Biología celular

La biología celular , o citología , es la rama de la biología que estudia la estructura , la función y el comportamiento de las células . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Todos los organismos están formados por células. Una célula es la unidad básica de la vida, responsable de la vida y el funcionamiento de un organismo. ^{[ 3 ]} La biología celular abarca tanto las células procariotas como las eucariotas , con subtemas que incluyen el estudio del metabolismo celular , la comunicación celular , el ciclo celular , la bioquímica y la composición celular .

El estudio de las células se realiza mediante técnicas de microscopía , cultivo celular y fraccionamiento celular . Estas técnicas se utilizan para investigar el funcionamiento celular, lo que a su vez permite comprender mejor organismos más complejos. Conocer los componentes celulares y su funcionamiento es fundamental para todas las ciencias biológicas y esencial para la investigación en campos biomédicos como el cáncer y otras enfermedades. La investigación en biología celular está interconectada con otros campos como la genética , la genética molecular , la biología molecular , la microbiología médica , la inmunología y la citoquímica .

Las células se observaron por primera vez en la Europa del siglo XVII con la invención del microscopio compuesto . En 1665, Robert Hooke se refirió a los componentes básicos de todos los organismos vivos como "células" (publicado en Micrographia ) después de observar un trozo de corcho y ver una estructura que recordaba a las celdas monásticas ; ^{[ 4 ] [ 5 ]} sin embargo, las células estaban muertas. No daban ninguna indicación de los componentes generales reales de una célula. Unos años más tarde, en 1674, Anton Van Leeuwenhoek fue el primero en analizar células vivas en su examen de algas . Muchos años más tarde, en 1831, Robert Brown descubrió el núcleo . Todo esto precedió a la teoría celular que afirma que todos los seres vivos están formados por células y que las células son las unidades funcionales y estructurales de los organismos. Esto fue finalmente concluido por el botánico Matthias Schleiden ^{[ 5 ]} y el zoólogo Theodor Schwann en 1838, quienes observaron células vivas en tejido vegetal y animal, respectivamente. ^{[ 3 ]} Diecinueve años después, Rudolf Virchow contribuyó aún más a la teoría celular, añadiendo que todas las células provienen de la división de células preexistentes. ^{[ 3 ]} Los virus no se consideran en biología celular, ya que carecen de las características de una célula viva y, en cambio, se estudian en la subclase de microbiología de la virología . ^{[ 6 ]}

La investigación en biología celular estudia diferentes maneras de cultivar y manipular células fuera de un organismo vivo para profundizar en la investigación de la anatomía y fisiología humanas , y para desarrollar medicamentos. Las técnicas de estudio celular han evolucionado. Gracias a los avances en microscopía, las técnicas y la tecnología han permitido a los científicos comprender mejor la estructura y función de las células. A continuación se enumeran muchas técnicas comúnmente utilizadas para estudiar la biología celular: ^{[ 7 ]}

• Cultivo celular : Utiliza células de rápido crecimiento en medios que permiten obtener una gran cantidad de un tipo celular específico y constituyen una forma eficiente de estudiar las células. ^{[ 8 ]} El cultivo celular es una de las principales herramientas utilizadas en biología celular y molecular, ya que proporciona excelentes sistemas modelo para estudiar la fisiología y bioquímica normales de las células (por ejemplo, estudios metabólicos, envejecimiento), los efectos de fármacos y compuestos tóxicos en las células, y la mutagénesis y carcinogénesis. También se utiliza en la detección y el desarrollo de fármacos, y en la fabricación a gran escala de compuestos biológicos (por ejemplo, vacunas, proteínas terapéuticas).
• Microscopía de fluorescencia : Se utilizan marcadores fluorescentes, como la GFP , para etiquetar un componente específico de la célula. Posteriormente, se utiliza una determinada longitud de onda de luz para excitar el marcador fluorescente, que luego puede visualizarse. ^{[ 8 ]}
• Microscopía de contraste de fase : Utiliza el aspecto óptico de la luz para representar los cambios de fase sólida, líquida y gaseosa como diferencias de brillo. ^{[ 8 ]}
• Microscopía confocal : Combina la microscopía de fluorescencia con la obtención de imágenes mediante el enfoque de la luz y la captura instantánea de instantes para formar una imagen 3D. ^{[ 8 ]}
• Microscopía electrónica de transmisión : Implica la tinción con metales y el paso de electrones a través de las células, que se desvían al interactuar con el metal. Esto, en última instancia, forma una imagen de los componentes que se estudian. ^{[ 8 ]}
• Citometría : Las células se colocan en la máquina, que utiliza un haz para dispersarlas según diferentes aspectos y, por lo tanto, separarlas según su tamaño y contenido. Las células también pueden marcarse con fluorescencia GFP y separarse de esa manera. ^{[ 9 ]}
• Fraccionamiento celular : Este proceso requiere romper la célula usando alta temperatura o sonicación seguida de centrifugación para separar las partes de la célula, lo que permite estudiarlas por separado. ^{[ 8 ]}

La rama científica que estudia y diagnostica enfermedades a nivel celular se denomina citopatología . La citopatología se utiliza generalmente en muestras de células libres o fragmentos de tejido, a diferencia de la histopatología , que estudia tejidos completos. Se emplea comúnmente para investigar enfermedades que afectan a una amplia variedad de partes del cuerpo, a menudo para ayudar en el diagnóstico del cáncer, pero también en el diagnóstico de algunas enfermedades infecciosas y otras afecciones inflamatorias. Por ejemplo, una aplicación común de la citopatología es la prueba de Papanicolaou , una prueba de detección del cáncer de cuello uterino y de lesiones precancerosas cervicales que pueden derivar en cáncer de cuello uterino. ^{[ 10 ]}

• La Sociedad Americana de Biología Celular
• ablación celular
• Biofísica celular
• Fisiología celular
• Microbiología celular
• Ensayo clonogénico
• Esquema de biología celular

•  Este artículo incorpora material de dominio público de Science Primer . NCBI . Archivado del original el 8 de diciembre de 2009.

• Contenido multimedia relacionado con la biología celular en Wikimedia Commons.
• Célula envejecida
• "Francis Harry Compton Crick (1916–2004)" por A. Andrei en la Enciclopedia del Proyecto Embrión.
• Fundamentos de biología celular por Lauren Dalton y Robin Young