La célula, la unidad básica de la vida.

La célula es un sistema complejo con multitud de componentes moleculares que trabajan coordinadamente para producir vida. Para su descubrimiento se utilizaron los microscopios. El primero fue el de los hermanos Jans y Zacharias en 1590; posteriormente, Galileo Galilei desarrolló un microscopio de dos lentes en un tubo hueco; tras este, Robert Hooke mejoró el microscopio de Galileo y observó láminas de corcho donde diferenció celdas a las que denominó células. En el siglo XVII, Antonie van Leeuwenhoek observó con un microscopio fabricado por él mismo espermatozoides, células sanguíneas y bacterias, entre otras. Estos, junto con otros científicos como Fontana (siglo XVIII), que descubrió los orgánulos junto con Corti, que a su vez descubrió el medio interno celular, Brown (siglo XIX), que descubrió el núcleo celular, Purkinje del mismo siglo, que descubrió el citoplasma, Brücke, que definió la célula como unidad elemental para la existencia de vida, y Virchow, que estableció la teoría de que una célula se genera a partir de otra (no por generación espontánea), sirvieron de pilares para que Schwann y Schleiden (1838) pudieran elaborar la teoría celular, que define a la célula como unidad funcional y anatómica de los seres vivos, estando todos ellos formados por una o más de estas unidades. También se define a la célula como unidad genética que necesariamente se genera a partir de otra célula preexistente.

Tipos de Sistemas Celulares

Se diferencian dos tipos de sistemas celulares:

Sistemas Intermitentes o Acelulares

• Virus: Moléculas parasitarias formadas por cadenas simples o dobles de ADN o ARN encerradas en una cubierta proteica o cápside. No pueden dividirse por ellas mismas (no poseen orgánulos ni medio interno celular), por lo que para generar nuevas cadenas genéticas o proteínas de la cápside necesitan una célula (célula hospedadora) de la que utilizan su metabolismo para multiplicarse.
• Viroides: Agentes infecciosos formados por cadenas simples (cerradas mediante enlaces covalentes) de ARN que infectan células vegetales y se multiplican por transcripción en la célula hospedadora. Fuera de las células se encuentran inactivas y no poseen ni lípidos ni proteínas.
• Priones: Partículas infecciosas de naturaleza únicamente proteica que poseen una estructura con un pliegue anormal de una proteína del organismo (del sistema nervioso), no teniendo una respuesta del sistema inmunitario ni a las proteasas. Fueron descubiertos por Stanley Prusiner en 1982.

Sistemas Permanentes o Celulares

Poseen las funciones básicas de la célula (nutrición, relación y reproducción), estructuras comunes (membrana, material genético y citoplasma) y un origen común.

• Procariotas: Células sin núcleo, por lo que el material genético se encuentra en el citoplasma. Tampoco poseen orgánulos con membrana (mitocondria, retículo endoplasmático, cloroplasto…). Otra característica importante de estas células es la presencia de una pared celular junto a la membrana compuesta por mureína. Ejemplos: eubacterias, arqueobacterias.
• Eucariotas: Se clasifican en unicelulares (protistas) y pluricelulares (animales, plantas y hongos). Son células con núcleo diferenciado donde se encuentra el material genético (cromosomas) y en las que la división celular se produce por meiosis o mitosis (con huso cromático). Poseen orgánulos citoplasmáticos con membrana, cilios y flagelos, y un citoesqueleto que estructura a la célula y sus componentes. Estas células pueden realizar los procesos de fagocitosis (eliminación) o endocitosis (captación).

Filogenia y Ortogenia

• Filogenia: Rama de la biología que estudia el origen de los seres vivos, basándose en la población.
• Ortogenia: Rama de la biología que estudia el origen de los seres vivos en el presente, basándose en el individuo.

La Membrana Plasmática

La membrana plasmática es una estructura laminar que rodea a la célula y separa el medio interno del externo. Esta membrana relaciona ambos medios (regulación de sustancias, relación con otras células…) y, debido a su estructura semipermeable, deja pasar compuestos no polares de pequeño tamaño y agua, pero impide el paso de otras sustancias.

La composición de la membrana celular es visible a través de microscopios electrónicos (no ópticos). Se diferencian tres zonas (membrana externa, espacio intermembranal y membrana interna) con un grosor total de 75 Angstroms. En 1902, Overton realizó la hipótesis de la naturaleza lipídica de la membrana. En 1925, Gorter y Grendel observaron lípidos en la membrana suficientes para envolver dos veces la célula, de lo que dedujeron la existencia de una doble capa lipídica en la membrana unida por los extremos apolares, quedando los extremos polares hacia el exterior (micela). En 1935, Danielli y Davson observaron la existencia de proteínas en la superficie de la membrana, proponiendo una capa superficial de proteínas. En 1962, con el descubrimiento del microscopio electrónico, Robertson postuló que la membrana está formada por dos capas proteicas y una capa central lipídica. Esta hipótesis fue rechazada al existir proteínas sueltas globulares en la membrana. En 1972, Singer y Nicolson postularon el modelo del mosaico fluido, donde se define a la membrana como un conjunto de fosfolípidos unidos a proteínas integrales que otorgan cierta fluidez a la célula.

Composición Química de la Membrana Plasmática

Su composición química corresponde más o menos al 40% de lípidos, 50% de proteínas y 10% de glúcidos, entre los que se encuentran:

• Fosfolípidos: Moléculas anfipáticas distribuidas de forma asimétrica con una parte polar (orientada al exterior) y una parte apolar (interior), capaces de ensamblarse espontáneamente en medio acuoso formando micelas, bicapas o liposomas, lo que otorga cierta fluidez a la célula (factores determinantes: temperatura, presencia de ácidos grasos saturados o insaturados y colesterol).
• Glúcidos: Moléculas presentes en la membrana que se encuentran unidos a lípidos (glucolípidos) o a proteínas (glucoproteínas), formando el glucocálix, que protege a la célula y tiene función antigénica y de relación celular.
• Glucolípidos: Glúcidos unidos a un ácido graso y una esfingosina (ceramida).