Especialización celular 

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 teoría celular, 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 ADN o 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, Hooke fue 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).

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