La Teoría Celular: Pilares Fundamentales de la Vida

La teoría celular establece que todos los seres vivos están formados por una o muchas células. Las células son las unidades mínimas que tienen vida propia. La célula es la unidad mínima que forma la anatomía de los seres vivos. La célula es la unidad mínima que cumple funciones por sí mismas. La célula es la unidad mínima que se reproduce y da lugar a dos células hijas, y además proviene de una célula madre anterior.

Características Generales de las Células

Tamaño

Las células pueden ser macroscópicas o microscópicas. Las microscópicas presentan una gran variedad de tamaños celulares. Por ejemplo, una neurona es mucho más grande que una célula de la retina del ojo.

Forma

La forma de las células es muy variada, siendo mucho más diversa en las células animales que en las vegetales. Las células vegetales suelen ser más poliédricas.

Número

Hay seres vivos formados por una única célula, denominados unicelulares, o la mayoría somos pluricelulares, es decir, formados por muchas células. No todos los seres pluricelulares tenemos el mismo número de células; este es mayor cuanto más grande sea el ser vivo.

Tipos de Células: Eucariotas y Procariotas

Hay dos tipos principales de células: eucariotas y procariotas.

Células Eucariotas

Las células eucariotas (animales y vegetales) se caracterizan porque tienen el material genético envuelto en una membrana nuclear (formando un núcleo definido) y son células más complejas, con una gran cantidad de orgánulos en su citoplasma.

Célula Eucariota Animal

Pertenecen a reinos como Animalia, Protozoos y Hongos. Sus componentes incluyen:

• Núcleo
• Aparato de Golgi
• Membrana plasmática
• Mitocondrias
• Lisosomas
• Citoplasma
• Citoesqueleto
• Retículo endoplasmático
• Vacuolas
• Ribosomas
• Centriolos

En el núcleo se encuentra la cromatina, y este está delimitado por una membrana nuclear.

Célula Eucariota Vegetal

Pertenecen a reinos como las Metafitas (plantas) y Algas. Se caracterizan por tener, además de la membrana plasmática, una pared celular rígida. El núcleo suele estar desplazado hacia un lado debido a la presencia de vacuolas muy grandes y escasas. No poseen centriolos, pero sí orgánulos específicos llamados cloroplastos. Otros componentes son:

• Aparato de Golgi
• Lisosomas
• Vacuolas
• Pared celular
• Cloroplastos
• Membrana plasmática
• Ribosomas
• Citoesqueleto
• Mitocondrias

En el núcleo se encuentra la cromatina.

Células Procariotas

Las células procariotas, en cambio, tienen su material genético disperso en el citoplasma y poseen muy pocos orgánulos. Pertenecen al reino Monera (bacterias). Sus componentes incluyen:

• Pared celular
• Mesosoma
• Material genético (ADN)
• Ribosomas
• Plásmidos
• Citoplasma

Partes y Orgánulos Celulares: Estructura y Función

Ribosomas

Son orgánulos muy pequeños que se encuentran en todas las células. Están formados por dos partes globulares de distinto tamaño, llamadas subunidad mayor y subunidad menor. Se pueden encontrar aislados en el citoplasma, unidos al retículo endoplasmático (formando el retículo endoplasmático rugoso) o unidos a otros formando un polisoma. Su función principal es ser los lugares de la célula donde se sintetizan las proteínas.

Vacuolas

Son orgánulos con formas muy variadas, mucho más grandes en las células vegetales. Su función es almacenar agua y sustancias disueltas en ella.

Mitocondrias

Son orgánulos ovalados formados por una membrana externa lisa y una membrana interna con dobleces que se llaman crestas mitocondriales. El espacio entre ambas membranas se denomina cámara externa, y la zona que está en el interior de la membrana interna se llama matriz mitocondrial. Su función es la respiración celular, proceso en el que los nutrientes se unen al oxígeno y se producen reacciones químicas que los degradan para que la célula obtenga energía.

Lisosomas

Son orgánulos más o menos esféricos que contienen sustancias muy potentes llamadas enzimas digestivas. Su función es la digestión celular.

