Introducción a la Biología Celular
A Robert Hooke le debemos el concepto de célula. Es por eso que se le reconoce como el padre de la citología o biología celular. Todos los seres vivos están formados por, al menos, una sola célula que puede llevar a cabo todas las funciones de un ser vivo.
Tipos de Células
Las células se pueden clasificar principalmente en dos grandes grupos según su estructura interna.
Células Procariotas
A las células que no tienen un núcleo definido para guardar y aislar su material genético se les conoce como procariotas. Generalmente son unicelulares (por ejemplo, bacterias y cianobacterias). Carecen de organelos membranosos; las funciones metabólicas se llevan a cabo en el citoplasma y pueden presentar ribosomas.
Células Eucariotas
A las que lograron desarrollar una envoltura para proteger su material genético se les conoce como eucariotas. Poseen una estructura compleja con organelos que realizan funciones específicas. Dentro de este grupo, se pueden encontrar organismos como algas, protozoarios, hongos, plantas y animales. Otra clasificación importante se basa en su estructura, distinguiendo principalmente entre la célula animal y la célula vegetal, la cual presenta pared celular y cloroplastos.
Estructura y Organelos Celulares
Membrana Plasmática
La membrana plasmática está formada por una bicapa de fosfolípidos que delimita la célula y regula el intercambio de sustancias con el exterior.
Citoplasma
Está formado en un mayor porcentaje por agua, en la que se encuentran en suspensión moléculas orgánicas (carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos) además de inorgánicas. Cumple varias funciones vitales:
- Ayuda a la circulación de las moléculas mediante la corriente citoplasmática, conocida como ciclosis.
- Da forma a las células.
- Actúa como una solución amortiguadora que mantiene el equilibrio ácido-base y evita el daño al material genético.
Núcleo
Es uno de los organelos más grandes, descubierto por Robert Brown. Generalmente es esférico u ovoide y está rodeado por una doble membrana, parecida a la membrana plasmática, conocida como envoltura nuclear. En su interior se encuentra el nucleoplasma o carioplasma, constituido por la cromatina (ADN y las proteínas asociadas), además de los nucléolos, encargados de la síntesis del ARN mensajero y la producción de ribosomas.
Mitocondrias y Cloroplastos: Centrales Energéticas
Son estructuras clave en la generación y el aprovechamiento de la energía, indispensable para mantenernos vivos y realizar nuestras funciones. Lynn Margulis propuso la teoría de la endosimbiosis progresiva, que explica el origen de estas estructuras.
Mitocondria
Tiene una forma similar a la de un riñón. Se encarga de la respiración celular aerobia, durante la cual la glucosa sigue una serie de reacciones químicas que da como resultado final la producción de ATP (adenosín trifosfato). Está rodeada por una membrana doble; la interna forma pliegues llamados crestas mitocondriales. Entre las dos membranas se encuentra un espacio llamado intermembranoso, fundamental para la cadena transportadora de electrones.
Cloroplastos
Son los organelos encargados de realizar la fotosíntesis. Son ovalados, rodeados por una doble membrana, y poseen un tercer sistema membranoso en forma de discos aplanados llamados tilacoides. En los tilacoides se encuentra la clorofila, pigmento encargado de captar la luz del sol, y es aquí donde ocurre la conversión de la energía lumínica en ATP y en moléculas portadoras de energía. El conjunto de tilacoides apilados se denomina grana. El espacio que rodea a los tilacoides se llama estroma; en él se realizan las reacciones de síntesis o construcción de moléculas como la glucosa y el almidón.
Ribosomas y Proteasomas: Síntesis y Degradación de Proteínas
Ribosomas
Son los encargados de la síntesis de proteínas, constituidos por ARN ribosomal y proteínas. Están formados por dos subunidades, la mayor y la menor, entre las que se traduce el ARN mensajero y se ensamblan las proteínas a partir de los aminoácidos disponibles en el citoplasma. Pueden estar libres o adheridos al retículo endoplasmático.
Proteasomas
Son organelos encargados de la proteólisis, es decir, la descomposición de estas biomoléculas en sus unidades funcionales, los aminoácidos.
Vacuolas y Lisosomas: Digestión y Almacenamiento
Tienen su origen en el sistema membranoso, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi, y sus funciones están relacionadas con la nutrición, la digestión y la excreción.
Lisosomas
Son el aparato digestivo de las células y se encuentran esencialmente en las células animales; casi no están presentes en las vegetales. Digieren las sustancias nutritivas en sus componentes básicos y los ponen a disposición del metabolismo celular, además de degradar los organelos dañados o los desechos. Cuando los nutrientes entran a través de la membrana, son transportados hacia los lisosomas en vesículas temporales llamadas endosomas.
Vacuolas
Se clasifican con base en la función que desempeñan: digestivas o líticas, de almacenamiento y contráctiles. Las vacuolas líticas desempeñan en la célula vegetal un papel similar al de los lisosomas, degradando los desechos celulares.
Citoesqueleto: El Andamiaje Celular
En el interior de la célula existe una red muy compleja formada por proteínas flexibles como la actina, la flagelina y la tubulina, entre otras. Sus funciones principales son:
- Dar forma a la célula.
- Mantener los organelos en su lugar.
- Actuar como guía para el movimiento de las vesículas.
- Participar en la formación de cilios y flagelos.
Es una estructura flexible; los microtúbulos que lo conforman se arman y desintegran de acuerdo con los requerimientos de la célula. Una función importante es su participación en la reproducción celular: los microtúbulos en las células animales forman los centriolos o centrosomas, que participan en la división de los cromosomas durante la fase M del ciclo celular. Existen tres tipos de filamentos que lo componen: los de actina (microfilamentos), los filamentos intermedios y los microtúbulos.