| Célula | |
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Células de la raíz de la cebolla ( Allium cepa ) en diferentes fases del ciclo celular (dibujado por EB Wilson , 1900)
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| Identificadores | |
| Malla | D002477 |
| TH | H1.00.01.0.00001 |
| Fma | 68646 |
| Terminologia anatomica | |
La célula (del latín cella , que significa "habitación pequeña" [1] ) es la unidad básica estructural, funcional y biológica de todos los organismos vivos conocidos . Una célula es la unidad más pequeña de la vida . Las células a menudo son llamadas los "bloques de construcción de la vida". El estudio de las células se llama biología celular o biología celular.
Las células consisten en citoplasma encerrado dentro de una membrana , que contiene muchas biomoléculas , como proteínas y ácidos nucleicos . [2] Los organismos pueden clasificarse como unicelulares (que consisten en una sola célula; incluidas las bacterias ) o multicelulares (incluidas las plantas y los animales ). [3]Si bien el número de células en plantas y animales varía de una especie a otra, los humanos contienen más de 10 billones (10 13 ) de células. [4] [se necesita aclaración ]La mayoría de las células de plantas y animales son visibles solo bajo unmicroscopio, con dimensiones entre 1 y 100 micrómetros. [5]
Robert Hooke descubrió las células en 1665, quienes las nombraron por su parecido con las células habitadas por monjes cristianos en un monasterio . [6] [7] La teoría celular , desarrollada por primera vez en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann , afirma que todos los organismos están compuestos por una o más células, que las células son la unidad fundamental de estructura y función en todos los organismos vivos, y que Todas las células provienen de células preexistentes. [8] Las células emergieron en la Tierra hace al menos 3.500 millones de años.
Tipos de celulas
Las células son de dos tipos: las eucariotas , que contienen un núcleo , y las procariotas , que no. Los procariotas son organismos unicelulares , mientras que los eucariotas pueden ser unicelulares o multicelulares .
Células procariotas
Los procariotas incluyen bacterias y arqueas , dos de los tres dominios de la vida . Las células procariotas fueron la primera forma de vida en la Tierra, caracterizada por tener procesos biológicos vitales que incluyen la señalización celular . Son más simples y más pequeñas que las células eucariotas, y carecen de orgánulos unidos a la membrana , como un núcleo . El ADNde una célula procariótica consiste en un solo cromosoma que está en contacto directo con el citoplasma . La región nuclear en el citoplasma se llama nucleoide . La mayoría de los procariotasson los más pequeños de todos los organismos con un diámetro de 0.5 a 2.0 µm. [12]
Una célula procariótica tiene tres regiones arquitectónicas:
- La envoltura de la célula es la envoltura de la célula , que generalmente consiste en una membrana plasmática cubierta por una pared celular que, para algunas bacterias, puede estar cubierta por una tercera capa llamada cápsula . Aunque la mayoría de los procariotas tienen una membrana celular y una pared celular, hay excepciones como Mycoplasma (bacterias) y Thermoplasma (arqueas) que solo poseen la capa de membrana celular. La envoltura da rigidez a la celda y separa el interior de la celda de su entorno, sirviendo como filtro protector. La pared celular consiste en peptidoglicano.En bacterias, y actúa como una barrera adicional contra las fuerzas exteriores. También evita que la célula se expanda y explote ( citólisis ) debido a la presión osmótica debido a un entorno hipotónico . Algunas células eucariotas (células vegetales y células fúngicas ) también tienen una pared celular.
- Dentro de la célula se encuentra la región citoplásmica que contiene el genoma (ADN), los ribosomas y varios tipos de inclusiones. [3] El material genético se encuentra libremente en el citoplasma. Los procariotas pueden transportar elementos de ADN extracromosómicos llamados plásmidos , que generalmente son circulares. Se han identificado plásmidos bacterianos lineales en varias especies de bacterias espiroquetas , incluidos miembros del género Borrelia, especialmente Borrelia burgdorferi , que causa la enfermedad de Lyme. [13]Aunque no forma un núcleo, el ADN se condensa en un nucleoide.. Los plásmidos codifican genes adicionales, como los genes de resistencia a antibióticos .
