Teoría Celular

Schleiden y Schwann desarrollaron la llamada teoría celular, basada en dos principios fundamentales:

1. La célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos: Todos los seres vivos están constituidos por una o más células.
2. La célula es la unidad fisiológica de los organismos: Es capaz de realizar todos los procesos metabólicos necesarios para permanecer con vida.

En 1855, Virchow contribuyó a mejorar la teoría celular al enunciar el tercer principio sobre el origen de las células:

3. Toda célula proviene, por división, de otra célula.

Ramón y Cajal demostró la individualidad de cada neurona, ampliando la teoría celular al tejido nervioso y concediéndole un valor universal, lo que le valió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina (1906).

A partir de estos descubrimientos se puede añadir a la teoría celular que:

4. La célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos.

En resumen, la célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos.

Virus

Los virus no son seres vivos porque no están formados por células y no realizan las tres funciones vitales (no se nutren ni se relacionan, y necesitan otro ser vivo para reproducirse). Son parásitos obligados.

Forma de las Células

Las células presentan una gran variedad de formas que dependen de su estirpe celular (función que va a realizar la célula), su edad y su momento funcional. La relación entre el tamaño y la forma de una célula influye en su capacidad de captación de nutrientes del medio. La entrada de nutrientes se realiza a través de su superficie y desde ahí se difunden por todo el volumen celular. Cuando una célula de forma esférica aumenta de tamaño, proporcionalmente aumenta mucho más su volumen que su superficie. Esto implica que la relación superficie/volumen disminuye, lo cual comporta un gran inconveniente para su supervivencia, ya que la entrada de nutrientes está en función de su superficie.

Estructura Celular

La célula está formada por:

• Membrana plasmática: «bicapa lipídica» con proteínas intercaladas.
• Citoplasma: Abarca el medio interno líquido o citosol y una serie de estructuras internas (orgánulos celulares).
• Material genético (ADN):
  • Procariotas: No tienen envoltura nuclear y su ADN es circular bicatenario. Pueden tener pequeños plásmidos.
  • Eucariotas: Tienen un verdadero núcleo y su ADN es lineal bicatenario. Cada fibra corresponde a un cromosoma.

Envoltura Externa

• Pared celular: Presente en vegetales (celulosa), hongos (quitina) y bacterias (mureína o peptidoglicano).
• Glucocálix: Capa mucosa (polisacárido).

Núcleo

Estructura vital en la célula eucariota. Su función es contener el material genético (ADN) y es el lugar donde se produce la replicación del ADN y su transcripción (ADN -> ARN). El núcleo puede aparecer en dos situaciones diferentes: interfase y división celular.

Número de Núcleos

• Uninucleadas: Un núcleo.
• Anucleadas: Sin núcleo.
• Polinucleadas: Varios núcleos.

Sincitios: Unión del citoplasma de varias células sin unión de sus núcleos.

Plasmodios: División repetida del núcleo sin división del citoplasma.

Forma y Posición

• Células animales: Esférico y central.
• Células vegetales: Discoidales y laterales.

Partes del Núcleo en Interfase

1. Envoltura nuclear
2. Nucleoplasma
3. Nucleolo(s)
4. Cromatina

Núcleo Celular

Varía según el estado en que se encuentra la célula a lo largo del ciclo celular. Se distinguen dos momentos:

1. Interfase: Fase de no división (fase inicial de larga duración en la que se puede observar el núcleo celular, denominado núcleo interfásico).
2. Fase de división: Fase de corta duración pero con importantes cambios, como la condensación de las fibras de cromatina formando cromosomas.

Envoltura Nuclear

Formada por una doble membrana con poros que controla y regula la comunicación entre el citoplasma y el nucleoplasma. Está constituida por:

1. Membrana externa: En su cara externa presenta un gran número de ribosomas adosados. Está en comunicación con el retículo endoplasmático rugoso (RER) y puede realizar las mismas funciones que este.
2. Membrana interna: Tiene proteínas de membrana que sirven de anclaje para las proteínas que constituyen la lámina nuclear.

Entre las dos membranas se encuentra el espacio perinuclear o intermembranoso. Las proteínas fibrilares que se unen a la membrana interna fijan las fibras de cromatina y están relacionadas con la formación de los poros.

