Biología celular: qué es y su importancia

La biología celular es una ciencia que estudia las células, desde cómo están estructuradas hasta su funcionamiento bioquímico. Es una rama de la biología y, al ser las células las unidades básicas de la vida, su estudio es esencial para el conocer funcionamiento de todos los seres vivos.

Dentro de las células ocurren una serie de procesos vitales como el metabolismo, doblamiento de proteínas, comunicación extracelular, secreción de sustancias, excreción de componentes que ya no son útiles, asimilación de sustancias en crecimiento y división celular. Todos estos procesos son estudiados por la biología celular y están relacionados directamente con los componentes celulares, que son quienes llevan a cabo los mencionados procesos.

Los componentes celulares varían según el tipo de célula ya que existen diferentes tipos células:

• La eucariota.
• La procariota.
• La animal.
• La vegetal.
• La fungal.
• La protista.

Al tener cada una características particulares, la investigación celular puede especializarse en cada una de ellas. Algunas de las estructuras que pueden ser estudiadas son la membrana celular, núcleo, aparato de Golgi, peroxisomas, retículo endoplasmático, ribosomas, mitocondria, cloroplastos, vacuolas, lisosomas, pared celular y microtúbulos.

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La biología celular tiene múltiples aplicaciones, desde la medicina, hasta la evolución y biotecnología, ya que su estudio puede resolver diferentes problemáticas. A continuación, vamos a mencionar las dos aplicaciones de la biología celular más destacadas.

Medicina

Gracias al conocimiento de las células se han podido descubrir tejidos patológicos, como el cáncer. Este es originado por la multiplicación celular desordenada, a partir de lo que se han podido crear tratamientos que ataquen a estas células enfermas. La citología es la rama específica de la biología celular que utiliza las tinciones y marcaje de células para conocer cómo se están comportando.

En el desarrollo embrionario las células tienen un importante papel. La multiplicación de las células varía según la fase del cigoto, una información útil tanto para médicos de la reproducción como para veterinarios. Relacionado a esto está el estudio de las células reproductivas que buscan hallar problemas que puedan causar infertilidad. Por ejemplo, existen exámenes de conteo de espermatozoides donde se analiza si el movimiento o el número son adecuados para que el individuo sea considerado fértil.

Existe numerosas enfermedades relacionadas a la sangre, que también está compuesta por células. Existen plaquetas, glóbulos rojos y glóbulos blancos y cuando hay anomalías se presentan patologías, como por ejemplo producción insuficiente en la aplasia medular o problemas particulares como las eritroblastopenias. El conocimiento de las células sanguíneas puede ayudar a detectar patologías y desarrollar terapias.

Biotecnología

El sistema inmune funciona gracias a células específicas, como los linfocitos (para inmunidad humoral) y las células T (para la inmunidad celular), que responden ante los estímulos externos que puedan poner en peligro al organismo. Las respuestas celulares determinan la respuesta inmune y mediante la tecnología es que hoy se han desarrollado vacunas que utilizan el principio de desarrollo de anticuerpos para prevenir enfermedades.

Es importante, también, conocer el funcionamiento celular de otros grupos biológicos. De esto se encarga la microbiología, donde se estudian las células fungales y procariotas. Estas células pueden aprovecharse en biotecnología, por ejemplo, para la producción de alimentos con bacterias de ácido láctico para producir quesos y yogurt, o para crear métodos de defensa, como los medicamentos antibióticos.

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Las células generan moléculas necesarias para diferentes funciones, lo cual nos lleva a la diferencia entre la biología celular y la biología molecular. Aunque están relacionadas, estudian aspectos diferentes de la célula.

• Biología molecular: estudia la composición, función y estructura de las moléculas celulares.
• Biología celular: estudia los mecanismos de la célula que ocurren en sus organelos. Aquí puedes encontrar más información sobre Organelos celulares: qué son, funciones y ejemplos.

Las moléculas celulares que pueden ser estudiadas se dividen en compuestos inorgánicos, moléculas orgánicas pequeñas y macromoléculas. A continuación, vamos a explicarlas más concretamente:

• Compuestos inorgánicos: comprenden al agua y sales minerales.
• Moléculas orgánicas pequeñas: son los azúcares, ácidos grasos aminoácidos y nucleótidos que al ser unidos forman moléculas más complejas.
• Macromoléculas: están compuestas por estas pequeñas moléculas, que forman los polímeros de alto peso molecular, como los polisacáridos, lípidos y fosfolípidos. Las macromoléculas de mayor importancia son las proteínas y los ácidos nucleicos en forma de ADN y ARN. Además, son la base del estudio de la biología molecular, porque de estas se desprenden las características físicas y metabólicas de todos los seres vivos.

El conocimiento de las células es indispensable para saber cómo funcionan los organismos, y esto se puede lograr gracias a la biología celular. Siendo la célula la unidad básica, es necesario conocerla en profundidad para entender cómo funciona la vida.

Los principales aportes a la humanidad generados a partir del conocimiento de la célula han sido originados por la biología molecular. Su entendimiento y manejo han podido permitido:

• Crear tratamientos.
• Prevenir enfermedades y patologías.
• Producir nuevos tipos de proteínas.
• Modificar rasgos fenotípicos vegetales y animales.
• Aumentar la producción alimenticia.

Esta rama de la biología ha sido útil para conocer el origen de varios seres vivos, como los resultados que dio el análisis de Arabidopsis thaliana, donde se ha logrado secuenciar su genoma por completo y, gracias a ello, se está conociendo la evolución de las plantas con flores, lo que ayudará a mejorar el desarrollo agrícola.

Otra importante aplicación de biología molecular que hace falta volver a mencionar es en en la medicina, con el uso de ratones como modelos. Compartimos genes con estos animales, como el gen Kit que regula las células pigmentarias. A partir de ello se han podido modificar genes en los ratones para experimentar cómo responden al cambio y conocer así los procesos en el humano.

Los tejidos del cuerpo humano están compuestos por células. Con este conocimiento se han desarrollado terapias para regenerar tejidos de la mejor manera. Por ejemplo, existen prácticas de regeneración ósea donde se insertan implantes que promueven la renovación celular, útil en casos de fractura. La remodelación ocurre por las células óseas llamadas osteoclastos y osteoblastos.

La biología celular y molecular no solamente tienen una directa importancia con los humanos. La modificación genética de las plantas ha sido crucial para nuestro sistema alimentario. Las condiciones climáticas han estado en constante cambio y las plantas han sufrido este acelerado proceso. Por esto se han modificado genes para que los cultivos puedan sobrevivir a temperaturas diferentes e incluso ante plagas. Esto ha logrado paliar la hambruna pues la producción alimenticia ha aumentado considerablemente, especialmente a beneficio de países subdesarrollados.

Si tienes curiosidad por saber más sobre biología, aquí te dejamos otro artículo sobre las Ramas de la biología y qué estudian.

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