Introducción
Prokaryota
Los procariontes u organismos procariotas
son aquellos microorganismos que están constituidos por
células procariotas, es decir, células que
presentan un ADN libre en el citoplasma, ya que no hay
núcleo celular. Han recibido diversas denominaciones tales
como bacterias, móneras y esquizófitos, dependiendo
de los autores y los sistemas de clasificación. Otros
términos usados fueron Mychota, Protophyta y Procaryotae.
Actualmente la mayoría considera que en realidad se trata
de 2 dominios diferentes: Bacteria y Archaea, y minoritariamente
se considera que forma un imperio denominado
Prokaryota.
Los procariontes son unicelulares, salvo
algunos casos como las mixobacterias, algunas de las cuales
tienen etapas multicelulares en su ciclo de vida.1 En otros casos
crean grandes colonias, como en las cianobacterias. Prokaryota
viene del griego p??-(pro-) "antes de" + ?a???? (cariot) "nuez o
almendra" como referencia a la carencia del núcleo
celular.2 Los procariontes se caracterizan por tener componentes
intracelulares hidrosolubles (proteínas, ADN y meta
bolitos solubles en agua), por lo que no presentan núcleo
celular, mitocondrias ni otros orgánulos, pues todo el
organismo está delimitado por la membrana celular en lugar
de separarse en diferentes compartimentos celulares.
Los procariontes se diferencian de los
eucariontes, además de la ausencia de organelos, en que
los ribosomas procariotas son más pequeños. Pero la
diferencia más importante radica en el origen mismo de los
eucariontes, el cual estaría demostrado que fue el
resultado de una asociación simbiótica entre
diferentes organismos procariotas. Mitocondrias y cloroplastos
sintetizan sus propios ribosomas y éstos son además
del mismo tamaño que el de los procariontes.3 Esto
probaría el origen procariota de estos orgánulos
por endosimbiosis seriada. Así pues, mientras los
procariontes se originaron hace unos 3.500 millones de
años,4 los eucariontes aparecen mucho después, hace
unos 900 a 1.800 millones de años y como descendientes de
organismos procariotas.5 Bajo este punto de vista, podemos
considerar a Prokaryota como un grupo
parafilético.
Desarrollo
Células
procariotas
Las células procariotas
estructuralmente son las más simples y pequeñas.
Como toda célula, están delimitadas por una
membrana plasmática que contiene pliegues hacia el
interior (invaginaciones) algunos de los cuales son denominados
laminillas y otro es denominado mesosoma y está
relacionado con la división de la célula. La
célula procariota por fuera de la membrana está
rodeada por una pared celular que le brinda protección. El
interior de la célula se denomina citoplasma. En el centro
es posible hallar una región más densa, llamada
nucleoide, donde se encuentra el material genético o ADN.
Es decir que el ADN no está separado del resto del
citoplasma y está asociado al mesosoma. En el citoplasma
también hay ribosomas, que son estructuras que tienen la
función de fabricar proteínas. Pueden estar libres
o formando conjuntos denominados poli ribosomas. Las
células procariotas pueden tener distintas estructuras que
le permiten la locomoción, como por ejemplo las cilias
(que parecen pelitos) o flagelos (filamentos más largos
que las cilias).
Esquema de célula procariota. Las
bacterias son los organismos que poseen una organización
celular de este tipo. La zona sombreada en el citoplasma
representa el nucleoide, zona más densa donde se encuentra
el ADN bacteriano y no está físicamente separado
del resto de las estructuras citoplasmáticas.
Componentes de la
célula procariota:
Introducción. Las células
procariotas son unas 10 veces más pequeñas que las
eucarióticas. Su estructura es muy sencilla: sin
núcleo definido en su interior y la mayoría sin
compartimentos internos delimitados por membranas. Esta
simplicidad no significa que las procariotas sean inferiores a
las células eucarióticas. Hay tres formas
básicas muy comunes en las bacterias.
Coco: forma esférica u
ovalada.Bacilo: forma alargada o
cilíndrica.Espirilo: forma espiral.
Pared: Gram + y Gram -.
En la mayoría de estas
células, una pared celular rígida, permeable, rodea
por fuera a la membrana plasmática, ayudando a mantener la
forma de la célula y a resistir la presión interna
que puede causar la entrada de agua por osmosis. En las bacterias
más típicas, la pared tiene como compuesto
representativo un peptidoglucano como la muerina. La estructura y
composición de la pared se utiliza para identificar
bacterias. Un método muy utilizado en la Tinción de
Gram.
