5.2: Descubrimiento de células y teoría celular

Una Celda Azul Grande

¿Qué es este increíble objeto? ¿Te sorprendería saber que es una célula humana? La celda en realidad es demasiado pequeña para verla a simple vista. Aquí es visible con tanto detalle porque se está viendo con un microscopio muy potente. Las células pueden ser pequeñas en tamaño, pero son extremadamente importantes para la vida. Como todos los demás seres vivos, estás hecho de células. Las células son la base de la vida, y sin células, la vida como la conocemos no existiría. Aprenderás más sobre estos increíbles bloques de construcción de la vida cuando leas esta sección.

Figura\(\PageIndex{1}\): Células T humanas sanas

Si miras una materia viva con un microscopio —incluso un simple microscopio óptico— verás que consiste en células. Las células son las unidades básicas de la estructura y función de los seres vivos. Son las unidades más pequeñas que pueden llevar a cabo los procesos de la vida. Todos los organismos están formados por una o más células, y todas las células tienen muchas de las mismas estructuras y llevan a cabo los mismos procesos básicos de la vida. Conocer la estructura de las células y los procesos que llevan a cabo es necesario para entender la vida misma.

Descubrimiento de células

La primera vez que se utilizó la palabra célula para referirse a estas diminutas unidades de vida fue en 1665 por un científico británico llamado Robert Hooke. Hooke fue uno de los primeros científicos en estudiar los seres vivos bajo un microscopio. Los microscopios de su época no eran muy fuertes, pero Hooke aún pudo hacer un descubrimiento importante. Al mirar una fina rebanada de corcho bajo su microscopio, se sorprendió al ver lo que parecía un panal. Hooke realizó el dibujo en la figura de abajo para mostrar lo que vio. Como se puede ver, el corcho estaba conformado por muchas unidades diminutas, a las que Hooke llamó células.

Poco después de que Robert Hooke descubriera células en corcho, Anton van Leeuwenhoek en Holanda realizó otros descubrimientos importantes usando un microscopio. Leeuwenhoek hizo sus propias lentes de microscopio, y era tan bueno en eso que su microscopio era más potente que otros microscopios de su época. De hecho, el microscopio de Leeuwenhoek era casi tan fuerte como los microscopios de luz modernos. Usando su microscopio, Leeuwenhoek fue la primera persona en observar células y bacterias humanas.

Figura\(\PageIndex{2}\): Robert Hooke esbozó estas celdas de corcho tal como aparecían bajo un simple microscopio óptico.

Teoría Celular

A principios del siglo XIX, los científicos habían observado las células de muchos organismos diferentes. Estas observaciones llevaron a dos científicos alemanes, llamados Theodor Schwann y Matthias Jakob Schleiden, a proponer que las células son los bloques básicos de construcción de todos los seres vivos. Alrededor de 1850, un médico alemán llamado Rudolf Virchow estaba estudiando células bajo un microscopio cuando pasó a verlas dividiéndose y formando nuevas células. Se dio cuenta de que las células vivas producen nuevas células a través de la división. A partir de esta realización, Virchow propuso que las células vivas surgen únicamente de otras células vivas.

Las ideas de los tres científicos —Schwann, Schleiden y Virchow— llevaron a la teoría celular, que es una de las teorías fundamentales que unifican toda la biología. La teoría celular establece que:

• Todos los organismos están hechos de una o más células.
• Todas las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células.
• Todas las celdas provienen de celdas ya existentes.

Ver dentro de las celdas

Comenzando con Robert Hooke en el 1600, el microscopio abrió un nuevo mundo increíble: el mundo de la vida a nivel de la célula. A medida que los microscopios continuaban mejorando, se hicieron más descubrimientos sobre las células de los seres vivos. Sin embargo, a finales del siglo XIX, los microscopios de luz habían alcanzado su límite. Los objetos mucho más pequeños que las células, incluyendo las estructuras dentro de las células, eran demasiado pequeños para ser vistos incluso con el microscopio óptico más fuerte.

