Célula

Definición de célula

Una célula es una estructura unida a una membrana que se presenta como una unidad funcional independiente de la vida (como en los organismos unicelulares, por ejemplo, bacterias, protozoos, etc.), o como la unidad estructural o fundamental en un tejido biológico especializado para realizar una función particular en organismos multicelulares (por ejemplo, plantas y animales).

Definición de célula

En biología, una célula (, «plural: células») se define como la unidad estructural, funcional y biológica de todos los organismos. Es una unidad autónoma y autorreplicante que puede existir como una unidad funcional independiente de la vida (como en el caso de un organismo unicelular), o como una subunidad en un organismo multicelular (como en las plantas y los animales) que realiza una función particular en los tejidos y órganos.

Etimología: El término «célula» procede del latín «cella», «cellula», que significa «una pequeña habitación».

LEER: Célula biológica – Introducción (Tutorial)

Tipos de células

Las células pueden tipificarse de diferentes maneras. Por ejemplo, basándose en la presencia de un núcleo bien definido, una célula puede ser eucariota o procariota. Las células también pueden clasificarse en función del número de células que componen un organismo, es decir, «unicelulares», «multicelulares» o «acelulares».

Célula procariota frente a célula eucariota

Las células pueden clasificarse en dos grandes tipos: células procariotas (por ejemplo, células bacterianas) y células eucariotas (por ejemplo, células vegetales o animales). La principal diferencia entre ambas es un núcleo bien definido rodeado por una envoltura nuclear membranosa presente sólo en las células eucariotas. Además del núcleo, hay otros orgánulos que se encuentran en las células eucariotas. Estos orgánulos son las mitocondrias, los plastos, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi. Estos orgánulos no están presentes en las células procariotas. A pesar de estas diferencias, las células procariotas y eucariotas comparten una serie de características comunes: la información genética se almacena en los genes, las proteínas sirven como su principal material estructural, los ribosomas se utilizan para sintetizar proteínas, el trifosfato de adenosina es la principal fuente de energía metabólica para sostener varios procesos celulares, y una membrana celular que controla el flujo de sustancias dentro y fuera de la célula.

Unicelulares vs. multicelulares vs. acelulares

Las células pueden utilizarse como base para describir los organismos como unicelulares o multicelulares. Los organismos unicelulares son aquellos que tienen una sola célula, es decir, unicelulares. Los ejemplos son los procariotas y los protistas. Los organismos pluricelulares son los que poseen más de una célula. Los ejemplos son las plantas y los animales. Las células de un organismo multicelular pueden compartir características y funciones comunes.

Estas células que actúan como una unidad constituyen un tejido. Los tipos fundamentales de tejidos en los animales son los tejidos epiteliales (o epitelio), el tejido nervioso, el tejido conectivo, el tejido muscular y el tejido vascular. En las plantas, los distintos tipos de tejidos son los embrionarios o meristemáticos (como el meristemo apical y el cambium), los permanentes (por ejemplo, la epidermis, el corcho o el tricoma) y los reproductivos (es decir, los tejidos esporógenos). Los tejidos permanentes pueden clasificarse a su vez en fundamentales (por ejemplo, parénquima, colénquima, esclerénquima) y complejos (por ejemplo, tejidos del floema y del xilema). Los tejidos que trabajan al unísono para llevar a cabo un conjunto específico de funciones forman un órgano biológico. Por el contrario, el término «acelular» se refiere a un tejido que no está formado por células o que no está dividido en células. Un ejemplo de tejido acelular son las hifas de ciertos hongos.

Estructura de una célula

Una célula es una estructura unida a una membrana que contiene citoplasma y estructuras citoplasmáticas. La membrana celular está formada por dos capas de fosfolípidos con proteínas incrustadas. Separa el contenido de la célula de su entorno exterior, así como regula lo que entra y sale de la célula. Otra característica interesante de la membrana celular es la presencia de moléculas de superficie (por ejemplo, glicoproteínas, glicolípidos, etc.) que actúan como «firma» de una célula. Cada célula tiene una «firma» o «marcador» diferente que se cree que funciona en el reconocimiento celular, o en una especie de sistema de identificación celular. Otras células tienen capas celulares protectoras adicionales en la parte superior de la membrana celular, por ejemplo, la pared celular en las plantas, las algas, los hongos y ciertos procariotas.

