Hechos sobre procarióticos

los principios de la teoría celular indican que las células representan las unidades de construcción básicas de toda la vida, y toda la vida consiste en una o más células. En este punto del estudio de todas las formas de vida, solo hay dos tipos de células: eucariotas y procariotas. Las células procariotas se diferencian de los eucariotas en que no tienen un núcleo separado u orgánulos unidos dentro de una membrana dentro de la célula, ya que el ADN y otro material genético existe en la parte central de la célula llamada nucleoide.

en una tierra que tiene al menos 4 mil millones de años o más, los investigadores descubrieron evidencias de células bacterianas procarióticas de hace aproximadamente 3,5 millones de años en micro-fósiles y en grandes estructuras fosilizadas. también descubrieron que estas células procarióticas bacterianas se parecen a las comunidades bacterianas procarióticas de hoy.

Archaea, un tipo especial de células de células procarióticas que viven en el borde de los respiraderos volcánicos en las profundidades del océano y otros lugares del mundo, también se remonta a esta época. Las células eucariotas solo aparecieron hace unos 1.200 millones de años. A pesar de que la evidencia apunta a diferentes vías evolutivas para la vida celular, los eruditos postulan que toda la vida surgió en el planeta a partir de un ancestro común único y universal. Los seres humanos, animales, plantas, la mayoría de los hongos y protistas catalogados bajo el reino eukarya son típicamente multicelulares, aunque existen algunos eucariotas unicelulares.

Las células procariotas viven en todas partes en el planeta; en las regiones más frías del planeta a algunas de las zonas más cálidas, como las aguas termales que se encuentran cerca de las calderas o los volcanes. incluso pueden sobrevivir en las profundidades del océano, donde la presión extrema podría matar otras formas de vida. los científicos incluso descubrieron arqueas unicelulares, relacionadas tanto con bacterias como con células eucarióticas, que viven cerca de respiraderos volcánicos en las profundidades del océano.

El cuerpo humano es el hogar de múltiples procariotas unicelulares en forma de bacterias que, según los institutos nacionales de salud, superan en número a las células humanas de 10 a uno. pero estudios recientes sugieren que la proporción podría ser más cercana a uno a uno. con 37.2 billones de células en el cuerpo humano solo, eso significa que las células de bacterias procarióticas que tienen su hogar en o dentro del cuerpo humano también suman al menos 37.2 billones, o posiblemente diez veces más.

Las células procariotas y eucariotas comparten cuatro características comunes:

• todas las células tienen una membrana de plasma que cubre las partes separadas de lo que está dentro de la célula del ambiente que está fuera de la célula.
• Material dentro de la célula, llamado citoplasma, en el que residen los otros componentes de la célula.
• Material genético: ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN.
• ribosomas: partículas diminutas que consisten en ácido ribonucleico, abreviado como rna, y sus proteínas relacionadas.
  

Las células bacterianas procarióticas típicas tienen:

• una membrana interna, citoplásmica contenida por una pared celular y posiblemente una membrana externa.
• un interior similar a un líquido (alrededor del 80 por ciento de agua) con una región que contiene material nuclear y múltiples ribosomas llamados nucleoides.
• Una única pieza circular de ADN llamada plásmido, unida a la membrana celular (en algunos casos) y que se pone en contacto directamente con el citoplasma, contiene el material genético para la reproducción.
• Los plásmidos en algunas bacterias procarióticas pueden transferirse entre las células, lo que les permite compartir características resistentes a los antibióticos con otras células.
• Múltiples estructuras externas como flagelos, glicocalix y pili.
  

la mayoría de las células procariotas requieren un microscopio para verlas. Debido a su pequeño tamaño, las células procarióticas tienen una relación mayor entre superficie y volumen, el área de superficie de la célula procariótica en comparación con su volumen, lo que permite que los nutrientes alcancen fácil y rápidamente todas las partes del interior de la célula. Las células procariotas también son más simples en su composición en comparación con las células eucariotas más complejas.

