El sistema de tres dominios fue propuesto por Carl Woese en 1970, divide a los organismos en Bacteria, Archaea y Eukarya; de acuerdo con sus secuencias de ARN ribosomal. Los procariontes son separados en Bacteria y Archaea, y los eucariontes son incluidos en Eukarya.
Bacteria
Archaea
Eukarya
Dominio
Bacteria.
Archaea.
Eukarya.
Tipo de organismos
Procariontes.
Procariontes.
Eucariontes.
Presencia de pared celular
Sí.
Sí.
Sólo en algunos reinos.
Composición de la pared celular
Peptidoglicano.
Pseudopeptidoglicano.
Celulosa o quitina, de acuerdo con el grupo.
Presencia de membrana plasmática
Sí.
Sí.
Sí.
Composición de la membrana plasmática
Bicapa lipídica, ácidos grasos y glicerol unidos por enlaces éster.
Formada por cadenas laterales hidrofóbicas unidas al glicerol por enlaces de tipo éter.
Varía de acuerdo con cada grupo.
Ribosoma
70S
70S
80S y 70S (o 55S) en mitocondrias y cloroplastos.
Patógenos
Algunos grupos.
No.
Algunos grupos.
Tamaño
De 1 a 10 micras.
0,5 a 5 micras.
Variable.
Metabolismo
Pueden ser autótrofos o heterótrofos.
Utilizan el hidrógeno, dióxido de carbono y azufre para obtener energía.
Se define como respiración al conjunto de procesos bioquímicos mediante los que se obtiene oxigeno y energía a partir de sustancias alimenticias, como por ejemplo, la glucosa. Existen dos tipos de respiración: la aerobia o aeróbica y la anaerobia o anaeróbica.
Respiración aerobia
Respiración anaerobia
Definición
Tipo de respiración celular en la que se necesita oxígeno para extraer energía de los alimentos.
Tipo de respiración celular en la cual no es necesario el oxígeno para degradar la glucosa.
¿Dónde se lleva a cabo?
Mitocondria.
Citoplasma.
¿Cómo es el proceso?
Entra oxígeno a través del torrente sanguíneo y se libera CO2, H2O y ATP. Todo el proceso engloba las siguientes etapas: glucolisis, descarboxilación oxidativa del piruvato, ciclo de Krebs, cadena transportadora de electrones y fosforilación oxidativa.
Se lleva a cabo el proceso de glucólisis y las reacciones en una cadena transportadora de electrones similar a la de los organismos aerobios.
Aceptor final de electrones
Oxígeno.
Nitrato, sulfato y dióxido de carbono, entre otros.
Ocultas más allá de las limitaciones de la visión humana, las células han permitido dar origen a los seres más complejos de nuestro planeta.
Células vistas desde un microscopio.
Muchas veces es difícil asimilar que la vida comience en elementos tan pequeños, completamente imperceptibles para el ojo humano. Sin embargo, la ciencia ha permitido que accedamos a este conocimiento mediante microscopios cada vez más refinados, logrando que el reino celular quede a nuestro alcance para ser estudiado en profundidad.
La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Esto no sólo quiere decir que con ella se inicia la vida, sino que además su presencia es requisito para el desarrollo de otros seres vivos más complejos.
Dentro de una célula se llevan a cabo una gran cantidad de funciones vitales en las que participan los distintos elementos que la conforman, al servicio de tareas particulares como la reproducción, la respiración, la nutrición o el crecimiento. En este sentido puede decirse que cada una de ellas es una unidad funcional en sí misma, pero como no todas son capaces de sobrevivir solas, tienden a unirse con otras para formar órganos o tejidos.
Debido a la gran variedad de funciones y a la capacidad de adaptarse que tienen las células, las mismas pueden ser de diversos tamaños y colores, a pesar de que posean los mismos elementos constitutivos entre sí. Por otro lado, todas ellas poseen en su interior la información genética necesaria para poder heredar sus características, por lo que una célula puede dar origen a otras con propiedades semejantes a ella.
Esquema de una célula típica.
El origen de la vida
Si bien la ciencia no ha podido establecer el momento en que aparecieron por primera vez células vivas en el planeta, diversos estudios han permitido estimar un tiempo aproximado, valiéndose de las escalas temporales construidas gracias a antiguos restos encontrados en diversas partes de la Tierra.
Los fósiles más antiguos que se hallaron han sido organismos similares a las bacterias que conocemos en la actualidad, y su origen se remonta aproximadamente a 3.500 millones de años, es decir, unos 1.100 millones de años después de que se conformara el planeta.
Sin embargo, se han encontrado algunos indicios de vida anteriores (aproximadamente 3.800 millones de años de antigüedad) que si bien no se han constituido en restos fosilizados de organismos, han dejado restos rastreables de su actividad química. El hallazgo se realizó en la isla de Isua (oeste de Groenlandia) y luego de diversos estudios permitió afirmar que los organismos responsables de la actividad observada habrían surgido antes de una importante lluvia de meteoritos que sufrió la superficie terrestre en aquel entonces.
A pesar de estos indicios, no resulta sencillo determinar el modo ni el tiempo exacto en el cual, hace millones de años, algún cúmulo de elementos diversos dispuestos en el planeta pudo comenzar a tener vida.
Organismo pluricelular.
Los organismos unicelulares y pluricelulares
Una forma de clasificar los organismos es de acuerdo a la cantidad de células que los conforman. En este sentido podemos hablar de aquellos que están constituidos por una única célula, mientras que otros se encuentran formados por millones de ellas.
