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Características de las células procariotas

 
Por Francesca Balada. 5 febrero 2021
Características de las células procariotas

Los procariotas son el conjunto de organismos que incluyen las bacterias o eubacterias y las arqueas o archeas. En su conjunto son organismos ubicuos (están en todas partes). Pueden encontrarse en todo tipo de ambientes que van desde el medio ácido del estómago hasta las fuentes termales submarinas. Su estructura es muy simple y su tamaño es pequeño. Aunque archeas y bacterias presentan diferencias importantes entre sí, tienen una serie de características comunes propias de todos los organismos procariotas.

En esta lección de unPROFESOR te explicamos cuáles son las características de las células procariotas a nivel estructural y a nivel funcional.

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Características de las células procariotas en su estructura

Los organismos procariotas son organismos unicelulares de estructura sencilla, a continuación veremos cuáles son las principales características estructurales de las células procariotas.

  • Células de pequeño tamaño, entre 1 y 15 μm en el caso de las arqueas y 1 y 30μm en el caso de las bacterias.
  • Células no compartimentadas, es decir no existe una división interna en compartimentos limitados por membranas. La única membrana en las células procariotas, es la membrana plasmática.

Esto significa que algunas de las características de las células procariotas son:

  1. No tienen núcleo: Como su nombre indica, las células procariotas carecen de núcleo. Su material genético se encuentra inmerso en el citoplasma celular.
  2. No poseen orgánulos membranosos, lo que supone que todas las funciones biológicas de la célula tienen lugar en el espacio único del citoplasma. Sin embargo, la membrana plasmática de estos organismos, presenta repliegues que se internan en el citoplasma y que contienen enzimas que regulan algunos procesos metabólicos como síntesis de ATP o la fotosíntesis en las bacterias fotosintéticas. Estas invaginaciones de la membrana celular reciben el nombre de mesosomas.

A nivel de la membrana plasmática existen diferencias entre arqueas y bacterias, presentan distinta composición de lípidos. Las arqueas presentan enlaces de tipo éter en los lípidos que forman la membrana plasmática, en lugar de enlaces de tipo éster como los que presentan las bacterias y las células eucariotas. En el caso de algunas archeas, la membrana plasmática está formada por una sola capa lipídica.

Estructura cromosómica sencilla

En las células procariotas, toda la información necesaria para la vida está contenida en una única molécula de ADN desnuda, de doble cadena y circular, cerrada por un enlace covalente, que recibe el nombre de cromosoma bacteriano. Además de la información genética contenida en dicho cromosomas, muchos procariotas tienen material genético extracromosómico, también en moléculas de ADN de doble cadena y circular que contiene información genética que no es imprescindible para el crecimiento del organismo en condiciones normales.

Estas estructuras de ADN extracromosómico reciben el nombre de plásmidos. Los plásmidos son moléculas de pequeño tamaño que contienen tan solo unos pocos genes, tienen la capacidad de replicarse de forma independiente del cromosoma bacteriano y pueden transmitirse entre distintos organismos procariotas. Los plásmidos juegan un papel importante en la adquisición de la resistencia a los antibióticos por parte de las bacterias. Cada célula procariota suele producir muchas copias de un plásmido mientras que produce una única copia de su cromosoma.

  • Organismos unicelulares: Los procariotas son siempre organismos unicelulares, esto es debido a la sencillez estructural de la célula procariota que impide la aparición de organismos pluricelulares. Su nivel de estructuración no permite que aparezcan mecanismos de coordinación y la aparición de células especializadas en determinadas funciones; como sí ocurre en el caso de la célula eucariota.
  • Presencia de pared celular: Todos los organismos procariotas presentan una cubierta externa que protege la membrana plasmática: la pared celular. Se trata de una estructura rígida que da forma al microorganismo. Existen diferencias en la composición y estructura de la pared celular de bacterias y archeas. En el caso de las archeas, la pared celular no contiene peptidoglucanos como en las bacterias, sino moléculas de composición similar llamadas pseudopeptidoglucanos. Además, la pared celular de las archeas también puede contener glucoproteínas o proteínas. Existe un género de archea que no posee pared celular: Thermoplasma
  • Presencia de cápsula en muchos casos: Aunque no es una estructura presente en todos los organismos procariotas, la cápsula está presente en la mayoría de estos. Consiste en una capa externa a la pared celular de consistencia gelatinosa, formada por proteínas, glucoproteínas y agua; y que permite a los procariotas adherirse al sustrato y formar colonias mediante la agregación de varios individuos.
  • Ausencia de citoesqueleto: Las células procariotas no presentan citoesqueleto (estructura citoplamática compuesta por microtúbulos) y la estructura responsable de dar forma a estos organismos es su pared celular.
  • Presencia de ribosomas: Los únicos orgánulos presentes en los procariotas son los ribosomas. Los ribosomas son orgánulos no membranosos compuestos por dos subunidades que están formadas por ARN y proteínas. Son orgànulos que se encargan de la síntesis de proteínas a partir de la información contenida en las moléculas de ARN mensajero. El ARN ribosómico de las arqueas y las bacterias tiene una composición totalmente distinta y es uno de los criterios filogenéticos que permiten diferenciar en dominios separados estos dos organismos procariotas.

