La célula como un sistema en la TGS

Resumen

Se sabe que la teoría general de sistemas provee un marco conceptual para comprender la complejidad de los sistemas, que nos ayudan a redactar un poco mas de la estructura del sistema que se quiere estudiar, así que en el presente documento se redactara la relación de la teoría general de sistemas con la unidad estructural celular (la célula) mostrando su sistema general, sus aportes semánticos, aportes metodológicos, tipos de relaciones que existen, interrelación o interdependencia, diferenciación, transformación, teológico, neguentropía, regulación, búsqueda de metas, jerarquía, organicista e Isomorfismo.

Palabras clave:

Desarrollo, Célula, sistema, variación, agrupación, relación, interpretación, transformación, complejidad, TGS, etc.…

La célula es la unidad básica de la vida, es la estructura básica y funcional de los organismos vivos. Es capaz de realizar todas las funciones necesarias para la supervivencia, como el metabolismo, la reproducción y la respuesta a estímulos ambientales.
Se entiende que la célula como un sistema es la interacción de sus componentes que contribuye a su funcionamiento integrado. Los principios de TGS conllevan a una mejor comprensión de su complejidad y dinámica. La teoría general de sistemas proporciona un marco conceptual para comprender la organización y función de sistemas complejos, incluida la célula. Usando los principios básicos de TGS, podemos relacionar la célula como un sistema

Tomado de Manuales, MSD (20 de febrero de 2024). Las células.

 La célula tiene diferentes estructuras y partes dependiendo el tipo de célula que se vaya a interpretar o revisar, para este ejemplo de partes de una célula se centrara principalmente en la célula (Eucariota) ya que como se menciono anteriormente, existen diferentes variantes de la célula

• Lisosomas: Se trata de vesículas que contienen enzimas digestivas que sólo se encuentran en las células animales. Los procesos de división celular tienen lugar en los lisosomas, que son catalizados por las enzimas que contienen. 
• Mitocondrias: Estos son los orgánulos donde tiene lugar el proceso de respiración celular. Están rodeados por una doble membrana que actúa como superficie para las reacciones de la respiración celular.
• Vacuola: Es un tipo de vesícula de gran tamaño que almacena agua, sales minerales y otras sustancias y se encuentra únicamente en las células vegetales. La vacuola mantiene la forma de la célula y la sostiene además de participar en el movimiento intracelular de sustancias. Las células animales tienen cantidades vacías pero cada vez menores.
• Centríolos: Son estructuras tubulares que se encuentran exclusivamente en células animales. Están involucrados en la separación de los cromosomas en el proceso de división celular.
• El retículo endoplásmico: Es un sistema de membranas que se extiende desde el núcleo de la célula. Este orgánulo se divide en dos estructuras:
• Aparato de Golgi: Es un orgánulo compuesto por placas planas y sacos llamados cisternas. La función del aparato de Golgi implica la conversión y empaquetamiento de proteínas y otras biomoléculas para su secreción o transporte.
• Ribosomas: Consisten en dos unidades que se forman en el núcleo y se ensamblan en el citoplasma. Estos son los orgánulos donde tiene lugar la síntesis de proteínas.
• Núcleo Celular: Es un orgánulo central, limitado por una envoltura porosa que permite el intercambio de material entre el citoplasma y su interior. El núcleo contiene el material genético (ADN) de la célula, que se organiza en cromosomas. Además, dentro del núcleo existe una región especializada llamada nucleolo, donde se transcribe el ARN ribosomal que luego formará parte de los ribosomas. El núcleo está presente en todas las células eucariotas.
• Citoesqueleto: Ocurre en células eucariotas. Está formado por microfilamentos compuestos por actina y miosina, filamentos intermedios compuestos por queratina y microtúbulos compuestos por tubulina. Su tarea es mantener la forma de la célula, darle estabilidad mecánica, promover el movimiento de los orgánulos y de toda la célula.

