La teoría celular es uno de los principios fundamentales de la biología. A los científicos alemanes Matthias Schleiden, Theodor Schwann y Rudolph Virchow se les ha atribuido el mérito de la formulación de esta teoría. La teoría celular establece que todos los organismos biológicos son unicelulares o multicelulares. Las células son la unidad básica de la vida y todas las células provienen de una vida preexistente. En 1839, Schwann y Schleiden articularon formalmente esta teoría. Se ha convertido en la base de la biología moderna.
La formulación de la teoría celular
En 1838, mientras Matthias Schleiden y Theodor Schwann tomaban un café después de la cena, discutieron sus estudios sobre las células. Encontraron algunas similitudes entre las células vegetales que estudió Schleiden y las células animales que Schwann había observado. Posteriormente, los dos científicos del laboratorio de Schwann para monitorear de cerca las muestras. En 1839, Schwann publicó un libro sobre células vegetales y animales y resumió las observaciones de sus experimentos en 3 principios. En primer lugar, las células son la unidad de estructura, fisiología y organización de los organismos vivos. En segundo lugar, las células mantienen una existencia dual como una unidad distinta y un bloque de construcción en la construcción de organismos. Finalmente, las células se forman por formación de células libres al igual que la formación de cristales. Rudolph Virchow determinó más tarde que el tercer principio estaba equivocado con su poderoso dicho de 'Omnis cellula e cellula' (Todas las células surgen únicamente de células preexistentes).
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Los principios modernos de la teoría celular
Varios estudios y experimentos de otros científicos han mejorado la teoría celular. Los principios modernos de la teoría celular establecen que todos los organismos vivos están formados por células, y la célula es la unidad funcional y estructural de todos los organismos vivos. Además, las células surgen de células preexistentes por división. Durante la división celular, las células transmiten información hereditaria (ADN) a otras personas.
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Excepciones
Hay varias excepciones a la interpretación moderna de la celda. Algunos científicos consideran a los virus como seres vivos aunque no estén formados por células. Aunque los virus tienen varias características de la vida, la definición de la teoría celular no los considera vivos. Además, se desconoce el origen de la primera celda. No había celdas preexistentes antes de la primera ya que la definición de celda omite ese aspecto. Los cloroplastos y las mitocondrias también tienen su propio material genético único y se reproducen de forma independiente.
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Algunos de los hitos en el estudio de la biología celular
1595: Jansen creó el primer microscopio compuesto.
1626: Redi sugirió que los seres vivos no surgen de generaciones espontáneas.
1838: Schwann y Schleiden propusieron la teoría celular.
1858: Rudolf Virchow expuso que sus células se desarrollan solo a partir de células existentes.
1869: Miescher aisló el ADN
1883: la teoría cromosómica de la herencia
1939: Siemens fabricó el primer microscopio electrónico de transmisión comercial.
1952: Gey y sus colegas describieron una línea celular humana continua.
1953: Watson, Crick y Wilkins propusieron la estructura de la doble hélice del ADN.
1965: Cambridge Instruments fabricó el primer microscopio electrónico de barrido comercial
1981: Se producen moscas de la fruta y ratones transgénicos, y se determina la línea de células madre embrionarias de ratón.
2000: Se redacta la secuencia de ADN del genoma humano
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Los fundamentos de la celda
Todos los seres vivos están formados por células y dependen de ellas para funcionar. La célula contiene orgánulos, que ejecutan funciones específicas que son necesarias para las operaciones celulares normales. Las células también tienen ADN y ARN, que son la información genética necesaria para dirigir las actividades celulares. Sin embargo, no todas las células son iguales. Por ejemplo, las células se pueden clasificar ampliamente en dos tipos: células eucariotas y procariotas. Las células eucariotas tienen orgánulos unidos a la membrana, incluido un núcleo. Las células eucariotas incluyen células animales, vegetales y fúngicas. Los eucariotas (organismos con células eucariotas) pueden ser unicelulares o multicelulares. Las células procariotas no tienen núcleo ni ningún otro orgánulo unido a la membrana. Los procariotas (organismos con células procariotas) incluyen bacterias y arqueas.
