Células: teoría celular, tipos y estructura detallada

Células y su Organización

Lic CélulasIndice Desarrollo histórico 4 Visión actual de la teoría celular 6 Tipos celulares 6 IN Tipos de célula eucariota 9 Teoria endosimbiótica 113 l organismo humano está formado por una cantidad muy considerable de células, que corresponden a una gran va- Iriedad de tipos celulares, diferenciados cada uno de ellos de manera de poder cumplir con una función específica con la máxima eficiencia.

Las células de uno o varios tipos, junto con sus productos forman los tejidos, estos tejidos integrados según modelos específicos, forman los órganos. Las etapas siguientes, que conducen a una organización más compleja, son los tractos o sistemas formados por órganos, que cumplen funciones complejas altamente inte- gradas. La etapa final es el propio organismo humano.

Podríamos considerar a todo el organismo como un gran conglo- merado de innumerables células, que viven juntas, realizan sus funciones y actúan recíprocamente entre sí, sin alteraciones ma- nifiestas, en tanto el organismo se mantenga en estado de salud.

Las enfermedades cualquiera sea el nivel, en el que se manifies- ten, ya sea a nivel de un sistema, aparato, órgano, un tejido en es- pecial, o el organismo en general, afectan al componente celular, por lo cual se determina que la enfermedad, es consecuencia de una disfunción celular.

En el estado actual de las ciencias biológicas es posible investi- gar y eventualmente interpretar, los procesos patológicos por lo que ya conocemos acerca de la función celular normal. Además, en muchos casos se puede llevar a cabo investigaciones en te- jidos o células humanas cultivadas in vitro, como ampliación de las investigaciones clínicas efectuadas en pacientes humanos.

Podemos considerar la organización biológica como una jerar- quía de niveles donde la célula es el nivel más simple, en la cual se encuentra la característica más importante de la materia vi- viente: la capacidad de autoreproduccion. En efecto se puede explicar la organización general de la célula por esta tendencia dominante.

Para reproducirse la célula debe replicar su genoma, transcribir y traducir la información codificada en él, para generar las molé- culas necesarias para todas las estructuras de su duplicado. Estas operaciones requieren el suministro continuo de energía meta- bólica y un medio cuidadosamente controlado. Órganos celula- res especializados (o componentes subcelulares) llevan a cabo cada una de estas operaciones y satisfacen cada uno de estos requisitos.

La célula es el componente básico de todos los seres vivos. El cuerpo humano está compuesto por billones de células, las cuá- les brindan estructura al cuerpo, absorben los nutrientes de los alimentos, convierten estos nutrientes en energía y realizan fun- ciones especializadas. Las células también contienen el material hereditario del organismo y pueden hacer copias de sí mismas.

A pesar que las células tienen estructuras similares, podemos observar que sus formas cambian según la función que van a cumplir.4

Desarrollo Histórico de la Citología

Robert Hooke y el Descubrimiento de la Célula

Desarrollo histórico Robert Hooke (1635 - 1703) Físico y astrónomo inglés. Desempeño un papel central en la ciencia del siglo XVII. Se inició en la carrera científica como ayudante asalariado de Robert Boyle. En 1662 fue nombrado responsable de experi- mentos de la Royal Society, de la que fue su principal impulsor. 1665 publicó el libro Micrographía, obra escrita en inglés y no en latín, relato de 50 observaciones microscópicas y telescópi- cas con detallados dibujos. Este libro contiene por primera vez la palabra célula y en él se apunta una explicación plausible acerca de los fósiles. Hooke descubrió las células observando en el microscopio una laminilla de corcho, dándose cuenta que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas que recordaban a las celdillas de un panal. Fundador de la Citolo- gía, la ciencia que estudia las células, Hooke abrió las puertas a un nuevo mundo: el mundo microscópico descripciones fisio- lógicas de los cuerpos diminutos realizadas mediante lentes de aumento con observaciones y descripciones precisas sobre ellas.

