Célula o Celular

Este elemento es una ampliación de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] Célula se refiere a menudo a:

• Célula (biología), la unidad funcional básica de la vida (véase más abajo, diferenciación celular, evolución de las células y también la información sobre la célula madre).
• Espacios cerrados, como una celda monástica, pequeña habitación, cabaña o cueva en la que vive un monje o religioso recluso
  Celda carcelaria, habitación utilizada para mantener a las personas en las prisiones.
• Grupos de personas, como la célula cristiana (grupo de personas en un grupo celular, una forma de organización de la iglesia cristiana), una célula clandestina (unidad de un sistema celular clandestino, forma resistente a la penetración de una organización secreta o proscrita, como la usada por los comunistas en la Rusia de 1917; véase sociedades secretas en esta plataforma) o la estructura organizativa celular, como en la gestión empresarial.

Célula también puede referirse a algunos términos de la ciencia (para un examen del concepto, véase que es la ciencia y que es una ciencia física), matemáticas y tecnología, como las células solares.

División y Crecimiento Celular en Biología

Nota: véase también la información sobre la célula madre.

En los organismos unicelulares, la división celular es el medio de reproducción; en los organismos multicelulares, es el medio de crecimiento y mantenimiento de los tejidos. La supervivencia de los eucariotas depende de las interacciones entre muchos tipos de células, y es esencial que se mantenga una distribución equilibrada de los tipos. Esto se consigue mediante el proceso altamente regulado de la proliferación celular. El crecimiento y la división de las distintas poblaciones celulares se regulan de diferentes maneras, pero los mecanismos básicos son similares en todos los organismos multicelulares.

La mayoría de los tejidos del cuerpo crecen aumentando su número de células, pero este crecimiento está muy regulado para mantener un equilibrio entre los diferentes tejidos.Entre las Líneas En los adultos, la mayor parte de la división celular está relacionada con la renovación de los tejidos más que con el crecimiento, ya que muchos tipos de células se someten a una sustitución continua. Las células de la piel, por ejemplo, se desprenden y reemplazan constantemente; en este caso, las células diferenciadas maduras no se dividen, sino que su población se renueva mediante la división de células madre inmaduras.Entre las Líneas En algunas otras células, como las del hígado, las células maduras siguen siendo capaces de dividirse para permitir el crecimiento o la regeneración tras una lesión.

En contraste con estos patrones, otros tipos de células no pueden dividirse o se les impide hacerlo mediante ciertas moléculas producidas por las células cercanas. Como resultado, en el organismo adulto, algunos tejidos tienen una capacidad muy reducida para renovar las células dañadas o enfermas. Algunos ejemplos de estos tejidos son el músculo cardíaco, las células nerviosas del sistema nervioso central y las células del cristalino en los mamíferos. El mantenimiento y la reparación de estas células se limitan a la sustitución de componentes intracelulares más que a la sustitución de células enteras.

Duplicación del material genético

Antes de que una célula pueda dividirse, debe duplicar exacta y completamente la información genética codificada en su ADN para que sus células progenitoras funcionen y sobrevivan. Este es un problema complejo debido a la gran longitud de las moléculas de ADN. Cada cromosoma humano está formado por una larga espiral doble, o hélice, cada una de cuyas hebras consta de más de 100 millones de nucleótidos (véase más arriba El núcleo).

La duplicación del ADN se denomina replicación del ADN y se inicia gracias a unas complejas enzimas llamadas ADN polimerasas. Éstas avanzan a lo largo de la molécula, leyendo las secuencias de nucleótidos que se unen para formar las cadenas de ADN. Cada hebra de la doble hélice de ADN, por tanto, actúa como una plantilla que especifica la estructura de nucleótidos de una nueva cadena en crecimiento. Tras la replicación, cada una de las dos dobles hélices de ADN hijas está formada por una cadena de ADN parental enrollada alrededor de una cadena de ADN recién sintetizada.

Para que el ADN se replique, las dos cadenas deben desenrollarse la una de la otra. Unas enzimas denominadas helicasas desenrollan las dos cadenas de ADN, y otras proteínas se unen a las cadenas separadas para estabilizarlas y evitar que vuelvan a emparejarse. Además, una clase notable de enzima llamada topoisomerasa del ADN elimina las torsiones helicoidales cortando una o ambas hebras y volviendo a sellar el corte. Estas enzimas también pueden desenredar y desanudar el ADN cuando está fuertemente enrollado en una fibra de cromatina.

