El paisaje celular (1 de 3)

No te voy a engañar, este post también trata sobre las células. Ya sé que es muy íntimo, hablar de las células de uno mismo, pero a mí siempre me ha resultado muy beneficioso ahondar en el autoconocimiento y he creído conveniente compartir la experiencia, aunque sólo por esta vez. También es un tributo a cada una de tus células, como tienes mil billones de ellas, seguro que agradecerás la ayuda que te brindo.

Además, para que tú conserves tu funcionalidad y tu estructura, ellas tienen su funcionamiento y estructura, son como tus “mini-yoes”. Así que, si te interesa, te cuento alguna curiosidad sobre lo que hay dentro de lo que tienes dentro.

La mayor parte de una célula está formada por el citoplasma, que es como una densa sopa (cito-gel) de moléculas diversas con algunos tropezones, o también llamados orgánulos, que rodean el núcleo y está contenido por la membrana celular. Sujeto a la membrana, como el armazón de un edificio, está el citoesqueleto que le da consistencia física y es el responsable el movimiento y los cambios de forma de la célula. Jugará un papel crucial en la reproducción, cuando llegue la hora de tomar la salomónica decisión de partirse por la mitad.

En cuanto a los tropezones, son muy variados y te hablaré de los más célebres: Los centros de reciclado de residuos son los lisosomas y peroxisomas. Están también los encargados del procesado y transporte de moléculas, que son el retículo endoplásmico que rodea al núcleo y su socio empaquetador, el aparato de Golgi. Su descubridor fue Don Camillo Golgi. ¡Que personaje! Poseedor de erecto mostacho, laboratorio en su propia casa y aparato homónimo. Tuvo que compartir Nobel con Ramón y Cajal (con los dos). Y cuentan que se cabreó bastante, porque Santiago Ramón y Cajal se hizo merecedor de este premio gracias a las técnicas de tinción que el propio Golgi había desarrollado. De hecho, se dice que el muy cabezón, no pudo aceptar en toda su vida que el sistema nervioso no estuviera formado por una red difusa, si no por neuronas discretas y hacendosas, como demostrara Ramón y Cajal. Por otro lado, las contribuciones de Golgi fueron impresionantes y, sin duda, merecía un aparato. De todas formas, no sé que pensaría Camillo al saber que su aparato sería considerado por las generaciones venideras como un orgánulo.

Más tropezones: la central de energía es, con un nombre muy crujiente, la mitocondria. Se encarga de convertir alimento en ATP. Para la mayoría es la asociación profesional de tenis, aunque para una minoría es el Adenosin Trifosfato, un coenzima que hace las veces del Euro pero sin prima de riesgo. Es algo así como la moneda energética de la célula, pero todo esto no se supo hasta 1948. Los científicos que se las iban encontrando a finales del XIX, las miraban con su microscopio y, usando sus tinciones, podían especular sobre cuál era su función. Richard Altmann llegó a proponer en esos días que se trataba de parásitos con su propio metabolismo, él los denominaba bioblastos. Walter Flemming (el de la penicilina no, ese era Alexander) fue capaz de distinguir parte de su estructura y las llamó filas. Y así sucesivamente: blefaroplasto, condrioconto, condriómitos, condrioplastos, condriosomas, condriosferas, gránulos fucsinofílicos, cuerpos parabasales, vermículas, sarcosomas… Visto esto, el nombre de mitocondria parece discreto. En 1963 también se descubrió que poseían su ADN propio, como los cloroplastos.

Los cloroplastos son el pequeño milagro debido al cual estamos aquí. En la membrana de sus estomas se produce la reacción 6 CO2 + 6 H2O -> C6H12O6 + 6 O2, es decir que combinando 6 moléculas de dióxido de carbono con 6 de agua, se obtiene glucosa y 6 moléculas de oxígeno. El balance energético es tremendamente desfavorable para esta reacción. Entonces, ¿cómo lo consiguen? Pues gracias a la luz solar. Es lo que tú llamas fotosíntesis y que hace que los vegetales sean capaces de fijar el carbono que flota en la atmósfera y generar el oxígeno que tú respiras.

Es curioso que los cloroplastos y las mitocondrias, con su ADN circular bicatenario y sus ribosomas de tipo bacteriano, se reproducen de forma bastante autónoma. O sea, que huelen bastante a bacteria. Parece que los organismos eucariotas vivimos gracias a estos arcanos inquilinos que, en algún momento, se vinieron a vivir con nosotros de forma voluntaria. Es lo que se llama endosimbiosis. Aunque hay organismos que no les importa que la simbiosis no sea consentida y es que, por ejemplo, el caracol de mar “sarcoglosso” secuestra los cloroplastos de las células vegetales que consume, ganando la habilidad de realizar la fotosíntesis durante varios meses. Estos cloroplastos cautivos pasan a llamarse cleptoplastos y su efectividad es tal, que con buena iluminación, el caracol no necesita alimentarse. Lógicamente estos orgánulos terminan desapareciendo y no pueden ser heredados. Que conste que aunque vegetes de vez en cuando, tú no tienes cloroplastos, ni puedes secuestrarlos. Así que si te pones verde, háztelo mirar.

