La Teoría Celular

Características de la Teoría Celular

• La **célula** es el ser vivo más sencillo.
• Todos los **seres vivos** están formados por células.
• Cada **célula** procede de otra célula (excepto LUCA, el Último Ancestro Común Universal).
• Toda **célula** tiene su propia actividad vital.

Matthias Schleiden y Theodor Schwann anunciaron la **Teoría Celular**, y Rudolf Virchow la completó con la famosa frase «Omnis cellula e cellula» (toda célula procede de otra célula).

La **Teoría Celular** se resume en que la célula es la **unidad vital, anatómica, fisiológica y reproductora** de los seres vivos.

La Teoría Endosimbiótica Seriada

Lynn Margulis propuso la **Teoría Endosimbiótica Seriada (SET)**. Esta teoría explica el paso evolutivo de las **células procariotas** a las **eucariotas**.

Según esta teoría, bacterias con propiedades **fotosintéticas** u **oxidativas** se habrían incluido en bacterias primitivas de mayor tamaño. En lugar de ser digeridas, las bacterias más pequeñas habrían establecido una **simbiosis** con sus hospedadoras, y ambas habrían comenzado un proceso de **evolución conjunta**, transformándose finalmente en **cloroplastos** y **mitocondrias**, orgánulos característicos de las células eucariotas.

Características Fundamentales de las Células

Componentes Básicos de las Células

• Membrana plasmática: Las individualiza del medio externo y sirve de superficie de intercambio entre el interior y el exterior.
• Citoplasma: Donde se desarrollan la mayoría de las funciones vitales y que contiene orgánulos.
• Material genético: Puede ser **ADN** (en todas las eucariotas) o **ARN** (en algunas procariotas).
• Ribosomas.

Clasificación de las Células según su Estructura

• Organización procariota: Estructura sencilla, característica del Reino Monera.
• Organización eucariota: Estructura compleja, presente en protistas, hongos, vegetales y animales.

Diferencias entre Células Procariotas y Eucariotas

La principal diferencia es que las **células procariotas** no poseen estructuras subcelulares rodeadas de membrana, por lo que carecen de un **núcleo celular** definido.

Organización de la Célula Procariota

• Flagelos: Filamentos implicados en el movimiento.
• Cápsula: Para resistir condiciones adversas.
• ADN: Constituye el **nucleoide** (región donde se encuentra el material genético).
• Ribosomas: Aislados en el citoplasma.
• Membrana plasmática: Con funciones similares a las mitocondrias en la respiración celular.
• Pared celular: Envuelve a la membrana plasmática.

Las **células procariotas** miden de 0,5 a 3 micras, poseen una gruesa **pared celular** y carecen de orgánulos membranosos. Su material genético está disperso en el citoplasma, formando el nucleoide, y no tienen una membrana nuclear.

En contraste, las **células eucariotas** miden de 10 a 100 micras. En las células vegetales, existe una **pared celular** además de la membrana plasmática. Presentan **orgánulos celulares delimitados por membranas**, y su material genético está rodeado por una **membrana nuclear**, constituyendo el **núcleo celular**.

Diferencias entre Células Animales y Vegetales

La **célula vegetal** se caracteriza por tener una **pared celular de celulosa**, la presencia de **cloroplastos** (para realizar la fotosíntesis), una gran **vacuola central** y, en algunos casos, centriolos. Su forma suele ser geométrica debido a la rigidez de la pared celular.

La **célula animal**, en cambio, carece de pared celular y cloroplastos. Generalmente no posee vacuolas o estas son de pequeño tamaño. Todas las células animales tienen **centriolos**, y su forma suele ser redondeada, aunque puede variar según la función que realice.

Estructura de la Célula Eucariota

Membrana Plasmática

Todas las células eucariotas presentan la **membrana plasmática** como estructura limitante.

Realiza diversas funciones vitales, como actuar como **barrera selectiva**, facilitar la **adhesión entre células**, los procesos de **endocitosis** y **exocitosis**, y el **intercambio de señales o sustancias**.

