TEORÍA CELULAR

TEORÍA CELULAR
La célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos, toda célula procede de otra célula, su agrupación y diferenciación de funciones da origen a todos los tejidos, éstos se agrupan en órganos y los órganos en sistemas, la anterior agrupación de funciones da origen a los niveles de organización biológica.
El concepto que se tenía de la célula ha variado considerablemente con el tiempo y con los medios de observación con que los investigadores han contado. La primera descripción de la estructura celular se debe al inglés Robert Hooke, que en su gran Micrographía, publicada en 1665, dio a conocer los resultados de sus observaciones realizadas sobre cortes muy finos de corcho y otros tejidos vegetales. Encontró pequeñas cavidades poliédricas que llamó "cells" (celdillas) por su semejanza con las celdillas de un panal de abejas. Aunque Hooke vio que las células vivas están llenas de un jugo nutricio, ni él ni sus contemporáneos Greew y Malphigi, ni los micrógrafos del siglo XVII dieron la mayor importancia a la sustancia encerrada en las celdillas.	Robert Hooke
Anton Van Leeuwenhoek	En el mismo siglo y al comienzo del siguiente, un científico holandés Anton Van Leeuwenhoek (1674), al analizar una gota de agua con su microscopio de fabricación casera, descubrió la existencia de células libres y además de esto observó que estas células no estaban "vacías" sino que poseían una cierta organización dentro de ellas.
Todos estos conocimientos permanecieron estacionarios porque no se conocía el verdadero papel de las células en la naturaleza. Doscientos años más tarde, Robert Brown (1831) cuando examinaba células vegetales, descubrió dentro de ellas la presencia de un cuerpo esférico y de tono oscuro, al cual denominó "Núcleo" (link con diversidad celular), cuya función e importancia para la vida celular se aclaró en investigaciones posteriores.	Robert Brown
Mathias Schleiden	En 1838, los alemanes Mathias Schleiden (Botánico) y Theodor Schwan (Zoólogo) consiguieron relacionar todas estas observaciones y, elaborar una teoría celular acerca de la constitución de los seres vivos. Esta teoría establece que:
"Las células constituyen la unidad elemental de los seres vivos siendo equivalente en todos los organismos".
En 1850, Ferdinand Cohn llegó a la conclusión de que el contenido de las células, llamado "saraoda" por los zoólogos y "protoplasma" por los botánicos era idéntico. El nombre de protoplasma perdura desde entonces para denominar el material que integra las células. Tras los estudios de Schultze, se llegó a la conclusión de que animales y plantas son masas vivas, formadas por infinidad de proporciones de protoplasma, cada una con su núcleo correspondiente y rodeada de su membrana. Virchow en 1855, completó la teoría celular con sus estudios sobre el origen de las células y que concluyó con su celebre aforismo:
"Toda célula procede de otra célula".
Avances que contribuyeron al estudio de la célula: Durante los cien años posteriores al descubrimiento de Hooke, otros biólogos contribuyeron en gran medida al conocimiento de las células. Sin embargo, estos científicos no pudieron trascender las limitaciones del microscopio óptico, de pronto se desarrollaron nuevos instrumentos y métodos con los que empezaron a eliminarse las limitaciones. Uno de estos descubrimientos fue el microscopio electrónico, el más importante hasta ahora.
Los avances tecnológicos logrados, en general, han sido: 1. La invención del microscopio y su perfeccionamiento que permite ampliar el poder resolutivo del ojo humano, haciendo posible el descubrimiento de la célula y su posterior estudio. 2. Las técnicas histológicas que permiten complementar la observación microscópica y obtener los detalles del interior de la célula. 3. El uso de reactivos químicos que permiten identificar determinadas sustancias químicas que se encuentran dentro de la célula.
La célula	Organización específica de la célula Cada tipo de organismo se identifica por su aspecto y formas características. Los adultos de cada especie tienen su propio tamaño, en tanto las cosas sin vida generalmente presentan formas y tamaños variables. Los seres vivos no son homogéneos, sino formados por diferentes partes, cada una con funciones específicas; por ejemplo, se caracterizan por su organización específica y compleja. -La unidad estructural y funcional de vegetales y animales es la célula, fragmento de vida más sencillo que puede vivir con independencia. Los procesos de todo el organismo son la suma de funciones coordinadas de sus células constitutivas. Estas unidades celulares varían considerablemente en forma, tamaño y función.
Como se ha visto anteriormente, todos los seres vivientes están formados por células. Cada célula es una porción de materia, con una composición y una organización que hacen de ella un ser vivo, con vida propia. A la luz de los conocimientos actuales se puede afirmar que existe una gran similitud en la composición y funcionamiento de todos los organismos, tanto animales como vegetales.
