Los procariotas representan una de las dos clasificaciones principales de la vida. Los otros son los eucariotas Los procariotas se distinguen por su menor nivel de complejidad. Todos son microscópicos, aunque no necesariamente unicelulares. Se dividen en los dominios archaea Las células procariotas no tienen núcleos u orgánulos unidos a la membrana. Sin embargo, el 90 por ciento de las bacterias tienen paredes celulares que, con la excepción de las células vegetales y algunas células fúngicas, carecen de células eucariotas. Estas paredes celulares forman la capa más externa de bacterias y forman parte de la cápsula bacteriana Estabilizan y protegen la célula y son vitales para que las bacterias puedan infectar las células huésped y la respuesta de las bacterias a los antibióticos. Características generales de las células Todas las células en la naturaleza comparten muchas características en común. Una de estas es la presencia de una membrana celular externa Una tercera es la inclusión de material genético en forma de ADN, La estructura de los procariotas es simple. En estas células, el ADN, en lugar de estar empaquetado dentro de un núcleo encerrado dentro de una membrana nuclear, se encuentra más libremente reunido en el citoplasma, en forma de un cuerpo llamado nucleoide Esto normalmente tiene la forma de un cromosoma circular. Los ribosomas de la célula procariota se encuentran dispersos por todo el citoplasma celular, mientras que en los eucariotas, algunos de ellos se encuentran en orgánulos como el aparato de Golgi Las bacterias se reproducen por fisión binaria, o simplemente dividiéndose en dos y dividiendo los componentes celulares por igual, incluida la información genética en el cromosoma pequeño único. A diferencia de la mitosis, esta forma de división celular no requiere etapas distintas. Los peptidoglicanos únicos: todas las paredes celulares de las plantas y las paredes celulares bacterianas consisten principalmente en cadenas de carbohidratos. Pero mientras que las paredes celulares de las plantas contienen celulosa, que verá en la lista de los ingredientes de numerosos alimentos, las paredes de las células bacterianas contienen una sustancia llamada peptidoglicano, que no encontrará. Este peptidoglucano, que se encuentra solo en procariotas, viene en diferentes tipos; le da a la célula en su conjunto su forma y le confiere protección contra los daños mecánicos. Los peptidoglicanos consisten en una columna vertebral llamada glicano La fuerza de estas interacciones "puente" varía ampliamente entre diferentes peptidoglucanos y, por lo tanto, entre diferentes bacterias. Esta característica, como verá, permite que las bacterias se clasifiquen en distintos tipos en función de cómo sus paredes celulares reaccionan a un determinado químico. Los enlaces cruzados se forman por la acción de una enzima llamada transpeptidasa Mientras que todas las bacterias tienen un pared celular, su composición cambia de una especie a otra debido a las diferencias en el contenido de peptidoglucano de las cuales las paredes celulares están formadas parcial o principalmente. Las bacterias se pueden separar en dos tipos llamados gram-positivos y gram-negativos. Estos llevan el nombre del biólogo Hans Christian Gram, un pionero en biología celular que desarrolló una técnica de tinción en la década de 1880, llamada acertadamente Gram, que provocó que ciertas bacterias se volvieran moradas o azules y otras se volvieran rojas o rosadas. El primer tipo de bacteria llegó a ser conocido como grampositivo, y sus propiedades de tinción son atribuibles al hecho de que sus paredes celulares contienen una fracción muy alta de peptidoglicano en relación con la totalidad de la pared. La tinción roja o rosada las bacterias se conocen como gramnegativas, y como se puede suponer, estas bacterias tienen paredes que consisten en cantidades modestas a pequeñas de peptidoglicano. En las bacterias gramnegativas, una membrana delgada se encuentra fuera de la pared celular, formando la envoltura celular Esta capa es similar a la membrana plasmática de la célula que se encuentra en el otro lado de la pared celular, más cerca del interior de la célula. En algunas células gramnegativas, como E. coli Esta envoltura nuclear contiene moléculas que se extienden hacia afuera llamadas lipopolisacáridos, o LPS. Extendiéndose desde el interior de esta membrana se encuentran las lipoproteínas de mureína que están unidas en el extremo más alejado del exterior de la pared celular. Las bacterias grampositivas tienen una pared celular gruesa de peptidoglucano. , de aproximadamente 20 a 80 nm (nanómetros