- En el exterior, flagelos y pili se proyectan desde la superficie de la célula. Estas son estructuras (no presentes en todos los procariotas) hechas de proteínas que facilitan el movimiento y la comunicación entre las células.
Células eucariotas
Plantas , animales , hongos , mohos de limo , protozoos y algasson todos eucariotas . Estas celdas son unas quince veces más anchas que un procariota típico y pueden tener hasta mil veces más volumen. La principal característica distintiva de los eucariotas en comparación con los procariotas es la compartimentación : la presencia de orgánulos unidos a la membrana (compartimentos) en los que tienen lugar actividades específicas. El más importante entre estos es un núcleo celular , [3] un orgánulo que alberga el ADN de la célula.. Este núcleo le da al eucariota su nombre, que significa "núcleo verdadero (núcleo)". Otras diferencias incluyen:
- La membrana plasmática se parece a la de los procariotas en función, con pequeñas diferencias en la configuración. Las paredes celulares pueden o no estar presentes.
- El ADN eucariótico se organiza en una o más moléculas lineales, llamadas cromosomas , que están asociadas con proteínas histonas . Todo el ADN cromosómico se almacena en el núcleo celular , separado del citoplasma por una membrana. [3] Algunos orgánulos eucariotas como las mitocondrias también contienen algo de ADN.
- Muchas células eucariotas están ciliadas con cilios primarios . Los cilios primarios desempeñan papeles importantes en la quimiosensación, la mecanosensación y la termosensación. Los cilios pueden, por lo tanto, "verse como una antena sensorial celular que coordina un gran número de vías de señalización celular, a veces acoplando la señalización a la motilidad ciliar o, alternativamente, a la división y diferenciación celular". [14]
- Los eucariotas móviles pueden moverse usando cilios o flagelos móviles . Las células motiles están ausentes en coníferas y plantas con flores . [15] Los flagelos eucariotas son más complejos que los de los procariotas. [dieciséis]
| Procariotas | Eucariotas | |
|---|---|---|
| Organismos tipicos | bacterias , arqueas | Protistas , hongos , plantas , animales. |
| Tamaño tipico | ~ 1–5 µm [17] | ~ 10–100 µm [17] |
| Tipo de núcleo | región nucleoide ; sin verdadero núcleo | verdadero núcleo con doble membrana |
| ADN | circular (generalmente) | Moléculas lineales ( cromosomas ) con proteínas histonas. |
| Síntesis de ARN/ proteína | acoplado en elcitoplasma | Síntesis de ARN en el núcleo. Síntesis de proteínas en el citoplasma. |
| Ribosomas | 50S y 30S | 60S y 40S |
| Estructura citoplasmica | muy pocas estructuras | Altamente estructurado por endomembranas y uncitoesqueleto. |
| Movimiento celular | flagella hecha de flagellin | flagelos y cilios que contienen microtúbulos ; lamellipodia yfilopodia que contienen actina |
| Mitocondrias | ninguna | uno a varios miles |
| Cloroplastos | ninguna | en algas y plantas |
| Organización | usualmente celdas individuales | Células individuales, colonias, organismos multicelulares superiores con células especializadas. |
| División celular | fisión binaria (división simple) | miosis (fisión o incipiente) meiosis |
| Los cromosomas | cromosoma simple | más de un cromosoma |
| Membranas | membrana celular | Membrana celular y orgánulos unidos a la membrana. |
Componentes subcelulares
Todas las células, ya sean procariotas o eucariotas , tienen una membrana que envuelve la célula, regula lo que se mueve hacia adentro y hacia afuera (permeable selectivamente) y mantiene el potencial eléctrico de la célula . Dentro de la membrana, el citoplasma ocupa la mayor parte del volumen de la célula. Todas las células (excepto los glóbulos rojos que carecen de un núcleo celular y la mayoría de las orgánulas para acomodar el máximo espacio para la hemoglobina ) poseen el ADN , el material hereditario de los genes y el ARN , que contienen la información necesaria para construir varias proteínas , comoLas enzimas , la maquinaria primaria de la célula. También hay otros tipos de biomoléculas en las células. Este artículo enumera estos componentes celularesprimarios , luego describe brevemente su función.
