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Células procariotas

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 diferentes orgánulos, con su respectiva membrana. Sin embargo, los organismos más abundantes en el planeta Tierra no son los eucariotas, sino los procariotas. 

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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 diferentes 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 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. Veamos 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 se encuentra su material genético.

Además, las procariotas no tienen orgánulos membranosos; pero, en cambio, tienen unas estructuras internas especializadas en funciones específicas. Además de esto, cuentan con una pared celular de peptidoglicano, que sirve de protección y soporte para la célula. Otro componente muy importante de las células procariotas es la membrana plasmática, que permite separar su contenido del entorno y ayuda al 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. Las células procariotas 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 también existan diferentes tipos de células procariotas.

Partes de las células procariotas

Veamos ahora las diferentes partes que tienen las células procariotas:

  • ADN o ARN: Contienen la información genética de las células procariotas.
    • El ADN se encuentra en una forma circular, de manera organizada y unido a proteínas. Así, permite regular la estructura de éstas, además de su función.
    • El ARN, en cambio, permite producir proteínas, regula la información genética y proporciona defensas contra infecciones virales. Existen varios tipos de ARN:
      • ARN de transferencia (ARNt): permite transferir aminoácidos a los ribosomas.
      • ARN ribosómicos (ARNr): es un componente esencial de los ribosomas, que permite la síntesis de las proteínas.
      • ARN mensajero (ARNm): permite la transcripción a partir del ADN y la producción de proteínas.
  • Cápsula: Es una capa de consistencia viscosa, que se forma en la parte externa de la pared celular de algunos procariotas, como resultado de la acumulación de polímeros de hidratos de carbono.
  • Flagelo: Son apéndices encargados del movimiento; se hallan en la superficie de las células. Son estructuras proteicas que impulsan a la células mediante un movimiento helicoidal, lo genera su desplazamiento.
  • Membrana celular: También denominada membrana plasmática, está constituida por una bicapa fosfolpídica anfipática o anfifílica (con un exterior hidrófilo y con un interior hidrófobo) que demarca el interior de la célula.
  • Pared celular: Esta parte que nos permite diferenciar una célula procariota de una célula eucariota. Es una estructura formada principalmente de peptidoglicano. Aporta una mayor resistencia a las células y permite llevar a cabo funciones de adhesión e interacción entre las células.
  • Plásmido: Es una pequeña porción de ADN extracromosómico que se puede replicar de forma autónoma. Permite la transferencia horizontal de genes.
  • Ribosomas: son estructuras formadas por proteínas y ARN ribosómico (ARNr). Su principal función es llevar a cabo la síntesis de proteínas, mediante la traducción. Están formados por dos subunidades: la subunidad pequeña y la subunidad grande, que se separan cuando se ha llevado a cabo la traducción.

Células procariotas Ilustración de una célula procariota y sus partes: membrana, plásmido, citoplasma, pilos y flagelos, ribosomas y ADN StudySmarterFig. 1: Las partes de una célula procariota.

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 han variado, hasta llegar a la diversidad que existe actualmente.

Los cambios principales que han experimentado están relacionados con su estructura y con su metabolismo. Esto les ha permitido adaptarse a diferentes ambientes, hasta llegar a conquistar todos los climas y entornos posibles; incluyendo ambientes con condiciones extremas (algunas arqueas son organismos extremófilos; llegan a vivir en ambientes con temperaturas muy altas, como en el interior de los volcanes, o en zonas con una salinidad muy elevada).

Hace unos 2000 millones de años, algunas células procariotas se asociaron simbióticamente con las eucariotas. Esto dio lugar a las primeras mitocondrias de la historia, lo que supuso un gran avance para los seres vivos y para el desarrollo de la vida más compleja en la Tierra: llegó 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).

Profundicemos en cada una:

Bacterias

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. 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 y determina el resultado global de la tinción.

Cuando aplicamos la tinción de Gram púrpura, esta 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.

Reproducción

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. Así, se hace 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 caracterizan por ser unicelulares. Las arquea han evolucionado para sobrevivir en ambientes de temperaturas muy altas o muy ácidas, por eso se pueden encontrar en ambientes extremos, como géiseres o fuentes hidrotermales.

Algunas investigaciones sugieren que las arqueas podrían ser el origen de los eucariotas, ya que comparten rasgos tanto con los procariotas como con los eucariotas.

