Célula: definición, estructura, orgánulos y funciones esenciales
Descubre qué es la célula, su estructura, orgánulos (núcleo, mitocondrias) y funciones esenciales: guía clara y visual para entender la base de la vida.
En biología, la célula es la estructura básica de los organismos. Todas las células están formadas por la división de otras células.
El entorno del exterior de la célula está separado del citoplasma del interior de la misma por la membrana celular. En el interior de algunas células, algunas partes de la célula permanecen separadas de otras. Estas partes separadas se llaman orgánulos (como pequeños órganos). Cada uno de ellos realiza diferentes funciones en la célula. Algunos ejemplos son el núcleo (donde está el ADN) y las mitocondrias (donde se convierte la energía química).
Estructura general
Aunque las células varían mucho en forma, tamaño y complejidad, comparten elementos comunes:
- Membrana plasmática (membrana celular): bicapa lipídica con proteínas integrales y periféricas que controla el intercambio de sustancias, mantiene la integridad celular y permite la comunicación con el exterior.
- Citoplasma: matriz semifluida (citosol) donde flotan orgánulos y donde ocurren reacciones metabólicas.
- Material genético: en las eucariotas, el núcleo contiene el ADN; en las procariotas el ADN se encuentra en el nucleoide sin membrana nuclear.
- Citoesqueleto: red de microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios que da forma, facilita el movimiento intracelular y participa en la división celular.
Orgánulos y sus funciones principales
Los orgánulos son compartimentos especializados que realizan tareas concretas. Entre los más importantes están:
- Núcleo: almacena la información genética y regula la expresión génica.
- Mitocondrias: centrales energéticas donde se produce la mayor parte del ATP mediante respiración celular.
- Cloroplastos (en plantas y algas): realizan la fotosíntesis para convertir energía lumínica en energía química.
- Retículo endoplásmico (RE): rugoso (con ribosomas) sintetiza proteínas; liso participa en la síntesis de lípidos y detoxificación.
- Aparato de Golgi: modifica, empaqueta y distribuye proteínas y lípidos hacia su destino.
- Ribosomas: maquinaria para la síntesis de proteínas.
- Lisosomas y peroxisomas: degradan sustancias, reciclan componentes y eliminan productos tóxicos.
- Pared celular (plantas, hongos, bacterias): estructura rígida externa que brinda soporte y protección.
- Estructuras de movimiento: flagelos y cilios permiten desplazamiento o mover fluidos sobre la superficie celular.
Tipos de células
Existen dos grandes categorías:
- Procariotas: sin núcleo delimitado por membrana (bacterias y arqueas). Suelen ser unicelulares y tienen orgánulos poco diferenciados.
- Eucariotas: con núcleo verdadero y orgánulos membranosos (animales, plantas, hongos, protistas). Pueden ser unicelulares o formar organismos multicelulares complejos.
Funciones esenciales
Las células realizan funciones básicas que sostienen la vida:
- Metabolismo: reacciones químicas para obtener y utilizar energía y materia.
- Síntesis de biomoléculas: producción de proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos.
- Transporte y regulación: control del intercambio de iones y moléculas por la membrana (difusión, ósmosis, transporte activo).
- Reproducción: división celular mediante mitosis (crecimiento y reparación) o meiosis (formación de gametos).
- Señalización y respuesta: recepción y procesamiento de señales internas y externas.
- Diferenciación y especialización: en organismos multicelulares, células con funciones especializadas (neuronas, células musculares, células fotosintéticas).
- Mantenimiento de la homeostasis: regulación de su ambiente interno para condiciones óptimas de funcionamiento.
Principios fundamentales (Teoría celular)
- Todos los seres vivos están formados por una o más células.
- La célula es la unidad básica estructural y funcional de los organismos.
- Toda célula proviene de otra célula preexistente mediante división.
Importancia y aplicaciones
El estudio de las células es central en biología, medicina y biotecnología: entender enfermedades, desarrollar fármacos, cultivar tejidos, aplicar terapias con células madre y manipular organismos a nivel celular. Técnicas como la microscopía, el cultivo celular y la biología molecular permiten investigar y aprovechar las funciones celulares.
En resumen, la célula es la unidad fundamental de la vida: su estructura, orgánulos y funciones coordinadas permiten a los organismos crecer, reproducirse, responder al entorno y mantener su organización interna.
Las células de los eucariotas (izquierda) y de los procariotas (derecha)
Célula endotelial: núcleos teñidos de azul, mitocondrias teñidas de rojo y F-actina, un componente de los microfilamentos, teñida de verde. Célula fotografiada en un microscopio fluorescente.
Tipos de células
La célula puede dividirse en diferentes tipos según la estructura del núcleo y la función fisiológica. En 1949, un científico alemán llamado Fott mencionó dos tipos de células denominadas procariotas y eucariotas. Más tarde, en 1957, el científico Dougherty dividió la célula en dos tipos basados en la estructura del núcleo, a saber, la célula procariota y la célula eucariota. Se entiende que hay dos tipos básicos de células: las procariotas y las eucariotas. Las procariotas, como las bacterias y las arqueas, son células simples que no tienen núcleo celular. Tienen microcompartimentos bacterianos.
Las eucariotas son células complejas con muchos orgánulos y otras estructuras en la célula. Son más grandes que las células procariotas: su volumen puede ser hasta 1000 veces mayor. Los eucariotas almacenan su información genética (ADN) en los cromosomas del núcleo celular. Los organismos (seres vivos) que están formados por múltiples células son eucariotas.
La mayoría de las células son pequeñas, sobre todo teniendo en cuenta lo grandes que son muchos animales y plantas. Necesitan ser pequeñas para poder funcionar como deben.
