Célula procariota
La Célula procariota es un microorganismo unicelular sin un núcleo definido, por lo que el material genético en esta célula está disperso en el citoplasma y agrupado en una estructura llamada nucleoide. La presencia de un nucleoide no implica la existencia de una membrana nuclear en este tipo de célula.
Sexualidad y multiplicación en las células procariotas
Los procariotas son organismos asexuados. La sexualidad en este tipo de células, consiste en el intercambio de información genética entre los individuos, lo cual incrementa la diversidad genética en una población. Investigaciones han demostrado que existen diferentes mecanismos de intercambio; algunos de los cuales implican elementos genéticos que se transfieren de un organismo dador, que representa al macho y un organismo recetor que representa a la hembra. Este tipo de organismo se multiplican por fisión binaria o bipartición.
¿Cuándo surgió el nombre de procariota?
A través del tiempo, con el descubrimiento de nuevos organismos microscópicos, conjuntamente con la observación de sus diferencias estructurales, se logró distinguir diferentes tipos de células. Y fue en los años 60, que los investigadores microbiólogos Van Niel y Stanier propusieron un nuevo criterio divisorio fundamentados en dos tipos de células: Las que poseían un núcleo celular rodeado por una membrana y contenedor del material genético, llamadas eucariotas (del griego antiguo eu=bien, y karyon=nuez, núcleo) y las que no poseían esta estructura, llamadas procariotas (del griego pro=antes de y Karion=núcleo).
La terminología propuesta respondía a los criterios evolutivos de esa época, ya que se pensaba que los procariotas, representados por las bacterias eran más primitivos, por lo que se utilizaba el prefijo pro, y que habían originado a los eucariotas (más evolucionados). Este criterio de división rápidamente fue adoptado. Sin embargo, menos de veinte años después, un cambio de paradigma cuestionó la división entre eucariotas y procariotas.
Las investigaciones de Woese, quien propuso la utilización de la secuencia de la subunidad pequeña del ARN ribosomal para realizar estudios evolutivos, pusieron en clara evidencia que los procariotas que se pensaba que tenían un único origen evolutivo (monofilético), y evidentemente diferenciado de los eucariotas, se encontraban en dos grupos muy diferentes entre sí. Fue a partir de estos estudios que se propuso un nuevo sistema de clasificación, ahora basado en tres dominios: dos dominios de procariotas: Bacteria y Archaea, y un domino de eucariota: Eucarya.
Hubo controversias respecto a la conveniencia de seguir utilizando la denominación de procariotas y eucariotas, pero actualmente se continúa usando.
Los cromosomas en las células procariotas: Característica distintiva
Una de las características distintivas de los procariotas es que en ocasiones poseen un cromosoma circular único y desnudo, a diferencia de las células eucariotas, que tienen varios cromosomas lineales recubiertos por proteínas especificas. En este sentido podemos mencionar que a medida que se han conocido más organismos procariotas se ha encontrado una gran diversidad en cuanto a la estructura de sus cromosomas.
Se han descrito procariotas con varios cromosomas y muchos con cromosomas lineales, típicos de grupos de bacterias como los Streptomyces, usados en la producción de antibióticos. Por otro lado se han descubierto numerosas proteínas proteínas asociadas a los cromosomas bacterianos. Aún así, la mayoría de las bacterias y archaeas tienen un cromosoma circular, y las proteínas asociadas a estos cromosomas son diferentes de las de los cromosomas eucariotas.
Diferencias metabólicas entre la célula procariota y la eucariota
Las diferencias que definen a cada uno de estos tipos de bacterias no solamente son de tipo estructural y de forma y/o visual, sino que existe una gran diferencia en sus reacciones y composiciones metabólicas. Generalmente existe una mayor diversidad metabólica en los organismos procariotas que en los eucariotas; ya que los primeros pueden obtener energía de numerosos compuestos químicos, tanto inorgánicos como orgánicos. Por otro lado, la diversidad morfológica es mayor en los eucariotas.
En cuanto a las reacciones metabólicas de síntesis y degradación de macromoléculas y otros procesos celulares, hay muchas en las cuales las similitudes entre archaeas y eucariotas son mayores que entre archaeas y bacterias.
Especialización y organización multicelular de la célula bacteriana
La mayoría de las bacterias crecen formando colonias que a simple vista son visibles. Estas colonias estructuras y formas características, que tienen capacidad de cambiar en función de las condiciones de crecimiento. Las bacterias que crecen sobre superficies forman comunidades estratificadas complejas llamadas biopelículas o biofilms (nombre en inglés)que requieren de la formación de estructuras gruesas.
