Célula

Para outras páxinas con títulos homónimos véxase:Célula (homónimos).

Debuxo procedente do libroMicrographia,que representa a estrutura dacortizadasobreiracomo a viuRobert Hookeao microscopio por vez primeira.

Esquema sinxelo dunhacélula eucariota(á esquerda) e outraprocariota(á dereita).

Células epiteliaisnuncultivo.OADNestá tinguido de verde; os filamentos dequeratina,en vermello.

Acélula(dolatíncellula,que significa 'cuarto pequeno, cela') é a unidade estrutural e funcional mínima convida,a cal é capaz de realizar tódalas funcións características ou vitais de calqueraorganismo vivo:anutrición,arelaciónco medio que a rodea e areprodución.Todos os seres vivos existentes posúen, cando menos, unha célula. Estes seres formados por unha soa célula son os chamadosorganismos unicelulares,mentres que se están constituídos por un conxunto de varias (ata miles de millóns)reciben o nome deorganismos pluricelulares.A maioría das células son invisibles para oollohumano, polo que fan fallamicroscopiospara poder observalas. Malia isto, non todas as células teñen o mesmo tamaño, deste xeito podémonos atopar con células moito máis grandes ou pequenas ca outras. Entre as células máis grandes coñecidas atópanse osovosnon fertilizados daavestruze as células nerviosas que asxirafasteñen ao longo do seupescozo,as cales poden chegar a acadar máis de 3 metros de lonxitude.

Segundo ateoría celular,enunciada no ano1839,non é concibible un organismo vivo nun elo máis baixo que o dunha célula. Deste modo, os seres vivos máis sinxelos constitúense por unha soa célula, como poden ser osprotozooscausantes deenfermidadesdo home coma amalariaou a doenza do sono. Tamén son unicelulares moitos organismos que se consideranplantaspolo feito de sintetizaren os seus alimentos a partir daluzmediante o proceso dafotosíntese.

Non obstante, os organismos máis complexos danaturezaestán compostos por moitas células, conformando unanimalouplantapluricelular. As células, conforme aumentan a complexidade, diferéncianse entre elas para levar a cabo funcións específicas nas que se especializan. Por exemplo, nunhaárboreunhas células doparénquimason as encargadas de face-lafotosíntesenas súasfollas,mentres que outras están no interior dotroncodándolle a rixidez que mantén a árbore erguida. No ser humano temos case 800 tipos distintos de células, algunhas, como oseritrocitosdosangue,teñen como función transportar oosíxenodende ospulmónsata unha célula epitelial dundedodo nosopé;outras teñen o labor de transmitir as instrucións dende ocerebroata algúnmúsculodobrazopara levantalo, son as chamadasneuronas.

A estrutura da célula é complexa, e aínda quedan aspectos por coñecer da mesma, como a súa fisioloxía completa ou os detalles dociclo celular.

As células apareceron na Terra hai polo menos 3.500 millóns de anos.

Historia

Niveis de organización dos seres vivos

Artigos principais:MateriaeSer vivo.

Os seres vivos están formados por células, pero as células xúntanse para formaren niveis superiores máis complexos. Así podemos comprobar que se organizan en diferentes niveis que mostran unha xerarquía, cada nivel formado coas unidades precedentes. Esta organización divídese en dous niveis: abióticos e bióticos, diferenciados, respectivamente, pola vida ou carencia dela en cada un. Desta forma, non foi ata anos despois do comezo doséculo XVIIIcando se considerou que amaterianon estaba formada por tres niveis (órganos,tecidose materia amorfa). Isto foi grazas aos avances tecnolóxicos que se fixeron nos estudos a pequena escala, cando puido descubrirse que había máis que materia amorfa máis aló dos tecidos, como ata entón se pensaba.

• Niveis abióticos

1. Nivel subatómico: formado polaspartículas subatómicas,ou sexa,electróns,protónseneutróns.
2. Nivel atómico: constituído polas agrupacións das partículas subatómicas, dando lugar aátomos.
3. Nivel molecular: xerado pola unión dos átomos para formarmoléculas.

• Niveis bióticos

1. Nivel celular: que se divide en células eucariotas (animais ou vexetais) e en células procariotas (como asbacterias).
2. Nivel pluricelular: onde se atopan ostecidos,órganos,aparatos e sistemas.
3. Poboación:un conxunto de organismos da mesmaespecie.
4. Comunidadeoubiocenose:están constituídas polas poboacións e o medio no que coexisten.
5. Biosfera:é o conxunto de todas as comunidades biolóxicas daTerra.

O microscopio

Artigos principais:Microscopio,Microscopio ópticoeMicroscopio electrónico.

Robert Hooke,quen acuñou o termo «célula».

A resolución é a distancia que debe haber, como mínimo, para que dous obxectos poidan ser vistos como independentes o un do outro. Por exemplo, o ollo humano posúe unha resolución de 0,2milímetros,polo que calquera obxecto que estea a menos distancia doutro será para nós un único obxecto. Así, grazas ao descubrimento domicroscopioconseguiuse un grande avance na investigación do último nivel de aparente materia amorfa que non tiña organización algunha e permitiu observala con moito máis detalle. O microscopio aumenta esta resolución mediante dúaslentesdevidroque amplían aimaxe(a primeira amplía a da segunda).