Gram +: La pared es muy ancha y esta
formada por numerosas capas de peptidoglicano, reforzadas por
moléculas de ácido teicoico (compuesto complejo
que incluye azucares, fosfatos y
animoácidos).Gram -: Es más estrecha y
compleja, ya que hay una sola capa de peptidoglicano y, por
fuera de ella, hay una bicapa lipídica que forma una
membrana externa muy permeable, pues posee numerosas porinas,
proteínas que forman amplios canales
acuosos.
Membranas de Gram + y Gram -.
Fuera de la pared suele haber una capa
pegajosa o Glicocálix, con polisacáridos,
proteínas o mezclas de ambos compuestos. Cuando tiene una
estructura muy organizada y está unida firmemente a la
pared se llama Cápsula. Estos materiales ayudan a las
bacterias a adherirse a diferentes superficies (dientes,
células, rocas, etc.) y las hacen más virulentas al
protegerlas, a modo de coraza, del ataque de otras
células.
Membrana plasmática.
Esta formada al igual que en las
células eucariotas, a excepción de las
arqueobacterias, por una bicapa de lípidos con
proteínas, pero más fluida y permeable por no tener
colesterol. Asociadas a la membrana se encuentran muchas enzimas,
como las que intervienen en los procesos de utilización
del oxígeno. Cuando las bacterias realizan la
respiración celular necesitan aumentar la superficie de su
membrana, por lo que presentan invaginaciones hacia el interior,
los mesosomas. En las células procarióticas
fotosintéticas hay invaginaciones asociadas a la presencia
de las moléculas que aprovechan la luz, son los llamados
cromatóforos, que se utilizan para llevar a cabo la
fotosíntesis y se componen de pigmentos de
bacterioclorofila y carotenoides.
Ribosomas, flagelos y Pili
bacterianos.
En el interior celular, dispersos por el
citoplasma, se encuentran una gran cantidad de ribosomas, un poco
más pequeños que los ribosomas eucarióticos
(70S en lugar de 80S), pero con la misma configuración
general. Algunas bacterias tienen uno o más flagelos
bacterianos que sirven para el movimiento de la célula. Su
disposición es característica en cada especie y
resulta útil para identificarlas. Su estructura y modo de
actuar son muy diferentes a los de los flagelos de las
células eucarióticas. No están rodeados por
la membrana celular, sino que constan de una sola estructura
alargada, formada por la proteína flagelina,
anclada mediante anillos en la membrana. Mueven la célula
girando, como si fueran las hélices de un motor. Muchas
especies tienen también fimbrias o Pili (pelos),
proteínas filamentosas cortas que se proyectan por fuera
de la pared celular. Algunos Pili ayudan a las bacterias a
adherirse a superficies, otros facilitan la unión a otras
bacterias para que se pueda producir la conjugación, esto
es, una transmisión de genes entre ellas.
Fig. 20: Flagelos y Pilis
bacterianos.
Material genético
bacteriano.
El nucleoide o zona en que está
situado el cromosoma bacteriano está formado por una
única molécula de ADN circular de doble cadena,
asociada con unas pocas proteínas no histónicas.
Esta molécula permanece anclada en un punto de la membrana
plasmática.
Las bacterias pueden tener uno o más
plásmidos, son moléculas de ADN extra
cromosómico circular o lineal que se replican y
transcriben independientes del ADN cromosómico.
Están presentes normalmente en bacterias, y en algunas
ocasiones en organismos eucariotas como las levaduras
pequeños círculos auto replicante de ADN que tienen
unos pocos genes. Hay algunos plásmidos integrativos, vale
decir tienen la capacidad de insertarse en el cromosoma
bacteriano. Digamos que rompe el cromosoma y se sitúa en
medio, con lo cual, automáticamente la maquinaria celular
también reproduce el plásmido. Cuando ese
plásmido se ha insertado se les da el nombre de
episomas.
Fig. 21: Plásmido
bacteriano.
Conclusiones
La célula es la unidad estructural
de los organismos, existen dos clases eucariota y procariota, que
se diferencian principalmente porque la eucariota posee organelos
y la otra no, y el tamaño de la procariota es menor al de
la eucariota y además la procariota no tiene núcleo
definido.
En el laboratorio se comprobó que
todos los organismos vivos están formados por
células sean eucariotas, como el ser humano o procariotas
como las colonias de bacilos (bacterias en general).
Se reconocieron en el microscopio, las
diferencias morfológicas fundamentales entre
células eucariotas y procariotas.
La diferencia más notoria entre la
célula procariota y la eucariota, radica en que la primera
no posee nucleó, mientras la segunda sí.
El empleo de colorantes en la
observación de células representa una gran ventaja
ya que permite identificar con mayor facilidad las estructuras
básicas de la misma, siempre y cuando se empleen
concentraciones bajas, de lo contrario se convierte en problema
porque si el colorante es muy concentrado no deja diferenciar
nada en la célula.
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Autor:
Erik Alejandro Mireles
Ornelas