Estas similitudes comprenden los siguientes aspectos: Unidad química:Todos los seres vivos están constituidos por los mismos elementos y compuestos químicos (glúcidos, lípidos, proteínas, agua y sales minerales). Unidad anatómica: Todos los seres vivos están constituidos por células, ya sea en sus formas más simples (organismos unicelulares) o en sus formas más complejas (organismos pluricelulares). Unidad fisiológica: Todas las reacciones químicas y funciones que desarrollan los seres vivos y que caracterizan, precisamente, eso que se llama vida, son de un parecido sorprendente. Estas funciones son reproducción, nutrición, sensibilidad, contractibilidad, respiración, irritabilidad y absorción. En su forma moderna la teoría celular sostiene que: a.- La materia viva consiste de células. b.- Las reacciones químicas del organismo vivo, incluso los procesos que producen energía y sus reacciones biosintéticas, tienen lugar dentro de la célula. c.- Las células se originan a partir de células preexistentes d.- Las células contienen la información hereditaria y ésta se transmite de la célula madre a la célula hija. Teniendo en cuenta lo que se ha dicho arriba, se puede decir que la célula es la unidad anatómica, fisiológica y reproductiva de todo ser vivo.
Una sola célula puede constituir un individuo completo, ya que realiza todas las funciones vitales de un ser vivo, tales como respiración, reproducción, excreción, crecimiento, alimentación, etc. A estos organismos formados por una célula se les denomina Unicelulares. Otros organismos están formados por muchas células, realizan los procesos vitales, pero en su conjunto están orientados hacia una especialización, que dará como producto final un organismo formado por muchas células y que se denominará pluricelular.
Las células pueden ser autosuficientes y capaces de llevar una vida independiente. Pero a pesar de la diversidad de las células es posible reconocer dos tipos de organización celular. Procariotas Eucariotas No presentan un núcleo definido. El material genético lo constituye una gran molécula de ADN. Presenta membrana celular redondeada por una pared celular externa. Presenta ribosomas. Comprende las bacterias y las algas verde azules. Pueden existir sin oxigeno. Se producen por bipartición. En su mayoría son heterótrofos. Presentan un núcleo definido. El material genético esta constituido por el ADN asociado con proteínas en estructuras más complejas llamadas cromosomas. Pueden presentar pared celular como en los vegetales y carecer de ella como en los animales. Son aeróbicos. Se reproducen por mitosis y meiosis. Son autótrofos y heterótrofos.

Diversidad celular La célula como un sistema La célula fue descubierta por primera vez hace unos trescientos años por el botánico inglés Robert Hooke, quién cortó una fina capa de corcho y lo observó al microscopio. En el siglo XIX ya se tenía conocimiento de que los órganos del cuerpo estaban constituidos por tejidos y que las combinaciones de ellos daban origen a los órganos. Los planteamientos anteriores no trajeron consigo grandes progresos a la investigación científica. La ciencia tuvo que esperar mucho tiempo y el verdadero estudio de la célula debió esperar un descubrimiento técnico de altísimo valor: el uso de colorantes. Estos permitieron hacer más visible la estructura celular. Estructura general de la célulaCualquiera que sea su forma y tamaño, las células están constituidas por tres partes fundamentales:membrana celular, citoplasma y núcleo. Membrana Celular Se le denomina también plásmica, plasmática, protoplasmática o simplemente membrana. Muchas células tienen por fuera otra membrana mucho más gruesa llamada membrana de secreción o pared celular que es frecuente en las células vegetales. En las células vegetales la membrana y el protoplasma están rodeados por la pared celular y presentan gran cantidad de poros que son de respetables dimensiones por lo que no constituye ninguna barrera para el paso de sustancias al interior de la célula. La función de la pared celular es la de "dar forma y rigidez a la célula".EstructuraEsta es delgada, rodea al citoplasma y mide sólo 75 A de espesor, por lo que no es visible con el microscopio de luz. Estructura de la célula Algunos de los modelos de membranas más importantes que se han propuesto para explicar su funcionamiento son los siguientes: Modelo de Dawson y Danielli, propuesto en 1952, supone que la membrana plasmática está constituida por dos capas de lípidos de 25 A de espesor, situado entre dos capas de proteínas. El modelo de Singer y Nicolson que fue propuesto en 1972, y la llamaron "mosaico fluido". Este modelo plantea que la membrana está formado por disoluciones bidimensionales de proteínas y lípidos ordenados en una bicapa ininterrumpida, cuyas cabezas polares están en contacto con el medio acuoso.

