los científicos creen que las células procariotas fueron algunas de las primeras formas de vida en la tierra. estas células todavía son abundantes en la actualidad y se pueden dividir en bacterias y arqueas. un ejemplo clásico de una célula procariótica es escherichia coli (e. coli) .
Las células procariotas son fundamentales para dominar la biología celular de la escuela secundaria. Siga leyendo para aprender acerca de los diversos componentes celulares de procariotas.
¿Qué son los procariotas?
los procariotas tienden a ser organismos simples, unicelulares, sin orgánulos unidos a la membrana o un núcleo. Los eucariotas tienen estas estructuras. Hace miles de millones de años, los procariotas pueden haber evolucionado a partir de moléculas orgánicas unidas a la membrana llamadas protobiontes . pueden haber sido las primeras formas de vida en el planeta.
Puedes dividir procariotas en dos dominios: bacterias y arqueas. (tenga en cuenta que cuando escribe sobre los dominios, los nombres deben estar en mayúsculas; sin embargo, puede dejarlos en minúsculas cuando escriba sobre los dos grupos en general). Ambos grupos están formados por organismos pequeños y unicelulares, pero existen diferencias entre ellos. . Las bacterias tienen peptidoglicanos en sus paredes celulares y las arqueas no. Además, las bacterias tienen ácidos grasos en sus lípidos de la membrana plasmática, mientras que las arqueas tienen grupos fitanilo . Algunos ejemplos de bacterias comunes incluyen e. coli y estafilococo áureo (mejor conocido como estafilococo). Los halófilos que habitan la sal son un ejemplo de arqueas.
bacterias: lo básico
Las bacterias son uno de los dos dominios que conforman las células procariotas. Son diversas formas de vida y se reproducen por fisión binaria. Hay tres formas básicas de células bacterianas: cocos, bacilos y espirillas. Los cocos son bacterias ovales o esféricas, los bacilos tienen forma de varilla y la espirilla son espirales.
Las bacterias juegan un papel importante en la enfermedad y la salud humana. Algunos de estos microbios, como el estafilococo áureo , pueden causar infecciones en las personas. sin embargo, otras bacterias son beneficiosas, como el lactobacillus acidophilus , que ayuda a su cuerpo a descomponer la lactosa que se encuentra en los productos lácteos.
arqueas: lo basico
Inicialmente clasificadas como bacterias antiguas y llamadas "arqueobacterias", las arqueas ahora tienen su propio dominio. muchas especies de arqueas son extremófilas y viven en condiciones extremas, como aguas termales en ebullición o agua ácida, que las bacterias no pueden tolerar. algunos ejemplos incluyen los hipertermófilos que existen en temperaturas superiores a 176 grados Fahrenheit (80 grados centígrados) y halófilos que pueden vivir en soluciones salinas que varían del 10 al 30 por ciento. Las paredes celulares en Archaea ofrecen protección y les permiten vivir en ambientes extremos.
Las arqueas tienen muchas formas y tamaños diferentes que van desde varillas hasta espirales. Algunos aspectos del comportamiento de las arqueas, como la reproducción, son similares a las bacterias. Sin embargo, otros comportamientos, como la expresión génica, se parecen a los eucariotas.
¿Cómo se reproducen los procariotas?
Los procariotas pueden reproducirse de varias maneras. Los tipos básicos de reproducción incluyen la brotación, la fisión binaria y la fragmentación. Aunque algunas bacterias tienen formación de esporas, no se considera reproducción porque no hay descendientes formados a través de este proceso.
la brotación ocurre cuando una célula hace un capullo que parece una burbuja. la yema continúa creciendo mientras está unida a la célula madre. finalmente, el brote se separa de la célula madre. La fisión binaria ocurre cuando una célula se divide en dos células hijas idénticas. la fragmentación ocurre cuando una celda se rompe en pequeños pedazos o fragmentos, y cada pieza se convierte en una nueva celda.
¿Qué es la fisión binaria?
La fisión binaria es un tipo común de reproducción en células procariotas. el proceso involucra la división de la célula madre en dos células que son idénticas. El primer paso en la fisión binaria es copiar el ADN. entonces, el nuevo ADN se mueve al extremo opuesto de la celda. A continuación, la célula comienza a crecer y expandirse. finalmente, un anillo septal se forma en el medio y pellizca la célula en dos pedazos. El resultado son dos celdas idénticas.