Os primeiros microscopios apareceron ao redor do ano1600,e foron chamadosmicroscopios ópticossimples ou compostos (cunha lente ou dúas, respectivamente). Malia isto, non foi ata1665candoRobert Hookeobservou ao microscopio unha lámina delgada decortizacoa axuda dun microscopio composto de 50 aumentos feito por el mesmo.Deste xeito puido comprobar que o anaco analizado estaba dividido en moitos compartimentos semellantes aospanaisdasabellas,e chamoulle a cada un deles "célula" (celiña).O propio Hooke describe así o que viu:

... Puiden percibilo con claridade como se estivese perforado e poroso, semellante a un panal de abellas, mais os poros non eran regulares [...] estes poros, ou celas, [...] foron certamente os primeiros poros microscópicos que vin e, quizais, que nunca antes se viran, xa que nunca coñecín escritor ou persoa que fixese calquera mención a eles antes disto...

Robert Hooke

Coséculo XXapareceron máis avances na investigación da célula, xa que omicroscopio electrónico,coa súa resolución de 0,5nanómetros,permitiu ver con detalle o interior destas e comprobar a súa constitución interna (ultraestrutura) e o seu funcionamento.

A suma de unidades vivas

Tralo descubrimento de Hooke, esta investigación quedou estancada durante século e medio ata que noséculo XIXapareceu enAlemañaa idea de que osseres vivosestaban formados pola agregación de millóns de unidades vivas. No ano1838Matthias Schleidencomprobou que en calquera fragmento de planta podían recoñecerse as células que Hooke descubrira. Un ano despois, en1839,Theodor Schwannanalizou unha mostra procedente dun animal e puido comprobar que estes tamén estaban formados por células. Ambos os dous enunciaron a primeira teoría celular, que dicía que todos os organismos proviñan dunha soa célula que se desenvolvía formando novas células. Afirmaron que a célula era a unidade estrutural básica de vida que é capaz de vivir por si mesma.

O que eles dous non sabían era que as células non aparecen do nada de xeito espontáneo, cousa que quedou demostrada nadécadade1860.O que eles pensaban era que as novas células se formaban no interior das vellas a partir da materia amorfa que as rodeaba.

A teoría celular

Artigo principal:Teoría celular.

Por fin, a finais do século XIX enunciouse a teoría celular case como hoxe en día a coñecemos. De maneira moi xeral, a célula é:

• A unidade estrutural dos seres vivos, os cales teñen que estar constituídos por unha célula, como mínimo.
• A unidade funcional que é capaz de realizar as funcións de nutrición, relación e reprodución básicas para a supervivencia da mesma.
• A unidade reprodutora que crea, mediante adivisión celular,novas células semellantes, xa que todas as células proveñen doutra que existía antes.

A influencia que esta teoría tivo na bioloxía noséculo XXfixo que os biólogos estudasen a célula e deixasen esquecidas a un lado as investigacións dos organismos.

Tipos de células

As células divídense en dous grandes grupos: ascélulas eucariotas,as cales teñen unnúcleo celularque contén omaterial xenéticoe que está diferenciado e separado por unhamembranadobre; e ascélulas procariotas,as cales teñen osxenesnocitoplasmacelular e non está limitado por ningunha membrana, carecendo tamén de moitos dosorgánulosda célula eucariota.

Célula procariota

Célula procariota típica.

Artigo principal:Célula procariótica.

Ascélulas procariotas(dogregopro,"antes", ekaryon,"núcleo" ) son aquelas nas que nocitoplasmanon posúenorgánulosmembranosos ninnúcleodiferenciado. Asarquease asbacteriasconforman os dousdominiosdeste tipo de células.

O seu tamaño é dez veces menor ao dascélulas eucariotase reciben diferentes nomes segundo a súa forma. Ásesféricaschámasellescocos;ás que teñen forma de bastón,bacilos;outrascurvadas,son osvibrións;e, por último, as que semellanresortesreciben o nome deespirilos.

En canto á súa estrutura, esta é bastante sinxela:

• Posúe unhamembrana plasmáticae unhaparede celularque a separa do contorno.
• "Flotando" nocitoplasmaaparecen diversosribosomas.
• Uncromosoma,que non está separado do citoplasma por ningunha membrana, contén o material hereditario da célula. Ademais, dispersos polo citoplasma, pode haberplásmidos,é dicir, anacos deste material hereditario.

As funcións que realiza están adaptadas á vida sen orgánulos, polo que moitas delas se fan directamente no citoplasma.

• Anutriciónpode serautótrofa,facendo afotosíntese,ouheterótrofa,parasitandooutros organismos oudescompoñéndoos.Aenerxíapódena obter grazas árespiración celularou por medio dafermentación.
• As máis das células están dotadas dunflaxelopara poderen desprazarse (función de relación co medio), mentres que outras se transforman enesporasse as condicións son adversas.
• Reprodúcense porfisión,dividindo o seu material hereditario e rompendo pola metade o seu "corpo".

