La célula es una unidad mínima de un organismo capaz de
actuar de manera autónoma. 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 entejidos y órganos. Aunque
los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias
de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y
reproducción propias de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos.
La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la
forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como
el ser humano
El núcleo
El órgano más conspicuo en casi todas las células animales y
vegetales es el núcleo; está rodeado de forma característica por una membrana,
es esférico y mide unas 5 µm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de
ADN y proteínas están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos
en pares idénticos. Los cromosomas están muy retorcidos y enmarañados y es
difícil identificarlos por separado. Pero justo antes de que la célula se
divida, se condensan y adquieren grosor suficiente para ser detectables como
estructuras independientes. El ADN del interior de cada cromosoma es una
molécula única muy larga y arrollada que contiene secuencias lineales de genes.
Éstos encierran a su vez instrucciones codificadas para la construcción de las
moléculas de proteínas y ARN necesarias para producir una copia funcional de la
célula.
El núcleo está rodeado por una membrana doble, y la
interacción con el resto de la célula (es decir, con el citoplasma) tiene lugar
a través de unos orificios llamados poros nucleares. El nucleolo es una región
especial en la que se sintetizan partículas que contienen ARN y proteína que
migran al citoplasma a través de los poros nucleares y a continuación se
modifican para transformarse en ribosomas.
El núcleo controla la síntesis de proteínas en el citoplasma
enviando mensajeros moleculares. El ARN mensajero (ARNm) se sintetiza de
acuerdo con las instrucciones contenidas en el ADN y abandona el núcleo a
través de los poros. Una vez en el citoplasma, el ARNm se acopla a los
ribosomas y codifica la estructura primaria de una proteína específica.
Citoplasma y citosol
El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo
el núcleo. Engloba numerosas estructuras especializadas y orgánulos, como se
describirá más adelante.
La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos
los orgánulos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran
cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células
es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso (en las bacterias es el
único compartimiento intracelular). En el citosol se producen muchas de las
funciones más importantes de mantenimiento celular, como las primeras etapas de
descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las grandes
moléculas que constituyen la célula.
Aunque muchas moléculas del citosol se encuentran en estado
de solución verdadera y se desplazan con rapidez de un lugar a otro por
difusión libre, otras están ordenadas de forma rigurosa. Estas estructuras
ordenadas confieren al citosol una organización interna que actúa como marco
para la fabricación y descomposición de grandes moléculas y canaliza muchas de
las reacciones químicas celulares a lo largo de vías restringidas.
Citoesqueleto
El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos del
citosol que ocupa el interior de todas las células animales y vegetales.
Adquiere una relevancia especial en las animales, que carecen de pared celular
rígida, pues el citoesqueleto mantiene la estructura y la forma de la célula.
Actúa como bastidor para la organización de la célula y la fijación de
orgánulos y enzimas. También es responsable de muchos de los movimientos
celulares. En muchas células, el citoesqueleto no es una estructura permanente,
sino que se desmantela y se reconstruye sin cesar. Se forma a partir de tres
tipos principales de filamentos proteicos: microtúbulos, filamentos de actina y
filamentos intermedios, unidos entre sí y a otras estructuras celulares por
diversas proteínas.
Los movimientos de las células eucarióticas están casi
siempre mediatizados por los filamentos de actina o los microtúbulos. Muchas
células tienen en la superficie pelos flexibles llamados cilios o flagelos, que
contienen un núcleo formado por un haz de microtúbulos capaz de desarrollar
movimientos de flexión regulares que requieren energía. Los espermatozoides
nadan con ayuda de flagelos, por ejemplo, y las células que revisten el
intestino y otros conductos del cuerpo de los vertebrados tienen en la superficie
numerososcilios que impulsan líquidos y partículas en una dirección
determinada. Se encuentran grandes haces de filamentos de actina en las células
musculares donde, junto con una proteína llamada miosina, generan contracciones
poderosas. Los movimientos asociados con la división celular dependen en
animales y plantas de los filamentos de actina y los microtúbulos, que
distribuyen los cromosomas y otros componentes celulares entre las dos células
hijas en fase de segregación. Las células animales y vegetales realizan muchos
otros movimientos para adquirir una forma determinada o para conservar su
compleja estructura interna.