El Descubrimiento y Definición de la Célula

El descubridor de la célula fue el científico inglés Robert Hooke (1665) quien, al observar al microscopio una fina lámina de corcho, vio que estaba formada por infinidad de celdillas que le recordaron a las celdas de un panal. Unos años después, el italiano Marcello Malpighi también investigó sobre el mismo tema, por lo que, junto con Hooke, es considerado uno de los descubridores de la unidad de vida o célula.

¿Qué es una Célula?

Una célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. Es la unidad más pequeña capaz de realizar las funciones vitales básicas. Las células son microscópicas, tienen forma variable y miden en promedio de 10 a 30 micras. En los organismos más simples o unicelulares, una sola célula es capaz de realizar todas las funciones y actividades vitales; en cambio, en los organismos más evolucionados o pluricelulares, las células pueden alcanzar un alto grado de especialización.

Aportaciones Históricas a la Biología Celular

Anton van Leeuwenhoek

Anton van Leeuwenhoek, gracias al perfeccionamiento del microscopio, observó diversas células eucariotas (como protozoos y espermatozoides) y procariotas. Descubrió el ciclo vital de las hormigas, mostrando que las larvas y pupas proceden de huevos. También examinó plantas, tejidos musculares y descubrió tres tipos de bacterias:

• Bacilos
• Cocos
• Espirilos

Matthias Schleiden y Theodor Schwann

Matthias Schleiden, un botánico alemán, afirmó que los vegetales son agregados de seres completamente individualizados, independientes y distintos, que son las propias células. Por su parte, Theodor Schwann publicó las Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de estructura y desarrollo de los animales y plantas, obra en la que presentó la idea central de que: “Hay un principio general de construcción para todas las producciones orgánicas, y este principio de construcción es la formación de la célula”.

Postulados de la Teoría Celular

1. Unidad estructural: Absolutamente todos los seres vivos están compuestos por células o por segregaciones de las mismas. Los organismos pueden ser de una sola célula (unicelulares) o de varias (pluricelulares). La célula es la unidad estructural de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
2. Unidad de origen: Todos los seres vivos se originan a través de las células. Las células no surgen de manera espontánea, sino que proceden de otras preexistentes.
3. Unidad fisiológica: Absolutamente todas las funciones vitales giran en torno a las células o su contacto inmediato. La célula es la unidad fisiológica de la vida. Cada célula es un sistema abierto que intercambia materia y energía con su medio.
4. Unidad genética: Las células contienen el material hereditario y también son una unidad genética. Esto permite la transmisión hereditaria de generación en generación.

Tipos de Células: Procariotas y Eucariotas

Existen dos grandes tipos celulares que, aunque diferentes, comparten estructuras fundamentales como la membrana plasmática, el citoplasma, el ADN como material genético y los ribosomas.

Células Procariotas

Su tamaño oscila entre 0,1 y 10 µm. Se caracterizan porque no tienen un núcleo definido y su material genético se encuentra en una región del citoplasma llamada nucleoide. Comprenden los dominios Archaea y Bacteria.

Células Eucariotas

Miden de 10 a 100 µm. Poseen un núcleo verdadero que alberga el ADN. Pertenecen al dominio Eukarya, que se divide tradicionalmente en los reinos Protista, Fungi, Plantae (vegetales) y Animalia (animales).

Organelos Celulares

Membrana Plasmática o Citoplasmática

Es una lámina delgada y deformable que envuelve la célula. Su función es separar del exterior el medio interno celular y regular el paso de sustancias a través de ella.

Peroxisomas

Son orgánulos citoplasmáticos en forma de vesículas que contienen enzimas como la catalasa y la oxidasa. Se encuentran en las células de los tejidos encargados de la depuración y desintoxicación del cuerpo, y en el cerebro. La catalasa y la oxidasa son enzimas oxidativas encargadas de la desintoxicación celular.

Vacuolas

Presentes en las plantas y en algunas células eucariotas. Las vacuolas son compartimentos cerrados o limitados por membrana plasmática. Intervienen en el equilibrio osmótico y tienen la función de almacenar sustancias, principalmente agua, nutrientes y desechos.

Ribosomas

Son complejos macromoleculares de proteínas y ácido ribonucleico (ARN) que se encuentran en el citoplasma, en las mitocondrias, en el retículo endoplasmático y en los cloroplastos. Son un complejo molecular encargado de sintetizar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN, transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm).

Mitocondrias

Son los orgánulos encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular. Actúan, por lo tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos).

