Cómo se descubrieron las células y la teoría celular
Una célula es la unidad más pequeña que está viva. La mayoría de las células son demasiado pequeñas para verlas a simple vista, así que necesitamos un microscopio (un instrumento que hace que lo pequeño se vea grande).
- 1665 – Robert Hooke vio cajitas diminutas en una lámina de corcho y las llamó células (del latín cella = habitación pequeña). Eran células muertas.
- 1674 – Leeuwenhoek vio células vivas, como bacterias, en agua de estanque con una lente mejor.
- 1831 – Robert Brown descubrió el núcleo.
- 1838–39 – Schleiden y Schwann dijeron que todas las plantas y animales están hechos de células.
- 1855 – Virchow añadió que las células nuevas solo vienen de células que ya existen.
La teoría celular en tres líneas
- Todos los seres vivos están hechos de una o más células.
- La célula es la unidad básica de estructura y de función.
- Todas las células vienen de otras células que ya existían.
Los organismos con una sola célula (ameba, bacterias) son unicelulares. Los que tienen muchas células (tú, un mango) son pluricelulares.
Pruébalo en casa
Pela la piel fina de la parte interior de una capa de cebolla, ponla sobre un portaobjetos con una gota de agua y mírala con un microscopio escolar o con una lente macro potente de móvil. Verás células ordenadas como ladrillos.
Células procariotas y eucariotas, vegetales y animales
Procariota y eucariota
| Procariota | Eucariota |
|---|---|
| Muy pequeña (1–10 µm) | Más grande (5–100 µm) |
| Sin membrana nuclear; el ADN está en una zona llamada nucleoide | Núcleo verdadero con membrana nuclear |
| Sin orgánulos con membrana (sin mitocondrias ni cloroplastos) | Muchos orgánulos con membrana |
| Bacterias, algas verdeazuladas | Plantas, animales, hongos, ameba |
Célula vegetal y célula animal
| Célula vegetal | Célula animal |
|---|---|
| Pared celular de celulosa fuera de la membrana | Sin pared celular |
| Forma fija, como una caja | La forma puede cambiar, a menudo redonda |
| Tiene cloroplastos (en las partes verdes) | Sin cloroplastos |
| Una vacuola central grande | Vacuolas pequeñas o ninguna |
| Centriolos normalmente ausentes | Centriolos presentes |
Ambas tienen membrana celular, citoplasma, núcleo, mitocondrias, RE, aparato de Golgi y ribosomas.
Los orgánulos celulares y sus funciones
Los orgánulos son partes diminutas dentro de la célula, cada una con un solo trabajo, como las salas de una fábrica.
- Membrana celular (membrana plasmática): piel fina exterior. Es selectivamente permeable: deja pasar unas cosas y detiene otras.
- Pared celular (plantas, hongos): capa rígida de celulosa fuera de la membrana. Da forma y fuerza y evita que la célula reviente en el agua.
- Núcleo: la sala de control. Guarda los cromosomas, hechos de ADN, que llevan las instrucciones y pasan los rasgos a la siguiente generación.
- Citoplasma: la gelatina que llena la célula; los orgánulos están dentro de ella.
- Mitocondrias: la central de energía. Descomponen el alimento para liberar energía en forma de ATP. Tienen su propio ADN y ribosomas.
- Plastos: cloroplastos (verdes, con clorofila; fabrican alimento por fotosíntesis) y leucoplastos (incoloros; guardan almidón, aceite y proteína). Los plastos también tienen su propio ADN.
- Retículo endoplasmático (RE): una red de tubos. El RE rugoso tiene ribosomas y ayuda a fabricar proteínas; el RE liso fabrica grasas (lípidos) y ayuda a eliminar venenos en las células del hígado. Juntos forman membranas (biogénesis de membranas).
- Ribosomas: fabrican proteínas.
- Aparato de Golgi: guarda, modifica y empaqueta materiales y los envía fuera; también forma lisosomas.
- Lisosomas: bolsas de enzimas digestivas que limpian los residuos y las piezas gastadas. Si la célula está muy dañada, revientan y digieren la propia célula, por eso se llaman bolsas suicidas.
- Vacuolas: sacos de almacenamiento. Muy grandes en las células vegetales (pueden llenar casi toda la célula) y mantienen la célula firme (turgente).
Difusión y ósmosis
Difusión: las partículas se extienden por sí solas desde donde hay más hacia donde hay menos. El oxígeno entra en la célula y el dióxido de carbono sale por difusión.
Ósmosis: movimiento de agua a través de una membrana selectivamente permeable, desde una zona con más agua (disolución diluida) hacia una zona con menos agua (disolución concentrada).