Diferencias entre células procariotas y eucariotas

Las estructuras de las células eucariotas y procariotas son diferentes; aunque tienen algunas estructuras en común, como la membrana plasmática y el citoplasma. Sin embargo, una serie de orgánulos con una estructura especializada para producir ATP (mitocondrias) o realizar la fotosíntesis (en el cloroplasto) sólo están presentes en las células eucariotas.

La estructura de la célula eucariota es mucho más compleja que la de la célula procariota. Los procariotas también son unicelulares, por lo que no pueden crear estructuras especializadas.

En el cuerpo humano las células eucariotas forman tejidos, órganos y sistemas de órganos (por ejemplo, el sistema cardiovascular).

Células procariotas y virus

Los virus son microbios no vivos. Poseen un material genético (ADN o ARN) propio, pero no pueden reproducirse por sí mismos. Debido a esto, infectan a un organismo huésped para hacer uso de su maquinaria de reproducción.

Los virus no se consideran seres vivos, porque no cumplen los criterios de un organismo vivo, que son los siguientes:

  • Sensibilidad y respuesta al entorno.
  • Reproducción autónoma: los virus no pueden reproducirse por sí solos, sino que necesitan invadir otro organismo para reproducirse.
  • Crecimiento y desarrollo.
  • Homeostasis.
  • Procesamiento de energía (los virus no procesan energía por sí mismos): utilizan la maquinaria celular del huésped para obtener los componentes que necesitan para reproducirse.

Debido a su reducido tamaño, los virus sólo pueden verse con un microscopio electrónico. De hecho, son mucho más pequeños que las células procariotas. A modo de comparación, el tamaño medio de un virus está entre 20 y 400 nanómetros, mientras que el tamaño medio de las bacterias es de aproximadamente 2000 nanómetros (2 micrómetros).

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. También pueden tener la enzima

transcriptasa inversa, que transcribe el ARN a ADN. Los virus no tienen orgánulos, por lo que no pueden fabricar sus propias proteínas; no tienen ribosomas.

Células procariotas Estructura de un virus StudySmarter

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:

  1. Se adhieren a la célula huésped.
  2. Inyectan su ADN o ARN en la célula huésped.
  3. El ADN o ARN es traducido y se transcribe en proteínas, formando los viriones (unos compuestos virales) y utilizando los ribosomas y los orgánulos de la célula infectada.
  4. Los viriones se liberan y la célula huésped muere.
  5. El proceso se repite con más células y viriones.

Para más información sobre la replicación, visita nuestra explicación sobre la replicación viral.

A continuación puedes ver un diagrama que muestra la infección vírica a través de los bacteriófagos:

Células procariotas Infección vírica StudySmarterFigura 3: Infección vírica. Ciclo lítico

Células procariotas - Puntos clave

  • 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.
  • El nucleoide es la región del citoplasma de una célula procariota donde está su material genético.
  • Las células procariotas tienen un tamaño muy pequeño.
  • Llevan a cabo una reproducción asexual, generalmente la fisión binaria.
  • Las partes de las células procariotas son: ADN o ARN, cápsula, flagelo, membrana celular, membrana celular, pared celular, plásmidos y ribosomas.
  • Hay dos tipos principales de procariotas: las bacterias y las arqueas.
  • Las células procariotas han ido evolucionando a lo largo de la historia, hasta crear organismos muy complejos.
  • Los virus son microbios no vivos. Poseen un material genético (ADN o ARN) propio, pero no pueden reproducirse por sí mismos. Debido a esto, infectan a un organismo huésped para hacer uso de su maquinaria de reproducción.

Preguntas frecuentes sobre Células procariotas

Las células procariotas son organismos, casi exclusivamente unicelulares, que no tienen núcleo ni orgánulos.

Tanto las células procariotas como las eucariotas tienen un citoplasma y una membrana celular. 


Pero, las células procariotas tienen un tamaño mucho más reducido, no poseen membrana nuclear y cuentan con una capa de protección adicional, denominada pared celular.

Los organismos eucariotas son aquellos cuyas células tienen núcleo, mitocondrias o cloroplastos. 

Las células procariotas no tienen núcleo. Un ejemplo es la bacteria que causa la tuberculosis: Mycobacterium tuberculosis.

Las células procariotas no tienen núcleo, por lo tanto su material genético está libre en el citoplasma. Pueden tener pared bacteriana y flagelos. Carecen de mitocondrias, cloroplastos y de orgánulos internos.

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