Todos
los organismos vivos de todos los reinos se seres vivos están compuestos de
células y dependen de ellas para funcionar correctamente. La célula es la
unidad fundamental de la vida que solo puede ser estudiada a través de un
microscopio. No
todas las células son iguales. Existen dos tipos
principales de células: las eucariotas y las procariotas. Algunos
ejemplos de células eucarióticas incluyen las células animales, vegetales y
fúngicas; por otro lado, las células procariotas incluyen las de las bacterias
y arácnidos.
Las
células contienen organelos o pequeñas estructuras celulares encargadas de
cumplir funciones específicas, necesarias para el correcto funcionamiento de la
célula.
Las
células también contienen ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido
ribonucleico), compuestos necesarios para codificar la información genética
encargada de direccionar la actividad celular.
Reproducción
Celular
Las
células eucarióticas crecen y se reproducen gracias a una compleja secuencia de
eventos conocidos como el Ciclo Celular. Al final del ciclo de crecimiento de
la célula, ésta se divide a través del proceso de mitosis o meiosis.
Las
células somáticas se replican a través del proceso de mitosis, mientras que las
células reproductivas lo hacen por medio de la meiosis. Por su parte, las
células procariotas se reproducen de forma asexual por medio de un proceso
llamado fisión binaria.
Algunos
organismos más complejos también son capaces de reproducirse de forma asexual.
Aquí se pueden encontrar plantas, algas y hongos cuya reproducción depende de
la formación de células reproductivas conocidas como esporas.
Los
organismos animales que se reproducen de forma asexual lo hacen por medio de
los procesos de fragmentación, regeneración y partenogénesis.
La
mitosis es el proceso de división celular más comúnmente visto en las células de
los organismos eucarióticos, como los animales o plantas.
Es un
proceso que tiene lugar en cuatro fases de desarrollo, como se indica a
continuación:
1-
Interfase: el ADN contenido en la célula madre adquiere la capacidad de poder
dividirse, de esta manera, aumenta su tamaño y se genera una línea divisoria en
él.
2-
Profase: la membrana celular desaparece y los cromosomas se cruzan con el
objetivo de dar una nueva identidad a cada una de las partes resultantes.
3-
Anafase: las duplas de cromosomas resultantes de la etapa anterior se desplazan
de forma independiente a cada polo de la célula, donde permanecerán una vez la
partición concluya.
4-
telofase: finalmente, la membrana de ambas células se forma, dando como
resultado dos unidades celulares idénticas, cada una con su propio material
genético y organelos independientes.
– Meiosis
La
meiosis es un proceso de partición celular directamente vinculado con la
reproducción sexual. Por medio de este proceso, las células tanto de los óvulos
como de los espermatozoides se reproducen. Al igual que la mitosis, la meiosis
se encuentra divida en cuatro etapas de desarrollo (Definista, 2015).
Respiración
celular y fotosíntesis
Las
células ejecutan un número importante de procesos que son necesario para la
supervivencia de cualquier organismo.
De esta
manera, llevan a cabo el complejo proceso de respiración celular por medio del
cual toman la energía contenida en los nutrientes que consumen.
Durante
este proceso, la energía luminosa del sol es convertida en glucosa. A su vez,
la glucosa es la fuente de energía de la cual dependen los organismos
fotosintéticos y los organismos que los consumen.
Endocitosis y
exocitosis
Las
células también ejecutan la labor de transporte conocida como endocitosis y
exocitosis. La endocitosis es el proceso de interiorizar y digerir sustancias,
como se ve en las bacterias.
De esta
forma, una vez las sustancias son digeridas, son expulsadas del cuerpo por
medio de la exocitosis. Este proceso permite que se dé el proceso de transporte
celular entre células.
Migración
celular
La
migración celular es el proceso vital para el desarrollo de los tejidos de los
organismos. El movimiento celular es necesario para que la mitosis y la
citocinesis puedan ocurrir.
La
migración celular es posible gracias a la interacción entre las enzimas
motorizadas y los microtúbulos del citoesqueleto.
Replicación
del ADN y síntesis proteica
El
proceso celular de replicación del ADN es una función importante que se
necesita para llevar a cabo numerosos procesos, incluyendo la síntesis de
cromosomas y la división celular.
La
transcripción del ADN y la traducción del ARN hacen posible el proceso de
síntesis proteica en las células (Bailey, 2017).
