Célula procariota


Célula procariota
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Concepto:Se llama procariotas a las células sin núcleo celular diferenciado, es decir, cuyo ADN no se encuentra confinado dentro de un compartimento limitado por membranas, sino libremente en el citoplasma.

Célula procariota. Es la más primitiva de todos los organismos que habitan la Tierra [1]. Son el grupo más antiguo de organismos del planeta y los más abundantes en el mismo. Se conocen registros fósiles de ellos en el Precámbrico, hace más de 3.000 millones de años.

A pesar de su estructura muy sencilla, han sobrevivido gracias a la plasticidad de su fisiología, que le permite ocupar ambientes donde no sobreviven las células eucariotas. [2]

Por ejemplo en las extensiones heladas de la Antártida, en las oscuras profundidades del océano y en las aguas casi hirvientes de las fuentes termales naturales y si las condiciones le son desfavorables, pueden formar esporas de paredes gruesas que son formas resistentes inactivas, que le permiten permanecer latentes durante años, hasta que las condiciones le sean propicias para activarse nuevamente.

Etimología

La palabra procariota se compone, etimológicamente, del prefijo pro- que significa “antes de” y karyo que se refiere a "núcleo", por lo tanto, se considera a la célula procariota anterior a la célula que tiene un núcleo celular o célula eucariota. [3]

Los términos Procariotas y Eucariota se deben a E. Chatton y se empezaron a usar a principios de 1950. [4]

Las células procariontes varían de 0.1 a 5.0 micras (mm) en diámetro y son significativamente más pequeñas que las eucariontes, que generalmente van de 10 a 100 mm. [5]

El éxito de los procariotas se debe a su gran diversidad metabólica y a su rápido ritmo de división celular.

Desde un punto de vista ecológico, son los más importantes descomponedores, que degradan el material orgánico para que pueda ser utilizado por los autótrofos. Desempeñan un papel importante en el proceso de fijación del nitrógeno, aunque este abunda en la atmósfera, los eucariotas no son capaces de utilizarlo directamente de la atmósfera, y así el primer paso crucial en la incorporación del nitrógeno a los compuestos orgánicos depende principalmente de ciertas especies de procariotas.

Evolución

Los antepasados de los procariotas modernos fueron los primeros organismos (las primeras células) que se desarrollaron sobre la tierra, hace unos 3.800-4.000 millones años. [6]

Durante cerca de 3.000 millones de años más, todos los organismos siguieron siendo microscópicos, siendo probablemente bacterias y arqueas las formas de vida dominantes. Aunque existen fósiles bacterianos, por ejemplo los estromatolitos, al no conservar su morfología distintiva no se pueden emplear para estudiar la historia de la evolución de los organismos procariotas. [7]

Las células procariotas, que conforman el reino Monera, fueron las únicas habitantes de la Tierra por más de 2.000 millones de años, hasta que aparecieron las células eucariotas.

Las procariotas que hoy existen se clasifican en bacterias y cianobacterias (grupo de procariotas fotosintéticas). Las células procariotas constituyen, siempre, seres vivos unicelulares que pueden, en algunas especies, coexistir en racimos o colonias.

Características

Una célula procariota es un organismo unicelular simple, que carece de un núcleo y de organelos rodeados de membranas, las células procariontes no están divididas internamente por paredes membranosas, sino constan de un solo espacio. [8]

La característica más prominente en la célula procariota es el núcleoide, la región en la cual está situado el cromosoma.

Estructura

Todos los cromosomas procariotas analizados hasta el momento han mostrado que consisten en una sola molécula continua “circular” de ADN asociada a una pequeña cantidad de ARN y proteínas no histónicas.

El citoplasma de la mayoría de las procariotas carece relativamente de estructura interna, aunque tiene una apariencia granulada dada por sus muchos ribosomas, generalmente carece de orgánulos y de divisiones citoplasmáticas. La excepción la constituyen las cianobacterias que contienen un extenso sistema de membranas que contienen clorofila y otros pigmentos fotosintéticos.

La membrana celular de las procariotas carece de colesterol u otros esteroides (con excepción de los mycoplasmas, que sí los tienen). Poseen, además una pared celular que da a los diferentes tipos sus configuraciones características; esta pared permite la integridad de las procariotas que, al ser hipertónicas en relación con su ambiente evitan que la misma estalle.

Algunos tipos de bacterias tienen extensiones largas y delgadas, conocidas como flagelos y pelos. Cada flagelo bacteriano está constituido por una pequeñísima proteína globular, la flagelina, ensamblada en cadenas de triple hélice con una zona central hueca, carecen de la membrana que se observa en las eucariotas y constituyen el medio de movilidad de las células, cuando éstas habitan en un medio acuoso. La dirección y tipo de movimiento están dados por los gradientes de concentración de las sustancias químicas atractivas o dañinas presentes en el medio circundante, medidos por los receptores de la membrana celular.

