La célula: tipos, estructuras, difusión y ósmosis

Ideas clave

• La célula es la unidad básica de todo ser vivo. Lo que sabemos de ella es un modelo (una representación que se corrige con la evidencia), y no existe «la célula redonda con todos los organelos»: cada tipo tiene su forma y sus partes. Las procariontes (las bacterias) no tienen núcleo: su material genético está suelto en el citoplasma, no tienen organelos con membrana y son muy pequeñas (suelen medir entre 1 y 5 micrómetros; un micrómetro es la milésima parte de un milímetro). Las eucariontes (animales, plantas, hongos) tienen núcleo y organelos, y suelen medir entre 10 y 100 micrómetros.
• El núcleo guarda la mayor parte del material genético (el ADN, las instrucciones de la célula) y controla qué instrucciones se usan; unos pocos genes están en las mitocondrias y, en plantas, en los cloroplastos. El citoplasma es el gel donde flotan los organelos (las «piezas» de la célula), sostenidos por el citoesqueleto, una red de filamentos que le da forma. La membrana plasmática es el borde y deja pasar unas sustancias y otras no. Según el modelo de mosaico fluido (Singer y Nicolson, 1972), es una doble capa de lípidos (parientes de las grasas) con proteínas incrustadas que se mueven.
• Organelos de una célula eucarionte y su función. Mitocondrias: hacen la respiración celular, que saca energía utilizable de los nutrientes usando oxígeno. Ribosomas: fabrican proteínas. Retículo endoplásmico rugoso: tiene ribosomas pegados y ayuda a producir proteínas. Retículo liso: no tiene ribosomas y fabrica lípidos. Aparato de Golgi: pilas de sacos que procesan y empaquetan proteínas y lípidos. Lisosomas: bolsas con enzimas (proteínas que descomponen sustancias) que digieren lo que la célula ya no usa o lo que engulle. Vacuolas: sacos que guardan agua, sustancias o desechos.
• La célula vegetal tiene tres estructuras que la animal no tiene. La pared celular, de celulosa, es una capa rígida por fuera de la membrana: da forma y evita que la célula reviente cuando entra agua. Los cloroplastos hacen la fotosíntesis: su clorofila (el pigmento verde) capta la energía de la luz para fabricar azúcares; no existen en células animales. La vacuola central es un saco de agua que ocupa más del 30 % del volumen de la célula (hasta el 80 % en algunas), guarda pigmentos y desechos, y con su presión mantiene erguida a la planta. La célula animal tiene vacuolas pequeñas o ninguna.
• Vía exocítica (la salida de una proteína), por ejemplo una enzima digestiva del páncreas. Los ribosomas pegados al retículo rugoso arman la proteína, que entra al retículo. De ahí viaja en vesículas (bolsitas de membrana) al Golgi, que la modifica y la empaqueta en vesículas de secreción. Estas van hasta la membrana, se fusionan con ella y sueltan el contenido afuera: eso es exocitosis. El camino inverso es la endocitosis: la membrana envuelve material de afuera y lo mete en una vesícula. Si engulle algo grande, como una bacteria atrapada por un glóbulo blanco, es fagocitosis.
• Cada tipo de célula tiene más de los organelos que usa. La neurona transmite señales eléctricas y tiene prolongaciones: dendritas cortas y un axón que puede medir hasta un metro. La fibra muscular es muy larga, con muchos núcleos y muchas mitocondrias. El hepatocito (célula del hígado) tiene mucho retículo rugoso y liso. El glóbulo rojo de los mamíferos pierde el núcleo y las mitocondrias al madurar: queda lleno de hemoglobina para llevar oxígeno. La del páncreas tiene mucho retículo rugoso y vesículas con enzimas. La de raíz tiene pared y vacuola, pero casi nunca cloroplastos: no hay luz.
• Las partículas de un líquido o un gas se mueven sin parar al azar. Si hay muchas en un lugar y pocas en otro, terminan repartidas parejo: ese movimiento neto desde donde hay más hacia donde hay menos es la difusión. Así el oxígeno pasa del aire de los pulmones a la sangre. Con calor es más rápida. No gasta energía de la célula: es transporte pasivo, igual que la difusión facilitada, en que una proteína de la membrana abre paso a moléculas como la glucosa. El transporte activo sí gasta energía: mueve algo en contra del gradiente (de donde hay menos a donde hay más).
• La ósmosis es difusión de agua a través de una membrana que deja pasar el agua y no el soluto (lo disuelto): el agua va hacia el lado con más soluto. En una solución hipotónica (afuera hay menos soluto que adentro) entra agua: la célula animal se hincha y puede reventar; la vegetal se pone turgente (firme), frenada por la pared. En una hipertónica (afuera hay más) sale agua: la animal se arruga; la vegetal se marchita y, con mucho soluto, la membrana se despega de la pared (plasmólisis). En una isotónica (igual concentración) no hay cambio.

Reglas y fórmulas

Ejemplos resueltos