Cuando piensas en las células y la estructura celular, probablemente imaginas células eucariotas altamente organizadas y ricas en orgánulos, como las que forman tu propio cuerpo. El otro tipo de célula, llamada célula procariota, es bastante diferente de lo que imaginas (aunque no menos fascinante).
Por un lado, las células procariotas son mucho más pequeñas que las células eucariotas. Cada procariota es aproximadamente una décima parte del tamaño de un eucariota o del tamaño de las mitocondrias de la célula eucariota.
Estructura celular procariota
La célula procariota típica también es mucho más simple que las células eucariotas cuando se trata de células estructura y organización. La palabra procariota proviene de las palabras griegas pro, que significa antes, y karyon, que significa nuez o grano. Para los científicos que estudian las células procariotas, este lenguaje un tanto misterioso se refiere a los orgánulos, especialmente al núcleo. En pocas palabras, las células procariotas son organismos unicelulares que no tienen un núcleo u otros orgánulos unidos a la membrana como las células eucariotas: carecen de orgánulos. Aún así, los procariotas comparten muchas características subyacentes con los eucariotas. Si bien son más pequeños y menos complejos que sus primos eucariotas, las células procariotas aún tienen estructuras celulares definidas, y aprender sobre esas estructuras es importante para comprender los organismos unicelulares, como las bacterias. Mientras que las células procariotas no tienen orgánulos unidos a la membrana como un núcleo, tienen una región dentro de la célula dedicada al almacenamiento de ADN llamada nucleoide. Esta área es una sección distinta de la célula procariota pero no está separada del resto de la célula por una membrana. En cambio, la mayoría del ADN de la célula simplemente permanece cerca del centro de la célula procariota. Este ADN procariota también es bastante diferente del ADN eucariota. Todavía está bien enrollado y contiene la información genética de la célula, pero para las células procariotas, este ADN existe como un gran asa o anillo. Algunas células procariotas también tienen anillos adicionales de ADN llamados plásmidos. Estos plásmidos no se localizan en el centro de la célula, solo contienen algunos genes y se replican independientemente del ADN cromosómico en el nucleoide. Toda el área dentro de la membrana plasmática de una célula procariota es ", 3, [[Además del nucleoide y los plásmidos, este espacio contiene una sustancia llamada citosol, que tiene la consistencia de gelatina. También contiene ribosomas diseminados por todo el citosol. Estos ribosomas procariotas no son orgánulos ya que no tienen membranas, pero aún desempeñan funciones similares a las realizadas por los ribosomas eucariotas. Esto incluye dos roles vitales: Es posible que se sorprenda al saber cuán abundantes son los ribosomas en las células procariotas. Por ejemplo, un organismo unicelular procariota llamado Escherichia coli Esos muchos ribosomas procariotas contienen proteínas y ARN y tienen dos partes o subunidades. Juntas, estas subunidades toman el material genético transcrito del ADN procariota por mensajeros de ARN especializados y convierten los datos en cadenas de aminoácidos. Una vez plegadas, esas cadenas de aminoácidos son proteínas funcionales. Una de las características más importantes de las células procariotas es la pared celular. Mientras que las células vegetales eucariotas también contienen una pared celular, las células animales eucariotas no. Esta barrera rígida es la capa exterior de la célula, que separa la célula del mundo exterior. Puedes pensar en la pared celular como un caparazón, algo así como el caparazón que cubre y protege a un insecto. Una pared celular es muy importante para la célula procariota porque: La pared celular obtiene su estructura de las cadenas de carbohidratos de azúcares simples llamados polisacáridos. La estructura específica de la pared celular depende del tipo de procariota. Por ejemplo, los componentes estructurales de las paredes celulares de las arqueas varían mucho. Generalmente están compuestos de varios polisacáridos y glucoproteínas, pero no contienen peptidoglucanos como los que se encuentran en las paredes celulares de las bacterias. Las paredes celulares bacterianas generalmente están hechas de peptidoglucanos. Estas paredes celulares