La célula: unidad de vida

A mediados del siglo XIX, gracias al trabajo de científicos como Schleiden, Schwann y Virchow, se establecieron los tres principios fundamentales que definen la vida:

1. Unidad estructural: Todos los seres vivos están formados por una o más células. La célula es la pieza básica de construcción de la vida.
2. Unidad funcional: La célula es la unidad más pequeña capaz de realizar las funciones vitales (nutrición, relación y reproducción). Las reacciones químicas del metabolismo ocurren dentro de ella.
3. Unidad de origen: Toda célula proviene de otra célula preexistente mediante la división celular. No existe la generación espontánea.

La vida no es un caos, sino una jerarquía organizada de complejidad creciente. Podemos clasificar estos niveles desde lo más simple a lo más complejo:

• Nivel celular: La célula es la unidad mínima de vida (ej. un glóbulo rojo).
• Tejidos: Conjunto de células similares que realizan una función común (ej. tejido muscular).
• Órganos: Unión de varios tejidos que funcionan de forma coordinada (ej. el corazón).
• Sistemas y aparatos: Conjunto de órganos que colaboran en una función compleja (ej. sistema circulatorio).
• Organismo: El ser vivo completo, resultado de la integración de todos los niveles anteriores.

Dado que la mayoría de las células tienen un tamaño de entre 1 y 100 micrómetros ($\mu m$), el ojo humano no puede verlas. El desarrollo del microscopio fue el motor de la citología (el estudio de las células).

Para observar una muestra, se requiere una preparación: el tejido se corta en láminas muy finas, se tiñe con colorantes para resaltar estructuras y se coloca entre un portaobjetos y un cubreobjetos.

Es el modelo más sencillo y antiguo. Es propio de las bacterias y arqueas. Sus características principales son:

• Ausencia de núcleo definido: El ADN flota libremente en una región del citoplasma llamada nucleoide.
• ADN circular: Poseen un único cromosoma circular y, a veces, pequeños fragmentos de ADN extra llamados plásmidos.
• Ribosomas 70S: Son más pequeños que los de las células eucariotas.
• Pared bacteriana: Una envoltura rígida externa a la membrana que les da forma y protección.

Son células mucho más grandes y complejas, presentes en animales, plantas, hongos y protoctistas.

• Núcleo verdadero: El material genético está protegido por una doble membrana (envoltura nuclear).
• Sistema de endomembranas: Poseen una red interna de compartimentos que permite realizar diferentes funciones químicas al mismo tiempo sin que se interfieran.
• Complejidad y compartimentación: La presencia de orgánulos especializados permite una mayor eficiencia energética y metabólica.

Aunque ambas son eucariotas, han evolucionado con adaptaciones distintas según su modo de vida:

• Célula Vegetal: Posee una pared celular de celulosa (que le da rigidez), cloroplastos para realizar la fotosíntesis y una gran vacuola central que almacena agua y ocupa casi todo el espacio.
• Célula Animal: No tiene pared ni cloroplastos. Posee centriolos (fundamentales para la división celular) y vacuolas mucho más pequeñas y numerosas.

• Membrana plasmática: Es una bicapa lipídica (formada por grasas y proteínas) que rodea la célula. Su función es la permeabilidad selectiva: controla qué sustancias entran (nutrientes) y cuáles salen (desechos).
• Citoplasma: Es el espacio interior. Está formado por el citosol (líquido acuoso) y el citoesqueleto, una red de filamentos proteicos que da forma a la célula y permite el movimiento de los orgánulos.

Son las "centrales eléctricas" de la célula:

1. Mitocondrias: Presentes en todas las células eucariotas. Realizan la respiración celular, proceso donde se quema glucosa con oxígeno para producir energía en forma de ATP ($Adenosín Trifosfato$).
2. Cloroplastos: Exclusivos de células vegetales. Contienen clorofila y realizan la fotosíntesis, transformando energía luminosa en energía química (materia orgánica).

1. Ribosomas: Pequeñas estructuras encargadas de la síntesis de proteínas. Pueden estar libres o pegados al retículo.
2. Retículo Endoplasmático (RE):
   • Rugoso (RER): Tiene ribosomas y fabrica proteínas.
   • Liso (REL): No tiene ribosomas y fabrica lípidos (grasas).
3. Aparato de Golgi: Recibe las sustancias del retículo, las empaqueta en vesículas y las envía a su destino final (dentro o fuera de la célula).

Es el centro de control de la célula.

• Envoltura nuclear: Doble membrana con poros que permiten el paso de moléculas.
• Cromatina: Es el ADN asociado a proteínas. Cuando la célula se va a dividir, se condensa formando los cromosomas.
• Nucleolo: Zona densa donde se fabrican los componentes de los ribosomas.
• El núcleo almacena la información genética necesaria para que la célula funcione y se reproduzca.

Es el conjunto de procesos mediante los cuales la célula obtiene materia y energía.

• Tipos de nutrición:
  • Autótrofa: Fabrican su propia materia orgánica (plantas).
  • Heterótrofa: Deben incorporar materia orgánica ya fabricada (animales).
• Transporte: Para moléculas grandes, la célula usa la endocitosis (entrada mediante deformación de la membrana) y la exocitosis (salida de sustancias).
• Metabolismo:
  • Anabolismo: Fabricar moléculas complejas a partir de sencillas (consume energía).
  • Catabolismo: Romper moléculas complejas para obtener energía (libera energía).

Las células no están aisladas; detectan cambios en su entorno (estímulos) y elaboran respuestas.

• Respuestas estáticas: La célula no se mueve (ej. secreción de sustancias).
• Respuestas dinámicas: La célula se desplaza mediante cilios (pelos cortos y numerosos) o flagelos (colas largas como la de los espermatozoides).
• La comunicación se realiza mediante señales químicas que permiten a las células de un tejido trabajar en equipo.

Es el proceso por el cual una célula madre da lugar a células hijas.

• Ciclo celular: Es la "vida" de la célula desde que nace hasta que se divide.
• Mitosis: Es la división del núcleo donde se asegura que las células hijas reciban una copia exacta del ADN.
• Citocinesis: Es la división del citoplasma tras la mitosis.

La reproducción celular es vital no solo para crear nuevos seres, sino para la regeneración celular: reparar tejidos dañados o sustituir células viejas por nuevas. Sin este proceso, un corte en la piel nunca sanaría.