3.0: Preludio al Nivel Celular de Organización

Objetivos de aprendizaje:

Después de estudiar este capítulo, podrás:

• Describir la estructura y función de la membrana celular, incluyendo su regulación de materiales dentro y fuera de la célula
• Describir las funciones de los distintos orgánulos citoplásmicos
• Explicar la estructura y el contenido del núcleo, así como el proceso de replicación del ADN
• Explicar el proceso por el cual una célula construye proteínas usando el código de ADN
• Enumerar las etapas del ciclo celular en orden, incluyendo los pasos de división celular en células somáticas
• Discutir cómo una célula se diferencia y se vuelve más especializada
• Enumerar las características morfológicas y fisiológicas de algunos tipos de células representativas en el cuerpo humano

Te desarrollaste de un solo óvulo fertilizado al complejo organismo que contiene billones de células que ves cuando te miras en un espejo. Durante este proceso de desarrollo, las células tempranas e indiferenciadas se diferencian y se especializan en su estructura y función. Estos diferentes tipos celulares forman tejidos especializados que trabajan en concierto para realizar todas las funciones necesarias para el organismo vivo. Los biólogos celulares y del desarrollo estudian cómo la división continua de una sola célula conduce a tal complejidad y diferenciación.

Considera la diferencia entre una célula estructural en la piel y una célula nerviosa. Una célula estructural de la piel puede tener la forma de una placa plana (escamosa) y vivir solo por un corto tiempo antes de que sea derramada y reemplazada. Empacadas firmemente en filas y láminas, las células escamosas de la piel proporcionan una barrera protectora para las células y tejidos que se encuentran debajo. Una célula nerviosa, por otro lado, puede tener la forma de algo así como una estrella, enviando procesos largos de hasta un metro de longitud y puede vivir toda la vida del organismo. Con sus largos apéndices sinuosos, las células nerviosas pueden comunicarse entre sí y con otros tipos de células del cuerpo y enviar señales rápidas que informan al organismo sobre su entorno y le permiten interactuar con ese ambiente. Estas diferencias ilustran un tema muy importante que es consistente en todos los niveles organizacionales de la biología: la forma de una estructura es óptima para realizar funciones particulares asignadas a esa estructura. Ten en cuenta este tema mientras recorres el interior de una célula y te introducen en los diversos tipos de células del cuerpo.

Figura\(\PageIndex{1}\): Célula teñida con fluorescencia sometida a mitosis. Una célula pulmonar de tritón, comúnmente estudiada por su similitud con las células pulmonares humanas, se tiñe con tintes fluorescentes. La mancha verde revela husillos mitóticos, el rojo es la membrana celular y parte del citoplasma, y las estructuras que aparecen de color azul claro son cromosomas. Esta célula se encuentra en anafase de mitosis. (crédito: “Mortadelo2005” /Wikimedia Commons)

Una responsabilidad primordial de cada célula es contribuir a la homeostasis. La homeostasis es un término utilizado en biología que se refiere a un estado dinámico de equilibrio dentro de parámetros que son compatibles con la vida. Por ejemplo, las células vivas requieren un ambiente a base de agua para sobrevivir, y existen diversos mecanismos físicos (anatómicos) y fisiológicos que mantienen húmedos a todos los billones de células vivas del cuerpo humano. Este es un aspecto de la homeostasis. Cuando un parámetro en particular, como la presión arterial o el contenido de oxígeno en la sangre, sale lo suficiente de la homeostasis (generalmente se vuelve demasiado alto o demasiado bajo), inevitablemente resulta una enfermedad o enfermedad, y a veces la muerte.

El concepto de una célula comenzó con observaciones microscópicas de tejido de corcho muerto por el científico Robert Hooke en 1665. Sin darse cuenta de su función o importancia, Hook acuñó el término “célula” a partir del parecido de las pequeñas subdivisiones en el corcho con las habitaciones que habitaban los monjes, llamadas celdas. Unos diez años después, Antonie van Leeuwenhoek se convirtió en la primera persona en observar células vivas y en movimiento bajo un microscopio. En el siglo que siguió, se desarrollaría la teoría de que las células representaban la unidad básica de la vida. Estos diminutos sacos llenos de líquido albergan componentes responsables de las miles de reacciones bioquímicas necesarias para que un organismo crezca y sobreviva. En este capítulo, conocerás los principales componentes y funciones de una célula prototípica, generalizada y descubrirás algunos de los diferentes tipos de células en el cuerpo humano.