LA CELULA


INTRODUCCIÓN

Todos los organismos vivos están compuestos por unidades biológicas, llamadas células, que constituyen en su conjunto el cuerpo de un ser vivo.


Las células se agrupan en tejidos, que a su vez constituyen el cuerpo. La célula constituye un nivel biológico clave e insustituible para la vida, tanto para los seres vivos superiores como inferiores.

Vamos a ver algunos rasgos de la morfología celular que debemos conocer:

La célula se puede asemejar a un globo lleno de agua. El globo sería la membrana celular, que engloba a un contenido líquido, el citoplasma. Flotando en este citoplasma encontramos varias estructuras. Por un lado los orgánulos u organelas (mitocondrias, retículo endoplasmático, ribosomas...) que son los encargados de realizar gran parte de las funciones celulares -nutrición, obtención de energía-. Por otro lado, y también flotando en el citoplasma, tenemos al núcleo rodeado por su propia membrana nuclear. En el interior del núcleo se encuentran el DNA (ácido desoxirribonucleico). El DNA se organiza formando los cromosomas, que como sabemos contienen la información genética de esa célula. El ser humano tiene su información genética organizada en 23 pares de cromosomas, 46 en total. El ser humano (al igual que el resto de los mamíferos) tiene en el núcleo de todas las células de su cuerpo la misma información genética, agrupada en los 46 cromosomas.

Existen dos tipos de células:

Células somáticas: Constituyen la mayoría de las células de nuestro cuerpo. Contienen toda la información genética de un individuo, organizada en 23 pares de cromosomas, 23 procedentes de la madre (óvulo) y 23 del padre (espermatozoide) que se unieron en la fecundación. Se las denomina células diploide: 2n cromosomas, 2x23 cromosomas.

Células germinales, sexuales, gametos: Estas células están situadas en la gónadas de los aparatos reproductores femenino y masculino. Los gametos contienen la mitad de la información genética de un individuo: 23 cromosomas. Se dice que son células haploide: n cromosomas, 23 cromosomas. Estas células necesitan unirse al gameto complementario (fecundación), para completar así la información para dar lugar a un individuo humano completo. Como sabemos los gametos son dos:
-varón: espermatozoides, que se forman en el testículo. -mujer: óvulo, que se forma en el ovario.


DNA: El código genético

El DNA es una macromolécula compleja, compuesta por dos cadenas o hélices que se entrelazan entre sí formando una doble hélice. Cada cadena está formada por millones de eslabones, llamados nucleótidos o bases nitrogenadas (son cuatro: A-T, G-C). Ambas hélices están unidas entre sí, a nivel de los eslabones complementarios de cada hélice, por parejas. La secuencia de los pares de bases es lo que determina el código genético.

Según el orden que sigan esos pares de bases, se codifica una función u otra, o simplemente no se codifica nada. El DNA de la célula se organiza en cromosomas. Cada cromosoma es una molécula largísima de DNA. El ser humano tiene su DNA organizado en 23 pares de cromosomas distintos, es decir, 46 cromosomas. La mínima secuencia de DNA que es capaz de codificar una función o una estructura completa se denomina GEN. Sin embargo existen largas secuencias del DNA, que aunque molecularmente se compongan de lo mismo que un GEN (son una secuencia de nucleótidos), no codifican absolutamente, y por lo tanto no se les llama genes. Algunos han llamado a esas secuencias ‘vacías', DNA basura. Hoy día se piensa que la función de ese DNA es estructural, es decir, contribuye a dar estabilidad a la molécula de DNA. Cada cromosomas contienen miles de genes. Hoy día se estima que el ser humano tiene más de 30.000 genes en sus cromosomas.


DNA: codificación de las funciones

Como ya dijimos, todas las células del cuerpo humano tienen en su núcleo todos los cromosomas y por tanto todos los genes, es decir, toda la información de un ser humano. Si cualquier célula tiene toda la información genética necesaria para poder codificar todo un ser humano, ¿cualquier célula de nuestro cuerpo podría generar un nuevo ser humano?

La cuestión es la siguiente: las células de nuestro cuerpo contienen toda la información de un ser humano, pero SOLO PUEDEN LEER -y por lo tanto procesar- la información de los genes que codifican la función a la que está llamada esa célula. Por ejemplo y simplificando: una célula de la piel de la mano tiene toda la información de un ser humano, pero sólo le está permitido leer el gen que codifica la piel y el que codifica el que esté en la mano. El resto de la información, el resto de los genes, aunque están ahí, esa célula no los puede leer.

El mecanismo que desarrolla la célula para la NO LECTURA de los genes, es el sistema de plegamientos y metilaciones. Al aplicarse estos sistemas a un gen, ese gen se hace ilegible.

CODIFICACION DEL DNA

El DNA del individuo embrionario será esencialmente idéntico al DNA de ese mismo individuo cuando sea adulto. Sin embargo observamos que el volumen de información que lee y expresa el DNA embrionario es abrumadoramente mayor.


1. TOTIPOTENCIALIDAD. ZIGOTO O EMBRION UNICELULAR.
 
En los momentos posteriores a la fecundación, el embrión unicelular -la primera célula del nuevo individuo-, tiene en su nucleo toda la información genética de un nuevo ser humano, distinto de sus padres. Ese nuevo ser unicelular posee la capacidad de empezar a desarrollar todo un individuo humano. El DNA de ese embrión esta absolutamente legible, se puede expresar toda la información, se pueden leer todos los genes.