Membrana
La membrana celular , o membrana plasmática, es una membrana biológica que rodea el citoplasma de una célula. En los animales, la membrana plasmática es el límite exterior de la célula, mientras que en las plantas y procariotas suele estar cubierta por una pared celular . Esta membrana sirve para separar y proteger una célula de su entorno circundante y está formada principalmente por una doble capa de fosfolípidos , que son anfifílicos (parcialmente hidrófobos y parcialmente hidrófilos ). Por lo tanto, la capa se denomina bicapa de fosfolípidos o, a veces, una membrana de mosaico fluido. Incrustada dentro de esta membrana hay una variedad de proteínas.Moléculas que actúan como canales y bombas que mueven diferentes moléculas dentro y fuera de la célula. [3] La membrana es semipermeable y selectivamente permeable, ya que puede dejar que una sustancia ( molécula o ión ) pase a través de ella libremente, pase a través de una extensión limitada o no pase en absoluto. Las membranas de la superficie celular también contienen proteínas receptoras que permiten a las células detectar moléculas de señalización externas, como las hormonas .
Citoesqueleto
El citoesqueleto actúa para organizar y mantener la forma de la célula; anclajes organelos en su lugar; ayuda durante la endocitosis , la captación de materiales externos por una célula, y la citocinesis , la separación de células hijas después de la división celular ; Y mueve partes de la célula en procesos de crecimiento y movilidad. El citoesqueleto eucariota está compuesto por microfilamentos , filamentos intermedios y microtúbulos . Hay una gran cantidad de proteínas asociadas a ellas, cada una de las cuales controla la estructura de una célula al dirigir, agrupar y alinear los filamentos. [3] El citoesqueleto procariota está menos estudiado pero está involucrado en el mantenimiento de la forma celular,Polaridad y citocinesis. [18] La proteína de la subunidad de los microfilamentos es una proteína pequeña y monomérica llamada actina . La subunidad de los microtúbulos es una molécula dimérica llamada tubulina . Los filamentos intermedios son heteropolímeros cuyas subunidades varían entre los tipos de células en diferentes tejidos. Pero algunas de las proteínas de subunidad de los filamentos intermedios incluyen vimentina , desmina , lámina (láminas A, B y C), queratina ( queratinas ácidas y básicas múltiples), proteínas de neurofilamento (NF – L, NF – M).
Material genético
Existen dos tipos diferentes de material genético: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). Las células utilizan el ADN para su almacenamiento de información a largo plazo. La información biológica contenida en un organismo está codificada en su secuencia de ADN. [3] El ARN se utiliza para el transporte de información (por ejemplo, ARNm ) y funciones enzimáticas (por ejemplo, ARN ribosomal ). Las moléculas de ARN de transferencia (ARNt) se utilizan para agregar aminoácidos durante la traducción de proteínas .
El material genético procariótico se organiza en un cromosoma bacteriano circular simple en la región nucleoidedel citoplasma. El material genético eucariota se divide en diferentes [3] moléculas lineales llamadas cromosomasdentro de un núcleo discreto, generalmente con material genético adicional en algunos orgánulos como mitocondrias y cloroplastos (consulte la teoría endosimbiótica ).
Una célula humana tiene material genético contenido en el núcleo celular (el genoma nuclear ) y en la mitocondria (el genoma mitocondrial ). En los seres humanos, el genoma nuclear se divide en 46 moléculas lineales de ADN llamadas cromosomas , que incluyen 22 pares de cromosomas homólogos y un par de cromosomas sexuales . El genoma mitocondrial es una molécula de ADN circular distinta del ADN nuclear. Aunque el ADN mitocondrial es muy pequeño en comparación con los cromosomas nucleares, [3] codifica para 13 proteínas involucradas en la producción de energía mitocondrial y ARNt específicos.
El material genético extraño (más comúnmente el ADN) también puede introducirse artificialmente en la célula mediante un proceso llamado transfección . Esto puede ser transitorio, si el ADN no está insertado en el genoma de la célula , o estable, si lo está. Ciertos virus también insertan su material genético en el genoma.
