La Célula
Por
el Ing. Agr. Carlos A. González
Introducción:
Es unidad mínima de un organismo capaz de actuar de autoperpetuarce. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos. Aunque los virus y los extractos acelulares (priones) realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propios de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las células en función de su constitución molecular (morfología) y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos (metabolismo), como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona cualquier organismo vivo sano, cómo crece y se desarrolla y qué falla en caso de algún contratiempo, es imprescindible conocer las células que lo constituyen.
Características generales de las células
Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1 µm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi todas las células vegetales tienen entre 20 y 90 µm de longitud, forma poligonal y pared celular rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 60 µm de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada.
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Ejemplos:
- Acetabularia (alga unicelular) .................. entre 80 y 100 mm. -
Óvulo de Avestruz .................................... 75 mm. - Óvulo humano ...........................................100 µm. |
¿Por qué son tan pequeñas las células?
La mayor
parte de las células son microscópicas, pero su tamaño varía en un rango muy
amplio. Algunas células bacterianas pueden apreciarse en un buen microscopio
óptico, y ciertas células animales tienen un tamaño que permite apreciarlas a
simple vista. Por ejemplo, las células del huevo o zigota humano tienen el
tamaño del punto final de esta oración. Las células más grandes corresponden a
células del huevo de los pájaros (como se ve en el cuadro anterior), pero su
tamaño es atípico porque casi toda su masa está ocupada por nutrientes que
forman la yema, que no es una parte funcional de la célula.
El tamaño
y la forma de una célula se relaciona con las funciones que ésta realiza (ver fotos). Algunas células como la ameba y los
leucocitos pueden variar su forma a medida que se trasladan, los
espermatozoides tienen una cola larga en forma de látigo que ayuda en la
locomoción y las células nerviosas poseen extremos delgados y largos que les
permiten transmitir mensajes a través de grandes distancias a los sitios más
alejados del organismo. Otras células, como las epiteliales, son casi
rectangulares y se unen a otras como si fueran ladrillos de una construcción,
hasta formar estructuras laminares.
Si se
considera lo que una célula tiene que hacer para mantenerse y crecer podrán
entenderse las razones por las que una célula es tan pequeña. En principio,
debe incorporar nutrientes y otros materiales a través de su límite más externo;
una vez incorporadas, estas sustancias deben transportarse al sitio donde serán
utilizadas. Por otra parte, los productos orgánicos de desecho originados en
diversas reacciones metabólicas deben trasladarse fuera de la célula antes de
que se acumulen en concentraciones tóxicas. En los organismos multicelulares,
algunas células deben además exportar sustancias que utilizarán otras células.
Debido a
que las células son pequeñas, son relativamente cortas las distancias que las
moléculas deben recorrer dentro de ellas, lo cual permite acelerar diversas
reacciones químicas. Además, debido a que las moléculas esenciales y los
productos de desecho deben pasar a través de su límite más externo, cuanto más
superficie tenga una célula más rápido pasará a través de ella una cantidad
determinada de moléculas. Esto significa que la relación entre el área
superficial de una célula y su volumen es un factor crítico en la determinación
de su tamaño.
Si se
considera una célula de forma cúbica se comprueba fácilmente que al aumentar de
tamaño el volumen crece más rápidamente que la superficie: un cubo de 1 cm de
lado tiene una superficie de 6 cm2 y un volumen de 1 cm3,
pero si el lado es de 2 cm, la superficie pasa a ser de 24 cm2 y el
volumen de 8 cm3. El hecho de que el volumen de una célula aumente
más rápidamente que el área superficial cuando esta célula crece, es una
limitante del crecimiento celular. Por encima del tamaño celular límite, las
moléculas requeridas para mantener una célula no pueden transportarse dentro de
ésta con la rapidez suficiente como para satisfacer sus requerimientos.
El cubo
de 4 centímetros, los ocho cubos de 2 centímetros y los sesenta y cuatro cubos
de 1 centímetro tienen el mismo volumen total. Sin embargo, a medida que el
volumen se divide en unidades más pequeñas, la cantidad total de superficie se
incrementa, al igual que la relación superficie a volumen. Por ejemplo, la
superficie total de los sesenta y cuatro cubos de 1 centímetro es 4 veces mayor
que la superficie del cubo de 4 centímetros y la relación superficie a volumen
en cada cubo de 1 centímetro es 4 veces mayor que la del cubo de 4 centímetros.
De modo similar, las células más pequeñas tienen una mayor relación de
superficie a volumen que las células más grandes. Esto significa no sólo más
superficie de membrana a través de la cual los materiales pueden entrar en la
célula o salir de ella, sino también menos materia viva para atender y
distancias más cortas a recorrer por los materiales en el interior de la
célula.