En el ADN circular de los procariotas, la replicación comienza en un sitio único llamado origen de replicación y luego procede en ambas direcciones alrededor de la molécula hasta que los dos procesos se encuentran, produciendo dos moléculas hijas.Entre las Líneas En los procariotas que crecen rápidamente, una segunda ronda de replicación puede comenzar antes de que la primera haya terminado. La situación en los eucariotas es más complicada, ya que la replicación avanza más lentamente que en los procariotas. A una velocidad de entre 500 y 5.000 nucleótidos por minuto (frente a los 100.000 nucleótidos por minuto de los procariotas), un cromosoma humano tardaría aproximadamente un mes en replicarse si se iniciara en un único lugar.Entre las Líneas En realidad, la replicación comienza en muchos sitios en los largos cromosomas de animales, plantas y hongos. Las distancias entre los sitios de iniciación adyacentes no son siempre las mismas; por ejemplo, están más cerca en las células embrionarias de ranas o moscas que se dividen rápidamente que en las células adultas de la misma especie.

La replicación exacta del ADN es crucial para garantizar que las células hijas tengan copias exactas de la información genética para sintetizar proteínas. La precisión se consigue gracias a la capacidad de “corrección” de la propia ADN polimerasa. Puede borrar sus propios errores y luego sintetizar de nuevo. También existen sistemas de reparación que corrigen los daños genéticos del ADN. Por ejemplo, la incorporación de un nucleótido incorrecto, o el daño causado por agentes mutagénicos, puede corregirse cortando una sección de la cadena hija y volviendo a copiar la cadena parental.

La división celular

Mitosis y citocinesis

En los eucariotas, los procesos de replicación del ADN y de división celular ocurren en diferentes momentos del ciclo de división celular. Durante la división celular, el ADN se condensa para formar cromosomas cortos, fuertemente enrollados y con forma de varilla. A continuación, cada cromosoma se divide longitudinalmente, formando dos cromátidas idénticas. Cada par de cromátidas se reparte entre las dos células hijas durante la mitosis, o división del núcleo, un proceso en el que los cromosomas son impulsados por la unión a un haz de microtúbulos llamado huso mitótico.

La mitosis puede dividirse en cinco fases.Entre las Líneas En la profase se forma el huso mitótico y los cromosomas se condensan.Entre las Líneas En la prometafase se rompe la envoltura nuclear (en muchos eucariotas, pero no en todos) y los cromosomas se unen al huso mitótico. Las dos cromátidas de cada cromosoma se unen al huso en una región cromosómica especializada llamada cinetocoro.Entre las Líneas En la metafase, los cromosomas condensados se alinean en un plano a través del ecuador del huso mitótico. A continuación, en la anafase, las cromátidas separadas se desplazan bruscamente hacia los polos opuestos del huso. Por último, en la telofase se forma una nueva envoltura nuclear alrededor de cada conjunto de cromátidas que se desenredan.

Una característica esencial de la mitosis es la unión de las cromátidas a polos opuestos del huso mitótico. Esto garantiza que cada una de las células hijas reciba un juego completo de cromosomas. El huso mitótico está compuesto por microtúbulos, cada uno de los cuales es un conjunto tubular de moléculas de la proteína tubulina (véase más arriba El citoesqueleto). Algunos microtúbulos se extienden de un polo del huso al otro, mientras que una segunda clase se extiende de un polo del huso a una cromátida. Los microtúbulos pueden crecer o encogerse mediante la adición o eliminación de moléculas de tubulina. El acortamiento de los microtúbulos del huso en la anafase impulsa a las cromátidas unidas a los polos del huso, donde se desenredan para formar nuevos núcleos.

Los dos polos del huso mitótico están ocupados por los centrosomas, que organizan los conjuntos de microtúbulos.Entre las Líneas En las células animales, cada centrosoma contiene un par de centríolos cilíndricos, que a su vez están compuestos por complejos conjuntos de microtúbulos. Los centriolos se duplican en un momento preciso del ciclo de división celular, normalmente cerca del inicio de la replicación del ADN.