también varían un poco, dependiendo del tipo de bacteria que protegen. Por ejemplo, las bacterias gram positivas (que se vuelven moradas o violetas durante la tinción de Gram en el laboratorio) tienen paredes celulares gruesas, mientras que las bacterias gram negativas (que se vuelven rosadas o rojas durante la tinción de Gram) tienen paredes celulares más delgadas. Lo crucial La naturaleza de las paredes celulares se enfoca cuando considera la forma en que funciona la medicina y cómo afecta a los diferentes tipos de bacterias. Muchos antibióticos intentan perforar la pared celular bacteriana para matar las bacterias que causan una infección. Una pared celular rígida que sea impermeable a este ataque ayudará a las bacterias a sobrevivir, lo cual es una gran noticia para las bacterias y no ideal para la persona o animal infectado. Algunos procariotas llevan la defensa celular un paso más allá al formar otra capa protectora alrededor de la pared celular llamada cápsula. Estas estructuras: Por esta razón, las bacterias con cápsulas pueden ser más difíciles de erradicar naturalmente por el sistema inmune o médicamente con antibióticos. Por ejemplo, la bacteria Streptococcus pneumoniae Una similitud entre las células eucariotas y las procariotas es que ambas tienen Una membrana plasmática. Justo debajo de la pared celular, las células procariotas tienen una membrana celular compuesta de fosfolípidos grasos. Esta membrana, que en realidad es una bicapa lipídica, contiene proteínas y carbohidratos. Estas moléculas de proteínas y carbohidratos desempeñan papeles importantes en la membrana plasmática, ya que ayudan a las células a comunicarse entre sí y también mueven la carga dentro y fuera de la célula. Algunos procariotas en realidad contienen dos membranas celulares en lugar de una. Las bacterias Gram negativas tienen una membrana interna tradicional, que se encuentra entre la pared celular y el citoplasma, y una membrana externa justo afuera de la pared celular. La palabra pilus (plural es pili Estas proyecciones similares a pelos sobresalen de la superficie de la célula procariota y son importantes para muchos tipos de bacterias. Los pili permiten que un organismo unicelular interactúe con otros organismos usando receptores y los ayuda a aferrarse a cosas para evitar ser removidos o lavados. Por ejemplo, las bacterias útiles que viven en sus intestinos pueden usar pili para colgarse de los células epiteliales que recubren las paredes de los intestinos. Las bacterias menos amigables también aprovechan los pili para enfermarte. Estas bacterias patógenas usan pili para mantenerse en su lugar durante la infección. Pili muy especializados llamados pili sexuales hacen posible que dos células bacterianas se unan e intercambien material genético durante la reproducción sexual llamada conjugación. Dado que los pili son muy frágiles, la tasa de rotación es alta y las células procariotas continuamente producen otras nuevas. Las bacterias gramnegativas también pueden tener fimbrias, que son como hilos y ayudan a anclar la célula a un sustrato. Por ejemplo, Neisseria gonorrhoeae Algunas células procariotas usan colas en forma de látigo llamadas flagelo (plural es flagelos Estos apéndices son importantes tanto para las bacterias gram negativas como para las bacterias gram positivas. Sin embargo, la presencia o ausencia de flagelos puede depender de la forma de la célula, ya que las bacterias esféricas, llamadas cocos, generalmente no tienen flagelos. Algunas bacterias con forma de bastón, como Vibrio cholerae Otras bacterias en forma de bastón, como Escherichia coli Las células procariotas a menudo viven en condiciones difíciles. El acceso continuo a los nutrientes que la célula necesita para sobrevivir puede ser poco confiable, causando tiempos de exceso de nutrientes y tiempos de inanición. Para hacer frente a este flujo de alimento, las células procariotas desarrollaron estructuras para el almacenamiento de nutrientes. Esto permite que los organismos unicelulares aprovechen los tiempos ricos en nutrientes almacenando esas cosas en previsión de la escasez de nutrientes en el futuro. Otras estructuras de almacenamiento evolucionaron para ayudar a las células procariotas a producir mejor energía, especialmente en circunstancias difíciles como los ambientes acuáticos. Un ejemplo de una adaptación que permite la producción de energía es la vacuola