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 célula
Cualquiera 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".
Estructura
Esta 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 una constricción primaria en el centrómero.
Fuentes
de fotografias
http://www-class.unl.edu/bios201a/spring97/group6/membrn.html
http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema8/8-2sist_mem.htm
http://www.terravista.pt/bilene/5547/biologia/Celula/Cilio14.htm
http://www.free-news.org/jgblan02.htm
