La teoría celular sintetiza los principales descubrimientos citados en el apartado anterior en los siguientes postulados:
1.- La unidad estructural y funcional de los seres vivos es la célula.
2.- Todos los seres vivos están constituidos por unidades básicas denominadas células.
3.- Las células se originan exclusivamente por división de otras células.
Se puede añadir que las células se observan de forma aislada, constituyendo seres unicelulares, o como parte de organismos complejos multicelulares o pluricelulares. En este último caso, las células se asocian formando poblaciones que se reparten las funciones del organismo, especializándose cada tipo celular en una misión determinada.
Siendo estrictos, uno de estos postulados está formulado de manera incompleta: "toda célula procede de otra célula". Como veremos en el siguiente apartado, la teoría sobre el origen de la vida es la teoría del origen de la célula, y en ella se sostiene que las primeras células aparecieron gracias a procesos físico-químicos. Por tanto, podríamos reformular este postulado diciendo que toda célula procede de otra célula excepto las primeras células en el origen de la vida.
Un avance que también puede hacer reformular el postulado 3 viene del campo de la biología sintética. Se han realizado experimentos de laboratorio en los cuales se ha sintetizado un genoma bacteriano y se ha incluido en otra bacteria a la que previamente se le ha eleminado su propio ADN (Gibson et al., 2010). El resultado es una célula producida en el laboratorio, aunque sólo el ADN se ha sintetizado químicamente. Sin embargo, puede ser el primer paso hacia una síntesis en el laboratorio de una célula completa exclusivamente a partir de moléculas orgánicas. Recientemente se ha sintetizado un cromosoma eucariota completo (Annaluru et al., 2014).
https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/1-teoria_celular.php
La teoría celular es una parte fundamental de la Biología que explica la constitución de los seres vivos sobre la base de células, el papel que estas tienen en la constitución de la vida y en la descripción de las principales características de los seres vivos.12 Las primeras células deberán estar impulsadas de organismos sencillos capaces de una óptima adaptación es así como varios postulados se han basado en experimentos empíricos, donde se trata de replicar condiciones primitivas, como bajo índice de oxígeno, excesiva cantidad de dióxido de carbono, ambientes ácidos, entre otras, mediante los cuales se busca conocer la forma de adaptación y proliferación de los organismos, con el fin de llegar a un antepasado común del cual se desprenda toda la historia.34Todos estos registros se encuentran establecidos por un sin número de estudios complementarios al conocimiento actual de esta teoría los cuales han corroborado teorías anteriores a ellas y han sustentado nueva información de gran relevancia para las personas en la actualidad.5La hipótesis más aceptada para explicar el origen biológico de las células eucariotas establece que cierto tipo de procariotas necesitaron trabajar de manera grupal, de donde consecuentemente cada una fue especializándose y adquieriendo una función que más tarde estructurarían un organismo completo.67
De manera general se establece que el antepasado del cual surgen todas las clasificaciones y que presenta características comunes se denomina protobionte,8 ya que está estará dotada de los implementos necesarios para la transcripción y la traducción genética; de esta se derivan por diversas características más especializadas tres modelos de procariotas, se conoce como archeas, urcariotas y bacterias, las cuales permanecieron así durante un período largo de tiempo, en el cual estos organismos adaptaron su proceso metabólico a las intensas condiciones terrestres. Muchos de estas definiciones no se las pudo establecer de manera inmediata ya que se partía de que la materia se conformaba por moléculas y no se podía concluir cuales eran las unidades básicas estructurales.98 En cuanto a la realización de los intentos de las células por buscar su supervivencia se generó otras etapas celulares que lo describen:1011
Necesitadas de compuestos orgánicas disponibles en el medio, con el paso del tiempo se llegaron a limitar estas condiciones, razón por la cual cierto grupo de células tuvo que buscar otras adaptaciones, de donde se derivan.11
Algunas de estas células primitivas logran fabricar sustancias orgánicas mediante la fijación y reducción de CO2, dando los primeros pasos para la fotosíntesis,12 medio de alimentación de carácter autótrofo, en la fotosíntesis se utiliza el agua como donante de electrones, esto nos da como origen el O2, este proceso será indispensable, mediante el cuál se logra el cambio de una atmósfera reductora en la oxidante.13
Se especializan en el uso para su alimentación del dióxido de carbono disponible, de manera que su fuente de recursos representara un alto índice y que permitiese el desarrollo libre del otro grupo de células, y dentro de las cuales otras llegaron a adaptarlas como una respiración aerobia para su metabolismo y consecuentemente para una nutrición heterótrofa de carácter aerobio.1114
