Els primers coneixement sobre la cèl·
lula daten de l’any 1665, quan Robert Hooke va publicar les seves observacions sobre els teixits vegetals fetes amb un microscopi de 100 augments construït per ell mateix. Va descriure amb detall que els teixits estaven constituïts per una sèrie de cel·les petites i va establir el  terme cèl·lula.

Les cèl·lules de surto que va observar Hooke no són cèl·lules completes, sinó només parets de cel·lulosa residuals de les cèl·lules vegetals mortes. En els altres teixits sí que va poder observar cèl·lules vives.

Van Leeuwenhoek va dedicar a perfeccionar les lents d’augment i va construir microscopis senzills, que arribaven a tenir 200 augments, va poder observar  protozous, globus vermells i fins i tot bacteris.

Durant el Segle XVIII gairebé no hi va haver avenços en citologia. Al Segle XIX gràcies a les noves aberracions òptiques, Brown va descobrir en les cèl·lules vegetals el nucli.

Schwann es va adonar que en la cèl·
Lula no tan sols és important l’estructura, sinó també el funcionament, que va anomenar metabolisme.

1.1. La teoria cel·lular

1. Tots els éssers vius estan constituïts , per una o més cèl·lules, és a dir, la cèl·lula és la unitat morfològica de tots els éssers vius.

2.
La cèl·lula és capaç de dur a terme tots els processos metabòlics necessaris per mantenir-se amb vida, és a dir la cèl·lula és la unitat fisiològica dels organismes.

3. Les cèl·lules tan sols poden sorgir a partir d’unes altres d’existents, tota cèl·lula prové d’una altra cèl·lula.

Es va descobrir el protoplasma, i més endavant es van distingir dues parts al protoplasma, el citoplasma (envolta el nucli) i el carioplasma (contingut del nucli), es va descobrir la divisió directa o mitosi i els cromosomes.

4

. La cèl·lula és la unitat genètica autònoma dels éssers vius

La teoria cel·lular enuncia que la cèl·lula és la unitat morfològica, fisiològica genètica de tots els éssers vius

La microscòpia òptica va permetre descobrir a l’àster, els mitocondris, els cloroplasts, l’aparell de Golgi, el reticle endoplasmàtic i el vacúols.

1.2.Els avenços en microscòpia

Es van descobrir nous microscopis, el microscopi de llum ultraviolada, el microscopi de contrast de fases i el microscopi electrònic que va permetre observar els ribosomes si lisosomes i l’estructura dels orgànuls cel·lulars.

1.3. El concepte de cèl·lula

La cèl·lula és una estructura constituïda per tres elements bàsics: membrana plasmàtics, citoplasma i material genètic (DNA) que té la capacitat de fer les tres funcions vitals: nutrició, relació, reproducció.

Les cèl·lules dels organismes unicel·lulars, com els protozous i les algues i fongs, duen a terme les tres funcions vitals. Les cèl·lules molts especialitzades dels teixits dels organismes pluricel·lulars han perdut la capacitat de reproduir-se, com les neurones i les cèl·lules musculars.

La cèl·lula és l’estructura més simple que es coneix amb la capacitat de fer les 3 funcions vitals.

El virus no és cap ésser viu, es considera matèria viva.

2. Forma i mida de les cèl·lules

2.1 La forma de les cèl·lules 

No hi ha prototipus de forma cel·lular.

Moltes cèl·lules lliures com ara els globus blancs de la sang tenen una membrana plasmàtica fàcilment deformable i constantment canvia de forma perquè emeten prolongacions citoplasmàtiques per desplaçar-se i per fagocitar partícules. Els globus vermells tenen forma globular.

de rajos X.

Les cèl·lules que estan unides a d’altres formant teixits si estan mancades d’una paret cel·lular rígida, tenen una forma que depèn en gran manera de les tensions.

Les cèl·lules proveïdes de paret rígida com ara els bacteris presenten una forma molt estable.

Cal remarcar que la forma de les cèl·lules està estretament relacionada amb la funció que exerceixen.

2.2 Les unitats de mesura en citologia

1 mm = 1000µm                        1 Dalton = 1,66·10^-24 grams

1µm    = 1000nm                        Per a macromolècules també s’utilitza el svedberg (S)

1nm    = 10 Å

2.3 La mida de les cèl·lules

La mida de les cèl·lules és extremament variable. Per exemple els bacteris solen mesurar entre 1 i 2µm de longitud i les cèl·lules humanes entre 5 i 20µm.

Hi ha cèl·lules amb mesures per sobre d’aquests valors, són les que duen a terme funcions especials i que necessiten una mida més gran com els espermatozoides i els grans de pol·len.

