Es probable que cuando pienses en una célula evoques la imagen de una célula eucariota con algunas de sus estructuras distintivas como un núcleo y distintos orgánulos con su respectiva membrana. Sin embargo, los organismos más abundantes en el planeta Tierra no son los eucariotas, sino los procariotas.
Los procariotas son un numeroso y variado grupo de organismos casi exclusivamente unicelulares, es decir, formados por una sola célula. Las células procariotas tienen un tamaño mucho más reducido, no poseen membrana nuclear y cuentan con una capa de protección adicional denominada pared celular. Pese a tener una estructura "menos compleja", las células procariotas están adaptadas a diversas condiciones y entornos donde las células eucariotas no son viables. Sigue leyendo si quieres aprender más sobre las células procariotas.
- Este artículo trata sobre las células procariotas.
- En primer lugar, estudiaremos qué son las células procariotas.
- A continuación, analizaremos las características de las células procariotas.
- Después, veremos cuáles son las distintas partes de las células procariotas.
- Luego, haremos un viaje a lo largo de la historia para conocer la evolución de las células procariotas.
- Continuaremos el aprendizaje estudiando cuáles son los distintos organismos procariotas.
- Terminaremos viendo cuáles son las diferencias entre las células procariotas y eucariotas y la relación entre las células procariotas y virus.
¿Qué son las células procariotas?
Las células procariotas son organismos microscópicos que no tienen un núcleo definido, es decir, tienen su material genético esparcido por el citoplasma. Tampoco tienen orgánulos internos.
Las células procariotas tienen todo lo necesario para sobrevivir y reproducirse, y son mucho más numerosas que las células eucariotas. Ahora vamos a ver sus características más importantes:
Características de las células procariotas
La principal característica de las células procariotas es que no tienen una membrana que rodee el material genético, es decir, no tienen un núcleo definido. En cambio, tienen una estructura denominada nucleoide.
El nucleoide es la región del citoplasma de una célula procariota donde su material genético.
Además, no tienen orgánulos membranosos, pero, en cambio, tienen unas estructuras internas especializadas en funciones específicas. Además de esto, tienen una pared celular de peptidoglicano, que sirve de protección y soporte para la célula.
Un componente muy importante de las células procariotas es la membrana plasmática, que permiten separar su contenido del entorno y permite el paso y la salida de sustancias de la célula.
Las células procariotas son de un tamaño muy pequeño, generalmente de entre 1 y 10 micrómetros de diámetro, y pueden formar unos agregados de células interconectadas llamados colonias. Sin embargo, estas no cumplen todos los criterios necesarios para ser reconocidas como organismos multicelulares.
Llevan a cabo una reproducción asexual, generalmente la fisión binaria.
Estas son las características generales de las células procariotas, pero existen variaciones y diferencias entre todos los tipos de células, lo que permite que existan diferentes tipos de células procariotas.
Partes de las células procariotas
Veamos ahora las diferentes partes que tienen las células procariotas:
Evolución de las células procariotas
Las células procariotas son las células más simples y antiguas que existen en nuestro planeta: surgieron hace 3500 millones de años. En un principio, eran organismos unicelulares que se clasificaban en dos grupos: las arqueas y las bacterias. Estos dos grupos han ido evolucionando y se han diversificado hasta llegar a la diversidad que existe actualmente. Los cambios principales que han experimentado están relacionados con su estructura y con su metabolismo, lo que les ha permitido adaptarse a diferentes ambientes, hasta conquistar todos los climas y entornos posibles, incluyendo ambientes con condiciones extremas (algunas arqueas son organismos extremófilos, pudiendo llegar a vivir en ambientes con temperaturas muy altas, como en el interior de los volcanes, o en zonas con una salinidad muy alta).
Hace unos 2000 millones de años, algunas células procariotas se asociaron simbióticamente con las eucariotas, dando lugar a las primeras mitocondrias de la historia. Esto supuso un gran avance para los seres vivos y para el desarrollo de la vida más compleja en la Tierra, llegando hasta nosotros, los seres humanos.
Organismos procariotas
Hay dos tipos principales de procariotas: las bacterias y las arqueas. Las principales diferencias entre ellos son las membranas celulares y las condiciones en las que se encuentran estos procariotas. Las bacterias tienen una bicapa de fosfolípidos, mientras que las arqueas tienen una monocapa. Las arqueas sólo se encuentran en condiciones extremas, como los géiseres calientes. Las bacterias, en cambio, se encuentran en cualquier lugar de la Tierra, incluso en el cuerpo humano (bacterias buenas). Veamos ahora más en profundidad cada una:
Las bacterias suelen crecer en cultivos, utilizando un medio con nutrientes en el que pueden multiplicarse rápidamente. La multiplicación de las bacterias es exponencial, ya que siempre se duplican: de una a dos, de dos a cuatro, de cuatro a ocho, etc. Esto significa que las bacterias se replican muy rápidamente y a menudo pueden verse con un microscopio óptico.
