1. Concepto de Célula y Teoría Celular
Clásicamente se describe a la célula como “la unidad anatómica y fisiológica de la vida”.
Teoría Celular
El largo camino recorrido por la citología a lo largo de los tiempos tuvo su momento culminante con la elaboración y aceptación de la teoría celular. La elaboración de esta teoría no hubiera sido posible sin los aportes que en el siglo XVII realizaron el holandés Anton Van Leeuwenhoek y el inglés Robert Hooke. El primero realizó interesantes observaciones a través del primer microscopio óptico que construyó. Sin embargo, la teoría celular como tal fue elaborada años después por dos científicos alemanes: el botánico Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, quienes sentenciaron que “cada célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos”. Años más tarde, el gran patólogo alemán Rudolf Virchow completaba la teoría celular añadiendo su famoso aforismo “omnis cellula e cellula”, que quiere decir que toda célula procede de otra preexistente.
Aceptación de la Teoría Celular
No todos los científicos dieron desde el principio validez universal a la teoría celular. Los llamados “reticularistas” sostenían que el tejido nervioso no estaba formado por células independientes, sino que todas ellas estaban unidas entre sí formando una red. La batalla en defensa de la teoría neuronal la inició Santiago Ramón y Cajal en 1906 y culminó en 1933, un año antes de su muerte, al publicar un artículo en el que quedó definitivamente demostrada la individualidad de cada neurona.
2. Origen y Evolución Celular
La utilización del microscopio permitió a los biólogos diferenciar dos tipos de células: eucariotas y procariotas, que presentan diferencias estructurales muy importantes.
El Comienzo de la Vida
Según los cálculos más antiguos, la Tierra se formó hace unos 4500 millones de años y unos mil millones de años después aparecería la vida. En 1922, el bioquímico Aleksandr I. Oparin formuló su hipótesis sobre los procesos de evolución química que debieron producirse durante el origen de la vida. Según él, las moléculas orgánicas podrían formarse con los gases de la atmósfera primitiva y concentrarse formando una “sopa” en los mares y lagos terrestres. Sin embargo, en 1950 un estudiante de la Universidad de Chicago, Stanley Miller, probó la hipótesis de Oparin. Miller demostró en el laboratorio la posibilidad de que se formaran espontáneamente moléculas orgánicas. Para ello hizo pasar vapor de agua a través de un recipiente de cristal que contenía una mezcla de gases como metano, amoníaco e hidrógeno. Al mismo tiempo, provocó en su interior una descarga eléctrica. El resultado fue la formación de una serie de moléculas orgánicas tales como ácido aspártico, ácido glutámico, ácido acético, ácido fórmico, urea y aminoácidos como la alanina y la glicina.
Las Primeras Células
El siguiente paso evolutivo tendría que ser la formación de macromoléculas. Sin embargo, para que una macromolécula pudiera estar implicada en los procesos vitales tendría que tener capacidad para autorreplicarse, ya que según Geoffrey M. Cooper “solamente una macromolécula capaz de dirigir la síntesis de nuevas copias de sí misma podría ser capaz de reproducirse y posteriormente evolucionar”. De las macromoléculas conocidas hoy día, solo los ácidos nucleicos son capaces de autorreplicarse. A principios de la década de 1980, Altman y Cech demostraron que el ARN es capaz de catalizar una serie de reacciones. “El ARN era, por tanto, la única molécula capaz de servir como molde para catalizar su propia replicación”.
La Teoría Endosimbiótica
Carl Woese denominó progenote o protobionte al antepasado común de todos los organismos, dotado ya con mecanismos de transcripción y traducción genética. De este tronco común surgirían en la evolución tres modelos de células procariotas: arqueas, bacterias y eucariotas primitivas. El siguiente paso en la evolución celular fue la aparición de los eucariotas modernos hace unos 1500 millones de años. Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica, propone que se originaron a partir de una primitiva célula eucariota, que en un momento dado englobaría a otras células u organismos procarioticos, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte. Estas células procariotas serían las precursoras de los peroxisomas, de las mitocondrias y de los cloroplastos. De hecho, mitocondrias y cloroplastos son similares a las bacterias en tamaño y, como ellas, se reproducen por división. Tanto mitocondrias como cloroplastos tienen su propio ADN, el cual codifica la síntesis de algunos de sus componentes. Además, ambos orgánulos presentan ribosomas propios con ARN ribosómico más próximos a los de las bacterias que a los de las células eucariotas. Según esta teoría, parte de los genes del ADN mitocondrial y de los cloroplastos pasarían a incorporarse a los genes del ADN de la célula huésped. La incorporación intracelular de estos organismos procarioticos a la primitiva célula eucariota le proporcionaba dos características fundamentales de las que carecía inicialmente:
- La capacidad de un metabolismo oxidativo, con lo cual la célula anaerobia pudo convertirse en una célula aerobia.
- La posibilidad de realizar la fotosíntesis y, por tanto, ser un organismo autótrofo capaz de utilizar como fuente de carbono el CO2 para producir moléculas orgánicas.