Micrografía al microscopio electrónico de barrido de células de Escherichia coli.

La célula (del latín cellula, diminutivo de cella, ‘hueco’) es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si solo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores.

La teoría celular, propuesta en 1838 para los vegetales y en 1839 para los animales, por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquella de generación en generación.

La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años (giga-años o Ga.).nota 1 Se han encontrado evidencias muy fuertes de formas de vida unicelulares fosilizadas en microestructuras en rocas de la formación Strelley Pool, en Australia Occidental, con una antigüedad de 3,4 Ga. Se trataría de los fósilesde células más antiguos encontrados hasta la fecha. Evidencias adicionales muestran que su metabolismo sería anaerobio y basado en el sulfuro.

Una célula procariota o procarionte es un organismo unicelular sin núcleo, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide. Por el contrario, las células que sí tienen un núcleo diferenciado del citoplasma, se llaman eucariotas, es decir aquellas cuyo ADN se encuentra dentro de un compartimento separado del resto de la célula.

Además, el término procariota hace referencia a los organismos pertenecientes al imperio Prokaryota, cuyo concepto coincide con el reino Monera de las clasificaciones de Herbert Copeland o Robert Whittaker que, aunque anteriores, continúan siendo aún populares.

Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares (organismos consistentes en una sola célula).

Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma unicelular procariota (LUCA). Existe una teoría, la endosimbiosis seriada, que considera que a lo largo de un lento proceso evolutivo, hace unos 1500 millones de años, los procariontes derivaron en seres más complejos por asociación simbiótica: los eucariontes.

 tienen un citoplasma, compartimentado por membranas, destacando la existencia de un núcleo celular organizado, limitado por una envoltura nuclear, en el cual está contenido el material hereditario, que incluye al ADN es la base de la herencia; se distinguen así de las células procariotas que carecen de núcleo definido, por lo que el material genético se encuentra disperso en su citoplasma. A los organismos formados por células eucariotas se los denomina eucariontes.

El paso de procariontes a eucariontes significó el gran salto en complejidad de la vida y uno de los más importantes de su evolución. Sin este paso, sin la complejidad que adquirieron las células eucariotas no habrían sido posibles ulteriores pasos como la aparición de los seres pluricelulares; la vida, probablemente, se habría limitado a constituirse en un conglomerado de bacterias. De hecho, a excepción de procariontes (del que proceden), los cuatro reinos restantes (animales, plantas, hongos y protistas) son el resultado de ese salto cualitativo. El éxito de estas células eucariotas posibilitó las posteriores radiaciones adaptativas de la vida que han desembocado en la gran variedad de especies que existe en la actualidad.

• Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una bicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana.
• Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares.
• Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes, que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese.
• Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.

Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:

• Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.
• Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.
• Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.
• Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina quimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales.
• Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular.

Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del desarrollo de un organismo: evidentemente, el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos. Un aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. En metazoos, la genética subyacente a la determinación del destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de transcripción mediante ingeniería genética en células somáticas basta para inducir la mencionada pluripotencialidad, luego este es uno de sus fundamentos moleculares

• Membrana plasmática- La membrana que rodea la célula se compone de dos capas de lípidos llamada "bicapa lipídica". Los lípidos que están presentes en la membrana plasmática se llaman "fosfolípidos".

Estas capas de lípidos están formadas por una serie de ácidos grasos. El ácido graso que forma esta membrana tiene dos partes diferentes, una pequeña parte que ama el agua- la cabeza hidrofilia. Hidro significa agua y fílica amor. La otra parte de este ácido graso es repelente al agua. Esta parte, la cola del ácido, hidrofóbica.

Hidro significa agua y el fóbicasignifica miedo. La membrana plasmática está organizada de tal forma que las colas se ven unas a otras en el interior y la cara se dirige hacia el exterior de la membrana.

• Canales/poros- Un canal en la membrana plasmática de la célula. Este canal se compone de ciertas proteínas cuya función es controlar el movimiento de nutrientes y agua en la célula. Estos canales se componen de ciertas proteínas. 

• Núcleo- El núcleo es el centro de control de la célula. Es el mayor orgánulo de la célula y contiene el ADN de la célula.

DNA and Nucleolus

ADN (ácido desoxirribonucleico) contiene toda la información para que las células vivan y puedan realizar sus funciones y reproducirse.

Dentro del núcleo es otro orgánulo denominado nucléolo. El nucléolo es responsable de crear los ribosomas. Los círculos en la superficie del núcleo son los poros nucleares. Aquí es donde los ribosomas y otros materiales entran y salen del núcleo a la célula.

• Retículo endoplásmatico (RE)- Es una red de membranas en el citoplasma de la célula. Hay dos tipos de RE.

Cuando el RE tiene ribosomas adheridos se llama RE rugoso y RE liso cuando no tienen ribosomas en el RE.

