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IV. LA ESPECIALIZACIÓN CELULAR

EN LOS capítulos anteriores hemos descrito muchas funciones celulares de distintos tipos, pero quizá hemos dejado la impresión de que las células son todas iguales, o al menos muy semejantes. Por un lado, esta es la situación de los organismos unicelulares, o de los casos más sencillos de organización multicelular, como en las esponjas; en estos organismos, millones de células iguales se agrupan para formar un "organismo", que en realidad no es tal, sino una asociación de células iguales. Sin embargo, a medida que los organismos se vuelven más complicados, se va produciendo la distribución del trabajo entre distintos tipos de células, y éstas deben a su vez especializarse para realizar con mayor eficiencia las funciones que les han sido encomendadas dentro del concierto de todo el organismo.

La especialización, independientemente de que puede reconocerse por las manifestaciones fisiológicas, o de comportamiento macroscópico, tiene una representación bioquímica o molecular, que en muchos casos se conoce con cierto detalle. A manera de ejemplos se describen a continuación algunas de las principales propiedades que distinguen en su funcionamiento y en su estructura a algunas células.

LOS ORGANISMOS PROCARIOTES

Después de los virus, que son propiamente seres vivos, sino una especie de agregados moleculares que dependen de distintos tipos de organismos vivos para reproducirse y manifestar ciertas actividades muy limitadas (véase el capítulo I), tenemos a los procariotes, que sí tienen vida propia y cuentan con una gran diversidad de especies y una enorme capacidad funcional. Una bacteria, por ejemplo, puede vivir aislada si se encuentra en condiciones adecuadas para nutrirse y realizar con éxito su reproducción. Una de las características de los procariotes, además de que todas las células de una especie son semejantes, es que representa el mínimo de elementos estructurales y funcionales y con vida independiente, al grado que, por ejemplo, no tienen siquiera un núcleo, sino una especie de agregado molecular en el que se encuentra el DNA habitualmente en un solo cromosoma.

Un procariote, para transformar su energía, dispone de su propia membrana externa, y no de la mitocondria ni del cloroplasto, que en las células eucariotes son las estructuras especializadas para la fosforilación oxidativa o la fotosíntesis.

Los procariotes, sin embargo, a pesar de que no tienen una estructura complicada a simple vista, tienen una diversidad de funciones que difícilmente podemos imaginar "contenida" en tan pequeñas dimensiones. Una bacteria o un bacilo son verdaderas obras de arte y maravillas de acomodo de miles de moléculas que interactúan de forma ordenada para producir también miles de cambios en cada instante.

Es tal la complejidad del funcionamiento de los procariotes, que admira, por ejemplo, la capacidad que algunos microorganismos han tenido para atacar al hombre. A pesar del desarrollo de la ciencia y la medicina, aún tenemos enfermedades infecciosas de animales, plantas y humanos que están muy lejos de poderse controlar.

LOS EUCARIOTES

Los eucariotes, por el contrario, son células mucho más organizadas; se piensa que provinieron de la evolución de los procariotes. Su característica principal es que cuentan con una estructura celular bien definida; de hecho, el nombre significa que tienen un núcleo claro y bien estructurado. Hay una gran cantidad de especies de eucariotes unicelulares, unos de utilidad para el hombre, como las levaduras, y otros dañinos, como los microbios que producen el paludismo, la amibiasis y muchas otras enfermedades.

LOS ORGANISMOS UNICELULARES

Como ya se mencionó, hay una gran diversidad de microorganismos independientes unicelulares. Revisemos algunas de sus características más interesantes.

Las levaduras son microorganismos unicelulares de tipos muy diferentes; pertenecen a los hongos, y cuentan con muchas especies distintas. Tal vez las más conocidas sean las que se utilizan para la elaboración del vino, la cerveza y el pan, que pertenecen al género Saccharomyces. La utilidad de la levadura se remonta a épocas bíblicas, cuando no se sabía nada acerca de su naturaleza. Se dice que Noé descubrió por casualidad el vino; también se cuenta que una mujer de la misma época dejó descuidada la masa de trigo, y se encontró con que se había inflado, y al cocerla dio lugar a un producto más esponjoso y apetecible que la harina con agua y cocida. El proceso de elaboración de la cerveza es más complicado; se requiere germinar la cebada y prepararla en forma de malta para luego fermentarla con levadura.

Con el paso de los años y los siglos, los procedimientos se fueron perfeccionando para lograr mejores productos. La diversidad de panes que hay en el mundo es increíble. La elaboración del vino alcanza grados admirables de complejidad y hay miles de cervezas distintas.

Figura IV.1 Micrografía electrónica de una levadura.

Nos podemos preguntar ahora cómo es que la levadura interviene en la elaboración de estos productos. Como ya se mencionó en el capítulo II, la forma en que la levadura degrada la glucosa y otros azúcares difiere de la manera en que lo hacen los animales; de cada molécula de glucosa produce dos de alcohol y una de bióxido de carbono:

C6H12O6® 2CH3 - CH2 - OH + 2CO2

El alcohol es el componente principal de vinos y cervezas; el sabor particular de cada uno depende del material que se utilice para fermentar y de la cepa de levadura; además de los vinos de uva, los hay de miel, y se les puede preparar de distintos tipos de materiales azucarados. Hay igualmente una gran cantidad de otros materiales fermentados; nada más en nuestro país existen el pulque, el pozol, el tesgüino, el tepache, etc. Hay otro proceso que se agrega a la fermentación y que permite la elaboración de más bebidas alcohólicas: se fermenta casi cualquier material que contenga azúcares o almidones, como el jugo de caña, la papa, el maíz, el trigo, la cebada, etc., y luego se destila el fermentado para evaporar y condensar el alcohol, el cual se evapora como una mezcla de agua, 40% de alcohol y otros materiales volátiles, que le dan un sabor variable. De este procedimiento se obtienen los licores como el coñac, el ron, el tequila, etc., que no son en realidad sino soluciones de alcohol al 40%, con distintos aromatizantes.

El pan se produce por la sencilla razón de que las levaduras fermentan los azúcares de la masa, y el bióxido de carbono (que es un gas) queda atrapado.

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