Desde el momento de la
fecundación, el huevo o zigoto empieza a dividirse formando nuevas células, las
cuales se agrupan de una manera ordenada dando lugar a los diferentes órganos
de nuestro cuerpo con funciones especializadas.
El conjunto de los
órganos forma un “ecosistema” interrelacionado,
tan perfecto e increíblemente maravilloso, que nos da la posibilidad de vivir, adaptarnos
y desarrollarnos, en el medio ambiente que nos rodea.
Por lo cual, de ahí ya podemos deducir que un orden tan perfecto debe estar
escrupulosamente dirigido y controlado.
Y así es, todas las
instrucciones necesarias para el desarrollo del huevo se hallan contenidas en
unas estructuras que todos poseemos en el interior de nuestras células
llamadas Cromosomas.
Los cromosomas son
los recipientes donde se hallan contenidos todos los datos e instrucciones
necesarias para que se desarrolle un individuo. Podríamos decir que son como
nuestros libros de cocina con todas nuestras recetas:
¡Fórmese un corazón!
¡Fórmese un riñón!
¡Marchando un estómago!
En definitiva, en los
cromosomas está nuestro patrimonio
genético, o sea nuestra herencia.
Este patrimonio genético
lo recibimos en partes iguales de nuestros padres en el momento de la
fecundación. Y, a su vez, por el mismo sistema lo transmitimos a nuestros hijos
y éstos a los suyos. Por lo tanto, los cromosomas son los responsables del origen
y de la continuidad de la vida.
¿Cómo podemos tener
órganos tan diferentes, si todas las células poseen exactamente las mismas
instrucciones?
Pues es muy fácil, lo consiguen a través de la especialización celular.
Una célula a grandes rasgos es muy parecida a un huevo y consta de tres partes,
el núcleo, el citoplasma y la membrana citoplasmática que la limita.
Por ahora nos centraremos en el núcleo, pues es en su interior donde se
encuentran los cromosomas que, en los seres humanos, están en número de 46.
Dado que todas las
células de nuestro cuerpo se han desarrollado a partir de una única célula, “el
huevo u óvulo fertilizado por un espermatozoide”, todas ellas son idénticas, es
decir, poseen exactamente las mismas instrucciones, pero dependiendo del órgano
del que formen parte, utilizarán sólo una parte de la información u otra. Esto
se conoce como especialización
celular.
Así, las células
nerviosas poseen la información necesaria para formar pelo y las células que
forman pelo poseen la información necesaria para formar nervios. Sin embargo,
una vez especializadas, las células nerviosas van a formar tejido nervioso y
las células del pelo van a formar pelo.
De esta manera, al
tratarse de diferentes recetas, las células dan lugar a diferentes órganos.
Así, un pulmón es
diferente a un estómago porque en el pulmón las recetas son para la formación
de células especializadas en la respiración y, en cambio, en el estómago, las
recetas que se ponen en marcha son para formar un órgano que prepare los
alimentos ingeridos para su posterior absorción a nivel del intestino. Y esto
ocurre en cada una de las diferentes partes de las que está compuesto nuestro organismo.
Por lo cual toda célula
humana posee 46 cromosomas, grabados con todas nuestras recetas de cocina. Sin
embargo, estas recetas no se expresan al mismo tiempo en todas las células,
sino que en unas células se expresan y funcionan unas, y en otras células se
expresan y funcionan otras.
Como podéis ver los
cromosomas que trabajan en el estómago son los que descansan en el
pulmón.
Teoría Celular: Postulados, Autores y Procesos Celulares
La teoríacelular, aplicado a la
biología, es aquella que identifica y describe las propiedades de las células.
Sostiene que los organismos vivos pueden ser unicelulares o multicelulares, es
decir, que pueden estar compuestos por una sola célula o por varias.
En este sentido, la célula
es considerada como la unidad básica de la vida, que, a través de un proceso de
partición o división celular, da paso a la existencia de nuevas células.
Es uno de los principios
básicos de la biología. El crédito de su formulación se les da a los
científicos alemanes Rudolph Virchow, Matthias Schleiden y Theodor Schwann.
Ellos fueron los primeros
en postular el planteamiento de que los organismos vivos están compuestos por
células.
Entre los planteamientos
más importantes de la teoría celular, podemos encontrar que el ADNo código genético
de los individuos se pasa de una célula a otra durante el proceso de partición
celular.
