Las células son las partes vivas más pequeñas que forman el cuerpo y es la unidad más esencial que tiene cualquier organismo vivo. Cada célula es como un ser vivo de tamaño microscópico, ya que presenta todas las estructuras y funciones que tiene el animal. Ambos disponen de las estructuras necesarias para ser capaz de adquirir nutrientes, expulsar substancias de desecho, crecer, reparar sus daños, respirar y reproducirse.
Se dice que la célula es la unidad funcional de todos los seres vivos porque todas ellas son capaces de llevar a cabo las funciones de nutrición, relación y reproducción.
Se dice que la célula es la unidad estructural de los seres vivos porque todos los organismos están constituidos por células. Algunos organismos están formados por una única célula y se los denomina organismos unicelulares mientras que otros, llamados organismos pluricelulares, están formados por una gran cantidad de células de diferentes tipos (que suelen estar especializadas en funciones específicas).
El tamaño de las células puede variar enormemente: algunas pueden ser prácticamente visibles a simple vista, aunque la gran mayoría de ellas son microscópicas, es decir, solo pueden ser vistas utilizando un microscopio. Una célula promedio mide alrededor de 10 µm (micrómetros), pero el tamaño celular es muy variado: hay algunas que miden tan solo 1 µm y otras 100 µm.
Las células se pueden reproducir por dos posibles mecanismos: la división por mitosis, que da lugar a dos células hijas idénticas, y la división por meiosis, que permite la formación de gametos (células sexuales). En la meiosis hay intercambio de información genética y se producen cuatro células hijas distintas entre sí, con la mitad de contenido genético que la célula inicial.
En el interior de las células existen orgánulos u organelas, estructuras más simples que tienen formas y estructuras especializadas y diferenciadas. Dentro de los orgánulos se llevan a cabo las diversas funciones bioquímicas necesarias para la supervivencia y funcionamiento celular.
El descubrimiento de la célula se considera el paso fundacional del estudio moderno de la vida (biología), dado que permitió comprender la enorme complejidad del cuerpo de los seres vivientes y permitió el surgimiento de numerosas ciencias y disciplinas posteriores.
La célula es la unidad funcional de todos los tejidos, y cada célulatiene la capacidad de llevar a cabo todas las funciones vitalesesenciales. Dentro de cada tejido del organismo, las células que loconstituyen manifiestan una gran variedad de adaptaciones parallevar a cabo una función concreta de especialización. Todas lascélulas conforman una estructura básica.La célula es la estructura máspequeña, con funcionamiento propio, de todos los seres vivos. Lascélulas presentan tres partes claramente diferenciadas: membrana,citoplasma y núcleo. Cada una de éstas desempeñauna función dentro de la célula.
- Membrana. La membrana celular o plasmática es una parteimportante de la célula, debido a que conserva y mantiene constanteslas condiciones del interior. Es equivalente a la piel de animal
La principal función de la membrana consiste enregular el intercambio de sustancias; intercambio que se realiza a travésde una serie de poros. Por esto se dice que la membrana es selectivamentepermeable.
Composición de la membrana. Las membranascelulares están constituidas hasta por un 60% de agua y doscapas de grasas, entre las cuales se insertan algunas proteínas.
- Citoplasma. El citoplasma es la parte de la célula comprendidaentre la membrana celular y el núcleo.
En el citoplasma, los alimentos se convierten en sustanciasútiles y pasan a formar parte de la célula; las partes noaprovechables de los alimentos son expulsadas del citoplasma a travésde la membrana.
Eltérmino citoplasma se refiere a todas las partes vivas de una célula, excepto el núcleo, y es un material gelatinoso que contiene una gran cantidad de importantes sustancias, muchas de las cuales intervienen en el metabolismo.
Contiene:
- Las estructuras de vida libre del interior de la célula distintas del núcleo.
- Una de las organelas más importantes, donde tienen lugar las reacciones químicas de la respiración; liberan energía para la función celular.
- Retículo endoplásmico rugoso. Revestido por ribosomas producidos por el núcleo; las proteínas se sintetizan aquí y la célula puede transportarlas para usarlas en la síntesis de enzimas digestivas y hormonas.
- Retículo endoplásmico liso. No está revestido por ribosomas, pero interviene en la síntesis y transporte de lípidos (grasas) y esteroides de origen corporal.
- Gránulos ricos en ácido ribonucleico que son lugares de síntesis proteica.