La membrana plasmática se considera una estructura dinámica cuya constitución le permite, entre otras, recibir y transmitir señales químicas, transportar moléculas pequeñas o iones, englobar partículas por fagocitosis o pinocitosis, recibir y transmitir los mensajes para el cese de la reproducción y del crecimiento, además de establecer los límites físicos de la célula y resguardar el contenido citoplasmático. La membrana plasmática permite el paso de materiales a través de ella. Unos pasan con mayor facilidad que otros; esto significa que la membrana es selectivamente permeable. La permeabilidad es la propiedad que tiene la membrana celular de permitir el paso de algunas sustancias. Membrana plasmática La naturaleza de los compuestos químicos, su estado molecular y sus cargas eléctricas determinan la velocidad de difusión a través de la membrana celular. El agua pasa libremente a través de las membranas. Las moléculas pasan a través de la célula por fenómenos de difusión y ósmosis. La difusión es característica de las moléculas de líquidos y gases, o sea, el desplazamiento en todas las direcciones hasta alcanzar distribución uniforme en el espacio disponible. La difusión es "el movimiento de moléculas de lugares en que la concentración es alta a otros en que es menor, impulsadas por su energía cinética". La ósmosis: los fenómenos osmóticos actúan en la absorción del agua por las células y por los organismos pluricelulares. Esta es "el fenómeno que se produce cuando el solvente pasa a través de una membrana permeable o semipermeable que separa dos soluciones de distintas concentraciones". La selectividad: permite seleccionar las sustancias que penetran al interior de la célula y las que salen de ellas ya que: restringe el paso de ciertas sustancias por su tamaño, es decir, debido a esto las moléculas muy grandes como grasas y proteínas no son capaces de atravesar la membrana celular a menos que se hallen en solución. Realiza de manera selectiva el paso de sustancias Facilita el paso de aquellas sustancias que se disuelven en los solventes lípidos, debido a que la membrana tiene una composición lipoprotéica. El Citoplasma Se le llama también matriz citoplasmática. Es la parte de la célula que se encuentra entre la membrana y el núcleo, está formado por un líquido viscoso sumamente variable y de apariencia homogénea. Debido a la composición protéica y lipoprotéica, se puede afirmar que el citoplasma es coloide, macromolecular, albuminoideo y lipoideo, cuyo medio de dispersión es una solución acuosa de diversos materiales. En el citoplasma de muchas células se pueden diferenciar dos regiones: El ectoplasma o región periférica de la célula, que carece de gránulos y es de mayor densidad. El endoplasma; es menos denso y se encuentra más próximo al núcleo. En esta región se encuentran las siguientes estructuras u organelos citoplasmáticos: el retículo endoplasmático, las mitocondrias, los plastos, el cetriolo, el aparato de Golgi, los lisosomas y las vacuolas. Estos son pequeños órganos celulares que poseen organización estructural propia y ordinariamente compleja, en ellos se llevan a cabo actividades bioquímicas específicas importantes que en conjunto producen las características de la vida asociadas con la célula. El funcionamiento de los organelos citoplasmáticos pone de manifiesto la relación que se da entre estructura y función, se origina en el núcleo celular quien emite órdenes, aunque éste también responde a la información bioquímica del citoplasma. Funciones de los organelos citoplasmáticos Retículo Endoplasmático: está constituido por un conjunto de membranas que conforman una red de tubos, canales y vesículas que ocupan todo el citoplasma. Se distinguen dos tipos de retículo endoplasmático: el rugoso o granular y el liso; químicamente está compuesto por lípidos y proteínas, los gránulos que lo forman son de ácido ribonucléico (ARN). Retículo Endoplasmático Sus funciones son: síntesis y almacenamiento, circulación, transporte y sostén mecánico de la célula. Ribosomas: Se les conoce también como "corpúsculos de Palade". Son pequeños organelos esféricos que se encuentran unidos al retículo endoplasmático y libres en el citoplasma. Están constituidos químicamente por aproximadamente dos tercios de ácido ribonucleico (ARN). Su función es la de sintetizar proteínas. Ribosomas Centríolo  El Centríolo: Este organelo se visualiza sólo en células animales, es de forma cilíndrica, se encuentra situado cerca del núcleo, cada centríolo está constituido por un cilindro hueco de aproximadamente medio micrómetro de diámetro. Los centríolos tienen como función la formación del huso acromático durante la división celular, y se hacen más visibles durante la mitosis. Mitocondrias: Se le conoce también como condriomas, son los organelos básicos en la vida de la célula. Su estructura es de forma variable; filamentos, bastoncillos o esferas, su tamaño es, aproximadamente de 2 a 8 micras y su diámetro oscila entre 0,4 y 1 micra. En cuanto a su composición química, están constituidas por proteínas, lípidos, nucleótidos, ácidos nucleicos, agua, iones de Na+, K+, Ca++, Mg+. Estos orgánulos