Tipos de organismos procariotas
Los únicos tipos de organismos procariotas son las bacterias y las arqueas. Los organismos procarióticos evolucionaron antes que los eucarióticos, por lo que en un momento dado el mundo no estaba formado más que por organismos procarióticos. También existen los virus, que son organismos biológicos. Se reproducen siempre dentro de las células de otros organismos. Son los causantes de algunas enfermedades importantes. Los virus están formados por ARN, o ADN, y proteínas, y se reproducen en el interior de las células de bacterias o eucariotas.
Tipos de organismos eucariotas
Unicelular
Los organismos unicelulares están formados por una sola célula. Ejemplos de organismos unicelulares son:
- Amoeba
- Paramecium
Los organismos unicelulares necesitan:
- comer
- respiran (la mayoría utiliza el oxígeno para convertir el azúcar en energía)
Todos los organismos unicelulares deben:
- deshacerse de los residuos (desechar)
- reproducirse (hacer más de sí mismo)
- crecer
Algunos pueden:
- mover
- perciben su entorno
- obtienen su energía del sol (por ejemplo, las cianobacterias)
- fermentación (por ejemplo, levaduras)
- utilizar la respiración anaeróbica (por ejemplo, Clostridium botulinum)
Multicelular
Los organismos multicelulares están formados por muchas células. Son organismos complejos. Puede tratarse de un pequeño número de células o de millones o billones de células. Todas las plantas y los animales son organismos pluricelulares. Las células de un organismo multicelular no son todas iguales. Tienen formas y tamaños diferentes, y realizan diferentes trabajos en el organismo. Las células están especializadas. Esto significa que sólo hacen algunos tipos de trabajo. Por sí mismas, no pueden hacer todo lo que el organismo necesita para vivir. Necesitan a otras células para realizar otros trabajos. Viven juntas, pero no pueden vivir solas.
Un diagrama simple de una célula vegetal
Un paramecio, un organismo unicelular
Un diagrama simple de una célula animal
Historial de la célula
Las células fueron descubiertas por Robert Hooke (1635-1703). Utilizó un microscopio compuesto con dos lentes para observar la estructura del corcho, y para observar las hojas y algunos insectos. Lo hizo a partir de aproximadamente 1660, y lo comunicó en su libro Micrographica en 1665. Llamó a las células por la palabra latina cella, que significa habitación. Lo hizo porque pensaba que las células se parecían a pequeñas habitaciones.
Muchos otros naturalistas y filósofos probaron el nuevo instrumento. La estructura de las plantas fue investigada por Nehemiah Grew (1641-1712) y Marcello Malpighi (1628-1694). La principal obra de Grew fue La anatomía de las plantas (1682). No está claro quién vio primero las células animales, si Malpighi, Jan Swammerdam (1637-1680) o Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723).p17
Los descubrimientos y dibujos de Leeuwenhoek de los "animalitos" abrieron todo un mundo nuevo para los naturalistas. Se descubrieron los protozoos, y los microorganismos en general, y los descubrimientos sobre ellos continúan hoy en día. El libro de Christian Gottfried Ehrenberg Die Infusionsthierchen resumía lo que se sabía en 1838. Lorenz Oken (1779-1851) escribió en 1805 que los infusorios (formas microscópicas) eran la base de toda la vida.
La idea de que las células eran la base de las formas de vida más grandes surgió en el siglo XVIII. Averiguar quién hizo el trabajo ha llevado algún tiempo:
"El trabajo del checo Jan Purkyně (1787-1869) y de su alumno y colaborador Gabriel Valentin (1810-1883) fue injustamente denigrado por los alemanes nacionalistas. Tienen derecho a una cierta prioridad en la teoría celular". Capítulo 9 Johannes Müller (1801-1858) también hizo grandes contribuciones. "Sin embargo, fueron su alumno Theodor Schwann (1810-1882) y Matthias Schleiden (1804-1881) quienes se llevaron el mérito de la teoría celular, a pesar de que algunas de sus observaciones no eran correctas, y sus créditos a los trabajadores anteriores eran "una parodia".p97
La teoría celular incluye estas importantes ideas:
- Todos los seres vivos están hechos de células.
- La célula es la unidad básica de estructura y función en todos los organismos.
- Cada célula proviene de otra célula que vivió antes que ella.
- El núcleo es el elemento central de la célula.
Reproducción celular
Las células del cuerpo de los metazoos se dividen por simple división celular mitótica. La reproducción sexual es ancestral en los eucariotas, y en los metazoos se lleva a cabo mediante células sexuales especializadas. Se producen mediante un proceso llamado meiosis.
Las células procariotas se reproducen mediante la fisión binaria, en la que la célula simplemente se divide por la mitad. Tanto en la mitosis como en la fisión binaria la célula debe replicar (copiar) toda su información genética (ADN) para que cada nueva célula tenga una copia.
Páginas relacionadas
- Citología
- Célula vegetal
Preguntas y respuestas
P: ¿Cuál es la estructura básica de los organismos en biología?
R: La célula es la estructura básica de los organismos en biología.
P: ¿Cómo se forman las células?
R: Las células se fabrican mediante la división de otras células.
P: ¿Qué separa el entorno exterior de la célula del citoplasma de su interior?
R: La membrana celular separa el entorno exterior de la célula del citoplasma de su interior.
P: ¿Qué son los orgánulos?
R: Los orgánulos son partes de una célula que permanecen separadas de otras partes y hacen diferentes cosas dentro de una célula.
P: ¿En qué reside el ADN?
R: El ADN reside en el núcleo, que es un orgánulo.
P: ¿Dónde se convierte la energía química?
R: La energía química se convierte en la mitocondria, que es un orgánulo.
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