La biología celular o bioquímica celular (anteriormente citología, del griego κύτος, que significa ‘célula’)1 es una disciplina académica que se encarga del estudio de las células en lo que respecta a las propiedades, estructura, funciones, orgánulos que contienen, su interacción con el ambiente y su ciclo vital.
Con la invención del microscopio óptico fue posible observar estructuras nunca antes vistas por el hombre, las células. Esas estructuras se estudiaron detalladamente algo más tarde, con el empleo de diversas técnicas de tincióny de citoquímica y más tarde con la ayuda fundamental del microscopio electrónico.
La biología celular se centra en la comprensión del funcionamiento de los sistemas celulares, de cómo estas células se regulan y la comprensión del funcionamiento de sus estructuras. Una disciplina afín es la biología molecular.
Historia
Estudios estructurales
La primera referencia al concepto de célula data del siglo XVII, cuando el inglés Robert Hooke utilizó este término, para referirse a los pequeños huecos poliédricos que constituían la estructura de ciertos tejidos vegetales como el corcho (y por su parecido con las habitaciones de los sacerdotes llamadas celdas).
No obstante, hasta el siglo XIX no se desarrolla este concepto considerando su estructura interior. Es en este siglo, cuando se desarrolla la teoría celular, que reconoce la célula como la unidad básica de estructura y función de todos los seres vivos, idea que constituye desde entonces uno de los pilares de la biología moderna.
Fue esta teoría celular la que impulsó en buena medida las investigaciones biológicas al terreno microscópico, pues las células no son visibles a simple vista. La unidad de medida utilizada es el micrómetro (μm) antes conocida como micra, existiendo células de entre 2 y 20 μm, aunque las neuronas pueden tener una longitud mayor.
La investigación microscópica pronto daría lugar al descubrimiento de la estructura celular interna incluyendo el núcleo, los cromosomas, el aparato de Golgi, las mitocondrias y otros orgánulos celulares, así como la identificación de la relación existente entre la estructura y la función de los orgánulos celulares.
Ya en siglo XX, la introducción del microscopio electrónico reveló detalles de la megaestructura celular, y aparecieron la histoquímica y la citoquímica. También se descubrió la base material de la herencia, con los cromosomas y el ADN, y nació la citogenética.
Estudios bioquímicos
La Biología Celular como tal, surgió como consecuencia de un cambio en la concepción del estudio de los organismos vivos, en tanto éstos mostraban funciones que sobrepasaban lo estructural. Es esencial conocer los procesos de la vida de la célula durante su ciclo celular, como son la nutrición, la respiración, la síntesis de componentes, los mecanismos de defensa, la división celular y la muerte celular.
La historia de la bioquímica como la conocemos hoy en día, viene del siglo XIX cuando una buena parte de la biología y de la química se orientaron a la creación de una nueva disciplina integradora: la química fisiológica hoy conocida como bioquímica.
Podemos entender la bioquímica como una disciplina científica integradora, que aborda el estudio de las biomoléculas y los biosistemas. Integra de esta forma las leyes químico-físicas y la evolución biológica que determinan a los biosistemas y a sus componentes.
Estudios moleculares
La Biología Molecular implica la comprensión de las interacciones de los diferentes sistemas de la célula, lo que incluye muchísimas relaciones, entre ellas las del ADN con el ARN, la síntesis de proteínas, el metabolismo, y cómo todas esas interacciones son reguladas para conseguir un correcto funcionamiento de la célula.
La Biología molecular tiene como objetivo el estudio, desde el punto de vista molecular, de los procesos que se desarrollan en la célula viva. Dos macromoléculas en particular son objeto de su estudio: el ADN y las Proteínas. Esta área específica de estudio está relacionada con otros campos de la Biología Celular, como son la Ingeniería genética y la bioquímica.
La citoquímica constituye un complemento valioso de las técnicas clásicas utilizadas para el estudio de la morfología, bioquímica celular y biología molecular.
Atendiendo a su organización celular, los seres vivos se clasificarían en acelulares (virus, viroides) y celulares, siendo estos últimos a su vez clasificados en eucariotas y procariotas.
Campos de estudio
Para alcanzar sus objetivos, los biólogos celulares se ven obligados a estudiar los componentes de la célula a nivel molecular (biología molecular).
Componentes principales del estudio celular:
- membrana plasmática
- citoesqueleto
- núcleo celular
- ribosomas
- retículo endoplásmico
- aparato de Golgi
- mitocondrias
- cloroplastos
- lisosomas
- peroxisomas
- vacuolas
- pared celular
- tráfico intracelular de membranas
diagram illustrating a myosin/kinesin molecule with attached cargo walking down an actin chain
Based on PDB 1CUL and Heller/Schaefer/Schulten lipid bilayer coordinates
Categories of adrenergic receptors, their signal transductions and their effects.
recombination consequences of A,B and O human antigens for blood group
Diagram of the animal cell cycle.
Antigen presentation stimulates T cells to become either "cytotoxic" CD8+ cells or "helper" CD4+ cells.
Array-CGH protocol
Animal Cell schematic
Implication of autophagy deregulation in Parkinson's disease (PD).
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