Objetivos de aprendizaje
- Describir la estructura y función de la membrana celular, incluyendo su regulación de entrada y salida de materiales en la célula
- Describir las funciones de los distintos orgánulos citoplasmáticos
- Explicar la estructura y contenido del núcleo, así como el proceso de replicación del ADN
- Explicar el proceso por el cual una célula construye proteínas utilizando el código del ADN
- Enumerar las etapas del ciclo celular en orden, incluyendo los pasos de la división celular tanto en las células somáticas
- Discutir cómo una célula se diferencia y se vuelve más especializada
- Enumerar las características morfológicas y fisiológicas de algunos tipos de células representativas del cuerpo humano
Figura 1. Célula teñida con fluorescencia en proceso de mitosis. Una célula pulmonar de un tritón, comúnmente estudiada por su similitud con las células pulmonares humanas, se tiñe con tintes fluorescentes. La tinción verde revela los husos mitóticos, el rojo es la membrana celular y parte del citoplasma, y las estructuras que aparecen en azul claro son los cromosomas. Esta célula se encuentra en la anafase de la mitosis. (crédito: «Mortadelo2005″/Wikimedia Commons)
Usted se desarrolló a partir de un único óvulo fecundado hasta convertirse en el complejo organismo que contiene billones de células que ve cuando se mira en un espejo. Durante este proceso de desarrollo, las primeras células indiferenciadas se diferencian y se especializan en su estructura y función. Estos diferentes tipos de células forman tejidos especializados que trabajan en conjunto para realizar todas las funciones necesarias para el organismo vivo. Los biólogos celulares y del desarrollo estudian cómo la división continua de una sola célula conduce a tal complejidad y diferenciación.
Considere la diferencia entre una célula estructural de la piel y una célula nerviosa. Una célula estructural de la piel puede tener la forma de una placa plana (escamosa) y vivir sólo durante un corto período de tiempo antes de desprenderse y ser reemplazada. Empaquetadas firmemente en filas y láminas, las células escamosas de la piel proporcionan una barrera protectora para las células y los tejidos que se encuentran debajo. Una célula nerviosa, en cambio, puede tener la forma de una estrella, que emite largos procesos de hasta un metro de longitud y puede vivir durante toda la vida del organismo. Con sus largos y sinuosos apéndices, las células nerviosas pueden comunicarse entre sí y con otros tipos de células corporales y enviar rápidas señales que informan al organismo sobre su entorno y le permiten interactuar con ese entorno.
Estas diferencias ilustran un tema muy importante que es consistente en todos los niveles organizativos de la biología: la forma de una estructura está óptimamente adaptada para realizar funciones particulares asignadas a esa estructura. Tenga presente este tema mientras recorre el interior de una célula y conoce los distintos tipos de células del organismo. Una de las principales responsabilidades de cada célula es contribuir a la homeostasis.
La homeostasis es un término utilizado en biología que se refiere a un estado dinámico de equilibrio dentro de unos parámetros compatibles con la vida. Por ejemplo, las células vivas necesitan un entorno basado en el agua para sobrevivir, y existen varios mecanismos físicos (anatómicos) y fisiológicos que mantienen húmedas todos los billones de células vivas del cuerpo humano. Este es un aspecto de la homeostasis. Cuando un parámetro concreto, como la presión arterial o el contenido de oxígeno en la sangre, se aleja lo suficiente de la homeostasis (por lo general, se vuelve demasiado alto o demasiado bajo), se produce inevitablemente la enfermedad y, en ocasiones, la muerte.
El concepto de célula comenzó con las observaciones microscópicas del tejido de corcho muerto realizadas por el científico Robert Hooke en 1665. Sin darse cuenta de su función o importancia, Hook acuñó el término «célula» basándose en el parecido de las pequeñas subdivisiones del corcho con las habitaciones que habitaban los monjes, llamadas celdas. Unos diez años más tarde, Antonie van Leeuwenhoek se convirtió en la primera persona en observar células vivas y en movimiento al microscopio. En el siglo siguiente se desarrollaría la teoría de que las células representaban la unidad básica de la vida. Estos diminutos sacos llenos de líquido albergan componentes responsables de las miles de reacciones bioquímicas necesarias para que un organismo crezca y sobreviva. En este capítulo, conocerá los principales componentes y funciones de una célula prototípica y generalizada y descubrirá algunos de los diferentes tipos de células del cuerpo humano.