La biología celular es el estudio de la estructura y función celular, y gira en torno al concepto de que la célula es la unidad fundamental de la vida. Centrarse en la célula permite una comprensión detallada de los tejidos y organismos que las células componen. Algunos organismos tienen una sola célula, mientras que otros están organizados en grupos cooperativos con un gran número de células. En general, la biología celular se centra en la estructura y función de una célula, desde las propiedades más generales compartidas por todas las células, hasta las funciones únicas y altamente complejas propias de las células especializadas.
El punto de partida para esta disciplina podría considerarse la década de 1830. Aunque los científicos habían usado microscopios durante siglos, no siempre estaban seguros de lo que estaban mirando. La observación inicial de Robert Hooke en 1665 de las paredes de células vegetales en rodajas de corcho fue seguida en breve por las primeras descripciones de Antonie van Leeuwenhoek de células vivas con partes visiblemente móviles. En la década de 1830, dos científicos que eran colegas (Schleiden, que estudiaba las células vegetales y Schwann, que miraba primero las células animales) proporcionaron la primera definición clara de la célula. Su definición establece que todas las criaturas vivientes, tanto simples como complejas, están hechas de una o más células, y la célula es la unidad de vida estructural y funcional, un concepto que se conoce como teoría celular.
A medida que los microscopios y las técnicas de tinción mejoraron durante los siglos XIX y XX, los científicos pudieron ver cada vez más detalles internos dentro de las células. Los microscopios utilizados por van Leeuwenhoek probablemente magnificaron ejemplares unos cientos de veces. En la actualidad, los microscopios electrónicos de gran potencia pueden ampliar especímenes más de un millón de veces y pueden revelar las formas de los orgánulos en la escala de un micrómetro y por debajo. Con la microscopía confocal se pueden combinar una serie de imágenes, lo que permite a los investigadores generar representaciones tridimensionales detalladas de las células. Estas técnicas de imagen mejoradas nos han ayudado a comprender mejor la maravillosa complejidad de las células y las estructuras que forman.
Hay varios subcampos principales dentro de la biología celular. Uno es el estudio de la energía celular y los mecanismos bioquímicos que respaldan el metabolismo celular. Como las células son máquinas en sí mismas, el enfoque en la energía celular se superpone con la búsqueda de preguntas sobre cómo surgió la energía en las células primordiales originales, hace miles de millones de años. Otro subcampo de la biología celular se refiere a la genética de la célula y su estrecha interconexión con las proteínas que controlan la liberación de información genética desde el núcleo hasta el citoplasma celular. Sin embargo, otro subcampo se centra en la estructura de los componentes celulares, conocidos como compartimentos subcelulares. El corte en muchas disciplinas biológicas es el subcampo adicional de la biología celular, relacionado con la comunicación y señalización celular, que se concentra en los mensajes que las células transmiten y reciben de otras células y de ellos mismos. Y, por último, está el subcampo relacionado principalmente con el ciclo celular, la rotación de fases que comienza y termina con la división celular y se centra en diferentes períodos de crecimiento y replicación del ADN. Muchos biólogos celulares habitan en la intersección de dos o más de estos subcampos a medida que se expande nuestra capacidad para analizar células en formas más complejas.
De acuerdo con el estudio interdisciplinario en constante aumento, la reciente aparición de la biología de sistemas ha afectado a muchas disciplinas biológicas; es una metodología que fomenta el análisis de los sistemas vivos dentro del contexto de otros sistemas. En el campo de la biología celular, la biología de sistemas ha permitido formular y responder preguntas más complejas, como las interrelaciones de las redes reguladoras de genes, las relaciones evolutivas entre genomas y las interacciones entre las redes de señalización intracelulares. En última instancia, cuanto más amplio sea el lente que adoptemos en nuestros descubrimientos en biología celular, más probable es que podamos descifrar las complejidades de todos los sistemas vivos, grandes y pequeños.
