La Célula: Unidad Estructural Básica de los Seres Vivos
La célula es la unidad estructural básica de todos los organismos pluricelulares, capaz de existir por sí misma.
La Teoría Celular
La teoría celular establece que:
- La célula es la unidad estructural de los seres vivos: todos los organismos están formados por al menos una célula.
- La célula es la unidad funcional: es capaz de nutrirse, relacionarse y reproducirse.
- La célula es la unidad reproductora: no solo es capaz de dar lugar a nuevas células, sino que además una célula solo puede originarse por división de otra preexistente.
Organización Jerárquica de los Seres Vivos
Los seres vivos están constituidos por células. Una o muchas células viven juntas e interactúan entre ellas para formar un organismo, y muchos organismos de la misma especie que viven juntos constituyen una población. Los seres vivos se organizan en diferentes niveles que muestran una jerarquía:
- Cada nivel superior está formado por unidades del nivel inferior precedente.
- Todas las propiedades de cualquier nivel no pueden deducirse del conocimiento de las propiedades de las partes que lo componen. La aparición de nuevas características en un nivel de organización se conoce como emergencia, y tales características reciben el nombre de propiedades emergentes.
Estructura de una Célula Eucariota
- Membrana celular o plasmática: Es una fina capa que separa el contenido de la célula del medio que la rodea y regula la entrada y salida de sustancias.
- Citoplasma o contenido celular: En él se encuentra una gran variedad de estructuras inmersas en una solución acuosa denominada hialoplasma. Muchas estructuras celulares están rodeadas de membrana y se denominan orgánulos.
- Núcleo: Es la estructura más grande y visible. Su contenido está separado del resto por una doble membrana.
Célula Animal
- Mitocondrias: De forma ovalada y doble membrana, obtienen la energía para las funciones celulares.
- Aparato de Golgi: Pilas de sacos membranosos. A estos se incorporan muchos de los productos que la célula fabrica en el retículo endoplasmático.
- Retículo endoplasmático: Conjunto de sacos y canales membranosos. Los sacos pueden llevar ribosomas. En el retículo se fabrican una gran variedad de sustancias.
- Centriolos: Tienen la forma de dos cilindros. Se encargan de dirigir el movimiento de los filamentos del citoesqueleto.
Célula Vegetal
- Citoesqueleto: Conjunto de filamentos formando una red. Constituye el «esqueleto» celular.
- Vacuolas: Grandes bolsas que contienen agua con sustancias disueltas.
- Lisosomas: Vesículas membranosas donde se produce la digestión de las grandes moléculas orgánicas.
- Cloroplastos: Orgánulos de forma ovalada con clorofila. Aquí se realiza la fotosíntesis.
- Pared celular: Cubierta rígida y gruesa dispuesta por fuera de la membrana plasmática. Posee poros que permiten el intercambio de sustancias.
Ciclo Celular
Período que va desde que una célula nace hasta que se originan sus células hijas:
- Interfase: La célula crece y se transforma en adulta. Es el período que transcurre desde que una célula nace hasta que va a dividirse.
- Fase de división: La célula se divide y origina dos células hijas. Se reproduce.
Estructura del Núcleo
El núcleo contiene la información que controla el funcionamiento de la célula y su aspecto es muy diferente según la fase del ciclo celular.
- Núcleo en interfase: Suele tener forma esférica y está en el centro de la célula. Se distinguen:
- Envoltura nuclear: Doble membrana que separa el interior nuclear del citoplasma. Lleva unos poros que permiten el intercambio de sustancias.
- Cromatina: Maraña de fibrillas que dan un aspecto grumoso al interior del núcleo.
- Nucleolo: Tiene forma esférica y destaca entre la cromatina por estar débilmente teñido.
- Núcleo en división: El núcleo cambia de aspecto al iniciarse la división celular. El nucleolo desaparece y los filamentos de la cromatina se condensan y se convierten en cromosomas. Cada cromosoma posee un centrómero y al duplicarse se convierte en dos cromátidas.
Reproducción Celular
La reproducción celular supone la división del núcleo y la división del citoplasma, que puede hacerse por estrangulamiento o por formación de un fragmoplasto.
Tipos de Nutrición Celular
- Autótrofa: Son células capaces de elaborar los nutrientes orgánicos a partir de sustancias inorgánicas, como dióxido de carbono y agua, procedentes del medio. Una forma de nutrición autótrofa es la fotosíntesis.
- Heterótrofa: Son células que necesitan incorporar directamente materia orgánica del medio, que es elaborada por otros organismos.
