La estructura y función de la célula
Introducción
¡Hola!
Me da gusto poder saludarte de nuevo y que continúes en este camino que vas comenzando para desarrollar tus habilidades en la materia Los Organismos y el Ambiente.
En esta ocasión revisaremos un tema relevante dentro del conocimiento del organismo y este se refiere a la célula ya que es la base de la vida. Abordaremos los elementos estructurales de ella, revisaremos las características de la célula procariota y eucariota, además de conocer la forma en que la célula intercambia sustancias.
Así que te invito a explorar este extraordinario mundo de la célula y reconocer su valioso trabajo.
¡Adelante, comencemos!
Desarrollo del tema
Gracias a nuestros sentidos podemos percibir el mundo. ¿Qué células tendrán el papel más importante en los sentidos? Si te miras en un espejo. ¿Cuántos tipos de células podrías decir que tiene tu cara?
Teoría celular
Antecedentes históricos
La primera aportación importante a la teoría celular se le atribuye al inglés Robert Hooke (1635-1703).
En 1665 este científico realizó cortes muy delgados del tejido de un corcho y observando en su microscopio, que aumentaba unas 50 veces se percató de que esta formados por una gran cantidad de pequeños espacios a los que llamó celdillas o células.
La idea de la célula como unidad biológica fundamental nació después, en el siglo XVII gracias a las aportaciones de grandes científicos como el holandés Antón Van Leeuwenhoek (1632-1723) autodidacta y constructor de sus propios microscopios, que lograron amplificar las imágenes unas 300 veces, una gran potencia para ese tiempo. Leeuwenhoek era un hombre muy tenaz y con gran curiosidad, fue el primero en observar células que poseían movimiento, ya fuera en el sarro de los dientes o en su propio semen.
En 1831 el escoces Robert Brown (1773-1858) describió un corpúsculo constante en todas las células al que llamó núcleo.
En Inglaterra años más tarde, Joseph Lister (1827-1912) creó un microscopio de doble lente, mucho más potente que los anteriores, que permitió hacer observaciones más precisas de la célula.
Postulados básicos de la teoría celular
Con base en los estudios que se mencionaron antes, los alemanes Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) y Theodor Schwann (1810-1882) propusieron en 1839 los primeros dos principios de la teoría celular, que se explican a continuación.
Unidad de estructura
Se dice que la célula es la unidad anatómica porque todos los seres vivos están formados por al menos una célula (en estos casos son unicelulares, como los protozoarios, bacterias, arqueas y ciertas algas) aunque existen diferencias en la forma y las estructuras celulares.
Cuando los seres vivos están formados por numerosas células distintas se dice que son pluricelulares y todas sus estructuras (es decir, sus tejidos, órganos, aparatos y sistemas) se integran mediante la unión de células.
Unidad de función
La célula es la unidad fisiológica o de función de los seres vivos. Cada célula, además de realizar las funciones propias de un ser vivo (como nutrirse, crecer, reproducirse y morir), también lleva a cabo otras funciones específicas (por ejemplo, las que corresponden a un tejido, si es que forma parte de uno).
Unidad de origen
Toda célula proviene de otra célula semejante preexistente. Este postulado fue formulado décadas después y pone punto final a la teoría de la generación espontánea, pues demostró que cada célula porta en sus genes las características hereditarias de su estirpe. Este postulado se le adjudicó al alemán Rudolf Virchow (1821-1902). En estudios posteriores se demuestra que su verdadero autor fue el científico germano-polaco Robert Remak (1815-1865).
Unidad genética
Las células contienen el material hereditario. Esto permite la transmisión hereditaria de generación en generación y por ende la continuidad de la especie.
TIPOS CELULARES
Procariota
El nombre de estas células debe su origen a las raíces griegas pro, antes y Karyon, núcleo.Es característica de organismos unicelulares que integran los dominios Eubacteria y Archeo, carecen de membrana nuclear y su material genético está disperso en su citoplasma, a los Archeos también se les conoce como Arqueobacterias ya que viven en condiciones extremas por lo cual se les llama extremófilas.
