9.1: Introducción a las células

Figura\(\PageIndex{1}\): (a) células de cebolla, y (b) células de Elodea, ambas vistas con un microscopio óptico. Crédito: Kammy Argel (CC-BY).

Objetivos de aprendizaje

• Describir el papel de las células en los organismos.
• Resumir la teoría celular.
• Abordar la importancia del tamaño de celda.

Una célula es la unidad más pequeña de un ser vivo. Ya sea compuesta por una célula (como bacterias) o por muchas células (como una planta, Figura\(\PageIndex{1}\)), la llamamos organismo. Así, las células son los bloques básicos de construcción de todos los organismos.

Varias células vegetales de un tipo que se interconectan entre sí y realizan una función compartida forman tejidos. Un ejemplo de tejido vegetal sería el tejido epitelial que se encuentra en la superficie de una hoja. Estos tejidos se combinan para formar un órgano, como una hoja. y varios órganos comprenden un sistema de órganos (en este caso, el sistema de brotes). Dos dos sistemas de órganos vegetales, el sistema de brotes y raíces, conforman la planta. Aquí, examinaremos la estructura y función de las células.

Teoría Celular

En 1665, Robert Hooke miró el corcho bajo un microscopio y vio múltiples cámaras a las que llamó “células”. En 1838, Schleidern y Schwann afirmaron que (1) todas las plantas y animales están compuestos por células y que (2) la célula es la unidad más básica (“átomo”) de la vida. En 1858, Virchow afirmó que (3) todas las células surgen por reproducción de células anteriores (“Omnis cellula e cellula” en latín). Estas tres afirmaciones se convirtieron en la base de la teoría celular.

Tamaño de Celda

Con 0.1 a 5.0 μm de diámetro, las células procariotas son significativamente más pequeñas que las células eucariotas, las cuales tienen diámetros que van de 10 a 100 μm (Figura\(\PageIndex{2}\). El pequeño tamaño de los procariotas permite que los iones y las moléculas orgánicas que ingresan en ellos se difundan rápidamente a otras partes de la célula. Del mismo modo, cualquier desecho producido dentro de una célula procariota puede difundirse rápidamente. Este no es el caso en las células eucariotas, que han desarrollado diferentes adaptaciones estructurales para potenciar el transporte intracelular.

Figura\(\PageIndex{2}\)): Esta figura muestra tamaños relativos de microbios en una escala logarítmica (recordemos que cada unidad de aumento en una escala logarítmica representa un aumento de 10 veces en la cantidad medida). Tenga en cuenta que el objeto más pequeño es un átomo, de aproximadamente 1 nm de tamaño mientras que el más grande es un humano, con aproximadamente 1m de altura.

El tamaño pequeño, en general, es necesario para todas las células, ya sean procariotas o eucariotas. Examinemos por qué es así. Primero, consideraremos el área y el volumen de una celda típica. No todas las celdas son de forma esférica, pero la mayoría tienden a aproximarse a una esfera. Quizás recuerdes de tu curso de geometría de secundaria que la fórmula para el área superficial de una esfera es 4πr ², mientras que la fórmula para su volumen es 4πr ^3/3. Así, a medida que aumenta el radio de una celda, su superficie aumenta a medida que el cuadrado de su radio, pero su volumen aumenta a medida que el cubo de su radio (mucho más rápidamente). Por lo tanto, a medida que una celda aumenta de tamaño, su relación superficie a volumen disminuye. Este mismo principio se aplicaría si la celda tuviera forma de cubo (Figura\(\PageIndex{3}\)). Si la célula crece demasiado grande, la membrana plasmática no tendrá suficiente área de superficie para soportar la velocidad de difusión requerida para el aumento del volumen. En otras palabras, a medida que una célula crece, se vuelve menos eficiente. Una forma de ser más eficiente es dividir. Otras formas son aumentar el área de superficie mediante plegamientos de la membrana celular, volverse plana o delgada y alargada, o desarrollar orgánulos que realicen tareas específicas. Estas adaptaciones conducen al desarrollo de células más sofisticadas, a las que llamamos células eucariotas.

Conexión visual

(Figura\(\PageIndex{3}\)): Observe que a medida que una celda aumenta de tamaño, su relación superficie a volumen disminuye. Cuando no hay suficiente área de superficie para soportar el volumen creciente de una celda, una celda se dividirá o morirá. La celda de la izquierda tiene un volumen de 1 mm ³ y una superficie de 6 mm ², con una relación superficie-volumen de 6 a 1; mientras que, la celda de la derecha tiene un volumen de 8 mm ³ y una superficie de 24 mm ², con una relación superficie área-volumen de 3 a 1.

Atribuciones

Curado y escrito por Kammy Argel utilizando las siguientes fuentes:

• 4.1 Estudiar Células de Biología2e por OpenStax (licenciado CC-BY). Accede gratis en openstax.org.
• 2.1 Introducción a las células desde la introducción a la botánica por Alexey Shipunov (dominio público)