Fundamentos de Biología Celular y Tisular: Estructura y Función de la Vida

Fundamentos de la Biología Celular

La célula es la unidad funcional y estructural fundamental de todos los seres vivos.

Teoría Celular: Pilares de la Biología

Formulada por Schleiden y Schwann en 1838, la Teoría Celular establece los principios básicos de la vida:

1. Todos los seres vivos están formados por una o más células.
2. La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos.
3. Las células contienen información genética que se transmite de una generación a otra.
4. Toda célula proviene de la división de otra célula preexistente.

Tipos de Células: Procariotas y Eucariotas

Célula Procariota: La Forma de Vida Más Antigua

Características principales:

• Representada principalmente por bacterias y arqueas.
• Sin núcleo definido; el material genético (ADN) se encuentra disperso en el citoplasma (nucleoide).
• Solo posee ribosomas como orgánulos no membranosos.
• Surgieron hace aproximadamente 3800 millones de años.

Célula Eucariota: Complejidad y Diversidad

Características principales:

• Presente en plantas, hongos, protoctistas y animales.
• El ADN está contenido en un núcleo verdadero, delimitado por una envoltura nuclear.
• Generalmente de mayor tamaño y más compleja que la procariota.
• Presencia de diversos orgánulos membranosos especializados.
• Evolucionaron a partir de células procariotas mediante procesos como la endosimbiosis.

Componentes y Orgánulos Celulares Eucariotas

Membrana Plasmática

Estructura: Bicapa lipídica con proteínas y azúcares.

Funciones:

• Protección de la célula.
• Intercambio selectivo de sustancias con el exterior.
• Reconocimiento de señales externas.
• Unión y comunicación entre células.

Citoplasma

Medio acuoso que llena el interior de la célula, donde se encuentran los orgánulos y el citoesqueleto. Es el sitio de muchas reacciones metabólicas.

Citoesqueleto

Red de fibras proteicas que proporciona forma a la célula, permite el movimiento, fija orgánulos y participa en la división celular.

Núcleo Celular

Contiene el ADN organizado en cromosomas, que almacena la información genética esencial para la actividad y el desarrollo celular.

• Envoltura Nuclear

  Doble membrana (externa e interna) que rodea el núcleo, atravesada por poros nucleares que regulan el paso de sustancias.

• Cromatina

  Complejo de ADN y proteínas (histonas) que forma los cromosomas. Contiene la información genética.

• Nucléolo

  Estructura densa y esférica dentro del núcleo, encargada de la síntesis y ensamblaje de los ribosomas.

Ribosomas

Orgánulos encargados de la síntesis de proteínas (traducción). Pueden encontrarse libres en el citoplasma o asociados al Retículo Endoplasmático Rugoso (RER).

Retículo Endoplasmático (RE)

Conjunto de cisternas membranosas aplanadas y túbulos interconectados.

• Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

  Presenta ribosomas adheridos. Su función principal es la síntesis y modificación de proteínas destinadas a la secreción, inserción en membranas o a otros orgánulos.

• Retículo Endoplasmático Liso (REL)

  Carece de ribosomas. Formado por túbulos intercomunicados. Participa en la síntesis de lípidos, el metabolismo de carbohidratos y la detoxificación de sustancias nocivas.

Aparato de Golgi

Asociación de cisternas membranosas apiladas (dictiosomas) rodeadas de vesículas. Modifica, clasifica y empaqueta proteínas y lípidos provenientes del RE, dirigiéndolos a su destino final (secreción, lisosomas, membrana plasmática).

Lisosomas

Vesículas membranosas que contienen enzimas hidrolíticas, responsables de la digestión celular de macromoléculas y orgánulos dañados. Se forman a partir del Aparato de Golgi.

Mitocondrias

Orgánulos con doble membrana, conocidos como las "centrales energéticas" de la célula. Son responsables de la obtención de energía (ATP) mediante la respiración celular.

Centrosoma

Estructura formada por dos centriolos cilíndricos, dispuestos perpendicularmente. Organiza el citoesqueleto y es fundamental en la formación del huso mitótico durante la división celular.

Cilios y Flagelos

Apéndices celulares formados por microtúbulos. Implicados en la movilidad de la célula (ej., espermatozoides) o en el desplazamiento de fluidos sobre la superficie celular (ej., epitelio respiratorio).

Metabolismo Celular

Conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en la célula para obtener materia y energía, y para sintetizar los compuestos necesarios para su funcionamiento y crecimiento.