2.4 La relació entre mida, forma i estat de la cèl·lula

Els factors que limiten l’augment de mida de les cèl·lules són la capacitat de captació de nutrients del medi que les envolta i la capacitat funcional del nucli.

Quan una cèl·lula tridimensional esfèrica augmenta de mida el volum augmenta proporcionalment al cub del radi  mentre que la superfície tan sols augmenta en funció del quadrat del radi S=.

Una altre aspecte interessant és que l’augment de volum de les cèl·lules no va acompanyat d’un augment del volum del nucli.

La relació nucleoplasmàtica (RNP) relaciona el volum del3lular V_C amb el volum del nucli V_N 

2.5 La longevitat cel·lular

La durada de la vida de les cèl·lules és molt variable. Hi ha cèl·lules que tan sols duren unes vuit hores i després es divideixen, mentre que les n’hi ha que duren tota la vida de l’individu com ara les neurones que han perdut la capacitat de reproducció.

3. L’estructura de les cèl·lules

La membrana plasmàtica està constituïda bàsicament per una doble capa lipídica. Els lípids fan que la membrana es comporti com una barrera aïllant entre el medi aquós intern i el medi aquós extern.

Les proteïnes tenen funció de receptors de membrana, és a dir permeten l’entrada i la sortida de substàncies no lipídiques.

El citoplasma inclou el medi intern líquid o citosol i unes estructures amb forma pròpia anomenades orgànuls cel·lulars. El conjunt d’orgànuls cel·lulars és conegut com a morfoplasma.

El material genètic està constituït per una o per diverses molècules filamentoses de DNA. Si tot el DNA d’una cèl·lula està envoltat per una membrana es diu que té nucli, i per tant és una cèl·lula eucariota, en el cas que el DNA no estigui tancat per una membrana, es diu que la cèl·lula no té nucli i és una cèl·lula procariota.

Els bacteris són cèl·lules procariotes, la resta d’éssers vius estan formats per cèl·lules eucariotes.

3.2 Cèl·lules animals i cèl·lules vegetals

4. Els mètodes d’estudi de les cèl·lules

4.1 La microscòpia òptica

El microscopi òptic és un sistema constituït per dues lents d’augment anomenades ocular i objectiu, i que utilitza els fotons de la llum visible per fer observacions. Els rajos lluminosos que procedeixen d’una font d’il·luminació, travessen l’aire, incideixen sobre la preparació, constituïda pel vidre  portaobjectes, la mostra el medi englobador i el vidre cobreobjectes, i després travessen l’aire fins a arribar a la lent frontal de l’objectiu del microscopi.

Les mostres han de ser molt fines, i molts cops requereix tenyir-les.

4.2 Preparació de mostres per al microscopi òptic

Per obtenir preparacions permanents s’ha de procedir a tècniques especials d’elaboració de preparacions microscòpiques.

• Fixació: consisteix a tractar la mostra biològica amb una líquids anomenats conservants o fixadors que preserven la morfologia de les cèl·lules, la seva organització interna i la seva composició química, i les alteren el mínim després que hagin mort. Els fixadors més utilitzats són l’alcohol etílic al 70%, el formaldehid, el glutaldehid.
• Inclusió: si els teixits són rígids, els talls es poden efectuar directament. Per a estructures tendres, les mostres prèviament s’han d’incloure en una substància que els proporciona una consistència adequada per evitar-ne la deformació durant el tall. El medi d’inclusió més utilitzat en histologia és la parafina.
• Tall: si les mostres biològiques són d’un gruix tal que no resulten transparents al pas de la llum, abans de l’observació amb els microscopi s’han de tallar en capes molt fines. Els aparells utilitzats per tallar les mostres són els micròtoms.
• Tinció: després de tallar la mostra, els talls es dipositen i es fixen sobre el portaobjectes i després se’n fa la tinció. Segons les estructures que es vulguin destacar, s’utilitzen uns colorants o una altres com ara el blau de metilè. L’hematoxilina.
• Muntatge: després de la tinció s’ha d’efectuar el muntatge definitiu de la mostra. El muntatge consisteix a cobrir la mostra tenyida, col·locada sobre el portaobjectes, amb un medi de muntatge viscós i molt transparent, i després col·locar-hi al damunt un cobreobjectes de vidre que protegeixi la mostra.

Els medis de muntatge més utilitzats són el bàlsam del Canadà, DPX...

4.3 La microscòpia electrònica

El microscopi electrònic utilitza un deix d’electrons que surten d’un filament. Atès el baix poder de penetració dels electrons, s’ha de fer el buit al tub del microscopi.

