Teoría celular

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La teoría celular es una parte fundamental de la Biología que explica la constitución de los seres vivos sobre la base de células, el papel que estas tienen en la constitución de la vida y en la descripción de las principales características de los seres vivos.[1] [2] Las primeras células deberán estar impulsadas de organismos sencillos capaces de una óptima adaptación es así como varios postulados se han basado en experimentos empíricos, donde se trata de replicar condiciones primitivas, como bajo índice de oxígeno, excesiva cantidad de dióxido de carbono, ambientes ácidos, entre otras, mediante los cuales se busca conocer la forma de adaptación y proliferación de los organismos, con el fin de llegar a un antepasado común del cual se desprenda toda la historia.[3] [4] Todos estos registros se encuentran establecidos por un sinmuero de estudios complementarios al conocimiento actual de esta teoría los cuales han corroborado teorías anteriores a ellas y han sustentado nueva información de gran relevancia para las personas en la actualidad.[5] La hipótesis más aceptada para explicar el origen biológico de las células eucariotas establece que cierto tipo de procariotas necesitaron trabajar de manera grupal, de donde consecuentemente cada una fue especializándose y adquieriendo una función que más tarde estructurarían un organismo completo.[6] [7]

De manera general se establece que el antepasado del cual surgen todas las clasificaciones y que presenta características comunes se denomina protobionte,[8] ya que está estará dotada de los implementos necesarios para la transcripción y la traducción genética; de esta se derivan por diversas características más especializadas tres modelos de procariotas, se conoce como archeas, urcariotas y bacterias, las cuales permanecieron así durante un período largo de tiempo, en el cual estos organismos adaptaron su proceso metabólico a las intensas condiciones terrestre. Muchos de estas definiciones no se las pudo establecer de manera inmediata ya que se partía de que la materia se conformaba por moléculas y no se podía concluir cuales es eran las unidades básicas estructurales.[9] [8] En cuanto a la realización de los intentos de las células por buscar su supervivencia se generó otras etapas celulares que lo describen:[10] [11]

Heterótrofas anaerobias:

Necesitadas de compuestos orgánicas disponibles en el medio, con el paso del tiempo se llegaron a limitar estas condiciones, razón por la cual cierto grupo de células tuvo que buscar otras adaptaciones, de donde se derivan.[11]

Fotosíntesis:

Algunas de estas células primitivas logran fabricar sustancias orgánicas mediante la fijación y reducción de CO2, dando los primeros pasos para la fotosíntesis,[12] medio de alimentación de carácter autótrofo, en la fotosíntesis se utiliza el agua como donante de electrones, esto nos da como origen el O2, este proceso será indispensable, mediante el cuál se logra el cambio de una atmósfera reductora en la oxidante.[13]

Cianobacterias:

Se especializan en el uso para su alimentación del dióxido de carbono disponible, de manera que su fuente de recursos representara un alto índice y que permitiese el desarrollo libre del otro grupo de células, y dentro de las cuales otras llegaron a adaptarlas como una respiración aerobia para su metabolismo y consecuentemente para una nutrición heterótrofa de carácter aerobio.[11] [14]

Después de varios de estos procesos, se empezó a generar una etapa evolutiva más intensa de manera que las células que habían sobrevidido a las condiciones precarias del inicio empezaron a desarrollar mecanismos que les ayude a aprovechar los recursos que se iban presentando, de esa manera comenzaron a sintetizar los compuestos más básicos convirtiéndolas en sustancias más complejas catalogadas como orgánicas, de esa manera su desarrollo se empezó a dar con mayor eficiencia.[15] De ésta síntesis, las sustancias que más se destacan por presentarse precariamente son nucleótidos y aminoácidos, las cuales se pudo sintetizar mediante experimentos posteriores y se las consideraba como moléculas sencillas, la asociación de estas permitió la formación de moléculas de mayor complejidad como las poteínas las cuales definieron las características de los seres vivos a nivel composicional.[16] [17]

