La biología celular es el estudio de la estructura, función y comportamiento de las células. Todos los organismos vivos están compuestos de células, que pueden dividirse en términos generales en procariotas (bacterias y arqueas) y eucariotas (protistas, hongos, plantas y animales).
Estructura de las células procarióticas
El nucleoide es una región dentro del citoplasma que contiene un único cromosoma circular (ADNds) superenrollado por topoisomerasas; a diferencia de los eucariotas, no existe membrana nuclear. Los ribosomas son 70S (subunidades 50S + 30S) compuestos de ARNr y proteínas, responsables de la síntesis de proteínas, y su tamaño 70S los distingue de los ribosomas 80S eucariotas. La membrana citoplasmática es una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas que funciona como una barrera de permeabilidad selectiva, un sitio de transporte de electrones y síntesis de ATP ([fosforilación oxidativa] (/es/guides/mitochondria-and-cellular-energetics.html)) y un aparato de secreción. La pared celular es una capa de peptidoglicano (grampositiva o gramnegativa) que mantiene la forma celular y resiste la presión osmótica. Los flagelos proporcionan motilidad a través de un motor giratorio, mientras que los pili (fimbrias) median la adhesión a superficies y otras células.
Estructura de las células eucariotas
La membrana plasmática es una bicapa de fosfolípidos con colesterol (ausente en procariotas) que contiene proteínas incrustadas para el transporte, la señalización y el reconocimiento entre células; el modelo de mosaico fluido describe su naturaleza dinámica. El núcleo está rodeado por una doble membrana nuclear (envoltura) con poros nucleares que regulan el tráfico molecular y contiene cromatina (ADN + histonas), el nucleolo (síntesis de ARNr) y nucleoplasma.
Sistema de endomembrana
El retículo endoplásmico existe en dos formas: RE rugoso (repleto de ribosomas) para la síntesis y plegamiento de proteínas, y RE liso para la síntesis de lípidos, el metabolismo de los carbohidratos y el almacenamiento de calcio. El aparato de Golgi es una pila de cisternas aplanadas que modifica, clasifica y empaqueta proteínas para su secreción (constitutiva o regulada) o su entrega a otros orgánulos. Los lisosomas son vesículas unidas a membranas que contienen enzimas hidrolíticas (hidrolasas ácidas, pH óptimo ~5) para la degradación de macromoléculas, patógenos y orgánulos dañados mediante autofagia.
Organelos productores de energía
Las mitocondrias son orgánulos de doble membrana con una membrana interna plegada en crestas; son el sitio de la fosforilación oxidativa, generando ATP a través de la cadena de transporte de electrones y el acoplamiento quimiosmótico. Contienen su propio ADN circular (ADNmt) y ribosomas 70S, evidencia de su origen endosimbiótico. Los cloroplastos (en algas y plantas) también son orgánulos de doble membrana con pilas de tilacoides (grana) para la fotosíntesis y contienen su propio ADN y ribosomas.
Citoesqueleto
Los microfilamentos (actina) tienen 7 nm de diámetro y participan en el movimiento celular, la citocinesis y el mantenimiento de la forma celular, polimerizándose a partir de monómeros de ATP-actina. Los microtúbulos son tubos huecos de 25 nm de diámetro compuestos por dímeros de tubulina α/β que forman el huso mitótico, los cilios y los flagelos (disposición 9+2) y sirven como vías para el transporte intracelular a través de motores de cinesina y dineína. Los filamentos intermedios tienen 10 nm de diámetro y comprenden diversas proteínas (queratina, vimentina, lámina) que proporcionan resistencia mecánica y soporte estructural nuclear.
División celular
La mitosis es la división nuclear que produce dos células hijas genéticamente idénticas (profase, metafase, anafase, telofase) y se utiliza para el crecimiento y la reparación de tejidos. La meiosis implica dos rondas de división (meiosis I y II) que producen cuatro gametos haploides no idénticos con variación genética por cruce y surtido independiente. La citocinesis es la división del citoplasma, realizada mediante un anillo contráctil de actina-miosina en las células animales o una placa celular en las células vegetales.