se encuentran en el citoplasma de todas las células, tanto vegetales como animales. Estructuralmente están formados por tres membranas: Una membrana interna que invagina para formar numerosos pliegues denominados "crestas mitocondriales". Una membrana externa de 60 A de espesor y que sirve para englobar el organelo. Una matriz mitocondrial formada por material homogéneo, denso que contiene enzimas que intervienen en las etapas iniciales de la respiración celular. Corpúsculos mitocondriales pedunculados, que están adheridos a la superficie externa e interna de las membranas mitocondriales. Intervienen en los procesos de respiración celular. La función de las mitocondrias es la de intervenir en el proceso de respiración celular y oxidación de sustancias alimenticias para lograr la energía. Aquí se queman alimentos mediante una reacción química que libera y almacena energía en forma de ATP. Aparato de Golgi: Este sistema membranoso, descubierto por Camilo Golgi en 1898, se observa en el microscopio óptico como una red, teñida mediante la técnica de impregnación de plata de Golgi. Es un conjunto de túbulos y vesículas formado por grupos de sacos aplanados. Sus funciones son varias: acumulan y concentran sustancias tales como polisacáridos y proteínas y también realizan la secreción celular. Entre sus componentes químicos se encuentran grasas, proteínas y carbohidratos. Aparato de Golgi Lisosomas: son unas estructuras en forma de vesículas que contienen enzimas que catalizan el rompimiento de grandes moléculas de grasa, proteínas y ácidos nucleicos en moléculas más pequeñas. Si los lisosomas se rompen, se destruye la célula misma porque sus enzimas atacan a los componentes celulares produciéndose una "autólisis", muriendo la célula. Las enzimas de los lisosomas tienen como función digerir los cuerpos extraños que penetran a la célula. Otra función es la de "autofagia", que consiste en la eliminación de elementos celulares que se han alterado en la célula. Vacuolas: Son organelos que generalmente, tienen aspectos de saco membranoso, grandes y delimitados por una membrana denominada "tonoplasto", se presenta, principalmente, en células vegetales. Se clasifican de acuerdo con su función: Vacuolas de reserva: son aquellas que almacenan agua, alimentos, sales, pigmentos, desechos. Vacuolas digestivas: son encargadas de degradar o digerir sustancias. Vacuolas contráctiles: son las encargadas de regular la cantidad de agua en el medio externo. Plastidios:Son organelos exclusivos de células vegetales, que presentan diferentes formas, pueden ser de tres tipos básicos: Plastidios de reserva: almacenan sustancias elaboradas por la célula como, almidón, aceites, entre otros. Los que almacenan almidón se denominan "amiloplastos" y los que contienen aceite "oleinoplastos". Cromoplastos: son plastidios que presentan pigmentos, es por eso que existen hojas, flores y frutos de diferentes colores, algunos de ellos son: carotenos y xantófilos. Cloroplastos: este plasto almacena pigmento de color verde llamado clorofila, se encuentran en la mayor parte de las células vegetales y es importante porque desempeña un papel preponderante en la fotosíntesis. El Núcleo:Es un orgánulo llamado también "carioplasma", es grande, esférico, se presenta en las células eucariotas. Fue descubierto por Robert Brown en 1835.El núcleo contiene los cromosomas que es donde reside la información genética.Está separado del citoplasma por la membrana nuclear, que regula la corriente de materiales que entran y salen del núcleo. El microscopio electrónico revela las estructuras que presenta, éstas son: a) Membrana nuclear: que tiene como función regular la entrada o salida de materiales del núcleo, se ha determinado que presenta dos capas lipoproteícas. b) Nucleoplasma: está constituido por el núcleo celular formado por proteínas y ácido ribonucleíco en solución, además de presentar enzimas como la ribulosa, fosfatasa y algunas dipeptidasas. Posee una parte sólida representada por algunos grumos que contienen una sustancia fácilmente observable llamada cromatina. Estructura del núcleo Nucleólos: fue denominado así por Fontana en 1871, está formado por una o dos masas más o menos esféricas; sólo se observa cuando la célula está en "interfase". Químicamente está constituido por ácidos nucléicos y proteínas. Cromosomas: Son cuerpos o estructuras permanentes de las células capaces de autoduplicarse y transmiten el material genético de una generación a otra. Las características morfológicas de los cromosomas son muy variables, miden entre 0,2 y 50 micras, son visibles al microscopio óptico durante ciertas etapas de la división celular. En un cromosoma se pueden distinguir las siguientes partes: Cromosomas humanos dos brazos de dimensiones variables denominados telómeros; un estrangulamiento donde se reúnen estos dos brazos llamados centrómeros; un filamento doble enrollado a lo largo del cromosoma llamado cromonema. una formación esférica que se ubica en el extremo del cromosoma denominado satélite. un estrangulamiento a lo largo del telómero denominado constricción secundaria y unaconstricción primaria en el centrómero.