También que todas las
células tienen la misma composición química, y que la energía de todo cuerpo
fluye a través de todas las células del mismo.
La evolución de la teoría
celular es un gran ejemplo del progreso de la ciencia en el tiempo. Esta teoría
es considerada por muchos como una generalización biológica que apoya a la
teoría de la evolución y a su vez permite unificar una rama del conocimiento
científico que estudia el origen de la vida.
¿Qué es la teoría celular? Postulados
La teoría celular es una
colección de ideas y conclusiones sobre la descripción y funcionamiento de la
célula, aportadas por numerosos científicos a lo largo del tiempo.
Todo lo que sabemos sobre
la célula ha evolucionado con el tiempo, en la medida en la que nuevas
tecnologías y formas de recopilar la información han aparecido.
Es así como,
planteamientos sobre el crecimiento espontáneo de las células han sido
desacreditados en la medida en la que la teoría celular ha evolucionado.
Especialización de
las células
El cuerpo está
formado por numerosas células eucarióticas, originadas todas ellas a partir de
una célula inicial o cigoto, resultado de la unión de dos gametos durante la
reproducción sexual.
Todas estas células
tienen la misma información genética, ya que proceden de una misma célula. Sin
embargo, se diferencian unas de otras durante el desarrollo embrionario, debido
a un proceso denominado diferenciación o especialización celular.
En este proceso, las
células se agrupan y forman los tejidos. Como consecuencia, presentan claras
diferencias tanto en su estructura como en su función.
La especialización
de las células para formar tejidos supone hacer un trabajo determinado y específico, desarrollar una forma característica y producir cambios en el
citoplasma, relacionados con las diferentes funciones de los organelos.
1- Tejidos
Los tejidos están
constituidos por células que presentan la misma estructura y cumplen una misma
función. Se pueden distinguir cuatro grupos de tejidos distintos:
- Tejidos
epiteliales.
- Tejidos
conectivos.
- Tejidos
musculares.
- Tejido nervioso.
Tejido epitelial:
El tejido epitelial
o epitelio recubre tanto la superficie externa del cuerpo como el interior y el
exterior de los órganos.
Puede ser:
a- De
revestimiento. Las células
que lo forman pueden ser cilíndricas, cúbicas o planas. Actúa como protector de
la estructura que recubre.
b-
Glandular. Sus células están
especializadas en producir sustancias que liberan al exterior. Estas células se
suelen agrupar y formar estructuras llamadas glándulas, como las sebáceas, que
producen grasa, o las del intestino, que fabrican jugos digestivos.
2- Tejidos
conectivos
Los conectivos son
un conjunto de tejidos que tienen función estructural y de protección. Se
caracteriza por que sus células están rodeadas de abundante sustancia
intercelular, en la que está incluida una gran cantidad
de fibras fabricadas
por las propias células. El tejido conectivo agrupa diferentes tipos de tejidos
con funciones diferentes:
a) El tejido
conjuntivo es un tejido resistente con
función estructural. Está formado por células llamadas fibrocitos que
se encargan de sintetizar fibras como el colágeno. Se encuentra uniendo otros
tejidos u órganos.
b) El tejido adiposo está formado por células llenas de grasa
llamadas adipocitos. Actúa como protector de órganos internos, como
ocurre con el corazón o el riñón. También sirve como estructura de reserva de
energía para el organismo.
c) El tejido
cartilaginoso o cartílago: es un tejido
de sostén. Forma estructuras duras pero elásticas. Se encuentra en el esqueleto
en los embriones y dentro del adulto en las articulaciones, las orejas, la
tráquea, la nariz y los discos intervertebrales. Sus células se denominan condrocitos y
su sustancia intercelular es sólida, compuesta de fibras de colágeno y otras
fibras de proteínas elásticas. Por ello tiene una consistencia firme, que lo
hace adecuado para realizar funciones de sostén.
d) El tejido óseo Constituye el componente esencial de
los huesos. Está formado por una matriz dura y células llamadas osteocitos.
se encuentran dispersas en la abundante sustancia intercelular. El tejido óseo
forma el esqueleto de los vertebrados. Su función es de sostén y protección.
e) Tejido
sanguíneo. La sangre es considerada como
tejido conectivo, debido a que está formada por una abundante sustancia
intercelular líquida, denominada plasma, en la que se encuentran células
suspendidas. Su función es transportar oxígeno, dióxido de carbono y
nutrientes.