- Está situado cerca del núcleo y está formado por dos centriolos; es importante durante la división celular y la formación de los cilios y flagelos, que son filamentos alargados y sobresalientes necesarios en algunas células.
- Cuerpos oscuros y redondos que contienen enzimas (lisosomas) responsables de la fragmentación de compuestosquímicos complejos en otros más sencillos; también destruyen las organelas gastadas dentro de la célula.
- Aparato de Golgi. Un sistema de tubos aplanados donde se almacenan los lisosomas.
- Composición del citoplasma. El citoplasmaestá constituido aproximadamente por un 95% de agua y otroscompuestos, como las proteínas, glúcidos, lípidos y ácidos nucleicos, que contienen la informaciónhereditaria de la célula. Dentro del citoplasma tambiénse encuentran, en diferentes proporciones, dióxido de carbonoy sales minerales, principalmente el cloruro de sodio (sal común).
- Núcleo. El núcleo es un cuerpo esférico,también llamado nucleoplasma. Es el equivalente al cerebro ya que en la célula es capaz de controlar las actividades que esta realiza. Contiene el material genético, el ADN.
Está separado del citoplasmapor una envoltura nuclear, de composición semejante a la membranacelular. Presenta un gran número de poros que permiten el intercambiode diversas sustancias con el citoplasma. En el nucleoplasma se encuentranel nucléolo y la cromatina.
La diversidad celular
Las células no son idénticas entre ellas, y su forma y contenidomuestran variaciones de acuerdo a su función, pero, sea cual seael lugar donde se encuentran dentro del organismo, tienen lasmismas características básicas. Algunos ejemplos de tipos de célulasson los siguientes:
- Células epiteliales. Revisten internamente la superficiedel cuerpo, las cavidades corporales y los órganos que hayen ellas.
- Células glandulares. Responsables de producir ciertos tiposde secreción, por ejemplo,moco, para lubricar los tejidos.
- Producen tejido óseo.
- Eritrocitos (glóbulos rojos, hematíes). Su forma estádiseñada para contener el pigmento rojo hemoglobina ytransportar oxígeno por todo el organismo; son unas delas pocas células del organismo que no tienen núcleo.
- Células nerviosas o neuronas. Tienen prolongacionesdelgadas parecidas a un brazo que transmiten los impulsosnerviosos por el sistema nervioso para llegar a todo elcuerpo.
- Capaces de contraerse para que el cuerpo semueva.
Existen dos niveles de organización biológica celular:
Unicelular: es un organismo formado por una sola célula, que tiene vida propia como por ejemplo las bacterias y los protozoos.
Los organismos unicelulares han colonizado prácticamente todos los ambientes del planeta, y han evolucionado hacia formas bioquímicamente versátiles y estructuralmente complejas, Sin embargo, la célula tiene una importante limitación de tamaño. El tamaño pequeño constituye una imposición para la célula. Un aumento de tamaño supone que la superficie en contacto con el medio exterior es menor en relación al volumen, y esto conlleva problemas a la hora de obtener nutrientes y eliminar desechos, incluso para conseguir una eficiente comunicación interna. Una alternativa al aumento de tamaño de la célula ha sido la agrupación de células para formar organismos de mayor tamaño (organismos pluricelulares). Inicialmente en una simple asociación de células, y finalmente en una sociedad organizada, jerarquizada y altamente especializada de células.
Pluricelular: son organismos compuestos por dos o más células, cuyas células están diferenciadas y realizan a su vez funciones especializadas. Todos los organismos pluricelulares provienen de organismos unicelulares, es decir, en un primer momento de su existencia proceden de una sola célula. Un organismo pluricelular es desde un árbol hasta un ser humano. La pluricelularidad permite la especialización de diferentes grupos celulares posibilitando la formación de tejidos y órganos.
En los organismos pluricelulares, por lo tanto, existen diferentes células que se reproducen a través de la meiosis o la mitosis y que desarrollan distintas funciones. Los organismos pluricelulares están formados por un gran número de células que se encuentran diferenciadas, es decir, que presentan distintas características que les permite hacer diferentes funciones, estas células no son capaces de vivir de forma independiente, sino que necesitan unas de las otras. En estos organismos, las células de un mismo tipo que realizan una misma función y han tenido un mismo origen embrionario se agrupan y forman un tejido.
Tejidos: conjunto de células semejantes que realizan una determinada función. En los seres humanos hay más de 200 tejidos diferentes: epitelial, muscular, nervioso, óseo…
- Tejido epitelial (su función es recubrir superficies y segregar sustancias gracias a constituir glándulas).
