Las funciones esenciales de la célula viva son la nutrición, la circulación, la excreción, la reproducción y la relación con el medio.
Por la nutrición celular se incorporan alimentos que la célula transformará en su interior, para convertirlos en compuestos ricos en energía que serán utilizados posteriormente. La modalidad de alimentación asume formas variables.
Los seres unicelulares, por ejemplo, se valen de unas prolongaciones transitorias de su citoplasma, llamadas seudópodos. Estos seres, y ciertas células del organismo, se nutren por medio de un proceso conocido como fagocitosis, típicos de las amebas y de los glóbulos blancos de la sangre; el alimento puede ser incorporado en cualquier punto de la superficie protoplasmática. Los protistas ciliados, en cambio, se nutren a través de puntos concretos.
Las moléculas de agua, oxígeno, glucosa, sales y ácidos pueden pasar a través de la membrana celular. Con las de almidón, grasas y proteínas no ocurre lo mismo, por ser demasiados grandes; son desintegradas por enzimas digestivas, en un proceso llamado digestión extracelular.
Una vez incorporadas, las sustancias sufren en el citoplasma transformaciones químicas necesarias para la vida de la célula. La sucesión de estos cambios recibe el nombre de metabolismo. Para que haya metabolización es necesaria la respiración, por medio de la cual las moléculas de los nutrientes se descomponen en glucosa, la principal fuente de energía para la célula.
Hay dos clases de respiración: la anaeróbica, que no requiere oxígeno y se efectúa fuera de las mitocondrias -organismos citoplasmáticos productores de energía- , y la aeróbica, en la que sí intervienen esos orgánulos.
Algunas bacterias, levaduras y hongos tienen respiración anaeróbica, pero la mayor parte de los seres unicelulares respira en forma aeróbica.
Mediante la respiración, la célula extrae energía de las moléculas orgánica que la alimentan y libera dióxido de carbono. En las plantas, la clorofila es fundamental para la nutrición, ya que capta la energía lumínica y la metaboliza en energía química liberadora de oxígeno.
La circulación consiste en la distribución del alimento y el oxígeno por medio de movimientos del citoplasma. Las vacuolas alimentarias son como burbujas que encierran los alimentos y se desplazan por el citoplasma. Los lisosomas producen enzimas que favorecen la disolución de las sustancias nutrientes; éstas pasan al citoplasma a través de la membrana vacuolar.
Mediante la excreción la célula expulsa las sustancias que no necesita. Esto se puede producir de dos maneras distintas: los desechos pueden pasar directamente a través de la membrana celular, o la célula puede encerrar el desecho en una vacuola, pequeña cápsula, que se forma en el citoplasma y que, por estar compuesta de la misma sustancia que la membrana, es atraída por ésta. Al unirse a la membrana desecha el residuo hacia el exterior de la célula.
La célula también cumple funciones de relación con el medio que la rodea. Las más importantes son la irritabilidad y el movimiento. La primera es la capacidad de reaccionar a estímulos como las variaciones lumínicas, de temperatura, de humedad, de acidez o eléctricas. La célula responde a estos estímulos con movimientos de deformación, como la aparición de flagelos, y de traslación, como la vibración o la contracción.
Las células se reproducen por división de dos maneras distintas: por mitosis o por meiosis. En los individuos pluricelulares, las células se dividen en somáticas y germinales. Las primeras forman parte de todos los tejidos, y las segundas se especializan en formar los gametos o células sexuales.
Las células somáticas se dividen para formar nuevas células; eso permite el crecimiento de los tejidos y el reemplazo de las células muertas. Esta división se llama mitosis; dura entre veinte minutos y dos horas y se compone de cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase.
En el núcleo de la célula, los cromosomas -fibrillas que contienen la información que será transmitida de una generación a otra en partículas llamadas genes- se curvan.
Enseguida el núcleo se divide en dos, y cada uno de los núcleos resultantes encierra una mitad de todos los cromosomas. A continuación, ambos núcleos se separan; al dividirse el citoplasma quedan formadas dos células idénticas a la originaria, con núcleo, protoplasma y membrana celular.
