La célula

 El concepto de célula

Usualmente se define a la célula como la unidad fundamental de la vida, esto se debe a que los organismos como nosotros estamos compuestos por una multitud de células que se especializan en diferentes funciones, pero también existen organismos que son una única célula como las bacterias, las levaduras, los protozoarios, entre otros (Figura 1). ¿Y qué caracteriza a las células? Las células son unidades pequeñas que se encuentran delimitadas por una membrana y rellenas de una solución acuosa de moléculas, además tienen la habilidad de crear copias de ellas mismas y dividirse en dos (Alberts, et al., 2004).

Figura 1. Esquemas de las células vegetal, animal y bacteriana. Tomado de: Becker et al., 2006

Clasificación de las células

Como ya se mencionó, existen diferentes tipos de células que se diferencian en su complejidad y en sus componentes. Por esta razón las células se clasifican principalmente en dos tipos: procariotas y eucariotas. Las primeras son células estructuras simples que no contienen organelos, ni un núcleo para almacenar el ADN; mientras que las segundas son más grandes que las células procariotas y sí poseen un núcleo donde se resguarda la información genética y también se componen de una variedad de organelos. Algunos ejemplos de organismos procariontes son las bacterias y las arqueas; y entre los organismos con células eucariotas se encuentran las amibas, las levaduras o plantas, animales y hongos (Becker et al., 2006)

Biomoléculas presentes en la célula

Las células se encuentran compuestas por diversas moléculas pero entre ellas destacan las que tienen presencia en todos los seres vivos como los carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Dichas macromoléculas constituyen entre el 80 y 90% del peso en seco de la mayoría de las células (Cooper et al., 2011)

Los carbohidratos simples son los nutrientes principales de las células ya que las proveen de energía y a su vez son ocupados por ellas como material inicial para sintetizar otros componentes celulares. Los carbohidratos complejos son utilizados por las células como formas de reserva de los azúcares y también constituyen algunas estructuras de las células.

Figura 2. Esquema de carbohidratos. Tomado de Alberts et al., 2004

Los lípidos, comúnmente conocidos como grasas, desempeñan tres funciones básicas en las células: 1) proporcionan una fuente de energía, 2) son el componente principal de las membranas celulares y 3) desempeñan un papel crucial en la señalización celular, ya sea como hormonas esteroideas o como mensajeros moleculares.

Figura 3. Esquemas de lípidos. Tomado de Alberts et al., 2007

Las proteínas son moléculas que pueden cumplir una multitud de funciones en las células, como formar parte de la estructura de células y tejidos, actuar en el transporte y almacenamiento de moléculas pequeñas, transmitir información entre células y brindar protección ante las infecciones. Algunas también pueden actuar como enzimas y acelerar las reacciones metabólicas de los organismos.

Figura 4. Esquema de una proteína. Tomado de Alberts et al. 2007

Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) son las móleculas que guardan la información de la célula. El ADN desempeña el papel de material genético que en las células eucariotas se resguarda dentro del núcleo y en las procariotas se halla inmerso en el citosol. El ARN se encuentra en diferentes tipos al interior de célula, cada uno con una función específica. El ARNmensajero transporta información desde el ADN a los ribosomas y como consecuencia, actúa como molde para la síntesis de proteínas. El ARNribosómico y el ARN de transferencia llevan a cabo la síntesis de proteínas.

 

Figura 5. Esquema de un ácido nucleico. Tomado de Alberts et al., 2007

La membrana y el transporte

El componente encargado de separar a la célula del mundo exterior se llama membrana celular. Esta membrana sirve para preservar un medio interno en la célula: 1) aislando el contenido de ésta del ambiente externo, 2) regulando el intercambio de sustancias entre el interior y exterior de la célula y 3) realizando la comunicación intercelular.

Actualmente se acepta la teoría propuesta por Singer y Nicolson sobre la composición de la membrana en la que concluyen que la membrana es un mosaico fluido y está formada por una bicapa lípidica en la cual están inmersas diversas proteínas.

Figura 6. Modelo del mosaico fluido de la membrana celular. Tomado de Portal Académico CCH

Los transportadores y receptores de la célula (proteínas de la membrana) son los encargados de permitir tanto la entrada de nutrientes en la célula como la salida de productos de desecho, también debe transmitir a la célula las señales que proceden de su exterior.

La membrana es impermeable a moléculas hidrofílicas como: hidratos de carbono, aminoácidos, proteínas o ácidos nucleicos. Mientras que es permeable a moléculas hidrofóbicas como los lípidos, y a moléculas pequeñas como los gases. También es parcialmente permeable al agua.

El transporte en la membrana puede considerarse como un proceso pasivo o como un proceso activo. Los primeros se refieren a la difusión de sustancias a través de la membrana que no necesitan un aporte externo de energía como el agua, gases disueltos o moléculas solubles en líquidos. Los segundos hacen referencia al movimiento de moléculas pequeñas o iones a través de proteínas transmembranales y que requieren un aporte externo de energía.

Citoesqueleto y movimiento

Este componente celular se define como un entramado tridimensional de proteínas que provee soporte interno en las células, organiza las estructuras internas e interviene en los fenómenos de transporte, tráfico y división celular. Principalmente se el encargado de proporcionar estabilidad y forma a la célula.

Figura 7. Modelo del mosaico fluido de la membrana celular. Tomado de Portal Académico CCH

El movimiento de las células es posible gracias a estructuras simples como los cilios y los flagelos. Por un lado los cilios son una serie de prolongaciones móviles, cortas y numerosas, de la membrana plasmática que recubren la superficie celular de algunos organismos eucariotas. Estos se encargan de permitir el desplazamiento de diversos fluidos y partículas, protegen a la célula del ataque de microorganismos.

Los flagelos son apéndices largos y delgados, en forma de hilo o látigo, dotados de gran movilidad, que poseen ciertos organismos unicelulares y algunos pluricelulares. Su función principal es el movimiento, aunque algunos organismos pueden utilizarlos para otras funciones. Se consideran cilios modificados.

Figura 8. Esquemas de cilios y un flagelo. Tomado de Portal académico CCH

Mitocondrias y cloroplastos

La mitocondrias son organelos de forma alargada que se encuentran en el citoplasma y se encargan de llevar a cabo es la respiración aerobia, es decir, están relacionadas con la producción de energía (síntesis de ATP –Adenosin Trifosfato-).

Al interior de la mitocondria, entre las crestas, se encuentra la matriz mitocondrial que contiene una gran diversidad de enzimas, necesarias para la respiración, también contiene moléculas de ADN (Ácido Desoxirribonucleico), ribosomas, ARNt (Ácido Ribonucleico de Transferencia).

 

Figura 9. Esquemas de mitocondria y cloroplasto. Tomado de Portal Académico de CCH.

Video explicativo del tema.