Orgánulos
Los orgánulos son partes de la célula adaptadas y / o especializadas para llevar a cabo una o más funciones vitales, análogas a los órganos del cuerpo humano (como el corazón, los pulmones y los riñones, y cada órgano desempeña una función diferente). [3] Tanto las células eucariotas como las procariotas tienen orgánulos, pero los orgánulos procariotas son generalmente más simples y no están unidos a la membrana.
Hay varios tipos de orgánulos en una célula. Algunos (como el núcleo y el aparato de Golgi ) son típicamente solitarios, mientras que otros (como las mitocondrias , cloroplastos , peroxisomas y lisosomas ) pueden ser numerosos (de cientos a miles). El citosol es el fluido gelatinoso que llena la célula y rodea los orgánulos.
Eucariotas
- Núcleo celular : el centro de información de una célula, el núcleo celular es el orgánulo más visible que se encuentra en una célula eucariótica . Alberga los cromosomas de la célula y es el lugar donde se produce casi toda la replicación del ADN y la síntesis de ARN ( transcripción ). El núcleo es esférico y está separado del citoplasma por una membrana doble llamada envoltura nuclear . La envoltura nuclear aísla y protege el ADN de una célula de varias moléculas que podrían dañar accidentalmente su estructura o interferir con su procesamiento. Durante el procesamiento, el ADN se transcribe o se copia en un ARN especial, llamado RNA mensajero (mRNA). Este ARNm luego se transporta fuera del núcleo, donde se traduce en una molécula de proteína específica. El nucleolo es una región especializada dentro del núcleo donde se ensamblan las subunidades del ribosoma. En procariotas, el procesamiento del ADN tiene lugar en el citoplasma . [3]
- Mitocondrias y cloroplastos : generan energía para la célula. Las mitocondrias son orgánulos auto-replicantes que ocurren en varios números, formas y tamaños en el citoplasma de todas las células eucariotas. [3] La respiración se produce en las mitocondrias de la célula, que generan la energía de la célula mediante la fosforilación oxidativa , y utilizan el oxígeno para liberar la energía almacenada en los nutrientes celulares (típicamente relacionados con la glucosa ) para generar ATP . Las mitocondrias se multiplican por fisión binaria , como procariotas. Los cloroplastos solo se pueden encontrar en plantas y algas, y capturan la energía del sol para producir carbohidratos a través de la fotosíntesis .
- Retículo endoplásmico : el retículo endoplásmico (ER) es una red de transporte de moléculas dirigidas a ciertas modificaciones y destinos específicos, en comparación con las moléculas que flotan libremente en el citoplasma. El ER tiene dos formas: el ER rugoso, que tiene ribosomas en su superficie que secretan proteínas al ER, y el ER suave, que carece de ribosomas. [3] La ER suave desempeña un papel en el secuestro y la liberación de calcio.
- Aparato de Golgi : la función principal del aparato de Golgi es procesar y empaquetar las macromoléculas , como las proteínas y los lípidos que sintetiza la célula.
- Lisosomas y peroxisomas : los lisosomas contienen enzimas digestivas ( hidrolasas ácidas ). Digieren el exceso o los organelos desgastados , las partículas de alimentos y los virus o bacterias envueltos . Los peroxisomastienen enzimas que liberan a las células de los peróxidos tóxicos . La célula no podría albergar estas enzimas destructivas si no estuvieran contenidas en un sistema unido a la membrana. [3]
- Centrosoma : organizador del citoesqueleto: el centrosoma produce los microtúbulos de una célula, un componente clave del citoesqueleto . Dirige el transporte a través de la ER y el aparato de Golgi . Los centrosomas están compuestos por dos centriolos , que se separan durante la división celular y ayudan en la formación del huso mitótico . Un solo centrosoma está presente en las células animales . También se encuentran en algunos hongos y células de algas.
- Vacuolas : Las vacuolas secuestran los productos de desecho y en las células vegetales almacenan agua. A menudo se describen como espacio lleno de líquido y están rodeados por una membrana. Algunas células, sobre todo la ameba , tienen vacuolas contráctiles, que pueden bombear agua fuera de la célula si hay demasiada agua. Las vacuolas de las células vegetales y las células fúngicas suelen ser más grandes que las de las células animales.