- Tejido conjuntivo (su función es unir órganos internos).
- Tejido cartilaginoso (su función es formar estructuras).
- Tejido adiposo (su función es constituir reservas energéticas).
- Tejido óseo (su función es formar estructuras esqueléticas).
- Tejido muscular (su función es hacer contracciones y extensiones).
- Tejido nervioso (su función es captar estímulos y emitir respuestas).
- La sangre (su función es transportar alimentos, O2 y CO2).
No todos los seres vivos pluricelulares presentan tejidos. Algunos, como las algas y los hongos, no presentan células especializadas en funciones diferentes, sino que todas las células pueden realizar todas las actividades. Se dice que estos organismos no tienen tejidos, es decir no tienen estructura tisular, sino que tienen estructura de talo. En los seres más complejos, los tejidos no funcionan por sí solos, de forma que varios tejidos diferentes se agrupan formando un órgano, así el corazón está formado fundamentalmente por tejido muscular, pero también posee tejido epitelial en su interior y conjuntivo en el exterior. Cuando el organismo es mucho más complejo, como es el caso de los vertebrados, los órganos no actúan aislados, sino que se asocian en sistemas y aparatos.
Sistemas: conjunto de órganos que actúan coordinadamente para realizar una función: digestivo, nervioso, circulatorio
Los sistemas son conjuntos de órganos, formados por los mismos tipos de tejidos, que pueden realizar actos independientes. Se distinguen 6 sistemas diferentes que son:
- Sistema nervioso
- Sistema muscular
- Sistema óseo
- Sistema endocrino u hormonal
- Sistema tegumentario (piel)
- Sistema linfático
Aparatos
Los aparatos son conjuntos de órganos, que pueden ser de tejidos muy diferentes, que actúan coordinadamente en la realización de una función. Por ejemplo, el aparato digestivo presenta órganos tan diferentes como los dientes y el intestino, que pese a ello cooperan para realizar la función digestiva. Se distinguen 6 aparatos diferentes que son:
- Aparato circulatorio
- Aparato respiratorio
- Aparato digestivo
- Aparato excretor
- Aparato reproductor (P. ej. Sistema reproductor femenino, Sistema reproductor masculino)
- Aparato locomotor.
La biología molecular en animales se refiere al estudio de los procesos biológicos a nivel molecular en organismos pertenecientes al reino animal. Este campo de estudio examina cómo las moléculas biológicas, como el ADN, ARN, proteínas y metabolitos, interactúan entre sí para regular los procesos vitales en animales:
- ADN y Genética:
- El ADN es la molécula que contiene la información genética de un organismo.
- La biología molecular en animales se centra en el estudio de la estructura, función y expresión de los genes.
- Esto incluye la secuenciación del ADN, la identificación de mutaciones genéticas, la regulación de la expresión génica y la herencia de rasgos genéticos en poblaciones animales.
- ARN y Expresión Génica:
- El ARN es una molécula clave en la expresión génica que actúa como intermediario entre el ADN y las proteínas.
- La biología molecular en animales investiga cómo se transcribe el ADN en ARN mensajero (ARNm), ARN ribosomal (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt), y cómo estos ARN regulan la síntesis de proteínas.
- Proteínas y Funciones Biológicas:
- Las proteínas son moléculas fundamentales que realizan una amplia variedad de funciones biológicas en los animales, como enzimas, receptores celulares, factores de transcripción, proteínas estructurales, entre otros.
- La biología molecular estudia la estructura, función, interacciones y regulación de las proteínas en los sistemas biológicos animales.
- Regulación Génica y Señalización Celular:
- La biología molecular en animales investiga los mecanismos de regulación de la expresión génica, incluidos los elementos de control transcripcional, la modificación de histonas, la interferencia de ARN y los factores de transcripción.
- También examina cómo las células responden a señales extracelulares y regulan procesos como la proliferación celular, la diferenciación, la supervivencia celular y la muerte celular programada.
- Interacciones Huésped-Parásito y Patología Molecular:
- En el campo de la parasitología molecular, se estudian las interacciones moleculares entre los parásitos y sus hospedadores animales, así como los mecanismos moleculares de patogénesis y resistencia a enfermedades.
- Se investigan los aspectos moleculares de enfermedades animales, como cáncer, enfermedades genéticas, enfermedades infecciosas y trastornos metabólicos.