El material que conforma las paredes exteriores de las células procarióticas es diferente en comparación con las células eucariotas. Rodeada por una cápsula, una capa de limo suelto o ambas, la pared exterior y la capa de la célula lo ayudan a adherirse a las superficies del entorno mediante el uso de filamentos cortos con forma de pelo llamados fimbrias. las células procariotas en el dominio de las bacterias consisten en peptidoglicano, una pared parecida a una malla apretada que consiste en cadenas de amino azúcares unidas por péptidos (dos o más aminoácidos unidos en una cadena). las células procariotas en el dominio de las arqueas consisten en proteínas, carbohidratos complejos o moléculas distintivas que se parecen, pero no son lo mismo que el peptidoglicano.

Dentro de algunas paredes celulares procarióticas, existe una capa citoplásmica parecida a la piel, que consiste en un compuesto orgánico de dos capas (lípidos), típicamente insoluble en agua y sin alcoholes esteroideos. Algunas bacterias tienen compartimentación celular, donde estas membranas encierran partes del interior de la célula como grupos de ADN o ribosomas, similares a las características que se encuentran en las células eucariotas.

Debido a que esta membrana citoplásmica es semi-absorbente, gobierna qué moléculas pueden entrar o salir de la célula. Todas las células requieren la capacidad de jalar y retener múltiples productos químicos para ayudar a los procesos metabólicos, procedimientos químicos que ocurren en todas las células para mantener la vida. los ingredientes se mueven a través de esta membrana por una de tres formas: transporte activo, difusión facilitada y difusión pasiva.

Las células procariotas, como todas las entidades vivientes, requieren compuestos orgánicos para obtener energía como las moléculas que contienen carbono o hidrógeno. los nutrientes orgánicos incluyen carbohidratos, almidones y azúcares, lípidos y proteínas.

Los organismos celulares procariotas son autótrofos, células que producen su propio alimento, o heterótrofos, células que consumen alimentos presentes en sus ambientes.

los autótrofos procarióticos se clasifican en una de dos categorías: los que producen alimentos con el sol (como la fotosíntesis de las plantas), denominados autótrofos fotosintéticos, y los autótrofos quimiosintéticos, células que producen los alimentos utilizando energía de sustancias químicas inorgánicas.

Los biólogos clasifican las células procariotas heterótrofas por sus modos de alimentación: saprotróficos, parasitarios o mutualistas. Las células procarióticas saprotróficas operan como descomponedores, desempeñando un papel importante en la liberación o el reciclaje de nutrientes contenidos en los cuerpos de organismos muertos de los que se alimentan.

Las células procarióticas parásitas operan en una relación simbiótica y se alimentan de un organismo huésped, generalmente sin matar al huésped. Las células procariotas mutualistas operan en una relación beneficiosa para ambas especies, como las células bacterianas fijadoras de nitrógeno que viven en nódulos unidos a las raíces de las plantas. Las bacterias procarióticas convierten el nitrógeno atmosférico en la atmósfera en una estructura utilizable por las plantas, mientras que las plantas proporcionan carbohidratos a estos organismos unicelulares. ****

las células procariotas no tienen un área separada dentro de ellas encerradas en una cubierta para contener material genético. en cambio, el cuerpo nuclear dentro de una célula procariota, llamada nucleoide, generalmente contiene un cromosoma circular que consiste en ADN. las células procariotas no tienen una estructura esférica densa llamada nucleolo que contiene el núcleo. el ADN dentro de la célula procariótica se convierte en el plan para las células hijas cuando la célula procariótica se reproduce.

El ADN en las células procarióticas existe en una única estructura circular de ADN llamada plásmido dentro del citoplasma. la reproducción comienza con la replicación de cromosomas, donde se hace una copia de sí misma, formando un nuevo ADN, que se adhiere a la membrana plasmática. en este punto, cada cromosoma se mueve hacia los extremos opuestos de la célula, mientras que una membrana en el medio crece entre los dos cromosomas hasta que los separa en diferentes secciones. Cada sección contiene material genético para una célula separada. Una vez que la membrana crece para separar cada parte de la célula con su material genético individual, se divide en el centro para formar dos nuevas células hijas. Al ser más complejas, las células eucariotas se reproducen por medio de la mitosis.

como variadas e increíblemente abundantes formas de vida diminutas, los microbiólogos típicamente catalogan las bacterias por tres formas básicas pero distintas: cocos, bastones o espirales.

