LA CÉLULA Y LA TEORÍA CELULAR
“Cuándo el último animal muera, cuando el último vegetal se seque, quizá el hombre entienda que el dinero no se come”.
Anónimo Hindú.
El concepto de célula como unidad anatómica y funcional de los organismos surgió entre los años 1830 y 1880, aunque fue en el siglo XVII cuando Robert Hooke describió por vez primera la existencia de las mismas, al observar en una preparación vegetal la presencia de una estructura organizada que derivaba de la arquitectura de las paredes celulares vegetales. En 1830 se disponía ya de microscopios con una óptica más avanzada, lo que permitió a los investigadores Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann en 1839, postular La teoría celular la cual afirma:
· Que la célula es una unidad morfológica (estructural) de todo ser vivo: es decir, que en los seres vivos todo está formado por células o por sus productos de secreción.
· Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la afirmación Omnis cellula ex cellula, la cual indica que toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis).
· Un tercer postulado de la teoría celular indica que las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera que basta una sola de ellas para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica (funcional)de la vida y tienen forma y funciones específicas.
· Finalmente, el cuarto postulado de la teoría celular expresa que cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular
La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de auto replicarse.
CONCEPTOS IMPORTANTES:
1. Definición
Una célula (del latín cellulae, celdillas) es la unidad estructural (morfológica) y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.
2. Clasificación
Las células se pueden clasificar según diferentes características:
1. Los organismos vivos se pueden clasificar según el número de células que posean en:
a. Unicelular: si sólo tienen una célula, (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos.
b. Pluricelular: si poseen más de una célula. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano.
2. Las células se organizan según su organización:
a. Procariotas: poseen el material genético en el citosol, carecen de citoesqueleto, se clasifican en células arqueas y bacterias).
b. Eucariotas: presentan una estructura básica relativamente estable caracterizada por la presencia de distintos tipos de orgánulos especializados dentro de ella (llamados intra-citoplasmáticos), entre los cuales destaca el núcleo, que alberga el material genético. Divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen células con propiedades características.
2. Características Generales Las células vivas son un sistema bioquímico (biologíco y químico) complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:
Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.
Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.
Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.
Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina síntesis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, etc...en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales.
Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular.
ORGANELOS
MEMBRANA CELULAR: La membrana plasmática es una estructura laminada y formada por fosfolípidos (moleculas anfifílicas con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica) y proteínas que engloban a las células. La delimita, le da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre su interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular). Además, se asemeja a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas.
Está compuesta por 4 láminas que sirven de "contenedor" para el citosol y los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas).
La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, iones y metabolitos, a la vez que mantiene el potencial electroquímico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente). La membrana plasmática es capaz de recibir señales que permiten el ingreso de partículas a su interior.
La función básica de la membrana plasmática es mantener el medio intracelular diferenciado del entorno. Esto es posible gracias a la naturaleza aislante en medio acuoso de la bicapa lipídica y a las funciones de transporte que desempeñan las proteínas. La combinación de transporte activo y transporte pasivo hacen de la membrana plasmática una barrera selectiva que permite a la célula diferenciarse del medio.
Permite a la célula dividir en secciones los distintos orgánulos y así proteger las reacciones químicas que ocurren en cada uno.
Crea una barrera selectivamente permeable en donde solo entran o salen las sustancias estrictamente necesarias.
Transporta sustancias de un lugar de la membrana a otro, ejemplo, acumulando sustancias en lugares específicos de la célula que le puedan servir para su metabolismo. Percibe y reacciona ante estímulos provocados por sustancias externas (ligandos). Mide las interacciones que ocurren entre células.
CITOPLASMA: El citoplasma es el espacio celular comprendido entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear. Está constituido por el citosol, el citoesqueleto y los orgánulos celulares.
El citosol (también llamado hialoplasma) es el medio interno del citoplasma. En él flotan el citoesqueleto y los ribosomas.
Está formado por un 85% de agua con un gran contenido de sustancias dispersas en él de forma coloidal (prótidos, lípidos, glúcidos, ácidos nucleicos y nucleótidos así como sales disueltas. Entre sus funciones destacan la realización, gracias a los ribosomas y la síntesis de proteínas, con los aminoácidos disueltos en el citosol. Estas proteínas quedan en el citosol (enzimas, proteínas de reserva energética o proteínas que formarán el citoesqueleto). En él se produce una ingente cantidad de reacciones metabólicas importantes: glucólisis, gluconeogénesis, fermentación láctica, etc.
El citoesqueleto aparece en todas las células eucariotas.
La composición química es una red de fibras de proteína (microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos).
Sus funciones son mantener la forma de la célula, formar pseudópodos, contraer las fibras musculares, transportar y organizar los orgánulos celulares.
NUCLEO: El nucleo es una estructura constituida por una doble membrana, denominada envoltura nuclear que rodea al ADN de la celula separandolo del citoplasma. El medio interno se denomina nucleoplasma y en el estan sumergidas, mas o menos condensadas, las fibras de ADN que se llaman cromatina y corpusculos formados por ARN conocidos como nucleolos. Rodeado de una membrana propia, llamada membrana nuclear, es la parte central de la celula, que contiene el acido desoxirribonucleico (ADN o en inglés DNA), donde se encuentran codificados los genes.
MITOCONDRIAS: Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por tanto,como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos).
APARATO DE GOLGI: Está formado por sacos aplanados limitados por membranas. Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso. El material nuevo de las membranas se forma en varias cisternas del Golgi. Se encuentra en el citoplasma de la célula. Dentro de las funciones que posee el aparato de golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección , destinación (targeting), glicosilación de lípidos y la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular
RIBOSOMAS: Los ribosomas son estructuras globulares, carentes de membrana. Están formados químicamente por varias proteínas asociadas a ARN ribosomico procedente del nucléolo. Pueden encontrarse libres en el citoplasma o adheridos a las membranas del retículo endoplasmático. Unas proteínas (riboforinas) sirven de nexo entre ambas estructuras.
Su estructura es sencilla: dos subunidades (una mayor o otra menor) de diferente coeficiente de sedimentación.
Su función consiste únicamente en ser el orgánulo lector del ARN mensajero, con órdenes de ensamblar los aminoácidos que formarán la proteína. Son orgánulos sintetizadores de proteínas.
Videos para observar:
http://www.youtube.com/watch?v=qc8hUUY_exQ&feature=BFa&list=PL8377204CFFB760B0&lf=results_main Marius travel
http://www.youtube.com/watch?v=uhS6yt5t8i8&feature=related Definitions
