Célula

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Célula es el nombre que se le da a la unidad funcional, estructural y biológica de todos los seres vivos.

Características y composición

La célula fue descubierta en 1665 por el biólogo Robert Hooke, quien las clasificó como entidades no vivas. Recién en 1833, el botánico escocés Robert Brown se dio cuenta de que estas estructuras, de hecho, están compuestas por orgánulos celulares activos esparcidos por un líquido gelatinoso. Este investigador también describió la presencia de un núcleo celular, a través de observaciones realizadas en células de orquídeas. La dificultad para identificar correctamente estas unidades biológicas está relacionada con su tamaño microscópico, ya que durante el siglo XVII los dispositivos estaban compuestos por una sola lente y tenían poca capacidad de aumento. Con el avance de la tecnología, fue posible observar otras características celulares, incluidos los componentes estructurales de la membrana plasmática, el citoplasma y el material genético (ADN). Estas estructuras son comunes a las células de todos los seres vivos (por ejemplo, bacterias, plantas, animales), independientemente de su complejidad.

La membrana plasmática separa el contenido dentro de la célula del medio extracelular, regulando el paso de sustancias. Esta estructura está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, moléculas caracterizadas por una cola hidrofóbica (insoluble en agua) y una cabeza hidrofílica (soluble en agua), y que se asocian con proteínas y carbohidratos para promover el transporte de sustancias a través de la membrana (proteínas ), el reconocimiento de otras células (glicolípidos y glicoproteínas) y la comunicación entre ellas (glicolípidos). Estas características hacen que la membrana plasmática sea semipermeable, protegiendo los orgánulos y el ADN de posibles exposiciones a sustancias tóxicas.

El citoplasma está formado por microfilamentos y microtúbulos (citoesqueleto), moléculas de proteínas responsables del movimiento, la forma y la estabilidad de las células. Esta estructura tiene una consistencia gelatinosa y también juega un papel importante en el mantenimiento de la disposición de los orgánulos en el ambiente intracelular, incluso durante los procesos de replicación y división.

El núcleo es la región donde se encuentra el material genético (ADN) de cada individuo, por lo que se le conoce como centro de control de la célula. Este código contiene información relacionada con la reproducción y el crecimiento del individuo, así como sus características morfológicas e incluso posibles enfermedades hereditarias. El ADN presente en el núcleo está en formato cromatina, una estructura que sufre cambios temporales que permiten la transcripción del código genético en el ARN, que luego es codificado en proteínas por los ribosomas. Antes del comienzo de la división celular, la cromatina también sufre transformaciones y toma la forma de un cromosoma, lo que facilita la división equitativa del código genético entre las células hijas. El núcleo celular también tiene una estructura responsable de producir ribosomas, conocida como nucleolo.

Además de la composición básica (membrana, citoplasma y núcleo), otras características importantes de las células son: su capacidad para replicarse de forma independiente y la conversión de los nutrientes y gases obtenidos a través de los alimentos y la respiración, respectivamente, en energía mediante la descomposición de los ATP.

Procariotas x Eucariotas

Las células pueden clasificarse en procariotas o eucariotas, según la ausencia o presencia de membrana nuclear, respectivamente.

Los organismos procariotas, representados por formas de vida unicelulares del reino Archaea, bacterias y cianobacterias, no tienen un núcleo verdadero (rodeado por una membrana nuclear) y su material genético está suspendido en el citoplasma. Los eucariotas, por otro lado, tienen un núcleo individualizado (membrana nuclear) y están representados por formas de vida multicelulares como protozoos, hongos, plantas y animales. Esta estructura juega un papel importante en la protección del material genético, ya que los cambios en el ADN provocados por patógenos y otras sustancias tóxicas pueden generar daños irreparables en el individuo.

La envoltura nuclear también es responsable de señalizar moléculas de ARN adecuadas para la traducción de proteínas. Además de la membrana nuclear, las células eucariotas también tienen varios orgánulos distribuidos por todo el citoplasma, que pueden variar en relación al tipo de célula analizada (animal o vegetal). La presencia de cloroplastos, pared celular y vacuola central, por ejemplo, son características únicas de las células vegetales.

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Organelos y funciones

El término orgánulo significa “órgano pequeño” y corresponde a las estructuras microscópicas presentes en el citoplasma de las células eucariotas. Cada tipo de orgánulo (ej. Ribosomas, mitocondrias, entre otros) juega un papel específico que garantiza el mantenimiento de los procesos celulares, que se describen a continuación:

Ribosomas: estos son los orgánulos responsables de la producción de proteínas, a través de la traducción de la cadena de ARN mensajero (material transcrito del ADN nuclear). Estas estructuras pueden moverse libremente a través del citoplasma o estar asociadas con el retículo endoplásmico (RE).

Retículo endoplásmico (RE): es un orgánulo formado a partir de invaginaciones de la membrana plasmática. Hay dos tipos presentes en las células: rugoso (RER) y liso (REL). El primero fue nombrado por su asociación con los ribosomas, que producen proteínas que se integrarán en la membrana celular o se exportarán al medio extracelular. REL, por otro lado, produce lípidos y esteroides, moléculas responsables del almacenamiento de energía, la estructura de la membrana y la comunicación celular.

Complejo de Golgi: este orgánulo puede considerarse como el poste celular. Realiza modificaciones (pliegues en la estructura, adición de lípidos y carbohidratos) en proteínas codificadas por el RER, haciéndolas activas para su uso en sus células diana. De esta forma, se puede decir que el Complejo de Golgi “empaqueta” las moléculas preparándolas para la exportación.

Lisosoma: es el centro de reciclaje de células. Este orgánulo tiene forma esférica y contiene enzimas que hidrolizan proteínas dañadas o en mal funcionamiento, permitiendo la reutilización del material que las constituye por la célula.

Peroxisoma: actúa como centro de reciclaje celular y como lisosoma, pero principalmente hidroliza los lípidos.

Mitocondrias: es la matriz que produce energía en la célula, a través del proceso de respiración (liberación de energía a través de la descomposición de los ATP). Las mitocondrias tienen la capacidad de autorreplicarse y tienen su propio ADN, que se transmite matrilinealmente a los descendientes de un individuo. Debido a estas características, se cree que este orgánulo se formó a partir del proceso de endosimbiosis.

Cloroplasto: Organelo presente solo en las células vegetales, responsable del proceso fotosintético. Contiene clorofila, un pigmento que da color verde a las plantas.

Vacuolas: orgánulo presente solo en las células vegetales, responsable de la osmorregulación, el almacenamiento de sustancias y la regulación del pH celular.

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Referencia:

Academia Khan. Orgánulos celulares y estructura. Disponible en: https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/cells/eukaryotic-cells/a/organelles-article