Aportaciones de Marcello Malpighi

Marcello Martillion Malpighi (1628 - 1694) Fue un anatomista y biólogo, considerado el fundador de la histología. Malpighi observó por primera vez células vivas y en 1675 con- firmó la existencia de las células en tejidos vegetales. Al me- jorar la tecnología para construir microscopios cada vez más potentes, los científicos lograron diferenciar la estructura in- terna de la célula. Entre otras aportaciones de Malpighi, pueden destacarse sus observaciones sobre los componentes del hígado, el cerebro, los riñones, el bazo, los huesos y la piel. Descubrió los glóbu- los rojos de la sangre, identificó las papilas gustativas y descri- bió detalladamente el embrión de pollo.

Anton Van Leeuwenhoek y la Vida Microscópica

ROBERT HOOKE 1635-1703 Scientist Architect Engineer Anton Van Leeuwenhoek (1632 - 1723) Un comerciante holandés que a finales del siglo XVII descu- brió la vida microscópica. Sin estudios universitarios, Leeu- wenhoek en 1674, descubrió por primera vez lo que él llamaría "animálculos", y que en realidad hoy sabemos que son proto- zoos y bacterias. Fue el primero en ver los glóbulos rojos y los espermatozoides.5

Nehemiah Grew y la Anatomía Vegetal

Nehemiah Grew (1641-1712) Botánico, médico y microscopista inglés, quien, junto con el microscopista italiano Marcello Malpighi , se considera uno de los fundadores de la ciencia de la anatomía vegetal. El mejor y más popular trabajo de Grew. La anatomía de las plantas (1682) incluye una sección sobre la anatomía de las flores y muchos grabados en madera excelentes que representan la estructura microscópica tridimensional del tejido vegetal. El libro es me- jor recordado por la idea, sugerida a Grew por el médico Sir Thomas Millington, de que el estambre , con su polen , es el órgano sexual masculino y que el pistilo corresponde al órga- no sexual femenino.

Matthias Schleiden y Theodor Schwann: Teoría Celular

Matthias Jakob Schleiden (1804 - 1881) Fue un botánico alemán que, junto con su compatriota el fi- siólogo Theodor Schwann (1810-1882), formuló la teoría celular. En 1839, Schwann se familiarizó con la investigación microscó- pica de Matthias Schleiden en las plantas. Schwann describió la célula vegetal y propuso una teoría de la célula que estaba seguro de que era la clave para la anatomía y el crecimiento de las plantas.

La teoría celular de Schleiden y Schwann señala un rasgo co- mún para todos los seres vivos: "Todos los seres vivos están compuestos por células y por pro- ductos elaborados por ellas".

Robert Brown y el Núcleo Celular

Robert Brown (1773-1858) En 1831, informó a la comunidad científica el hallazgo de un cuerpo esférico oscuro ubicado en el interior de las células, y lo denominó núcleo. Esta observación fue confirmada por muchos otros investigadores en muestras de origen animal y vegetal, sugiriendo una presencia generalizada del núcleo en las células de los seres vivos.

Cuatro años más tarde, Félix Dujardin propuso que las células no eran estructuras huecas, sino, contenían una masa homo- génea en su interior, de composición viscosa, que él denominó protoplasma.

Estos y otros hallazgos fueron dirigiendo el pensamiento cien- tífico hacia un postulado esencial que plantea que todos los seres vivos se encuentran constituidos por células.

Rudolf Virchow y la Reproducción Celular

Rudolf Virchow (1821 - 1902) En el curso de sus trabajos sobre citogénesis de los tejidos cancerosos, demostró en 1858 que toda célula procede de otra célula anterior, o como lo decía en su axioma «ommni cellula e cellula»; como la planta sólo puede proceder de otra planta y el animal de otro animal. Este nuevo postulado sobre la re- producción celular, dio lugar a lo que se conoce actualmente como la teoría celular moderna.

En cuanto a trabajos más específicos, Virchow, aparte de los ya descritos al principio, dedicó su atención al fenómeno de la inflamación, al tejido óseo (especialmente lo relativo al raqui- tismo y a la artritis deformante), a la tuberculosis, a la patología del tejido conjuntivo, a las neoplasias, etc.