Citoesqueleto

Es una estructura tridimensional dinámica, formada por filamentos proteicos que atraviesan el citoplasma, de la que depende la forma y el movimiento de la célula en su conjunto, así como el movimiento de orgánulos en el citoplasma. Se subdivide en: microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios. Algunas proteínas identificadas son: queratinas (en tejidos epiteliales), vimentina, desmina y actina (en células musculares y fibroblastos), neurofilamentos (en las neuronas) y nestina (en las células madre). Los fibroblastos participan de manera importante durante la inflamación, reparación (fibrosis) y cicatrización de heridas.

Retículo Endoplasmático (RE)

Es un sistema de distribución de sustancias. Constituye un sistema de membranas en forma de bolsas o cisternas, sáculos y túbulos aplanados e intercomunicados, que se distribuyen a lo largo y ancho de la célula y que mantienen comunicación desde la membrana plasmática hasta el núcleo y otros orgánulos, como el aparato de Golgi, los lisosomas y los peroxisomas.

Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

Sus membranas están cubiertas por ribosomas, por ello se observa más oscuro y rugoso. En este comienza la traducción de proteínas destinadas al propio RE, al aparato de Golgi, a los lisosomas, a la membrana plasmática y al exterior de la célula. Es clave en células con elevada producción de proteínas o enzimas, que se sintetizan en los ribosomas de su superficie y posteriormente pasan al lumen del RE.

Retículo Endoplasmático Liso (REL)

No posee ribosomas en la superficie y está formado por túbulos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. Participa en el metabolismo de lípidos, el almacenamiento de calcio y la desintoxicación de drogas. Sintetiza lípidos como los triacilglicéridos.

Aparato de Golgi

Descubierto en 1898, está formado por un conjunto de sáculos o cisternas membranosas aplanadas, apiladas a manera de montón de platos. Alrededor de estos sacos hay una serie de bolsitas membranosas llamadas vesículas. Cada aparato de Golgi tiene dos caras: la cara cis, una membrana fina rodeada de vesículas de transición procedentes del RE, y la cara trans, una membrana más gruesa similar a la plasmática. Se encuentra en células animales y vegetales (dependiendo del tejido, puede haber hasta 50 aparatos en una sola célula).

Lisosomas

Son orgánulos membranosos esféricos u ovoides que, por su contenido de enzimas hidrolíticas, funcionan como estómagos celulares, digiriendo materiales que la célula obtiene mediante fagocitosis o pinocitosis (endofagia).

Plastos o Plastidios

Son orgánulos exclusivos de las células vegetales.

• Cromoplastos: Acumulan pigmentos carotenoides y son responsables de la coloración de pétalos y frutos.
• Leucoplastos: Almacenan sustancias que carecen de color. Dentro de este tipo están los amiloplastos, que almacenan almidón.
• Oleoplastos: Almacenan aceites.
• Cloroplastos: Son los más importantes y los que confieren identidad funcional a la célula vegetal. Almacenan clorofila, pigmento verde que da color a la mayoría de los vegetales. Su forma es variada: discoidal, esférica, helicoidal, reticular, etc. Su función es sintetizar carbohidratos aprovechando la energía lumínica del sol, proceso conocido como fotosíntesis.

Flagelo

Son estructuras filamentosas largas, cuya organización interna es semejante a la de los cilios. Se localizan en protozoos, hongos, etc.

Pili

Son pequeños filamentos hechos de una proteína llamada pilina, presentes en la membrana de algunas bacterias. Su función está relacionada con la conjugación bacteriana, donde el pilus sexual funciona como un conducto que mantiene unidas a las bacterias para intercambiar ADN, un mecanismo de supervivencia que se activa en situaciones de estrés ambiental.

Centrosomas

Presentes en células animales (eucariotas), son centros organizadores de microtúbulos. Están formados por dos componentes: dos centriolos y material pericentriolar.

Núcleo

Es el orgánulo más notorio de la célula eucariota y contiene el ADN con la información genética. Está constituido por nucleoplasma, cromatina, nucléolo y una membrana nuclear.

Nucléolo

El núcleo celular puede tener una o más masas densas llamadas nucléolos. En estos se lleva a cabo la síntesis de los ribosomas en dos etapas: la transcripción y ensamblaje de las unidades pre-ribosomales en el centro fibrilar (CF) y la finalización de las unidades en la región granular (G), que contiene ARNr y proteínas. De ahí salen al citoplasma para integrar los ribosomas.