Las bacterias se pueden clasificar mediante la tinción de Gram o por su forma. Veamos cómo funcionan estas clasificaciones.
Clasificación
Tinción de Gram: Bacterias gramnegativas y grampositivas
Las bacterias pueden subdividirse en dos grupos principales: gramnegativas y grampositivas. Las bacterias se clasifican de este modo tras realizar una tinción de Gram; esta tinción se lleva a cabo usando un tinte (que es de color púrpura) que colorea la pared celular de la célula bacteriana, determinando el resultado global de la tinción.
Cuando aplicamos la tinción de Gram púrpura, ésta coloreará la bacteria grampositiva de un color púrpura claro, y la gramnegativa de un color rojo pálido. ¿Por qué las bacterias Gram positivas conservan el color morado? Porque las bacterias Gram positivas tienen una gruesa pared celular de peptidoglicano.
¿Y de dónde procede el color rojo de las bacterias Gram negativas? De la contratinción, la safranina.
Un ejemplo de bacterias grampositivas son los estreptococos, y unos ejemplos de las bacterias gramnegativas son la clamidia y el Helicobacter pilorii.
La safranina se utiliza como colorante en la prueba de Gram para ayudar a distinguir entre los dos tipos de bacterias. Los científicos pueden utilizar otras contratinciones dependiendo de la naturaleza del experimento/la tinción.
Las bacterias también pueden clasificarse por su forma:
- Las bacterias redondas se conocen como cocos.
- Las bacterias cilíndricas, como bacilos.
- Las bacterias con forma espiral, como espirillas.
- Las bacterias de forma de coma, como vibrios.
También hay otros tipos de bacterias menos comunes, como las que tienen forma de estrella o rectangular.
Las células bacterianas se reproducen principalmente de forma asexual. La forma más común de reproducción en las bacterias se llama fisión binaria.
La fisión binaria es un proceso en el que una bacteria copia su material genético, crece y luego se divide en dos células, haciendo una réplica exacta de la célula madre.
La conjugación bacteriana implica a dos bacterias, pero no es una forma de reproducción. Durante la conjugación bacteriana, la información genética en forma de plásmidos se transfiere de una célula a otra a través de los pili. Esto suele dar a la bacteria receptora una ventaja, como la resistencia a los antibióticos. Este proceso no produce una nueva bacteria. Es más bien una versión mejorada de la anterior.
Arqueas
No necesitamos profundizar demasiado en las arqueas. Aún así, vamos a resaltar algunos aspectos. Las arqueas, junto con las bacterias, son el pilar de las procariotas. Se pueden encontrar en ambientes extremos como géiseres o fuentes hidrotermales. Las arquea han evolucionado para sobrevivir en estos ambientes de temperaturas tan altas o tan ácidos. Las arqueas son unicelulares.
Los virus tienen menos componentes que las células. Están formados por material genético en forma de ADN o ARN, una cápsula proteica alrededor del material genético llamada cápside y, a veces, una membrana lipídica. También tienen enzimas para descomponer la pared celular o la membrana, y también pueden tener una enzima que transcribe el ARN a ADN. Esta enzima se llama transcriptasa inversa. Los virus no tienen orgánulos, por lo que no pueden fabricar sus propias proteínas; no tienen ribosomas.
Fig. 2: Estructura de un virus.
Los virus pueden infectar plantas, animales, humanos y procariotas. Suelen provocar una enfermedad en el huésped al inducir la muerte celular. En la mayoría de los casos, los virus sólo infectan a una especie, es decir, un virus que infecta a procariotas nunca infectará a un humano, por ejemplo. Sin embargo, hay casos en los que un virus puede infectar a diferentes especies de animales.
Un ejemplo común del efecto de los virus en las células procariotas son los bacteriófagos, que son un grupo de virus que sólo infectan a las bacterias, es decir a una especie concreta de célula procariota.
Los virus infectan las células huésped de la siguiente manera:
- Se adhieren a la célula huésped.
- Inyectan su ADN o ARN en la célula huésped.
- El ADN o ARN es traducido y se transcribe en proteínas, formando los viriones (unos compuestos virales) utilizando los ribosomas y los orgánulos de la célula infectada.
- Los viriones se liberan y la célula huésped muere.
- El proceso se repite con más células y viriones.
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