Fundamentos de la Célula: Teoría, Estructura y Origen Evolutivo

Teoría Celular

En 1838-1839, el botánico Matthias Schleiden y el zoólogo Theodor Schwann aportaron, por separado, pruebas definitivas que establecieron la Teoría Celular: Las plantas y los animales están constituidos por una o más unidades fundamentales, las células. En 1885, Rudolf Virchow completó la Teoría Celular con el postulado: "Toda célula procede de otra célula" (Omnis cellula e cellula).

Postulados de la Teoría Celular Moderna

• La célula es la unidad anatómica y fisiológica de todos los seres vivos, pues todos los organismos están constituidos por una o varias células.
• La célula es la unidad de origen, esto es, cada célula procede de otra célula anterior a ella por división de la misma.
• La información genética necesaria para el mantenimiento de la existencia de la célula y la producción de nuevas células se transmite de una generación a la siguiente.
• Las reacciones químicas que constituyen el metabolismo tienen lugar en la célula.

Organización Celular

Célula Procariota

Las células procariotas son estructuralmente más simples que las eucariotas. Constituyen el reino Monera y se caracterizan por no tener núcleo ni orgánulos membranosos. Poseen:

• Una membrana plasmática que delimita el citoplasma celular.
• Una pared celular rígida que rodea la membrana y mantiene la forma de la célula.
• Un citoplasma que contiene materiales de reserva.
• Un nucleoide, situado en el centro de la célula, donde se encuentra el material genético sin estar rodeado por una membrana nuclear.

En ocasiones, también pueden contener estructuras adicionales como: Flagelo, Pili, Cápsula o Cilios.

Célula Eucariota

La célula eucariota es estructuralmente compleja, ya que posee diferentes orgánulos delimitados por membranas que realizan funciones celulares específicas. Está rodeada por una membrana plasmática y, en el caso de las células vegetales y hongos, por una pared celular rígida o, en otros casos, por un glicocálix.

El citoplasma de la célula eucariota contiene orgánulos celulares y ribosomas 80S.

Orgánulos Celulares

• Retículo Endoplásmico y Aparato de Golgi: Relacionados con la biosíntesis de moléculas, su distribución dentro de la célula y la secreción de sustancias al exterior.
• Mitocondrias y Cloroplastos: Encargados de la obtención de energía (respiración celular y fotosíntesis, respectivamente).
• Vacuolas y Lisosomas: Implicados en funciones de reserva, digestión y almacenamiento.

Citoesqueleto

Estructura fundamental para la formación de cilios y flagelos, los movimientos intracelulares y la división celular.

Núcleo

Delimitado por una doble membrana (envoltura nuclear), contiene la cromatina, formada por ADN asociado a proteínas (histonas) que tiene una estructura de nucleosoma.

Diferencias Clave entre Células Procariotas y Eucariotas

• Tamaño: La célula procariota tiene un tamaño de unos 0,3 – 3 μm, mientras que la célula eucariota mide entre 5 – 20 μm.
• Orgánulos: Las células procariotas no contienen orgánulos membranosos, a diferencia de las eucariotas que sí los poseen.
• Membrana y Pared Celular: Ambas poseen membrana plasmática y pared celular (aunque la pared celular eucariota es específica de células vegetales y hongos).
• ADN: En las procariotas, el ADN está disperso por el citoplasma (nucleoide) y no está asociado a proteínas histonas. En las eucariotas, el ADN está protegido por el núcleo, rodeado por una membrana nuclear, y se encuentra asociado a proteínas histonas formando cromatina.
• Ribosomas: Las células procariotas tienen ribosomas 70S, mientras que las eucariotas poseen ribosomas 80S.
• Estructuras de Movimiento y Reserva: Ambas pueden contener flagelos, cilios y sustancias de reserva.

Teoría de la Endosimbiosis

Según la Teoría de la Endosimbiosis, propuesta por Lynn Margulis, las células eucariotas serían el resultado de la simbiosis de diferentes organismos procariotas. Esta teoría se basa en el hecho de que muchos orgánulos y estructuras celulares, como las mitocondrias y los cloroplastos, poseen su propio ADN e incluso sus propios ribosomas, ambos de tipo bacteriano.

La teoría endosimbiótica postula que algunos orgánulos propios de las células eucariotas, especialmente plastos y mitocondrias, habrían tenido su origen en organismos procariotas que, después de ser englobados por otro microorganismo, habrían establecido una relación endosimbiótica con este. Se especula que las mitocondrias provendrían de alfaproteobacterias y los plastos de cianobacterias.

La teoría endosimbiótica fue popularizada por Lynn Margulis en 1967, con el nombre de endosimbiosis en serie, quien describió el origen simbiogenético de las células eucariotas.