Estudiando Células

Estudio de la estructura y la función celulares

Labiología celular es el estudio de la estructura y función de las células, sus interacciones con el medio ambiente y su relación con otras células para formar tejidos y organismos vivos. Dentro de la disciplina de la biología celular existe una disciplina más específica denominada citología , que se centra únicamente en la estructura y función de las células.

¿Por qué es importante estudiar las células? Aprender sobre la estructura y la función de las células nos ayuda a comprender los procesos biológicos que sustentan la vida. También nos ayuda a identificar anomalías y enfermedades. Para que tengas una idea más clara de la finalidad del estudio de las células, veremos ejemplos de cómo se utiliza el estudio de las células para diagnosticar y tratar enfermedades.

Especialistas en el estudio de las células

Los citotecnólogos son especialistas que estudian las células mediante experimentos de laboratorio y exámenes microscópicos. Al estudiar las células, disciernen entre los cambios normales y los potencialmente patológicos de la célula.

Por ejemplo, los citotecnólogos que estudian los glóbulos rojos están capacitados para identificar las células en forma de C que indican anemia falciforme. O cuando estudian células de la piel tomadas de un lunar de forma irregular, también pueden identificar células de cáncer de piel entre otras células de la piel.

Caso práctico sobre la anemia falciforme

La forma de los glóbulos rojos sanos se denomina bicóncava, lo que significa que son redondos con un centro dentado. Cuando tienen una forma anormal de C, puede ser un signo de anemia falciforme.

La anemia falciforme (ECF) es un grupo de trastornos hereditarios de los glóbulos rojos que hace que éstos se vuelvan rígidos, pegajosos y se asemejen a una hoz (una herramienta agrícola en forma de C). Las células falciformes mueren rápidamente, provocando anemia en las personas con ECF. Por eso la ECF también se llama anemia falciforme.

Un análisis de sangre que busca hemoglobina S, un tipo anormal de hemoglobina, ayuda a los médicos a detectar la enfermedad de células falciformes. Para confirmar el diagnóstico, se analiza una muestra de sangre al microscopio en busca de muchos glóbulos rojos falciformes, que son el rasgo definitorio de la enfermedad.

Por qué los científicos estudian las células madre

La pérdida o disfunción de determinados tipos de células del organismo da lugar a una serie de enfermedades degenerativas que actualmente son incurables. Aunque los órganos y tejidos dañados o defectuosos se sustituyen con frecuencia por otros donados, no hay donantes suficientes para cubrir la demanda. Las células madre pueden ofrecer un suministro renovable de células de donantes para trasplantes.

Una célula madre es un tipo de célula que tiene la capacidad de convertirse en otros tipos de células del cuerpo. Cuando las células madre se dividen, pueden generar nuevas células madre u otras células que realicen funciones específicas. Mientras que las células madre adultas sólo pueden generar un número limitado de tipos celulares especializados, las células madre embrionarias son capaces de formar un individuo entero. Y mientras el individuo viva, sus células madre seguirán dividiéndose.

Aunque envuelto en la controversia, el estudio de las células madre es muy prometedor para una comprensión más profunda de los procesos fundamentales que subyacen al desarrollo humano. También existe la posibilidad de utilizar estas células para curar diversas enfermedades y trastornos.

Lo que sabemos sobre la estructura y la función celular: Breve guía de estudio

La célula es la unidad más pequeña de la vida: desde las bacterias hasta las ballenas, las células constituyen todos los organismos vivos. Independientemente de su origen, todas las células tienen cuatro componentes comunes:

1. La membrana plasmática separa el contenido de la célula de su entorno externo.

2. El citoplasma es un líquido gelatinoso que llena el interior de una célula.

3. Los ribosomas son el lugar de producción de las proteínas.

4. ElADN son macromoléculas biológicas que almacenan y transmiten información genética.

Las células suelen clasificarse en procariotas y eucariotas. Las células procariotas no tienen núcleo (orgánulo membranoso que contiene ADN) ni otros orgánulos membranosos. En cambio, las células eucariotas tienen núcleo y otros orgánulos membranosos que desempeñan funciones compartimentadas:

• El aparato de Golgi recibe, procesa y empaqueta lípidos, proteínas y otras moléculas pequeñas.

• Las mitocondrias producen energía para la célula.

• Los cloroplastos (que se encuentran en las células vegetales y en algunas células de algas) realizan la fotosíntesis.

• Los lisosomas descomponen las partes no deseadas o dañadas de la célula.

