LA CÉLULA.

LA CÉLULA

1. TEORÍA CELULAR

Célula, es una palabra muy sencilla pero con un gran significado en la historia de la biología. En 1665, el científico inglés Robert Hooke, utilizando un microscopio primitivo, observó en un pedazo de corcho muy delgado pequeñas celdas a las cuales llamó células, hasta este momento dichas celdas no se relacionaban con la vida de las plantas, sino con el almacenamiento de ciertos "jugos". Desde aquí el microscopio comenzó a ser una herramienta esencial en el ámbito científico de la época y en el desarrollo de la biología en general. Luego, muchos otros científicos en otros países durante diecisiete décadas y utilizando el microscopio, lograron perfeccionar el diseño de este instrumento lo que permitió una mejor visualización de las células.

En la siguiente tabla tenemos una reseña histórica de la teoría celular:

ROBERT HOOKE(1665) Con sus observaciones postuló el nombre célula para referirse a los compartimentos que encontró en un pedazo de corcho, al observar al microscopio

ANTON VAN LEEUWENHOEK (1673) Realizó observaciones de microorganismos de charcas, eritrocitos humanos, espermatozoides.

THEODOR SCHWANN (1839) Postuló el primer concepto sobre la teoría celular . Las células son las parte elementales tanto de plantas como de animales.

RUDOLF VIRCHOW (1850) Escribió: "Cada animal es la suma de sus unidades vitales, cada una de las cuales contiene todas las características de la vida. Todas las células provienen de otras células".

Los postulados que definen como tal la teoría celular son:

 Todos y cada uno de los organismos vivos están constituidos por una célula (unicelulares) o más células (multicelulares).

 Los antecesores de las células, son células preexistentes.

2. Características básicas o PROPIEDADES DE UN SISTEMA VIVO

A. Nivel de organización: La naturaleza en su afán de reducir los errores que se puedan generar en un sistema vivo, le confiere a las células la propiedad de organizarse a distintos niveles entre los cuales podemos contemplar: la organización de átomos (La célula no es una colección de elementos químicos de la tierra dispuestos aleatoriamente, en realidad es un sistema químico selectivo conformado esencialmente por C, H, O, N, S, P, que son los principales elementos de la vida. Lo anterior revela que el evento celular y su organización no es producto del azar. Por otra parte, la célula se considera en realidad un sistema termodinámico abierto, que toma energía de su entorno para mantener la estructura) en moléculas de tamaño pequeño, éstas a su vez en polímeros gigantes y luego en complejos poliméricos que subsecuentemente conformarán los organelos subcelulares y finalmente la célula como unidad básica estructural y funcional.

B. Nutrición: Las células toman sustancias del medio que utilizan en la obtención y transformación de la energía necesaria para su metabolismo.

C. Crecimiento: También son capaces de utilizar las sustancias que asimilan del medio para sintetizar biomoléculas que contribuyen al aumento de su tamaño y autorreplicación . El crecimiento es por tanto, un aumento en la masa celular como resultado en el incremento del tamaño y/o número de las células individuales. Este crecimiento puede ser uniforme en las diversas partes del cuerpo de un organismo, o diferencial en unas partes, de modo que las proporciones corporales cambian de acuerdo con el crecimiento.

D. Diferenciación: Esta propiedad hace parte del ciclo celular, originando o modificando ciertas estructuras y/o sustancias que conducen a cambios en su morfología y función.

E. Señalización Química: Característica que se da con mayor frecuencia en los organismos pluricelulares cuyas células requieren de señales químicas que facilitan la comunicación intercelular, la cual permite que posteriormente se puedan diferenciar y cumplir con una función determinada.

F. Respuesta a estímulos (Irritabilidad) ocasionados por cambios físicos o químicos en el ambiente interno o externo. La mayoría de las células poseen mecanismos conformados de receptores los que permiten desarrollar cierta sensibilidad a sustancias químicas, tales como hormonas, factores de crecimiento, materiales extracelulares, así como responder de manera específica a compuestos presentes en las superficies de otras células. Las respuestas más comunes a los diferentes estímulos pueden conducir a la alteración de las actividades metabólicas, preparación para la división celular, desplazamiento de un lugar a otro y aún al “suicidio" (apoptosis).

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G. Evolución: Las células son susceptibles de cambios para adquirir nuevas propiedades biológicas que les permitan adaptarse a medios particulares o a su misma supervivencia. Por consiguiente se pueden elaborar árboles filogenéticos que muestran las relaciones existentes entre ellas.

