La teoría celular surge tras el análisis microscópico de células vegetales y animales




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MÓDULO BIOLOGÍA CELULAR
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La teoría celular surge tras el análisis microscópico de células vegetales y animales

Debe reconocerse que Robert Hooke, junto con definir “célula” al referirse a los espacios dejados por las paredes celulares del tejido del alcornoque (corcho), también señaló que "dichas celdillas están llenas de jugos." Sin embargo, Hooke no dijo lo que eran estas células y como se relacionaban con la vida de todas las plantas.

En 1673, el inventor holandés, Anton Van Leeuwenhoek dio a conocer a la Sociedad Real Británica sus observaciones acerca de los eritrocitos, espermatozoides y de una gran cantidad de "ani­máculos" microscópicos contenidos en el agua de los charcos. Pasó más de un siglo antes de que los biólogos comenzaran a entender la importancia de las células en la vida en la Tierra. Los microscopistas primero se dieron cuenta de que muchas plantas estaban formadas completamente por células. La pared gruesa que rodea a todas las células de las plantas hizo que estas observaciones fueran fáciles. Sin embargo, las células animales fueron descubiertas hasta 1830, cuando el zoólogo alemán Theodor Schwann vio que el cartílago contiene células que "semejan exactamente a las célu­las de las plantas". En 1839, después de estudiar las células durante años, Schwann publicó su teoría, llamando células a las partes elementales, tanto de plantas como de animales. A mediados de 1800, un botánico alemán, llamado Mattias Schleiden, tuvo una visión científica más refinada de las células al escribir: "...es fácil percibir que los procesos vitales de las células individuales deben formar los fundamentos básicos absolutamente indispensables" de la vida.

En pocos años, varios microscopistas habían observado que las células vivas podían crecer y dividirse en células más pequeñas. En 1858, el patólogo austríaco, Rudolf Virchow escribió: "cada animal es la suma de sus unidades vitales, cada una de las cuales contiene todas las características de la vida". Es más, Vir­chow predijo: "donde hay una célula, tiene que haber existindo una célula anterior, de la misma manera que un animal se forma de otro animal y una planta sólo de una planta". Cabe recordar que en aquellos años todavía existían defensores de la abiogénesis, es decir la posibilidad de generar vida desde materia inanimada.

Desde la perspectiva que proporcionaba la teoría de la evolución de Darwin, que se publica al año siguiente (1859), el concepto de Virchow adquiere un significado mucho mayor: hay una continuidad inquebrantada entre las células modernas – y los organismos que las poseen – y las primeras células primitivas de la Tierra. La idea de que todas las células vivas de hoy tienen antecesoras que se remontan a tiempos antiguos fue planteada por primera vez hacia 1880 por el biólogo alemán August Weismann.

De esta manera, los tres principios de la teoría celular moderna evolucionaron directamente de los enunciados de Virchow:

  1. Cada organismo vivo está formado por una o más células.

  2. Los organismos vivos más pequeños son células únicas y las células son unidades funcionales de los organismos multicelulares.

  3. Todas las células provienen de células preexistentes.

Figura 4. Los precursores de la actual teoría celular









Theodor Ambrose Schwann

(1810 – 1882)

Matthias Jakob Schleiden

(1804 – 1881)

Rudolf Virchow

(1821 – 1902)

August Weismann

(1834-1914)

Las células tienen distintas formas, tamaños y funciones, pero comparten algunas características comunes
Tras la difusión de la teoría celular, fueron muchos los hallazgos en torno a la diversidad de células que era posible encontrar en los seres vivos. Sin embargo, existen algunas condiciones compartidas por todas la células independiente del origen que esta tenga:

  • Membrana celular: todas las células están rodeadas por una membrana celular. Esta actúa como una barrera entre el interior de la célula y su medio ambiente. También controla el paso de materiales dentro y fuera de la célula.

  • Material hereditario: en coherencia con el tercer postulado de la teoría celular, cuando se forman nuevas células, reciben una copia del material hereditario de las células originales. Este material es el ADN, que controla las actividades de una célula.

  • Citoplasma y organelos: Las células tienen sustancias químicas y estructuras que le permiten comer, crecer y reproducirse, las cuales se llaman organelos. Los organelos están rodeados por un fluido llamado citoplasma.

  • De tamaño pequeño: la mayoría de las células son invisibles a simple vista. Ya tuviste ocasión de constatar tal hecho en el primer trabajo práctico. Tú mismo estás formado por cerca de 100 billones de células y para cubrir el punto de la letra i se necesitarían cerca de 50. A excepción de algunas macroscópicas como las fibras musculares y las neuronas que forman parte

de los nervios y médula.


La célula eucarionte puede estudiarse según las estructuras presentes en cada compartimento






Organización general de una célula eucarionte.
A continuación se describen las estructuras más importantes de una célula eucarionte. Se debe tener presente que la principal condición de este tipo de célula es el hecho de tener compartimentos independientes. Tales compartimentos permiten estudiar la célula en base a ambientes y zonas límite que tienen funciones específicas. Sin embargo, debe recordarse que de una u otra forma, todas las estructuras de una célula están estrechamente relacionadas. El el esquema de la figura 6 sirve de referencia para establecer las primeras relaciones de ubicación. Toda célula eucarionte consta de una membrana plasmática que envuelve al citoplasma y al núcleo. Si bien el núcleo está rodeado de citoplasma, su tamaño, función y características de su membrana se definen mejor si se describe en forma independiente a los demás componentes citoplasmáticos.

