Citología

Citología y concepto de célula

La citología es la ciencia que forma parte de la biología y estudia las diferencias estructurales y funcionales de la célula.

La célula se entiende como una unidad que, sola o asociada, forma parte de los seres vivos: sola forma seres unicelulares (bacterias, hongos, algas, protozoarios, etc.) y asociada forma seres pluricelulares.

Unidades de la célula

• Unidad morfológica: sola forma unicelulares; asociada forma pluricelulares.
• Unidad fisiológica: realiza todas las funciones vitales; cada célula es un verdadero organismo con vida y actividad propia.
• Unidad genética: transmite caracteres hereditarios de padres a hijos mediante los cromosomas.

Conceptualización y etimología

La célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo; es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo y la unidad más pequeña entre los elementos que forman a los seres vivos.

Etimología: del latín cellula, diminutivo de cella = “hueco”.

Funciones generales y componentes básicos

Las células realizan por sí mismas funciones como la nutrición y la reproducción, y son portadoras de información genética. Están formadas básicamente por: membrana, citoplasma y núcleo.

Membrana celular

• Rodea y protege al citoplasma y al núcleo o núcleos.
• Regula entrada de nutrientes y eliminación de desechos.
• Formada por lípidos y proteínas; es delgada y semipermeable.
• Controla intercambio: entrada de nutrimentos, agua, oxígeno y salida de desechos.
• Actúa como filtro al seleccionar lo que entra o sale y controla el contenido químico celular.

Citoplasma y organelos

El citoplasma está formado por sustancias orgánicas e inorgánicas mezcladas en agua; es viscoso y constituye el 90% de la célula. Contiene aminoácidos, proteína, glucosa y organelos.

• Los organelos fabrican, transforman, almacenan y transportan proteínas, y eliminan desechos celulares.
• Ribosomas: con gran cantidad de ARN, sustancia mensajera de ADN.
• Lisosomas: sacos con enzimas o jugos digestivos; digieren partículas extrañas y desintegran lo que la célula descarta.
• Vacuolas: espacios de líquidos; almacenan y excretan agua.
• Aparato de Golgi: prepara y transporta proteínas hacia compartimientos y hacia el exterior.
• Retículo endoplasmático: red de sacos y tubos; produce reacciones enzimáticas y transporta sustancias al exterior y al núcleo; puede ser rugoso o liso.
• Mitocondrias: producen energía; metabolismo energético y liberación de energía almacenada por respiración celular.

Núcleo

El núcleo está rodeado por doble membrana, se ubica en el citoplasma y guarda el material cromosómico o ADN, denominado cromatina (factores de herencia). Contiene ARN y proteínas, y cumple función de formación de ribosomas. Es el centro de control de la célula, el mayor orgánulo, y contiene el ADN.

Funciones principales: especialización celular, reproducción y memorización de caracteres particulares.

Tamaño celular

• Macroscópicas: miden más de 110 micras (ej.: fibras musculares, vegetales, huevo de aves y reptiles, amebas).
• Microscópicas: miden entre 3 a 100 micras (la mayoría de células de organismos pluricelulares).

Composición química

• Inorgánicos: agua 75 a 85%; sales (K, Mg, Cl, Na, P); otros minerales (Fe, I, Cu, Mn, Se, Ni, Co, Zn).
• Orgánicos: proteínas 10 a 20%; glúcidos 1%; lípidos 2 a 3%; ácidos nucleicos.

Tipos celulares

• Procariotas: más pequeñas, menor complejidad; carecen de envoltura nuclear; ADN en el citoplasma en región nuclear o nucleoide; incluyen organismos del reino móneras (bacterias y cianofíceas).
• Eucariotas: más grandes y complejas; núcleo delimitado por envoltura membranosa; ADN abundante en varias moléculas lineales y empaquetadas por asociación a proteínas (histonas).

Fisiología y funciones de la célula

La célula realiza funciones como alimentarse, crecer, reproducirse, sintetizar sustancias y relacionarse con el medio ambiente. Para ello cumple tres funciones: relación, nutrición y reproducción.

Función de relación

• Interacción con el medio ambiente; movimientos internos (ciclosis) o externos (tropismos, taxismos).
• Respuestas comunes: contractilidad, conductividad, sensibilidad (irritabilidad) y movimiento (locomoción).

Función de reproducción

Permite procrear organismos similares o iguales para asegurar supervivencia de la especie. Incluye procesos para formar células hijas: mitosis y meiosis.

• Mitosis: proceso corto; ocurre en células somáticas; da dos células idénticas; una división; cromosomas se sitúan de uno en uno; sin recombinación; centrómeros se separan en anafase; no acepta variabilidad genética.
• Meiosis: mantiene el número de cromosomas de la especie; produce gametos; proceso largo; ocurre en células sexuales o gónadas; da cuatro células haploides; dos divisiones; cromosomas se sitúan por pares de homólogos; existe recombinación; centrómeros no se aparean durante anafase I.
• En procariotas: esporulación, gemación y bipartición (división binaria).

Función de nutrición y metabolismo

La nutrición permite obtener, transformar y aprovechar alimentos del medio para obtener energía. Existen nutrición autótrofa (plantas verdes, algas verdes azuladas y algunas bacterias; fotosíntesis) y heterótrofa (hongos y protozoarios; toman alimentos de otros organismos). Las funciones incluyen ingestión, digestión, asimilación, excreción, respiración y circulación.

El metabolismo es la suma de procesos químicos; se divide en anabolismo (construcción de materia orgánica compleja con energía de ATP) y catabolismo (transformación de sustancias complejas en sencillas y almacenamiento de energía química en enlaces fosfato del ATP).

Procesos de nutrición celular

• Respiración: obtención de oxígeno; oxidación de nutrientes; liberación de energía; producción de agua y dióxido de carbono; ocurre en mitocondrias.
• Absorción: incorporación de sustancias del medio por membrana plasmática; transporte pasivo (difusión simple, difusión facilitada, ósmosis, diálisis).
• Ósmosis: difusión de agua por membrana semipermeable; medio hipotónico (entra agua), hipertónico (sale agua y hay crenación), isotónico (no hay difusión neta).
• Bomba sodio-potasio: expulsa 3 Na+ e introduce 2 K+ con uso de ATP; controla volumen celular y contribuye a potencial eléctrico y gradientes.

Endocitosis, secreción y excreción

• Endocitosis: incorpora grandes moléculas por invaginación y vesículas; tipos: fagocitosis, pinocitosis y mediada por receptores.
• Secreción: segrega sustancias útiles (leche, hormonas, enzimas); constitutiva (continua, vesículas del Golgi, exocitosis) y regulada (requiere señal; glándulas endocrinas o exocrinas; exocitosis).
• Excreción: elimina desechos del metabolismo hacia el exterior; por transporte pasivo (dióxido de carbono), transporte activo y exocitosis.