(Álvarez, 2024)

La célula se compone de diferentes subsistemas que trabajando en conjunto forman un sistema que se encarga principalmente de llevar a cabo las funciones vitales de los organismos vivos como: El metabolismo, Reproducción de la misma, Comunicación celular (Que influye en la interpretación de sistemas externos al mismo) y homeostasis (mantiene un equilibro interno generalmente estable)

• Elementos: Los elementos de la célula ya fueron mencionados en contenido anterior (Partes de una célula eucariota) estos son básicamente las partes que funcionan como subsistema que, al trabajar en conjunto con otros subsistemas, se convierte en un sistema que cumple una función vital para la vida, hablando directamente de la célula.
• Entradas: Las entradas de una cella que se llevarían a cabo antes de un proceso de producción, son todos aquellos enlaces externos que ayudan a la célula a contribuir con su directo funciona ¿miento como subsistema, según, los elementos que actúan como entra en una célula son principalmente: Nutrientes, Oxigeno, señales químicas, etc.
• Salida: Las Salidas en un sistema general son aquellas que reciben como resultado a sus entradas y procesos, según las respectas salidas que podría llegar a tener una célula son: Señales químicas, Información genética, desechos metabólicos, proteínas, etc.…
• Procesamiento/proceso: El proceso en las TGS son aquellos que se llevan a cabo durante la ejecución de una entrada para después culminar con una salida, algunos de los procesos mas comunes que se llegan a dar en el metabolismo celular son: la división  celular, síntesis de proteínas y respiración celular.
• Retroalimentación: La retroalimentación en una célula podría llegar a ser el mismo intercambio de procesos químicos que se repiten dentro del mismos sistemas celular que podrían darse de diferente manera según el nivel de metabolismo que maneje la célula.

• Concepto de sistema:Las células son sistemas biológicos complejos, compuestos por componentes interrelacionados, como Orgánulos, Biomoléculas y membranas, que trabajan juntas para mantener la vida y realizar sus respectivas funciones.
• Interdependencia: En Una célula, los diferentes compuestos están interconectados entre sí, que dependen uno del otro para llevar a cabo sus funciones vitales.
• Jerarquía y niveles de organización: Las células exhiben una jerarquía de organización, desde los orgánulos individuales, hasta las células en su conjunto, que forman tejidos, órganos y sistemas en organismos multicelulares.
• Enfoque holístico: En un artículo del instituto Nacional, departamento de biología sintetizan que, para comprender el funcionamiento de la célula, es importante estudiarla como un sistema integrado, esto aplica para analizar como las diversas estructuras y procesos que interactúan dentro de la célula.
• Adaptabilidad y evolución: Las células tiene la capacidad de adaptarse y evolucionar en respuesta a cambios extremos, como la falta de nutrientes, de estrés y mas afecciones relacionadas hacia el metabolismo

Modelo de sistemas: El estudio celular utiliza modelos computacionales y matemáticos para describir procesos intracelulares como la regulación genética, la señalización celular y el metabolismo. Usando estos modelos, podemos simular el comportamiento de las células en diferentes condiciones y predecir cómo responderá la célula a estímulos externos o cambios en el entorno.

Enfoque holístico: Los métodos de la TGS promueven un enfoque holístico para la investigación celular, analizando la célula como un todo en lugar de analizar los componentes individuales por separado. Esto requiere comprender cómo las interacciones entre orgánulos, biomoléculas y procesos celulares afectan la función general de la célula y cómo se manifiestan las propiedades y comportamientos a nivel celular.

Análisis de Retroalimentación: las reacciones juegan un papel crítico en la regulación de procesos celulares como la división celular, la diferenciación celular y la respuesta a señales ambientales. Los métodos TGS nos permiten estudiar cómo los bucles de retroalimentación afectan la estabilidad y la dinámica celular e identificar mecanismos de retroalimentación que pueden servir como objetivos terapéuticos para enfermedades celulares.

Enfoque interdisciplinario: Debido a que la investigación celular abarca múltiples disciplinas, los métodos de la TGS fomentan la colaboración entre biólogos celulares, bioquímicos, bioinformáticos, físicos y otros científicos para abordar preguntas complejas sobre la estructura y función celular. Esto permite una comprensión más completa y exhaustiva de la biología y fisiología celular.

