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Postulados de la teoría celular: antecedentes, evolución, características y autores de la teoría de las células

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¿Cuál es la teoría celular? Los postulados de la teoría celular marcaron un antes y un después en la biología, pues gracias a ella se explica cómo están constituidos los seres vivos así como el papel que estos tienen en la constitución de la vida, convirtiéndose en una prueba indirecta del proceso evolutivo. En este artículo se hará un resumen de la teoría celular, haciendo énfasis en los enunciados de la teoría celular.

¿Cuáles son las teorías celulares? Antes de la existencia de postulados de la teoría celular, habían muchas ideas de como surgían los seres vivos, pues muchos defendían que los seres vivos surgían por generación espontánea. Con el descubrimiento del microscopio y posteriores experimentos, esta teoría fue descartada, pero aún se desconocían muchas cosas referentes a las células. Cuando se consolidaron los enunciados de la teoría celular, continuaron los avances para desvelar el resto de misterios que guardaban las células y las características de la teoría celular.

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¿Qué es la teoría celular?

La teoría celular es una de las teorías más importantes de la biología. Establece que todos los seres vivos del planeta están compuestos por células, su estructura y su papel en el organismo. La teoría de la célula fue desarrollada gracias a los avances en el campo científico, en el que destacan la creación del microscopio.

No hay un año de la teoría celular como tal, pues la teoría de las células fue desarrollada entre 1830 y 1855, con los aportes de Matthias Jacob Schleiden, Friedrich Theodor Schwann y Robert Remak. La importancia de la teoría de evolución celular dio la razón biogenistas, que defendían que la vida solo podía surgir de otra vida, a diferencia de lado los abiogenistas, que defendían que la vida surgía de forma espontánea.

A pesar de la evidencia, la teoría celular y sus características, continuó en debate todo el siglo XIX, hasta los experimentos Louis Pasteur donde quedó totalmente desechada la teoría de la generación espontánea en el ámbito científico, lo que permitió el desarrollo de la teoría celular en las próximas generaciones.

Tipos de células según la teoría celular

Las células son unidades básicas funcionales y morfológicas que forman parte de todos los seres vivos, que comparten funciones como  evolucionar, alimentarse, crecer, interactuar y reproducirse. Existen dos grupos para clasificar a las células según si poseen núcleo o no:

Células procariotas

Se caracterizan por no poseer un núcleo, que contiene el ADN. En estas células el ADN se ubica en el citoplasma, en lugar de estar rodeado por la membrana nuclear. Estas suelen estar presentes en organismos unicelulares, como lo son las bacterias. Los organismos con esta clase de células fueron los primeros en aparecer y siguen estando en la actualidad.

Células eucariotas

A diferencia de las procariotas, estas poseen un núcleo donde se almacena el ADN de la célula, suelen ser más grandes que estas se  encuentran principalmente en organismos pluricelulares como los hongos, animales o los seres humanos. También poseen otros orgánulos aparte del núcleo, como la membrana plasmática o citoplasmática, ribosomas, mitocondrias, vacuolas, etc. Estas se pueden clasificar de la siguiente manera:

Células vegetales

Son las células que constituyen a las plantas. Se diferencian del resto por tener  una pared celular rígida formada por celulosa, su forma de “celdas” y otras formas geométricas. Tiene varios orgánulos ausentes en las células animales, como cloroplastos, eucoplastos y cromoplastos. Además, las vacuolas (orgánulos de almacenaje) en las células vegetales son muchísimo más grandes, llegando a ocupar un 80 % de la célula y está presente en todos los organismos vegetales.

Célula animal

Estas células carecen de cloroplastos, pues a diferencia de las plantas, no están diseñados para llevar acabo la fotosíntesis, pues son seres heterótrofos, es decir, obtienen la materia orgánica que sus organismos requieren el medio que los rodea. Tampoco poseen una pared celular,  cloroplastos ni vacuola.

Estas células tienen una avanzada organización que genera tejidos formadores de órganos, pues estas células estar altamente especializadas, capaces de formar tejido muscular, epiteliales, sanguíneas o nerviosas.

