Explorando la Célula: Teoría, Estructura, Ciclo y Genética

La Célula: Unidad de Vida, Ciclo y Reproducción

1. Teoría Celular

La teoría celular se estableció en 1838 gracias a Schleiden y Schwann, quienes se apoyaron en sus estudios y en estudios realizados por otros científicos. En 1665, Robert Hooke observó por primera vez células vegetales al microscopio, describiendo celdillas. En 1674, Leeuwenhoek observó por primera vez células animales y microorganismos presentes en el agua. En 1831, R. Brown identificó por primera vez el núcleo de la célula. En 1838, Purkinje identificó el citoplasma de todas las células.

En 1838/1839, Schleiden y Schwann publican la teoría celular:

• Todos los seres vivos están formados por células.
• La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos.

La célula es la unidad mínima dotada de autonomía. Esta teoría fue posteriormente completada por los descubrimientos de Virchow y Santiago Ramón y Cajal: toda célula procede de otra célula anterior. Las neuronas son células independientes que se comunican.

2. Niveles de Organización

2.1 Nivel Abiótico (Sin Vida)

1. Subatómico: electrones, protones y neutrones.
2. Atómico: nitrógeno.
3. Molecular: agua.
4. Macromolecular: glúcidos, proteínas, ADN.
5. Orgánulo celular: mitocondria.

2.2 Nivel Biótico (Con Vida)

1. Celular: células.
2. Tejidos.
3. Órganos, aparato y sistema.
4. Individuos.

3. Tipos de Organización Celular

Todas las células comparten cuatro componentes básicos:

• Membrana plasmática: Cubierta que limita físicamente a las células y regula el transporte de sustancias entre las células y su medio.
• Citoplasma: Medio interno de las células.
• Orgánulos citoplasmáticos: Estructuras especializadas en realizar diferentes funciones.
• Material genético: Se corresponde con el ADN. Puede estar libre en el citoplasma o rodeado por la envoltura nuclear.

Existen dos tipos de organización celular:

A. Célula Procariota

Son células muy antiguas (3.800 millones de años), sencillas. Su ADN está libre en el citoplasma, no tiene núcleo. Solo presentan un tipo de orgánulos: ribosomas 70S. Su membrana plasmática carece de colesterol. Todas presentan una pared bacteriana formada por peptidoglicanos. Algunas de estas células presentan cápsulas rodeando la pared bacteriana. Presentan ADN circulares. Este tipo de células también presentan diferentes estructuras que la emplean para fijarse a un sustrato (pilis o fimbrias) y para desplazarse (flagelos). Se reproducen de forma asexual. Son procariotas las bacterias.

B. Célula Eucariota

Son las más modernas (2000-2500 millones de años), son las más complejas. El ADN está rodeado por la envoltura nuclear. Tienen numerosos orgánulos, entre ellos están los ribosomas 80S. Se dividen mediante mitosis. Son eucariotas el resto de seres vivos: protozoos, algas, hongos, plantas y animales. Existen dos tipos de células eucariotas: animal y vegetal.

4. Orgánulos Citoplasmáticos

Clasificación:

• Sin membrana: centrosomas y ribosomas.
• De membrana simple: retículo endoplasmático liso y rugoso, vacuolas, aparato de Golgi y lisosomas.
• De doble membrana: mitocondrias, cloroplastos y núcleo.

5. Material Genético

El ADN es la sustancia fundamental del núcleo y está formado por ADN asociado a diferentes proteínas. Pueden aparecer en dos estados diferentes:

• Cromatina: Aparece cuando la célula no se está dividiendo (interfase). Presenta una estructura a modo de ovillo.
• Cromosomas: Aparecen cuando las células se están dividiendo. Se originan a partir de la condensación de la cromatina, presentando dos brazos llamados cromátidas unidos por un punto llamado centrómero.

Cada especie tiene un número de cromosomas característicos de esa especie. Dependiendo de cómo aparezcan los cromosomas, vamos a hablar de:

• Dotación diploide (2n): Células somáticas. Cada cromosoma aparece duplicado.
• Dotación haploide (n): Células sexuales (gametos). Aparece un solo cromosoma de cada tipo.

Especie humana: 2n = 46 (46 cromosomas en cada célula y 23 parejas de cromosomas). Cromosomas no sexuales del 1 al 22 y el par 23 son los cromosomas sexuales (XX chicas y XY chicos).

La representación gráfica de la dotación cromosómica de las células de un individuo, ordenado por parejas de tamaño decreciente, se conoce como cariotipo o cariograma. Su estudio permite ver el sexo del individuo y detectar posibles enfermedades cromosómicas.

Los seres humanos presentan unos 25.000 genes que están desigualmente distribuidos por los 46 cromosomas que presentan. Un gen es un fragmento de ADN que se localiza sobre los cromosomas que contienen la información referida a un carácter concreto (color de ojos, color de piel, la estatura).

6. El Ciclo Celular

El ciclo celular es el conjunto de fases por la que pasa una célula desde que se origina hasta que se divide. Cada célula tiene programado el número de veces que puede dividirse (apoptosis: muerte celular programada).

Fases del ciclo celular:

• Interfase: La célula no se está dividiendo. ADN en forma de cromatina. Fases G1, S y G2.
• Fase de división: Célula dividiéndose. El ADN está formando cromosomas.
• Mitosis: Fase de división celular. Se van a originar dos células a partir de una. Las células resultantes son genéticamente idénticas entre sí e iguales a las células de partida. La experimentan las células somáticas (todas las que tenemos excepto los gametos). Se desarrolla a lo largo de dos procesos: cariocinesis (división del núcleo) y citocinesis (división del citoplasma). La mitosis permite el crecimiento y la regeneración de estructuras dañadas.