• Cocos : aparecen como células de forma ovalada o esférica.
• varilla: también llamada bacilo, son como suenan, con forma de varilla.
• espiral: estas células bacterianas se ven en una de las tres formas debajo de la lente de un microscopio: vibrios o en forma de coma; espirilo, una gruesa célula similar a un sacacorchos; o una espiroqueta con un sacacorchos más delgado y flexible.
  

Pero estas no son las únicas formas que tienen las bacterias unicelulares. otras formas incluyen formas lobuladas, filamentosas, múltiples formas de varios tipos, enfundadas, en forma de huso, acechadas, en forma de estrella y que forman tricomas.

El proceso de tinción de gram, desarrollado originalmente por el médico danés hans christian gram, es otro método que utiliza un microbiólogo para identificar bacterias desconocidas. este proceso tiene dos resultados: gramnegativos o grampositivos. La prueba implica el uso de manchas de diferentes colores que indican la capacidad de la célula para absorber la mancha o no. la composición química de las paredes celulares de las células bacterianas procarióticas determina en qué color se convierten las células bacterianas.

después de insertar una colonia de células en un portaobjetos, el microbiólogo agrega múltiples productos químicos al grupo de células en varias etapas del proceso, comenzando por agregar un químico de color púrpura al portaobjetos y al yodo para establecer la mancha. El etanol elimina el tinte púrpura para permitir la adición de un tinte de color rojo. las células grampositivas se vuelven de color púrpura, mientras que las células gramnegativas se vuelven de color rosa en las diapositivas examinadas con un microscopio. Las bacterias grampositivas tienen paredes muy permeables, que permiten el ingreso de antibióticos específicos, mientras que las bacterias gramnegativas no son tan susceptibles. Un ejemplo de una célula procariota grampositiva es una espiroqueta responsable de la sífilis.

los investigadores solían pensar que una célula procariota ahora llamada cianobacteria pertenecía al dominio eukarya en el reino vegetal. en un examen más detallado, descubrieron que la célula procariota no tenía un núcleo distinto y que también carecía de cloroplastos, pequeñas partes de plantas que contienen unidades llamadas plastos en las que se produce la fotosíntesis.

antes de que los investigadores descubrieran que las arqueas eran distintivamente diferentes de las bacterias, las llamaban arquebacterias, a diferencia de las bacterias. estos organismos de células unificadas existen entre los reinos de bacterias y eukarya, compartiendo algunas características celulares de ambos mientras que tienen características únicas propias.

Las membranas de las células procariotas de las arqueas están formadas por cadenas de hidrocarburos ramificadas y sus paredes celulares no contienen peptidoglicanos. algunas células arqueas procarióticas responden a los antibióticos que afectan a las células en el dominio eucariota, pero no responden a algunos de los antibióticos a los que algunas bacterias son sensibles. El material de ARN en las arqueas es totalmente diferente del material genético que se encuentra en las células bacterianas procarióticas. la mayoría de las otras características de las células arqueas se asemejan a los rasgos de las células procarióticas de las bacterias.

un grupo especial de células bacterianas procarióticas, un superfilto , incluye tres miembros en su clasificación: planctomicetos, verrucomicrobia y clamidias, acortadas a pvc. estas células, categorizadas en el dominio de las bacterias, exhiben rasgos encontrados tanto en las células arqueas como en las células eucariotas. algunos de ellos tienen pozos celulares que carecen de peptidoglicanos, similares a los eucariotas y las arqueas, y algunos tienen membranas que rodean partes del material genético de la célula, características típicas de las células eucarióticas. Algunas células procarióticas de pvc se dividen a través de un proceso de brotación o contienen esteroles en sus membranas, a diferencia de la mayoría de las bacterias procarióticas.