Célula fúngica

Estas componen a los hongos, unos organismos intermedios entre plantas y animales, ya que son heterótrofos (no contienen cloroplastos) pero sí que presentan una pared celular, pero está compuesta por quitina mientras que la vegetal está compuesta por celulosa y una membrana celular con ergosteroles. Sus células pueden formar hifas, unas delgadas y alargadas como hilos que forman al cuerpo del hongo.

Destacan por tener organelos como los organelos de Wöroning que regulan los productos citoplásmicos, los lomasomas para la excreción extracelular y el Spiztenkörper, una estructura que funciona centro organizador del crecimiento de las hifas y de la morfogénesis.

Historia de la teoría celular

La historia de la teoría celular empieza con la creación del microscopio por el comerciante holandés Zacharias Janssen en 1590. Más tarde,  el científico inglés Robert Hooke en la teoría celular aportaría en 1665 una mejora en el microscopio. Hooke puso un corcho en el microscopio por lo que no vio células como tal, simplemente vio una serie de celdillas de bautizándolas como “célula” que significa “habitación pequeña”.

Marcello Malpighi, un biólogo italiano, estudió diversas estructuras biológicas, realizando los primeros estudios histológicos sobre diversos órganos de plantas y animales, Malpighi puso nombre a muchas estructuras vegetales. Para el, la materia viva estaba compuesta de diminutas glándulas que separaban o mezclaban los fluidos corporales. Si bien esto no era del todo correcto, estos descubrimientos dieron pie a la teoría celular.

Antecedentes

El primer en ver a una célula y con quien empezarían a desarrollarse los antecedentes de la teoría celular fue Anton van Leeuwenhoek, un comerciante neerlandés conocido como el “padre de la microbiología”. Leeuwenhoek empleó diversos microscopios de su propia autoría para observar la calidad de las telas que comerciaba, pero luego uso otras sustancias, logrando ver animales unicelulares, bacterias, glóbulos rojos y espermatozoides, derribando la creencia de la época que la esperma contenía bebés en miniatura en el año 1672.

Nehemias Grew  concluye que los tejidos de las plantas están compuestos esencialmente por pequeñas piezas refiriéndose a ellas como “vesículas” e introdujo el término de “parénquima vegetal”. En 1759 Caspar Wolff estudió la metamorfosis que sufren las plantas, concluyó que todos los seres vivos tienen una unidad fundamental de forma globular llamada célula.

Xavier Bichat definió por primera vez un tejido como un conjunto de células con forma y funciones similares. En 1802 Gottfried Reinhold Trevinarus, un naturalista y médico alemán propuso que las células eran entidades reales y podrían aislar tejidos. Años más tarde, en 1817 Johann Heinrich afirmaba que los tejidos estaban formados por células individuales que no eran huecas. El microscopio tuvo varias mejoras por parte de Henri Dutrochet en 1824, lo que permitió establecer diferencias entre el tejido animal y vegetal, y descubrir el proceso de ósmosis.

Robert Brown, botánico escocés advirtió en 1831-1832 que las células vegetales poseían un núcleo, que llamó “un corpúsculo” al estudiar los orquídeas, y a partir de ahí se descubrieron más estructuras de la célula. A François Vincent Raspail se le acuñe la frase omnis cellula e cellula («toda célula deriva de una célula»). El científico determinó que las células toman del ambiente a través de la aspiración  los elementos necesarios para su formación.

Un par de años más tarde, Félix Dujardin descubrió que las células no están huecas, pues contiene una sustancia gelatinosa que llamó sacorda, describiéndolo como una sustancia homogénea, insoluble en agua adherente y retráctil. Hugo von Mohl en 1844 demostró que el protoplasma es la fuente de los movimientos, identificando (llamándolo “utrículo vital”) la membrana citoplasmática de las células vacuolares y es el primero en describir el comportamiento del protoplasma en la división celular.

Desarrollo formal de la teoría celular

Fue con los aportes de los alemanes, Theodor Schwann y Jakob Schleiden dieron desarrollaron formalmente la teoría. En 1838 Schleiden formuló que todas las plantas están formadas por células, más tarde, su colega Schwann extendió esta afirmación a los animales, llegando así a los dos primeros principios de la actual teoría celular.