Después de varios de estos procesos, se empezó a generar una etapa evolutiva más intensa de manera que las células que habían sobrevidido a las condiciones precarias del inicio empezaron a desarrollar mecanismos que les ayude a aprovechar los recursos que se iban presentando, de esa manera comenzaron a sintetizar los compuestos más básicos convirtiéndolas en sustancias más complejas catalogadas como orgánicas, de esa manera su desarrollo se empezó a dar con mayor eficiencia.15De ésta síntesis, las sustancias que más se destacan por presentarse precariamente son nucleótidos y aminoácidos, las cuales se pudo sintetizar mediante experimentos posteriores y se las consideraba como moléculas sencillas, la asociación de estas permitió la formación de moléculas de mayor complejidad como las poteínas las cuales definieron las características de los seres vivos a nivel composicional.1617
Se caracterizan por presentar características definidas de las células eucariotas, la más relevante de ellas la presencia de un núcleo definido. Según la evolución y la teoría celular este tipo de células intentaron fagocitar a las células procariotas pero fallaron, razón por la cual plantearon una relación entre las dos principalmente se asocia con bacterias anaerobias heterótrofas en donde la estabilización y colaboración se daba cuando la una proporcionaba sustancias orgánicas y la otra aprovechaba la capacidad de realizar procesos oxidativos.
Antecedentes[editar]
A inicios del siglo XVII, Marcello Malpighi realizó sus investigaciones sobre la organización vegetal determinó una pequeña estructura que más tarde sería denominada en referencia con la propuesta de Hooke con "cellulae" pero por los bajos fundamentos que estos presentaban se creó una controversia sobre si la célula era lo que se definía como un ser real o una cavidad.18 Consecuentemente se logró establecer que aquello que se observaba era lo que hoy se conoce como pared celular, con la concreción de este tema se logró establecer que la célula era completa y compleja lo que fomento el interés sobre la membrana celular y nuclear.31920
Otro aspecto que contribuye como promotor de planteamientos que ahora ya son teóricos y aplicables, es la consecuención de mitocondrias que se basan en pruebas vestigiales muy relacionados al ADN y la construcción de proteínas, de ello se puede destacar la adopción endosimbiótica.2122
Principios[editar]
Los conceptos de materia viva y célula están estrechamente ligados a la biología ya que esta abarca todos los preceptos que la componen y la relación y función que ejercen dentro del ecosistema y, a nivel celular, en su organismo.23 La materia viva se distingue de la inerte (materia muerta) por su capacidad para metabolizar y autoperpetuarse, además de contar con las estructuras que hacen posible la ocurrencia de estas dos funciones; si la materia metaboliza y se autoperpetúa por sí misma, se dice que está viva.,24 que es lo que comprende funcionalmente a los componentes para el propósito que presenta cada ser vivo. Muchos de estos organismos son capaces de cumplir con diversas funciones dependiendo de sus necesidades pero sus células presentan las mismas estructuras, ya que es a escalas macromoleculares donde se logra diferenciar lo que realmente define a cada uno.2526
Varios científicos postularon numerosos principios para darle una estructura adecuada:
- Carl Woese , en 1980, establecía una capacidad biológica de las células primitivas para realizar actividades de funcionamiento genómico y fue de esta fundamentación que se las pudo clasificar como:Bacterias, urcariotas y arqueas.11 llegó a obtener este conocimiento gracias a que centro sus estudios en el llamado ARN ribosómico 16s, el cual es una secuencia que esta en todos los seres vivos, con evolución lenta donde se puede rastrear cambios evolutivos en los organismos.2227
- Robert Hooke, observó una muestra de corcho bajo el microscopio, Hooke no vio células tal y como las conocemos actualmente, él observó que el corcho estaba formado por una serie de celdillas de color transparente, ordenadas de manera semejante a las celdas de una colmena; para referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la palabra célula.328 Tiempo después este proceso sería realizado por otros científicos con evaluación microscópica de manera que se pudo visualizar correctamente el modo de funcionamiento de cada una de estas celdas formadas.29
- Anton van Leeuwenhoek, usando unos microscopios simples, realizó observaciones sentando las bases de la morfología microscópica. Fue el primero en realizar importantes descubrimientos con microscopios fabricados por sí mismo.16 Desde 1674 hasta su muerte realizó numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la fabricación de microscopios y fue el precursor de la biología experimental, la biología celular y la microbiología.30
- A finales del siglo XVIII, Xavier Bichat, da la primera definición de tejido (un conjunto de células con forma y función semejantes). Más adelante, en 1819, Meyer le dará el nombre de Histología a un libro de Bichat titulado Anatomía general aplicada a la Fisiología y a la Medicina.31
- Dos científicos alemanes, Theodor Schwann, histólogo y fisiólogo, y Jakob Schleiden, botánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de centros o núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1831). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (1839).32 Asentaron el primer y segundo principio de la teoría celular histórica:
Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células.