¿Y qué pasa con el núcleo? Pues que es el mayor de los orgánulos, por eso fue el primero en ser descubierto, fue Anton van Leeunwenhoek (1632-1723). Sea cual sea la forma de pronunciarlo, en Holanda se concede una medalla con su nombre al microbiólogo más relevante, pero sólo cada diez años, que tampoco conviene abusar. Parece que, además de longevo, Anton (llamémosle Anton) era un manitas con los instrumentos ópticos. De hecho, iba por delante del resto de sus contemporáneos en aumentos y, por tanto, también en descubrimientos, para consternación de la Royal Society. También se comenta que “echó una manita” a Vermeer, el autor del cuadro “La joven de la perla”, para pintar con esos colores sublimes tan característicos de este pintor barroco. Le pudo prestar su versión perfeccionada de la cámara oscura. ¿Hicieron trampa? ¡Quién sabe! La cuestión es que tuvo la suerte de ser amigo del pintor y de inspeccionar los eritrocitos de un salmón y, así fue como distinguió una zona más opaca, “lumen”, que inmediatamente dio a conocer a la Comunidad Científica. Ésta, nuestra Comunidad, no supo asignar una función a esa estructura durante mucho tiempo y hubo que esperar hasta finales del siglo XIX. ¡Ah!, y te decía que tuvo suerte porque los glóbulos rojos de los mamíferos, al contrario que los del resto de los vertebrados, no tienen núcleo. Así que si hubiera inspeccionado la sangre de su amigo Vermeer, probablemente no te estaría hablando de él en este post.

La joven de la perla (Johannes Vermeer, 1665)

La función del núcleo es tan nuclear dentro de la célula, que en la descripción de las funciones que desempeña, aparecen algunos pesos pesados de la Ciencia.

Uno de ellos es un monje que se dedicó a cruzar especímenes de guisantes en su huerto. Y me imagino que fue una tarea bastante complicada, intentar evitar hibridaciones indeseadas. Solamente un monje podía controlar a los promiscuos guisantes como lo hizo Gregor Johann Mendel. El trabajo meticuloso de Mendel produjo las hoy llamadas leyes de Mendel que rigen la herencia genética y que fueron publicadas 1865.

El siguiente peso pesado escribió la obra fundamental de la biología evolutiva. Charles R Darwin iba a sacudir los cimientos de las ciencias naturales y, ya de paso, las conciencias. Le puso un título algo largo a idea: “El origen de las especies por medio de la selección natural, o la preservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida”. El viajero del Beagle tuvo esa inspiración en 1838, pero hizo una de las cosas más raras que se han visto en el competitivo mundo de la ciencia: usó el manuscrito para calzar la mesa y se fue a estudiar las lombrices.

En realidad, este fistro se dedicó a muchas más cosas, además de a las lombrices, pero el sorprendente hecho es que la obra de Darwin estuvo… ¡veinte años en su cajón! Allí, esperando agazapada… hasta que llegó su hora… Y la que se montó en 1859, cuando la presentó, fue, digámoslo finamente, de traca. Pero Charles tenía una teoría y una mesa que cojeaban. Lo de la mesa lo hubiera solucionado con otro manuscrito, “La malquerida” de Benavente le hubiera venido de perlas. Pero lo de la teoría era más grave, cojeaba porque se ignoraba el mecanismo mediante el cual los individuos podían transmitir sus caracteres a la descendencia.

A otro involucrado, ya lo hemos nombrado. Es uno de los investigadores que bautizó a las mitocondrias y que también se dedicó al estudio de la división celular, los cromosomas y las funciones del núcleo. Se trataba de Walter Flemming (el de la penicilina no, ése es con una sola “m”). Parafraseando a R. Virchow, médico y político alemán que dijo que «toda célula proviene de una célula (Omnis cellula ex cellula)», afirmó que todo núcleo provenía de un núcleo (Omnis nucleus ex nucleus). Pero era 1882 y tampoco conocía el trabajo de Mendel, así que no pudo hacer la conexión entre sus observaciones y la herencia genética.

Las leyes de Mendel fueron perfectamente ignoradas por la comunidad científica hasta 1900. Cuando fueron redescubiertas, supusieron la pieza que faltaba en el puzzle, y permitieron que recuperaran el equilibrio tantos descubrimientos cojos. El descubrimiento de la mitosis y los cromosomas por parte de W. Flemming se considera hoy uno de los cien más importantes de la ciencia y de los diez de la biología celular de todos los tiempos. Y Darwin fue enterrado junto a Newton en la Abadía de Westminster, panteón real. Sin embargo fue demasiado tarde para Mendel. Llegó a ser abad de su monasterio. ¡Y menudo marrón! Pasó sus últimos días consumido por las labores administrativas, principalmente por una agria disputa con el gobernador civil sobre las tasas a las entidades religiosas. Tras la muerte de Mendel en 1884, su sucesor quemó todos los documentos de su colección.

Pero a partir de entonces las cosas cambiaron para el núcleo y se convirtió en alguien muy popular. Aunque creo que puede ser suficiente para este post, así que haremos un descanso, y, te advierto, continuará…

La autora del dibujo es una joven investigadora de 5.0 años que lleva un mes investigando en el proyecto «El cuerpo y la enfermedad» de 2º de educación infantil (El cos i la malaltia – P4 – Escola La Mitjana de Lleida). Nótese el aspecto amenazante de los virus (ranas verdes y fantasmas azul celeste), los cocos (rosa) y los bacilos (amarillo) que rodean la célula