Los pelos, ensamblados a las bacterias en monómeros de proteína (la pilina), son varillas cilíndricas rígidas. Sirven para unir las bacterias a una fuente alimenticia, a la superficie de un líquido, o a dos bacterias en el proceso de conjugación.

Las formas no flageladas o pilosas se mueven deslizándose sobre la superficie de un mucus o mucílago secretado por la misma bacteria. Pared celular: la mayoría de las células procarióticas son hipertónicas en relación al medio que las rodea, y presentan rodeando a la membrana plasmática una pared celular que evita que estallen, los micoplasmas, que viven como parásitos intracelulares en un ambiente isotónico, carecen por completo de pared. La resistencia de la pared se debe a la presencia de peptidoglucano que consiste en dos tipos de azúcares poco comunes unidos a péptidos cortos.

La pared celular provee una capa de protección extra, ayuda a mantener la forma de la célula y evita la deshidratación. Muchas procariotas tienen también una capa más externa de carbohidratos llamada cápsula. La cápsula es pegajosa y ayuda a que la célula se adhiera a las superficies de su medio ambiente. [9]

Entre las características de las células procariotas que las diferencian de las eucariotas, podemos señalar: el ADN principal que está desnudo (sin un denso acompañamiento de proteínas) y lo más frecuente, en forma de una sola hebra circular; la división celular por fisión binaria sin un mecanismo complejo de reparto comparable a la mitosis de los eucariotas; la carencia de orgánulos membranosos en el citoplasma, que forma un solo compartimento; la existencia, salvo en algunos parásitos endocelulares, de un segundo compartimento acuoso rodeando el citoplasma, el periplasma, limitado internamente por la membrana plasmática y externamente por una segunda membrana o una pared densa. El citoplasma no contiene objetos reconocibles, salvo granos de reserva, de composición variada y agregados moleculares.

Reproducción

La mayoría de los procariotas se reproducen por división celular simple, también llamada fisión binaria.

Una vez que se produce la replicación del ADN, se forma la pared transversa por crecimiento de la membrana y de la pared celular.

Reproducción

Cuando se multiplican los procariotas, se producen clones de células genéticamente idénticas. Sin embargo, suelen ocurrir mutaciones y estas, combinadas con el rápido tiempo de generación de los procariotas, son responsables de su extraordinaria adaptabilidad. Una adaptabilidad adicional es provista por las recombinaciones genéticas que son resultado de procesos de conjugación, transformación y transducción. En la transformación los fragmentos de DNA liberados por una célula rota son tomados por otra célula bacteriana.

En la conjugación dos células con distinto tipo de apareamiento, se reúnen e intercambian sus materiales genéticos, a través de las vellosidades sexuales o vellosidades F que son pelos largos y delgados, que presentan un hueco axial por el que pasan los fragmentos de ADN de una bacteria a otra. En el tercer proceso de transferencia de genes, la transducción, el material genético de una bacteria es llevado hasta la otra por medio de un bacteriófago (virus que infecta a la bacteria).

Nutrición

La mayoría de los procariotas son heterótrofos (obtienen compuestos orgánicos presintetizados por otros organismos). De ellos la gran mayoría son saprobios, es decir se alimentan de materia orgánica muerta. De este modo las bacterias y otros microorganismos son responsables de la degradación y recirculación del material orgánico en el suelo, son una parte esencial de los sistemas ecológicos. Algunas de estas bacterias heterótrofas son causantes de enfermedades (bacterias patógenas), otras tienen poco efecto sobre sus hospedadores y otras son realmente beneficiosas.

Las vacas y otros rumiantes pueden utilizar celulosa sólo porque sus estómagos contienen bacterias y protistas que tienen enzimas que digieren celulosa. Los intestinos contienen diversos tipos de bacterias generalmente inofensivas que incluyen a la E. coli. Algunas suministran vitamina K, necesaria para la coagulación de la sangre. Otras evitan que desarrollemos infecciones serias. Después de una prolongada terapia con antibióticos, los organismos son más vulnerables a los microorganismos causantes de enfermedades, ya que se destruyen los habitantes bacterianos normales en él.

Referencias

Fuentes

  • Prescott, Harley, Klein. Microbiología. Mc Graw-Hill Interamericana de España. 4ª ed. 1999.
  • Schaechter M, Medoff G, Eisenstein BI, Guerra H. Microbiología. Mecanismos de las enfermedades infecciosas. Ed Panamericana. 2ª ed. Buenos Aires 1993.
  • Joklik WK, Willett HP, Amos DB, Wilgert CM. editores, Zinsser Microbiología. 20ª ed. BsAs. Panamericana; 1994.