El tercer principio de la teoría celular fue difundido y añadido por Rudolf Virchow en 1855, pero hay evidencia que sugiere que esta idea hurtada del científico polaco Robert Remak, quien era su colega y que lo habría publicado en un artículo en 1852. A Virchow se le suele acuñar erróneamente la frase de Vincent Raspail, pues fue él quien la popularizó.

La evolución de la teoría celular continuó luego de su formalización, pues otros científicos continuaron haciendo importantes descubrimientos sobre los elementos que conforman la célula. En 1864 Pasteur descubre que al someter a los líquidos a altas  temperaturas, se eliminan los microorganismos, y que estos no se generan de forma espontánea, pues en los caldos que hirvió en su experimento no crecían nuevos microorganismos.

De forma totalmente independiente, Mendel en 1865 presentó sus experimentos la transmisión de caracteres en guisantes, y que hoy constituyen la base de la genética. En esa misma época, Pasteur demostró a través de sus  experimentos que los microorganismos no se formaban espontáneamente, refutando así la teoría de la generación espontánea y demostrando que todo ser vivo procede de otro ser vivo anterior.

En 1869, la molécula de ADN fue descubierta por Friedrich Miescher estudiando el esperma de salmón y el pus de heridas abiertas. Como la que encontró solamente en los núcleos lo llamó Nucleína (llamada actualmente ácido nucleico).

Walter Fleming en 1879 descubrió la cromatina, un compuesto de la célula que no se conocía hasta el momento, pues para verlo Walter uso colorantes para teñir el material en el núcleo celular. Esta cromatina sufría alteraciones a lo largo de la vida de una célula y especialmente en el proceso de división celular, pues estas se aglutinaban formando unos bastones que se duplicaban antes de dividirse la célula. Estos bastones recibieron el nombre de cromosomas.

Con los estudios de Santiago Ramón y Cajal en 1888, se descubrió que el sistema nervioso, incluido el cerebro, está compuesto de entidades individuales, las actuales neuronas. Con este descubrimiento, la teoría celular se extendió a todos los tejidos del cuerpo, pues se demostraba que el tejido nervioso estaba formado por células llamadas neuronas.

En el año 1904, Walter Sutton se dio cuenta del paralelismo entre los factores de Mendel y los cromosomas. Ambos se presentaban en pares, y de cada par uno era heredado del padre y otro de la madre, concluyendo que las unidades mendelianas (los genes) se ubica físicamente en el cromosoma. 

En 1953 ames Watson y Francis Crick se comunicaron con la revista Nature, para dar la descripción de la estructura del ácido desoxirribonucleico, más conocido como ADN. Este descubrimiento fue gracias a Rosalind Franklin, pues ella tomo la fotografía a las moléculas del ADN, sin embargo, a diferencia de Watson y Francis Crick, no recibió reconocimiento por su descubrimiento. Con los estudios de ADN se han podido realizar desde pruebas de paternidad hasta resolver casos en la medicina forense.

Postulados de la teoría celular

¿Cuáles son los postulados de la teoría celular y quién los propuso? La formación y postulados de la teoría celular fueron logrados gracias a una serie de antecedentes llevados a cabo científicos a lo largo de los años junto con una serie de importantes avances en la tecnología. Todo esto permitió que Matthias Jakob Schleiden,  Theodor Schwann establecieran y Robert Rermak una serie de principios que describen el mundo celular.

¿Cuáles son los postulados de la teoría celular? Al inicio fueron los postulados de la biología celular eran 3, pero con los nuevos descubrimientos se añadió un cuarto.

La célula es la unidad básica estructural

El primer de los 4 postulados básicos de la teoría celular hace referencia a que todos los seres vivos, ya sean plantas o los animales están formados por células y por productos secretados por éstas. Puesto que todos los organismos las poseen, las células constituyen la unidad estructural fundamental.

Los organismos pueden ser de una sola célula (unicelulares) o de varias (pluricelulares). Los estudios de Caspar Wolff fueron las precursoras del primer postulado celular y fue propuesto gracias a los descubrimientos de Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann.