Eucariota
El nombre de estas células se forma de las raíces griegas eu, verdadero y Karyon núcleo, tienen núcleo verdadero, limitado por una membrana que protege el material genético, todos los organismos vivos que forman los reinos del dominio Eukarya (protista, fungí, plantae y animalia. poseen este tipo de células.
Estructura y función de las células procariota y eucariota
Estructura de la célula Procariota
- Más pequeña que las eucariotas, con diámetro de o.2 a 10 micras.
- Carece de membrana nuclear (material genético disperso en el citoplasma).
- Su membrana citoplasmática está formada por una capa flexible fina y con estructura débil, muchas procariotas poseen pared celular, que es una capa más resistente y rígida.
Algunos organismos procariotas secretan cápsulas formadas de polisacáridos o proteínas como es el caso de las bacterias, característica que les permite a las bacterias patógenas (que causan enfermedades).
- Fijarse y adherirse a sus huéspedes, las bacterias que poseen estas cápsulas son más resistentes a los antibióticos y a las células que son defensa natural del organismo que atacan como los glóbulos blancos humanos.
- Carecen de la mayoría de los organelos presentes en las células eucariotas.
- Presentan proyecciones cortas en su membrana celular llamada pilus (plural pilus) esto les sirve para unirse a otras células.
- Algunas células procariotas presentan flagelos, formados por extensiones de su membrana celular, parecidos a pequeños látigos, que además le sirven para impulsarse.
Estructura de la célula Eucariota
La célula eucariota es la unidad anatómica, fisiológica que da origen a los organismos que forman los reinos. Protista, Fungí, Plantae y Animalia,
Características
- Presentan núcleo verdadero.
- El tamaño de las células eucariotas es de 10-100 micras.
- Presentan organelos.
- Muchas células poseen cubiertas o envolturas celulares de distinta composición química.
- Poseen citoesqueleto formado por red de fibras proteínicas que sostienen a los distintos organelos.
- La mayoría de sus espacios intercelulares se encuentran ocupados por una matriz extracelular que une y rodea las células que forman tejidos.
Células eucariotas
Dentro de las células eucariotas existen dos grupos: las células animales y las vegetales, que se distinguen entre sí como lo explicaremos a continuación:
- Célula Vegetal: de forma simple, existe una pared celular hecha de celulosa y hay cloroplastos, organelos que realizan la fotosíntesis, son autótrofas.
- Célula animal a diferencia de la vegetal, se caracteriza por ser heterótrofa y de respiración aerobia. Las células eucariotas animales carecen de pared celular celulósica.
Si bien todos los organelos de la célula cumplen funciones importantes, podríamos consideras a la membrana, citoplasma y el núcleo como las partes fundamentales.
Membranas
La membrana plasmática o celular es una de las tres partes cruciales de las células. Su función es proteger y delimitar la célula aislándola del medio externo. En 1972 Singer y Nicholson propusieron el término de mosaico fluido para describir la membrana, la cual está constituida por una doble capa de fosfolípidos, hecha por proteínas, moléculas de colesterol y carbohidratos que se encuentran adheridos a las proteínas. El término ilustra claramente la estructura de la membrana por un lado “mosaico” da cuenta de la diversidad de moléculas que poseen formas distintas, en particular las proteínas, y “fluido” expresa el hecho de que las proteínas cambian de lugar constantemente y fluyen a través de la bicapa de fosfolípidos.
La capa lipídica tiene el espesor de dos hileras de moléculas de fosfolípidos dispuestos en empalizadas, con los extremos no polares o hidrófobos “frente a frente”, y los extremos polares o hidrófilos dirigidos, de un lado, hacia el citoplasma de la célula y, por el otro, al exterior. Los poros de las membranas son atribuidos a las proteínas y se encuentran distribuidos por toda la estructura. Su espesor esta calculado de unos 35 a 45Å (angstroms).