Las células
sanguíneas
Existen tres clases
de células sanguíneas: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas.
- Los glóbulos rojos
o hematíes son células que carecen de
núcleo. Su función es transportar oxígeno y dióxido de carbono mediante la
hemoglobina, que es una proteína que les da el color rojo.
- Los glóbulos
blancos son células
incoloras de varios tipos, encargadas de defender el organismo de cualquier
agente causante de enfermedad.
- Las
plaquetas o trombocitos son células pequeñas incoloras y sin núcleo.
Intervienen en la coagulación de la sangre.
3- Tejido muscular
El tejido muscular
está formado por células alargadas llamadas fibras musculares. Forma los
músculos y es el responsable del movimiento del movimiento de las partes del
cuerpo.
Se distinguen tres
tipos:
a) Tejido
muscular estriado esquelético. Forma los músculos
que se unen a los huesos y producen su movimiento. Su contracción es
voluntaria.
b) Tejido
muscular estriado cardiaco. Compone las
gruesas paredes del corazón. Su contracción es involuntaria.
c) Tejido
muscular liso. Están localizadas
en las paredes de los órganos viscerales huecos, a excepción del
corazón. Se encuentra, por ejemplo, tapizando las paredes del estómago, de
los vasos sanguíneos o de la vejiga. Su contracción es involuntaria.
4- Tejido nervioso
El tejido
nervioso está formado por células especializadas llamadas neuronas y
células de apoyo llamadas neuroglias. Este tejido forma el sistema
nervioso (encéfalo, la médula espinal y los nervios). Se encarga de
recoger la información tanto del exterior como del interior del cuerpo y
transmitirla a los centros nerviosos para elaborar las respuestas adecuadas en
cada caso.
Postulados de la teoría celular
La teoría celular habla
principalmente sobre tres aspectos fundamentales de la célula:
1 – Todos los seres vivos
están conformados por células. De una sola célula -organismos unicelulares-o de
varias -pluricelulares.
2 – La célula es la unidad
biológica más pequeña que existe. Las funciones vitales giran en torno a las
células.
3 – Todas las células
vienen de otras células. Los seres vivos se originan de células.
4- Las células son una
unidad genética con material hereditario que permite la transmisión de genes de
generación en generación.
De esta forma, no importa
el tamaño del ser vivo que se esté estudiando, ya que, si se toma una muestra
de tejido de éste, se podrá observar que también está compuesto por millones de
células.
Por otro lado, se puede
observar que estas células son las responsables de dar origen a otras células,
por medio de un proceso de partición celular (Wahl, 2017).
Historia de la Teoría Celular y Autores
Origen
Se considera a la teoría
celular como uno de los triunfos de la biología, por esta razón, su historia ocupa una posición central
dentro de todos los estudios de la vida.
En este sentido, su
estudio inició hace miles de años cuando las civilizaciones griegas comenzaron
a cuestionarse sobre la naturaleza de la vida.
Tales de Mileto sentó
las bases de la teoría celular al plantear que todos los seres vivos se
encontraban hechos de diferentes tipos de formaciones de agua. Sin embargo,
este planteamiento no permitió avanzar mucho en el entendimiento de la
naturaleza de los organismos vivos.
Fue durante el siglo XVIII
que las ideas griegas fueron retomadas y los planteamientos aristotélicos sobre
la vida, como el resultado de fuerzas vitales encargadas de activar unidades
básicas o partículas esenciales, fueron retomadas.
Primeras Teorías: Glóbulos y Fibras
La aparición del microscopio hizo
posible el estudio de la célula, abriendo la posibilidad a la biología de
estudiar un nuevo mundo sorprendente.
En 1665, Hookefue el primer
científico en haber descrito la célula al examinar láminas de un árbol de
corcho bajo el microscopio. De esta forma, la eminencia británica describió el
aire que llenaba los espacios llenos de aire al interior de las células
muertas.
Hooke observó huesos y
plantas antes de concluir que había en ellos canales microscópicos que
permitían que los fluidos de los cuerpos fueran conducidos.
Sin embargo, Hooke no se
dio cuenta de la importancia de su descubrimiento, ya que sus observaciones
fueron retomadas y valoradas por la comunidad científica casi 200 años después
de su muerte.