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Reproducción celular
La reproducción celular es el proceso por el cual las células existentes se dividen para formar nuevas células. Cuando una célula se divide, crea una copia de todos sus cromosomas y la envía a la célula recién creada. Una célula eucariota crece y se reproduce a través de una compleja secuencia de eventos denominada ciclo celular. La célula puede dividirse a través de los procesos de meiosis o mitosis. Por ejemplo, las células sexuales se reproducen a través de la meiosis, mientras que las células somáticas se replican a través de la mitosis. Una célula procariota se reproduce principalmente a través de la fisión binaria, que es un tipo de reproducción asexual. Algunos organismos superiores también se reproducen mediante reproducción asexual. Por ejemplo, las plantas, los hongos y las algas se reproducen asexualmente mediante la formación de esporas, mientras que los animales se reproducen asexualmente mediante la gemación, la regeneración, la partenogénesis y la fragmentación.
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Procesos celulares: respiración celular y fotosíntesis
Las células realizan muchos procesos cruciales que son esenciales para la supervivencia de un organismo. Estos procesos celulares ayudan a los organismos a adquirir la energía almacenada en los nutrientes que consumen. La respiración celular y la fotosíntesis son los procesos vitales que realizan la mayoría de los organismos vivos para obtener energía utilizable de la naturaleza. La mayoría de los animales satisfacen sus necesidades energéticas a través de la respiración celular, mientras que las plantas, las algas y las cianobacterias preparan su propio alimento mediante la fotosíntesis. El proceso de fotosíntesis ayuda a convertir la energía luminosa del sol en energía química (glucosa). Posteriormente, las células vegetales se someten a respiración celular, creando moléculas de ATP. La glucosa producida a través de este proceso es la fuente de energía que utilizan tanto los organismos fotosintéticos como los organismos que los consumen, ya que estos últimos se someten a la respiración celular para obtener moléculas de ATP.
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Procesos celulares: endocitosis y exocitosis
Las células realizan los procesos de transporte activo de exocitosis y endocitosis para secretar sustancias químicas, expulsar desechos y liberar energía. Endocitosis: en este proceso, la célula ingiere moléculas como moléculas polares y proteínas a través de su membrana plasmática hidrófoba. Varias células eucariotas realizan este proceso para digerir sustancias alimenticias rodeándolas. Exocitosis: en este proceso, la célula expulsa moléculas digeridas y otras sustancias que son demasiado grandes para pasar a través de su estructura de membrana. La fusión de la membrana plasmática y la membrana vesicular acompañan a esta expulsión. Los mecanismos básicos de estos dos procesos son similares, ya que ayudan al transporte de moléculas entre las células.
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Procesos celulares: migración celular
La migración celular es esencial para establecer y mantener la organización adecuada de los organismos vivos multicelulares. La formación de tejidos durante los procesos de cicatrización de heridas, el desarrollo embrionario y las respuestas inmunitarias necesitan un movimiento orquestado de las células en direcciones específicas. Las señales externas, que pueden ser químicas o mecánicas, aceleran la migración celular. Algunos procesos, como la mitosis y la citocinesis, también necesitan migración celular.
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Procesos celulares: replicación del ADN y síntesis de proteínas
El material genético debe replicarse para que cada nueva célula reciba el número correcto de cromosomas. La replicación del ADN es un proceso mediante el cual el ADN hace una copia de sí mismo durante el proceso de división celular. Este proceso sigue los pasos de inicio, alargamiento y terminación, que involucran enzimas de replicación y ARN. Este proceso es vital para varios otros procesos, incluida la división celular y la síntesis de cromosomas. También es crucial para el crecimiento y la reparación celular.
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