Las células germinales, en cambio, se dividen por un mecanismo llamado meiosis. Los cromosomas del núcleo se duplican y forman pares. La célula se divide en dos, y en este caso ambas son ligeramente distintas porque los pares de cromosomas se disponen al azar en un núcleo o en el otro. Estas dos células vuelven a dividirse, sin que haya nueva duplicación de cromosomas.
Quedan constituidas cuatro medias células, con la mitad del número normal de cromosomas. Las medias células de este tipo son los gametos, que si son femeninos se llaman óvulos y si son masculinos espermatozoides. Al unirse un óvulo con un espermatozoide, cada media célula aporta sus cromosomas; nace así la célula huevo, que dará origen a un nuevo individuo, con la cantidad de cromosomas normal para la especie.
Mitosis: Las células somáticas se dividen duplicando los cromosomas. De este proceso resultan dos células idénticas a la primera.
Meiosis: En la división de células sexuales se obtienen cuatro células llamadas gametos -óvulos y espermatozoides- con la mitad de los cromosomas. Al unirse las células sexuales de dos individuos el número de cromosomas se completa.
Los tejidos
Un tejido es una agrupación de numerosas células, que se unen entre sí según las distintas especializaciones que los organismos pluricelulares requieren. A veces, células no especializadas se transforman y asumen la forma necesaria para reparar un tejido vecino.
El ADN es una macromolécula con estructura de doble cadena helicoidal. Cada cadena está constituida por una secuencia de nucleótidos (molécula formada por una azúcar, un grupo que contiene fósforo y una base nitrogenada -adenina, timina, citosina y guanina-). Es el responsable de controlar el desarrollo celular, dirigir su división y transmitir la información genética.
En los organismos pluri-celulares, las características específicas de cada célula están determinadas por las proteínas que elabora. Las células de la piel, por ejemplo, son ricas en queratina, sustancia de protec-ción. Las musculares contienen miosina, que permite la contracción y el relajamiento de las fibras. Las proteínas de las neuronas -células del sistema nervioso- participan en la transmisión de impulsos eléctricos, a través de sustancias químicas llamadas neurotransmisores.
En los vegetales, la primera diferenciación celular se observa en las algas, que presentan células de nutrición, de crecimiento y de reproducción. En las plantas con flores, los tejidos aparecen ya bien diferenciados. Entre las numerosas clases de tejidos vegetales, el embrionario permite el crecimiento de yemas, tallos y raíces; el epidérmico recubre la planta, e impide la evaporación del agua; el glandular produce secreciones de distinto tipo, que se reconocen por el olor particular que dan a la planta.
El tejido más abundante en los vegetales es el parénquima. En sus células se llevan a cabo la mayoría de las reacciones químicas para el metabolismo. Entre el parénquima del tallo circulan, a través de vasos, agua, nutrientes y aire; la fotosíntesis se produce, sobre todo, en el parénquima de las hojas.
Hay, además, tejidos especializados para formar vasos conductores de savia, como el xilema y el floema, y para el sostén y la flexibilidad, como el esclerénquima y el colénquima.
En el reino animal, los tejidos también se diferencian según la complejidad de sus funciones. Las células musculares o fibras tienen capacidad de contraerse y hacen que el animal se mueva. Hay fibras de funcionamiento involuntario, por ejemplo en las vísceras, y voluntario, en los músculos de desplazamiento.
Las neuronas que componen el tejido nervioso permiten que el organismo animal actúe en reacción a lo que ocurre fuera de sí mismo, y accione aquellas partes de su cuerpo sobre las que tiene control voluntario. Las neuronas más perfeccionadas que se conocen son las del cerebro humano.
La sangre, tejido especializado en el transporte de nutrientes y desechos, está formada por una sustancia líquida (el plasma) y corpúsculos celulares (glóbulos rojos y blancos y plaquetas). El tejido óseo es el que forma los huesos. En los vertebrados, la estructura ósea da sostén al cuerpo y protege los órganos internos.
El tejido cartilaginoso es elástico; con él se forman las articulaciones -uniones entre dos huesos- , que facilitan el movimiento. La piel está recubierta por tejido epitelial, que también se encuentra en las paredes de órganos y cavidades. Al no tener sustancia intercelular, este tejido resiste tracciones y roces perma-nentes. El tejido adiposo consiste en grasa, que sirve al cuerpo como amortiguador y lo protege contra el frío.
