Teoría Celular
Desde que Robert Hooke introdujera el término en 1665, la célula se ha considerado como la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos. Constituyen la unidad elemental en los organismos. La Teoría de la Endosimbiosis explica el origen de algunos orgánulos celulares como las mitocondrias y los cloroplastos.
Métodos de Investigación en Biología Celular
Microscopía
La microscopía óptica se basa en la incidencia de un haz de luz sobre las diferentes lentes, hasta iluminar la muestra. Existen diferentes microscopios ópticos:
- De campo claro
- De contraste de fases e interferencia diferencial (aumentan el contraste de la muestra respecto al medio)
- Microscopio de fluorescencia: permite la visualización de moléculas fluorescentes directamente a través de técnicas de inmunotinción.
La microscopía electrónica sustituye la iluminación tradicional por un haz de electrones, permitiendo incrementar los aumentos. Existen dos tipos fundamentales:
- Microscopía electrónica de transmisión (MET): se realizan cortes ultrafinos de las células, permitiendo así observar las estructuras u orgánulos que hay en su interior. Así se pueden diferenciar por su organización las células procariotas y eucariotas, o entre estas, células animales y vegetales.
- Microscopía electrónica de barrido (MEB)
Otras Técnicas
Además se han desarrollado otras técnicas de inmunodetección, en las que se pueden detectar determinadas proteínas mediante la unión a anticuerpos por microscopía de fluorescencia óptica así como electrónica.
- El fraccionamiento celular permite separar los componentes celulares en diferentes fracciones mediante centrifugación diferencial.
- El desarrollo de cultivos celulares a partir de la disgregación de tejidos o de líneas celulares, ha permitido el cultivo in vitro de las células para su estudio.
- La difracción de rayos X y la autoradiografía son técnicas que permiten un estudio detallado de la estructura o el movimiento de determinados componentes celulares, utilizando los rayos X o isotopos radiactivos.
La Membrana Plasmática
Una de las estructuras comunes a todos los organismos celulares es la presencia de la membrana plasmática constituida por una estructura unitaria en todos los seres vivos.
Composición de la Membrana Plasmática
Está constituida por una bicapa lipídica y una serie de proteínas integrales (atraviesan la membrana) o periféricas (se asocian a la cara externa de la membrana). La composición de lípidos y proteínas difiere en ambas caras de la membrana.
Modelos de Membrana
En todos ellos se parte de la naturaleza lipoproteica de la membrana. El modelo de Singer y Nicholson propone una membrana fluida. La fluidez de la membrana depende del grado de saturación y la longitud de las cadenas de los ácidos grasos, la temperatura y la proporción de colesterol.
Transporte de las Moléculas a Través de las Membranas
Algunas moléculas como el oxígeno o el agua pueden atravesar libremente la membrana, otras tienen que pasar a través de proteínas de transporte.
Tipos de Transporte
- Pasivo: Algunas moléculas se transportan a favor del gradiente de concentración o carga por difusión simple o facilitada por proteínas de canal.
- Activo: El transporte de sustancias en contra de gradiente supone un gasto de energía acoplado de forma directa a una ATPasa (directo) o bien acoplado de forma indirecta al transporte de otra sustancia a favor del gradiente. Ej. Bomba de Na-K: tipo de transporte a través de la membrana plasmática que saca 3 moléculas de Na+ y entran 2 de K+ en contra del gradiente electroquímico, para ello, gasta energía en forma de ATP, con lo cual tienen función ATPasa e intervienen en la función del impulso nervioso.
Endocitosis y Exocitosis
El paso de macromoléculas o partículas de mayor tamaño hacia el interior o al exterior celular está mediado por procesos de endocitosis o exocitosis respectivamente.
Endocitosis
Los procesos de endocitosis están relacionados con procesos de digestión celular y nutrición o el transito intracelular de partículas. Hay dos mecanismos de endocitosis:
- Pinocitosis: ingestión de líquido o partículas de pequeño tamaño mediante la formación de vesículas muy pequeñas, solo visibles al microscopio electrónico. Se produce en todo tipo de células.
- Fagocitosis: ingestión de partículas de gran tamaño, organismos vivos o restos celulares que forman grande vesículas o vacuolas de fagocitosis (fagosomas).
Exocitosis
La exocitosis es un proceso implicado en la secreción de componentes estructurales, de relación e intercambio de señales o de excreción de productos residuales al medio. Puede ser constitutiva, en el caso de componentes estructurales, o regulada cuando depende de determinados estímulos.