H. Capacidad de autoregulación: La célula al ser un sistema tan complejo, necesita de mecanismos de control para corregir errores que se pueden presentar. La autorregulación se hace evidente cuando falla alguno de los puntos de control como en el caso del cáncer. El problema de dichas fallas se debe a que cada uno de los pasos necesarios en determinado proceso celular es esencial , ya que es necesario que suceda un paso para que se dé el siguiente, por tanto un error en los genes de la cadena de ADN debe ser corregido a tiempo para que la célula continúe con su ciclo normal.

3. ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE LAS CÉLULAS

Con el desarrollo de la microscopía, Chatton (1937) propuso el término procarióticas a las células del reino Monera y eucarióticas a las células del domino Eukarya. Estos términos tienen significado etimológico (pro = antes, karyon = núcleo, eu = verdadero).

Los dos tipos de células muestran algunas características similares, tales como:

o Poseen un lenguaje genético idéntico.

o Ambas tienen rutas metabólicas comunes.

o Presentan estructuras similares en algunos de sus componentes. Ej: la membrana celular, la cual funciona como una barrera de permeabilidad selectiva y los ribosomas en su citoplasma.

o Ambos tipos de células pueden estar rodeados por pared celular que proporciona rigidez a las células sin embargo, su composición es diferente.

o Los dos tipos celulares tienen una región “nuclear” donde está el material genético rodeado por el citoplasma. En las procarióticas es el nucleoide sin envoltura (carioteca), mientras que en eucarióticas dicha región siempre se encuentra separada de citoplasma por la envoltura nuclear.

Pero también presentan muchas características que las diferencian y por las cuales se genera la división, entre ellas:

CARACTERÍSTICA PROCARIOTICAS EUCARIÓTICAS

TAMAÑO CELULAR 1 a 10 mm de diámetro 10 a 100 mm de diámetro

MATERIAL GENÉTICO Adherido al mesosoma de la membrana plasmática y concentrado en una región denominada nucleoide Presente en un núcleo rodeado por una envoltura

CROMOSOMAS Único, generalmente circular y sin proteínas Muchos, lineales y con proteínas (histonas y no histonas)

ADN 0.25mm -3mm de longitud

pares de bases En células tan "simples" como la levadura 4,6 mm. de longitud

CITOPLASMA En gran medida indiferenciado. Contiene una gran cantidad de estructuras, llamadas organelos subcelulares algunos de ellos con unidad de membrana.

ORGANELOS SUBCELULARES Ribosomas

Carente de sistema de citomembranas. Ribosomas, Sistema de citomembranas (mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplasmático, aparato de golgi, vacuolas, lisosomas, citoesqueleto)

PARED CELULAR Constituído por peptidoglicanos. Excepto en arquea y micoplasmas. Compuesta principalmete por celulosa, en algunos casos presenta lignina, pectina. Excepto células animales.

MOVILIDAD Flagelos constituidos por flagelina Cilios y flagelos constituidos por tubulina con organización 9+2.

Fuente: Universidad Nacional de Colombia. 2005.

3.1 CÉLULA PROCARIÓTICA

En la naturaleza hay tres dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya. Los dos primeros tienen características propias de células procariotas, es por eso, que pertenecen a un solo dominio, Procariota.

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A. GENERALIDADES

Las células procarióticas no están compartimentalizadas por membranas internas. Es decir que no posee organelos celulares membranosos como los que se encuentran en las células eucariotas. Sin embargo, contienen mesosomas que corresponden a replegamientos derivados de la membrana plasmática cercanos a las zonas de división celular y que están relacionadas con la formación del tabique transversal e intercambio de material genético, a su vez estas células pueden presentar complejos membranosos utilizados en la fotosíntesis que también son parte de la membrana citoplamática y que semejan los paquetes de membranas tilacoidales en los cloroplastos (laminillas fotosintéticas), lo cual soporta la teoría de la endosimbiosis.

Como se dijo anteriormente, se consideran células procariotas a las incluidas en los dominios arquebacteria y bacteria. Este último contempla a las bacterias verdaderas o eubacterias, micoplasmas y cianobacterias. Estas células tienen la capacidad de colonizar infinidad de ambientes en la tierra debido a que pueden utilizar diversos recursos energéticos, aún en condiciones extremas como en el caso de las arquebacterias (El nombre arquebacterias se refiere a la era arqueana, un período geológico

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