Células eucariotas:

Se caracterizan por presentar características definidas de las células eucariotas, la más relevante de ellas la presencia de un núcleo definido. Según la evolución y la teoría celular este tipo de células intentaron fagocitar a las células procariotas pero fallaron, razón por la cual plantearon una relación entre las dos principalmente se asocia con bacterias anaerobias heterótrofas en donde la estabilización y colaboración se daba cuando la una proporcionaba sustancias orgánicas y la otra aprovechaba la capacidad de realizar procesos oxidativos.[14]

Antecedentes[editar]

A inicios del siglo XVII, Marcello Malpighi realizó sus investigaciones sobre la organización vegetal determinó una pequeña estructura que más tarde sería denominada en referencia con la propuesta de Hooke con "cellulae" pero por los bajos fundamentos que estos presentaban se creó una controversia sobre si la célula era lo que se definía como un ser real o una cavidad.[18] Consecuentemente se logró establecer que aquello que se observaba era lo que hoy se conoce como pared celular, con la concreción de este tema se logró establecer que la célula era completa y compleja lo que fomento el interés sobre la membrana celular y nuclear.[3] [19] [20]

Otro aspecto que contribuye como promotor de planteamientos que ahora ya soy teóricos y aplicables, es la consecuención de mitocondrias que se basan en pruebas vestigiales muy relacionados al ADN y la construcción de proteínas, de ello se puede destacar la adopción endosimbiótica.[21] [22]

Principios[editar]

Los conceptos de materia viva y célula están estrechamente ligados a la biología ya que esta abarca todos los preceptos que la componen y la relación y función que ejercen dentro del ecosistema y, a nivel celular, en su organismo.[23] La materia viva se distingue de la inerte (materia muerta) por su capacidad para metabolizar y autoperpetuarse, además de contar con las estructuras que hacen posible la ocurrencia de estas dos funciones; si la materia metaboliza y se autoperpetúa por sí misma, se dice que está viva.,[24] que es lo que comprende funcionalmente a los componentes para el propósito que presenta cada ser vivo. Muchos de estos organismos son capaces de cumplir con diversas funciones dependiendo de sus necesidades pero sus células presentan las mismas estructuras, ya que es a escalas macromoleculares donde se logra diferenciar lo que realmente define a cada uno.[25] [26]

Varios científicos postularon numerosos principios para darle una estructura adecuada:

  • Carl Woese , en 1980, establecía una capacidad biológica de las células primitivas para realizar actividades de funcionamiento genómico y fue de esta fundamentación que se las pudo clasificar como:Bacterias, urcariotas y arqueas.[11] llegó a obtener este conocimiento gracias a que centro sus estudios en el llamado ARN ribosómico 16s, el cual es una secuencia que esta en todos los seres vivos, con evolución lenta donde se puede rastrear cambios evolutivos en los organismos.[22] [27]
  • Robert Hooke, observó una muestra de corcho bajo el microscopio, Hooke no vio células tal y como las conocemos actualmente, él observó que el corcho estaba formado por una serie de celdillas de color transparente, ordenadas de manera semejante a las celdas de una colmena; para referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la palabra célula.[3] [28] Tiempo después este proceso sería realizado por otros científicos con evaluación microscópica de manera que se pudo visualizar correctamente el modo de funcionamiento de cada una de estas celdas formadas.[29]
Célula Eukaryota
  • Anton van Leeuwenhoek, usando unos microscopios simples, realizó observaciones sentando las bases de la morfología microscópica. Fue el primero en realizar importantes descubrimientos con microscopios fabricados por sí mismo.[16] Desde 1674 hasta su muerte realizó numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la fabricación de microscopios y fue el precursor de la biología experimental, la biología celular y la microbiología.[30]
  • A finales del siglo XVIII, Xavier Bichat, da la primera definición de tejido (un conjunto de células con forma y función semejantes). Más adelante, en 1819, Meyer le dará el nombre de Histología a un libro de Bichat titulado Anatomía general aplicada a la Fisiología y a la Medicina.[31]
  • Dos científicos alemanes, Theodor Schwann, histólogo y fisiólogo, y Jakob Schleiden, botánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de centros o núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1831). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (1839).[32] Asentaron el primer y segundo principio de la teoría celular histórica:

Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células.