Eucariotas y procariotas
- Ribosomas : el ribosoma es un gran complejo de moléculas de ARN y proteínas . [3] Cada una consta de dos subunidades y actúa como una línea de ensamblaje donde el ARN del núcleo se usa para sintetizar proteínas a partir de aminoácidos. Los ribosomas pueden encontrarse flotando libremente o unidos a una membrana (el retículo endoplasmático rugoso en eucariotas o la membrana celular en procariotas). [19]
Estructuras fuera de la membrana celular.
Muchas células también tienen estructuras que existen total o parcialmente fuera de la membrana celular. Estas estructuras son notables porque no están protegidas del entorno externo por la membrana celular semipermeable. Para ensamblar estas estructuras, sus componentes deben transportarse a través de la membrana celular mediante procesos de exportación.
Pared celular
Muchos tipos de células procariotas y eucariotas tienen una pared celular . La pared celular actúa para proteger a la célula mecánica y químicamente de su entorno y es una capa adicional de protección para la membrana celular. Diferentes tipos de células tienen paredes celulares compuestas de diferentes materiales; las paredes celulares de las plantas se componen principalmente de celulosa , las paredes celulares de los hongos están formadas por quitina y las paredes celulares de las bacterias están compuestas por peptidoglicano .
Procariótico
Cápsula
Una cápsula gelatinosa está presente en algunas bacterias fuera de la membrana celular y la pared celular. La cápsula puede ser polisacárido como en neumococos , meningococos o polipéptidos como Bacillus anthracis o ácido hialurónico como en estreptococos . Las cápsulas no están marcadas por los protocolos de tinción normales y pueden detectarse con tinta china o azul de metilo ; lo que permite un mayor contraste entre las células para la observación. [20] : 87
Flagella
Los flagelos son orgánulos para la movilidad celular. El flagelo bacteriano se extiende desde el citoplasma a través de la (s) membrana (s) celular (es) y se extruye a través de la pared celular. Son apéndices largos y gruesos con forma de hilo, proteínas de naturaleza. Un tipo diferente de flagelo se encuentra en las arqueas y un tipo diferente en los eucariotas.
Fimbria
Una fimbria también conocida como pilus es un filamento corto, delgado y con forma de pelo que se encuentra en la superficie de las bacterias. Las fimbrias o pili están formadas por una proteína llamada pilina ( antigénica ) y son responsables de la unión de bacterias a receptores específicos de células humanas ( adhesión celular ). Hay tipos especiales de pili específicos involucrados en la conjugación bacteriana .
Procesos celulares
Replicación
La división celular implica una única célula (llamada célula madre ) que se divide en dos células hijas. Esto conduce al crecimiento en organismos multicelulares (el crecimiento del tejido ) y a la procreación ( reproducción vegetativa ) en organismos unicelulares . Las células procariotas se dividen por fisión binaria , mientras que las células eucariotasgeneralmente se someten a un proceso de división nuclear, llamada mitosis , seguida de división de la célula, llamada citocinesis . Una célula diploide también puede sufrir meiosispara producir células haploides, generalmente cuatro. HaploideLas células sirven como gametos en organismos multicelulares, fusionándose para formar nuevas células diploides.
La replicación del ADN , o el proceso de duplicación del genoma de una célula, [3] siempre ocurre cuando una célula se divide por mitosis o fisión binaria. Esto ocurre durante la fase S del ciclo celular .
En la meiosis, el ADN se replica solo una vez, mientras que la célula se divide dos veces. La replicación del ADN sólo se produce antes de la meiosis I . La replicación del ADN no se produce cuando las células se dividen por segunda vez, en la meiosis II . [21] La replicación, como todas las actividades celulares, requiere proteínas especializadas para llevar a cabo el trabajo. [3]
Crecimiento y metabolismo
Entre sucesivas divisiones celulares, las células crecen a través del funcionamiento del metabolismo celular. El metabolismo celular es el proceso por el cual las células individuales procesan moléculas de nutrientes. El metabolismo tiene dos divisiones distintas: el catabolismo , en el cual la célula descompone las moléculas complejas para producir energía y poder reductor , y el anabolismo , en el que la célula usa energía y poder reductor para construir moléculas complejas y realizar otras funciones biológicas. Los azúcares complejos consumidos por el organismo pueden descomponerse en moléculas de azúcar más simples llamadas monosacáridos , como la glucosa . Una vez dentro de la célula, la glucosa se descompone para producir trifosfato de adenosina ( ATP ), [3]una molécula que posee energía fácilmente disponible, a través de dos vías diferentes.