o mil millonésimas de metro) de espesor. Los ejemplos incluyen estafilococos, estreptococos, lactobacilos y especies de Bacillus. Estas bacterias se tiñen de púrpura o rojo, pero generalmente púrpura, con tinción de Gram, ya que el peptidoglucano retiene el tinte violeta aplicado al principio del procedimiento cuando la preparación se lava más tarde con alcohol. Esta pared celular más robusta ofrece a las bacterias grampositivas más protección contra la mayoría de los insultos externos en comparación a las bacterias gramnegativas, aunque el alto contenido de peptidoglucano de estos organismos hace que sus paredes sean una fortaleza unidimensional, lo que a su vez es una estrategia algo más fácil con respecto a cómo destruirla. Gram bacteriana positiva Por lo general, son más susceptibles a los antibióticos que atacan la pared celular que las especies gramnegativas, ya que está expuesta al medio ambiente en lugar de sentarse debajo o dentro de una envoltura celular. Las capas de peptidoglucano de bacterias grampositivas suelen tener un alto contenido en moléculas llamadas ácidos teicoicos Estas son cadenas de carbohidratos que llegan a veces más allá de la capa de peptidoglicano. Se cree que TA estabiliza el peptidoglucano a su alrededor simplemente haciéndolo más rígido, en lugar de ejercer propiedades químicas. TA es en parte responsable de la capacidad de ciertas bacterias grampositivas, como las especies de estreptococos, se unen a proteínas específicas en la superficie de las células huésped, lo que facilita su capacidad de causar infecciones y, en muchos casos, enfermedades. Cuando las bacterias u otros microorganismos son capaces de causando enfermedades infecciosas, se conocen como pathoge nic Las paredes celulares de las bacterias de la familia Mycobacteria, además de contener peptidoglicano y TA, tienen una capa externa "cerosa" hecha de ácidos micólicos Las bacterias gramnegativas, como sus contrapartes gramnegativas, tienen paredes celulares de peptidoglucano. Sin embargo, la pared es mucho más delgada, con un grosor de aproximadamente 5 a 10 nm. Estas paredes no se tiñen de morado con la tinción de Gram porque su menor contenido de peptidoglucano significa que la pared no puede retener mucho tinte cuando la preparación se lava con alcohol, lo que resulta en un color rosado o rojizo al final. Como se señaló anteriormente, la pared celular no es la más externa después de estas bacterias, sino que está cubierta por otra membrana plasmática, la envoltura celular o la membrana externa. Esta capa tiene un espesor de aproximadamente 7,5 a 10 nm, rivalizando o excediendo el grosor de la bacteria. pared celular. En la mayoría de las bacterias gramnegativas, la envoltura celular está unida a un tipo de molécula de lipoproteína llamada lipoproteína de Braun, que a su vez está unida al peptidoglucano de la pared celular. Las bacterias gramnegativas son generalmente menos susceptibles a los antibióticos dirigidos a la pared celular porque no está expuesta al medio ambiente; todavía tiene la membrana externa para protección. Además, en las bacterias gramnegativas, una matriz similar a un gel ocupa el territorio dentro de la pared celular y fuera de la membrana plasmática llamada espacio periplásmico. El componente peptidoglicano de la pared celular de las bacterias gramnegativas tiene un grosor de solo 4 nm. Donde una pared celular bacteriana grampositiva tendría más peptidoglicanos para dar su sustancia de la pared, un error gramnegativo tiene otras herramientas almacenadas en su membrana externa. Cada molécula de LPS está compuesta por una subunidad de lípido A rica en ácidos grasos, un polisacárido de núcleo pequeño y una cadena del lado O hecha de moléculas similares al azúcar. Esta cadena del lado O forma el lado externo del LPS. La composición exacta de la cadena lateral varía entre las diferentes especies bacterianas. Las porciones de la cadena del lado O conocidas como antígenos pueden ser identificados mediante pruebas de laboratorio para identificar cepas bacterianas patógenas específicas (una "cepa" es un subtipo de una especie bacteriana, como una raza de perro). Las arqueas son más diversas que las bacterias, por lo que son sus paredes celulares. Notablemente, estas paredes no contienen peptidoglucano. Más bien, generalmente contienen una molécula llamada pseudopeptidoglucano, o pseudomureína. En esta sustancia, una porción de peptidoglicano regular llamado NAM se reemplaza con una subunidad diferente. Algunas arqueas pueden tener una capa de glucoproteínas Las arqueas que contienen pseudomureína son insensibles a los antibióticos de la