La célula: qué es, sus partes y sus funciones

Concepto de célula

Toda célula es capaz de nutrirse, es decir, de incorporar materia y energía del medio; de relacionarse, respondiendo a los estímulos del ambiente; y de reproducirse, originando nuevas células. Estas tres funciones definen a los seres vivos.

La mayoría de las células tiene un tamaño microscópico: las bacterias suelen medir entre 1 y 10 micrómetros (milésimas de milímetro), y las células animales y vegetales, entre 10 y 100 micrómetros. Su estudio fue posible a partir de la invención del microscopio. En 1665, el científico inglés Robert Hooke observó una lámina de corcho y describió pequeñas cavidades a las que llamó "células", del latín cellula, "celdilla".

La teoría celular

Durante el siglo XIX, los aportes de Matthias Schleiden (1838), Theodor Schwann (1839) y Rudolf Virchow (1855) permitieron formular la teoría celular, uno de los principios fundamentales de la Biología. Sus postulados son los siguientes:

• Todos los seres vivos están formados por una o más células.
• La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos.
• Toda célula proviene de otra célula preexistente.
• La célula contiene la información hereditaria, que se transmite de una generación a la siguiente.

Estructuras comunes a todas las células

Más allá de su diversidad, todas las células comparten tres componentes básicos:

• Membrana plasmática: es una bicapa de lípidos con proteínas insertas que delimita la célula y la separa del medio externo. Posee permeabilidad selectiva, es decir, regula el paso de sustancias hacia el interior y el exterior de la célula.
• Citoplasma: es el medio interno de la célula. Está formado por una solución acuosa denominada citosol, en la que se encuentran disueltas numerosas sustancias y donde se ubican los organoides y los ribosomas.
• Material genético: es el ADN (ácido desoxirribonucleico), que contiene la información necesaria para el funcionamiento y la reproducción de la célula. En las células eucariotas se encuentra dentro del núcleo; en las procariotas, disperso en una región del citoplasma denominada nucleoide.

Los organoides y sus funciones

Las células eucariotas presentan compartimentos internos rodeados de membranas, denominados organoides u orgánulos, cada uno especializado en una función determinada.

• Núcleo: contiene el ADN y está rodeado por una doble membrana, la envoltura nuclear, que presenta poros. Regula las actividades celulares y dirige la síntesis de proteínas. En su interior se distingue el nucléolo, donde se forman los componentes de los ribosomas.
• Mitocondrias: son el sitio de la respiración celular, proceso en el que se degradan moléculas orgánicas, como la glucosa, en presencia de oxígeno para obtener energía en forma de ATP.
• Ribosomas: son estructuras sin membrana encargadas de la síntesis de proteínas. Se encuentran libres en el citoplasma o adheridos al retículo endoplasmático.
• Retículo endoplasmático rugoso: es una red de sacos y canales membranosos con ribosomas adheridos; participa en la síntesis y el transporte de proteínas.
• Retículo endoplasmático liso: carece de ribosomas; interviene en la síntesis de lípidos y en la neutralización de sustancias tóxicas.
• Aparato de Golgi: está formado por sacos membranosos apilados. Modifica, clasifica y empaqueta las proteínas y los lípidos en vesículas que los transportan a su destino.
• Lisosomas: son vesículas que contienen enzimas digestivas; degradan sustancias incorporadas por la célula y organoides envejecidos. Son característicos de las células animales.
• Citoesqueleto: es una red de filamentos proteicos que da forma a la célula, sostiene a los organoides y participa en el movimiento celular.
• Cloroplastos: son exclusivos de las células vegetales y de las algas. Contienen clorofila y en ellos se realiza la fotosíntesis.
• Vacuolas: almacenan agua, sales y otras sustancias. En las células vegetales maduras suele haber una vacuola central de gran tamaño que regula la presión interna y contribuye a la turgencia de los tejidos.

Diferencias entre la célula animal y la célula vegetal

• Pared celular: la célula vegetal presenta, por fuera de la membrana plasmática, una pared rígida compuesta principalmente por celulosa, que le otorga forma y sostén. La célula animal carece de ella.
• Cloroplastos: están presentes en la célula vegetal, que es autótrofa, y ausentes en la animal, que es heterótrofa.
• Vacuolas: la célula vegetal posee una vacuola central de gran tamaño; en la animal, las vacuolas son pequeñas y escasas.
• Centríolos y lisosomas: son característicos de la célula animal y no se encuentran en la mayoría de las células vegetales.
• Forma: por efecto de la pared celular, la célula vegetal tiende a presentar una forma poliédrica regular, mientras que la animal adopta formas variables.

Células procariotas y eucariotas

Las células procariotas son estructuralmente más simples y de menor tamaño. No poseen núcleo ni organoides membranosos: su ADN se ubica en el nucleoide y, en muchos casos, presentan además pequeñas moléculas circulares de ADN denominadas plásmidos. Tienen ribosomas, pared celular y, en algunos casos, cápsula y flagelos. Son procariotas las bacterias y las arqueas.

Las células eucariotas poseen un núcleo delimitado por una envoltura y un sistema de organoides membranosos. Son eucariotas las células de los animales, las plantas, los hongos y los protistas.

Según la teoría endosimbiótica, formulada por Lynn Margulis en la década de 1960, las mitocondrias y los cloroplastos se originaron a partir de bacterias que fueron incorporadas por otra célula y establecieron con ella una relación de beneficio mutuo. Esta hipótesis se apoya, entre otras evidencias, en que ambos organoides poseen su propio ADN y ribosomas semejantes a los bacterianos.

Propuestas para el aula

• Observación microscópica de la epidermis de cebolla (células vegetales) y, si las condiciones lo permiten, de células de la mucosa bucal obtenidas mediante un raspado suave con un palillo (células animales), con registro de las diferencias mediante dibujos rotulados.
• Construcción de un modelo tridimensional de célula animal o vegetal con materiales diversos, con un cuadro de referencias que indique la función de cada organoide.
• Elaboración de un cuadro comparativo entre células procariotas y eucariotas, y entre células animales y vegetales.
• Para Secundaria: lectura y análisis de la teoría endosimbiótica y de las evidencias que la sustentan.
• Repaso de los organoides mediante un crucigrama en el que la respuesta sea el nombre del organoide y la referencia, su función.