Teoría Celular
La invención del microscopio en Holanda fue fundamental para desarrollar la Teoría Celular. Según Matthias Schleiden y Theodor Schwann:
- La célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos, ya que todos están formados por una o más células. Robert Hooke descubrió la célula en una preparación de corcho, y una gran infinidad de muestras de tejidos animales y vegetales permitieron asentar esta idea. Santiago Ramón y Cajal le dio universalidad al demostrar que incluso el tejido nervioso estaba formado por células.
- La célula es la unidad fisiológica de los organismos, ya que son capaces de realizar todos los procesos metabólicos relacionados con su nutrición, relación y reproducción.
Gracias a Rudolf Virchow añadimos que:
- Toda célula procede por división de otra célula. La refutación de la generación espontánea por Louis Pasteur y la observación de la división celular más tarde, previa al descubrimiento del núcleo por Robert Brown, permitieron dicho avance.
Los últimos avances en genética nos permiten añadir un cuarto punto:
- La célula es la unidad genética de los seres vivos, pues en el ADN se encuentra la información y control del funcionamiento de la célula.
Datos Generales
La relación entre el volumen del citoplasma y el volumen del núcleo es vital para iniciar procesos de división celular, ya que es imposible controlar cierto volumen de citoplasma. Dicha relación también guarda relación con la edad, forma o especificidad de las células, de ahí la enorme diversidad de formas y tamaños.
Tipos de Estructuras Celulares: Diferencias entre el Modelo Procariota y Eucariota
| Característica | Procariota | Eucariota |
|---|---|---|
| Tamaño | 1-10 micras | 10-100 micras |
| Membrana | Sin colesterol, con repliegues hacia el interior | Con colesterol |
| Material genético | ADN circular superenrollado en la región central (nucleoide), libre en el citoplasma | ADN lineal condensado a cromatina dentro de un núcleo |
| Citoplasma | Sin orgánulos | Con orgánulos |
| Ribosomas | 70s | 80s |
| Matriz | Pared de mureína, con o sin cápsula | Sin pared o de celulosa o quitina |
| Flagelo | De flagelina | De microtúbulos (9+2) |
| Otros componentes | Pueden presentar plásmidos y fimbrias | Una gran variedad de orgánulos |
Diferencias entre el Modelo Eucariota Animal y Vegetal
| Característica | Animal | Vegetal |
|---|---|---|
| Tamaño | Algo menor | Algo mayor |
| Matriz | Sin pared | Pared de celulosa |
| Núcleo | Centrado | Desplazado |
| Centrosoma | Con centriolos y áster | Sin centriolos, con MTOC |
| Orgánulos membranosos | Con lisosomas | Con cloroplastos |
| Vacuolas | Sin vesículas | Muy grandes |
| Otros componentes | Cilios, flagelos, microvellosidades | Sin cilios |
Nota: La célula de los hongos presenta una pared de quitina, un centrosoma sin centriolos y lisosomas, pero realizan la digestión extracelular.
Partes de la Célula
Membrana Plasmática
Es una fina película de 75 Å que rodea la célula y la separa del medio externo. Está constituida por una doble membrana de fosfolípidos a la que se asocian proteínas por ambas caras, total o parcialmente englobadas. Todas las moléculas se pueden mover. Los radicales polares van hacia fuera y los apolares hacia adentro. Este es el origen de la fluidez, que le permite adaptarse a los cambios. El colesterol se dispone en los huecos que dejan los codos de los ácidos grasos insaturados, da estabilidad y reduce la fluidez de la membrana. Las proteínas se clasifican en integrales, que si la atraviesan completamente se denominan transmembranosas, y las periféricas, adosadas a la bicapa y solubles.
Las propiedades de la membrana son: ser una estructura dinámica que permite autorepararse o fusionarse con otra membrana, permitir la endo y la exocitosis, y la estructura asimétrica. El glucocálix es el conjunto de glucolípidos y glucoproteínas presentes sólo en la capa externa, con función de reconocimiento.
Las funciones de la membrana son: mantener separado el medio externo e interno, realizar procesos de endo y exocitosis, regular la entrada y salida de moléculas e iones a la célula, permitir el reconocimiento celular, formar uniones con otras células o la matriz, actividad enzimática, etc.
Transporte
La membrana plasmática es permeable para sustancias apolares grandes y otras moléculas pequeñas como el O2, N2 o CO2, pero impermeable a sustancias polares grandes e iones. Las moléculas se mueven a través de la membrana por un gradiente electroquímico, de manera que siempre intentarán equilibrar cargas eléctricas y concentración de sustancias, todo ello sin gasto energético. El mecanismo de entrada para las pequeñas moléculas y las sustancias apolares se llama difusión simple, que se realiza a través de la propia membrana, o por canales si el transporte es de iones. Este mecanismo es básico en la transmisión del impulso nervioso.
Las sustancias muy grandes pasarán a través de endocitosis, un proceso de creación de vesículas a partir de la propia membrana por la unión en su cara interna de la proteína clatrina, cuando un receptor de la membrana en su cara externa detecta esas sustancias. Si el contenido es sólido se forma un fagosoma, si es líquido, una vesícula pinocítica.
Uniones intercelulares
Hay células que precisan de fuertes uniones entre ellas o a la matriz que les rodea. Son células sometidas a esfuerzos o que no deben dejar espacios para evitar la entrada de sustancias indeseables. Se distinguen 3 tipos:
- Uniones íntimas: Las proteínas filamentosas atraviesan la membrana de dos células contiguas, sin dejar hueco entre ellas.
- Uniones adherentes o desmosomas: Unen fuertemente células frente a la tracción. Dejan un hueco pequeño. Cuando se une a la matriz, se denomina hemidesmosoma.
Citoplasma
1. Citosol
- Composición: Está formado por agua (85%) y una gran cantidad de moléculas disueltas (proteínas, ácidos nucleicos, lípidos, glúcidos, así como sus componentes básicos, productos de desecho y sales disueltas).
- Estructura: Presenta dos estados físicos, según el tamaño de las partículas disueltas: gel (viscosa) y sol (fluida). El cambio de una a otra posibilita el movimiento ameboide, ya que bajo la membrana suele tener consistencia de gel.
- Funciones: Regula el pH, disuelve moléculas, contiene enzimas que participan en infinidad de reacciones químicas de la célula.
2. Inclusiones Citoplasmáticas
Son acumulaciones de sustancias hidrófobas en el citoplasma de células procariotas y eucariotas. Forman masas sin forma cuya función es de reserva o de sustancias como el látex o los aceites esenciales en las plantas, con función protectora y para atraer animales, o sustancias de desecho, que suelen cristalizar o, en el caso de los pigmentos, dan color a la célula como la lipofuscina de las células nerviosas o la hemosiderina de la hemoglobina.