Primer Principio de la teoría celular.

La célula es la unidad básica de organización de la vida.

Segundo principio de la teoría celular
Células conformando tejidos esenciales de los seres vivos.
  • Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad) explicó lo que debemos considerar el tercer principio:[33]

Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de esta.

Tercer principio de la teoría celular
  • Ahora estamos en condiciones de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria.[25] El principio lo popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François Vincent Raspail,[3] [34] «omnis cellula e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por August Weismann de la existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica.[35]
  • La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, donde se demostró que una célula partía de otra ya existente, da lugar a su aceptación rotunda y definitiva.[36] [37] [38]
  • Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes.[39] Pudo demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en 1906.[40] [41]
  • Conjuntamente a estos postulados y con posteriores investigaciones se logró definir las características y propiedades de los seres vivos sobre la base de ciertos parámetros que se determinan: Nivel de organización, nutrición, crecimiento. diferenciación, señalización química, respuesta a estímulos, evolución y la capacidad de autorregulación.[42]
  • Albert Kolliker tuvo una visión diferente y complementaria en relación a los fundamentos que se aplicaban a la explicación de tejidos y a niveles más amplios sobre el organismo en si, de esa manera planteaba una analogía con la electricidad y explicaba como ésta a pesar de ser tan imprediscible también tenía una composicón y una estructura, y por esta manera de presentarse planteaba a los tejidos como una organización de elementos básicos conocidos como células.[43]
  • Muchos de los análisis posteriormente junto a sus antecedentes se lograron gracias al desarrollo de microscopios de observación de células en desarrollo conjuntamente a técnicas de tratamiento que hoy se implementan en los laboratorios, este se vio precedido por la microscopia electrónica y en ese mismo siglo se intensificó los estudios sobre sustancias celeulares como proteínas y enzimas lo que permitió definir funciones y propósitos.[44]

Concepto moderno[editar]

El concepto moderno de teoría celular se puede resumir en los siguientes principios:

  1. Diversos organismos que representan sus diferentes funciones
    Todos los seres vivos están formados por células, bacterias y otro tipo de organismos, o por sus productos de secreción.[21] La célula es la unidad estructural de la materia viva, y dentro de los diferentes niveles de complejidad biológica, una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.[45] Sin embargo en la naturaleza encontramos múltiples tipos de organismos multicelulares que son parte de la naturaleza expresados a manera macroscópica manteniendo un potencial extenso en lo que respecta funciones biológicas conformativas.[46]
  2. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto único e irrepetible, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.[47]
  3. Todas las células proceden de células procariotas preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula e cellula[48] ) o célula madre. Es la unidad de origen de todos los seres vivos. Esto determina además de la sucesión y conservación de estas unidades, las pertinencias sobre ciertas características homólogas entre las eucariotas y las procariotas de manera que fundamenta el hecho de haber establecido a las células procariotas como las primeras en este mundo y las más primitivas.[49] [50]

Concepto actual general[editar]

Ejemplar de célula

Este dice lo siguiente: La célula es la unidad morfológica, fisiológica y de origen de todo ser vivo, concepto que engloba los tres principios del concepto moderno. Conjuntamente a ello se considera los postulados que hablan acerca de la manera en como se reproduce y se origina, de manera que se pueda definir exactamente las características que esta unidad estructural posee.[15] Continuamente a ello se considera a todas las clasificaciones en el mundo de los seres vivos que se componen de ellas y también aquellos que mantienen su vida con una sola de ellas.[51]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

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