de gas o la vesícula de gas. Estas Los compartimentos de almacenamiento son en forma de huso, o más anchos a través de la sección media y afilados en los extremos, y formados por una cubierta de proteínas. Estas proteínas mantienen el agua fuera de la vacuola mientras permiten que los gases entren y salgan. Las vacuolas de gas actúan como dispositivos de flotación interna, disminuyendo la densidad de la célula cuando se llena con gas para hacer que el organismo unicelular sea más flotante. Esto es especialmente importante para los procariotas que viven en agua y necesitan realizar fotosíntesis para obtener energía, como las bacterias planctónicas. Gracias a la flotabilidad proporcionada por las vacuolas de gas, estos organismos unicelulares no se hunden demasiado en el agua donde sería más difícil (o incluso imposible) capturan la luz solar que necesitan para producir energía. Otro tipo de compartimento de almacenamiento contiene proteínas. Estas inclusiones o cuerpos de inclusión generalmente contienen proteínas mal plegadas o materiales extraños. Por ejemplo, si un virus infecta a un procariota y se replica dentro de él, las proteínas resultantes pueden no ser plegables usando los componentes celulares de la procariota. La célula simplemente almacena estas cosas en cuerpos de inclusión. Esto A veces también ocurre cuando los científicos usan células procariotas para la clonación. Por ejemplo, los científicos producen la insulina de la que dependen las personas con diabetes para sobrevivir usando una célula bacteriana con un gen de insulina clonado. Aprender a hacer esto correctamente requirió muchos ensayos y errores para los investigadores ya que la bacteria las células lucharon por procesar la información clonada, en su lugar formaron cuerpos de inclusión llenos de proteínas extrañas. Los procariotas también contienen microcompartimentos proteicos para otros tipos de almacenamiento especializado. Por ejemplo, los organismos unicelulares procariotas que usan la fotosíntesis para producir energía, como las bacterias autótrofas, usan carboxisomas. Estos compartimentos de almacenamiento contienen las enzimas que los procariotas necesitan para la fijación de carbono. Esto ocurre durante la segunda mitad de la fotosíntesis cuando los autótrofos convierten el dióxido de carbono en carbono orgánico (en forma de azúcar) utilizando enzimas almacenadas en los carboxisomas. Uno de los tipos más interesantes de microcompartimento de proteínas procariotas es el magnetosoma. Estas unidades de almacenamiento especializadas contienen de 15 a 20 cristales de magnetita, cada uno cubierto con una bicapa lipídica. Juntos, estos cristales actúan como la aguja de una brújula, dando a las bacterias procariotas que tienen la capacidad de sentir el campo magnético de la Tierra. Estos organismos unicelulares procariotas usan esta información para orientarse. Temas relacionados con las células procariotas:
El nucleoide
Ribosomas
, que es un tipo de bacteria que vive en los intestinos, contiene alrededor de 15,000 ribosomas. Eso significa que los ribosomas constituyen aproximadamente una cuarta parte de la masa de todo el E. coli
cell.
Estructura de la pared celular procariota
Cápsula celular
, que puede causar neumonía, tiene una cápsula que cubre su pared celular. Las variaciones de las bacterias que ya no tienen una cápsula no causan neumonía, ya que son fácilmente absorbidas y destruidas por el sistema inmune.
Membrana celular
Proyecciones Pili
) proviene de la palabra latina para cabello.
Fimbrias y flagelos
, la bacteria gram negativa que causa la gonorrea, usa las fimbrias para adherirse a las membranas durante la infección con la enfermedad de transmisión sexual.
) para permitir el movimiento celular. Esta estructura de batido es en realidad un tubo hueco en forma de hélice hecho de una proteína llamada flagelina.
, el microbio que causa el cólera, tiene un flagelo azotador único en un extremo.
, tienen muchos flagelos que cubren toda la superficie celular. Los flagelos pueden tener una estructura motora rotativa ubicada en la base, que permite el movimiento de latigazo y, por lo tanto, el movimiento bacteriano o la locomoción. Aproximadamente la mitad de todas las bacterias conocidas tienen flagelos.
••• Sciencing Nutrient Storage
Vacuola de gas y fotosíntesis
Almacenamiento de proteínas mal plegadas
Microcompartimentos especializados