El **transporte de sustancias** a través de la membrana puede ser de dos tipos:

• Difusión: La molécula atraviesa la membrana desde el medio más concentrado al menos concentrado, sin gasto de energía.
• Transporte activo: La molécula atraviesa la membrana en contra del gradiente de concentración, requiriendo un aporte de energía.

Estructuras y Orgánulos No Membranosos

Pared celular: Rodea la membrana plasmática (en células vegetales y fúngicas), es de **celulosa** (en vegetales) y otorga **rigidez** e impermeabilización. Sirve de unión y estructura para el intercambio de sustancias.

Citoesqueleto: Conjunto de redes de **filamentos de proteínas** que dan forma a la célula e intervienen en los **movimientos intracelulares** y en los procesos de **división celular**.

Cilios y flagelos: Son apéndices externos. Los **cilios** son cortos y numerosos, con movimiento vibrátil. Los **flagelos** son pocos y largos, con movimiento ondulatorio.

Ribosomas: Orgánulos formados por **ARN ribosómico** y proteínas. Intervienen en la **síntesis de proteínas**, uniéndose al ARN mensajero y facilitando la incorporación de los aminoácidos a la cadena polipeptídica.

Orgánulos Membranosos

Retículo Endoplasmático: Sistema de sáculos y túbulos formados por una **doble membrana** que se comunica con el aparato de Golgi y la membrana nuclear.

Tipos de Retículo Endoplasmático:

Retículo Endoplasmático Rugoso (RER): Presenta **ribosomas** unidos a su membrana externa y está relacionado con la **síntesis y transporte de proteínas**.

Retículo Endoplasmático Liso (REL): Carece de ribosomas e interviene en la **síntesis y transporte de lípidos**.

Aparato de Golgi: Conjunto de sacos aplanados (cisternas) rodeados de vesículas, implicado en el **transporte y secreción de proteínas y lípidos**, así como en procesos celulares como la fabricación de la pared celular (en vegetales).

Lisosomas: Orgánulos que contienen **enzimas hidrolíticas** que intervienen en reacciones de hidrólisis y actúan en los procesos de **digestión celular**.

Vacuolas: Orgánulos citoplasmáticos formados por una membrana que rodea un contenido con gran porcentaje de agua. Almacenan sustancias, participan en procesos osmóticos y también intervienen en la digestión celular.

Orgánulos Membranosos Energéticos

Estos orgánulos intervienen en el **metabolismo energético** de la célula. Se caracterizan por tener **dos membranas** y un espacio interior muy compartimentado.

Mitocondrias: Son el lugar donde se realiza la **respiración celular aerobia**, proceso por el cual se obtiene **energía (ATP)** a partir de la oxidación de los combustibles orgánicos. Son esenciales para células con un alto requerimiento energético.

Cloroplastos: Orgánulos exclusivos de las **células vegetales** y algas. Es donde tiene lugar la **fotosíntesis**, proceso mediante el cual los organismos fotosintéticos transforman la **energía luminosa en energía química** para sintetizar compuestos carbonados.

El Núcleo Celular

Su función principal es **compartimentar el material genético** y regular su síntesis. Puede presentar formas variadas y, en ocasiones, puede haber más de uno por célula. Está compuesto por varios elementos:

Membrana nuclear (o envoltura nuclear): Doble membrana que delimita el núcleo y posee poros nucleares.

Cromatina: Formada por **ADN** unido a proteínas (principalmente **histonas**).

Cromosomas: Estructuras altamente condensadas de cromatina, visibles durante la división celular, formados por dos **cromátidas hermanas** unidas por un **centrómero**.

Nucléolos: Estructuras dentro del núcleo donde se sintetiza el **ARN ribosómico** y se ensamblan los **ribosomas**. Puede haber uno o dos, formados por proteínas y ácidos nucleicos (ARN).

Nucleoplasma o carioplasma: Medio acuoso gelatinoso donde flotan los orgánulos nucleares.

División Celular

El **ciclo celular** es la secuencia de acontecimientos por los que pasa una célula desde su formación hasta su división en dos células hijas.

