LA CÉLULA
PROCARIOTA
Se llama procariota (del griego πρό, pro = antes de y κάρυον, karion
= núcleo) a las células sin núcleo celular diferenciado, es decir, cuyo ADN se encuentra disperso en el citoplasma. Las células que sí tienen un núcleo dentro del citoplasma se llaman eucariotas. Las formas de vida más conocidas y
complejas, las que forman el imperio o dominio Eukarya, son eucarióticas.
Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares,
formados por una sola célula. Además, el término procariota hace referencia a
los organismos del imperio Prokaryota, cuyo concepto coincide con el reino Monera de las clasificaciones de Copeland o Whittaker que, aunque obsoletas, son aún muy
populares. Se reparten entre los dominios Bacteria y Archaea.
Por otra parte, otro autor nos dice que las células procariotas como indica su
nombre no presentan en su interior un núcleo celular diferenciado, y por lo
tanto su material hereditario (ADN genómico) no se encuentra confinado dentro
de un compartimiento a ex profeso limitado por membranas, sino que se halla
libremente contenido en el citoplasma celular. Procarionte es a veces utilizado
como sinónimo de procariota.
La organización celular procariota es la que caracteriza a los organismos que
componen los dominios de Woose: Eubacteria y Archea (las llamadas antiguas
arqueobacterias).
En la antigua clasificación de los cinco reinos, (Copeland o Whittaker)
estos dos dominios constituían el reino Monera. Casi sin excepción los
organismos basados en células procariotas son unicelulares, formados por una
sola célula.
Evolución
No está aceptado que las células procariotas del dominio Archaea fueron las primeras células vivas,
aunque se conocen fósiles de hace 3500 millones de años. Después de su
aparición, han sufrido una gran diversificación. Su metabolismo es lo que más diverge, y causa que
algunas procariotas sean muy diferentes a otras.
Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma
unicelular procariótica. A lo largo de un lento proceso evolutivo, hace unos
1500 millones de años, las procariotas derivaron en células más complejas,
las eucariotas, probablemente por la
combinación en una sola célula de dos o más procarióticas,
Entre las características estructurales y de funcionamiento que diferencia a
las células procariotas de las eucariotas se pueden señalar:
.- Tienen diversidad de formas celulares. Tipo vibrion, coco, bacilo, en espiral. El tamaño típico
de una bacteria es de unas 2 micras.
.- En bacterias el material genético, el ADN genómico, es generalmente una
molécula de ADN circular, que se encuentra empaquetado en interior de la célula
en una estructura compacta y característica cuando se observa al microscopio
electrónico denominada nucleoide. A diferencia del núcleo de la célula
eucariota, el nucleoide bacteriano no está rodeado de una membrana nuclear o
envuelta nuclear.
Diversidad bioquímica y metabólica
El metabolismo de los procariotas es enormemente
variado, a diferencia de los eucariotas, y muchos resisten condiciones
ambientales sorprendentes por lo extremas en parámetros como la temperatura o la acidez.
Cuando se considera la diversidad de los metabolismos, se observa que en toda
su extensión es propia de los procariontes, y que la diversidad metabólica de
los eucariontes es sólo un subconjunto de la anterior. Si en eucariontes
encontramos diferencias metabólicas importantes, como la que distingue a los
fotoautótrofos de los heterótrofos, o la que hay entre anaerobios y aerobios,
es solamente porque portan distintos orgánulos de origen endosimbiosis, como plastos, mitocondrias o hidrogenosomas, procedentes de distintos
procariontes.
Son células sin núcleo. La zona de la célula donde está el ADN no está limitada
por membrana alguna. Actualmente están divididas en dos grupos:
• Eubacterias, que poseen paredes celulares formadas por peptidoglicano o por
mureína. Incluye a la mayoría de las bacterias y también a las cianobacterias.
• Arqueobacterias, que utilizan otras sustancias para constituir sus paredes celulares.
Son todas aquellas características que habitan en condiciones extremas como
manantiales sulfurosos calientes o aguas de salinidad muy elevada.
.- Las células procariotas carecen de orgánulos
membranosos en el citoplasma celular (sistema de endomembranas, (SE), por lo
que el citoplasma forma pues el único compartimiento celular. Esto permite que
la transcripción y la traducción del mensaje genético ocurran simultáneamente
la célula procariota.
.- El citoplasma procariote no contiene orgánulos reconocibles, salvo en
algunas bacterias granos de reserva, de composición variada y agregados
moleculares, visibles sólo con las mayores ampliaciones del microscopio
electrónico, como ribosomas.
.- Según la composición de la pared celular, en las eubacterias se pueden
distinguir dos tipos de bacterias GRAM- y GRAM +. Ambas tienen un sáculo de
peptidoglicano, que las proporciona consistencia y da forma a la célula, pero
las bacterias GRAM- tienen además una membrana exterior (con una composición
química distinta que la membrana la interior con lipopolisacáridos y
lipoproteínas que constituyen el lipopolisacarido, LPS) separada de la interior
por un espacio periplasmático o periplasma.
.- Los ribosomas procariotas son 70S, compuesto de una subunidad mayor 50S y
una subunidad menor 30S. Los ribosomas de las células eucariotas son más
grandes 80S, la subunidad mayor 60S y la menor 40S.