El citoplasma posee una fase semilíquida, el citosol, que está atravesado por una red compleja de citoesqueleto. Embebidos en el citosol y afirmados por el citoesqueleto, se ubican los organelos y las inclusiones citoplasmáticas.

MEMBRANA PLASMÁTICA

La membrana plasmática es una estructura superficial limitante, que da individualidad a la célula, separándola del medio externo o de otras unidades similares.

Organización:

La membrana plasmática de las células animales y vegetales está formada por lípidos y proteínas, además de una pequeña cantidad de carbohidratos.

Los principales lípidos de la membrana son fosfolípidos, que se disponen formando una doble capa. Distribuidas en la bicapa se encuentran distintos tipos de proteínas, ya sea atravesándola (proteínas integrales) o dispuestas sobre la cara interna (proteínas periféricas). Al igual que los lípidos, estas proteínas pueden cambiar de lugar, otorgándole un gran dinamismo estructural a la membrana.

Figura . Estructura general de la m. plasmática



Funciones:

  • Participación en procesos de reconocimiento celular.

  • Determinación de la forma celular.

  • Recepción de información externa y transmisión al interior celular.

  • Regulación del movimiento de materiales entre los medios intra y extracelular y mantención de la concentración óptima para llevar a cabo los procesos celulares.




Tipo de célula:

Todas las células, sin excepción. Cabe señalar, sin embargo, que ciertas células animales poseen un alto grado de desarrollo de su membrana, en cuanto a la proyección de plegamientos (por ej. células gliales del sistema nervioso) o microvellosidades (por ej. células intestinales y renales)

Conexiones

Desde

Citoesqueleto: fibras citoesqueléticas se asocian con proteínas de la m. plasmática

Citosol: muchas de las sustancias que atraviesan la membrana provienen del citosol

REL: los fosfolípidos de la m. plasmáticas se forman en el REL

Hacia

Citosol: Toda sustancia que atraviesa la membrana, llega al citosol

Vacuola fagocítica: la vacuola se forma de un plegamiento de la membrana plasmática





Fosfolípidos

Colesterol

Proteínas integrales

Glicolípidos y Glicoproteínas




Estructura

Moléculas anfipáticas, con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica. El tipo de fosfolípido que forma una membrana determina su permeabilidad y flexibilidad.

Es un esteroide, que se dispone entre los fosfolípidos, a la altura de la base de la cola. Pueden llegar a ser tan numerosos como los fosfolípidos

Suelen tener formas cilíndricas, que logran al atravesar la bicapa lipídica una o más veces. Son moléculas de alto peso molecular, formados por cientos de aminoácidos

Son carbohidratos unidos a proteínas o lípidos de la membrana formando una “nube superficial de azúcares” que en sus partes más densas se llama glicocálix




Función

La bicapa que organizan permite acomodar las demás moléculas de la membrana y servir como principal mecanismo de aislación de la célula



Aumentan la rigidez y disminuyen la permeabilidad de la membrana

Transporte de sustancias, por ej., iones.

Activación de respuestas celulares (proteínas receptoras)

Reconocimiento de sustancias


Reconocimiento con otras células o moléculas. También se cree que protegen y e impiden interacciones innecesarias




Dato interesante

El REL sólo sintetiza los fosfolípidos de la capa citosólica de la membrana. Los de la capa externa provienen de la interna

La presencia de colesterol en la membrana es exclusivo de las células eucariontes

Hay proteínas integrales que se fijan a la membrana mediante una porción hidrofóbica que sólo tiene afinidad con la parte central de la membrana

Uno de los glicocálix mejor estudiados pertenece a los glóbulos blancos







CITOSOL

Aspecto del citosol al MET (en la “lupa”)



Organización:

El citosol constituye el medio celular en el que ocurren procesos de biosíntesis (fabricación) de materiales celulares y de obtención de energía. Procesos mecánicos como el movimiento del citoplasma o ciclosis en células vegetales y la emisión de seudópodos en las células animales dependen de las propiedades de semilíquido del citosol.

El citosol está compuesto por agua, enzimas, ARN, proteínas estructurales, inclusiones, etc. y constituye cerca del 54% del volumen total de una célula.


Funciones:

  • Síntesis de moléculas orgánicas, por ej., proteínas mediante ribosomas

  • Transporte, almacenamiento y degradación de moléculas orgánicas, como grasas y glucógeno

Tipo de célula:

Todas, en general.


Conexiones

Desde

M. plasmática: transporte de sustancias que ingresan a la célula

Núcleo: transporte de ARN

Hacia

Núcleo: transporte de nucleótidos y proteínas ribosomales

M. plasmática: transporte de sustancias de desecho
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