICA I
La bioquímica estudia la base molecular de la vida, es decir las diversas interacciones entre moléculas, que tienen lugar en todo proceso vital. En los procesos vitales interactúan un gran número de substancias de alto peso molecular (macromoléculas) con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis (creación) de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular.
Al conjunto de estas reacciones (sucesos bioquímicos desencadenados por otros sucesos bioquímicos) dentro de los seres vivos, se le llama metabolismo.
Actualmente se conoce a detalle la estructura tridimensional de las macromoléculas de mayor importancia biológica, los ácidos nucleicos y las proteínas, lo que ha permitido entender sus funciones biológicas.
Gracias al conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos, se esclarecieron los mecanismos de transmisión de la información genética de generación en generación, y también los mecanismos de expresión de esa información, la cual determina las propiedades y funciones de las células, los tejidos, los órganos y los organismos completos.
Conocer a detalle la estructura de varias proteínas ha sido muy útil para explicarnos los mecanismos de las reacciones enzimáticas. Prácticamente todas las reacciones que integran el metabolismo son reacciones enzimáticas.
El tipo de especie química y los mecanismos de acción que intervienen en el almacenamiento, replicación y transferencia de la información genética, así como las reacciones que forman el metabolismo son prácticamente idénticas, desde las bacterias hasta los organismos superiores. Obviamente no todos los organismos celulares contienen y expresan la misma información, pero las reacciones que llevan a cabo, sí utilizan enzimas practicamente idénticas. De hecho las diferencias y similitudes entre ellas se han utilizado para establecer la secuencia de aparición de las especies. Los virus tienen algunas variantes, por ejemplo; los cromosomas de los retrovirus están constituidos por moléculas de ARN y en algunos fagos (virus que atacan a las bacterias) tienen ADN de una sola cadena. Los virus no cuentan con un metabolismo que les permita vivir en forma autónoma, sólo se pueden reproducir y expresarse dentro de las células que invaden.
Las reacciones que constituyen el metabolismo están localizadas en determinadas estructuras celulares que forman unidades discretas que se llaman organelos. Las reacciones se llevan a cabo en los lugares en donde se encuentran las enzimas que las catalizan. La célula no es un saco sin estructura, sino que es un sistema muy complejo y altamente organizado. En el artículo: Citología básica I, se encontrará la descripción de las estructuras celulares.
FUENTE: Universidad de Arizona.
CITOLOGÍA BÁSICA I
Las células son las unidades funcionales de todos los organismos vivos. Contienen una organización molecular y sistemas bioquímicos capaces de:
Traducir esa información en la síntesis (creación) de las moléculas que forman las células.
Producir la energía para llevar a cabo estas actividades a partir de los nutrimentos que reciben.
Reproducirse, pasando a su progenie (descendientes) toda su información genética.
Las células son capaces de adaptarse a los cambios de su ambiente alterando su metabolismo y cuando esos cambios son mayores a los tolerables se pueden producir daños permanentes llegando hasta producir la muerte celular. Por ejemplo los daños ocacionados por algunos tóxicos.
Algunas células viven en forma independiente, llevan a cabo todas sus actividades vitales y se les conoce como organismos unicelulares. Ejemplos: las bacterias, los protozoarios, algunas algas y hongos unicelulares (como las levaduras).
En otros casos las células se agrupan en conjuntos especializados: los tejidos y órganos, los cuales realizan determinadas funciones específicas. Los organismos multicelulares superiores, como las plantas y los animales, pueden estar formados por miles de millones de células.
El tamaño de las células de los organismos unicelulares puede variar desde dimensiones en el rango de una micra, como las bacterias, hasta varios centímetros de diámetro, como los huevos de aves que son una sola célula.
Las células de los animales superiores tienen diámetros en el orden de decenas de micras y en el caso de las plantas hay células de más de 100 micras de longitud. Las células del sistema nervioso pueden tener filamentos de hasta un metro de longitud.
Las células de los organismos multicelulares que se reproducen sexualmente provienen de una sola célula, el huevo fecundado. Todas las células tienen la misma información genética. Durante el período embrionario, cuando empieza el proceso de diferenciación celular, en algunas células sólo se expresa parte de esa información y cambian de morfología y bioquímica, dando lugar a los diferentes órganos del futuro neonato. Son muy diferentes las células que forman el sistema nervioso, de las células del hígado o las de los músculos, aunque contengan exactamente la misma información genética
Las células de los organismos superiores se pueden aislar y crecer en el laboratorio como si fueran organismos unicelulares y la técnica para hacerlo se le denomina cultivo de tejidos. En el laboratorio también se pueden producir extractos libres de células que resultan de fraccionar las células y separar los organelos que la constituyen. Los extractos libres de células se usan para estudiar la localización de las distintas funciones celulares, y como no se pueden reproducir y sólo llevan a cabo funciones muy limitadas, no se consideran que sean seres vivos funcionales.
La célula mantiene su unidad rodeando su contenido con una delgada membrana formada de lípidos y proteínas que se denomina membrana citoplásmica o membrana plasmática. El interior de la célula se denomina protoplasma. En el caso de los organismos unicelulares la membrana celular está a su vez rodeada por otra estructura que le da rigidez y resistencia al medio ambiente y se denomina pared celular. El protoplasma se puede considerar formado por dos compartimentos, el citoplasma y el núcleo.
En el núcleo está localizada la información genética y la maquinaria para copiarla y transcribirla. En el citoplasma tienen lugar todas las reacciones necesarias para producir la energía que necesitan las células para vivir. El citoplasma sintetiza las proteínas de acuerdo a la información que le llega del núcleo y también sintetiza todas las otras moléculas que no son sintetizadas en el núcleo pero que son necesarias para el crecimiento y la reproducción. Algunas células tienen membranas internas que separan una región de la célula de otra.