Hooke no fue el único que
descubrió las células sin darse cuenta de ello. Grew, un físico inglés,
describió el tejido de las plantas como “vejigas” unidas entre sí.
Por otro lado, en 1670, el
científico van Leeuwenhoek describió la estructura de los glóbulos sanguíneos,
los protozoos en agua y del esperma, sin saber que también estaba hablando de
diferentes tipos de células.
Los globulistas
En el año 1771, los
descubrimientos de van Leeuwenhoek sobre la estructura de los glóbulos
sanguíneos hizo que apareciese un grupo de científicos denominados globulistas.
Se dedicaron al estudio de
esta unidad biológica y su comportamiento al entrar en contacto con diferentes
soluciones.
Los planteamientos de la
teoría globulista son considerados hoy en día como los precursores de la teoría
celular. Por ejemplo, en el año 1800, Mirabel planteó que toda la masa que
compone una planta era en sí tejido celular.
Por otro lado, en el año
1812, Molden Hawers señaló que, al macerar un tejido vivo, teniendo ciertos
cuidados, era factible ver cómo éste se descomponía, pasando de ser un tejido
celular a un grupo de vejigas microscópicas independientes.
Los globulistas
posteriores del siglo XIX reportaron y concluyeron que todos los glóbulos
encontrados en el tejido animal eran similares.
Tanto los animales más
complejos como los más simples están formados de un mayor o menor número de
corpúsculos. De esta manera, en el año 1824, Dutrochet planteó que todos los
animales tienen una estructura celular similar.
En 1833, Raspail impulsó
una teoría similar. Por lo tanto, se considera que fueron tanto Raspail como
Dutrochet quienes inspiraron a Schwann a plantear la que hoy conocemos como la
teoría celular moderna.
Todos estos planteamientos
tienen en común el hecho de que estudian a la célula desde una perspectiva
física y química, utilizando fenómenos como la cristalización para explicar el
fenómeno de crecimiento de la vida.
A finales del siglo XIX,
ya existían numerosas teorías sobre los glóbulos o células que hacían posible
la estructura de todos los tejidos vivos.
La membrana celular
En 1839, Purkinje intentó generalizar
las propiedades de todas las sustancias vivientes, introduciendo de esta manera
el uso del término “protoplasma”, para referirse a la unidad primordial de la
vida.
Inmediatamente surgieron preguntas
sobre la estructura del protoplasma, replanteándose los científicos la
posibilidad de que éste estuviese rodeado por una membrana.
Sin embargo, muchos estudiosos
debatieron durante años la necesidad que esta unidad protoplasmática estuviese
en realidad contenida por una membrana. Este debate continuó hasta el año 1895,
cuando Overton demostró que en realidad existía una membrana celular al hacer
uso de una técnica psicológica.
Overton demostró que diferentes tipos
de alcohol (éteres y acetonas), con una presión osmótica idéntica, no tenían la
misma capacidad de afectar una planta como lo podría hacer una solución
derivada de la caña de azúcar.
De esta manera, pudo concluir que
evidentemente existía una barrera que impedía a las células vegetales ser
penetradas por el alcohol.
Overton también descubrió que la
composición de la membrana celular debía tener lípidos como el colesterol en su
estructura, ya que era más fácilmente penetrada por lípidos diluidos que
soluciones acuosas.
La evolución de la teoría
celular es un excelente ejemplo del progreso de la ciencia en el tiempo. Dentro
de su estructuración fueron planteados diversos postulados que luego fueron
descartados o demostrados como correctos.
Esta teoría es considerada
por muchos como una generalización biológica que apoya a la teoría de la
evolución y a su vez permite unificar una rama del conocimiento científico que
estudia el origen de la vida (Wolpert, 1996).
La célula
es la unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos
los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que
ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos
microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras
que los animales y plantas están formados por muchos millones de células
organizadas en tejidos y órganos. Aunque los virus y los extractos acelulares realizan
muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida
independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propios de las células
y, por tanto, no se consideran seres vivos.
La biología estudia las células en función de su
constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir
organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo
funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en
caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen.
Células
procarionetes
El
núcleo: que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular
y la herencia genética en forma de ADN. El material genético se encuentra
dentro de él en forma de cromatina.
Es
en el núcleo donde se llevan a cabo procesos tan importantes como la
replicación del ADN.