Retículo Endoplasmático

Es un orgánulo que se extiende desde el núcleo hasta la membrana plasmática de las células. Consiste en una serie de sáculos aplanados e interconectados entre sí. Hay dos tipos:

• Retículo Endoplasmático Rugoso (o grueso): Tiene ribosomas adheridos a sus membranas. Su función es almacenar las proteínas que se sintetizan en los ribosomas.
• Retículo Endoplasmático Liso: Su función es almacenar lípidos.

Aparato de Golgi

Formado por vesículas aplanadas y apiladas (cisternas) una encima de otras, además de vesículas esféricas a su alrededor. Su función es almacenar glúcidos y expulsar sustancias de desecho.

Cloroplastos

Presentes en células eucarióticas vegetales. Suelen ser ovoidales, con vesículas aplanadas y apiladas en su interior. Estas vesículas contienen clorofila y se llaman tilacoides (pueden estar apilados formando grana o sueltos). Su función es realizar la fotosíntesis.

Membrana Plasmática o Celular

Es una capa que envuelve a la célula y está constituida por una bicapa de fosfolípidos, proteínas y algunas moléculas de colesterol. Posee poros microscópicos. Su función es proteger a la célula, aislarla del resto de células y regular el paso de sustancias.

Pared Celular

Es una capa que se encuentra en las células vegetales y procarióticas. Esta capa es muy dura y suele ser de celulosa (en vegetales) o peptidoglicano (en bacterias). Su función es dar consistencia y protección a la célula que la posee.

Centriolos

Son dos cilindros huecos formados por microtúbulos dispuestos perpendicularmente uno al otro. Cada centriolo está formado por 9 grupos de microtúbulos, y cada uno de estos, por 3 microtúbulos. Sus funciones incluyen:

• Intervenir en el movimiento de los orgánulos del citoplasma junto al citoesqueleto.
• Intervenir en la formación de una estructura llamada huso acromático durante la división celular.
• Intervenir en la formación de cilios y flagelos.

Núcleo Celular

Está formado por:

• Membrana Nuclear: Muy similar a la plasmática. Su función es aislar y proteger el material genético, y regular el paso de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.
• Nucleoplasma: Sustancia viscosa que se encuentra en el núcleo y contiene el material genético (ADN).
• Nucléolos: Son orgánulos densos, más o menos esféricos, cuya función es formar y fabricar ribosomas.
• Cromatina: Conjunto de fibrillas muy enrolladas sobre sí mismas de ácido desoxirribonucleico (ADN). Cuando la célula se va a dividir, la cromatina se condensa y forma cromosomas con forma de X o Y. Cada cromosoma está constituido por dos partes que se unen en el centrómero, y cada una de estas partes se llama cromátida. Su función principal es contener y transmitir la información genética de los progenitores a los descendientes.

Mecanismos de Transporte a Través de la Membrana Plasmática

Sustancias de Pequeño Tamaño

• Difusión: Es el mecanismo por el cual sustancias de pequeño tamaño entran o salen a través de los poros de la membrana plasmática, moviéndose desde donde hay mayor concentración a donde hay menor concentración.
• Ósmosis: Es un ejemplo específico de difusión que consiste en la entrada o salida de agua a través de los poros de la membrana plasmática. El agua entra a la célula cuando la concentración de sales minerales en el citoplasma es mayor que en el exterior, y sale agua de la célula en caso contrario.
• Transporte Activo: Este proceso permite que partículas de pequeño tamaño, cargadas eléctricamente, pasen por la membrana en contra del gradiente de concentración. Lo hacen gastando energía, ya que la membrana plasmática actúa como un vehículo transportador.

Sustancias de Gran Tamaño

• Endocitosis: Proceso por el cual las sustancias de gran tamaño pasan a través de la membrana plasmática. Un tipo de endocitosis es la fagocitosis, que consiste en que la membrana plasmática emite unas prolongaciones llamadas seudópodos hasta que envuelven la partícula alimenticia, formando un fagosoma y, de esta manera, la partícula es introducida en la célula.
• Exocitosis: Es la salida de partículas de desecho fuera de la célula a partir de las vesículas esféricas del aparato de Golgi.

Funcionamiento y Especialización Celular

¿Cómo Funcionan las Células?

La célula funciona como una compleja fábrica en la que una gran variedad de sustancias son transformadas en su interior. Cada orgánulo realiza una actividad diferente. El objetivo de esta compleja «fábrica» es mantenerse con vida.