Poros Nucleares

Cada poro está formado por una serie de proteínas que lo rodean, el llamado complejo del poro nuclear. Se trata de una estructura anular formada, en la parte superior, por ocho gránulos (ribonucleoproteínas).

Funciones de la Envoltura Nuclear

• Separar el nucleoplasma del citosol.
• Regular el intercambio de sustancias.
• Intervenir en la constitución de los cromosomas previa a la división celular.
• Participar en la distribución de las masas de cromatina en el nuevo núcleo.

Nucleoplasma

Es el medio interno del núcleo. Es una dispersión coloidal, compuesta de agua, sales disueltas, proteínas y glúcidos. En el nucleoplasma se producen la síntesis y el empaquetamiento de los ácidos nucleicos y de nucleótidos de ARN y ADN. En el interior del nucleoplasma ocurren la duplicación del ADN y la transcripción (ADN -> ARN).

Nucleolo

Solo se ve durante la interfase. Su función es fabricar el ARNn, que madurará y dará lugar a los diferentes ARNr, y unirlos a las proteínas ribosómicas que proceden del citoplasma para formar finalmente las dos subunidades ribosómicas (subunidad mayor y menor). Estas dos unidades salen por los poros nucleares y se juntarán en el citoplasma en el momento de la traducción. Puede haber dos o tres en el interior del núcleo. El nucleolo está constituido básicamente por ARN y proteínas. Se distinguen dos zonas:

1. Zona fibrilar: Se encuentra en el interior, constituida por ARNn asociado a proteínas. Se origina a partir de los sectores de ADN que contienen los genes con información para la síntesis del ARN nucleolar, los denominados organizadores nucleolares.
2. Zona granular: Formada por ARN ribosómico asociado a proteínas.

Cromatina

Formada por filamentos de ADN y proteínas histonas. Se forma a partir de los cromosomas que se descondensan cuando finaliza la división del núcleo.

• Heterocromatina: Cromatina densa, condensada en nivel de solenoide o superior.
  • Heterocromatina constitutiva: Se mantiene condensada en todas las células.
  • Heterocromatina facultativa: Está condensada en algunas células.
• Eucromatina: Se descondensa completamente durante la interfase.

Función: Contener la información genética y proporcionar la información biológica para efectuar, por la vía de la transcripción, la síntesis de los diferentes ARN.

Cromosomas

Estructuras que aparecen en el núcleo en división, en forma de bastoncillos, formadas por la cromatina condensada. Presentan diferentes niveles de condensación: doble hélice, collar de perlas, bucle, rosetón, rodillo y cromosoma.

Partes

• Centrómero: Región del cromosoma que mantiene unidas a las dos cromátidas hermanas y que divide a cada cromátida en dos brazos. Tiene una posición variable dentro del cromosoma. Es la región por la que se une el cromosoma al huso acromático gracias al cinetocoro, que es una estructura proteica que aparece rodeando el centrómero y por donde se unen los microtúbulos.
• Cromátida: Cada una de las partes simétricas de un cromosoma metafásico que están formadas por dos moléculas de ADN exactamente iguales (producidas en la replicación del ADN). A estas dos cromátidas se les llama cromátidas hermanas.
• Constricción secundaria y brazo cromosómico: (Ver libro).
• Telómero: Extremo de los brazos del cromosoma cuya función es protegerlos de la acción enzimática y evitar su adhesión a otros cromosomas.

Los cromosomas tienen por función contener la información genética y repartirla entre las células hijas. No se produce transcripción.

Tipos

• Autosomas: No sexuales.
• Heterocromosomas o cromosomas sexuales: Llevan la información que determina el sexo del individuo.

Número de Cromosomas

• Haploides (n): Células que poseen un único cromosoma de cada tipo.
• Diploides (2n): Células que poseen dos cromosomas de cada tipo (cromosomas homólogos). Los cromosomas homólogos son cada uno de los cromosomas que contienen información genética para las mismas características, procedentes uno de cada progenitor.

El cariotipo es el conjunto de los cromosomas de cada especie ordenados según su forma, características y tamaño.