🔬 La célula: estructura y función

La teoría celular

Todo lo que está vivo está hecho de células. No es una frase de adorno: es una de las ideas que ordenan la biología entera, y se resume en tres afirmaciones que salieron de doscientos años de mirar por el microscopio.

• 1. Todos los seres vivos están formados por células

  Unos por una sola —una bacteria, una amiba— y otros por billones, como tú.

• 2. La célula es la unidad básica de estructura y función

  Es la porción más pequeña que sigue estando viva: se alimenta, responde, crece y se reproduce. Si la partes, deja de funcionar.

• 3. Toda célula proviene de otra célula

  No se forman solas de materia sin vida. Por eso el bloque de herencia empieza aquí: la vida se continúa dividiendo células.

Dato: La mayoría de las células mide menos de 100 micrómetros: no se ven a simple vista. Son pequeñas por una razón geométrica: al crecer, el volumen aumenta mucho más rápido que la superficie de la membrana, y llega un punto en que la membrana ya no alcanza a meter nutrientes ni a sacar desechos para todo lo que hay adentro.

La membrana plasmática: dos capas de fosfolípidos

La membrana es el límite de la célula, y lo que hace posible que exista: separa el interior del exterior y controla el paso de todo lo que entra y sale.

Está formada por fosfolípidos, moléculas con dos partes de carácter opuesto. La cabeza tiene un grupo fosfato y es polar: se lleva bien con el agua, es hidrófila. Las dos colas son cadenas de ácidos grasos, no polares: le huyen al agua, son hidrófobas.

Como hay agua dentro de la célula y agua fuera, los fosfolípidos se acomodan solos en DOS capas: las cabezas polares se asoman a los dos lados —hacia el agua de afuera y hacia la de adentro— y las colas no polares quedan escondidas al centro, dándose la cara. A esa estructura de dos capas se le llama bicapa fosfolípida, y el libro la compara con un sándwich: las cabezas son los panes y las colas, el relleno.

En esa bicapa van clavadas proteínas, y no están fijas: la membrana no es una pared sino algo parecido a un líquido espeso donde las proteínas se mueven de un lado a otro. Por eso el modelo se llama del mosaico fluido: mosaico por las piezas distintas incrustadas, fluido porque esas piezas se desplazan.

• Fosfolípido

  La pieza que se repite: una cabeza polar con fosfato y dos colas no polares. Es lo que hace que la membrana se arme sola en agua.

• Proteínas de transporte

  Cruzan la bicapa de lado a lado y dejan pasar sustancias que por su cuenta no atravesarían el centro grasoso: iones, glucosa, aminoácidos.

• Colesterol

  Se mete entre las colas y mantiene la membrana en su punto: ni tan rígida con el frío ni tan suelta con el calor.

• Cadenas de carbohidratos

  Cuelgan de la cara externa y funcionan como identificación: por ellas una célula reconoce a otra, y por ellas el sistema inmunológico distingue lo propio de lo ajeno.

Dato: De la bicapa se sigue la permeabilidad selectiva: como el centro es graso, lo pequeño y no polar —oxígeno, bióxido de carbono— pasa sin ayuda, mientras que los iones y las moléculas grandes necesitan una proteína que las cruce. La membrana no deja pasar todo, ni bloquea todo: escoge.

Lo que hay adentro: los organelos

El interior no está vacío ni revuelto. Está lleno de citoplasma —un gel acuoso— y dentro de él trabajan los organelos, estructuras con una función cada una, como los departamentos de una fábrica.

• Núcleo

  El centro de control. Guarda el ADN y lo mantiene aparte del resto por una envoltura con poros, que es por donde sale el ARN mensajero. Solo lo tienen las células eucariontes.

• Nucléolo

  Una zona densa dentro del núcleo donde se fabrican los ribosomas.

• Ribosomas

  Donde se arman las proteínas. Son los únicos de esta lista que no tienen membrana, y los tienen TODAS las células, incluidas las bacterias.

• Retículo endoplasmático

  Una red de sacos y túneles que reparte lo que la célula produce. El rugoso lleva ribosomas pegados y trabaja con proteínas; el liso no los tiene y se encarga de lípidos y de neutralizar sustancias tóxicas.

• Aparato de Golgi

  La sala de empaque y envío: recibe las proteínas del retículo, les da el acabado final y las manda en vesículas a donde se necesiten.

• Mitocondrias

  Donde ocurre la respiración celular: convierten la energía del alimento en ATP, la moneda de energía de la célula. Tienen su propio ADN circular, herencia de su origen bacteriano.

• Lisosomas

  Bolsas con enzimas digestivas que deshacen lo que ya no sirve y reciclan sus piezas.

• Citoesqueleto

  Filamentos y tubos que le dan forma a la célula, la sostienen y sirven de vías para mover cosas de un lado a otro. En la división celular, de ahí salen las fibras que jalan a los cromosomas.

Dos comparaciones que se preguntan siempre

La primera separa a los dos grandes tipos de célula, y la diferencia está en una sola cosa: si el ADN está encerrado en un núcleo o no.

• Solo en la célula vegetal

  Pared celular de celulosa por fuera de la membrana, cloroplastos donde se hace la fotosíntesis y una vacuola central enorme que la mantiene firme.

• Solo en la célula animal

  Centríolos, que participan en la división celular, y lisosomas abundantes. No tiene pared, y por eso su forma es más redondeada y flexible.

Dato: Cuando una planta se marchita no es que «se seque» nada más: es que la vacuola central perdió agua y dejó de empujar contra la pared celular. Al regarla, el agua vuelve a entrar por ósmosis y la planta se endereza.

Cómo entra y sale lo que la célula necesita

El transporte se divide en dos según una sola pregunta: ¿la célula gasta energía o no?

En el transporte pasivo no gasta nada: las sustancias se mueven solas de donde hay MÁS a donde hay MENOS, siguiendo su gradiente de concentración, hasta emparejarse. Ese movimiento es la difusión, y cuando lo que se mueve es el agua a través de la membrana, se llama ósmosis.

En el transporte activo la célula sí gasta ATP, porque mueve sustancias al revés: de donde hay menos a donde hay más. Una proteína de la membrana hace de bomba. El ejemplo del libro es la bomba de sodio y potasio, que saca sodio y mete potasio contra sus gradientes y es la que mantiene funcionando a tus neuronas.

Para lo que no cabe por ninguna proteína, la membrana se dobla: en la endocitosis se hunde y envuelve el material en una vesícula que entra; en la exocitosis, una vesícula se fusiona con la membrana y suelta su contenido afuera. Así se traga una amiba su alimento y así libera tu páncreas la insulina.

Dato: Por eso el suero que se pone en el hospital es isotónico: si fuera agua pura, los glóbulos rojos absorberían agua hasta reventar.