El componente líquido del citoplasma que rodea los orgánulos y otras estructuras citoplasmáticas insolubles en una célula intacta, donde tienen lugar una gran variedad de procesos celulares, se denomina citosol. El citosol está compuesto por agua, iones (por ejemplo, potasio, sodio, cloruro, bicarbonato, magnesio y calcio) y diversas biomoléculas, como ácidos nucleicos, proteínas, lípidos y carbohidratos. Los iones de potasio son más numerosos en el citosol que en el líquido extracelular circundante. Es en el citosol donde tienen lugar muchas reacciones metabólicas, por ejemplo, la osmorregulación, la generación del potencial de acción y la señalización celular.

En las células eucariotas, los orgánulos celulares son los «pequeños órganos» del interior de la célula. Estos orgánulos realizan funciones especiales. Las células eucariotas que realizan la fotosíntesis (por ejemplo, las células vegetales) tendrían numerosos plastos, especialmente cloroplastos (un tipo de plastos que contienen pigmentos verdes). La presencia de cloroplastos es una forma de distinguir una célula vegetal de una animal. Otros orgánulos que pueden encontrarse tanto en la célula vegetal como en la animal son el núcleo, las mitocondrias, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi. El núcleo es el gran orgánulo que contiene el material genético (ADN) organizado en cromosomas. Las mitocondrias se consideran el centro neurálgico de las células eucariotas. Esto se debe a que es el orgánulo que suministra energía mediante la generación de trifosfato de adenosina (ATP) a través de la respiración celular. El retículo endoplásmico se presenta como una red interconectada de sacos aplanados o túbulos que participan en la síntesis de lípidos, el metabolismo de los carbohidratos, la desintoxicación de fármacos y la fijación de receptores en las proteínas de la membrana celular. También participa en el transporte intracelular, como el transporte de los productos (del retículo endoplásmico rugoso) a otras partes de la célula como el aparato de Golgi. El aparato de Golgi está formado por pilas unidas a la membrana. Participa en la glicosilación, el empaquetamiento de moléculas para la secreción, el transporte de lípidos dentro de la célula y da lugar a los lisosomas.

Otras estructuras citoplasmáticas no son consideradas por otras referencias como «orgánulos» porque están unidas por una sola membrana en contraste con los orgánulos antes mencionados que son de doble membrana. Por ejemplo, los lisosomas y las vacuolas no son considerados por algunas referencias como orgánulos, sino como estructuras citoplasmáticas, basándose en el relato anterior. Los lisosomas son estructuras de membrana única que contienen varias enzimas digestivas y, por tanto, participan en la digestión intracelular. Las vacuolas, por su parte, son vesículas con membrana que participan en la secreción, excreción, almacenamiento y digestión intracelular. Del mismo modo, los ribosomas no son orgánulos, sino estructuras citoplasmáticas.

Una célula procariota carece de los típicos orgánulos unidos a la membrana presentes en una célula eucariota. No obstante, puede poseer ciertas estructuras similares a las de los orgánulos, como el carboxisoma (un compartimento con cáscara de proteína para la fijación del carbono en algunas bacterias), el clorosoma (un complejo de recolección de luz en las bacterias verdes del azufre), y el magnetosoma (que se encuentra en las bacterias magnetotácticas), y el tilacoide (en algunas cianobacterias). También tiene un nucleosoma, que no es una estructura de doble membrana sino una región de la célula procariota que contiene material nuclear.

Las mitocondrias y los plastos tienen su propio ADN (denominado ADN extranuclear para distinguirlo del ADN que se encuentra dentro del núcleo). Estos orgánulos son semiautónomos. Por ello, se supone que proceden de bacterias endosimbióticas (según la teoría endosimbiótica).

