Célula: Unidad Fundamental de la Vida

Teoría Endosimbionte y Origen de las Células Eucariotas

La célula es la unidad anatómica y fisiológica básica de todos los seres vivos. Todos los organismos están formados por una o más células, que se originan a partir de la división de células preexistentes. El material hereditario se transmite de las células madre a las células hijas.

La teoría endosimbionte propone que el antepasado común de todos los organismos, denominado protobionte, dio origen a las células procariotas (eubacterias y arqueobacterias). Posteriormente, surgieron las células eucariotas a partir de las procariotas. Se cree que las procariotas fueron las precursoras de los peroxisomas y cloroplastos, y la adquisición de estas bacterias permitió a las células eucariotas desarrollar la capacidad de respirar y realizar la fotosíntesis. Parte de los genes del ADN mitocondrial y de los cloroplastos se transfirieron a la célula huésped, lo que resultó en una ventaja evolutiva al obtener funciones que antes no poseían.

Células Procariotas y Eucariotas

Las células procariotas fueron las primeras en aparecer y comprenden las arqueobacterias y eubacterias. Poseen una membrana celular cubierta por una pared celular, un nucleoide (material genético) y ribosomas dispersos en el citoplasma. Carecen de citoesqueleto y presentan formas variadas, como bacilos, cocos, espirilos y vibrios. También pueden tener flagelos, pili, fimbria, cápsula y mesosomas.

Las células eucariotas son más complejas y se diferencian por la presencia de un núcleo, orgánulos citoplasmáticos y citoesqueleto. Existe una compartimentación celular, con orgánulos especializados en diferentes funciones. La polaridad se refiere a la ordenación específica de los orgánulos en algunas células.

Algunos orgánulos son comunes a células vegetales y animales, como las mitocondrias, lisosomas, citoesqueleto, núcleo y aparato de Golgi. Los animales poseen centrosomas, mientras que las células vegetales se caracterizan por la presencia de pared celular, vacuolas y cloroplastos.

El Núcleo: Centro de Control Celular

El núcleo alberga la información genética en forma de ADN y es el lugar donde se replica el ADN y se sintetiza el ARN.

Características del Núcleo

El núcleo consta de una envoltura nuclear con dos membranas y una matriz nuclear o nucleoplasma, donde se encuentran las cromatidas y el nucléolo. Puede ser esférico, ovalado o polilobulado. Su tamaño es proporcional al de la célula y suele estar ubicado en el centro. Normalmente hay un solo núcleo, aunque puede haber más por división sucesiva o fusión de varias células uninucleadas.

Envoltura Nuclear y Poros Nucleares

La envoltura nuclear es una doble membrana con un espacio intermembranoso. La membrana externa tiene ribosomas adosados y se une al retículo endoplasmático. La membrana nuclear interna presenta una lámina fibrosa que sirve de anclaje al material cromatínico.

Los poros nucleares se forman cuando las membranas de la envoltura nuclear se fusionan, creando canales acuosos que regulan el intercambio de moléculas mediante mecanismos de transporte activo y permiten la circulación de moléculas hidrosolubles. Bajo el microscopio, se observa que no son simples orificios, sino estructuras complejas llamadas complejos de poro, constituidos por un anillo que se proyecta hacia la cara citoplasmática y nucleoplasmática. En ocasiones, se forman ribosomas en los poros.

Cromatina y Nucleosoma

En el núcleo de las células eucariotas, el ADN se asocia a proteínas para formar la cromatina. La cromatina consta de ADN e histonas (proteínas básicas) y proteínas no histonas. Su ultraestructura revela una constitución fibrilar, con una serie de fibras cromatínicas. Al descondensarse, la fibra se asemeja a un collar de cuentas, donde cada cuenta se denomina nucleosoma. Cada nucleosoma tiene un núcleo formado por un octámero de histonas y un filamento de ADN que lo rodea.

Nucléolo

El nucléolo es una estructura constante en el interior del núcleo celular. Es más o menos redondo, basófilo y rico en proteínas, y se encuentra próximo a la envoltura nuclear. Su tamaño está relacionado con la actividad celular. Tiene un componente filamentoso llamado nucleolonema y una parte amorfa. Solo se observa durante la interfase.

Las funciones del nucléolo incluyen la síntesis de ARNr y el procesamiento y empaquetamiento de ribosomas. Es indispensable para la mitosis.

Cromosoma: Empaquetamiento del ADN

Los cromosomas representan la máxima compactación de la cromatina.

Estructura del Cromosoma Metafísico

El cromosoma metafísico es el más estudiado y se compone de dos cromátidas paralelas y separadas, excepto por el centrómero que las une. El centrómero divide al cromosoma en dos brazos, que pueden ser de diferente tamaño. A ambos lados del centrómero se localiza el cinetocoro, que constituye los puntos desde los cuales polimerizan los microtúbulos que intervienen en la separación de los cromosomas.

Las constricciones secundarias son zonas más estrechas en los brazos. Los telómeros son estructuras situadas en los extremos del cromosoma y son esenciales para su duplicación y evitan que los extremos se fusionen entre sí. Las bandas son segmentos que se colorean con diferente intensidad y permiten identificar los cromosomas homólogos.

Número de Cromosomas y Cariotipo

La mayoría de las células son diploides, con dos juegos de cromosomas, uno de cada progenitor. Los gametos son haploides y las demás células son diploides. También existen células haploides y triploides.

El conjunto de cromosomas de una célula se denomina cariotipo, y dentro de este se distinguen los autosomas y los gonosomas.