En
su interior, se encuentra una estructura más pequeña
llamada nucléolo. A su vez, el núcleo se encuentra protegido por
una envoltura nuclear, formada por dos membranas concéntricas
perforadas por poros nucleares, a través de las cuales se produce el
transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma. El lugar donde se
encuentra el resto de los componentes nucleares se denomina nucleoplasma.
Las
mitocondrias: que son las responsables de la respiración celular, con
la que la célula obtiene la energía necesaria para sobrevivir. Posee dos
membranas separadas, la externa que no se pliega, y la
interna que se pliega para formas unas proyecciones llamadas crestas
mitocondriales.
En
las crestas ocurren algunas reacciones químicas que liberan la energía de
los alimentos. Las células que trabajan continuamente, como las del
músculo cardíaco, tienen miles de mitocondrias.
El
retículo endoplasmático: que corresponde a un sistema de membranas
que se extiende a través del citoplasma, desde la membrana nuclear hasta
la membrana celular. Las membranas del retículo endoplasmático proveen
vías para el movimiento de materiales a través de la célula.
Algunas
de las membranas del retículo endoplasmático tienen una apariencia rugosa,
debido a la presencia de los ribosomas, denominándose retículo
endoplasmático rugoso.
Las
membranas del retículo endoplasmático que no tienen ribosomas, reciben el
nombre de retículo endoplasmático liso, y algunos tipos de lípido se
forman en sus membranas.
Los
ribosomas: que corresponden a los organelos donde se sintetizan las
proteínas. Las proteínas que se forman en el retículo endoplasmático
rugoso pueden transportarse por la célula, hasta pasar por la membrana
celular y ser liberadas fuera de la célula
También
es posible encontrar ribosomas libres en el citoplasma, en los cuales, las
proteínas que se forman en ellos pasan directamente al citoplasma.
El
aparato de Golgi: se parece a una distribución de sacos vacíos. Estos
sacos están formados por membranas. Es en este organelo donde los
materiales se preparan para ser liberados desde la célula hacia el espacio
intercelular, mediante el proceso de secreción.
Las
proteínas y los lípidos que se sintetizan en el retículo endoplasmático
llegan al aparato de Golgi para ser concentradas, quitándoles el exceso de
agua, y los productos se empaquetan en una vesícula y se mueven
hacia la membrana celular donde se liberan.
Las
vacuolas: son estructuras llenas de fluido que contienen varias
sustancias. Generalmente, son más pequeñas en las células animales que en
las vegetales, y su principal función es la de almacenar sustancias.
En
los organismos unicelulares, tienen además, otras funciones más
especializadas, como la de digerir alimentos, bombear y retirar el exceso
de agua o de materiales de desecho del interior de la célula.
Los
lisosomas: contienen enzimas digestivas que facilitan el rompimiento
de moléculas de gran tamaño, tales como el almidón, los lípidos y las
proteínas. Además, son capaces de digerir las partículas extrañas que
entran a la célula, como por ejemplo, bacterias, y destruir partes
gastadas de las células, cuyos productos se pueden volver a utilizar.
En
algunos casos, la membrana que rodea al lisosoma puede romperse, lo que
hace que la célula se digiera a sí misma.
Los
microfilamentos: corresponden a fibras muy finas que están hechas de
proteínas. Con frecuencias se encuentran en hojas o agrupaciones, debajo
de la membrana celular. Son los encargados de producir el flujo
citoplasmático y, en esta forma, permiten el movimiento de las sustancias
dentro de la célula.
En
el caso de los organismos unicelulares, este flujo, permite que se muevan
de un sitio a otro.
Los
microtúbulos: son estructuras huecas, en forma de tubo, compuestas de
proteínas. Su disposición ayuda a dar forma a las células, y se asocian
con la habilidad de la célula para moverse de un sitio a otro.
Composición
química
En los
organismos vivos no hay nada que contradiga las leyes de la química y la
física. La química de los seres vivos, objeto de estudio de la bioquímica, está
dominada por compuestos de carbono y se caracteriza por reacciones acaecidas en
solución acuosa y en un intervalo de temperaturas pequeño. La química de los
organismos vivientes es muy compleja, más que la de cualquier otro sistema
químico conocido. Está dominada y coordinada por polímeros de gran
tamaño, moléculas formadas por encadenamiento de subunidades químicas; las
propiedades únicas de estos compuestos permiten a células y organismos crecer y
reproducirse. Los tipos principales de macromoléculas son las proteínas, formadas por cadenas lineales de
aminoácidos; los ácidos nucleicos, ADN
y ARN, formados por bases nucleotídicas, y los polisacáridos, formados por
subunidades de azúcares.
