Introducción a la célula

1. La teoría celular

Los principios de la teoría celular son los siguientes:

• Los seres vivos están formados por una sola celúla cuando son unicelulares o por varias, siendo pluricelulares.
• La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos.
• Las células poseen individualidad ya que realizan todas las funciones propias de los seres vivos.

Posteriormente se completó afirmando que toda célula procede de otra célula. 

2. Métodos de estudio morfológico de la célula

Microscopía óptica

Basada en el uso de determinadas lentes. La calidad depende de la técinca de preparación de la muestra y del rendimiento del microscopio.

El poder de resolución depende de la longitud de onda de la luz con que se ilumina el objeto. Para observar las muestras hay que realizar cortes finos para que la luz las atraviese. Se usan también colorantes, fijadores que inmovilizan y matan la célula, y microtomo para los cortes.

Microscopía electrónica

En vez de luz utiliza haces de electrones para iluminar las muestras. Tiene mucha mejor resolución que los ópticos. Hay dos tipos:

- De transmisión.

- De barrido.

3. Estudio bioquímico de la célula

Fraccionamiento celular

Es un método de separación de los orgánulos celulares. Se siguen los siguientes pasos:

Se realiza un homogeneizado del tejido a estudiar mediante tratamientos físicos o químicos que rompan las células. A continuación se separan los diferentes componentes mediante un instrumento llamado ultracentrífuga. La fuerza centrífuga separa los componentes celulares en función de su densidad, forma y tamaño. Se realizan varios centrifugados para separar los distintos orgánulos.

Autorradiografía

Los orgánulos o las partes de la célula que quieran ser analizadas pueden marcarse uno o más isótopos radiactivos.

La autorradiografía se utiliza para localizar las sustancias marcadas radiactivamente (mayoritariamente los movimientos)

Cultivo celular

La mayoría de las células sobreviven, de dividen e incluso se diferencian en un medio de cultivo en condiciones adecuadas. Las aplicaciones del cultivo celular son extraordinarias en Biología, Medicina, Veterninaria...

El cultivo de muchas células de vertebrados está limitado por un determinado número de divisiones celulares. Las células que pueden dividirse indefinidamente son las células cancerosas y las células madre.

4. Tipos de organización celular

• Procariota. Típica de células sencillas y primitivas tales como arqueobacterias y eubacterias. Poseen una membrana plasmática y por encima la mayoría tienen una pared celular de composición variable. Poseen el material genético en una región del citoplasma (nucleoide) sin estar rodeado de membrana, es decir, estan desprovistas de núcleo. También carecen de la mayoría de los orgánulos celulares, solo ribosómas. Sus enzimas respiratorias se localizan en invaginaciones de la membrana (mesosomas)
• Eucariota. Se estudia a continuación.

5. Introducción al estudio de la célula eucariota

Se distinguen tres partes fundamentales: membrana, citoplasma y núcleo.

• La membrana plasmática es una capa rodeada a la célula, que le confiere individualidad al separarla del entorno. 
• El citoplasma es la parte de la célula comprendida entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. En él se encuentran los orgánulos.
• El núcleo contiene la mayoría de DNA. 

Se pueden distinguir dos tipos de eucariotas: animales y vegetales.

Estructura, composición y función de la membrana y orgánulos celulares

Membrana plasmática

• Estructura y composición: Envoltura que rodea a la célula formada por una icapa de fosfolípidos con proteínas que la atraviesan.
• Función: Controla el intercambio de sustancias entre la célula y el medio. Las proteínas receptoras cumplen funciones de relación.

Citoplasma

• Estructura y composición: Medio acuoso comprendido entre la membrana plasmática y la nuclear, donde se localizan los orgánulos. Contiene fibras proteicas que funcionan como esqueleto celular.
• Función: En él se realizan numerosas reacciones químicas que contribuyen al mantenimiento de la célula al proporcionar energía y fabricar sustancias necesarias.

Ribosomas

• Estructura y composición: Pequeños orgánulos formados por RNA y proteínas. Se encuentran en el citosol y en la membrana del retículo endoplasmático rugoso.
• Función: Fabricar proteínas.