clase de penicilina porque estos fármacos son inhibidores de la transpeptidasa que actúan para interferir con la síntesis de peptidoglicano. En estas arqueas, no se sintetizan peptidoglucanos y, por lo tanto, no hay nada sobre lo que puedan actuar las penicilinas. Las células bacterianas que carecen de paredes celulares pueden tener una superficie celular adicional estructuras además de las discutidas, como los glucocalices (singular es glucocalix) y las capas S. Un glucocalix es una capa de moléculas similares al azúcar que se presentan en dos tipos principales: cápsulas y capas de limo. Una cápsula es una capa bien organizada de polisacáridos o proteínas. Una capa de limo está menos organizada y está unida con menos fuerza a la pared celular debajo que un glucocalix. Como resultado, un glucocalix es más resistente al lavado, mientras que una capa de limo puede ser más Se desplaza fácilmente. La capa de limo puede estar compuesta de polisacáridos, glucoproteínas o glucolípidos. Estas variaciones anatómicas se prestan a una gran importancia clínica. Las glicocalicias permiten que las células se adhieran a ciertas superficies, ayudando en la formación de colonias. de organismos llamados biopelículas Todos estos atributos contribuyen a la dificultad de eliminar o reducir los microbios y erradicar las infecciones. Cepas bacterianas que son naturalmente resistentes a un determinado antibiótico gracias a una posible mutación ventajosa "seleccionada para" en las poblaciones humanas porque estos son los errores que quedan cuando se eliminan los susceptibles a los antibióticos, y estas "superbacterias" se multiplican y continúan causando enfermedades. En la segunda década del siglo XXI, una variedad de bacterias gramnegativas se ha vuelto cada vez más resistente a los antibióticos, lo que ha aumentado la enfermedad y la muerte por infecciones y ha aumentado los costos de atención médica. La resistencia a los antibióticos es un ejemplo arquetípico de sección natural en escalas de tiempo observables en humanos. Los ejemplos incluyen: Los investigadores médicos están trabajando para mantenerse al día con los insectos resistentes en lo que equivale a una carrera armamentista microbiológica.
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y bacterias, pero la gran mayoría de las especies de procariotas conocidas son bacterias, que han estado en la Tierra durante unos 3.500 millones de años.
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, o membrana plasmática
, que forma el límite físico de la célula en todos los lados. Otra es la sustancia conocida como citoplasma
que se encuentra dentro de la membrana celular.
o desoxirribonucleico ácido
. Un cuarto es la presencia de ribosomas
, que fabrican proteínas. Cada célula viva usa ATP (trifosfato de adenosina) para obtener energía.
Estructura general de las células procariotas
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y el retículo endoplásmico
. El trabajo de los ribosomas es la síntesis de proteínas.
Estructura de la pared celular bacteriana
, que a su vez consiste en ácido muramico
y glucosamina
, que a su vez tienen grupos acetilo unidos a sus átomos de nitrógeno. También incluyen cadenas peptídicas de aminoácidos que están reticuladas con otras cadenas peptídicas cercanas.
, que es el objetivo de una clase de antibióticos utilizados para combatir enfermedades infecciosas en humanos y otros organismos.
Bacterias Gram-positivas y Gram-negativas
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, la membrana celular y la envoltura nuclear en realidad entran en contacto en algunos lugares, penetrando el peptidoglucano de la pared delgada entre.
Paredes celulares bacterianas grampositivas
••• Sciencing
El papel de los ácidos teicoicos
, o TAs
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. Estas bacterias se conocen como " ácido-rápido,
" porque se necesitan manchas de este tipo para penetrar esta capa cerosa para permitir un examen microscópico útil.
Paredes celulares bacterianas gramnegativas
Las Herramientas de bacterias gramnegativas
Archaea Cell Walls
o polisacáridos
que sustituyen a La pared celular en lugar de pseudopeptidoglicano. Finalmente, como con algunas especies bacterianas, a algunas arqueas les faltan paredes celulares por completo.
¿Por qué es importante la pared celular?
que pueden formar varias capas y proteger a los individuos del grupo. Por esta razón, la mayoría de las bacterias en la naturaleza viven en biopelículas formadas por comunidades bacterianas mixtas. Las biopelículas impiden la acción de los antibióticos y desinfectantes.
Resistencia a los antibióticos
