2.18: Teoría Celular

¿De qué estás hecho?

Las células conforman todos los seres vivos, incluido tu propio cuerpo. Esta imagen muestra un grupo típico de celdas, pero no todas las celdas se parecen. Las celdas pueden diferir en forma y tamaños, y las diferentes formas suelen indicar diferentes funciones.

Introducción a las células

Una célula es la unidad estructural y funcional más pequeña de un organismo. Algunos organismos, como las bacterias, consisten en una sola célula. Los organismos grandes, como los humanos, consisten en billones de células. Compara un humano con un plátano. Por fuera, se ven muy diferentes, pero si miras lo suficientemente cerca verás que sus celdas en realidad son muy similares.

Células de Observación

La mayoría de las células son tan pequeñas que no se pueden ver sin la ayuda de un microscopio. No fue hasta 1665 que el científico inglés Robert Hooke inventó un microscopio óptico básico y observó células por primera vez, al observar un trozo de corcho. Puedes usar microscopios de luz en el aula. Se puede utilizar un microscopio óptico para ver las células (Figura abajo). Pero muchas estructuras en la célula son demasiado pequeñas para verlas con un microscopio óptico. Entonces, ¿qué haces si quieres ver las diminutas estructuras dentro de las células?

Figura\(\PageIndex{1}\): Los contornos de las células de cebolla son visibles bajo un microscopio óptico.

En la década de 1950, los científicos desarrollaron microscopios más potentes. Un microscopio óptico envía un haz de luz a través de un espécimen, o el objeto que estás estudiando. Un microscopio más potente, llamado microscopio electrónico, pasa un haz de electrones a través del espécimen. El envío de electrones a través de una célula nos permite ver sus partes más pequeñas, incluso las partes dentro de la celda (Figura a continuación). Sin microscopios electrónicos, no sabríamos cómo era el interior de una célula.

Figura\(\PageIndex{2}\): Un microscopio electrónico permite a los científicos ver mucho más detalle que un microscopio óptico, como ocurre con esta muestra de polen.

Teoría Celular

En 1858, después de usar microscopios mucho mejor que el primer microscopio de Hooke, Rudolf Virchow desarrolló la hipótesis de que las células solo provienen de otras células. Por ejemplo, las bacterias, que son organismos unicelulares, se dividen por la mitad (después de que crecen algunas) para producir nuevas bacterias. De la misma manera, tu cuerpo produce nuevas células dividiendo las células que ya tienes. En todos los casos, las células solo provienen de celdas que han existido antes. Esta idea condujo al desarrollo de una de las teorías más importantes de la biología, la teoría celular.

La teoría celular establece que:

1. Todos los organismos están compuestos por células.
2. Las células están vivas y las unidades vivas básicas de organización en todos los organismos.
3. Todas las celdas provienen de otras celdas.

Al igual que con otras teorías científicas, muchos cientos, si no miles, de experimentos apoyan la teoría celular. Desde que Virchow creó la teoría, nunca se ha identificado ninguna evidencia que la contradiga.

Células Especializadas

Aunque las celdas comparten muchas de las mismas características y estructuras, también pueden ser muy diferentes (Figura a continuación). Cada célula de tu cuerpo está diseñada para una tarea específica. En otras palabras, la función de la celda se basa en parte en la estructura de la celda. Por ejemplo:

• Los glóbulos rojos tienen la forma de discos planos para moverse fácil y rápidamente a través de los vasos sanguíneos y entregar oxígeno por todo el cuerpo.
• Las células nerviosas son largas y fibrosas para formar una línea de comunicación con otras células nerviosas, como un alambre. Debido a esta forma, pueden enviar rápidamente señales, como la sensación de tocar una estufa caliente, a tu cerebro.
• Las células de la piel son planas y encajan firmemente entre sí para proteger su cuerpo.

Como puede ver, las celdas están conformadas de manera que les ayudan a hacer su trabajo. Los organismos multicelulares (de muchas células) tienen muchos tipos de células especializadas en sus cuerpos.

Figura\(\PageIndex{3}\): Los glóbulos rojos (izquierda) están especializados para transportar oxígeno rápidamente a través de la sangre. Las neuronas (centro) están conformadas para conducir impulsos eléctricos a muchas otras células nerviosas. Estas células epidérmicas (derecha) conforman la “piel” de las plantas. Observe cómo las celdas encajan firmemente entre sí.

Niveles de organización

Si bien las células son las unidades básicas de un organismo, los grupos de células pueden realizar un trabajo juntos. Estas celdas se llaman especializadas porque tienen un trabajo especial. Las células especializadas se pueden organizar en tejidos. Por ejemplo, sus células hepáticas están organizadas en tejido hepático. El tejido hepático se organiza aún más en un órgano, el hígado. Los órganos se forman a partir de dos o más tejidos especializados que trabajan juntos para realizar un trabajo. Todos los órganos, desde tu corazón hasta tu hígado, están formados por un grupo organizado de tejidos.

Estos órganos forman parte de un sistema más grande, los sistemas de órganos. Por ejemplo, tu cerebro trabaja junto con tu médula espinal y otros nervios para formar el sistema nervioso. Este sistema de órganos debe estar organizado con otros sistemas de órganos, como el sistema circulatorio y el sistema digestivo, para que tu cuerpo funcione. Los sistemas de órganos trabajan juntos para formar todo el organismo. Hay muchos niveles de organización en los seres vivos (Figura a continuación).

Figura\(\PageIndex{4}\): Niveles de organización, desde el átomo (más pequeño) hasta el organismo (mayor). Observe que los orgánulos están dentro de una célula, y los órganos están dentro de un organismo.

Resumen

• Las células se observaron por primera vez bajo un microscopio óptico, pero los microscopios electrónicos actuales permiten a los científicos echar un vistazo más de cerca al interior de las células.
• La teoría celular dice que:
  • Todos los organismos están compuestos por células.
  • Las células están vivas y las unidades vivas básicas de organización en todos los organismos.
  • Todas las celdas provienen de otras celdas.
• Las células se organizan en tejidos, que se organizan en órganos, que se organizan en sistemas de órganos, que se organizan para crear todo el organismo.

Revisar

1. ¿Qué tipo de microscopio sería mejor para estudiar las estructuras que se encuentran dentro de las células?
2. ¿Cuáles son las tres partes básicas de la teoría celular?
3. Según la teoría celular, ¿se puede crear una célula combinando moléculas en un laboratorio? ¿Por qué o por qué no?
4. Dé un ejemplo de una célula especializada.
5. ¿Qué es un pañuelo?
6. ¿Cuál es la relación entre tejidos y órganos?