Las membranas celulares son estructuras dinámicas que forman pequeñas prolongaciones (evaginaciones) y hundimientos (invaginaciones). Además, son semipermeables porque dejan pasar algunas sustancias a través de ellas. Sus componentes les permiten ser elásticas y resistentes.
Los carbohidratos se localizan en la parte externa de la membrana, adheridos a las proteínas con las que forman glicoproteínas. Su función es el reconocimiento celular. Por ejemplo, en el organismo humano, son especialmente útiles para que las células del sistema inmunitario reconozcan agentes patógenos y puedan atacarlos.
La membrana celular o plasmática también es un importante mecanismo homeostático que controla y regula el paso de sustancias que entran o salen de la célula, ya sea por ósmosis, endocitosis o transporte que puede ser activo o pasivo.
El movimiento de sustancias a través de la membrana puede efectuarse de dos formas: Transporte pasivo y transporte activo.
Pasivo (sin gasto de ATP)
- DIFUSIÓN SIMPLE: la ley de difusión establece que, cuando dos sustancias de distinta concentración entran en contacto, la más concentrada avanza o se dispersa hacia la menos concentrada: es decir, tiene un menor gradiente de concentración. Ejemplo: cuando las moléculas de tamaño pequeño pasan a través de la capa de fosfolípidos.
- DIFUSIÓN FACILITADA: esta se da si moléculas de mayor tamaño no afines a fosfolípidos son transportadas a través de proteínas de canal o proteínas acarreadoras.
- ÓSMOSIS: es el paso de moléculas solventes como las del agua, a través de una membrana permeable o semipermeable, con la finalidad de igualar la concentración de partículas disueltas en cada extremo, ejemplo: cuando el agua pasa a través de la membrana semipermeable de la célula que se encuentran en las raíces de las plantas.
Transporte pasivo en membrana celular
Activos (con gasto de ATP)
El paso de sustancias en contra del gradiente de concentración a través de proteínas es un tipo de transporte activo porque requiere ATP, la molécula de la energía para llevarse a cabo.
- ENDOCITOSIS: es la incorporación o entrada de productos a la célula. Puede presentarse de dos formas; pinocitosis, fagocitosis y endocitosis mediada por receptores.
- PINOCITOSIS: consiste en la introducción de pequeñas gotas de líquidos extracelulares (como agua, hormonas, proteínas séricas, mucopolisacáridos y factores de crecimiento) al citoplasma, por medio de vacuolas o vesículas pinocíticas.
- FAGOCITOSIS: es un proceso que permite que algunas células incorporen otros microorganismos o partículas sólidas que les sirven de alimento. Algunas de estas células son los glóbulos blancos y algunos protozoarios, que engloban estas partículas y las incorporan al citoplasma, donde las digieren y luego expulsan los desechos.
- EXOCITOSIS: proceso a través del cual la célula elimina hacia el exterior los residuos de las vacuolas digestivas como lo son: la secreción celular, productos de excreción y los remanentes digestivos.
Conclusión
En esta clase el estudio de la célula ha transcurrido a través del tiempo, los científicos se han esforzado en entender los diferentes fenómenos que ocurren al interior de la célula y se han dado a la tarea de realizar muchas observaciones, dándose cuenta de que entre los diferentes tipos de organismos existen diferencias entre sus características anatómicas. Es gracias a ello donde se establecen los postulados de la teoría celular, que nos ayudarán a entender e identificar los tipos de células, sus organelos y características, así como la forma en que utilizan la energía.
Hemos llegado al final de la clase, vas por buen camino, todavía falta terreno por recorrer ¡Sé persistente, no desistas! Para concluir la clase te pido que realices y mandes como corresponde la tarea asignada, te espero en la próxima sesión.
Fuentes de información
- Gama Fernández, M. A. (2016). Biología 1, (3a ed.). Pearson.