Síntesis de proteínas
Las células son capaces de sintetizar nuevas proteínas, que son esenciales para la modulación y el mantenimiento de las actividades celulares. Este proceso implica la formación de nuevas moléculas de proteínas a partir de bloques de construcción de aminoácidos basados en información codificada en ADN / ARN. La síntesis de proteínas generalmente consta de dos pasos principales: la transcripción y la traducción .
La transcripción es el proceso donde la información genética en el ADN se utiliza para producir una cadena de ARN complementaria. Esta cadena de ARN luego se procesa para dar ARN mensajero (ARNm), que está libre para migrar a través de la célula. Las moléculas de ARNm se unen a los complejos de proteína-ARN llamados ribosomas ubicados en el citosol , donde se traducen en secuencias polipeptídicas. El ribosoma media en la formación de una secuencia polipeptídica basada en la secuencia del ARNm. La secuencia de ARNm se relaciona directamente con la secuencia polipeptídica mediante la unión a las moléculas adaptadoras de ARN(ARNt) en las bolsas de unión dentro del ribosoma. El nuevo polipéptido luego se pliega en una molécula proteica tridimensional funcional.
Motilidad
Los organismos unicelulares pueden moverse para encontrar comida o escapar de los depredadores. Los mecanismos comunes de movimiento incluyen flagelos y cilios .
En organismos multicelulares, las células pueden moverse durante procesos como la cicatrización de heridas, la respuesta inmune y la metástasis del cáncer . Por ejemplo, en la curación de heridas en animales, los glóbulos blancos se mueven al sitio de la herida para matar los microorganismos que causan la infección. La motilidad celular involucra muchos receptores, entrecruzamiento, agrupamiento, unión, adhesión, motor y otras proteínas. [22] El proceso se divide en tres pasos: protuberancia del borde anterior de la célula, adhesión del borde anterior y desadhesión en el cuerpo de la célula y la parte posterior, y contracción del citoesqueleto para empujar la célula hacia adelante. Cada paso es impulsado por fuerzas físicas generadas por segmentos únicos del citoesqueleto. [23] [24]
Multicelularidad
Especialización celular
Los organismos multicelulares son organismos que constan de más de una célula, en contraste con los organismos unicelulares . [25]
En organismos multicelulares complejos, las células se especializan en diferentes tipos de células que se adaptan a funciones particulares. En los mamíferos, los principales tipos de células incluyen células de la piel , células musculares , neuronas , células sanguíneas , fibroblastos , células madre y otros. Los tipos celulares difieren tanto en apariencia como en función, pero son genéticamente idénticos. Las células pueden ser del mismo genotipo pero de diferente tipo celular debido a la expresión diferencial de los genes que contienen.
La mayoría de los tipos de células distintas surgen de una única célula totipotente , llamada cigoto , que se diferencia en cientos de diferentes tipos de células durante el curso del desarrollo . La diferenciación de las células es impulsada por diferentes señales ambientales (como la interacción entre células) y las diferencias intrínsecas (como las causadas por la distribución desigual de las moléculas durante la división ).
Origen de la multicelularidad.
La multicelularidad ha evolucionado de forma independiente al menos 25 veces, [26] incluso en algunos procariotas, como cianobacterias , mixobacterias , actinomicetos , Magnetoglobus multicellularis o Methanosarcina . Sin embargo, los organismos multicelulares complejos evolucionaron solo en seis grupos eucariotas: animales, hongos, algas pardas, algas rojas, algas verdes y plantas. [27] Evolucionó repetidamente para las plantas ( Chloroplastida ), una o dos veces para los animales , una vez para las algas pardas , y quizás varias veces para los hongos , los mohos del limo y las algas rojas .[28] La multicelularidad puede haber evolucionado desde colonias de organismos interdependientes, desde la celularización o desde organismos enrelaciones simbióticas .