Un organismo puede estar constituido por una o
muchas células. De acuerdo con esto, podemos encontrar dos clases de
organismos:
Organismos unicelulares, como el paramecio o la
ameba. Están formados solo por una célula que realiza todas las funciones para
su supervivencia. A veces, varios organismos unicelulares viven juntos formando
grupos llamados colonias. En ellas, cada célula sigue realizando todas las
funciones de un ser vivo y mantiene la capacidad de vivir en forma
independiente. Ej., bacterias, levaduras, amebas, paramecios, entre
otros.
Organismos multicelulares, como las plantas y
animales. Están formados por muchísimas células, que no pueden sobrevivir aisladas.
Cada una realiza una tarea concreta y todas trabajan conjuntamente para
conseguir que el organismo sobreviva. Las personas somos seres multicelulares.
2- Estructura básica de la célula
Las células pueden tener formas y tamaños muy
distintos; sin embargo, todas presentan tres partes que son comunes y
fundamentales:
- La membrana: Es una cubierta que rodea la
célula y la separa del exterior.
- El núcleo: Es la parte que controla el
funcionamiento de la célula. Tiene forma redondeada y se encuentra dentro del
citoplasma.
- El citoplasma: Es un material gelatinoso.
Es la parte que queda entre la membrana y el núcleo. Está formado por
agua con numerosas sustancias disueltas. Además en él encontramos diversos
orgánulos, que son distintas partes de la célula, cada una con una función.
2.- ¿Qué características tiene la célula?
A partir de la teoría celular, también es posible
llegar a dos conclusiones fundamentales sobre la célula.
- En primer lugar, las célula están vivas, y sus
características y las necesidades de un organismo realmente van a representar
las características y necesidades de las células que forman dicho organismo.
En base a lo anterior, es que los citólogos han
descubierto que las células son muy similares, a pesar de la diversidad de
formas que es posible encontrar.
- Todas están hechas de moléculas formadas por
carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
Estos elementos también son parte de la materia no
viva, pero las células se diferencian de ellos por la forma en que se
organizan, por tener límites que las separan del medio y por su capacidad para
regular sus propias actividades.
La presencia de un límite se debe a que poseen
una membrana plasmática, formada de una doble capa o también
denominada bicapa de fosfolípidos y diferentes tipos de
proteínas. Además, pueden tener cadenas de carbohidratos,
denominadas oligosacáridos unidas a proteínas o carbohidratos unidos
a lípidos, lo que se conoce como glicolípidos.
Las células poseen un material semi-líquido en su
interior, denominado citoplasma, y un material genético que se
transmite de generación en generación mediante moléculas de ADN y ARN que
contienen la información para la síntesis de proteínas.
¿Qué tipos de células hay?
La principal clasificación que se le puede dar a
las células, es en base a la presencia o ausencia de estructuras internas
rodeadas por su propia membrana y suspendidas en el citoplasma,
llamadas organelos celulares.
Las células que no presentan núcleo ni organelos,
se denominan procariotas o procariontes. Las bacterias presentan células
de este tipo.
La célula procariota no posee núcleo, por lo tanto,
el material genético se encuentra distribuido en el citoplasma. El ADN en
este tipo de células está formado por una sola molécula circular.
Además, posee una pared celular, que
corresponde a una envoltura rígida compuesta por polisacáridos y proteínas.
Bajo la pared celular, se encuentra la membrana plasmática, que regula la
entrada y salida de sustancia, y que a veces se pliega,
formando mesosomas, que participan en procesos metabólicos.
También, hay presentes ribosomas que
participan en la fabricación de proteínas, y en algunos casos flagelos,
que les permiten desplazarse y fimbrias que son estructuras cortas
para fijarse.
2. Células eucariontes
Las células con núcleo y que poseen organelos, se denominan eucariotas
o eucariontes. Corresponden a organismos que poseen este tipo de células, las
amebas, los paramecios, las levaduras, los hongos, las plantas y los animales.
La célula eucarionte, se clasifican en animales y
vegetales, pero todas contienen los siguientes organelos:
Los cilios y los flagelos que poseen
algunas células se deben a los microtúbulos.