Célula eucariota

Diagrama dunhacélula eucariotadunanimal,a cal amosa os compoñentes subcelulares.Orgánulos:

(1)nucléolo (2)núcleo (3)ribosoma (4)vesícula (5)retículo endoplasmático rugoso (6)aparato de Golgi (7)citoesqueleto

(8)retículo endoplasmático liso (9)mitocondrias (10)vacúolo (11)citoplasma (12)lisosoma (13)centríolosnoscentrosomas

Artigo principal:Célula eucariótica.

Ascélulas eucariotas(dogregoeu'verdadeiro' ekaryon'núcleo') son aquelas nas que se poden diferenciar tres partes básicas:

• A membrana celular ouplasmáticaé a encargada de regular a entrada e saída desubstancias.Recobre a célula separándoa do contorno no que se atopa.
• Ocitoplasmaoucontido celularé todo o espazo existente que abarca a membrana, excluíndo onúcleo celular.Está formado por unha disolución acuosa e viscosa chamadahialoplasmaoucitosolna cal se atopan inmersos os diversosorgánulosencargados de faceren todas as funcións da célula.
• Onúcleo celulartrátase da estrutura máis grande e visible. Tamén é, ademais, a parte máis importante, xa que contén toda a información necesaria para a subsistencia da célula e contén o material xenético necesario para a súa reprodución.

As células eucariotas, á súa vez, divídense en dous grupos: ascélulas animaise mais ascélulas vexetais.Esta distinción faise segundo a súa constitución interna e en función do ser vivo do que formen parte, isto é, cada un dos tipos pode presentar orgánulos en común ou ter algúns específicos.

Comparación das características de células procariotas e eucariotas

	Procariotas	Eucariotas
Organismos típicos	Bacterias,archaeas.	Protistas,fungos,plantas,animais.
Tamaño típico	~ 1-5µm.	~ 10-100µm(osespermatozoides,quitando a cola, son máis pequenos).
Tipo denúcleo	Nucleoide;sen núcleo verdadeiro.	Núcleo verdadeiro con membrana dobre.
ADN	Circular (normalmente).	Moléculasen liña (cromosomas) conproteínashistonas.
ARN-/síntese proteica	As dúas fanse nocitoplasma.	A síntese do ARN faise no núcleo; a síntese proteica no citoplasma.
Ribosomas	50S+30S.	60S+40S.
Estrutura citoplasmática	Moi poucas estruturas.	Moi estruturadas con endomembranas e uncitoesqueleto.
Movemento celular	Flaxelosfeitos deflaxelina.	Flaxelos eciliosque conteñenmicrotúbulos;lamellipodiosefilopodiosque conteñenactina.
Mitocondrias	(non ten).	Desde unha a varios miles.
Cloroplastos	(non ten).	Enalgaseplantas.
Organización	Normalmente unha por unha.	Unha por unha, en colonias ou en organismos multicelulares maiores con células especializadas.
División celular	Fisión binaria(división sinxela).	Mitose(fisión ouxemación). Meiose.

Subcompoñentes celulares

Todas as células, tanto as procariotas coma as eucariotas, teñen unhamembranaque as envolve, separando o seu interior do medio que as rodea, regulando o que entra e sae e mantendo opotencial eléctrico da célula.No interior da membrana, uncitoplasmasalgadoocupa unha gran parte do volume celular. Todas as células posúenADN,o material hereditario dosxenes,eARN,que contén a información necesaria paraconstruírdiversasproteínascomo osenzimas,a maquinaria principal das células. Tamén hai outros tipos debiomoléculas.

Membrana celular

Diagrama dunha membrana celular.

Artigo principal:Membrana plasmática.

A membrana celular ou plasmática é unha envoltura laminar que recobre a célula e que a separa e diferencia do contorno no que se atopa e das células que hai ao seu arredor. Trátase dunha dobre capa lipídica que serve como "contedor" para os contidos celulares, así como para a súa protección mecánica e está formada principalmente porlípidoseproteínas.Unha das súas funcións máis importantes é a de regular a entrada e saída desubstanciasna célula. A membrana plasmática é bastante flexible, polo que lle confire á célula unha forma máis ben circular.

Citoesqueleto

Artigo principal:Citoesqueleto.

Ocitoesqueletoé unha tramatridimensionalde microtúbulos e microfilamentos que proporciona o soporte interno ás células, ademais de ser quen organiza e mantén a forma destas. Trátase dunha estrutura dinámica que mantén a forma da célula, e que intervén facilitando os fenómenos de movemento celular e desempeñando un importante papel tanto no transporte intracelular coma nadivisión celulardurante areprodución,así como tamén durante aendocitose,expulsión de materiais, e acitocinese,separación das células filla trala división. O citoesqueleto eucariota está composto pormicrofilamentos,filamentos intermediosemicrotúbulos.Hai unha manchea de proteínas asociadas a eles, cada unha controlando unha estrutura celular, dirixindo, liando e aliñando filamentos. Ocitoesqueleto procariotaestá menos estudado pero se sabe que participa no mantemento da forma da célula, na súa polaridade e na citocinese.

Material xenético

Artigos principais:Ácido desoxirribonucleicoeÁcido ribonucleico.