Ciclo celular

El ciclo celular se refiere a la secuencia de crecimiento y división de una célula. En esencia, el ciclo celular implica la duplicación del ADN a través de la replicación del ADN y esto conduce a la división de la célula madre, dando lugar a dos células hijas. Estos procesos son esenciales para el crecimiento, la replicación y la división celular. En los eucariotas, el ciclo celular se compone de una serie de acontecimientos biológicos: la fase de reposo, la interfase y la división celular. Durante la fase de reposo, la célula se encuentra en un estado inactivo, no cíclico. La interfase es la fase del ciclo celular en la que la célula crece a continuación en tamaño, su ADN se replica y hace una copia del ADN de la célula para prepararse para la siguiente división celular. La interfase se compone de tres fases: G1, fase S y G2. La etapa final es la división celular.

División celular

La división celular es el proceso en el que una célula madre se divide, dando lugar a dos o más células hijas. Es un proceso celular vital porque permite el crecimiento, la reparación y la reproducción. En los eucariotas, la división celular puede ser en forma de mitosis o meiosis. En la mitosis, el resultado son dos células genéticamente idénticas. En la meiosis, el resultado son cuatro células genéticamente no idénticas.

Crecimiento y metabolismo celular

Las células, tras dividirse, experimentan un crecimiento. El crecimiento de la célula es permitido por el metabolismo. El metabolismo puede clasificarse en dos: catabolismo y anabolismo. El catabolismo incluye una serie de reacciones químicas degradativas que descomponen las moléculas complejas en unidades más pequeñas, generalmente liberando energía en el proceso. El anabolismo incluye una secuencia de reacciones químicas que construyen o sintetizan moléculas a partir de unidades más pequeñas, que suelen requerir un aporte de energía (ATP) en el proceso. Así, las biomoléculas, como los ácidos nucleicos, las proteínas, los hidratos de carbono y los lípidos, se producen, almacenan y degradan dentro de la célula. Por ejemplo, el lugar de biosíntesis del ADN y del ARNm es el núcleo. Las proteínas, por su parte, son sintetizadas por los ribosomas. La síntesis de lípidos se produce en el retículo endoplásmico.

Motilidad

Algunas células tienen estructuras especializadas que participan en la locomoción. Los flagelos, por ejemplo, son extensiones largas, delgadas, en forma de hilo y de látigo que permiten el movimiento por propulsión. Sin embargo, algunos flagelos no se utilizan para el movimiento, sino para la sensación y la transducción de señales, por ejemplo, las células fotorreceptoras del ojo, las neuronas receptoras olfativas de la nariz, el kinocilio en la cóclea del oído. Los cilios son proyecciones similares a pelos en la superficie de algunas células. Los cilios son generalmente de dos tipos: cilios móviles (para la locomoción) y cilios no móviles (para la sensorialidad). Ejemplos de células tisulares con cilios son los epitelios que recubren los pulmones y que barren fluidos o partículas. Ejemplos de organismos que tienen cilios son los protozoos que los utilizan para el movimiento.

Investigación

La biología celular (o citología) es el estudio científico de las células. Robert Hooke fue nombrado el primero en descubrir las células, en 1665. Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann fueron los primeros en formular la teoría celular, en 1839.

Términos relacionados

• Biología celular
• Célula madre

Véase también

• Citología
• Tejido
• Organelo
• Citoplasma
• Procarionte
• Eucarionte

Referencias y lecturas adicionales

1. kazilek. (2009, 27 de septiembre). Partes de la célula | Pregúntale a un biólogo. Recuperado del sitio web Asu.edu: https://askabiologist.asu.edu/cell-parts
2. Referencia de la Casa de la Genética. (2019). Qué es una célula? Recuperado del sitio web Genetics Home Reference: https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/cell
3. CÉLULAS II: ORGANIZACIÓN CELULAR. (2019). Recuperado del sitio web Estrellamountain.edu: https://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/BioBookCELL2.html
4. APUNTES SOBRE CÉLULAS Y ORGÁNULOS. (2019). Recuperado del sitio web Edu.pe.ca: http://www.edu.pe.ca/gray/class_pages/rcfleming/cells/notes.htm
5. Estructura y función celular. (2019). Recuperado del sitio web Msu.edu: https://msu.edu/~potters6/te801/Biology/biounits/cellstructure&function.htm