A las 24 horas se produce la primera división celular. En sus primeros estadios (sus primeras divisiones celulares), el DNA del zigoto tiene la peculiaridad de permanecer puro, sin plegamientos. Por tanto, si separáramos artificialmente las dos primeras células del zigoto bicelular, comprobaríamos que cada célula generará un embrión. Estas células del embrión en sus fases iniciales se llaman CELULAS TOTIPOTENCIALES, es decir, que pueden dar lugar a TODO un individuo.


2. PLURIPOTENCIALIDAD

A medida que el embrión sigue su desarrollo y se van produciendo más divisiones celulares, las células embrionarias se van diferenciando hacia funciones y estirpes celulares determinados. Esta diferenciación se consigue a través de los plegamientos en el DNA celular, que dejan ilegibles los genes que no va a necesitar expresar esa célula. De esta forma, cuando el embrión ya está en fase de blastocisto (7-14 días postfecundación), , si extrajéramos artificialmente las células de su Masa Celular Interna y las cultiváramos, nunca darían lugar a un embrión completo, sino a estirpes celulares determinadas por los genes que en ese momento se pueden leer. Estas células que tienen capacidad para dar lugar a cualquier estirpe celular, pero no a un embrión completo, las denominamos CELULAS PLURIPOTENCIALES. En el caso descrito, estas células pluripotenciales se llamaría también CELULAS MADRE EMBRIONARIAS o STEM CELL EMBRIONARIAS. En sus sucesivas divisiones, la célula madre embrionaria va perdiendo su capacidad de dar lugar a todos los distintos tejidos, al tiempo que empiezan a diferenciarse, a especializarse hacia un tejido u otro.

Las células en su desarrollo poseen dos cualidades básicas: la pluripotencialidad y la diferenciación, que se contraponen: cuanta más pluripotencialidad posee una célula, menos grado de diferenciación tiene, y al revés. La pluripotencialidad, propia de la célula inmadura o indiferenciada, es la capacidad de una célula para convertirse en todas las posibles estirpes celulares. La diferenciación sin embargo es la cualidad por la cual la célula adquiere ya una especialización dentro de un tipo celular concreto que le hace no poder convertirse en otro tipo celular distinto.

En el embrión existen gran cantidad de células PLURIpotenciales que se multiplican a gran velocidad para ir dando lugar las diferentes partes y órganos del individuo. A medida que proliferan esas células, se van diversificando hacia un órgano y otro corporal, produciéndose la especialización: esa célula está ahí con una ubicación, y con un función concreta.

Así pues, cuando el feto se encuentra aproximadamente en el 3 mes de vida (fin de la etapa de organogénesis), la mayor parte de sus células ya se hallan diferenciadas según el tipo celular que se necesita para cada órgano. Tras el nacimiento, prácticamente todos los tejidos, sobre todo aquellos que más se renuevan, conservan una cantidad pequeña variable de células pluripotenciales capaces de multiplicarse y poder así proporcionar células con el fin de renovar y reparar los tejidos en los que residen. Esas células formadoras de múltiples células hijas, que están programadas para regenerar el tejido donde residen, se llaman célula MULTIPOTENCIALES. Son otro tipo de células madre o progenitoras (stem cells).



3. MULTIPOTENCIALIDAD

La multipotencialidad se define como la capacidad de generar células, pero sólo del tipo celular del tejido al que pertenecen o residen. Estas células existen, y están presentes en la mayoría de los órganos de la economía corporal del adulto, y conviviendo en su órgano con el resto de las células diferenciadas, tiene una propiedad única: dar lugar a los distintos tipos celulares que componen el órgano en el que residen con el fin, por ejemplo, de renovar las poblaciones de células que van envejeciendo.

Vamos a ilustrar este fenómeno con un ejemplo. El corazón está compuesto por millones de células de distintas estirpes: células musculares, células endoteliales de revestimiento de los vasos del corazón, células de conducción del impulso nervioso... Muchas de esas células citadas, no pueden dividirse, y si se llegaran a dividir, sólo darían lugar a células iguales a ellas. Ahora bien, se ha descubierto recientemente que existen células en el corazón -células madre cardíacas-, que conviviendo con las antes citadas, tienen la capacidad de dividirse y dar lugar a células de las tres estirpes citadas. Estas células algunos las llaman MULTIponteciales, por su capacidad para dar regenerar células del órgano en el que residen.
 
Algunos autores han llamado a estas células madre de adulto, células madre ORGANO-ESPECÍFICAS, para diferenciarlas de las embrionarias. En el caso que se produzca un infarto de pequeño tamaño, esas células pueden cubrir esa zona infartada con células cardíacas y endoteliales generadas por ellas. Estas células madres también se han encontrado en muchos otros órganos: cerebro, hígado, piel, retina, médula ósea... La capacidad de estas células madre de adulto para regenerar zonas dañadas es muy limitada, y se ciñe sólo a zonas de pequeños infartos. Grandes áreas de infarto no son susceptibles de ser regeneradas por estas células.

Es la Médula Ósea el ‘órgano' en el que mejor se conoce la función de estas células madre, como una fuente inagotable para la regeneración de las poblaciones celulares de la sangre(glóbulos rojos y leucocitos...), y como veremos ahora, también de otros órganos corporales.

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