Existen dous tipos de material xenético: oácido desoxirribonucleico(ADN) e oácido ribonucleico(ARN). A maior parte dos organismos usan o ADN para o almacenamento de información, peroalgúns virus(como osretrovirus) teñen ARN como o seu material xenético. A información biolóxica contida nun organismo estácodificadana súasecuencia de ADNou ARN. O ARN tamén é usado para o transporte de información (como oARNm) e para realizar funciónsenzimáticas(como oARN ribosómico) en organismos que usan o ADNA para o código xenético en si mesmo. As moléculas deARN de transferencia(ARNt) son usadas para engadiren aminoácidos específicos durante o proceso de tradución de proteínas.

O material xenético das células procariotas está organizado nunha molécula de ADN circular simple (ocromosoma bacteriano) na rexión central (nucleoide) do citoplasma. O material xenético das células eucariotas está dividido en diferentes moléculas lineares chamadascromosomas,no interior dun núcleo discreto, a miúdo con máis material xenético noutros orgánulos como asmitocondriase oscloroplastos.

Unha célula humana ten material xenético no seu núcleo (oxenoma nuclear) e nas súas mitocondrias (oxenoma mitocondrial). Nos humanos o xenoma nuclear está dividido en 23 parellas de moléculas de ADN lineares chamadascromosomas.O xenoma mitocondrial é unha molécula de ADN circular distinta do ADN nuclear. Aínda que oADN mitocondrialé moi pequeno comparado cos cromosomas nucleares, ten codificadas 13 proteínas que toman parte na produción de enerxía mitocondrial así como na de ARNt específicos.

O material xenético estraño (moi comunmente ADN) tamén pode ser introducido artificialmente na célula mediante un proceso chamadotransfección.Este pode ser transitorio, se o ADN non está dentro doxenomada célula, ou estable, se o está. Certosvirustamén insiren o seu material xenético no xenoma.

Orgánulos

Artigo principal:Orgánulo.

Osorgánulosson cada un dos elementos que constitúen as células eucariotas e que teñen unha función na que cada un está especializado. O normal é que estean separados e rodeados dentro dunha membranalípida.Cabe dicir que, dependendo do tipo de célula eucariota (animal ou vexetal), estas poden ter algúns orgánulos en común, ou poden posuír orgánulos específicos que permiten diferencialas doutro tipo de eucariotas.

• Núcleo celular

Diagrama dun núcleo celular, co seu nucléolo.

Artigo principal:Núcleo celular.

Véxase tamén:Nucléolo.

Onúcleoé a estrutura máis importante e grande da célula. É o lugar onde se atopa toda a información que as células eucariotas (tanto animais coma vexetais) precisan para sobreviviren, isto é, controla as reaccións químicas que se producen no citoplasma, e, ademais, é onde se garda toda a información que necesitan para a súareproduciónmediante adivisión celular,tanto pormitosecoma pormeiose.O normal é que o seu tamaño rolde un terzo do tamaño total da célula.Unha parte do contido nuclear está formada polacromatina,un conxunto de fibras moi pequenas que, ao condensárense no proceso de división celular, constitúen oscromosomasque conterán a información do núcleo que terá a célula filla.

Ademais, o principal compoñente do núcleo é onucléolo,que se atopa no seu interior. Neste atópase a rexión doscromosomas(ADN), os cales conteñen osxenesdosARNr.Nel transcríbense estes xenes e axústanse asproteínasribosómicas para formar as subunidades que posteriormente darán lugar aosribosomasque se atopan no citoplasma. Durante o proceso damitosena reprodución celular, o nucléolo desaparece unha vez que os cromosomas do núcleo se condensan e se detén asíntesedoARN.

• Parede celular

Diagrama dunha parede celular.

Artigo principal:Parede celular.

Aparede celularé unha capa exterior, ríxida e grosa, que se atopa exclusivamente nas células vexetais, fúnxicas e mais nas células procariotas. Recobre amembrana plasmáticae posúe algúnsporoscos que pode intercambiar substancias. Nas células vexetais está composta porcelulosa,mentres que nas procariotas é demureína.Realiza a función de protexer a célula defenómenos osmóticosque a poderían chegar a danar. Debido ao feito de que estas paredes son ríxidas, as células vexetais presentan unha forma máispoligonalque as animais.

• Mitocondrias

Diagrama dunha mitocondria.

Artigo principal:Mitocondria.

Asmitocondriasson os orgánulos encargados de subministraren a maior parte daenerxíanecesaria para a actividade celular; actúan, polo tanto, comocentrais enerxéticasda célula. Conseguen sintetizar oadenosín trifosfatousando oosíxenocomo aceptor final de electróns ao liberaren a enerxía almacenada nos nutrientes celulares (normalmente aglicosa). A súa forma é xeralmenteovaladae están envoltas nunha dobre membrana.

• Cloroplastos

Artigo principal:Cloroplasto.

Oscloroplastosson os orgánulos encargados de realizar afotosíntesenascélulas vexetais.A súa función é a de absorberen aluz solare usala xunto coaaugae mais odióxido de carbonopara producirenazucres,a materia prima para a produción de enerxía ebiomasaen todas asplantasverdes, ealgase osanimaisque dependen delas, directa ou indirectamente. Teñen forma ovalada, ao igual que as mitocondrias. Atópanse principalmente nasfollase posúen unpigmentode corverdecaptador da enerxía da luz chamadoclorofila,causante da cor destas.

• Retículo endoplasmático

Diagrama dun retículo endoplasmático ao carón dun núcleo.