Primer Principio de la teoría celular.
La célula es la unidad básica de organización de la vida.Segundo principio de la teoría celular
- Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad) explicó lo que debemos considerar el tercer principio:33
Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de esta.Tercer principio de la teoría celular
- Ahora estamos en condiciones de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria.25 El principio lo popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François Vincent Raspail,334 «omnis cellula e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por August Weismann de la existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica.35
- La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, donde se demostró que una célula partía de otra ya existente, da lugar a su aceptación rotunda y definitiva.363738
- Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes.39 Pudo demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en 1906.4041
- Conjuntamente a estos postulados y con posteriores investigaciones se logró definir las características y propiedades de los seres vivos sobre la base de ciertos parámetros que se determinan: Nivel de organización, nutrición, crecimiento. diferenciación, señalización química, respuesta a estímulos, evolución y la capacidad de autorregulación.42
- Albert Kolliker tuvo una visión diferente y complementaria en relación a los fundamentos que se aplicaban a la explicación de tejidos y a niveles más amplios sobre el organismo en si, de esa manera planteaba una analogía con la electricidad y explicaba como ésta a pesar de ser tan imprediscible también tenía una composicón y una estructura, y por esta manera de presentarse planteaba a los tejidos como una organización de elementos básicos conocidos como células.43
- Muchos de los análisis posteriormente junto a sus antecedentes se lograron gracias al desarrollo de microscopios de observación de células en desarrollo conjuntamente a técnicas de tratamiento que hoy se implementan en los laboratorios, este se vio precedido por la microscopia electrónica y en ese mismo siglo se intensificó los estudios sobre sustancias celeulares como proteínas y enzimas lo que permitió definir funciones y propósitos.44
Concepto moderno[editar]
El concepto moderno de teoría celular se puede resumir en los siguientes principios:
- Todos los seres vivos están formados por células, bacterias y otro tipo de organismos, o por sus productos de secreción.21 La célula es la unidad estructural de la materia viva, y dentro de los diferentes niveles de complejidad biológica, una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.45 Sin embargo en la naturaleza encontramos múltiples tipos de organismos multicelulares que son parte de la naturaleza expresados a manera macroscópica manteniendo un potencial extenso en lo que respecta funciones biológicas conformativas.46
- Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto único e irrepetible, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.47
- Todas las células proceden de células procariotas preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula e cellula48) o célula madre. Es la unidad de origen de todos los seres vivos. Esto determina además de la sucesión y conservación de estas unidades, las pertinencias sobre ciertas características homólogas entre las eucariotas y las procariotas de manera que fundamenta el hecho de haber establecido a las células procariotas como las primeras en este mundo y las más primitivas.4950
Concepto actual general[editar]
Este dice lo siguiente: La célula es la unidad morfológica, fisiológica y de origen de todo ser vivo, concepto que engloba los tres principios del concepto moderno. Conjuntamente a ello se considera los postulados que hablan acerca de la manera en como se reproduce y se origina, de manera que se pueda definir exactamente las características que esta unidad estructural posee.15Continuamente a ello se considera a todas las clasificaciones en el mundo de los seres vivos que se componen de ellas y también aquellos que mantienen su vida con una sola de ellas.
