Tamaño y forma celular

Hay muchísimos tipos celulares diferentes. En una gota de agua de estanque es probable que se encuentre una gran variedad de protistas, y aún en estanques pequeños es esperable que haya varios centenares de tipos diferentes de protistas, además de una variedad de procariotas. Nuestros propios tejidos y órganos están constituidos por al menos 200 tipos diferentes de células somáticas («del cuerpo»). Las plantas están compuestas por células que parecen muy distintas de las de nuestros cuerpos, y los insectos pueden tener muchas células de tipos que no se encuentran ni en las plantas, y en los vertebrados. Así, el primer hecho notable acerca de las células de su diversidad.

El segundo hecho, aún más notable, es su similitud. Cada célula es una unidad autónoma y al menos parcialmente independiente, rodeada por una membrana que controla el paso de materiales hacia el interior y hacia el exterior de la célula. Esto hace posible que la célula difiera bioquímica y estructuralmente del medio circundante. Todas las células tienen también un centro de información y control en el que se localiza el material genético. En las células procarióticas se conoce como nucleoide; en las células eucarióticas es el núcleo. Muchas células eucarióticas poseen también una variedad de estructuras internas, los orgánulos, similares o idénticos de una célula a otra en una amplia gama de tipos celulares. Las células están compuestas de los mismos tipos, notablemente escasos, de átomos y moléculas.

Tamaño y forma celular

La mayoría de las células que constituyen el cuerpo de una planta o de un animal mide entre 10 y 30 µm de diámetro. Una restricción principal al tamaño de la célula es la que impone la relación entre el volumen y la superficie. A medida que el volumen disminuye la relación superficie volumen aumenta rápidamente. Los materiales como el oxígeno, el dióxido de carbono, los iones, las moléculas de alimento y los productos de desecho que entran en una célula viva y salen de ella deben atravesar su superficie limitada por una membrana. Éstas sustancias son los materiales simples y los productos del metabolismo celular, que representan el total de las actividades químicas en las que se encuentra comprometida una célula. Cuanto más activo sea el metabolismo celular, más rápidamente debe intercambiarse los materiales con el ambiente para que la célula siga funcionando. En las células más pequeñas, la relación superficie volumen es mayor que en las células de mayor tamaño y, por tanto, cantidades proporcionalmente mayores de materiales pueden moverse hacia dentro, hacia fuera, y a través de las células más pequeñas en un periodo dado de tiempo. Una célula más grande, por el contrario, requiere del intercambio de cantidades mayores de materiales para satisfacer las necesidades de un volumen mayor de materia viva y, entonces, cuanto mayor sea el tamaño de la célula, menor será la relación superficie a volumen.

Una segunda limitación al tamaño celular parece relacionarse con la capacidad del núcleo, el centro de control de la célula, para suministrar suficientes copias de la información necesaria para regular los procesos que ocurren en una célula grande metabólicamente activa. Las excepciones parecen «poner a prueba» la regla. En ciertos protistas unicelulares grandes complejos, los ciliados, en los cuales el Paramecium es un ejemplo, cada célula tiene dos o más núcleos, los núcleos adicionales aparentemente son copias del original. Otros organismos, como los mohos mucilaginosos, consisten, efectivamente, en una célula gigante, pero tienen miles de núcleos. Esos organismos, con frecuencia, son también muy delgados y extendidos, evitando por ello el problema de la relación superficie a volumen.

No es sorprendente que las células metabólicamente más activas sean habitualmente pequeñas. La relación entre tamaño celular y actividad metabólica es bellamente ilustrada por las células huevo. Muchas células huevo son muy grandes. Un huevo de rana, por ejemplo, mide 1500 µm de diámetro. Algunas células huevo miden varios centímetros de ancho, por ejemplo, la célula, o yema, de un huevo de gallina. La mayor parte de esta masa está formada por nutrientes almacenados para el embrión en desarrollo. Cuando la célula huevo es fecundada y comienza su actividad metabólica, ocurren muchas divisiones nucleares y la célula se divide muchas veces antes de un incremento real en volumen o masa. Así, la masa total se subdivide en unidades celulares lo suficientemente pequeñas para que los procesos de transferencia y control sean eficientes.

Al igual que las gotas de agua y las burbujas de jabón, las células tienden a ser esféricas. Sin embargo, a menudo tienen otras formas. Esto ocurre a causa de la existencia de las paredes celulares, encontradas en plantas, hongos y muchos organismos unicelulares; o debido a la adhesión y la presión de otras células o superficies vecinas (como ocurre con las células del epitelio intestinal); o en virtud de la disposición de los microtúbulos u otros elementos estructurales dentro de la célula.

Fuente: Biología. Curtis & Barnes.