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Las células son las unidades funcionales de la vida, cada una compuesta de estructuras especializadas que cooperan para mantener un entorno interno viable. En muchos organismos, una sola célula es una entidad viva completamente autónoma, como lo ilustran los procariotas como E. coli y Estafilococos .
Los procariotas abarcan los dominios Bacteria y Archaea, caracterizados por su arquitectura simple y unicelular. Por el contrario, el dominio Eucariota generalmente incluye organismos más grandes, a menudo multicelulares (animales, plantas, protistas y hongos), que poseen orgánulos unidos a membranas.
A pesar de estas diferencias, los pasos iniciales de la nutrición tanto en las células procarióticas como en las eucariotas convergen, comenzando con la ingestión y el procesamiento de la glucosa.
Todas las células comparten cuatro componentes fundamentales:ADN (el material genético universal), una membrana plasmática que protege y delinea la célula, ribosomas que sintetizan proteínas y citoplasma, la matriz gelatinosa que llena el interior.
Las células eucariotas presentan orgánulos de doble membrana ausentes en los procariotas. El núcleo, revestido por una envoltura nuclear, alberga el ADN. Los eucariotas también realizan respiración aeróbica, extrayendo la máxima energía de la glucosa a través del ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones.
Los procariotas carecen de muchos de los requisitos de crecimiento de los eucariotas. No pueden alcanzar tamaños individuales grandes, reproducirse sexualmente y, por lo general, se multiplican más rápido incluso que los animales que se reproducen más rápido. Su “objetivo” principal es la división celular, asegurando la continuidad genética.
La nutrición se racionaliza:los procariotas dependen exclusivamente de la glucólisis, una vía citoplasmática de 10 pasos que produce dos moléculas de ATP y dos de piruvato por molécula de glucosa. En los eucariotas, la glucólisis alimenta la respiración aeróbica para obtener una recompensa energética más sustancial.
La glucólisis por sí sola satisface las modestas demandas energéticas de las células procarióticas, produciendo una ganancia neta de dos ATP por glucosa. Aunque es mucho menor que los 34-36 ATP producidos por el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias eucariotas, esta producción es adecuada para la supervivencia de los procarióticos.
La vía comienza cuando la glucosa ingresa a la célula, pasa por dos pasos de fosforilación y se convierte en fructosa-bifosfato. Este intermediario se divide en dos moléculas idénticas de tres carbonos, cada una con un grupo fosfato. El proceso requiere una inversión inicial de dos ATP pero finalmente genera cuatro ATP, lo que produce una ganancia neta de dos ATP.
El crecimiento en procariotas puede referirse a la expansión de células individuales o a la proliferación de poblaciones bacterianas enteras (colonias). Los tiempos de generación bacteriana generalmente se miden en horas, lo que contrasta marcadamente con el intervalo de generación humana de décadas.
Los medios de cultivo como el agar, enriquecido con glucosa, favorecen el crecimiento bacteriano. Las herramientas de cuantificación incluyen contadores Coulter, citómetros de flujo y recuentos microscópicos.