Estudio de complejidad: Las células son sistemas biológicos muy complejos con múltiples niveles de organización, desde moléculas individuales hasta redes de interacciones celulares. el análisis de redes y la teoría de grafos, se utilizan para explorar la complejidad estructural y funcional de las células y comprender cómo la interacción de múltiples componentes crea patrones y propiedades.

interrelación o interpretación de la célula: Las diferentes partes de una célula, como orgánulos y estructuras celulares, dependen unas de otras para llevar a cabo funciones vitales, como la síntesis de proteínas o la generación de energía.

Diferenciación: En una célula, la diferenciación se refiere al proceso mediante el cual las células se especializan en tipos celulares específicos, como células musculares, neuronas o células epiteliales, para cumplir funciones específicas en el organismo.

Transformación: Las células transforman nutrientes y oxígeno en energía a través de la respiración celular, así como también transforman moléculas simples en otras más complejas durante procesos como la síntesis de proteínas.

Teleológico: Las células tienen objetivos o metas biológicas, como la reproducción, el mantenimiento del equilibrio interno (homeostasis) y la respuesta a estímulos ambientales.

Neguentropía: Las células mantienen su organización y estructura interna mediante procesos como la replicación del ADN, la síntesis de proteínas y la regulación de la concentración de iones dentro y fuera de la célula.

Regulación: Las células regulan sus procesos internos, como la expresión génica, el transporte de moléculas a través de la membrana celular y la división celular, para mantener el equilibrio interno y responder a cambios en el entorno.

Búsqueda de metas: Las células buscan alcanzar metas biológicas, como la supervivencia, la reproducción y la adaptación al entorno, mediante la coordinación de sus actividades y la respuesta a señales ambientales.

Jerarquía: En una célula, hay una jerarquía de estructuras y funciones, desde moléculas individuales hasta orgánulos, células y tejidos, cada uno con su propia función y contribución al funcionamiento del organismo.

Organicista: La célula se ve como una entidad viva y dinámica, capaz de realizar funciones vitales como crecer, reproducirse, responder a estímulos y mantener el equilibrio interno.

Isomorfismo: A pesar de las diferencias en la función y estructura, muchas células comparten características fundamentales, como la membrana celular, el ADN como material genético y la capacidad de realizar procesos básicos como la síntesis de proteínas y la obtención de energía.

Conclusiones

La célula es una unidad estructural de vida que emplea funciones interrelacionada e interdependientes mediante sus subsistemas que entran en la célula, hacen su respectivo proceso y lo transforman en una salida que es la función directa de una célula, la célula lleva diferentes procesos dependiendo el ambiente o la afección que esta lleva, La teoría general de sistemas ayuda a plantear estar función que logran interpretarse desde un punto de vista más técnico  y sofisticado para hacer el estudio u investigación de el proceso que lleva una célula para realizar los trabajo que hace, además se visualiza mucho mejor la estructura, jerarquía, procesos y transformaciones de esta unidad estructural para llevar a cabo la función vital.

Créditos

Autor: David Santiago Ballen Lara y Andrés Fernando Méndez Gomez

Editor: Carlos Iván Pinzón Romero

Código: UCPSG7-1

Universidad: Universidad Central

Fuentes

(Álvarez, 2024) Partes y función en un sistema celular. https://concepto.de/celula-eucariota/(Álvarez, 2024) 
(Álvarez y Martinez,2016) Relación entre diferentes factores en los sistemas celulares. https://core.ac.uk/download/pdf/235859281.pdf 
(Herrera y Sanchez,2008) Interpretación de la célula desde un punto de vista sistémico.
https://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1011-22512009000100004 
(Mazza,2019) Concepto de sistema dentro de una célula. http://www.curtisbiologia.com/node/80  
MSD (20 de febrero de 2024). Las células. https://www.msdmanuals.com/es-co/hogar/fundamentos/el-cuerpo-humano/las-c%C3%A9lulas