Después de la mitosis viene la citocinesis, la división del citoplasma. Este es otro proceso en el que difieren las células animales y las vegetales.Entre las Líneas En las células animales, la citocinesis se realiza mediante la constricción de la célula por un anillo de microfilamentos contráctiles formados por actina y miosina, las proteínas implicadas en la contracción muscular y otras formas de movimiento celular.Entre las Líneas En las células vegetales, el citoplasma se divide mediante la formación de una nueva pared celular, denominada placa celular, entre las dos células hijas. La placa celular surge de pequeñas vesículas derivadas de Golgi que se unen en un plano a través del ecuador del huso de la telofase tardía para formar una estructura en forma de disco.Entre las Líneas En este proceso, cada vesícula aporta su membrana a las membranas celulares en formación y su contenido matricial a la pared celular en formación. Un segundo conjunto de vesículas extiende el borde de la placa celular hasta que alcanza y se fusiona con los lados de la célula madre, separando así completamente las dos nuevas células hijas.Entre las Líneas En este punto comienza la síntesis de celulosa y la placa celular se convierte en una pared celular primaria (véase más arriba La pared celular de la planta).

Meiosis

Durante la formación de las células reproductoras, o gametos, de los organismos que se reproducen sexualmente, se produce una división especializada de los cromosomas llamada meiosis. Los gametos, como los óvulos, los espermatozoides y el polen, comienzan como células germinales que, al igual que otros tipos de células, tienen dos copias de cada gen en su núcleo. Los cromosomas compuestos por estos genes coincidentes se denominan homólogos. Durante la replicación del ADN, cada cromosoma se duplica en dos cromátidas unidas. A continuación, los cromosomas homólogos se separan en polos opuestos del huso meiótico mediante microtúbulos similares a los del huso mitótico.Entre las Líneas En esta fase de la meiosis de las células germinales hay una diferencia crucial con respecto a la mitosis de otras células.Entre las Líneas En la meiosis, las dos cromátidas que componen cada cromosoma permanecen juntas, de modo que los cromosomas enteros se separan de sus homólogos. A continuación se produce la división celular, seguida de una segunda división que se asemeja más a la mitosis en cuanto a la separación de las dos cromátidas de cada cromosoma restante. De este modo, cuando la meiosis se completa, cada gameto maduro recibe sólo una copia de cada gen en lugar de las dos copias presentes en otras células.

El ciclo de división celular

En los procariotas, la síntesis de ADN puede tener lugar sin interrupción entre las divisiones celulares, y los nuevos ciclos de síntesis de ADN pueden comenzar antes de que los ciclos anteriores hayan terminado.Entre las Líneas En cambio, los eucariotas duplican su ADN exactamente una vez durante un periodo discreto entre divisiones celulares. Este periodo se denomina fase S (de síntesis). Está precedido por un periodo llamado G1 (que significa “primera brecha”) y seguido por un periodo llamado G2, durante el cual no se produce la síntesis del ADN nuclear.

Los cuatro periodos G1, S, G2 y M (de mitosis) constituyen el ciclo de división celular. El ciclo celular suele durar entre 10 y 20 horas en las células adultas de rápida proliferación, pero puede estar detenido durante semanas o meses en las células quiescentes o durante toda la vida en las neuronas del cerebro. La detención prolongada de este tipo suele producirse durante la fase G1 y a veces se denomina G0.Entre las Líneas En cambio, algunas células embrionarias, como las de las moscas de la fruta (moscas del vinagre), pueden completar ciclos enteros y dividirse en sólo 11 minutos.Entre las Líneas En estos casos excepcionales, G1 y G2 son indetectables, y la mitosis se alterna con la síntesis de ADN. Además, la duración de la fase S varía drásticamente. El embrión de la mosca de la fruta sólo tarda cuatro minutos en replicar su ADN, frente a varias horas en las células adultas de la misma especie.