Organelos específicos:
En las células animales es posible
encontrar organelos, llamados centriolos, que no están presentes en las
células vegetales, que intervienen en la división celular y en el movimiento de
la célula.
En las células vegetales, por otro lado, hay
organelos que no están presentes en la célula animal, tales como:
- La vacuola central, que es grande y puede ocupar
casi todo el espacio y empujar el citoplasma contra la membrana celular, pues,
almacena una gran cantidad de sustancias, tales como, azúcares, minerales y
proteínas, que frecuentemente están disueltas en agua.
- La pared celular, que es tal vez, la
característica más distintiva de las células vegetales de plantas y hongos,
dado que, le confiere la forma a la célula, cubriéndola, y dándole la textura a
cada tejido, siendo el componente que le otorga protección y sostén a la
planta. Está compuesta principalmente de celulosa.
- Los peroxisomas, que tienen enzimas y llevan a
cabo funciones similares a los lisosomas.
- Los cloroplastos, que son organelos rodeados por
dos membranas, que atrapan la energía derivada de la luz solar y la convierten
en energía química mediante la fotosíntesis, utilizando dicha energía para
sintetizar azúcares a partir del dióxido de carbono.
Las plantas, algas y algunos protistas son los
únicos organismos que poseen cloroplastos, y al igual que las mitocondrias,
estos organelos poseen ADN y se dividen independientemente de la célula.
¿Qué procesos se realizan en la célula?
En la célula se llevan a cabo, tres procesos que
están íntimamente relacionados con su funcionamiento y crecimiento; la
nutrición celular, la relación celular y la reproducción celular.
La nutrición celular engloba los procesos
destinados a proporcionar a la célula energía para poder realizar todas sus
funciones y actividades, y materia orgánica para crecer y renovarse.
Es posible distinguir dos tipos de nutrición:
la nutrición heterótrofa, que es realizada por los animales; y
la nutrición autótrofa, que se produce en células vegetales.
a) En la nutrición heterótrofa, la membrana de la
célula permite el paso de algunas sustancias que ella necesita, y para ello,
puede incorporar partículas de mayor tamaño a través del proceso de
fagocitosis, para posteriormente utilizarlas en el metabolismo celular.
b) En la nutrición autótrofa, la célula atrapa la
energía de la luz del Sol, para luego, incorporar agua, dióxido de carbono y
sales minerales, y fabricar sus propios alimentos en el proceso
llamado fotosíntesis. Una vez que estas sustancias son fabricadas, se
utilizan en el metabolismo celular.
- El metabolismo celular corresponde al
conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de
obtener energía y moléculas para crecer e ir renovándose.
- La respiración celular es una de las
vías principales del metabolismo, gracias a la cual la célula obtiene energía
en forma de ATP. Tiene lugar, en las mitocondrias.
PROCARIOTAS
EUCARIOTAS
ADN localizado en una
región: Nucleoide, no rodeada por una membrana.
Núcleo rodeado por una membrana.
Material genético fragmentado en cromosomas formados por ADN y
proteínas.
Células pequeñas 1-10 µm
Por lo general células grandes,
(10-100 µm), Algunos son microbios, la mayoría son organismos grandes.
División celular directa,
principalmente por fisión binaria. No hay centríolos, huso mitótico ni
microtúbulos.
Sistemas sexuales escasos, si
existe intercambio sexual se da por transferencia de un donador a un
receptor.
División celular por mitosis,
presenta huso mitótico, o alguna forma de ordenación de microtúbulos.
Sistemas sexuales frecuentes.
Alternancia de fases haploides y diploides mediante Meiosis y
Fecundación
Escasas formas multicelulares
Ausencia de desarrollo de tejidos
Los organismos multicelulares
muestran desarrollo de tejidos
Formas anaerobias estrictas,
facultativas, microarerofílicas y aerobias
Casi exclusivamente aerobias
Ausencia de mitocondrias: las
enzimas para la oxidación de moléculas orgánicas están ligadas a las
membranas
Las enzimas están en las
mitocondrias
Flagelos simples formados por la
proteína flagelina
Flagelos compuestos, (9+2)
formados por tubulina y otras proteínas
En especies fotosintéticas, las
enzimas necesarias están ligadas a las membranas. Exitencia de fotosíntesis
aerobia y anaerobia, con productos finales como azufre, sulfato y Oxígeno
Las enzimas para la fotosíntesis
se empaquetan en los cloroplastos.
