DESCUBRIMIENTO DE LA CELULA

Aunque fue el prolífico científico inglés Robert Hooke a quien correctamente se le atribuye el descubrimiento de la célula, ciertas nociones de su existencia ya eran mencionadas mucho antes, en la antigüedad. Así es como personalidades como, por ejemplo, el filósofo y matemático griego Demócrito (460 - 370 a.C.) mencionaba que todas las cosas estaban compuestas de diminutas, indestructibles e invisibles partículas de materia pura; Leonardo da Vinci (1452 - 1519) destacaba que el uso de lentes era sumamente importante para el estudio de la materia y de todas las cosas, ya que poseían elementos vitales que no podían verse a simple vista y gracias Zacharias Jansen (1588 - 1638), que inventó el microscopio compuesto, muchos descubrimientos despertaron conceptos relacionados a la existencia de la célula.

La invención del microscopio fue fundamental en este descubrimiento, pues entre otras cosas, Robert Hooke pudo construir el suyo propio: un microscopio compuesto de 50 aumentos que le permitió descubrir la célula. La primera vez en la historia en la que se nombra la palabra célula es en el año 1665, cuando Hooke publica su libro Micrographia. En dicho trabajo, el autor deja registro de numerosas observaciones realizadas con su microscopio sobre diversos tejidos vegetales, entre ellos, tejidos de corcho. Para el descubrimiento, Hooke cortó un pequeñísimo trozo de corcho y lo colocó en su microscopio compuesto de lentes convexos.

De esta manera pudo observar una serie figuras cual pequeños cuadrados a los que llamó celdas, nombre desde el que luego derivó el término “célula”. Lo que el señor Hooke estaba presenciando eran células vegetales muertas, con su característica forma poligonal. Éste fue el primer gran paso en el descubrimiento de las células, sin embargo, es muy importante señalar que lo que en realidad descubrió fueron células muertas, siendo incapaz de desarrollar más detalles que el simple descubrimiento de estas estructuras.

TIPOS DE CELULAS

Existen dos tipos de células con respecto a su origen, células animales y células vegetales. En ambos casos presentan un alto grado de organización con numerosas estructuras internas delimitadas por membranas. A continuación de indican las diferencias entre las células animales y vegetales.

Diferencias entre las Células Animal y Vegetal.

Animal Vegetal

Presentan formas muy diversas (esférica, ovoide, alargada, aplanada, entre otras)

Tienen forma prismática o poligonal

Son heterótrofas porque son incapaces de sintetizar su propio alimento

Son autótrofas ya que son capaces de realizar su propio alimento

Tienen una membrana citoplasmática que la separa del medio

Tiene una pared celular de celulosa, que hace que tenga rigidez

No poseen cloroplastosPoseen cloroplastos con clorofila, que son

los que realizan la fotosíntesis

No posee vacuola de gran tamaño, pero tiene varias vacuolas que son más pequeñas

y su misión es la reserva de nutrientes.

Posee una vacuola única  llena de líquido que ocupa casi todo el interior de la célula vegetal y permite que mantenga su forma.

Pueden realizar un tipo de reproducción llamado reproducción sexual, en el cual, los descendientes presentan características de los progenitores pero no son idénticos a él.

Pueden reproducirse mediante un proceso que da por resultado células iguales a las progenitoras, este tipo de reproducción se

llama reproducción asexual.

ESTRUCTURA DE LAS CÉLULAS

Cada estructura celular está especializado para llevar a cabo una actividad en particular.

A pesar de las muchas diferencias que existen entre las células animal y vegetal, estas comparten ciertas características estructurales, las cuales se detallan a continuación.

El núcleo celular es la parte central de la célula. Se rodea de una cubierta propia, llamada envoltura nuclear y contiene el AND, donde se encuentran los genes.

Las mitocondrias: llevan a cabo las reacciones químicas para liberar la energía a partir de la glucosa y el O2 que se usa en las actividades celulares. Su estructura consta de dos membranas separadas, una externa y otra la interna se pliega para formar unas proyecciones llamadas crestas.

El retículo endoplasmático: es un sistema de membranas que se extiende a través del citoplasma, desde la membrana nuclear hasta la membrana celular. Algunas de las membranas del retículo endoplásmico (RE) tienen una apariencia rugosa (RE rugoso) que se debe a la presencia de los ribosomas. Se llama RE liso a las membranas del RE que no tienen ribosomas. Algunos tipos de lípidos se forman en las membranas del RE liso.

Los ribosomas: son los organelos donde se sintetizan las proteínas. Las proteínas que se forman en el RE rugoso pueden transportarse por la célula, pasar hasta la membrana celular y ser liberadas fuera de la célula. También podemos encontrar ribosomas libres en el citoplasma; las proteínas que se forman en ellos van directamente al citoplasma.