Organelos de la célula procariota y sus funciones
Estructuras básicas
El Citoesqueleto
Por otra parte, a medida que se obtienen más datos acerca del citoesqueleto de los procariotas, y se descubre una compleja organización interna, con microfilamentos y microtúbulos que permiten que los procesos de división de los componentes celulares se produzcan de manera organizada, de forma que todas las células resultantes de la división tengan los componentes requeridos.
La membrana plasmática
La célula procariota también posee una membrana plasmática. Y al igual que la célula eucariota, tiene funciones de permeabilidad selectiva por la cual puede regular la entrada y salida de compuestos celulares como agua y metabolitos, manteniendo de esta forma el equilibrio intracelular; y también tiene funciones de protección mecánica y está conformada por fosfolípidos.
La pared celular
Excepto en micoplasmas y termoplastos, la célula procariota también a célula eucariota también posee pared celular (excepto en termoplasmatos y micoplasmas). Esta estructura funciona como una resistencia, ya que debe soportar fuerzas osmóticas. Se encentra en la superficie de la membrana plasmática, en células de hongos, plantas, bacterias, algas y arqueas. También da protección a la célula.
El citoplasma
Tal como en las células eucariotas, en la célula procariota, el citoplasma contiene a los orgánulos de la célula. En él se realizan los procesos y reacciones metabólicas necesarias para la célula.
El nucleoide
Las células carecen de núcleo; en su lugar tienen al nucleoide, que contiene al material genético ADN. Su forma es irregular y puede contener varias copias de ADN. El nucleoide no posee membrana, como en el caso del núcleo de lo la presencia de membrana nuclear. Dentro de esta estructura pueden haber varias copias de ADN.
Los ribosomas
Excepto en los espermatozoides, los ribosomas se encuentran en todas las células. Son moléculas complejas de ácido ribonucléico y proteínas y actúan como centros de traducción, ya que permiten la expresión de los genes, encargándose de sintetizar las proteínas en base a la información genética del ADN, la que llega a los ribosomas transcrita en forma de ARNm.
Los compartimentos procariotas
Éstas son estructuras características de las células procariotas; las cuales están cubiertas de una membrana viva, al igual que las eucariotas. Han sido identificados compartimentos que al parecer cumplen la finalidad de llevar a cabo algunas funciones especializadas. Estos compartimentos son: Los clorosomas, los ficobilisomas, los carboisomas, y los magnetosomas.
Adicionalmente las células procariotas también pueden tener:
El flagelo
Es un apéndice de la célula, qué tiene motilidad y forma similar a un látigo. Está presente en un sin número de organismos unicelulares y en algunos organismos pluricelulares. En general, tiene la función de movimiento. No obstante, existen organismos en los que son utilizados con otra finalidad.
La membrana externa
Esta estructura funciona como una barrera de protección contra peligros externos en la célula procariota, y mantiene la forma de los orgánulos. Se encuentra en mitocondrias, cloroplastos, y bacterias gramnegativas.
El periplasma
En algunas células procariotas, el periplasma, como su nombre lo indica, es el que rodea al citoplasma. Este espacio periplasmático, en las bacterias gramnegativas, constituye la membrana plasmática y la membrana externa.
La cápsula
La cápsula es una estructura en la célula procariota, que posee un borde bien definido y está formada por un conjunto de polímeros orgánicos que se acumulan en la parte externa de la pared celular. En general contiene glicoproteínas y un gran número de polisacáridos. Entre sus otras funciones está el resistirse a la fagocitosis, y además funge como protectora.
Los pili
Estas estructuras tienen semejanza a los pelos, y son más delgadas y cortas en comparación con los flajelos. Existen en un gran número de bacterias. A través de los poros de la cápsula y la pared celular, corresponden a la membrana citoplasmática.
Los plasmodesmos
Estas estructuras están presentes en las células que poseen pared celular, ya que poseen la facultad de atravesarla, manteniendo de esta forma la interconexión entre las células en organismos pluricelulares, permitiendo circulación directa de los compuestos del citoplasma hacia otras células.
La nutrición en las células procariotas
Puede ser heterótrofa (simbiótica, parásita o saprófita) o autótrofa (fotosíntesis o quimiosintesis). Con respecto al metabolismo, pueden ser anaerobios facultativos o estrictos o aerobios.
La fotosíntesis
Proceso a través del cual algunas bacterias, las plantas, y algas captan la energía de la luz solar para transformar materia inorgánica obtenida del medio externo en materia orgánica que utilizarán para su nutrición.
La quimiosintesis
En la célula procariota, la quimiosíntesis es el proceso a través del cual ocurre la conversión biológica de nutrientes y moléculas de carbono en materia orgánica, usando como fuente de energía, la oxidación de moléculas inorgánicas.
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