El término cellula o célula fue acuñado en 1665 por el científico inglés Robert Hooke al observar bajo las lentes de un microscopio rudimentario las «celdillas» constituyentes del corcho y otros tejidos vegetales (que correspondían, en realidad, a restos celulares y no a células vivas). En 1674, Antony van Leeuwenhoek, un comerciante de telas holandés aficionado a pulir lentes, describió que la sangre estaba compuesta por diminutos glóbulos que fluían a lo largo de delgados capilares y realizó numerosas observaciones de diversos «animalículos» u organismos microscópicos, a menudo unicelulares, que hoy conocemos como microorganismos.
El siglo XIX constituyó, sin embargo, el verdadero punto de partida para el estudio de la célula y su función, que se desarrolló paralelamente a los avances de la microscopía y a la aparición, en la década de los años treinta, del microscopio compuesto. En 1831, el botánico escocés Robert Brown introdujo la noción de núcleo celular y en 1838, el botánico Matthias Schleiden y el zoólogo Theodor Schwann enunciaron el postulado básico de la teoría celular, según el cual todos los seres vivos, vegetales y animales, están formados por células, a las que consideraron las unidades vitales fundamentales. En 1839 Purkinje denominó «protoplasma» al contenido celular.
Estudios posteriores completaron el conocimiento de la célula. Así, en 1855, el patólogo Rudolf Virchow estableció que todas las células proceden de otras preexistentes (omnis cellula e cellula) y, ya a principios del siglo XX, las investigaciones sobre la estructura del sistema nervioso del histólogo español Santiago Ramón y Cajal, Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1906, demostraron la individualidad de las neuronas y pusieron de manifiesto la universalidad de la teoría celular al aplicarla también al tejido nervioso.
La teoría celular postula que la célula es la unidad fundamental de los seres vivos, desde los más sencillos (microorganismos) hasta los organismos superiores más complejos (animales y vegetales), tanto en lo que se refiere a su estructura como a su función.
Actualmente, la teoría celular se resume en los siguientes puntos:
- Todos los organismos vivos están compuestos por células.
- La célula es la unidad estructural y fisiológica de los seres vivos.
- Las células constituyen las unidades básicas de la reproducción: cada célula procede de la división de otras células preexistentes, siendo idéntica a estas genética, estructural y funcionalmente.
- La célula es la unidad de vida independiente más elemental.
2.2. Célula procariota y eucariota. Diversidad celular.
Como acabamos de decir, la célula es la unidad estructural y funcional básica de los seres vivos. Sin embargo, a pesar de compartir una serie de características esenciales en cuanto a estructura y función, no todas las células presentan el mismo nivel de complejidad, pudiéndose distinguir, tal como señaló Chatton en 1925, dos modelos diferentes de organización celular:célulasprocariotas y células eucariotas.
Todas las células tienen unos componentes esenciales comunes:
- Presentan una membrana plasmática que las aísla del medio que las rodea y constituye la principal «barrera selectiva» para el intercambio de sustancias con el exterior.
- Elinterior celular o citoplasma contiene una serie de elementos (inclusiones y, en el caso de las eucariotas, orgánulos) imprescindibles para el correcto funcionamiento de la célula.
- Todas las células poseen información genética en unas macromoléculas esenciales (ADN y ARN), así como ribosomas implicados en la síntesis de proteínas.
Todas las células, ya sean procariotas o eucariotas, realizan las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción; por ello se define la célula como la unidad vital, es decir, el ser vivo más pequeño que realiza las funciones vitales.
- La nutrición se define como la capacidad de captar materia y/o energía del medio y transformarla en materia y energía propia.
- La relación es la capacidad de captar y responder a estímulos del medio o de otras células.
- La reproducción es la capacidad de duplicar su material gen ético y transmitirlo a las células hijas, es decir, de formar otras células semejantes a ellas a las que transmiten la herencia.
A pesar de estas estructuras y funciones comunes a todas las células, hemos dicho que existen grados de complejidad, pudiendo establecer dos niveles de organización: procariota y eucariota.
ESTRUCTURA DE LA CÉLULA PROCARIOTA
Las células procariotas son estructuralmente más simples que las células eucariotas y se sitúan en la base evolutiva de los seres vivos. La estructura procariota es característica y exclusiva de las bacterias (reino monera).
La mayoría de las células procariotas son de pequeño tamaño, desde menos de una micra hasta unas pocas micras, igual al tamaño de algunos orgánulos de las células eucariotas.