Tres tipos de disolución exterior
- Hipotónica (más diluida fuera, por ejemplo agua pura): el agua entra y la célula se hincha. Las células animales pueden reventar; las vegetales siguen firmes gracias a la pared.
- Isotónica (misma concentración): no hay movimiento neto, no hay cambio.
- Hipertónica (más concentrada fuera, por ejemplo agua salada): el agua sale y la célula se encoge. En las células vegetales el contenido se separa de la pared; esto es la plasmólisis.
Las células también toman alimento por endocitosis: la ameba envuelve el alimento con su membrana. Esto funciona porque la membrana es flexible.
Pruébalo en casa
Toma dos cuencos: uno con agua normal y otro con agua muy salada. Pon 5 pasas en cada uno. Después de 2 horas compáralos. Primero predice y luego comprueba.
División celular: mitosis y meiosis
Se necesitan células nuevas para crecer, para reemplazar células viejas o heridas y para fabricar células sexuales (gametos).
| Mitosis | Meiosis |
|---|---|
| 1 célula → 2 células hijas | 1 célula → 4 células hijas (dos divisiones) |
| Mismo número de cromosomas que la célula madre | La mitad del número de cromosomas |
| Las células hijas son idénticas | Las células hijas son diferentes |
| Para crecer y reparar (piel, punta de la raíz) | Solo en los órganos reproductores para fabricar espermatozoides y óvulos |
¿Por qué la mitad? Cuando un espermatozoide y un óvulo se unen, las mitades suman otra vez el número completo. En los humanos: las células del cuerpo tienen 46 cromosomas y las células sexuales 23.
Fórmulas y definiciones clave
- Célula = unidad básica de estructura y función de la vida
- Procariota: sin membrana nuclear (nucleoide); Eucariota: núcleo verdadero
- Solo en la célula vegetal: pared celular, cloroplastos, vacuola grande
- Mitocondria = central de energía (ATP); Lisosoma = bolsa suicida
- Ósmosis: el agua pasa de lo diluido a lo concentrado a través de una membrana selectivamente permeable
- Hipotónica → se hincha; Isotónica → no cambia; Hipertónica → se encoge (plasmólisis)
- Mitosis: 1 → 2 idénticas, mismo número de cromosomas; Meiosis: 1 → 4, la mitad del número
Ejemplos resueltos
1. Una célula no tiene membrana nuclear ni mitocondrias. ¿Es procariota o eucariota? Di un ejemplo.
Sin membrana nuclear, el ADN está suelto en un nucleoide, y no hay orgánulos con membrana. Por tanto es procariota, por ejemplo una bacteria.
2. Una célula tiene pared celular y una vacuola grande, pero no tiene cloroplastos. ¿Puede ser una célula vegetal?
Sí. La pared celular y la gran vacuola central indican una célula vegetal. Las células de las raíces no son verdes, así que no tienen cloroplastos (pueden tener leucoplastos para guardar almidón).
3. ¿Por qué las pasas se hinchan en agua pero un trozo de mango con sal se pone aguado?
Las pasas están más concentradas por dentro que el agua, así que el agua entra por ósmosis (fuera es hipotónico). La sal fuera del mango hace que el exterior esté más concentrado (hipertónico), así que el agua sale de las células.
4. Las células del cuerpo humano tienen 46 cromosomas. ¿Cuántos tendrá cada célula después de la mitosis? ¿Y después de la meiosis?
La mitosis mantiene el número: 46 en cada una de las 2 células. La meiosis lo reduce a la mitad: 23 en cada una de las 4 células.
5. ¿Por qué una célula vegetal en agua pura no puede reventar, pero un glóbulo rojo sí?
El agua entra en ambas por ósmosis. La rígida pared de celulosa de la célula vegetal empuja hacia dentro y evita que reviente (la célula se pone turgente). Un glóbulo rojo no tiene pared, así que sigue hinchándose y puede reventar.
6. Si el aparato de Golgi de una célula deja de funcionar, ¿qué se verá afectado?
El Golgi empaqueta y envía fuera los materiales hechos por el RE y forma lisosomas. Así que el empaquetado y la secreción (como enzimas y hormonas) se detendrán y no se formarán lisosomas nuevos.
Errores comunes
- Decir que Robert Hooke vio células vivas. Las células de corcho que vio estaban muertas; Leeuwenhoek fue el primero en ver células vivas.
- Pensar que las bacterias no tienen ADN. Sí lo tienen; solo que no está encerrado en una membrana nuclear.
- Confundir difusión y ósmosis. La ósmosis es solo el movimiento del agua a través de una membrana selectivamente permeable.
- Escribir que la meiosis da 2 células. La meiosis da 4 células con la mitad de los cromosomas; la mitosis da 2.