Características funcionales de las células procariotas

Continuamos conociendo las características de las células procariotas para centrarnos en su función. Los organismos procariotas tienen una serie de características funcionales que explica su facilidad para colonizar todo tipo de ambientes y adaptarse rápidamente a los cambios. Las principales características funcionales de los procariotas son las siguientes:

Diversidad metabólica

La adaptabilidad extrema de los procariotas viene determinada por la extrema flexibilidad de su genoma (conjunto de genes que contiene la información genética de un organismo). Los organismos procariotas tienen la capacidad de duplicar, eliminar o alterar sus genes. Es decir, presentan una tasa de mutación muy elevada.

Además de esta capacidad de mutación elevada, los procariotas tienen la capacidad de intercambiar material genético con otros microorganismos presentes en su entorno, en un proceso denominado transferencia horizontal de genes.

La transferencia horizontal de genes es un mecanismo especialmente importante en el caso de las archeas. La transferencia horizontal de genes permite a los procariotas adquirir adaptaciones al medio presentes en otros microorganismos, que permite que colonicen rápidamente nuevos ambientes. Este mecanismo de transferencia horizontal de genes constituye una poderosa fuerza dominante en la evolución de los procariotas y explicaría, por ejemplo, la rápida aparición de resistencia a los antibióticos en las bacterias y especialmente en las arqueas.

Reproducción sexual y parasexual

Reproducción asexual: Los procariotas se reproducen mediante de reproducción asexual.

  • Bipartición o reproducción por fisión celular: es el tipo de reproducción más sencillo, en el que un individuo (célula) se divide para dar lugar a dos células o individuos. La sucesiva división por bipartición da lugar a la creación de colonias de organismos clónicos (con idéntica información genética).
  • Esporulación: este tipo de reproducción asexual, implica la formación de endosporas (formas de resistencia) en respuesta a condiciones desfavorables del medio. Solo se da en algunas bacterias pero no en las arqueas.

Repoducción parasexual: Recombinación genética en procariotas. La reproducción parasexual es aquella en que dos organismos intercambian información genética o adquieren nueva información genética procedente de otro individuo. Estos mecanismos proporcionan diversidad genética a los organismos procariotas, ya que gracias a ellos se produce la recombinación de la información genética y permite, junto a la elevada tasa de mutación, la aparición de nuevas variantes de las especies de organismos procariotas.

Existen diversos mecanismos de recombinación genética en los procariotas.

  • Transformación: es el proceso mediante el cual un organismo procariota es capaz de incorporar ADN exógeno, procedente de otros organismos procariotas y que está libre en el medio.
  • Transducción: es el paso de material genético de un individuo a otro mediante un bacteriófago (virus que infecta bacterias).
  • Conjunción: consiste en el intercambio unidireccional de material genético de un individuo donante a un individuo receptor, mediante contacto directo entre ellos. Los plásmidos son los elementos que se transmiten con mayor frecuencia por este mecanismo.

Crecimiento rápido

La mayoría de organismos procariotas se reproducen muy rápidamente, de manera que el tiempo transcurrido tiempo de generación (tiempo que transcurre entre el nacimiento de una generación hasta el nacimiento de la siguiente) es muy corto. Para una bacteria el tiempo de generación promedio es de 20 minutos. El elevado crecimiento hace posible la rápida colonización de nuevos ambientes.

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Bibliografía
  • Carrie Arnold.(2011) Compartir por igual. Las bacterias intercambian genes con sus semejantes con mayor frecuencia de lo que se pensaba. Microbiología, Investigación y ciencia
  • Roger Y. Stanier , John L. Ingraham , Mark L. Wheelis , P. R. Painter . (1992) Microbiología. Barcelona: Reverté.
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