Mecanismos de Transporte Celular

La membrana plasmática regula el paso de sustancias, utilizando diversos mecanismos:

Transporte de Moléculas Pequeñas

Incluye difusión simple, difusión facilitada y transporte activo, que permiten el paso de iones y moléculas de bajo peso molecular.

Transporte de Moléculas Grandes

Involucra procesos como la endocitosis (fagocitosis, pinocitosis) y la exocitosis, para el movimiento de macromoléculas o partículas grandes.

Tejidos Biológicos: Organización y Especialización

Un tejido es un conjunto de células similares en forma y función, especializadas en la realización de una determinada actividad. La ciencia que estudia los tejidos es la Histología.

Tejido Epitelial

Formado por células epiteliales dispuestas muy juntas, con escasa matriz extracelular. Cumple funciones de revestimiento, protección y secreción.

• Tejido Epitelial de Revestimiento

  Recubre las superficies externas del cuerpo y las cavidades internas. Existen distintos tipos según la forma de las células y el número de capas (ej., epidermis de la piel, revestimiento del tubo digestivo).

• Tejido Epitelial Glandular

  Células especializadas en la secreción de sustancias. Se clasifican en:

  • Glándulas Endocrinas: Secretan hormonas directamente a la sangre (ej., tiroides).
  • Glándulas Exocrinas: Secretan sustancias a conductos o superficies externas (ej., glándulas sudoríparas, salivales).
  • Glándulas Mixtas: Poseen funciones endocrinas y exocrinas (ej., páncreas).

Tejido Conectivo

Caracterizado por la presencia de células específicas, una abundante matriz extracelular y fibras proteicas (colágeno, elastina). Su función principal es el sostén, la unión y la protección de otros tejidos y órganos.

• Tejido Adiposo

  Compuesto principalmente por adipocitos (células que almacenan grasa). Funciones: reserva energética, protección mecánica de órganos y aislamiento térmico.

• Tejido Cartilaginoso

  Formado por condrocitos inmersos en una matriz extracelular flexible y resistente, rica en fibras. Proporciona soporte, flexibilidad y reduce la fricción en las articulaciones.

• Tejido Óseo

  Compuesto por osteocitos y una matriz extracelular mineralizada con sales de calcio y fósforo, lo que le confiere gran dureza y resistencia. Funciones: sostén estructural, protección de órganos vitales y participación en la locomoción.

• Tejido Sanguíneo (Sangre)

  Tejido conectivo líquido con una matriz extracelular llamada plasma. Contiene:

  • Glóbulos Rojos (Eritrocitos): Transporte de oxígeno y dióxido de carbono.
  • Glóbulos Blancos (Leucocitos): Defensa del organismo contra infecciones.
  • Plaquetas (Trombocitos): Participan en la coagulación sanguínea.

  Funciones: transporte de gases, nutrientes, hormonas y productos de desecho; defensa inmunológica y coagulación.

Tejido Muscular

Formado por fibras musculares (células alargadas) especializadas en la contracción, lo que permite el movimiento.

• Tejido Muscular Liso

  Fibras con forma de huso, con un solo núcleo. Su contracción es lenta e involuntaria. Se encuentra en las paredes de los órganos internos (ej., tubo digestivo, vasos sanguíneos, vejiga).

• Tejido Muscular Esquelético

  Presenta estriaciones transversales. Células cilíndricas, muy largas y multinucleadas. Su contracción es rápida y voluntaria. Forma parte del aparato locomotor, unida a los huesos.

• Tejido Muscular Cardíaco

  Constituye el miocardio (músculo del corazón). Presenta estriaciones y sus células están ramificadas. Su contracción es automática, rítmica e involuntaria.

Tejido Nervioso

Componente principal del sistema nervioso. Formado por neuronas y células gliales. Su función es recibir información, procesarla, transmitirla y elaborar respuestas, coordinando las funciones del organismo.

Sistemas de Órganos del Cuerpo Humano

Los tejidos se organizan para formar órganos, y estos a su vez se agrupan en sistemas que cumplen funciones vitales. Algunos de los principales sistemas de órganos son:

• Sistema Óseo (Esquelético)
• Sistema Muscular
• Sistema Circulatorio
• Sistema Digestivo
• Sistema Urinario (Excretor)
• Sistema Nervioso
• Sistema Reproductor
• Sistema Linfático
• Sistema Hormonal (Endocrino)
• Sistema Respiratorio