• Los peroxisomas intervienen en la oxidación de los ácidos grasos, los aminoácidos y algunas toxinas.

• Lasvesículas almacenan y transportan sustancias.

• Lasvacuolas realizan diferentes tareas según el tipo de célula.

  • En las células vegetales, la vacuola central almacena diversas sustancias, como nutrientes y enzimas, descompone macromoléculas y mantiene la rigidez.

  • En las células animales, las vacuolas ayudan a secuestrar los residuos.

Además de sus orgánulos, las células procariotas y eucariotas también difieren en cuanto al tamaño celular. El tamaño de las células procariotas oscila entre 0,1 y 5 μm de diámetro, mientras que el de las eucariotas oscila entre 10 y 100 μm.

Las células pueden ser pequeñas, pero son fundamentales para la vida. Las células del mismo tipo que se reúnen y realizan funciones similares constituyen los tejidos. Del mismo modo, los tejidos forman órganos (como tu estómago); los órganos forman sistemas de órganos (como tu aparato digestivo), y los sistemas de órganos forman organismos (¡como tú!).

Herramientas y métodos para estudiar las células

Como las células individuales son tan pequeñas que resultan invisibles a simple vista, los investigadores utilizan microscopios para estudiarlas. Un microscopio es una herramienta utilizada para ampliar un objeto. Hay dos parámetros importantes a la hora de abordar la microscopía: el aumento y el poder de resolución.

Aquí hablaremos de dos tipos de microscopios que suelen utilizar las personas que estudian las células: los microscopios ópticos y los microscopios electrónicos.

¿Qué son los microscopios ópticos?

Si has tenido la oportunidad de utilizar un microscopio en el laboratorio de ciencias mientras estudiabas, lo más probable es que hayas utilizado un microscopio óptico. Un microscopio óp tico funciona permitiendo que la luz visible se doble y pase a través del sistema de lentes para que el usuario pueda ver el espécimen.

Los microscopios ópticos son útiles para observar cosas vivas, pero como las células individuales suelen ser transparentes, es difícil saber qué partes de un organismo son cuáles sin utilizar tinciones específicas. Más adelante hablaremos de la tinción celular.

¿Qué son los microscopios electrónicos?

Mientras que un microscopio óptico utiliza un haz de luz, un microscopio electrónico utiliza un haz de electrones, lo que aumenta tanto el aumento como el poder de resolución.

Un microscopio electrónico de barrido produce un haz de electrones que recorre la superficie de una célula para resaltar los detalles de la superficie celular. En cambio, un microscopio electrónico de transmisión produce un haz que atraviesa la célula e ilumina su interior para mostrar su estructura interna con gran detalle.

Como requieren una tecnología más sofisticada, los microscopios electrónicos son más grandes y más caros que los microscopios ópticos.

¿Qué es la tinción celular?

La tincióncelular es el proceso de aplicar un colorante a una muestra para mejorar la visibilidad de las células y sus partes constituyentes cuando se observan al microscopio. La tinción celular también puede utilizarse para resaltar los procesos metabólicos, distinguir entre células vivas y muertas en una muestra y contar las células para medir la biomasa.

Para preparar una muestra para la tinción celular, es necesario someterla a permeabilización, fijación y/o montaje.

La tinción celular puede realizarse sumergiendo la muestra en una solución colorante (antes o después de la fijación o el montaje), lavándola y observándola después al microscopio. Algunos tintes requieren la aplicación de un mordiente, una sustancia que interactúa químicamente con el tinte para crear un precipitado coloreado insoluble. Una vez eliminada la solución de colorante sobrante mediante lavado, la tinción con mordiente permanecerá sobre la muestra o dentro de ella.

Las tinciones pueden aplicarse al núcleo de la célula, a la pared celular o incluso a toda la célula. Estas tinciones pueden utilizarse para revelar estructuras o características celulares específicas al reaccionar con compuestos orgánicos como proteínas, ácidos nucleicos y carbohidratos. Entre los colorantes que se suelen utilizar en la tinción celular se incluyen:

• Hematoxilina - cuando se utiliza con un mordiente, tiñe los núcleos de azul-violeta o marrón.

• Yodo - se suele utilizar para indicar la presencia de almidón en una célula.

• Azul de metileno - se suele utilizar para aumentar la visibilidad de los núcleos en células animales.

• Safranina - se suele utilizar para contrateñir el núcleo o indicar la presencia de colágeno.