Proliferación controlada

Varios estudios han identificado la transición de la fase G1 a la S como un punto de control crucial del ciclo celular. Se sabe que hay estímulos que provocan la proliferación de las células en reposo al inducirlas a abandonar G1 y comenzar la síntesis de ADN. Estos estímulos, denominados factores de crecimiento, son proteínas naturales específicas de ciertos grupos de células del organismo. Entre ellos se encuentran el factor de crecimiento nervioso, el factor de crecimiento epidérmico y el factor de crecimiento derivado de las plaquetas. Estos factores pueden desempeñar un papel importante en la curación de las heridas, así como en el mantenimiento y el crecimiento de los tejidos normales. Se sabe que muchos factores de crecimiento actúan en la membrana externa de la célula, interactuando con moléculas receptoras de proteínas especializadas. Éstas responden desencadenando otros cambios celulares, como un aumento de los niveles de calcio que hace que el interior de la célula sea más alcalino y la adición de grupos fosfato al aminoácido tirosina de las proteínas. La compleja respuesta de las células a los factores de crecimiento tiene una importancia fundamental para el control de la proliferación celular.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Fallo en el control de la proliferación

El cáncer puede surgir cuando los factores de control del crecimiento celular fallan y permiten que una célula y sus descendientes sigan dividiéndose a expensas del organismo. Los estudios sobre los virus que transforman las células cultivadas y, por tanto, provocan la pérdida de control del crecimiento celular, han permitido conocer los mecanismos que impulsan la formación de tumores. Las células transformadas pueden diferenciarse de sus progenitores normales por seguir proliferando a densidades muy elevadas, en ausencia de factores de crecimiento o de un sustrato sólido de apoyo.

Los principales avances en la comprensión del control del crecimiento han venido de los estudios de los genes virales que causan la transformación. Estos oncogenes virales han llevado a la identificación de genes celulares relacionados llamados protooncogenes. Los protooncogenes pueden ser alterados por mutación o modificación epigenética, lo que los convierte en oncogenes y conduce a la transformación celular.Entre las Líneas En determinados cánceres humanos se activan oncogenes específicos. Por ejemplo, un oncogén llamado RAS está asociado (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “associate” en derecho anglo-sajón, en inglés) a muchos cánceres epiteliales, mientras que otro, llamado MYC, está asociado (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “associate” en derecho anglo-sajón, en inglés) a las leucemias.

Una característica interesante de los oncogenes es que pueden actuar a diferentes niveles que corresponden a los múltiples pasos observados en el desarrollo del cáncer. Algunos oncogenes inmortalizan las células de modo que se dividen indefinidamente, mientras que las células normales mueren tras un número limitado de generaciones. Otros oncogenes transforman las células para que crezcan en ausencia de factores de crecimiento. La combinación de estas dos funciones conduce a la pérdida del control de la proliferación, mientras que cada una de estas funciones por sí sola no puede hacerlo. El modo de acción de los oncogenes también proporciona pistas importantes sobre la naturaleza del control del crecimiento y del cáncer. Por ejemplo, se sabe que algunos oncogenes codifican receptores para factores de crecimiento que pueden provocar una proliferación continua en ausencia de factores de crecimiento adecuados.

La pérdida del control del crecimiento tiene la consecuencia añadida de que las células ya no reparan su ADN de forma eficaz, por lo que se producen mitosis aberrantes. Como resultado, surgen mutaciones adicionales que subvierten las limitaciones normales de una célula para permanecer en su tejido de origen. Las células tumorales epiteliales, por ejemplo, adquieren la capacidad de atravesar la lámina basal y entrar en el torrente sanguíneo o en el sistema linfático, donde migran a otras partes del cuerpo, un proceso denominado metástasis. Cuando las células hacen metástasis en tejidos distantes, el tumor se describe como maligno, mientras que antes de la metástasis un tumor se describe como benigno.

Datos verificados por: Brite
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Recursos

Traducción al Inglés

Traducción al inglés de Celular: Cell.

Véase También

Corteza celular
Cultivo celular
Modelo celular
Citorrhisis
Citoneo
Biotecnología
Anatomía
Citotoxicidad
Célula humana
Balsa lipídica
Esquema de la biología celular
Parakaryon myojinensis
Plasmólisis
Sincitio
Túnel de nanotubos
Bóveda (orgánulo)
Ciencia, Ciencias biológicas, Ciencias naturales y aplicadas, Clonación, Ingeniería genética, producción, Tecnología e Investigación, Tecnología y reglamentación técnica,

Bibliografía

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