La célula es la unidad básica funcional

El segundo postulado de la teoría celular se refiere a las funciones de las células, pues esta realiza las mismas funciones que los demás seres vivos: respiración, digestión, excreción, etc. Por lo tanto, en este postulado celular se deja en claro que todos estos procesos químicos ocurren dentro de la célula. Los trabajos de Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann permitieron la formulación de este enunciado.

Todas las células que existen proceden de otras células anteriores

El tercer postulado de la teoría celular deja en claro que una célula solo puede provenir de otra célula (omnis cellula e cellula). Según la perspectiva evolutiva, evolutiva, la excepción a este postulado serían las primeras células que surgieron de reacciones químicas. Él Trabaja de Robert Remak junto con los antecedentes de François Vincent Raspail hicieron pósinble este postulado.

Las células son una unidad genética

El cuarto postulado de la teoría celular se agregó con el descubrimiento del ADN. Consiste en que las células contienen el material hereditario (ADN) donde se encuentran todas las características de la célula y que esta le  transmite a sus células hijas.

Autores que aportaron a la teoría celular

¿Quiénes formularon la teoría celular? Como ya se mencionó con anterioridad, fueron 3 los autores de la teoría celular los que establecieron los 3 de los 4 postulados de la célula. Si bien los principios de la teoría celular se establecieron con estos autores, los científicos mencionados en los antecedentes fueron parte fundamental para su desarrollo, incluso cuando sus nombres no salen cuando se pregunta quiénes propusieron la teoría celular.  

Matthias Jacob Schleiden

Nació el 5 de abril de 1804 en Alemania.  Estudió la carrera de derecho, pero la abandonó para dedicarse a la botánica. En 1833 viajó a Berlín para trabajar en el laboratorio de Johanes P. Müller, un anatomista y fisiólogo quien dio importantes aportes en estos campos y que influenciarían a Schleiden. En el laboratorio conoció a otro científico alemán, el fisiólogo Theodor Schwann, con quien trabajaría y formularían las dos primeros postulados sobre la teoría celular.

Para ello estudió las plantas al microscopio, llegando a la conclusión de que estaban compuestas por unidades reconocibles o células. En 1837, afirmó que el crecimiento de las plantas se produce gracias a que se generan células nuevas que se propagaban a partir de los núcleos de las viejas.

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Matthias Jacob Schleiden.(Carl Wilhelm Traugott Schenk, Public domain, via Wikimedia Commons/Recorte, mejora de tono y resolución de la original)

Friedrich Theodor Schwann

Nació el 7 de diciembre de 1810 en Neuss. Estudió medicina en la Universidad de Bonn en 1829, donde fue discípulo del ya mencionado Johannes Müller. Durante  su carrera realizó importantes descubrimientos fisiológicos. Llegó a ser profesor de anatomía en Lovaina  y Lieja. En cuanto a sus aportes a las teorías del origen celular, pues desarrolló importantes avances en el microscopio, con los que estudio a los seres vivos.

Schwann estudió las células de varios animales y embriones, concluyendo que todos los seres vivos, incluidos los animales, están conformados por las células.

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Friedrich Theodor Schwann.(See page for author, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons/ Recorte, mejora de tono y resolución de la original)

Robert Remak

Nació el 26 de julio de 1815 en Posnania, Alemania, en una familia judía ortodoxa. Estudió medicina en la Universidad de Berlín y obtiene la licenciatura de Medicina en 1837, especializándose en la neurología. Al igual que los anteriores casos, fue alumno de  Johannes Peter Müller. Debido a su origen judío, tuvo problemas para ejercer como profesor, puesto que se les tenía prohibido enseñar.

Tuvo importantes descubrimientos antes de los 30 años, además tradujo muchos trabajos de medicina a polaco. En 1852 publicó  uno de sus descubrimientos: las células se multiplican por escisión de su núcleo, no a partir de un protoplasma originario. Con esto, se afirmaba que las células animales y vegetales poseen un único origen intracelular, por lo que todas las células surgen de células embrionarias por división progresiva.

