La célula. Estructura y función
- GRÁFICO: Estructura y orgánulos de la célula
- ANIMACIÓN: Células procariotas y eucariotas
Forma y tamaño de las células
La célula es una estructura constituida por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma y material genético (ADN). Las células tienen la capacidad de realizar las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción (ver t13).
- La forma de las células está determinada básicamente por su función. La forma puede variar en función de la ausencia de pared celular rígida, de las tensiones de uniones a células contiguas, de la viscosidad del citosol, de fenómenos osmóticos y de tipo de citoesqueleto interno.
- El tamaño de las células es también extremadamente variable. Los factores que limitan su tamaño son la capacidad de captación de nutrientes del medio que les rodea y la capacidad funcional del núcleo.
Cuando una célula aumenta de tamaño, aumenta mucho más su volumen (V) que su superficie (S) (debido a que V = 4/3pr3 mientras que S = 4/3pr2). Esto implica que la relación superficie/volumen disminuye, lo que es un gran inconveniente para la célula ya que la entrada de nutrientes está en función de su superficie y no del volumen. Por este motivo, la mayoría de las células maduras son aplanadas, prismáticas e irregulares, y pocas son esféricas, de forma que así mantienen la relación superficie/volumen constante. El aumento de volumen de la célula nunca va acompañado del aumento de volumen del núcleo, ni de su dotación cromosómica.
Célula procariota: bacteria Gram positiva.
Célula eucariota. Epitelial secretora.
Estructura de las células
La estructura común a todas las células comprende la membrana plasmática, el citoplasma y el material genético o ADN.
- Membrana plasmática: constituida por una bicapa lipídica en la que están englobadas ciertas proteínas. Los lípidos hacen de barrera aislante entre el medio acuoso interno y el medio acuoso externo.
- El citoplasma: abarca el medio líquido, o citosol, y el morfoplasma (nombre que recibe una serie de estructuras denominadas orgánulos celulares).
- El material genético: constituido por una o varias moléculas de ADN. Según esté o no rodeado por una membrana, formando el núcleo, se diferencian dos tipos de células: las procariotas (sin núcleo) y las eucariotas (con núcleo).
Las células eucariotas, además de la estructura básica de la célula (membrana, citoplasma y material genético) presentan una serie de estructuras fundamentales para sus funciones vitales (ver t27 y t28):
- El sistema endomembranoso: es el conjunto de estructuras membranosas (orgánulos) intercomunicadas que pueden ocupar casi la totalidad del citoplasma.
- Orgánulos transductores de energía: son las mitocondrias y los cloroplastos. Su función es la producción de energía a partir de la oxidación de la materia orgánica (mitocondrias) o de energía luminosa (cloroplastos).
- Estructuras carentes de membranas: están también en el citoplasma y son los ribosomas, cuya función es sintetizar proteínas; y el citoesqueleto, que da dureza, elasticidad y forma a las células, además de permitir el movimiento de las moléculas y orgánulos en el citoplasma.
- El núcleo: mantiene protegido al material genético y permite que las funciones de transcripción y traducción se produzcan de modo independiente en el espacio y en el tiempo.
En el exterior de la membrana plasmática de la célula procariota (ver t40) se encuentra la pared celular, que protege a la célula de los cambios externos. El interior celular es mucho más sencillo que en las eucariotas; en el citoplasma se encuentran los ribosomas, prácticamente con la misma función y estructura que las eucariotas pero con un coeficiente de sedimentación menor. También se encuentran los mesosomas, que son invaginaciones de la membrana. No hay, por tanto, citoesqueleto ni sistema endomembranoso. El material genético es una molécula de ADN circular que está condensada en una región denominada nucleoide. No está dentro de un núcleo con membrana y no se distinguen nucleolos.
Las teoría celular
Las células se descubrieron en el siglo XVII. El primero en observarlas fue el inglés Robert Hooke, en 1665. Con un microscopio muy rudimentario, Hooke examinó una preparación de corcho y descubrió que parecía estar compuesto por pequeñas celdillas rodeadas de paredes rígidas. Decidió llamar "células" a aquellas estructuras, pero lo cierto es que sus ojos le engañaron. En realidad, sólo había visto las paredes celulares muertas del corcho. Hubo que esperar hasta el siglo XIX para que dos científicos, Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, formularan una teoría que explicara la estructura y funcionamiento de las células. En 1839, establecieron que todo ser vivo está formado por una o muchas células, que ésta es la estructura más pequeña que cumple todas las funciones vitales, y que toda célula procede a su vez de otra célula que se ha dividido.
La teoría celular
Principios de la teoría celular:
1.Todos los seres vivos están constituidos por una o más células, es decir, la célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos.
2. La célula es capaz de realizar todos los procesos necesarios para permanecer con vida, es decir, la célula es la unidad fisiológica de los organismos.
3. Toda célula proviene de otra célula.
4. La célula contiene toda la información sobre la síntesis de su estructura y el control de su funcionamiento y es capaz de transmitirla a sus descendientes, es decir, la célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos.
El primer y segundo principios fueron establecidos por Schleiden y Schwann; posteriormente Virchow aportó el tercer principio sobre el origen de la célula. La teoría celular se puede completar con el cuarto principio propuesto por Sutton y Boveri.