Descubrimiento de la Célula y Teoría Celular

Primeras Observaciones y el Término «Célula»

Robert Hooke, utilizando un microscopio simple de su propia construcción, publicó una serie de dibujos basados en sus observaciones. Entre sus trabajos más destacados se encuentra una lámina de corcho con una estructura similar a un panal de abejas. Hooke fue el primero en utilizar el término «célula» para referirse a estas cavidades microscópicas. Tanto Hooke como Leeuwenhoek son reconocidos como los pioneros en la observación, dibujo y descripción de las células.

Postulados de la Teoría Celular

Los científicos Schleiden (botánico) y Schwann (zoólogo) establecieron que la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos. Posteriormente, Virchow añadió que «toda célula procede de otra célula». Los principios fundamentales de la teoría celular son:

• Unidad Estructural: Todos los seres vivos están compuestos por una o más células.
• Unidad Funcional: La célula es la unidad mínima capaz de realizar las funciones vitales.
• Unidad de Origen: Toda célula proviene de otra célula preexistente.

Santiago Ramón y Cajal fue un firme defensor de la individualidad de las células nerviosas, contribuyendo a la generalización de la teoría celular a todos los tejidos.

Componentes Fundamentales de la Célula

Todas las células, independientemente de su tipo, comparten ciertos componentes esenciales:

• Membrana Plasmática: Separa el contenido celular del entorno y regula el intercambio de materia, energía e información.
• Organización Interna: Permite el automantenimiento y la reproducción. Incluye:
  • Material Genético (ADN): Contiene la información hereditaria.
  • Ribosomas: Traducen la información del ADN para sintetizar proteínas.

Células Procariotas: Estructura y Características

Las células procariotas, como las bacterias, se distinguen por no tener su ADN separado del citoplasma por una membrana.

Características Principales

• Membrana Plasmática: Presenta repliegues internos (mesosomas) importantes en la división celular. Está rodeada por una pared celular rígida.
• Citoplasma: Contiene:
  • Citosol (Hialoplasma): Solución acuosa con sales, moléculas orgánicas y macromoléculas.
  • Ribosomas: Gránulos de ARN y proteínas donde se sintetizan proteínas.
  • Nucleoide: Región que contiene el ADN, generalmente circular.
• Estructuras Adicionales (no siempre presentes): Flagelos (movimiento), cápsula (protección), plásmidos (ADN extracromosómico) y membranas internas (almacenamiento o fotosíntesis).

Células Eucariotas: Organización y Orgánulos

Las células eucariotas, presentes en animales, plantas y algunos organismos unicelulares, tienen su material genético contenido en un núcleo separado del citoplasma.

Componentes Celulares

• Membrana plasmática: Bicapa lipídica con proteínas intercaladas. Permeabilidad selectiva al agua y pequeñas moléculas apolares.
• Citoplasma: Contiene orgánulos membranosos y estructuras no membranosas inmersas en el citosol.

Estructuras Citoplasmáticas

• Citoesqueleto: Red de filamentos proteicos que da forma a la célula y permite el transporte interno y el movimiento celular.
• Centrosoma: Organiza los filamentos del citoesqueleto. En células animales, contiene centriolos.
• Retículo Endoplasmático (RE): Red de tubos y sacos aplanados.
  • RE Rugoso (RER): Con ribosomas adheridos, sintetiza proteínas.
  • RE Liso (REL): Sin ribosomas, sintetiza lípidos de membrana.
• Aparato de Golgi: Conjunto de sacos membranosos que empaquetan moléculas para su exportación.
• Lisosomas: Vesículas con enzimas digestivas para la digestión intracelular.
• Mitocondrias: Orgánulos con doble membrana donde se produce la respiración celular, generando energía (ATP).
• Núcleo: Contiene la cromatina (ADN asociado a proteínas), que se condensa en cromosomas durante la división celular. Contiene también el nucléolo, donde se forman los ribosomas.

Células Vegetales: Características Distintivas

Además de los componentes comunes a todas las células eucariotas, las células vegetales poseen estructuras únicas:

• Pared Celular: Estructura rígida externa a la membrana plasmática, compuesta principalmente de celulosa, que proporciona soporte y protección.
• Cloroplastos: Orgánulos con doble membrana que contienen clorofila (pigmento verde) y donde se realiza la fotosíntesis. Contienen tilacoides (sacos membranosos) que pueden apilarse formando grana.
• Vacuolas: Vesículas grandes que almacenan sustancias y ayudan a mantener la forma celular. Pueden ocupar hasta el 90% del volumen celular.

Teoría Endosimbiótica y Origen de las Células Eucariotas

La Propuesta de Lynn Margulis

Lynn Margulis propuso la teoría endosimbiótica para explicar el origen de las células eucariotas. Esta teoría postula que las células eucariotas surgieron de la simbiosis (vida en conjunto) y endosimbiosis (uno dentro del otro) de varios procariontes.

Evidencias y Proceso

• El ADN de mitocondrias y cloroplastos sugiere un origen diferente al del núcleo.
• Los cloroplastos se asemejan a cianobacterias, y las mitocondrias a bacterias respiratorias.
• Un procarionte primitivo sin pared celular pudo haber engullido a otros procariontes.
• Algunos procariontes sobrevivieron a la digestión, estableciendo una relación simbiótica.
• Procariontes eficientes en la respiración oxidativa se convirtieron en mitocondrias (origen de células eucariotas heterótrofas).
• La incorporación posterior de procariontes fotosintéticos dio lugar a los cloroplastos (origen de células eucariotas autótrofas).

Virus: Estructura y Características

Los virus no son células; son parásitos intracelulares obligados. Poseen:

• Ácido Nucleico: ADN o ARN, pero nunca ambos.
• Cápsida: Cubierta proteica que rodea al ácido nucleico, formada por capsómeros. La disposición de los capsómeros determina la forma del virus.
• Envoltura (en algunos virus): Similar a la membrana plasmática.

ATP: La Moneda Energética Celular

Las reservas energéticas principales son los polisacáridos y las grasas. La glucosa es el combustible celular principal, pero la energía se almacena y utiliza en forma de una molécula llamada ATP (adenosín trifosfato).

Estructura y Función del ATP

• El ATP es un nucleótido formado por adenina (base nitrogenada), ribosa (azúcar) y tres grupos fosfato.
• La hidrólisis del ATP libera energía utilizable para procesos celulares.
• La formación de ATP a partir de ADP requiere energía, obtenida de procesos que la liberan.
• El ATP es la principal molécula de transferencia de energía en los seres vivos.