Básicamente, una célula procariota presenta la siguiente estructura:
· Una membrana plasmática que delimita el citoplasma celular. Rodeando a la membrana existe una pared celular rígida responsable de la forma de la célula. La composición y estructura de la pared varía entre los principales grupos bacterianos, aunque está presente en todos ellos, excepto en los micoplasmas, las únicas células procariotas desprovistas de pared celular
· El citoplasma, de aspecto granuloso, con ribosomas 70 S y diversas inclusiones rodeadas o no de membrana (fundamentalmente con materiales de reserva de carbono, nitrógeno, fósforo, etc.)
· La zona del nucleoide, situada en el centro de la célula y no separada del resto del citoplasma por membrana alguna (por ello no se considera un núcleo verdadero), que contiene el material genético en forma de ADN, densamente empaquetado
El nucleoide, de aspecto; fibrilar, alberga un cromosoma principal, constituido por una molécula de ADN circular bicatenatio, y plásmidos, compuestos igualmente por una doble hélice de ADN circular, que portan información adicional, como la resistencia a los antibióticos, el mecanismo de degradación de sustancias difícilmente biodegradables o la capacidad de unirse a otras bacterias a través de pelos conjugativos.
· Algunas bacterias contienen además otros elementos, cuya presencia o no varía de unos grupos a otros:
- Flagelos: apéndices externos implicados en el movimiento.
- Pelos y fimbrias: apéndices rígidos que participan en el intercambio de información genética (conjugación) o en la adhesión al hospedador.
- Cápsulas y capas mucosas: envolturas de naturaleza mucosa externas a la pared celular.
- Sistemas internos de membrana: aunque escasos entre las bacterias, algunas, como muchas bacterias autótrofas, presentan sistemas internos de membrana, conectados o no con la membrana celular, y asociados en general con determinados procesos metabólicos.
Estructura de la célula procariota.
Se señalan con un asterisco (*) los elementos que no son comunes a todas las bacterias.
FISIOLOGÍA DE LA CÉLULA PROCARIOTA: NUTRICIÓN Y REPRODUCCIÓN BACTERIANA.
Nutrición. Las bacterias son ungrupo muy numeroso de individuos de distintas especies. Presentan gran diversidad de tipos de nutrición, las hay autótrofas: fotosintéticas o quimiosintéticas; heterótrofas: con catabolismo tipo respiración celular o fermentativo. Pueden ser aerobias o anaerobias (estrictas o facultativas). La mayoría son heterótrofas, pudiendo ser: saprofitas, comensales, simbiontes o parásitas. Algunas pueden fijar directamente el nitrógeno atmosférico, aunque generalmente lo incorporan en forma de sales. Las cianobacterias son todas autótrofas fotosintéticas y los micoplasmas heterótrofos parásitos.
Reproducción. Su forma normal de reproducción es la división simple por bipartición. Su capacidad reproductiva es enorme, en condiciones favorables pueden duplicar su número cada media hora. El cromosoma bacteriano, unido al mesosoma, se duplica, separándose los dos cromosomas hijos al crecer la membrana entre los puntos de anclaje de éstos. Posteriormente la membrana plasmática se invagina y se produce un tabique de separación, lo que da lugar a dos células hijas, cada una de ellas con una réplica exacta del cromosoma de la célula madre.
Con este tipo de reproducción asexual las células hijas son idénticas y la única forma de variabilidad genética en la descendencia sería por mutación de su ADN. Se ha comprobado que las bacterias pueden recibir o transmitir información genética a otras bacterias, dentro de la misma generación. Este modo de transmitir la información genética se denomina: mecanismos parasexuales. Estos pueden ser de varios tipos:
- Transformación (fragmentos de ADN libres en el citoplasma, plásmidos, pasan a través de la membrana de una bacteria donadora a la receptora).
- Conjugación (una bacteria donadora transmite una réplica de su propio cromosoma a otra bacteria receptora).
- Transducción (en la que un virus actúa como vehículo de la molécula de ADN que se transfiere entre bacterias).
Las bacterias se vuelven resistentes al calor, frío, desecación y a las sustancias químicas al entrar en latencia formando quistes (se rodea de una gruesa membrana) o formando esporas (se forma una gruesa membrana en el interior de la célula rodeando el núcleo y con una pequeña porción de citoplasma). Al finalizar las condiciones desfavorables la bacteria rompe las cubiertas y germina.
LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
Carl Woese (1980) denominó progenote o protobionte al antepasado común de todos los organismos y, por tanto, representaría la unidad viviente más primitiva, dotada ya con mecanismos de transcripción y traducción genética. De este tronco común surgirían en la evolución tres de células procarióticas: arqueas, urcariotas y bacterias (también denominadas eubacterias).
El siguiente paso en la evolución celular fue la aparición de los eucariotas hace unos 1500 millones de años. Lynn Margulis,en su teoría endosimbiótica, propone que se originaron a partir de una primitiva célula urcariota (célula huésped), que en un momento dado englobaría a células u organismos procarióticos, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte.
Estas células procariotas serían las precursoras de losperoxisomas (por su capacidad, para eliminar sustancias tóxicas), de lasmitocondrias (que procederían de bacterias aerobias) y de los cloroplastos (que serían antiguas bacterias fotosintéticas). De hecho, mitocondrias y cloroplastos son similares a las bacterias en tamaño y, como ellas, se reproducen por división. Pero lo más importante es que tanto mitocondrias como cloroplastos tienen su propio ADN, el cual codifica la síntesis de algunos de sus componentes. Además, ambos orgánulos presentan ribosomas propios con ARN ribosómicos más próximos a los de las bacterias que a los de las células eucarióticas. Según esta teoría, parte de los genes del ADN mitocondrial y de los cloroplastos pasarían a incorporarse a los genes del ADN de la célula huésped.
La incorporación intracelular de estos organismos procarióticos a la primitiva célula urcariota le proporcionaba dos características fundamentales de las que carecía inicialmente:
- La capacidad de un metabolismo oxidativo, con lo cual la célula anaerobia pudo convertirse en una célula aerobia.
- La posibilidad de realizar la fotosíntesis y por tanto, ser un organismo autótrofo capaz de utilizar como fuente de carbono el CO2para producir moléculas orgánicas.
Asimismo, la célula primitiva le proporcionaba a las procariotas simbiontes un entorno seguro y alimento para su supervivencia.
Se trataría, pues, de una endosimbiosis altamente ventajosa para los organismos implicados, ya que todos ellos habrían adquirido particularidades metabólicas que no poseían por sí mismos separadamente y, en consecuencia, sería seleccionada en el transcurso de la evolución.
ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIOTA.
Excepto las bacterias, el resto de los seres vivos (reinos protoctistas, hongos, plantas y animales), desde los protoctistas unicelulares (protistas) hasta los organismos pluricelulares complejos con tejidos diferenciados, presentan una organización celular eucariota.
La estructura de una célula eucariota tipo consta de los siguientes elementos:
- La membrana plasmática, que constituye el límite externo de la célula y cuya función primordial consiste en regular el transporte e intercambio de sustancias con el medio exterior.
- En ocasiones, rodeando a la membrana plasmática, existe una pared celular rígida, fundamentalmente de celulosa en las células vegetales y de quitina en el caso de algunos hongos.
- El citoplasma celular contiene los orgánulos celulares y está ocupado por un entramado de filamentos proteicos que compone el esqueleto celular o citoesqueleto, implicado también en la formación de cilios y flagelos, los movimientos intracelulares y la división celular.
- Los ribosomas presentan un coeficiente de sedimentación de 80 S, mayor que en las células procariotas, y su función, al igual que en éstas, consiste en la síntesis de proteínas.
- Mitocondrias y cloroplastos, orgánulos relacionados con la obtención de energía mediante los procesos de respiración y fotosíntesis, respectivamente. Ambos orgánulos están rodeados por una membrana doble, si bien los cloroplastos son exclusivos de las células vegetales.
- Las células eucariotas poseen un complejo sistema interno de membranas constituido por el retículo endoplasmático, conectado con la membrana nuclear, y el complejo de Golgi, orgánu1os relacionados con la biosíntesis de moléculas y su distribución dentro de la célula, así como con la secreción de sustancias al exterior. Otros orgánulos membranosos son las vacuolas, que alcanzan un gran desarrollo en las células vegetales, y loslisosomas, relacionados con el complejo de Golgi, que contienen enzimas esenciales para la degradación de sustancias en el interior de vacuolas digestivas.
- Por último, todas las células eucariotas presentan un núcleo delimitado por una doble membrana. En su interior se encuentra lacromatina, constituida por ADN asociado a histonas y cuya unidad estructural es el nucleosoma. La membrana nuclear doble tiene unos poros que comunican el nucleoplasma y el citoplasma.
