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La teoría celular

En 1837, el botánico alemán Matthias Jacob Schleiden (1804-1881) estudió en el microscopio distintas plantas y llegó a la conclusión de que estaban compuestas por unidades identificables o células.

Posteriormente, en 1839, un amigo suyo, el fisiólogo alemán Theodor Ambrose Hubert Schwann (1810-1882), hizo extensiva esta hipótesis a los animales, unificando animales y plantas en una teoría común, la teoría celular, cuyos fundamentos son:

  • Todos los tejidos animales y vegetales se desarrollan de la misma manera: a partir de células que crecen y cambian, especializándose en determinadas funciones (proceso conocido como diferenciación celular).

  • Las actividades de un ser vivo se explican en términos de la actividad de sus células. Por ejemplo, las secreciones orgánicas (saliva, bilis, orina...) no son meros exudados de los tejidos, como solía afirmarse entonces, sino productos del metabolismo de las células o de las glándulas.

  • El óvulo o huevo a partir del cual se desarrolla un ser vivo también posee estructura celular, lo mismo que los rudimentos del embrión.

Los continuos avances técnicos permitieron descubrir que el núcleo de la célula se forma por división de un núcleo preexistente en dos o más núcleos hijos. Rudolph Carl Virchow (1821-1902) resumió esa y otras observaciones en su célebre aforismo de 1855: omnis cellula e cellula, es decir, “toda célula proviene de la división de otra célula”. La aceptación definitiva de la teoría celular llegó de la mano de Louis Pasteur con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares. En términos actuales, la teoría celular presenta los siguientes postulados:

  1. La célula es la unidad anatómica de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.

  2. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio.

  3. Cada célula posee toda la información hereditaria para el control de su desarrollo y funcionamiento, y transmite esta información a la siguiente generación.

  4. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas.

Establecida la teoría celular y habiendo observado algunas de las estructuras que forman la célula, el avance en las técnicas de observación con el desarrollo del microscopio electrónico y la aplicación de nuevos enfoques en la investigación, han ido permitiendo conocer la ultraestructura de la célula y desentrañar algunos de los procesos que en ella ocurren.

Microscopio electrónico

Microscopio electrónico. By Stéphane (Own work) [GFDL, CC-BY-SA-3.0, via Wikimedia Commons.

  • Microscopio electrónico. Utiliza haces de electrones en vez de luz visible. Alcanza una resolución 200 veces mayor que el óptico, con aumentos de hasta 1.000.000x, permitiendo observar la estructura de los orgánulos subcelulares.

  • Enfoque químico. Identificación de los elementos químicos que componen las células, tales como carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno para, a partir de ahí, avanzar hacia la caracterización de moléculas como las proteínas, ácidos nucleicos, glúcidos, lípidos que componen las estructuras celulares (membrana, núcleo, citoplasma…).

  • Enfoque fisiológico, que conllevaba añadir una dimensión al estudio puramente estático de las células: el tiempo. Examinar un tejido al microscopio implica fijarlo, deshidratarlo, congelarlo o incluirlo en un bloque de parafina, cortarlo, teñirlo y montarlo; en definitiva, el análisis de células solo permitía observar instantáneas de su vida –es decir como eran justo antes de matarlas para investigarlas–. Se hacía necesario, así, estudiar los cambios que ocurren en su seno a lo largo del tiempo; en otras palabras, su fisiología.

Tamaños microscópicos...

Ningún microscopio óptico permite distinguir detalles inferiores de 0,25 μm (micrómetros). Puede parecer una cifra muy pequeña, pero lo cierto es que, para el mundo de las células, resulta demasiado grande: es como si un anatomista fuese incapaz de percibir todo lo que tuviese un tamaño inferior al de nuestra cabeza.

El micrómetro (μm) equivale a la milésima parte de un milímetro (1μm = 10-3 mm = 10-6 m) y aún se usa otra unidad menor: el nanómetro (nm) = 10-3 μm = 10-6 mm o "mil millones de veces más pequeño que el metro".

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