Cuando compara la fisión binaria con la división celular en células eucariotas, puede observar algunas pequeñas similitudes. por ejemplo, tanto la mitosis como la fisión binaria crean células hijas idénticas. Ambos procesos también implican la duplicación de ADN.
estructura celular procariótica
La estructura celular de los procariotas puede variar, pero la mayoría de los organismos tienen varios componentes básicos. los procariotas tienen una membrana celular o una membrana plasmática que actúa como una cubierta protectora. También tienen una pared celular rígida para mayor soporte y protección. Las células procariotas tienen ribosomas , que son moléculas que producen proteínas. su material genético se encuentra en el nucleoide , que es la región donde vive el ADN. Anillos adicionales de ADN llamados plásmidos flotan alrededor del citoplasma . Es importante tener en cuenta que los procariotas no tienen una membrana nuclear.
Además de estas estructuras internas, algunas células procariotas tienen un pilus o flagelo para ayudarles a moverse. un pilus es una característica externa parecida al pelo, mientras que un flagelo es una característica externa similar a un látigo. Algunos procariotas, como las bacterias, tienen una cápsula fuera de sus paredes celulares. el almacenamiento de nutrientes también puede variar, pero muchos procariotas usan gránulos de almacenamiento en su citoplasma.
Información genética en procariotas.
La información genética en procariotas existe dentro del nucleoide. a diferencia de los eucariotas, los procariotas no tienen un núcleo unido a la membrana. En cambio, las moléculas de ADN circulares viven en una región del citoplasma. por ejemplo, el cromosoma bacteriano circular es un bucle grande en lugar de cromosomas individuales.
La síntesis de ADN en bacterias comienza con el inicio de la replicación en una secuencia de nucleótidos específica. entonces, se produce el alargamiento para agregar nuevos nucleótidos. A continuación, la terminación se produce después de que se forme el nuevo cromosoma.
expresión génica en procariotas
En procariotas, la expresión génica ocurre de una manera diferente. Tanto las bacterias como las arqueas pueden tener transcripción y traducción al mismo tiempo. esto significa que las células pueden producir aminoácidos , que pueden convertirse en proteínas, en cualquier momento.
la pared celular procariótica
La pared celular en procariotas tiene varios propósitos. Protege la célula y ofrece soporte. Además, ayuda a la célula a mantener su forma y evita que estalle. ubicada fuera de la membrana plasmática, la estructura general de la pared celular es más complicada que la que se encuentra en las plantas.
En las bacterias, la pared celular consiste en peptidoglicano o mureína , que está formada por cadenas de polisacáridos. sin embargo, las paredes celulares difieren entre las bacterias grampositivas y gramnegativas. Las bacterias grampositivas tienen una pared celular gruesa, mientras que las bacterias gramnegativas tienen una delgada. ya que sus paredes son delgadas, las bacterias gramnegativas tienen una capa extra de lipopolisacáridos.
Los antibióticos y otras drogas pueden atacar las paredes celulares de las bacterias sin dañar a los humanos porque las personas no tienen este tipo de paredes en sus células. sin embargo, algunas bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos y los medicamentos dejan de ser eficaces. La resistencia a los antibióticos ocurre cuando las bacterias evolucionan, y las que tienen mutaciones que les permiten sobrevivir a los medicamentos pueden multiplicarse.
Almacenamiento de nutrientes en procariotas.
el almacenamiento de nutrientes es importante para los procariotas porque algunos de ellos existen en entornos que dificultan el suministro constante de alimentos. Los procariotas han desarrollado estructuras específicas para el almacenamiento de nutrientes.
Las vacuolas actúan como burbujas de almacenamiento de alimentos o nutrientes. Las bacterias también pueden tener inclusiones , que son estructuras para mantener reservas de glucógeno o almidones. Los microcompartimientos en procariotas tienen cáscaras de proteínas y pueden contener enzimas o proteínas. Existen tipos especializados de microcompartimientos tales como magnetosomas y carboxisomas .
¿Qué es la resistencia a los antibióticos?
Existe una creciente preocupación por la resistencia a los antibióticos en todo el mundo. La resistencia a los antibióticos ocurre cuando las bacterias pueden evolucionar y ya no responden a los medicamentos que las destruyeron previamente. esto significa que las personas que toman un antibiótico no podrán matar las bacterias dentro de su cuerpo.
La selección natural favorece la resistencia en bacterias. por ejemplo, algunas bacterias tienen mutaciones aleatorias que les permiten resistir los antibióticos. cuando toma un medicamento, no funcionará con estas bacterias resistentes. A continuación, estas bacterias pueden crecer y multiplicarse. También pueden dar su resistencia a otras bacterias al compartir genes, creando superbacterias que son difíciles de tratar. staphylococcus aureus resistente a la meticilina (mrsa) es un ejemplo de una superbacteria que es resistente a los antibióticos.