Visión Actual de la Teoría Celular

6 Visión actual de la teoría celular El trabajo de los investigadores del ciclo pasado, sentó las bases para la postulación de la teoría celular actual, que se resume a continuación:

• "La célula y sus organelos son la unidad estructural que forma parte de todo ser vivo, desde una bacteria hasta el hombre."
• "La célula es la unidad funcional de los seres vivos; realiza todos los procesos, reacciones químicas y funciones que posibilitar la vida".
• "La célula es la unidad de origen; toda célula proviene de otra preexistente, como ocurre en los organismos que se reproducen asexualMente. EN los organismos que se repro- ducen sexualmente, las células sexuales o gametos posibilitan el desarrollo de un Nuevo ser".

Tipos Celulares

Tipos celulares L a utilización del microscopio, no solo permitió el conocimiento de una gran diversidad de formas de vida microscópica, sino, permitió comprender la organización de os tejidos en los organismos macroscópicos, descubriendo en ellos una variedad de tipos celulares.

Los científicos han clasificado las células en dos grandes tipos, utilizando como criterio para esta agrupación la presencia o ausen- cia de núcleo verdadero. Así se reconocen células procariontes (pro= antes de, karyon= núcleo) y células eucariontes (eu= verda- dero; karyon= núcleo).7

Células Procariontes

Células procariontes Desde el punto de vista estructural las células procariontes son la forma de vida más simple que se conoce. Los organismos representantes pertenecen al reino Monera, como las bacte- rias y las algas azul-verdosas. Las células procariontes pueden presentar distintas formas: esféricas, ovoide, de bastón o espi- raladas; sin embargo, su composición interna es similar.

Generalmente presentan una cubierta externa llamada pared celular, debajo de la cual se encuentra la membrana plasmá- tica, la cuál es la responsable del intercambio de sustancias entre la célula y el medio que lo circunda.

El citoplasma o citosol, se encuentra delimitado por la mem- brana celular, en el ocurren todos los procesos químicos que permiten el desarrollo y crecimiento de la célula.

En este tipo de células, el material genético (ADN), se encuen- tra en el citoplasma sin ninguna estructura que lo delimite, así como las enzimas que permiten la degradación de lípidos y carbohidratos para obtener energía.

Otro aspecto que permite reconocer a las células procariontes es la ausencia de organelos y sistemas membranosos.

Células Eucariontes

Células eucariontes Hace unos 3700 millones de años aparecieron sobre la Tie- rra los primeros seres vivos. Eran microorganismos pequeños, unicelulares, no muy distintos de las bacterias actuales. A las células de ese tenor se las clasifica entre los procariotas, por- que carecen de núcleo (karyon en griego), un compartimento especializado donde se guarda la maquinaria genética. Los procariotas alcanzaron pleno éxito en su desarrollo y multipli- cación. Gracias a su notable capacidad de evolución y adap- tación, dieron origen a una amplia diversidad de especies e invadieron cuantos hábitats el planeta podía ofrecerles.

La biosfera estaría repleta de procariotas si no se hubiera dado el avance extraordinario del que surgió una célula pertene- ciente a un tipo muy distinto: eucariota, es decir, que posee un núcleo genuino. (El prefijo eu, de origen griego, significa "bue- no".) Las consecuencias de este acontecimiento marcaron el inicio de una nueva época. En nuestros días todos los organis- mos pluricelulares están constituidos por células eucariotas, que tienen una complejidad mucho mayor que las procariotas.

Si no hubieran aparecido las células eucariotas, no existiría ahora la extraordinaria variedad, tan rica en gamas, de la vida animal y vegetal en nuestro planeta; ni tampoco habría hecho acto de presencia el hombre para gozar de tamaña diversidad y arrancarle sus secretos.

Las células presentan tres tipos de actividades:

1. Obtienen energía a partir de substancias externas y por medio de procesos químicos programados que estudiaremos más adelante.
2. Sintetizan moléculas complicadas, lo que les permite repro- ducirse y crecer.
3. Transforman la energía que han obtenido utilizándola para moverse en su medio y transportar los nutrientes contenidos en su interior.

La forma en la que realizan estos procesos constituye el fun- cionamiento de la maquinaria de la vida.