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4.3: Una célula es la unidad más pequeña de la vida

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    Cierra los ojos e imagina una pared de ladrillo. ¿Cuál es el bloque básico de construcción de ese muro? Se trata de un solo ladrillo, claro. Al igual que una pared de ladrillos, tu cuerpo está compuesto por bloques básicos de construcción, y los bloques de construcción de tu cuerpo son células. Tu cuerpo tiene muchos tipos de células, cada una especializada para un propósito específico. Así como una casa está hecha de una variedad de materiales de construcción, el cuerpo humano está construido a partir de muchos tipos de células. Por ejemplo, las células epiteliales protegen la superficie del cuerpo y cubren los órganos y las cavidades corporales dentro. Las células óseas ayudan a apoyar y proteger el cuerpo. Las células del sistema inmune combaten las bacterias invasoras. Además, los glóbulos rojos transportan oxígeno por todo el cuerpo. Cada uno de estos tipos de células juega un papel vital durante el crecimiento, desarrollo y mantenimiento diario del cuerpo. A pesar de su enorme variedad, sin embargo, todas las células comparten ciertas características fundamentales.

    Una célula es la unidad básica de la estructura y función de un ser vivo. Un ser vivo, como tú, se llama organismo. Así, las células son los bloques básicos de construcción de todos los organismos. En organismos multicelulares, varias células de un tipo particular se interconectan entre sí y realizan funciones compartidas para formar tejidos (por ejemplo, tejido muscular, tejido conectivo y tejido nervioso), varios tejidos se combinan para formar un órgano (por ejemplo, estómago, corazón o cerebro) y varios órganos componen un sistema orgánico (como el sistema digestivo, el sistema circulatorio o el sistema nervioso). Varios sistemas que funcionan juntos forman un organismo (como un elefante, por ejemplo).

    Teoría Celular

    Los microscopios que utilizamos hoy en día son mucho más complejos que los utilizados en los años 1600 por Antony van Leeuwenhoek, un tendero holandés que tenía gran habilidad en la elaboración de lentes. A pesar de las limitaciones de sus lentes ahora antiguos, van Leeuwenhoek observó los movimientos de protistas (un tipo de organismo unicelular) y esperma, que colectivamente denominó “animales”. En una publicación de 1665 llamada Micrographia, el científico experimental Robert Hooke acuñó el término “célula” (del latín cella, que significa “habitación pequeña”) para las estructuras en forma de caja que observó al ver el tejido de corcho a través de una lente. En la década de 1670, van Leeuwenhoek descubrió bacterias y protozoos. Los avances posteriores en la construcción de lentes y microscopios permitieron a otros científicos ver diferentes componentes dentro de las células.

    A finales de la década de 1830, el botánico Matthias Schleiden y el zoólogo Theodor Schwann estudiaban los tejidos y propusieron la teoría celular unificada, que establece que todos los seres vivos están compuestos por una o más células, que la célula es la unidad básica de la vida, y que todas las células nuevas surgen de las células existentes. Estos principios siguen en pie hoy.

    Hay muchos tipos de células, y todas están agrupadas en una de dos categorías amplias: procariotas y eucariotas. Las células animales, las células vegetales, las células fúngicas y las células protistas se clasifican como eucariotas, mientras que las células de bacterias y arqueas se clasifican como procariotas.

    Componentes de las células procariotas

    Todas las células comparten cuatro componentes comunes: 1) una membrana plasmática, una cubierta externa que separa el interior de la célula de su entorno circundante; 2) citoplasma, que consiste en una región gelatinosa dentro de la célula en la que se encuentran otros componentes celulares; 3) ADN, el material genético de la célula; y 4) ribosomas, partículas que sintetizan proteínas. Sin embargo, los procariotas difieren de las células eucariotas de varias maneras.

    Una célula procariota es un organismo simple, unicelular (unicelular) que carece de un núcleo, o de cualquier otro orgánulo unido a la membrana. En breve llegaremos a ver que esto es significativamente diferente en eucariotas. El ADN procariota se encuentra en la parte central de la célula: una región oscurecida llamada nucleoide (Figura a continuación).

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    Figura\(\PageIndex{1}\): Esta figura muestra la estructura generalizada de una célula procariota.

    A diferencia de Archaea y eucariotas, las bacterias tienen una pared celular hecha de peptidoglicano, compuesta por azúcares y aminoácidos, y muchas tienen una cápsula de polisacárido. La pared celular actúa como una capa extra de protección, ayuda a la célula a mantener su forma y evita la deshidratación. La cápsula permite que la célula se adhiera a las superficies de su entorno. Algunos procariotas tienen flagelos, pili o fimbrias. Los flagelos se utilizan para la locomoción. Los pili se utilizan para intercambiar material genético durante un tipo de reproducción llamado conjugación. Las fimbrias son apéndices proteicos utilizados por las bacterias para unirse a otras células.

