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1. Origen y evolución celular
- Las primeras células
Según una de las hipótesis más aceptadas la vida se originó en la Tierra hace más de 3800 millones de años en forma de células muy sencillas, los progenotes o protobiontes. Los progenotes fueron estructuras membranosas en cuyo interior había un ácido nucleico, probablemente ARN, capaz de autorreplicarse y de utilizar su información para la síntesis de las proteínas.
La evolución posterior de esas primeras células condujo a la diversidad metabólica que conocemos hoy. La aparición de la fotosíntesis y su perfeccionamiento posterior dio lugar a la liberación de oxígeno a la atmósfera, una transformación que daría lugar a la desaparición de muchas de las células existentes hasta ese momento. Otras, sin embargo, consiguieron adaptarse y comenzaron a utilizar el oxígeno en sus reacciones metabólicas. Entre estas hay que buscar a las precursoras de las células eucariotas.
- Origen de las células eucariotas
Las células eucariotas son el resultado de la evolución de organismos procariotas primitivos semejantes a algunas de las bacterias actuales.
Las células eucariotas son más complejas, presentan orgánulos membranosos que proporcionan muchos compartimientos internos y tienen un tamaño mayor que las procariotas. Las membranas internas y los procesos de endocitosis y fagocitosis tienen su origen en la formación de pliegues en la membrana con el fin de aumentar la superficie celular.
- El origen de la complejidad eucariota: endosimbiosis
Las células precursoras de las eucariotas, conocidas con el nombre de urcariotas, eran bacterias que perdieron su cápsula, aumentaron de tamaño e incorporaron estructuras proteicas que les darían forma y consistencia. Estas estructuras están muy desarrolladas en las células eucariotas actuales, en las que forman el citoesqueleto.
Según la teoría endosimbiótica, los urcariotas, que habrían desarrollado la capacidad de fagocitosis, podrian haber englobado distintos tipos de bacterias, sin digerirlas. Estas bacterias endosimbiontes serían las precursoras de algunos orgánulos celulares que fueron decisivos en el proceso de adaptación a la presencia de oxígeno.
Entre las pruebas de esta teoría está el hecho de que tanto las mitocondrias como los cloroplastos tienen su propio ADN, contienen ribosomas y distintos tipos de ARN, y se dividen en dos de forma semejante a como lo hacen las bacterias.
»Los peroxisomas y las mitocondrias son descendientes de antiguas bacterias dotadas de metabolismo aerobio. Las mitocondrias proporcionaron a fas células eucariotas un elevado rendimiento energético.
»Los cloroplastos, responsables de la fotosíntesis en las células vegetales
» Los cilios y flagelos tienen su origen en espiroquetas simbiontes.
» El núcleo de la célula eucariota podría proceder de la fusión del genoma del urcariota con el de una arqueobacteria endosimbonte
2. Modelos de organización
Hay dos grandes modelos de organización celular en los que se basa la vida, el procariota y el eucariota.
Existen además algunas estructuras acelulares, los virus, que están formadas por una molécula portadora de información genética y que tiene capacidad de replicacón.
- Organización acelular: los virus
Los virus son estructuras muy sencillas. Presentan un tamaño muy pequeño, Carecen de metabolismo propio, por lo que se ven obligados a utilizar a las células para desarrollar su ciclo biológico. Están formados por un ácido nucleico, que puede ser ADN o ARN y es responsable de la información genética, y una cápsida de naturaleza proteica. Algunos virus tienen también una envoltura membranosa que procede de la membrana de las células en las que desarrollan su ciclo.
- Organización celular: la célula procariota
Las células procariotas no tienen un verdadero núcleo. Su ADN es una doble hélice cerrada, sin extremos, que está libre en el citoplasma formando el nucleoide.
Las bacterias son las células procariotas típicas. Su tamaño es pequeño su organización es muy sencilla, pues la membrana plasmática delimita un único espacio interno que está ocupado por el citoplasma.
- Organización celular: la célula eucariota
La célula eucariota tiene un tamaño mayor y una organización mucho más compleja que la procariota. La membrana plasmática delimita la célula, que presenta dos espacios internos principales, el citoplasma y el núcleo. La presencia de orgánulos membranosos da lugar a múltiples compartimientos celulares que permiten la separación de procesos metabólicos que son incompatibles entre sí. En las células eucariotas el material genético se localiza en un verdadero núcleo que está separado del citoplasma por una doble membrana.
El citoplasma presenta una fase acuosa continua, el citosol, que envuelve a todos . los orgánulos y a los microtúbulos y filamentos proteicos que constituyen el citoesqueleto, Hay dos tipos principales de células eucariotas: la célula animal y la célula vegetal.
• La célula animal: Presenta una gran complejidad organizativa y una alta actividad metabólica, que se desarrolla en el citosol y en sus orgánulos membranosos, entre los que destacan el retículo endoplásmico (liso y rugoso), el aparato de Golgi, los lisosomas, las mitocondrias y los peroxisomas.
• La célula vegetal: Las células vegetales tienen una organización general semejante a la de las animales Sin embargo, presentan algunas diferencias estructurales importantes:
» Tienen plastos, que son orgánulos exclusivos de las células vegetales. Entre ellos están los c1oroplastos, en los que tiene lugar la fotosíntesis.
» Tienen un sistema vacuolar muy desarrollado
» Presentan una pared celular de celulosa que da soporte mecánico y protección a estas células, que se encuentran en un medio hipotónico.
» No tienen centriolos.