Artigo principal:Retículo endoplasmático.

Véxase tamén:Ribosoma.

Oretículo endoplasmáticoou endoplásmico é un conxunto de tubos planos e sacos comunicados entre si que forman unha rede de tubos e cisternas interconectados. Intervén en funcións relacionadas coasíntese de proteínas,cometabolismodelípidose algúnsesteroides,así como no transporte intracelular. Divídese en dous tipos: oretículo endoplasmático lisoe oretículo endoplasmático rugoso.O retículo endoplasmático rugoso ten adheridos á súa parede exterior algúnsribosomas.Sempre está situado xunto aonúcleo celular,xa que está unido áenvoltura nuclear.

Osribosomasson os orgánulos da célula onde se leva a cabo asíntese das proteínas.Atópanse esparexidos polocitoplasmada célula, aínda que abundan máis noretículo endoplasmático rugoso.Tamén hai ribosomas dentro das mitocondrias e cloroplastos..Están compostos por unha mestura deARNeproteínas.Son un conxunto de pequenas fábricas onde se interpreta a mensaxe do ARN mensaxeiro e traducilo na creación de proteínas.

• Aparato de Golgi

Diagrama dun aparato de Golgi.

Artigo principal:Aparato de Golgi.

Oaparato de Golgié un conxunto de sacos planos rodeados dunha membrana e colocados uns enriba dos outros que teñen a función de modificar as moléculas que lle chegan envesículasprocedentes doretículo endoplasmático rugoso,tales como as proteínas e lípidos sintetizados pola célula. Trátase dun orgánulo importante no procesado das proteínas destinadas ásecreción.

• Lisosomas

Artigo principal:Lisosoma.

Oslisosomassonvesículas,rodeadas por unha membrana, que conteñenenzimashidrolíticosencargados da dixestión intracelular demoléculasorgánicasde gran tamaño. Estes orgánulos son bastante heteroxéneos en canto á súa forma e o seu tamaño; a súa diversidade reflicte a ampla variedade de materiais que dixiren. Realizan, ademais, unha función protectora, xa que devoran osviruse asbacteriasque poidan atacar a célula. Oretículo endoplasmático rugosoé o encargado de crear os encimas hidrolíticos, mentres que o aparato de Golgi é o que, posteriormente, os empaqueta, e del evaxínanse os lisosomas.

• Centríolos

Diagrama dun centríolo.

Artigo principal:Centríolo.

Oscentríolosson os orgánulos encargados de dirixiren os movementos da célula. A súa forma é semellante á de dous tubos feitos de filamentos colocados perpendicularmente un ao outro, e atópanse sempre preto donúcleo.É unha das estruturas exclusivas dascélulas eucariotas animais.Son os encargados da creación dofuso acromáticodurante amitosee dosciliosouflaxelospara o desprazamento celular (movementos de tipo vibrátil).

• Vacúolos

Artigo principal:Vacúolo.

Osvacúolosson grandes cavidades rodeadas e constituídas por unha membrana, que se atopan no citoplasma das células. Estes orgánulos aparecen, principalmente, nascélulas vexetais,aínda que se pode achar algún nas animais e nalgúns organismos unicelulares, como nasamebas.Nascélulas vexetaisson tan grandes que, o núcleo e o citoplasma están desprazados cara á periferia da célula. No interior dos vacúolos vexetais haiaugacon substancias disoltas almacenadas. Fórmanse a partir dafusión de vesículasprocedentes doretículo endoplasmáticoe doaparato de Golgi.

Ciclo celular

Artigo principal:Ciclo celular.

Diagrama do ciclo celular. En laranxa, a interfase (que alberga outras); e en amarelo, afase M,que se trata da fase de división.

Ociclo celularé o tempo que transcorre desde que a célula existe como tal ata que se divide. Este ciclo divídese noutros dous períodos na vida da célula: a interfase e a fase de división.

Interfase

Artigo principal:Interfase.

Neste período deinterfaseé cando a célula realiza todos os procesos celulares. Divídese en varias etapas que inclúen:

• Un primeiro intervalo (no debuxo,G1) no que a célula medra e fai asíntesedasproteínase doARN.Nel a célula dobra o seu tamaño e a súa masa debido á continua síntese de todos os seus compoñentes, como resultado da expresión dosxenesque codifican as proteínas responsables do seufenotipoparticular.
• Unhafase de síntese(no debuxo, S) na que a célula leva a cabo areplicación do ADN.Como resultado, cadacromosoma(aínda en forma decromatina) ten a súa réplica idéntica e queda formado por dúascromátidesirmás. Tras esta duplicación do ADN, o núcleo contén o dobre de proteínas nucleares e de ADN.
• Un último intervalo (no debuxo,G2) de síntese que é tamén un segundo período de crecemento celular. Cando remata, a célula sufriu cambios na súa estrutura, sendo o máis importante a condensación da cromatina para formar os cromosomas. Neste momento dá comezo a fase de división.

Fase de división

Artigos principais:MitoseeMeiose.

É o período no que a célula realiza a división para a obtención de células fillas idénticas á nai. Son dous os procesos mediante os cales unha célula pode dividirse: amitosee ameiose.Estes organízanse en diferentes fases:profase,metafase,anafaseetelofase,que rematarán coa división final do citoplasma, por estrangulamento (as células vexetais por formación dunfragmoplastoe a parede divisoria), completando así adivisión celular.No caso da meiose esta consta de dúas divisións.

