INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA CELULAR

La biología celular es la disciplina fundamental que explica los mecanismos moleculares de la vida. Todas las formas de vida conocidas están compuestas por células, unidades estructurales y funcionales que contienen la información genética necesaria para el mantenimiento, crecimiento y reproducción de los organismos.

🏗️ TEORÍA CELULAR MODERNA

Formulada por Schleiden y Schwann en 1839, establece que:

Omnis cellula e cellula: Toda célula proviene de otra célula preexistente
Unidad estructural: La célula es la unidad básica de todos los seres vivos
Unidad funcional: Todas las funciones vitales se realizan a nivel celular

TIPOS DE CÉLULAS

Célula Procariota

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Célula procariota (sin núcleo definido)

Bacterias y arqueas. ADN circular en nucleóide. Sin organelos membranosos.

Célula Eucariota Animal

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Célula eucariota animal

Núcleo definido con membrana. Organelos membranosos. Sin pared celular ni cloroplastos.

Célula Eucariota Vegetal

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Célula eucariota vegetal

Núcleo definido. Pared celular de celulosa. Cloroplastos para fotosíntesis. Vacuola central grande.

Virus (No son células)

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Partículas virales (no celulares)

Ácido nucleico (ADN/ARN) envuelto en cápside proteico. No tienen metabolismo propio. Parasitan células huésped.

TABLA COMPARATIVA DE ORGANELOS

Organelo	Función Principal	Presente en Animal	Presente en Vegetal	Presente en Procariota
Núcleo	Control genético, síntesis de ARN	✅ Membrana nuclear	✅ Membrana nuclear	❌ Nucleóide sin membrana
Mitocondrias	Respiración celular, ATP	✅ Múltiples	✅ Múltiples	❌ Ausentes
Ribosomas	Síntesis proteica	✅ 80S	✅ 80S	✅ 70S
Retículo Endoplasmático	Síntesis y transporte	✅ Rugoso y liso	✅ Rugoso y liso	❌ Ausente
Aparato de Golgi	Modificación y empaquetado	✅ Presente	✅ Presente	❌ Ausente
Lisosomas	Digestión intracelular	✅ Presentes	❌ Raros	❌ Ausentes
Peroxisomas	Desintoxicación, β-oxidación	✅ Presentes	✅ Presentes	❌ Ausentes
Cloroplastos	Fotosíntesis	❌ Ausentes	✅ Presentes	❌ Ausentes
Vacuolas	Almacenamiento, turgencia	❌ Pequeñas	✅ Grande central	❌ Ausentes
Pared Celular	Estructural, protección	❌ Ausente	✅ Celulosa	✅ Peptidoglicano
Citoesqueleto	Estructural, movimiento	✅ Microfilamentos, filamentos intermedios, microtúbulos	✅ Microfilamentos, filamentos intermedios, microtúbulos	✅ Más simple

ORGANELOS ESPECIALIZADOS

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Mitocondrias - "Centrales Energéticas"

Estructura: Doble membrana, crestas internas, matriz con ADN circular propio.

Función: Respiración celular aeróbica. Producción de ATP mediante fosforilación oxidativa.

Teoría Endosimbiótica: Originadas de bacterias ancestrales incorporadas por eucariotas primitivos.

Enfermedades: Defectos mitocondriales causan enfermedades neuromusculares graves.

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Retículo Endoplasmático - "Red de Transporte"

Rugoso (RER): Ribosomas adheridos. Síntesis de proteínas para membranas y exportación.

Liso (REL): Sin ribosomas. Síntesis de lípidos, detoxificación, almacenamiento de calcio.

Función: Modificación postraduccional de proteínas, síntesis de fosfolípidos.

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Aparato de Golgi - "Centro de Distribución"

Estructura: Pilas de cisternas aplanadas (dictiosomas). Cara cis (entrada) y trans (salida).

Función: Modificación, empaquetado y dirección de proteínas y lípidos.

Procesos: Glucosilación, sulfatación, fosforilación. Formación de lisosomas y vesículas.

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Lisosomas - "Digestores Celulares"

Estructura: Vesículas con enzimas hidrolíticas ácidas (pH 4.5-5.0).

Función: Digestión intracelular de macromoléculas, autofagia, destrucción de patógenos.

Enfermedades: Deficiencias causan acumulación de material no digerido.

REPLICACIÓN VIRAL

🦠 CICLO DE REPLICACIÓN VIRAL

Los virus no son organismos vivos, pero utilizan la maquinaria celular del huésped para replicarse.

1 Adsorción: Unión específica del virus a receptores celulares mediante proteínas de superficie.

2 Penetración: Inyección del material genético viral al interior celular (virus envueltos por fusión; desnudos por inyección).

3 Desensamblaje: Liberación del genoma viral de la cápside proteica.

4 Síntesis: Utilización de la maquinaria del huésped para transcribir y replicar el material genético viral.

5 Ensamblaje: Formación de nuevas partículas virales con componentes sintetizados.

6 Liberación: Salida de los viriones maduros (lisis celular o brotamiento).

DIFERENCIAS EN PARED CELULAR

🧱 COMPARACIÓN DE PAREDES CELULARES

Células Vegetales: Compuesta principalmente de celulosa microfibrilar embebida en matriz de hemicelulosa, pectina y proteínas. Proporciona rigidez estructural y resistencia a la turgencia.

Células Procariotas: Pared de peptidoglicano (mureína) - polímero de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico. Clasificada como Gram positiva (gruesa, una capa) o Gram negativa (delgada, dos capas con espacio periplásmico).

Células Animales: No poseen pared celular rígida. La forma se mantiene por citoesqueleto interno y matriz extracelular (colágeno, elastina, proteoglicanos).

APLICACIONES MÉDICAS

El conocimiento de biología celular es fundamental para entender patologías y desarrollar tratamientos:

Cáncer: Alteraciones en regulación del ciclo celular y apoptosis
Enfermedades Mitocondriales: Defectos en fosforilación oxidativa
Infecciones Virales: Mecanismos de evasión del sistema inmune
Terapia Génica: Corrección de defectos genéticos a nivel celular
Ingeniería Tisular: Cultivo de células para regeneración

MÉTODOS DE ESTUDIO CELULAR

Microscopía Óptica vs Electrónica

Microscopio Óptico: Resolución ~200nm. Observación de células vivas. Técnicas: contraste de fase, fluorescencia.

Microscopio Electrónico: Resolución 0.1nm. Imágenes de alta resolución. Tipos: transmisión (TEM) y barrido (SEM).

Técnicas Moleculares

PCR: Amplificación de ADN para detección de secuencias específicas
Western Blot: Detección de proteínas específicas
Fluorescencia: Marcaje de organelos y moléculas con proteínas GFP
Citometría de Flujo: Análisis cuantitativo de poblaciones celulares

BIOLOGÍA CELULARCOMPLETA