Diferencias entre células procariotas y células eucariotas.
DIVERSIDAD CELULAR.
Las células presentan una gran variabilidad de formas e, incluso, algunas no presentan una forma fija. Las células con forma definida pueden ser redondeadas, elípticas, fusiformes, estrelladas, prismáticas, aplanadas, etc., es decir, no hay un prototipo de forma celular. El hecho de que normalmente se representen como una circunferencia, o una elipse, con un punto que representa el núcleo, es una mera simplificación de la realidad.
Muchas células libres, como, por ejemplo, las amebas y los leucocitos, que carecen de una membrana de secreción rígida y que presentan una membrana plasmática fácilmente deformable, están cambiando constantemente de forma al emitir prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos), para desplazarse y para fagocitar partículas. Otras células libres similares, pero sin la capacidad de emitir pseudópodos, como muchos ciliados, eritrocitos y linfocitos, presentan una forma globosa. Ello se debe a la cohesión entre las moléculas de agua. La misma causa que explica que las gotas de líquidos sean esféricas y que, si la cohesión es muy elevada, como sucede en el mercurio, conserven esta forma incluso sobre un sólido.
Las células que se encuentran unidas a otras formando tejidos, si carecen de una pared celular rígida, tienen una forma que depende, en gran parte, de las tensiones que en ella generan las uniones con las células contiguas. Por ejemplo, el tejido epitelial animal, que sirve para revestir tanto la superficie externa como los conductos y cavidades internas, puede observarse que las células profundas tienen forma prismática, mientras que las superficiales, que no experimentan tensiones por otras superiores, son aplanadas. Además, si se separan las células de un tejido, mediante la rotura de las conexiones que las unen, y se colocan en un medio de cultivo, las células tienden a adquirir la forma esférica.
En todas las células carentes de membrana rígida, su forma también viene muy influida por los fenómenos de ósmosis.
Las células provistas de pared de secreción rígida, como, por ejemplo, las bacterias que poseen una pared de mureína, la mayoría de las células vegetales que poseen una pared celular de celulosa y los osteocitos del tejido óseo, presentan lógicamente una forma muy estable. Aunque también están sometidas a fenómenos osmóticos, su forma no varía.
Finalmente, queda resaltar que la forma de las células está estrechamente relacionada con la función que desempeñan. Así, las células musculares suelen ser alargadas y fusiformes, adaptadas, pues, para poderse contraer y relajar; las células del tejido nervioso son irregulares y poseen numerosas prolongaciones, lo que está relacionado con la capacidad de captar estímulos y de transmitirlos; las células del epitelio intestinal presentan la membrana plasmática libre con innumerables pliegues para aumentar su superficie de absorción; etc.
En resumen, las formas de las células están determinadas básicamente por su función y pueden variar más o menos en relación con la ausencia de pared celular rígida, tensiones de uniones a células contiguas, viscosidad del citosol, fenómenos osmóticos y tipo de citoesqueleto interno.
Algunos tipos de células animales y vegetales.
El tamaño de las células es extremadamente variable. Así, las bacterias suelen medir entre 1 y 2 µ de longitud y la mayoría de las células humanas entre 5 y 20 µ; por ejemplo, los eritrocitos miden unas 7 µ de diámetro, las células del hígado o hepatocitos 20 µ de diámetro, etc. Células por encima de estos valores son también frecuentes, en particular aquellas que poseen funciones especiales que precisan un tamaño elevado, como los espermatozoides (por ejemplo, los espermatozoides humanos miden 53 µ de longitud), los oocitos (por ejemplo, el oocito humano mide unas 150 micras), los granos de polen de algunas plantas que alcanzan tamaños de 200 a 300 micras, algunas especies de paramecios que pueden llegar a medir más de 500 micras (por lo que ya son visibles a simple vista), los oocitos de las aves (por ejemplo, la yema del huevo de la codorniz, que es una sola célula cuyo núcleo es un pequeño punto blanco que hay en su superficie, mide 1 cm., la de la gallina 2,5 cm. y la del avestruz 7 cm. de diámetro) y, por último, las células de mayor longitud son las neuronas que, aunque su cuerpo sólo mide varias decenas de micras, sus prolongaciones axonales pueden alcanzar, en los grandes cetáceos, varios metros de longitud.
Tamaño comparativo de algunas células
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