Durante este proceso pode haber erros na copia de ADN que as células fillas reciben. Isto pode serreparadopolo propio mecanismo dereplicación do ADN,o cal ten un sistema de detección de erros, ou pode resultar nunhacélula canceríxena,que deberá morrer mediante aapoptose.Se, pola contra, esta non morre ou non se corrixe o defecto isto pode dar lugar á aparición decancro.

Funcións celulares

As células, ao estarenvivas,realizan, como tales, as tres funcións básicas destes: anutrición,arelacióne mais areprodución.

Nutrición

Osenzimas,un tipo de proteínas implicadas no metabolismo celular.

Artigos principais:Crecemento celulareMetabolismo.

Anutricióné o proceso mediante o cal a célula obtén todos osnutrientesque precisa para poder realizar as súas funcións vitais. As fases da nutrición celular son, basicamente, estas:

• En primeiro lugar a célula absorbe os nutrientes que entran nela a través da membrana celular mediante afagocitose.
• Nunha segunda fase, prodúcese a transformación da materia en enerxía nos lisosomas que a dixiren grazas aosencimasdixestivos que degradan asmacromoléculasnoutras máis sinxelas (catabolismo), para que despois sexan almacenadas nos vacúolos.
• Finalmente, as moléculas procedentes da dixestión son absorbidas, mentres que osmateriais de refugalloxerados neste proceso se desbotan expulsándoos ao exterior.

Segundo o tipo de célula, terá ou ben unhanutrición autótrofamediantefotosíntese,se elabora os seus propios alimentos incorporando do mediomateria inorgánica,que pode transformar en compostos orgánicos, nutrición propia decélulas vexetais;ou ben unhaheterótrofa,se o que fai é elaborar os seus alimentos a partir de materia orgánica e inorgánica xa existente incorporando moléculas que son dixeridas poloslisosomas,forma habitual nascélulas animais.

Esquema xeral da síntese de proteínas.
No interior donúcleoda célula (azul claro), osxenes(ADN,azul escuro) sontranscritosaARN.Este ARN é despois sometido a unhamodificacióne control postranscricional, dando como resultado unARNmmaduro (vermello), que é transportado para fóra do núcleo ata ocitoplasma(carne), onde sofre atraduciónnunha proteína. O ARNm é traducido polosribosomas(violeta), coincidindo oscodónsde tres bases do ARNm cos anticodóns de tres bases doARNtapropiado. As novas proteínas xa sintetizadas (negro) son normalmente modificadas posteriormente, como cando se vinculan a unha molécula (laranxa) para convertérense en activas por completo.

Obtención de enerxía

Véxase tamén:Respiración celulareFermentación.

A célula emprega procesos para a obtención deenerxíaque precisa para o seu desenvolvemento, ou sexa, para realizar as súas funcións. Dependendo de se o proceso se fai en presenza ou non de osíxeno, o proceso pode ser aerobio ou anaerobio.

Arespiración celularlévase a cabo nasmitocondriase precisa de osíxeno para a súa realización. Nestesorgánulosdegrádase amateria orgánicaeninorgánica,proceso chamadocatabolismo,para que se desprenda a enerxía que conteñen. Mediante esta respiración consómese osíxeno e despréndesedióxido de carbonoevapor de auga.

Por outra banda, afermentaciónnon se produce en ningún orgánulo, senón no propio hialoplasma (contido acuoso no que flotan os orgánulos dentro do citoplasma). A fermentación non precisa de osíxeno, o que fai que non se aproveite toda a enerxía que conteñen as moléculas inxeridas. Ademais, tamén ten o inconveniente de que se producen máis refugallos ca na respiración celular. Por iso o normal é que isto só se faga cando a achega de osíxeno é moi reducida e insuficiente para a célula; malia isto, nas menos das veces, hai algunha célula que só obtén enerxía mediante a fermentación.

Síntese proteica

Artigo principal:Síntese de proteínas.

As células son capaces de sintetizaren novas proteínas, as cales son esenciais para a modulación e mantemento das actividades celulares. Este proceso leva á formación de novas moléculas proteicas dos bloques deaminoácidosbaseados en información codificada no ADN/ARN. Xeralmente, a síntese de proteínas consiste en dous grandes chanzos: atranscricióne atradución.

A transcrición é o proceso onde a información xenética do ADN é usada para producir unha tira de ARN complementario. Esta cadea de ARN é procesada para darARN mensaxeiro(ARNm), que é libre para migrar a través da célula. As moléculas de ARNm están atadas aos complexo de proteínas do ARN chamadosribosomase que están localizados nocitosol,onde son traducidas en secuencias polipeptídicas. O ribosoma media a información da secuencia polipeptídica baseada na secuencia de ARNm. A secuencia de ARNm está relacionada directamente coa secuencia polipeptídica vencellándose a moléculas adaptadas doARN de transferencia(ARNt) en bolsas no interior dos ribosomas. O novo polipéptido dóbrase nunha molécula proteica tridimensional.

