El descubrimiento de la célula y la teoría celular

Todo empezó en 1665 cuando Hooke vio por primera vez esas "celdillas" en tejidos vegetales que le recordaban a las celdas de un panal. Después llegó Leeuwenhoek con sus "animalillos" (que en realidad eran microorganismos) y poco a poco se fueron descubriendo más componentes celulares.

La teoría celular se desarrolló en el siglo XIX y tiene tres principios fundamentales que tienes que saberte de memoria. Primero, la célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos (todos estamos hechos de células). Segundo, es la unidad fisiológica (todos los procesos metabólicos ocurren en las células).

El tercer principio lo añadió Virchow: toda célula proviene de otra célula preexistente. Esto significa que no se generan espontáneamente, sino que siempre vienen de la división de células anteriores. También hay un cuarto principio menos conocido: la célula es la unidad genética autónoma, conteniendo toda la información hereditaria.

¡Ojo con selectividad! Te pueden preguntar los principios de la teoría celular y quién propuso cada uno. Schwann desarrolló los dos primeros, Virchow el tercero.

Tamaños, formas y características celulares

Las células tienen tamaños muy variados, pero siempre son más pequeñas que los tejidos y más grandes que las bacterias. Van desde los glóbulos rojos (muy pequeños) hasta células hepáticas bastante grandes.

La forma celular siempre está relacionada con su función, algo que se llama polimorfismo. Las neuronas son estrelladas para conectar mejor, los adipocitos son esféricos para almacenar grasa, y las células musculares son fusiformes para contraerse eficientemente.

La madurez celular también importa: cuanto más madura es una célula, más cerca está de su división. En cuanto a longevidad, algunas células se dividen constantemente (como las del intestino), mientras que otras duran toda la vida (como las neuronas).

Truco para el examen: Relaciona siempre forma con función. Si te preguntan por qué una célula tiene cierta forma, piensa en qué trabajo hace.

Estructura común y células eucariotas

Todas las células, sin excepción, tienen tres componentes básicos: membrana plasmática (doble capa lipídica con proteínas), citoplasma (citosol más organoplasma), y material genético (ADN en forma de moléculas).

Las células eucariotas son mucho más complejas y organizadas. Tienen estructuras sin membrana como ribosomas y citoesqueleto, y estructuras membranosas que forman el sistema endomembranoso: retículo endoplasmático, aparato de Golgi, vacuolas y vesículas.

Los orgánulos de doble membrana son los más importantes: mitocondrias (producen ATP) y cloroplastos en plantas (fotosíntesis). El núcleo está rodeado por una envoltura nuclear con poros, y contiene la cromatina y el nucleolo donde se forman los ribosomas.

Dato clave: Los orgánulos de doble membrana (mitocondrias y cloroplastos) tienen su propio ADN porque probablemente fueron bacterias que se asociaron simbióticamente.

Estructura de células procariotas

Las bacterias tienen una organización mucho más simple pero muy eficiente. Por fuera tienen una cápsula bacteriana (solo las patógenas) que las protege de anticuerpos, y una pared bacteriana rígida de mureína que mantiene su forma.

La membrana plasmática bacteriana es como la de eucariotas pero sin colesterol, y regula el paso de sustancias. Dentro está el cromosoma bacteriano: una cadena circular de ADN en el nucleoide, más los plásmidos (ADN extra que pueden intercambiar).

Los ribosomas son más pequeños que los eucariotas (70S vs 80S) y están libres en el citoplasma. También tienen flagelos para moverse e inclusiones donde guardan sustancias de reserva.

Las arqueobacterias son diferentes: tienen pared sin peptidoglucanos, membrana con hidrocarburos ramificados, y ADN asociado a histonas como los eucariotas.

Para recordar: Las bacterias son procariotas = "antes del núcleo". No tienen núcleo verdadero, solo nucleoide.

Diferencias entre procariotas y eucariotas

Esta comparación es súper importante para selectividad. Las células procariotas son más pequeñas, con formas básicas (cocos, bacilos, espirilos), sin colesterol en la membrana, y con pared de peptidoglucanos.

Las células eucariotas son más grandes y variadas en forma, tienen colesterol en la membrana, citoesqueleto de filamentos proteicos, y orgánulos membranosos. Sus ribosomas son 80S (vs 70S en procariotas) y tienen envoltura nuclear.

El ADN es muy diferente: en procariotas es circular y sin histonas (excepto arqueobacterias), mientras que en eucariotas es lineal y asociado a histonas. El ARN procariota no tiene intrones, pero el eucariota sí.

La organización también cambia: los procariotas son principalmente unicelulares, mientras que los eucariotas pueden ser pluricelulares con diferenciación celular.

Tip de estudio: Haz una tabla comparativa. Es una pregunta típica de examen y te puede caer tanto teórica como práctica.

La membrana plasmática: estructura y modelos

Tu membrana plasmática es como el portero más selectivo del mundo: decide qué entra y qué sale de tu célula. Con solo 75 Å de grosor, es increíblemente fina pero súper resistente y flexible.