Interfase

• Fase G1: La célula aumenta de tamaño, se forman la mayor parte de los orgánulos y se sintetizan ARN y proteínas.
• Fase S (Síntesis): Se duplica el **ADN** y los cromosomas se replican, formando dos **cromátidas hermanas** idénticas.
• Fase G2: El ADN comienza a condensarse y los cromosomas se preparan para la división.

Fase M (División Celular)

Es la fase de división celular en la que se obtienen dos células hijas.

• Mitosis (o cariocinesis): División del núcleo.
• Citocinesis: División del citoplasma.

Mitosis

Proceso universal de división de núcleos celulares mediante el cual, a partir de una **célula madre diploide**, se obtienen dos **células hijas** también **diploides** e **idénticas genéticamente** a la célula madre.

Profase: La **cromatina** se condensa completamente formando los **cromosomas** visibles. Desaparecen la membrana nuclear y los nucléolos, y los centriolos se dirigen a los polos de la célula, formando el huso mitótico.

Metafase: Los **cromosomas** se alinean en la **placa ecuatorial** del huso mitótico, y cada cromosoma se ancla a las fibras del huso por el **cinetocoro** de su centrómero.

Anafase: Las **cromátidas hermanas** de cada cromosoma se separan y son arrastradas hacia los polos opuestos de la célula por el acortamiento de las fibras del huso.

Telofase: Fase final en la que los **cromosomas** alcanzan los polos celulares y comienzan a descondensarse, volviendo a formar **cromatina**. Se forman nuevas membranas nucleares alrededor de cada grupo de cromosomas, reaparecen los nucléolos y el huso mitótico desaparece. La célula se prepara para la citocinesis.

Meiosis

Proceso de división de núcleos celulares mediante el cual, a partir de una **célula diploide**, se obtienen **cuatro células hijas haploides**.

Fases de la Meiosis:

Meiosis I (Reduccional):

• Profase I: Se produce el **apareamiento de cromosomas homólogos** y el **entrecruzamiento genético** (intercambio de material genético entre cromátidas no hermanas).
• Metafase I: Los pares de cromosomas homólogos se alinean en la placa ecuatorial.
• Anafase I: Los **cromosomas homólogos** (enteros, con sus dos cromátidas) se separan y se dirigen a los polos opuestos de la célula.
• Telofase I: Se forman dos células hijas haploides, cada una con cromosomas duplicados.

Meiosis II (Ecuacional): Cada una de las dos células haploides resultantes de la Meiosis I experimenta una división similar a la mitosis.

• Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II: Las cromátidas hermanas se separan, dando como resultado final **cuatro células hijas haploides**, genéticamente diferentes entre sí y de la célula madre original.

Citocinesis

Proceso de **división del citoplasma** que se produce paralelamente a la mitosis (o meiosis).

• En **células animales**: Se produce por **estrangulamiento** de la membrana plasmática, formando un surco de división.
• En **células vegetales**: Se forma un **tabique de separación** (fragmoplasto) a partir de la fusión de vesículas del aparato de Golgi, que dará origen a la nueva pared celular.

Diferencias Clave entre Mitosis y Meiosis

Mitosis:

• Las **células hijas** conservan la **misma información genética** y el **mismo número de cromosomas** que la célula madre.
• Se obtienen **dos células hijas idénticas**.
• Es un proceso generalmente continuo.
• **No genera variabilidad genética**.
• Su función principal es el crecimiento, la reparación de tejidos y la reproducción asexual.

Meiosis:

• Las **células hijas** tienen una **información genética diferente** a la de la madre y la **mitad del número de cromosomas** (haploides).
• Se obtienen **cuatro células hijas distintas**.
• Es un proceso que puede ser discontinuo, con paradas largas (ej. ovogénesis).
• **Genera variabilidad genética** debido al entrecruzamiento y la segregación independiente de cromosomas.
• Es fundamental en la **reproducción sexual** y en la **evolución**, ya que dota a las poblaciones de variabilidad genética.