Relación

A función derelacióndas células trata do xeito en que estas reciben información do medio en forma deestímulos,detectan os cambios producidos nel, e reaccionan elaborando unha resposta fronte a estes cambios. Un dos xeitos de resposta a un cambio detectado no medio é a fabricación de substancias por parte das células. Estas substancias son expulsadas ao exterior. Un exemplo disto sería a segregación dasuorcomo resposta ácalorque hai no exterior.

Realización de movementos

Véxase tamén:Pseudópodo,Miocito,CilioeFlaxelo.

As células pódense mover durante moitos procesos: como na curación dunha ferida (os glóbulos brancos e as células que inxiren as bacterias trasládanse ao lugar dainfecciónpara mataren os microorganismos que a causan), unha resposta inmune ou unhametástase.Asemade, osfibroblastosmóvense ata alí para remodelaren as estruturas danadas. En caso de que untumorse estea a desenvolver, as células dun tumor primario sepáranse e invaden outras partes do corpo. No movemento das células participan moitos receptores e outras proteínas.

Para poder levar a cabo esta acción, as células posúen diferentes tipos de estruturas que lles axudan. Hai algunhas que teñen un movemento ameboide que consiste en emitir os chamadospseudópodos(dogregopseudos,"falso", epodo,"pé" ), ou falsos pés, que son unhas prolongacións do seu citoplasma. O proceso divídese en tres pasos: a célula crea as protuberancias, adhire estes pseudópodos ao lugar ata o que quere avanzar e unha contracción do citoesqueleto que tira do resto da célula fai que esta avance. Trátase do xeito de desprazamento dasamebas(de aí o seu nome), aínda que tamén a dos nososglóbulos brancos.Cada un destes pasos está conducido por forzas físicas xeradas por segmentos únicos do citoesqueleto.Existe un movemento contráctil que é aquel no que a célula ten a capacidade de contraerse e relaxarse. Estas células, chamadas fibras musculares oumiocitos,posúen unha forma alongada. O seu interior está formado por moitosfilamentosorganizados e dispostos paralelamente de xeito que poidan esvarar os uns por riba dos outros. A contracción e relaxación das fibrasmuscularesrealízase grazas á interacción entre dúasproteínas globulareschamadasactinaemiosina.Ascélulas muscularesson o exemplo máis claro deste tipo de movemento, aínda que tamén haimicroorganismos,como pode ser avorticela,que se moven desta maneira. Finalmente está o movemento vibrátil no que a base reside nuns compoñentes extracelulares formados por pequenos filamentos docitoesqueletoque ten a célula. O movemento baséase no bater destes filamentos. Neste grupo están as células que posúencilios,que son diminutos e recobren a parte externa da membrana plasmática. Teñen forma depelosananos e o seu bater é dando un golpe forte na dirección desexada, seguido dunha recuperación lenta á súa posición orixinal. Un exemplo de célula ciliada é oparamecio.E tamén están osflaxelos,que son máis longos e teñen forma de látego. Adoitan aparecer no extremo da célula e nunca en grandes cantidades. O seu proceder é mediante golpes secos en forma de ondulacións. É propio dosespermatozoidese dalgúnsprotozoos,como poden ser aseuglenas.

Reprodución

Artigo principal:División celular.

Véxase tamén:MitoseeMeiose.

A función dereproducióndas células consiste na produción dunha copia de si mesmas para obteren unha descendencia idéntica á célula nai. Por unha banda, as células procariotas divídense porfisión binaria.Pola outra, nas eucariotas isto faise mediante a duplicación doADNe unha división do citoplasma. Existen dous procesos para levar a cabo isto segundo o tipo de célula e, por conseguinte, a función que terá.

Amitoseou división do núcleo é o proceso mediante o cal a célula se divide en dúas fillas idénticas á nai. Realízase tras a duplicación doscromosomas(coa información xenética) para lograr unha distribución equitativa destes. Este é o xeito normal de división celular, no que a célula segue a serdiploide,é dicir, consérvase o número de cromosomas; por este motivo é que se di dela que é unha división celular conservadora. En organismos unicelulares realízase para a subsistencia daespecie,mentres que nos organismos pluricelulares serve para o crecemento do individuo ou para a substitución das células mortas.

Ameioseé o proceso de obtención degametosa partir de célulasdiploides,dando como resultado catro célulashaploides,isto é, coa metade de información que contiña a primeira. Consiste nunha sucesión de dúas divisións consecutivas; unha primeira na que se obteñen dúas células, as cales se volven dividir en dúas na segunda división, dando lugar a catro células. Pódese dicir que o proceso é similar ao ocorrido en dúasmitosesseguidas, pero hai importantes diferenzas na repartición cromosómica que se produce. O obxectivo deste tipo de reprodución celular é para conservar o número de cromosomas dunha especie, xa que, desta forma, a unión de dous gametos haploides (unóvuloe unespermatozoide) durante areprodución sexualdá como resultado uncigotodiploide, que se dividirá por mitose ata orixinar o novo organismo. Se, pola contra, os gametos fosen diploides, ao xuntárense, o número de cromosomas duplicaríase de xeración en xeración.

Morte celular

Artigo principal:Apoptose.