.- Las células procariotas pueden presentar varios apéndices para el
movimiento: flagelos y de adhesión celular: pilis, fimbrias, no presentes en
las células eucariotas y cuya organización estructural es diferente de los
apéndices del movimiento de las células eucariotas: cilios y flagelos. Así,
mientras que los flagelos bacterianos son construidos con una única proteína,
la Flagelina; los apéndices de de motilidad de los eucariotas tienen el
característico juego de "9+2" de microtubulos, constituidos de
Tubulinas (alfa y beta). Por otra parte, mientras que el movimiento de un
flagelo requiere de un motor flagelar (un pequeño-nanométrico- motor rotatorio
eléctrico situado en la base del flagelo bacteriano), el movimiento de los
cilios y flagelos eucarióticos depende de la acción de proteínas con función
motora como Dineínas que median el movimiento de esos apéndides al provocar el
desliamiento de unos filamentos (compuestos de microtúbulos) sobre otros.
.- Las células procariotes se alimentan universalmente por absorción de los
nutrientes sin tener en general la capacidad de ingerir o internalizar
partículas u otras células por endocitosis, proceso este característico de las
células eucariotas.
.- Los procariotas muestran un metabolismo enormemente variado, a diferencia de
los eucariotas, y son encontrados en condiciones ambientales extremas de
temperatura, salinidad, acidez o alcalinidad (principalmente microbios que
pertenecen al dominio Archaea).
LAS CÉLULAS EUCARIOTAS
Las células eucariotas son por lo general más grandes que las células
procariotas. Tan pequeñas como un levadura (10 micras) o tan grandes como
algunas neuronas (metros). La diversidad de formas es también muy grande. A
diferencia de las células procariotas, el material genético en las células
eucariotas está confinado en un núcleo, rodeado de una envoltura nuclear de dos
membranas, por lo que los procesos de transcripción y traducción de la
información genética portada por el ADN genómico ocurren separadamente, el
primero en el núcleo y el segundo en el citoplasma.
Las células eucariotas tienen además un sistema de membranas interno que
incrementa notablemente la superficie de membranas del interior del citoplasma,
produciendo un incremento en la compartimentalización del mismo, esencial para
obtener un aumento notable en los procesos biológicos (e.g. reacciones
metabólicas) que pueden tener lugar tanto en las membranas como en la luz de
esos compartimentos.
En tal sentido, se denomina eucariotas a todas las células que tienen su material hereditario
fundamental (su información genética) encerrado dentro de una doble membrana,
la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular. Igualmente estas células vienen a
ser microscópicas pero de tamaño grande y variado comparado con las otras
células.
La alternativa a la organización eucariótica de la célula la ofrece la llamada
célula procariota. En estas células
el material hereditario se encuentra dentro de diferentes compartimientos
llamados organelos, en el seno del citoplasma. Las
células eucariotas no cuentan con un compartimiento alrededor de la membrana
plasmática (periplasma), como el que tienen las células procariotas. A los
organismos formados por células eucariotas se les denomina eucariontes.
Organización
A diferencia de las células procariotas, las células eucariotas presentan
un citoplasma muy compartimentado, con orgánulos
(membranosos) separados o interconectados, limitados por membranas biológicas que son de la
misma naturaleza esencial que la membrana plasmática. El núcleo es
solamente el más notable y característico de los compartimentos en que se
divide el protoplasma, es decir, la
parte activa de la célula. En el protoplasma distinguimos tres componentes
principales, a saber, la membrana plasmática, el núcleo y el citoplasma, constituido por todo lo demás. Las
células eucariotas están dotadas en su citoplasma de un citoesqueleto complejo, muy estructurado y
dinámico, formado por microtúbulos y diversos filamentos proteicos. Además
puede haber pared celular, que es lo típico
de plantas, hongos y protistas pluricelulares, o algún otro tipo de
recubrimiento externo al protoplasma.
Fisiología
Las células eucariotas contienen en principio mitocondrias, orgánulos que habrían adquirido por
endosimbiosis de ciertas
bacterias primitivas, lo que les dota de la capacidad de desarrollar un metabolismo aerobio. Sin embargo en algunos eucariotas
del reino protistas las mitocondrias
han desaparecido secundariamente en el curso de la evolución, en general
derivando a otros orgánulos, como los hidrogenosomas.
Algunos eucariontes realizan la fotosíntesis, gracias a la presencia en
su citoplasma de orgánulos llamados plastos, los cuales derivan por endosimbiosis de bacterias del grupo denominado
cianobacterias (algas azules).
Aunque demuestran una diversidad increíble en su forma, comparten las
características fundamentales de su organización celular, arriba resumidas, y
una gran homogeneidad en lo relativo a su bioquímica (composición), y metabolismo, que contrasta con la inmensa heterogeneidad
que en este terreno presentan los procariontes (bacteria, en sentido amplio).
No presentan un núcleo definido.
El material genético lo constituye una gran molécula de ADN.
Presenta membrana celular redondeada por una pared celular externa.
Presenta ribosomas.
Comprende las bacterias y las algas verde azules.
Pueden existir sin oxigeno.
Se producen por bipartición.
En su mayoría son heterótrofos.
Presentan un núcleo definido.
El material genético esta constituido por el ADN asociado con proteínas
en estructuras más complejas llamadas cromosomas.
Pueden presentar pared celular como en los vegetales y carecer de ella
como en los animales.
Son aeróbicos.
Se reproducen por mitosis y meiosis.
Son autótrofos y heterótrofos.