Los primeros se denominan unicelulares y tienen la capacidad de realizar la totalidad de las funciones necesarias para asegurar su subsistencia. El volumen, forma y características varían según se trate de una bacteria, un alga, un hongo o un protozoo.
Por otro lado, hablamos de organismos pluricelulares cuando nos referimos a aquellos que se encuentran formados por miles o millones de células que se desarrollan en forma conjunta y que provienen de una única célula inicial. Entre ellos se encuentran los animales, las plantas, las algas y los hongos.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que la principal diferencia que se presenta entre las células eucariotas unicelulares y las pluricelulares, es que estas últimas tienen la capacidad de especializarse, pudiendo realizar cada una de ellas una función específica.
Se estima que los primeros organismos pluricelulares aparecieron hace aproximadamente unos 800 millones de años. Los diferentes organismos multicelulares como los hongos, las plantas, los animales y algunos protistas multicelulares, se originaron mediante organismos eucariotas formados por una célula, con los cuales comparten algunas características como la de sus membranas celulares y la de sus organelas.
Netrium, un alga Unicelular.
Células procariotas y eucariotas
Como ya se mencionó anteriormente, no todas las células son iguales, por lo que para clasificarlas se han seguido diferentes parámetros. Siguiendo esta línea deben introducirse dos nuevos conceptos:
• Las células procariotas se caracterizan por ser las más diminutas y las que poseen el modo de organización más simple, encontrándose en bacterias y cianobacterias. No poseen núcleo, por lo que su información genética, que consiste en una molécula de ADN circular, se encuentra directamente dispuesta sobre el citoplasma.
Por otra parte, este tipo de células posee una pared en su exterior que rodea a la membrana plasmática, impidiendo el crecimiento desproporcionado de la misma y otorgándole forma y rigidez.
• Las células eucariotas tienen núcleo y cuentan con un volumen mucho mayor que el de las procariotas. Pueden hallarse tanto en animales y plantas como en los protozoos, las algas y los hongos, es decir, pueden ser de tipo animal o vegetal. El núcleo se encuentra separado del citoplasma por medio de una doble membrana porosa que posibilita el intercambio entre ellos.
Célula procariota.
Células vegetales y animales
Otra forma de clasificar a las células es en animales y vegetales. Si bien a grandes rasgos son muy similares existen notables diferencias entre ellas, especialmente en lo que respecta a la pared celular, los cloroplastos y las vacuolas:
• Pared celular: las células vegetales poseen una membrana plasmática, pero a diferencia de las animales cuentan también con una pared celular que les otorga mayor rigidez.
• Cloroplastos: dentro de las células vegetales existen estas organelas que poseen clorofila en su interior, un pigmento que otorga a las plantas su característico color verde, y que es fundamental para llevar a cabo el
proceso de fotosíntesis.
• Vacuolas: son una especie de saco constituido por una membrana, cuya función es la de almacenar agua, azúcares, sales y otros compuestos, además de contribuir con el sustento de la estructura celular. En las células vegetales existe una única vacuola de gran tamaño pero en las animales son más pequeñas y se presentan en cantidades mayores.
Para ver en detalle la constitución de una célula animal y el detalle de los elementos que la componen, puede consultarse la infografía relacionada con el tema en la página 95.
Estructura de célula animal.Estructura célula vegetal.
La reproducción celular
Las células se reproducen para formar otras nuevas por medio de un proceso de división que les permite repartirse en dos semejantes a ella. Cuando se trata de un organismo unicelular, la multiplicación celular aumenta el número de individuos, pero cuando se trata de organismos pluricelulares, el proceso permite el crecimiento y desarrollo de los diferentes tejidos que lo conforman, así como el remplazo de las células muertas o dañadas.
La división celular no es en todos los casos igual. La forma de reproducción que encontramos en organismos como bacterias y ciertos organismos eucariotas, como las levaduras, es la fisión binaria o bipartición, mientras que en el resto de las células eucariotas la reproducción ocurre por mitosis y meiosis.
Esquema de división celular.
BIPARTICIÓN
Denominamos fisión binaria o bipartición al mecanismo por medio del cual se realiza la división celular en organismos, como los procariotas (bacterias), los protistas y las levaduras. Mediante este proceso las células se dividen en dos partes similares.
Antes de que se produzca la bipartición, la célula madre debe duplicar su material genético, el ADN. Luego se reparte de igual forma entre las dos células hijas que serán genéticamente idénticas a la original.
Luego, tiene lugar la separación del citoplasma de la célula por medio de un proceso denominado “citocinesis” que logra finalmente originar a dos células hijas.
Mitosis
Es la división celular que realizan las células eucariotas. Al igual que la fisión binaria tiene por objetivo distribuir el material genético previamente duplicado para originar dos células hijas.
Este mecanismo de multiplicación, se lleva a cabo en varios pasos o fases que permiten compactar los filamentos de ADN y formar los cromosomas.
Luego de que los cromosomas se han duplicado y separado quedan ubicados en extremos diferentes de la célula. Pero la separación final ocurre con la citocinesis que divide la totalidad del citoplasma para producir las dos células hijas.
Representación de la mitosis.
Meiosis
A diferencia de la mitosis, durante la meiosis se producen cuatro células de una, conteniendo cada una la mitad del número de cromosomas que la progenitora. Es un proceso propio de aquellas células que pertenecen a individuos pluricelulares con reproducción sexual, y que dan lugar a la fusión entre las células sexuales masculina y femenina. A diferencia de las restantes células del individuo, las células sexuales que cuentan con la mitad de cromosomas.
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