Entonces, en la década de 1950, se inventó un nuevo tipo de microscopio. Llamado el microscopio electrónico, utilizó un haz de electrones en lugar de luz para observar objetos extremadamente pequeños. Con un microscopio electrónico, los científicos pudieron finalmente ver las diminutas estructuras dentro de las células. De hecho, incluso podían ver moléculas y átomos individuales. El microscopio electrónico tuvo un enorme impacto en la biología. Permitió a los científicos estudiar organismos a nivel de sus moléculas y condujo al surgimiento del campo de la biología celular. Con el microscopio electrónico se hicieron muchos más descubrimientos celulares. La figura\(\PageIndex{3}\) muestra cómo aparecen las estructuras celulares llamadas orgánulos cuando se escanean con un microscopio electrónico.

Figura\(\PageIndex{3}\): Un microscopio electrónico produjo esta imagen de las estructuras dentro de una célula.

Estructuras compartidas por todas las celdas

Aunque las células son diversas, todas las células tienen ciertas partes en común. Estas partes incluyen una membrana plasmática, citoplasma, ribosomas y ADN.

1. La membrana plasmática (también llamada membrana celular) es una fina capa de fosfolípidos que rodea una célula. Forma el límite físico entre la célula y su entorno, por lo que se puede pensar en ella como la “piel” de la célula.
2. El citoplasma se refiere a todo el material celular dentro de la membrana plasmática. El Citoplasma está compuesto por una sustancia acuosa llamada citosol y contiene otras estructuras celulares como los ribosomas.
3. Los ribosomas son estructuras en el citoplasma donde se elaboran las proteínas.
4. El ADN es un ácido nucleico que se encuentra en las células. Contiene las instrucciones genéticas que las células necesitan para elaborar proteínas.

Estas partes son comunes a todas las células, desde organismos tan diferentes como bacterias y seres humanos. ¿Cómo todos los organismos conocidos llegaron a tener células tan similares? Las similitudes muestran que toda la vida en la Tierra tiene una historia evolutiva común.

Revisar

1. Describir las células.
2. Explique cómo se descubrieron las células.
3. Describir cómo se desarrolló la teoría celular.
4. Identificar estructuras compartidas por todas las celdas.
5. Verdadero o Falso. El corcho no es un organismo vivo.
6. Verdadero o Falso. Algunos organismos están hechos de una sola célula.
7. Verdadero o Falso. Los ribosomas se encuentran fuera del citoplasma de una célula.
8. Las proteínas se elaboran en _____________.
9. ¿Cuáles son las diferencias entre un microscopio óptico y un microscopio electrónico?
10. Los primeros microscopios se hicieron alrededor
    1. 1965
    2. 1665
    3. 1950
    4. 1776
11. ¿Cuál de estos científicos realizó cada uno de los siguientes descubrimientos? (Anton van Leeuwenhoek; Robert Hooke; Rudolf Virchow)
    1. Observó algunas de las primeras células y utilizó primero el término “célula”
    2. Observó las primeras células humanas
    3. Células observadas dividiéndose
12. Robert Hooke esbozó lo que parecían panales, o unidades circulares o cuadradas repetidas cuando observó células vegetales bajo un microscopio.
    1. ¿Qué es cada unidad?
    2. De las partes compartidas de todas las celdas, ¿qué constituye la superficie exterior de cada unidad?
    3. De las partes compartidas de todas las celdas, ¿qué compone el interior de cada unidad?

Explora más

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Para conocer más sobre la teoría celular, y su historia, vea el siguiente video.

Atribuciones

1. Célula T humana sana por el flujo de fotos de NIAID Flickr, dominio público vía Wikimedia Commons
2. Micrografía de Cork de Robert Hook, dominio público vía Wikimedia Commons
3. Chlamydomonas por Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College, liberadas al dominio público a través de Wikimedia Commons
4. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0