Células Especializadas

• Los organismos unicelulares desempeñan todas sus funciones con su única célula.
• En los organismos pluricelulares, muchísimas células pierden la capacidad de sobrevivir aisladas. Cada célula realiza una tarea concreta y todas trabajan conjuntamente para conseguir que el organismo sobreviva.
• Las células de nuestro cuerpo son células especializadas, lo que implica que realizan un trabajo determinado, desarrollan una forma característica y producen cambios en su citoplasma.

Células Madre

Las células especializadas pierden la capacidad de multiplicarse. Esta función la realizan las células madre. Las células que resultan de la división de células madre pueden ser nuevas células madre o pueden transformarse en células especializadas.

Niveles de Organización Biológica: Tejidos, Órganos y Sistemas

Los Tejidos

Para mantenerse vivas y llevar a cabo sus funciones de manera más eficaz, las células especializadas del mismo tipo se agrupan y trabajan juntas, formando un tejido. Un tejido no incluye solo células, sino también sustancia intercelular. Un tejido es un agregado de células, generalmente del mismo tipo, organizadas para realizar una función común. Todas las células de nuestro cuerpo forman parte de uno de los cuatro tipos básicos de tejido: epitelial, conectivo, nervioso y muscular.

Tipos de Tejidos

Tejido Epitelial

Recubre la superficie externa del cuerpo y el interior y exterior de los órganos. Sus células se disponen unas junto a otras, casi sin sustancia intercelular. Se distinguen:

• Epitelio de Revestimiento: Varias láminas con función protectora.
• Epitelio Glandular: Especializado en producir y segregar sustancias. Algunas vierten a la sangre (hormonas) y se denominan endocrinas.

Tejido Conectivo

Están repartidos por todo el cuerpo. Su función es de unión y soporte. Se caracterizan porque sus células están rodeadas de abundante sustancia intercelular. Dentro del tejido conectivo se distinguen:

• Tejido Conjuntivo: Material de relleno del cuerpo, capa profunda de la piel, espacios entre los órganos, vasos sanguíneos y nervios. Un tejido conjuntivo especial es el adiposo.
• Tejido Cartilaginoso: Es el principal componente del esqueleto de los embriones y cumple funciones de soporte y amortiguación.
• Tejido Óseo: Constituye el componente esencial de los huesos de un adulto. Es el más fuerte de los tejidos conectivos, ya que su sustancia intercelular contiene sales de calcio, es decir, está mineralizada.
• Sangre: Aunque no es un tejido en el sentido estricto de células unidas, se considera un tipo especial de tejido conectivo por su origen y función de transporte.

Tejido Nervioso

Componen el encéfalo, la médula espinal y los nervios. Se encarga de recoger información tanto del exterior como del interior del cuerpo y transmitirla de unos lugares a otros del organismo para elaborar las respuestas adecuadas en cada caso. Sus principales células son:

• Neuronas: Tienen forma estrellada con largas prolongaciones.
• Células Gliales: Conjunto diverso que realiza funciones de soporte, defensa y nutrición de las neuronas.

Tejido Muscular

Es el componente principal de los músculos y el responsable del movimiento de las distintas partes del organismo. Sus células son alargadas y se denominan fibras musculares. Se distinguen:

• Tejido Muscular Estriado Esquelético: Forma los músculos que se unen a los huesos y producen su movimiento. Su contracción es voluntaria.
• Tejido Muscular Estriado Cardíaco: Compone las gruesas paredes del corazón. Su contracción es involuntaria.
• Tejido Muscular Liso: Forma las paredes del estómago, vasos sanguíneos, útero y vejiga. Su contracción es involuntaria.

Homeostasis y Niveles Superiores de Organización

• Cada célula de nuestro cuerpo se encuentra rodeada de un líquido en el que se realizan los intercambios. Este líquido intercelular constituye el medio interno.
• Se denomina homeostasis al conjunto de mecanismos por los que todos los seres vivos tienden a alcanzar una estabilidad de las propiedades de su medio interno.
• Un órgano está formado por dos o más tejidos distintos que se unen para realizar una función que, por sí solos, no podrían cumplir.
• Un conjunto de órganos cuya actividad está estrechamente relacionada para desarrollar una función compleja constituye un sistema de órganos o aparato.
• Finalmente, un organismo está constituido por órganos y sistemas de órganos que funcionan de manera coordinada.