La Célula: Unidad Fundamental de la Vida

La célula es la unidad anatómica y fisiológica de todos los seres vivos. Es un conjunto altamente organizado de biomoléculas, macromoléculas y orgánulos con la capacidad de desarrollar todas las funciones vitales: homeostasis, nutrición, relación, reproducción y evolución. Se considera un sistema abierto con una organización interna que permite mantener un equilibrio constante, facilitando el intercambio de materia y energía con el exterior, la capacidad de hacer copias de sí misma idénticas o similares, así como adaptarse a los cambios del ambiente. La célula se mide en micrómetros.

La Teoría Celular: Pilares de la Biología

La Teoría Celular se construyó gracias a las contribuciones de varios científicos:

• Anton Van Leeuwenhoek fue el primero en observar bacterias a través de su microscopio.
• Robert Hooke fue el primero en utilizar el término “célula“.
• Matthias Schleiden y Theodor Schwann enunciaron la teoría celular, estableciendo que todos los seres vivos están formados por células y que la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.
• Robert Remak y Rudolf Virchow postularon que todas las células se originan a partir de otras células preexistentes por división.

Célula Procariota vs. Célula Eucariota

Las células se clasifican principalmente en procariotas y eucariotas, presentando diferencias fundamentales:

• Origen y Complejidad: La célula procariota es más primitiva y simple que la eucariota.
• Metabolismo: Las procariotas tienen una mayor diversidad metabólica, a diferencia de las eucariotas.
• ADN:
  • En procariotas, el ADN es circular bicatenario, sin histonas, y se encuentra situado en el citoplasma en una zona denominada nucleoide. No está aislado del resto de estructuras celulares.
  • En eucariotas, el ADN es lineal bicatenario, asociado a histonas que forman nucleosomas y cromatina. Se encuentra separado del resto de estructuras celulares por una membrana nuclear (formando el núcleo). La cromatina forma los cromosomas.
• ARN:
  • En procariotas, el ARN es policistrónico, sin intrones ni exones.
  • En eucariotas, el ARN es monocistrónico, con exones e intrones.
• Plásmidos: Las procariotas pueden contener cadenas de ADN independientes denominadas plásmidos.
• Orgánulos Membranosos: Las procariotas no poseen orgánulos membranosos, pero sí ribosomas 70S. En contraste, las eucariotas poseen orgánulos membranosos y no membranosos, y ribosomas 80S.
• Pared Celular:
  • En procariotas, la pared celular (pared bacteriana) es de peptidoglucano.
  • En eucariotas, la pared celular solo está presente en células vegetales (de celulosa) y en hongos (de quitina).
• División Celular:
  • En procariotas, la división celular es por fisión binaria.
  • En eucariotas, la división celular es por mitosis o meiosis.
• Tamaño y Celularidad:
  • Las procariotas son de pequeño tamaño y siempre unicelulares.
  • Las eucariotas son de gran tamaño y pueden ser unicelulares o pluricelulares.
• Colesterol: Las procariotas no poseen colesterol (excepto las arqueas, que tienen otros esteroles). En eucariotas, sí fabrican colesterol.
• Ejemplos:
  • Procariotas: Bacterias, algas verde-azules (cianobacterias) y arqueas.
  • Eucariotas: Animales, plantas, hongos.

El Citoplasma: El Interior Celular

El citoplasma se encuentra en el interior de la célula. No es una entidad homogénea; en su interior se distinguen diversas estructuras:

• CITOSOL (HIALOPLASMA)
• CITOESQUELETO
• ORGÁNULOS Y ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS

El Citosol: Medio Interno de la Célula

El citosol es el fluido interno de la célula en el que están en suspensión o disueltas las biomoléculas, el citoesqueleto y todas las estructuras celulares.

Composición del Citosol

• Agua (70-80%)
• Sales minerales
• Proteínas (20-30%)
• Ácidos nucleicos (ARN)
• Metabolitos (aminoácidos, azúcares, nucleótidos, ATP, etc.), es decir, cualquier sustancia que intervenga en las reacciones químicas.
• Sustancias de reserva y desecho

Funciones del Citosol

• Regulación del pH.
• Desplazamiento celular (movimiento ameboide).
• Medio en el que se llevan a cabo la mayoría de las reacciones metabólicas.

Las variaciones en cuanto a la cantidad de agua hacen que el citosol pueda presentar dos estados:

• SOL: de consistencia fluida.
• GEL: de consistencia viscosa (para la formación de pseudópodos).

El Citoesqueleto: Armazón Celular

El citoesqueleto es el conjunto de filamentos proteicos que forman el armazón que sustenta a todas las estructuras y orgánulos celulares, da forma a la célula y permite y controla la división celular y el movimiento. Las células procariotas tienen un citoesqueleto muy sencillo formado por proteínas específicas y únicas de procariotas que realizan las mismas funciones que en eucariotas.

Los filamentos proteicos crecen por un extremo (extremo +) y se destruyen por el otro (extremo -), por lo que se habla de polaridad de los filamentos proteicos.

Tipos de Filamentos Proteicos del Citoesqueleto

Atendiendo a la estructura y dimensiones de los filamentos proteicos, estos se agrupan en:

• Microfilamentos

  Formados por la polimerización de monómeros de actina que forman dos hebras arrolladas en doble hélice.

  Funciones de los Microfilamentos

  • Contracción muscular (junto a la miosina).
  • Formación del anillo contráctil durante la citocinesis en animales.
  • Formación de pseudópodos.
  • Consistencia y forma de las membranas.

• Filamentos Intermedios

  Los forman proteínas fibrosas muy resistentes y estables, específicas para cada tipo celular. Son exclusivos de células animales.

  Tipos de Filamentos Intermedios

  • Filamentos de queratina (tonofilamentos): dan resistencia mecánica a las células epiteliales.
  • Neurofilamentos: en los axones y dendritas de las neuronas.
  • Filamentos de vimentina: en los fibroblastos y células mesenquimáticas.
  • Filamentos de desmina: en las fibras musculares.

  Funciones de los Filamentos Intermedios

  • Estructurales.
  • Resistencia mecánica.
  • Mantenimiento de la forma celular.

• Microtúbulos

  Filamentos cilíndricos y huecos formados por la polimerización de una proteína globular denominada tubulina. Trece protofilamentos forman un microtúbulo. Cada protofilamento está compuesto por muchos dímeros de alfa y beta tubulina.

  Funciones de los Microtúbulos

  • Formación del huso mitótico y los centriolos.
  • Transporte de estructuras y orgánulos en el interior celular.
  • Estructura de cilios y flagelos y formación de pseudópodos.
  • Mantenimiento de la forma celular.