El aparato de Golgi: Es un conjunto de vesículas y cisternas membranosas aplanadas. Aquí se preparan los materiales para que sean liberados desde la célula hacia el citoplasma. Las proteínas y los lípidos que se sintetizan en el RE llegan aquí para ser concentradas, quitándoles el agua. El producto se empaqueta en una vesícula y se mueve hacia la membrana celular donde se libera.

Las vacuolas Son grandes vesículas, que ocupan un gran porcentaje del volumen celular total, se encuentran llenas de fluido que contienen varias sustancias. En las células animales, las vacuolas son pequeñas y sirven para almacenar sustancias y en las células vegetales tienen la función de contener o reservar agua y también poseen funciones digestivas.

Los lisosomas son vesículas pequeñas que contienen enzimas digestivas que facilitan el rompimiento de moléculas grandes (almidones, lípidos y proteínas). Participan en la digestión de partículas extrañas y de partes celulares dañadas.

El cloroplasto es el más común en las células de las plantas verdes. Aquí se sintetizan nutrientes orgánicos principalmente glucosa a partir de sustancias inorgánicas, gracias a la clorofila que utiliza la energía solar para fijar el CO2 atmosférico.

ORGANIZACIÓN CELULAR

Niveles de organización celular

La teoría celular afirma que todos los seres vivos están constituidos por células. A su vez, toda célula está constituida por un conjunto de pequeños órganos u orgánulos, cada uno de ellos con una forma y una función determinadas.

Los orgánulos están constituidos por moléculas que se agrupan y ordenan en el espacio, y, por su parte, las moléculas están formadas por átomos, unidos por medio de enlaces químicos.

Así pues, dentro de la célula distinguimos los siguientes niveles de organización: atómico, molecular y de orgánulo

Nivel subatómico: corresponde a las partículas, que forman los átomos: protones, neutrones y electrones.

Nivel atómico: formado por los átomos, que son los constituyentes más pequeños de la materia que mantienen sus propiedades.

Nivel Molecular: son las moléculas resultantes del enlace de diferentes átomos.

Nivel celular: es el primer nivel biótico.

Nivel de tejido: son conjuntos de células especializadas con una misma función y un mismo origen.

Nivel de órgano: están formados por diferentes tejidos que se agrupan para realizar una función.

Nivel de sistema: es un conjunto de órganos semejantes que realizan una función y que están formados por un mismo tipo de tejidos.

Nivel de aparato: corresponde a un conjunto de órganos diferentes, cada uno con una función y que participan en una o varias funciones superiores.

Nivel de organismo: corresponde al ser vivo en conjunto, hay organismos pluricelulares y unicelulares.

TEORIA CELULAR

La teoría celular es una parte fundamental y relevante de la Biología que explica la constitución de los seres vivos sobre la base de células, y el papel que estas tienen en la constitución de la vida y en la descripción de las principales características de los seres vivos

Los conceptos de materia viva y célula están estrechamente ligados. La materia viva se distingue de la no viva por su capacidad para metabolizar y autoperpetuarse, además de contar con las estructuras que hacen posible la ocurrencia de estas dos funciones; si la materia metaboliza y se autoperpetúa por sí misma, se dice que está viva. Varios científicos postularon numerosos principios para darle una estructura adecuada:

Robert Hooke, observó una muestra de corcho bajo el microscopio, Hooke no vio células tal y como las conocemos actualmente, él observó que el corcho estaba formado por una serie de celdillas de color transparente, ordenadas de manera semejante a las celdas de una colmena; para referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la palabra célula.

Anton Van Leeuwenhoek, usando unos microscopios simples, realizó observaciones sentando las bases de la morfología microscópica. Fue el primero en realizar importantes descubrimientos con microscopios fabricados por sí mismo. Desde 1674 hasta su muerte realizó numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la fabricación de microscopios y fue el precursor de la biología experimental, la biología celular y la microbiología.

A finales del siglo XVIII, Xavier Bichat, da la primera definición de tejido (un conjunto de células con forma y función semejantes). Más adelante, en 1819, Meyer le dará el nombre de Histología a un libro de Bichat titulado Anatomía general aplicada a la Fisiología y a la Medicina.

Dos científicos alemanes, Theodor Schwann, histólogo y fisiólogo, y Jakob Schleiden, botánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de centros o núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1831). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (1839). Asentaron el primer y segundo principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células" y "La célula es la unidad básica de organización de la vida".

Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada

enfermedad) explicó lo que debemos considerar el tercer principio: "Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de esta".

Ahora estamos en condiciones de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria. El principio lo popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François Vincent Raspail, «omnis cellula e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por August Weismann de la existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica.

La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Luis Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.

Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes. Pudo demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en 1906.

ANEXO 1

ORGANIZACIÓN CELULAR EN EL CUERPO HUMANO