El modelo actual es el "mosaico fluido" de Singer y Nicholson (1972). Imagínate una doble capa de lípidos donde flotan proteínas como icebergs en el mar. Los fosfolípidos tienen cabeza polar (hidrofílica) y cola apolar (lipófila), formando automáticamente esta bicapa en medio acuoso.

Las proteínas de membrana pueden ser intrínsecas (integradas en la bicapa), extrínsecas (pegadas por fuera), o transmembranosas (que atraviesan completamente). El colesterol regula la fluidez: la disminuye y aumenta la estabilidad.

El glucocálix está en la cara externa y está formado por oligosacáridos de glucoproteínas y glucolípidos. Es súper importante para el reconocimiento celular.

Concepto clave: La membrana es fluida = los componentes se mueven lateralmente. Esto permite endocitosis, exocitosis y fusión de membranas.

Propiedades y funciones de la membrana

La membrana tiene dos propiedades fundamentales que debes conocer. Es una estructura dinámica porque los lípidos se desplazan lateralmente y permite procesos como endocitosis y exocitosis. También es asimétrica: el glucocálix solo está en la cara externa.

Sus funciones principales incluyen separar el medio interno del externo, regular la entrada y salida de moléculas e iones, y permitir el reconocimiento celular. Las proteínas también sirven como puntos de anclaje para el citoesqueleto y realizan actividad enzimática.

El transporte pasivo no gasta ATP y va a favor del gradiente. Incluye difusión simple (moléculas pequeñas a través de la bicapa o canales iónicos) y difusión facilitada (moléculas grandes mediante proteínas transportadoras llamadas permeasas).

El transporte activo sí gasta ATP y va contra gradiente. El ejemplo clásico es la bomba sodio-potasio que saca 3 Na+ y mete 2 K+, generando el potencial de membrana.

¡Importante para el examen! Diferencia bien transporte pasivo (sin ATP, a favor de gradiente) vs activo (con ATP, contra gradiente).

Transporte activo y macrotransporte

La bomba sodio-potasio es el transporte activo más importante que tienes que conocer. Usa ATP para sacar 3 iones Na+ de la célula y meter 2 iones K+, creando una diferencia de potencial eléctrico fundamental para funciones como la transmisión nerviosa.

El proceso tiene varios pasos: la proteína se une a 3 Na+ internos, gasta ATP, cambia de forma, libera los Na+ al exterior, se une a 2 K+ externos, libera el fosfato, vuelve a cambiar de forma y libera los K+ al interior.

El macrotransporte mueve sustancias grandes mediante vesículas. La exocitosis saca material fuera de la célula fusionando vesículas con la membrana plasmática. La endocitosis mete material dentro formando vesículas.

Hay tres tipos de endocitosis: pinocitosis (líquidos en vesículas pequeñas), fagocitosis (partículas grandes como bacterias), y endocitosis por receptor (moléculas específicas que se unen a receptores de membrana).

Truco mnémico: EXOcitosis = EXterior (sacar). ENDOcitosis = ENtrar (meter). Fagocitosis = "comer" partículas grandes.

Uniones intercelulares

Las células no viven solas, necesitan comunicarse y unirse entre sí. Existen diferentes tipos de uniones intercelulares según lo que necesiten hacer.

Las uniones íntimas no dejan espacio entre células y usan proteínas como claudinas y ocludinas. Son típicas del intestino donde necesitas controlar muy bien qué pasa. Las uniones adherentes usan cadherina y permiten un poco más de espacio.

Los desmosomas son como remaches súper fuertes que unen células punto por punto, especialmente en tejidos que sufren mucho estrés mecánico. Los hemidesmosomas unen el tejido epitelial al conjuntivo.

Las uniones gap son las más interesantes porque permiten comunicación directa entre células. Están formadas por conexinas que crean canales para el intercambio de moléculas pequeñas.

Para recordar: Íntimas = sellado total. Adherentes = pegamento. Desmosomas = remaches. Gap = comunicación.

Estructuras extracelulares

Las células necesitan protección y soporte del exterior, por eso secretan estructuras extracelulares sobre su membrana plasmática.

La matriz extracelular de células animales tiene dos componentes principales. La sustancia fundamental amorfa contiene proteoglucanos como ácido hialurónico que retienen agua e iones, dando consistencia gelatinosa.

La red de fibras proteicas incluye colágeno (resistencia), elastina (elasticidad) y fibronectina (adhesión). Según el tejido pueden depositar fosfato de calcio (huesos), quitina o sílice.

Sus funciones son proteger las células, dar resistencia a la compresión, rellenar espacios, permitir difusión de moléculas hidrosolubles, proporcionar elasticidad y resistencia, y condicionar la forma celular y el desarrollo.

Concepto importante: La matriz extracelular no es solo relleno, participa activamente en la comunicación celular y el desarrollo de los tejidos.