El retículo endoplásmatico rugoso es donde más se produce la síntesis de proteínas en la célula. La función del retículo endoplásmico liso es sintetizar los lípidos en la célula. El RE liso también ayuda en la desintoxicación de sustancias dañinas en la célula.

• Ribosomas- Orgánulos que ayudan en la síntesis de proteínas. Los ribosomas están compuestos de dos partes, llamados subunidades.

Reciben sus nombres por su tamaño. Una unidad es más grande que la otra por lo que se llaman subunidades grandes y pequeñas.

Estas dos subunidades son necesarias para la síntesis de proteínas en la célula. Cuando las dos unidades se acoplan con una unidad de información especial llamada ARN mensajero, producen proteínas.

Algunos ribosomas se encuentran en el citoplasma, pero la mayoría están unidos al retículo endoplásmatico. Mientras están unidas al RE, los ribosomas producen proteínas que la célula necesita y también otras proteínas que serán exportadas fuera de la celular hacia otras partes del cuerpo para desempeñar sus respectivas funciones.

• Aparato de Golgi- Este el orgánulo de la célula es el que es responsable de la correcta clasificación y envío de las proteínas producidas en el RE.

Al igual que los paquetes de correo que debe tener una dirección correcta de envío, las proteínas producidas en el RE, deben ser correctamente enviadas a su respectiva dirección.

En la célula, el transporte y la clasificación se realizada por el aparato de Golgi. Es un paso muy importante durante la síntesis de proteínas. Si el aparato de Golgi comete un error en el envío de las proteínas a la dirección correcta, determinadas funciones en la célula puede parar.

Este orgánulo lleva el nombre de un cirujano Italiano llamado Camillo Golgi. Fue el primero en describir este orgánulo en la célula. También es el orgánulo único que se escribe con mayúscula.

• Mitochondrion- Aquí es de donde sale la energía para la célula. Este orgánulo guarda la energía de los nutrientes en la forma de ATP.

Cada tipo de célula tiene una cantidad diferente de mitocondrias. Hay más mitocondrias en las células que tienen que realizar mucho trabajo, por ejemplo las células musculares de la pierna, las células musculares del corazón, etc. Otras células necesitan menos energía para hacer su trabajo por lo cual tienen menos mitocondrias.

• Cloroplasto- El orgánulo celular en el que se realiza la fotosíntesis. En este orgánulo la energía de la luz del sol se convierte en energía química.

Los cloroplastos se encuentran sólo en las células vegetales, no las células animales. La energía química que se produce en los cloroplastos finalmente se utiliza para hacer carbohidratos como el almidón, que se almacenan en la planta.

Los cloroplastos contienen pigmentos diminutos llamados clorofilas. Clorofilas son responsables de atrapar la energía de la luz del sol.

• Vesículas- Este orgánulo ayuda a almacenar y transportar los productos producidos por la célula.

Las vesículas son los vehículos de transporte y de entrega como nuestro correo y camiones de Federal Express. Algunas vesículas entregan materiales a partes de la célula y otras pueden transportar materiales fuera de la célula en un proceso llamado exocitosis.

• Vacuolas- Células vegetales tienen lo que parece un espacio vacío muy grande en el centro. Este espacio se llama la vacuola.

No te dejes engañar, la vacuola contiene grandes cantidades de agua y otros materiales importantes, tales como azúcares, iones y pigmentos.

• Citoplasma- Un término para todo el contenido de una célula aparte del núcleo. A pesar de que la ilustración no parece, el citoplasma contiene principalmente agua.

Algunos datos curiosos sobre el agua y el cuerpo humano:

Un cuerpo humando de un adulto contiene entre 50 y 65 por ciento de agua.

El cuerpo de un niño tiene un poco más de 75 por ciento agua en un.

El cerebro humano es aproximadamente 75 por ciento de agua.

• Pared celular y plasmodesmos- Además de las membranas celulares, las plantas tienen paredes celulares. Las paredes celulares proporcionan protección y apoyo para las plantas.

A diferencia de las membranas celulares materiales no pueden pasar a través de las paredes celulares. Esto sería un problema para las células vegetales por si no fuera por las aberturas especiales llamadas plasmodesmos.

Estas aperturas se utilizan para la comunicación y el transporte de materiales entre las células vegetales, porque las membranas celulares son capaces de tocar y por lo tanto poder intercambiar materiales necesarios.

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• Peroxisomas- Estos juntan y descomponen las sustancias químicas que son tóxicas para la célula.

• Centriolos- Estos solo se encuentran en las células animales y entran en acción cuando las células se dividen, ayudando a la organización de los cromosomas. 

• Lisosomas- Creado por el aparato de Golgi, estas ayudan a romper las moléculas grandes en trozos más pequeños que la célula puede utilizar

• Citoesqueleto- Formado por filamentos y túbulos que ayudan a dar forma y soportar la célula. También ayuda a mover las cosas dentro de la célula. Con fines de ilustrarlo, el citoesqueleto se dibuja en un solo lugar de la celular, cuando en realidad se encuentra en toda la célula entera.