La primera evidencia de multicelularidad proviene de organismos similares a las cianobacterias que vivieron hace entre 3 y 3,5 mil millones de años. [26] Otros fósiles tempranos de organismos multicelulares incluyen la disputada Grypania spiralis y los fósiles de las lutitas negras de la formación de fósiles B del paleoproterozoico Francevillian Group Francevillian en Gabón . [29]
La evolución de la multicelularidad de los antepasados unicelulares se ha replicado en el laboratorio, en experimentos de evolución que utilizan la depredación como presión selectiva . [26]
Orígenes
El origen de las células tiene que ver con el origen de la vida , que comenzó la historia de la vida en la Tierra.
Origen de la primera célula.
Existen varias teorías sobre el origen de las pequeñas moléculas que llevaron a la vida en la Tierra primitiva . Es posible que hayan sido transportados a la Tierra en meteoritos (ver meteorito de Murchison ), creados en los respiraderos de aguas profundas , o sintetizados por rayos en una atmósfera reductora (ver experimento de Miller-Urey ). Hay pocos datos experimentales que definen cuáles fueron las primeras formas autorreplicantes. Se piensa que el ARN es la primera molécula autorreplicante, ya que es capaz de almacenar información genética y catalizar reacciones químicas (ver hipótesis del mundo del ARN ), pero alguna otra entidad con el potencial de autorreplicarse podría haber precedido al ARN, como arcilla oácido nucleico peptídico . [30]
Las células emergieron hace al menos 3.5 billones de años. [9] [10] [11] La creencia actual es que estas células eran heterótrofas . Las membranas celulares tempranas fueron probablemente más simples y permeables que las modernas, con una sola cadena de ácido graso por lípido. Se sabe que los lípidos forman espontáneamente vesículas de dos capas en el agua y podrían haber precedido al ARN, pero las primeras membranas celulares también podrían haber sido producidas por el ARN catalítico, o incluso haber requerido proteínas estructurales antes de que pudieran formarse. [31]
Origen de las células eucariotas.
La célula eucariota parece haber evolucionado a partir de una comunidad simbiótica de células procarióticas. Los orgánulos que contienen ADN, como las mitocondrias y los cloroplastos , descienden de antiguas proteobacteriassimbióticas que respiran oxígeno y cianobacterias , respectivamente, que fueron endosymbiosed por un procariota arcaico ancestral .
Todavía hay un debate considerable sobre si los orgánulos como el hidrogenosoma son anteriores al origen de las mitocondrias , o viceversa: consulte la hipótesis del hidrógeno para el origen de las células eucarióticas.
Historia de la investigación
- 1632–1723: Antonie van Leeuwenhoek aprendió a fabricar lentes , construyó microscopios ópticos básicos y dibujó protozoos, como Vorticella de agua de lluvia y bacterias de su propia boca.
- 1665: Robert Hooke descubrió células en el corcho y luego en tejido vegetal vivo utilizando un microscopio compuesto temprano. Él acuñó el término célula (del latín cella , que significa "habitación pequeña" [1]) en su libro Micrographia (1665). [32]
- 1839: Theodor Schwann y Matthias Jakob Schleiden dilucidaron el principio de que las plantas y los animales están formados por células, concluyendo que las células son una unidad común de estructura y desarrollo, y por lo tanto fundan la teoría celular.
- 1855: Rudolf Virchow declaró que las células nuevas provienen de células preexistentes por división celular ( omnis cellula ex cellula ).
- 1859: Louis Pasteur (1822–1895) contradijo la creencia de que las formas de vida pueden ocurrir espontáneamente ( generación espontánea ) (aunque Francesco Redi realizó un experimento en 1668 que sugería la misma conclusión).
- 1931: Ernst Ruska construyó el primer microscopio electrónico de transmisión (TEM) en la Universidad de Berlín . Para 1935, había construido un EM con el doble de resolución que un microscopio de luz, revelando orgánulos que no se podían resolver.
- 1111
- 1981: Lynn Margulis publicó Symbiosis in Cell Evolution detallando la teoría endosimbiótica .
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