    Células eucariotas

    En la naturaleza, la relación entre forma y función es evidente en todos los niveles, incluido el nivel de la célula, y esto quedará claro a medida que exploremos las células eucariotas. El principio “la forma sigue a la función” se encuentra en muchos contextos. Por ejemplo, las aves y los peces tienen cuerpos aerodinamizados que les permiten moverse rápidamente por el medio en el que viven, ya sea aire o agua. Significa que, en general, se puede deducir la función de una estructura mirando su forma, porque los dos están emparejados. Una célula eucariota es una célula que tiene un núcleo unido a la membrana y otros compartimentos o sacos unidos a la membrana, llamados orgánulos, que tienen funciones especializadas. La palabra eucariota significa “núcleo verdadero” o “núcleo verdadero”, aludiendo a la presencia del núcleo unido a la membrana en estas células. La palabra “orgánulo” significa “pequeño órgano” y, como ya se mencionó, los orgánulos tienen funciones celulares especializadas, así como los órganos de tu cuerpo tienen funciones especializadas.

    Tamaño de Celda

    Con 0.1—5.0 µm de diámetro, las células procariotas son significativamente más pequeñas que las células eucariotas, las cuales tienen diámetros que van desde 10—100 µm (Figura a continuación). El pequeño tamaño de los procariotas permite que los iones y las moléculas orgánicas que ingresan en ellos se propaguen rápidamente a otras partes de la célula. Del mismo modo, cualquier desecho producido dentro de una célula procariota puede moverse rápidamente. Sin embargo, las células eucariotas más grandes han desarrollado diferentes adaptaciones estructurales para mejorar el transporte celular. En efecto, el gran tamaño de estas células no sería posible sin estas adaptaciones. En general, el tamaño de la celda es limitado porque el volumen aumenta mucho más rápidamente que el área de superficie celular. A medida que una celda se hace más grande, se vuelve cada vez más difícil para la celda adquirir materiales suficientes para soportar los procesos dentro de la celda, debido a que disminuye el tamaño relativo de la superficie a través de la cual se deben transportar los materiales.

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    Figura\(\PageIndex{2}\): Esta figura muestra los tamaños relativos de diferentes tipos de células y componentes celulares. Se muestra un humano adulto para comparación.

    Células animales versus células vegetales

    A pesar de sus similitudes fundamentales, existen algunas diferencias llamativas entre células animales y vegetales. Las células animales tienen centriolos, centrosomas (discutidos bajo el citoesqueleto) y lisosomas, mientras que las células vegetales no. Las células vegetales tienen una pared celular, cloroplastos, plasmodesmas y plastidios utilizados para el almacenamiento, y una gran vacuola central, mientras que las células animales no.

    La pared celular

    En la Figura a continuación, el diagrama de una célula vegetal, se ve una estructura externa a la membrana plasmática llamada pared celular. La pared celular es una cubierta rígida que protege la celda, proporciona soporte estructural y da forma a la celda. Las células fúngicas y protistas también tienen paredes celulares. Si bien el componente principal de las paredes celulares procariotas es el peptidoglicano, la principal molécula orgánica en la pared celular vegetal es la celulosa, un polisacárido compuesto por cadenas largas y rectas de unidades de glucosa. Cuando la información nutricional se refiere a la fibra dietética, se refiere al contenido de celulosa de los alimentos.

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    Figura\(\PageIndex{3}\): La figura muestra una célula animal típica (arriba) y una célula vegetal típica (abajo).

    Cloroplastos

    Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos también tienen su propio ADN y ribosomas. Los cloroplastos funcionan en la fotosíntesis y se pueden encontrar en células eucariotas como plantas y algas. En la fotosíntesis, el dióxido de carbono, el agua y la energía lumínica se utilizan para producir glucosa y oxígeno. Esta es la principal diferencia entre plantas y animales: Las plantas (autótrofos) son capaces de hacer su propio alimento, como la glucosa, mientras que los animales (heterótrofos) deben confiar en otros organismos para sus compuestos orgánicos o fuente de alimento. Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen membranas externas e internas, pero dentro del espacio encerrado por la membrana interna de un cloroplasto hay un conjunto de sacos de membrana rellenos de fluido interconectados y apilados llamados tilacoides (Figura a continuación).

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    Figura\(\PageIndex{4}\): Este diagrama simplificado de un cloroplasto muestra la membrana externa, la membrana interna, los tilacoides, el grana y el estroma.

    Cada pila de tilacoides se llama gránulo (plural = grana). El fluido encerrado por la membrana interna y que rodea al grana se llama estroma.

    Colaboradores y Atribuciones


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