Retículo endoplasmático

• Estructura y composición: Red de membranas interconectadas que se extienden por todo el citplasma. El RE puede ser liso o rugoso, según no tenga o sí ribosomas en su membrana respectivamente.
• Función: Síntesis y transporte de lípidos y proteínas.

Complejo de Golgi

• Estructura y composición: Conjunto de cisternas aplanadas y apiladas de las que se desprenden vesículas con diversas sustancias. 
• Función: Secreción celular. Consiste en que algunas vesículas producidas por el AG se fusionan con la membrana plasmática y vierten sus contenidos al exterior de la célula.

Lisosomas y peroxisomas

• Estructura y composición: Son enzimas digesticas y oxidativas respectivamente,
• Función: Los lisosomas digieren sustancias alimenticias y orgánulos dañados. Los peroxisomas se encargan de reacciones que generan y destruyen peróxido de hidrógeno.

Mitocondria

• Estructura y composición: Orgánulos energéticos. Están formadas por dos membranas, una exterior lisa y otra interior plegada formando crestas. La cavidad interna se denomina matriz y contiene enzimas, DNA, ARN y proteínas.
• Función: En ellas tiene lugar la respiración celular que consiste en la ocidación de materia orgánica para obtener energía.

Núcleo

• Estructura y composición: Rodeado de una doble membrana que presenta poros que permiten la comunicación entre núcleo y citoplasma. En su interior destaca el nucleoplasma, nucleolo y cromatina. 
• Función: Dirige a la célula ya que contiene la información genética para realizar las funciones vitales. Es responsable de la división celular y en el nucleolo se fabrican los ribosomas.

Centrosoma (sólo en células animales)

• Estructura y composición: Formado por dos orgánulos cilíndricos llamados centriolos, rodeados de una zona clara de la que parten unos filamentos que forman el áster.
• Función: Organizan el citoesqueleto y controlan la forma y el movimiento de las células. Intervienen en la división celular.

Pared celular (sólo en células vegetales)

• Estructura y composición: Gruesa cubierta situada por fuera de la membrana plasmática formada por celulosa.
• Función: Protege y da forma a las células vegetales.

Cloroplastos (sólo en células vegetales)

• Estructura y composición: Orgánulos energéticos rodeados de dos membranas. Es espacio interno se denomina estroma y es un medio acuoso con enzimas, DNA, RNA y ribosomas. En ellos se encuentra la clorofila.
• Función: Realizan la fotosíntesis, proceso mediante el cual obtiene la energía de la luz, absorbida por la clorofila, utilizada para transformar la materia inorgánica en orgánica.

Vacuolas (sólo en células vegetales)

• Estructura y composición: Vesículas que pueden ocupar el 90% del volumen celular.
• Función: Almacenan gran variedad de sustancias.

6. El paso de célula procariota a eucariótica

Se cree que todos los organismos provienen de una célula primitiva llamada LUCA que debió ser procariótica. Las primeras células procarióticas eran heterótrofas y obtenían energía por fermentación. Posteriormente obtendrían a partir de compuestos inorgánicos la energía. 

Éstas no desprendían oxígeno pero después aparecieron las que sí, por lo que la atmósfera comenzó a cambiar. Se formó el ozono, que absorbe las radiaciones UVA lo que posibilita la vida en las zonas mas superficiales de los mares y, posteriormente, en tierra firme. 

La presencia de oxígeno produjo adaptaciones moléculares que permitieron captar oxígeno, con lo que se formaron las bacterias aeróbicas. Obtenían así mucha más energía, y esto fue un paso importante paa la aparición de las células eucarióticas. Por ello proceden de una célula procariotica que aumentó su tamaño y fué adquiriendo sus membranas internas por repliegues de la membrana plasmática, formando los orgánulos

La teoría endosimbiótica

Explica el origen de los orgánulos energéticos. Las mitocondrias tienen su origen a partir de una bacteria aeróbica que estableció una relación simbiótica con una eucariota anaeróbica.

los cloroplastos aparecieron de células eucariótas que fagocitaron bacterias fotosintéticas y establecieron una relación simbiótica.

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