Las células, pequeños contenedores de la vida

Es probable que desde tu infancia hayas escuchado hablar sobre las células, pero… ¿Qué son?, ¿cuántos tipos de células hay?, ¿cuál es su origen?, ¿cómo se desarrollan? Sigue leyendo para que conozcas un poco más sobre ellas.

Definición y clasificación de las células

La célula es la unidad básica funcional de un organismo, donde el rango entero de reacciones bioquímicas que sostienen la vida puede funcionar. 

A pesar de compartir un origen y procesos bioquímicos comunes, las células varían considerablemente en su estructura y organización. Tradicionalmente, las células se han separado en dos grupos (Figura 1): procariotas, que incluye a las bacterias y las arqueas; y las eucariotas, las cuales abarcan al resto de seres vivos.

Las bacterias y arqueas comparten varias características: familias similares de bombas (proteínas incrustadas en la membrana que empujan moléculas o iones hacia dentro y fuera de la célula), acarreadores (llevan solutos de un lado a otro de la membrana) y canales (permiten el paso de iones) en sus membranas; rutas metabólicas básicas; expresión genética; y la movilidad dada por flagelos rotatorios y carencia de organelos membranosos. 

Anteriormente se consideraba que estos organismos carecían de estructuras que contenían su material genético, por lo que sus cromosomas se localizaban en el citoplasma; sin embargo, estudios recientes detectaron en arqueas la presencia de una estructura similar al nucleolo de los eucariontes. Esto condujo a un cambio en la clasificación que se tenía sobre los tipos celulares, así como un avance importante en el estudio del origen y evolución de los seres vivos.  

Por otra parte, los organismos eucariotas comprenden el resto de los seres vivos (Figura 2): organismos unicelulares, algas, plantas, amebas, hongos y animales. Las células de ellos se diferencian de las células de los organismos procariontes en que contienen un citoplasma compartimentado con organelos membranosos, que incluye al núcleo que contiene a los cromosomas (forma compactada del ADN).

Origen de las células

Los rasgos bioquímicos compartidos sugieren que todas las células actuales se derivan de un ancestro común (Last Universal Common Ancestor, LUCA, Figura 3) que vivió hace al menos 3.5 mil millones de años. Aunque sus características están perdidas en el tiempo, se considera que este ancestro común poseía ciertas características que son componentes universales celulares, tales como ADN, ARN mensajero, ribosomas y una membrana plasmática con las tres familias de bombas, diversos acarreadores y canales. 

La divergencia a partir del ancestro común explica la evolución de los procariotas, pero no el origen de los eucariotas, los cuales heredaron genes tanto de arqueas como de bacterias. Las características del organismo eucariota original han desaparecido, excepto los genes donados a su progenie. Los eucariotas ancestrales estuvieron presentes en la Tierra hace más de 2 mil millones de años, pero los actuales derivaron a partir de un organismo similar a una amiba, relativamente sofisticado (Last Eukaryotic Common Ancestor, LECA, Figura 3) con muchas de las especializaciones que caracterizan a los eucariotas actuales, como mitocondrias, envoltura nuclear, cromosomas lineales, organelos membranosos y flagelos móviles.

Ciclo celular

Las células presentan una diversidad destacable en sus patrones de crecimiento, proliferación y muerte. Por ejemplo, algunas células humanas, como las neuronas, existen desde el momento del nacimiento y viven hasta que la persona muere. En otros casos, existen células que viven solo por un par de días (por ejemplo, células del revestimiento intestinal). 

Al hablar sobre la proliferación, es necesario adentrarnos en el ciclo celular, que es la serie de eventos que conducen a la duplicación y división de una célula. Investigaciones han revelado que variaciones de mecanismos similares operan en el ciclo celular de todos los organismos eucariotas. 

Para describir el ciclo celular, es conveniente dividir el proceso en varias fases (Figura 4). Cada célula nace al completarse la fase M, la cual incluye la mitosis (proceso de división del núcleo, la partición de los cromosomas y otros componentes celulares) y la citocinesis (división del citoplasma). El ADN de los cromosomas es replicado en la fase S. Las dos fases restantes son espacios entre la mitosis y la fase S: la fase G1 es el intervalo entre mitosis y el comienzo de la replicación del ADN, mientras que la fase G2 es el intervalo entre el término de la replicación del ADN y la mitosis. 

El control del ciclo celular es muy importante para nuestra salud, ya que contribuye en el proceso de recuperación de algunas partes de nuestro cuerpo cuando se lesionan, por ejemplo, la piel, el intestino y los pulmones. Sin embargo, alteraciones en la regulación del ciclo celular pueden provocar enfermedades como el cáncer.

Como puedes observar, las células, pese a su diminuto tamaño, encierran dentro de sí un mundo interesante y complejo, el cual ha sido fundamental para el origen y desarrollo de la vida como la conocemos actualmente. Si bien, aún quedan muchas cosas por descubrir respecto a su historia evolutiva y funcionamiento, lo que se ha encontrado nos permite generar una idea sobre la complejidad que encierra la vida, contenida en estas pequeñas estructuras.

Agradecimientos

Los autores agradecen a Sfiore y a Batimasy por revisar el borrador de esta entrada y los oportunos comentarios que realizaron para enriquecerla.

¿Quieres saber más?

McGrath,  C. (2022), "Highlight: Unraveling the Origins of LUCA and LECA on the Tree of Life", Gen Biol and Evol, 14 (6): evac072.

O’Malley, M.A., et al. (2019), "Concepts of the last eukaryotic common ancestor", Nat Ecol Evol, 3: 338-344.

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Vibert, L., et al. (2018), "Wound healing, cellular regeneration and plasticity: the elegans way", Int J Dev Biol, 62 (6-7-8): 491-505.

Weiss, M.C., et al. (2018), "The last universal common ancestor between ancient Earth chemistry and the onset of genetics", PLoS Genet, 14 (8):e1007518.

Pollard, T. A., et al., "Cell Biology", Elsevier, 3a. edición.