• Microscopi electrònic de transmissió (MET) els electrons travessen la mostra i van a parar a una pantalla fluorescent.
• Microscopi electrònic de rastreig (MES) els electrons són reflectits per la superfície de la mostra, per la qual cosa dóna imatges dels objectes en tres dimensions. La imatge és projecta en un monitor de televisió.

Les imatges obtingudes pels microscopis electrònics s’anomenen micrografies. Les estructures cel·lulars que poden ser visibles amb el microscopi electrònic, però no pas amb l’òptic, reben el nom d’ultraestructures.

5. Augments i resolució dels microscopis

El nombre d’augments és la relació entre la mida de la imatge i la mida real de l’objecte.

El poder de resolució d’un instrument òptic és la capacitat de distingir dos punts que són molt a prop. Amb el microscopi òptic es pot arribar a discriminar dos punts distants tan sols unes 0,2µm. El microscopi electrònic pot arribar a tenir un poder de resolució d’uns 4Å. La disposició en l’espai de les molècules que formen les macromolècules per poder-les observar s’utilitza la difracció

4.1 La microscòpia òptica

El microscopi òptic és un sistema constituït per dues lents d’augment anomenades ocular i objectiu, i que utilitza els fotons de la llum visible per fer observacions. Els rajos lluminosos que procedeixen d’una font d’il·luminació, travessen l’aire, incideixen sobre la preparació, constituïda pel vidre  portaobjectes, la mostra el medi englobador i el vidre cobreobjectes, i després travessen l’aire fins a arribar a la lent frontal de l’objectiu del microscopi.

Les mostres han de ser molt fines, i molts cops requereix tenyir-les.

4.2 Preparació de mostres per al microscopi òptic

Per obtenir preparacions permanents s’ha de procedir a tècniques especials d’elaboració de preparacions microscòpiques.

• Fixació: consisteix a tractar la mostra biològica amb una líquids anomenats conservants o fixadors que preserven la morfologia de les cèl·lules, la seva organització interna i la seva composició química, i les alteren el mínim després que hagin mort. Els fixadors més utilitzats són l’alcohol etílic al 70%, el formaldehid, el glutaldehid.
• Inclusió: si els teixits són rígids, els talls es poden efectuar directament. Per a estructures tendres, les mostres prèviament s’han d’incloure en una substància que els proporciona una consistència adequada per evitar-ne la deformació durant el tall. El medi d’inclusió més utilitzat en histologia és la parafina.
• Tall: si les mostres biològiques són d’un gruix tal que no resulten transparents al pas de la llum, abans de l’observació amb els microscopi s’han de tallar en capes molt fines. Els aparells utilitzats per tallar les mostres són els micròtoms.
• Tinció: després de tallar la mostra, els talls es dipositen i es fixen sobre el portaobjectes i després se’n fa la tinció. Segons les estructures que es vulguin destacar, s’utilitzen uns colorants o una altres com ara el blau de metilè. L’hematoxilina.
• Muntatge: després de la tinció s’ha d’efectuar el muntatge definitiu de la mostra. El muntatge consisteix a cobrir la mostra tenyida, col·locada sobre el portaobjectes, amb un medi de muntatge viscós i molt transparent, i després col·locar-hi al damunt un cobreobjectes de vidre que protegeixi la mostra.

Els medis de muntatge més utilitzats són el bàlsam del Canadà, DPX...

4.3 La microscòpia electrònica

El microscopi electrònic utilitza un deix d’electrons que surten d’un filament. Atès el baix poder de penetració dels electrons, s’ha de fer el buit al tub del microscopi.

• Microscopi electrònic de transmissió (MET) els electrons travessen la mostra i van a parar a una pantalla fluorescent.
• Microscopi electrònic de rastreig (MES) els electrons són reflectits per la superfície de la mostra, per la qual cosa dóna imatges dels objectes en tres dimensions. La imatge és projecta en un monitor de televisió.

Les imatges obtingudes pels microscopis electrònics s’anomenen micrografies. Les estructures cel·lulars que poden ser visibles amb el microscopi electrònic, però no pas amb l’òptic, reben el nom d’ultraestructures.

5. Augments i resolució dels microscopis

El nombre d’augments és la relació entre la mida de la imatge i la mida real de l’objecte.

El poder de resolució d’un instrument òptic és la capacitat de distingir dos punts que són molt a prop. Amb el microscopi òptic es pot arribar a discriminar dos punts distants tan sols unes 0,2µm. El microscopi electrònic pot arribar a tenir un poder de resolució d’uns 4Å. La disposició en l’espai de les molècules que formen les macromolècules per poder-les observar s’utilitza la difracció