As células, como seres vivos que son, nacen, medran, reprodúcense e morren. Todas as células están destinadas a morrer; hai dúas maneiras: unha morte natural e outra violenta causada por mor dunhainfecciónprovocada por unvirus.Pola outra banda, o proceso de morte natural é sinxelo: a célula "suicídase", é dicir, dixire os seus orgánulos e estruturas e rompe en fragmentos mediante un proceso chamadoapoptose.Os restos que quedan son dixeridos polas células que se atopan ao seu carón. Esta morte sucede cando as células son innecesarias para o organismo.

Cancro

Artigo principal:Cancro.

Ocancroé o resultado da división incontrolada dunha célula, invadindo o espazo ocupado por tecidos que se atopan, normalmente, preto dela. Esta célula posúe un dano nalgunha cadea do seuADN(normalmente unhamutación) senreparaciónposible, polo que ese erro se transmite ás células fillas que produce ao dividirse. Isto pode ser transferido por parte dos proxenitores, sendo máis común a aparición espontánea (ou sexa, sen herdanza parental).

Orixe das células

Artigo principal:Abioxénese.

Existen tres hipóteses principais sobre a orixe das pequenas moléculas que puideron cobrar vida nunha Terra primitiva. Unha é que viñeron dosmeteoritos(meteorito Murchison). Outra é que se crearon noschemineas hidrotermaismariñas profundas. A terceira é que foron sintetizadas por unlóstregonunhaatmosferareducida (experimento de Miller e Urey), aínda que non é seguro que a Terra tivese unha atmosfera. Non hai datos experimentais que demostren como eran as primeiras formas con replicación propia. Suponse que oARNé a primeira molécula con replicación propia, dado que é capaz de almacenar información xenética e mais canalizarreaccións químicas(hipótese do mundo de ARN). Pero outras entidades, tales como aarxilaou oácido nucleico peptídico,puideron preceder ao ARN con replicación propia.

As células afloraron, como mínimo, hai 3.000 ou 3.300 millóns de anos. Un carácter importante das células é a súa membrana plasmática, composta por unha dobre capa delípidos.As primeiras membranas foron, probablemente, máis sinxelas e permeables que as actuais, cunha soa cadea de ácido graxo por lípido. Coñécese que os lípidos crean espontaneamente unha vesícula de dobre capa na auga, e puideron preceder ao ARN. Non obstante, as primeiras membranas celulares puideron ser producidas por ARN catalítico, ou incluso precisar de proteínas estruturais antes de poder formarse como tales.

Orixe das células eucariotas

Artigo principal:Eucarioxénese.

Semella que as células eucariotas evolucionaron a partir dunhacomunidade simbióticade células procariotas. Hai unha certeza case absoluta de que os orgánulos de produción que conteñen ADN, como asmitocondriase oscloroplastos,son os restos, respectivamente, deproteobacteriasecianobacteriassimbióticas querespirabanosíxeno, onde os restos da célula parecen derivar dunha célula procariotaarchaea.

Aínda hai un debate considerable sobre se os orgánulos como ohidroxenosomaprecederon á orixe dasmitocondriasou viceversa

O sexo, como unha coreografía estereotipada da meiose e fecundación que persiste en case que todas as eucariotas existentes, puido xogar un papel na transición de procariotas a eucariotas. Unha teoría de "orixe do sexo como vacinación" suxire que o xenoma eucariota poida estar unido a xenomas parasitos de procariotas en numerosas roldas detransferencias de xenes laterais.O sexo como fecundación xurdiu cando unhóspedeinfectado comezou a intercambiar xenomas nucleares que contiñan simbiontes coevolucionados transmitidos verticalmente que transportaron a protección contra a infección horizontal de simbiontes máis virulentos.

Véxase tamén

Bibliografía

• Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Garland, ed.Molecular Biology of the Cell(4ª ed ed.).ISBN 0-8153-3218-1.
• Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipurksy SL, Darnell J (2004). WH Freeman: New York, NY, ed.Molecular Cell Biology(5ª ed ed.).ISBN 978-0-7167-4366-8.
• Cooper GM (2000). ASM Press, ed.The cell: a molecular approach(2ª ed. ed.). Washington, D.C.ISBN 0-87893-102-3.
• Gall JG, McIntosh JR (2001). Bethesda, MD and Cold Spring Harbor, ed.Landmark Papers in Cell Biology.NY: The American Society for Cell Biology and Cold Spring Harbor Laboratory Press. Arquivado dendeo orixinalo 02 de decembro de 2009.Consultado o 03 de xaneiro de 2022.Comentarios e ligazóns ás investigacións orixinais publicadas na libraría ASCB de imaxes e vídeos.

Outros artigos

• Bioloxía celular
• Célula animal
• Célula vexetal
• Célula fotoeléctrica
• Célula nerviosa
• Célula nai
• Célula solar

Ligazóns externas

• Presentacións didácticas sobre a célula^{[Ligazón morta]}na páxina web do Departamento de Bioloxía e Xeoloxía doIES Otero Pedrayo(Ourense).
• Introdución á célulanoAtlas de Histología Vegetal y Animalda Facultade de Bioloxía daUniversidade de Vigo(encastelán).
• Animacións gráficos e outros materiais didácticos(encastelán).
• Animacións educativas de células virtuaisArquivado10 de agosto de 2018 enWayback Machine.(eninglés).