Rudolf Ludwig Karl Virchow, compañero de Remak, se vio fuertemente influenciado por la teoría celular, en especial por los trabajos de John Goodsir de Edinburgh y por las investigaciones de Robert Remak, y llegó a las mismas conclusiones que él, aunque al inicio no estaba convencido de los resultados de su compañero. Virchow, en 1885, tomo las ideas de Remak y las publicó, tomando su idea como propia, junto con la frase en latín “toda célula proviene de otra célula”.

El descubrimiento de Remak desarrolló el tercer anunciado, pero su descubrimiento hasta el día de hoy se le atribuye a su compañero, puesto que Virchow contaba con más prestigio, hasta el día de hoy se le adjudica este logro.

Robert Remak. (See page for author, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons/Recorte, mejora de tono y resolución de la original)

Últimos avances de la teoría celular

Los postulados de la teoría celular y sus autores generaron un cambio en la forma en que se estudiaba la biología, y desde entonces se han hecho numerosos descubrimientos que han enriquecido la teoría celular. Un ejemplo de esto fue la teoría cromosómica de Sutton y Boveri, que sirvió para elaborar el cuarto enunciado.

Células madre

Las células madres son algo que ha estado muy presente en muchas noticias en los últimos años. Se tratan de las células que sirven como materia prima para nuevas células hijas o células más especializadas, como lo son las células sanguíneas, cerebrales, del músculo cardíaco o células óseas. Su importancia radica en que pueden ser empleadas para comprender como funcionan las enfermedades, para ser usadas en la medicina regenerativa o emplearlas para probar medicamentos.

Las células madre se encuentran en los embriones de 3 a 5 días, en el líquido amniótico y los tejidos adultos, como la médula ósea o la grasa. Debido a esto, existen estrictas normas éticas para extraer estas células, y se suelen obtener de óvulos ya fertilizados pero que no se implantarán en el útero de una mujer y que previamente los donantes aceptaran  entregarlas. Por otro lado, las células madre adultas no tienen la misma versatilidad y duraderas que las de los embriones.

Las células y la grasa

Las células dendríticas, un tipo especial de célula inmunitaria que se encuentra en los tejidos, como la piel, y estimula las respuestas inmunitarias. Los estudios indicarían que también influirían en el metabolismo, manteniendo un equilibro entre la energía que se consume (calorías) y la que se acumula, transformándose en tejido graso.

El experimento se llevó a cabo en ratones, donde se descubrió que la ausencia de un subtipo de estas, desencadena el desarrollo de obesidad hepatomegalia, diabetes tipo 2 e hígado graso. Los científicos observaron que estas células promueven que se activen dos tipos de linfocitos (las células del sistema inmunitario, las NKT y NK) llamadas “asesinas naturales” pues representan la primera línea de defensa del cuerpo, también afectarían en el tejido graso. Según otros estudios, estos linfocitos posibilitan dicha reparación, mediante la eliminación de células dañadas en el tejido graso.

Las células “comen” lo que tienen alrededor

El estudio proveniente de Universidad Estatal de Ohio descubrió que las membranas celulares se curvan, por lo que forman unas especies de “bocas” que le permite a la célula «comer» lo que hay alrededor. Así como lo que las personas comen influyen en la forma del cuerpo, así aplicaría para las células, pues lo que comen serían importantes para mantener la salud de estas.

Entender de la forma en que las células consumen lo que hay a su alrededor y como lo expulsa puede ayudar al tratamiento de enfermedades, pues se sabe que el proceso se rompe en varias enfermedades, por lo que estos estudios permitirían avances en los tratamientos.

¿Qué es la teoría celular y sus postulados? Se trata de la teoría que explica que todos los organismos vivos están compuestos de células, siendo sus postulados de la teoría celular los pilares de esta. Los enunciados de la teoría celular tuvieron un cambio luego que se descubrio, por lo que no se descarta que en un futuro estos postulados vuelvan a sufrir algún cambio. La importancia de esta teoría radica en que se puede entender cómo los organismos se crean, crecen y mueren, convirtiéndose en la base de la biología.

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