La célula: qué es, sus partes y cómo se descubrió

La célula es la unidad más pequeña de la vida: la estructura mínima capaz de alimentarse, crecer, responder a su entorno y reproducirse por sí misma. Todos los seres vivos están hechos de células. Una bacteria es una sola célula; un ser humano adulto, unos treinta billones. Entre ambos extremos está toda la diversidad de la vida, construida con el mismo principio: un pequeño compartimento rodeado de una membrana, lleno de agua, proteínas y moléculas, que guarda sus instrucciones en el ADN.

La palabra la puso un inglés que miraba un trozo de corcho. En 1665 Robert Hooke, conservador de experimentos de la Royal Society de Londres, publicó Micrographia, un libro con grabados de lo que se veía con los microscopios que él mismo fabricaba: pulgas, ojos de mosca, la punta de una aguja. Al cortar una lámina muy fina de corcho vio que estaba formada por una red de pequeñas cavidades, como un panal, y las llamó cells, celdas, por su parecido con las celdas de los monjes. Hooke no vio células vivas. El corcho es tejido muerto, y lo que observó eran las paredes vacías que habían dejado. Pocos años después el holandés Antoni van Leeuwenhoek, un comerciante de telas que pulía lentes de una calidad extraordinaria, vio por primera vez seres unicelulares vivos en una gota de agua de lluvia, y describió en cartas a la Royal Society bacterias, protozoos y espermatozoides.

Pasó casi dos siglos hasta que la idea se generalizó. En 1838 el botánico alemán Matthias Schleiden afirmó que todas las plantas están formadas por células, y al año siguiente el fisiólogo Theodor Schwann extendió la idea a los animales. En 1855 el médico Rudolf Virchow completó lo que se conoce como teoría celular con una frase latina, omnis cellula e cellula: toda célula procede de otra célula. La idea no era del todo suya, porque el embriólogo Robert Remak lo había demostrado antes, pero fue Virchow quien la difundió y la aplicó a la medicina, al explicar las enfermedades como alteraciones de las células. La teoría celular se resume en tres principios: todos los seres vivos están formados por células, la célula es la unidad básica de estructura y función de los seres vivos, y toda célula nace de la división de otra.

Hay dos grandes tipos de células. Las procariotas, que son las bacterias y las arqueas, no tienen núcleo: su ADN flota en el interior en una región llamada nucleoide. Son pequeñas, de uno a cinco micrómetros, y aparecieron hace al menos tres mil quinientos millones de años. Las eucariotas tienen el ADN encerrado en un núcleo con una doble membrana y un interior dividido en compartimentos, los orgánulos. Son mucho más grandes, de diez a cien micrómetros, y de este tipo son las células de los animales, las plantas, los hongos y muchos seres unicelulares como las amebas.

La membrana que rodea a toda célula no es una simple bolsa. En 1972 los biólogos Seymour Jonathan Singer y Garth Nicolson propusieron el modelo que hoy se enseña, el de mosaico fluido: una doble capa de lípidos, en la que las moléculas se mueven lateralmente como en un líquido, con proteínas incrustadas que funcionan como puertas, bombas, receptores y anclajes. Es a la vez una frontera y un órgano de comunicación.

La diferencia entre una célula animal y una vegetal se ve bien al microscopio. La vegetal tiene una pared rígida de celulosa por fuera de la membrana, que le da una forma poligonal, cloroplastos donde hace la fotosíntesis y una gran vacuola central que puede ocupar casi todo su volumen. La animal no tiene pared ni cloroplastos, suele ser más redondeada y tiene unos orgánulos, los centriolos, que intervienen en la división. Las dos tienen mitocondrias: las plantas también respiran.

Las mitocondrias y los cloroplastos esconden una de las historias más sorprendentes de la biología. Tienen su propio ADN, circular como el de las bacterias, están rodeados por una doble membrana y se dividen por su cuenta dentro de la célula. En 1967 la bióloga estadounidense Lynn Margulis, que firmaba entonces con su apellido de casada, Sagan, propuso que descienden de bacterias que hace más de mil quinientos millones de años fueron engullidas por otra célula y, en lugar de ser digeridas, se quedaron a vivir dentro. Las mitocondrias serían antiguas bacterias que respiraban oxígeno, y los cloroplastos, cianobacterias que hacían la fotosíntesis. La teoría de la endosimbiosis fue recibida con escepticismo, y el artículo de Margulis fue rechazado por más de una decena de revistas antes de publicarse. Hoy, confirmada por la comparación de su ADN, se enseña en cualquier manual.

¿Cuántas células tiene el cuerpo humano? La cifra que circulaba desde hacía décadas, cien billones, era una estimación muy gruesa. En 2013 un equipo italiano la revisó sumando órgano por órgano y llegó a unos treinta y siete billones. En 2016 el israelí Ron Milo y sus colaboradores la afinaron hasta unos treinta billones en un hombre adulto de setenta kilos, y además desmontaron otro dato muy repetido, que las bacterias del cuerpo superan diez veces a las células humanas. En realidad la proporción es de uno a uno, aproximadamente. El reparto es muy desigual: cerca del 84 % de nuestras células son glóbulos rojos, que son pequeñas y muy numerosas, aunque en peso la mayor parte corresponde a las células musculares y a las grasas.

Estudiar la célula es estudiar la vida desde dentro. Casi todas las enfermedades, desde una infección hasta el cáncer, son en última instancia un problema celular, y casi todos los avances de la medicina, de las vacunas a la terapia génica, consisten en intervenir en lo que ocurre en esos pequeños compartimentos. La vieja celdilla de corcho de Hooke resultó ser la puerta de entrada a la biología moderna.

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