La célula: estructura, tipos, núcleo, ciclo celular y nutrición celular

La célula

El cuerpo humano está formado por miles de millones de unidades llamadas células. La célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.

• Estructural: construye y da forma y consistencia al ser vivo.
• Funcional: porque puede realizar las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

Tipos de células: procariotas y eucariotas

Células procariotas

Carecen de membrana nuclear, por lo que el material genético está libre en el citoplasma. Son las más antiguas de la Tierra.

• Pared celular: situada en el contacto con el exterior y compuesta por proteínas; da resistencia a la célula.
• Membrana celular: bicapa lipídica que delimita a la célula.
• Citoplasma: se encuentran disueltos todos los componentes de la célula:
  • Material genético: molécula circular de ADN que regula el funcionamiento de la célula.
  • Ribosomas: encargados de la síntesis de proteínas celulares.
• Cilios y flagelos: responsables de la movilidad de algunas células procariotas.

Las bacterias son seres unicelulares procariotas, reciben distintos nombres (cocos, etc.). Pueden ser autótrofas (fotosíntesis) o heterótrofas (necesitan materia orgánica ya elaborada).

Células eucariotas

Presentan núcleo diferenciado; el material genético está rodeado por una membrana que lo aísla de los componentes del citoplasma. Forman organismos pluricelulares y unicelulares.

Niveles de especialización

Los seres vivos pluricelulares se organizan en:

• Tejido: conjunto de células con el mismo origen, morfología y función (epitelial).
• Órgano: conjunto de células de distintos tejidos que realizan la misma función (corazón).
• Sistema: conjunto de órganos semejantes formados por el mismo tipo de tejido, que realizan una función común (sistema nervioso).
• Aparato: conjunto de órganos diferentes que realizan una función común (aparato digestivo).

Virus

No son células. Necesitan usar una célula para reproducirse, ya que por sí solos no pueden. Están formados por ADN o ARN envuelto por una cubierta proteica y, a veces, también por una membrana plasmática.

El núcleo celular

Núcleo celular: es la estructura más voluminosa de las células eucariotas. En él se encuentra la mayoría del ADN celular, que contiene la información genética. Por norma general, las células suelen tener un solo núcleo, aunque existen células con muchos núcleos llamadas polinucleares, como por ejemplo las células musculares estriadas.

Componentes del núcleo

• Envoltura nuclear: está formada por una doble membrana, la interna y la externa.
• Nucleoplasma: medio interno acuoso donde se encuentran los demás componentes.
• Nucléolo: su principal función es la formación de los ribosomas.
• Cromatina: cuando los filamentos de cromatina se condensan dan lugar a los cromosomas.

El ácido desoxirribonucleico (ADN)

En el ADN está contenida toda la información genética necesaria para el desarrollo y funcionamiento de un ser vivo. En los organismos eucariotas, la mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo. También hay ADN en las mitocondrias y los cloroplastos.

Características del ADN

• Cada molécula está formada por dos largas cadenas de polinucleótidos, formando una doble hélice.
• Las dos cadenas son antiparalelas: se disponen de forma paralela y siguen sentidos opuestos.
• Las cadenas se mantienen unidas mediante enlaces de hidrógeno; A y T, G y C son complementarias.
• La secuencia de bases nitrogenadas de una de las cadenas determina la secuencia de la otra.

El ciclo celular

El ciclo celular es la secuencia de modificaciones que sufre una célula desde su formación hasta que se divide originando dos células hijas.

Casi todas las células se reproducen, originando células hijas. El tiempo que tarda una célula en reproducirse es variable. En las personas hay células que no se reproducen nunca, como por ejemplo las neuronas. Sin embargo, otras como las células epiteliales intestinales tardan solo 8 horas.

La reproducción de las células se realiza mediante división celular. En el ciclo celular de las células eucariotas hay dos grandes fases:

• Interfase o fase de no división: fase inicial de larga duración donde podemos observar el núcleo celular, denominado «núcleo interfásico». Al final de esta fase tiene lugar la duplicación del ADN.
• Fase M o fase de división: fase final que comprende la división del núcleo (mitosis) y la división del citoplasma (citocinesis).

La división celular en las células eucariotas

En la fase de división o fase M se originan dos células hijas a partir de la célula madre; estas hijas tienen idéntico número de cromosomas que la madre. En los eucariotas hablamos de dos procesos: mitosis y citocinesis.

Mitosis

Podemos dividirla en cuatro fases:

• Profase: la cromatina se condensa y forma cromosomas; el núcleo y la membrana nuclear desaparecen y comienza a formarse el huso acromático.
• Metafase: los cromosomas forman la placa ecuatorial y se adhieren al huso acromático.
• Anafase: separación de las cromátidas de cada cromosoma.
• Telofase: reaparece el nucléolo y comienza a formarse la membrana nuclear.

Citocinesis o división del citoplasma

División del citoplasma y reparto de los orgánulos entre las dos nuevas células hijas. Se produce de distinta forma en plantas y animales:

• Células animales: se realiza por estrangulación del citoplasma.
• Células vegetales: se forma un tabique de separación denominado fragmoplasto.

La meiosis

La meiosis es un tipo de división reduccional, ya que las células hijas resultantes de esta división tienen la mitad de contenido de ADN que la célula madre. En los vertebrados esta división tiene lugar en las gónadas y las células que se forman son los gametos.

Durante la meiosis se producen dos divisiones nucleares sucesivas, por lo que al final se forman cuatro células hijas haploides.

• Interfase: duplicación del ADN.
• Profase I: apareamiento e intercambio de fragmentos de ADN entre homólogos, conocido como «sobrecruzamiento».
• Metafase I: cromosomas homólogos en parejas en el ecuador de la célula.
• Anafase I: separación de los cromosomas.
• Telofase I y citocinesis: dos células hijas con la mitad de cromosomas.
• Profase II: se vuelve a formar el huso y los cromosomas.
• Metafase II: los componentes se disponen en el ecuador de la célula.
• Anafase II: separación de las cromátidas.
• Telofase II y citocinesis: obtención de cuatro células hijas haploides.

La nutrición celular

La nutrición celular es el conjunto de procesos mediante los cuales las células obtienen la materia y la energía necesarias para realizar sus funciones vitales.

El metabolismo es un proceso químico que se produce dentro de la célula y se divide en:

• Catabolismo: transforma las sustancias orgánicas complejas en sustancias más pequeñas y sencillas. Se obtiene energía.
• Anabolismo: sustancias pequeñas y sencillas que se transforman en sustancias más complejas utilizando la energía.

Tipos de nutrición celular

• Nutrición autótrofa: es la que llevan a cabo las plantas. Ellas mismas generan su propia materia orgánica (alimento).
• Nutrición heterótrofa: es la que llevan a cabo los animales, que obtienen la materia orgánica del exterior, elaborada por otros organismos.