Obtención de Energía
La respiración y la fermentación constituyen una parte importante de la nutrición. En ambos casos el objetivo es liberar la energía contenida en los compuestos orgánicos para ponerla a disposición de la célula.
Función de Relación
Las células suelen responder a los estímulos del medio a través de movimientos que pueden ser de tipo vibrátil (por cilios o flagelos), ameboide o contráctil.
Las Células Procariotas
En el citoplasma de las células procariotas no se observan orgánulos membranosos, ni siquiera núcleo. Se caracterizan por:
- Su tamaño es al menos 10 veces menor que el de las células eucariotas y su forma es muy variada. Si son redondas se denominan cocos y si son alargadas, bacilos.
- Su estructura:
- Poseen membrana plasmática y pared celular.
- El citoplasma contiene ribosomas pero no posee orgánulos membranosos.
- No tienen un verdadero núcleo. Algunas bacterias poseen pequeños fragmentos de material hereditario llamados plásmidos.
- Sus funciones son las que corresponden a una célula:
- Nutrición: Pueden ser autótrofas (hacen fotosíntesis) o heterótrofas. Muchas bacterias obtienen la energía que necesitan para vivir mediante la respiración, pero otras muchas por fermentación.
- Relación: Algunas bacterias tienen flagelos y pueden desplazarse, otras son inmóviles y se transforman en esporas.
- Reproducción: Después de dividir su material hereditario, parten su única célula por la mitad. Esto se llama fisión.
Semejanzas y Diferencias entre Individuos de una Misma Especie
Una especie es un grupo de organismos que pueden reproducirse entre ellos y cuyos descendientes son fértiles, es decir, que también pueden reproducirse. Las características que nos permiten distinguir a un individuo de otro reciben el nombre de caracteres.
Variación Continua y Variación Discontinua
- Variación discontinua: Si el carácter puede usarse para dividir a los miembros de una especie en dos o más grupos diferentes. Estos caracteres se denominan cualitativos.
- Variación continua: Si las diferencias que se aprecian entre unos individuos y otros son muy pequeñas y graduales. Estos caracteres se denominan cuantitativos.
Información Genética
La información genética responsable de los caracteres del nuevo individuo se encuentra en el núcleo de la célula huevo.
Cromosomas y Cariotipo
El conjunto de cromosomas de una célula o de un individuo se denomina cariotipo. También se utiliza este término para referirse a la disposición ordenada de estos cromosomas según su tamaño y forma.
Cariotipo Humano
- En los hombres, 44 cromosomas constituyen 22 parejas de cromosomas homólogos, pero la pareja 23 la forma un cromosoma muy diferente al otro, con forma de X (cromosoma X); el otro es pequeño y con forma de Y (cromosoma Y).
- En las mujeres, los dos cromosomas de cada pareja son homólogos. La pareja 23 la forman dos cromosomas X.
A los cromosomas de la pareja 23 se denominan cromosomas sexuales, mientras que a los demás (22 parejas) se les llama autosomas. Las únicas células humanas que no son diploides (2n) son las células reproductoras o gametos, que son haploides (n).
Cromosomas, Genes y Caracteres
Los cromosomas son el soporte de la información genética. La porción del cromosoma que lleva la información para un carácter recibe el nombre de gen. El conjunto de genes de un individuo o una especie se denomina genoma.
Mitosis o División del Núcleo
La mitosis asegura que los núcleos de las células hijas reciban un conjunto de cromosomas idéntico al que llevaba la célula madre.
- Profase: Se empieza a condensar la cromatina, desaparece la membrana nuclear y se duplican los centriolos.
- Metafase: Los centriolos se desplazan a los polos de la célula y se forma el huso mitótico. Se diferencian los cromosomas, los centrómeros se duplican y se forma la placa ecuatorial.
- Anafase: Cada cromátida de cada cromosoma se separa y se dirige a un polo de la célula.
- Telofase: Las cromátidas llegan a los polos y se empieza a dividir en dos el citoplasma. Empieza a aparecer la membrana nuclear. En la interfase, antes de empezar a dividirse, la célula duplica el ADN.
División Celular por Meiosis
A diferencia de la mitosis, la meiosis origina células hijas con la mitad de cromosomas que la célula madre.
Clonación
Un clon es un grupo de individuos o de células genéticamente idénticos originados a partir de repetidas divisiones mitóticas de una única célula. La clonación es un método que permite desarrollar un animal o una planta a partir de una célula somática o de su núcleo.