La replicación del ADN se produce más rápidamente en procariotas que en eucariotas, por lo que las bacterias pueden reproducirse a un ritmo mucho más rápido que los humanos. la falta de puntos de control durante la replicación en bacterias en comparación con los eucariotas también permite más mutaciones aleatorias. Todos estos factores contribuyen a la resistencia a los antibióticos.
probióticos y bacterias amigables
Aunque las bacterias a menudo causan enfermedades humanas, las personas también tienen relaciones simbióticas con algunos microbios. Las bacterias beneficiosas son importantes para la piel, la salud bucal y digestiva. por ejemplo, las bifidobacterias viven en sus intestinos y le ayudan a descomponer los alimentos. Son partes cruciales de un sistema intestinal sano.
Los prebióticos son alimentos que ayudan a la microflora en su intestino. Algunos ejemplos comunes incluyen ajo, cebolla, puerros, plátanos, hojas de diente de león y espárragos. Los prebióticos proporcionan la fibra y los nutrientes que las bacterias intestinales beneficiosas necesitan para crecer. Por otro lado, los probióticos son bacterias vivas que pueden ayudar a su digestión. También puede encontrar organismos probióticos en alimentos como el yogur o el kimchi.
transferencia de genes en procariotas
Hay tres tipos principales de transferencia de genes en procariotas: transducción, conjugación y transformación. La transducción es una transferencia horizontal de genes que ocurre cuando un virus ayuda a mover el ADN de una bacteria a otra. La conjugación implica la fusión temporal de microbios para transferir ADN. este proceso suele implicar un pilus. la transformación se produce cuando un procariota toma pedazos de ADN de su entorno.
La transferencia de genes es importante para la enfermedad porque permite que los microbios compartan ADN y se vuelvan resistentes a los medicamentos. por ejemplo, las bacterias que son resistentes a un antibiótico pueden compartir genes con otras bacterias. es posible que encuentre transferencia de genes entre los microbios en sus clases de ciencias, especialmente en laboratorios universitarios, porque es importante para la investigación científica.
metabolismo procariota
El metabolismo en los procariotas varía más de lo que encontrará en los eucariotas. permite que procariotas como los extremófilos vivan en ambientes extremos. algunos organismos usan la fotosíntesis, pero otros pueden obtener energía del combustible inorgánico. Puedes clasificar procariotas en autótrofos y heterótrofos . los autótrofos obtienen carbono del dióxido de carbono y producen sus propios alimentos orgánicos a partir de materiales inorgánicos, pero los heterótrofos obtienen carbono de otros seres vivos y no pueden producir sus propios alimentos orgánicos.
Los principales tipos de autótrofos son fotótrofos , litótrofos y organótrofos . Los fotótrofos utilizan la fotosíntesis para obtener energía y producir combustible. sin embargo, no todos producen oxígeno como lo hacen las células vegetales durante el proceso. Las cianobacterias son un ejemplo de fototrofos. Los litótrofos utilizan moléculas inorgánicas como alimento y, por lo general, dependen de las rocas como fuente. sin embargo, los litótrofos no pueden obtener carbono de las rocas, por lo que necesitan aire u otra materia que tenga este elemento. Los organotrofos utilizan compuestos orgánicos para obtener nutrientes.
procariotas vs. eucariotas
procariotas y eucariotas no son lo mismo porque los tipos de células que tienen son muy diferentes. los procariotas no tienen los orgánulos y núcleos unidos a la membrana que se encuentran en los eucariotas; Su ADN flota dentro del citoplasma. Además, los procariotas tienen una superficie más pequeña en comparación con los eucariotas. además, los procariotas son unicelulares a pesar de que algunos organismos pueden agregarse para formar colonias.
Las células procariotas están menos organizadas que las células eucariotas. También hay diferencias en los niveles de regulación, como el crecimiento celular, en procariotas. Esto se puede ver en las tasas de mutación de las bacterias, ya que hay menos regulaciones que permitan mutaciones y multiplicaciones rápidas.
Como los procariotas no tienen orgánulos, su metabolismo es diferente y menos eficiente. esto evita que crezcan a un tamaño grande y, a veces, limita su capacidad de reproducción. sin embargo, los procariotas son una parte importante de todos los ecosistemas. Desde la salud humana hasta la investigación científica, estos pequeños organismos son importantes y pueden afectarle enormemente.