Células procariotas: estructura, reproducción y mecanismos de transferencia genética

Procariotas: definición y ejemplos

Procariotas: son los organismos cuyas células son las más simples que se conocen. En este grupo se incluyen las cianobacterias (algas azul-verdosas) y las bacterias. A las procariotas también se les llama bacterias, porque todas las bacterias son procariotas.

Partes de la célula procariota

Las principales estructuras y componentes de las células procariotas incluyen:

• Cápsula bacteriana: capa exterior viscosa que contiene glicoproteínas y un gran número de polisacáridos diferentes, incluyendo polialcoholes y aminoazúcares. La cápsula favorece la adhesión a superficies del entorno.
• Glucocálix: se deforma con facilidad, es incapaz de excluir partículas y no tiene un límite definido.
• Pared celular: actúa como una capa adicional de protección, ayuda a mantener la forma de la célula y previene la desecación. No confundir con la membrana nuclear (las procariotas no poseen membrana nuclear).
• Membrana celular: contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de la célula.
• Citoplasma: gel líquido en el que todos los componentes celulares se suspenden.
• Material genético (ADN y ARN): las células procariotas contienen grandes cantidades de material genético en forma de ADN y ARN. La única gran cadena circular de ADN, que contiene la mayor parte de los genes necesarios para el crecimiento celular, la supervivencia y la reproducción, se encuentra dispersa en el citoplasma.
• Núcleo: no poseen un núcleo celular delimitado por una membrana que lo aísla (a diferencia de las eucariotas).
• Apendices externos:
  • Flagelos: apéndices con forma de látigo cuya función es el movimiento; son pocos y largos.
  • Fimbrias (o pili): su función es la adhesión; cubren toda la superficie y son pelos cortos. Existen también pelos sexuales (pili) implicados en la conjugación bacteriana; suelen ser más largos que las fimbrias y menos numerosos.

Composición de apéndices y superficie

La composición de la cápsula, fimbrias y flagelos incluye proteínas globulares con disposición helicoidal en muchos casos. Estas estructuras desempeñan funciones de adhesión, movimiento y transferencia genética (pili sexuales).

Reproducción por bipartición

Reproducción por bipartición: proceso asexual en el que una célula procariota se divide para formar dos células hijas. Los pasos generales descritos incluyen:

1. Se replica el ADN.
2. Se forma un mesosoma (estructura descrita clásicamente en bacterias que se asocia a la membrana plasmática).
3. Los mesosomas arrastran el ADN replicado.
4. Se forman nuevos septos de separación y aparecen las nuevas células hijas.

Mecanismos de transferencia genética en bacterias

Existen varios mecanismos por los cuales las bacterias intercambian material genético:

• Transformación bacteriana: es la captación de material genético del medio por una bacteria receptora. Ese material ha sido liberado por una bacteria donadora; el fragmento puede ser de un plásmido o cromosómico. Este mecanismo fue responsable de la transformación clásica de cepas bacterianas no virulentas (R) en virulentas (S) cuando se cultivan en medios que contienen fragmentos bacterianos procedentes de cepas S destruidas previamente con calor.
• Transducción: se transfieren fragmentos génicos desde la bacteria donadora a la receptora a través de virus bacteriófagos.
• Conjugación: se transfieren plásmidos conjugativos a través de pelos sexuales (fimbrias o pili). Existe un contacto unidireccional entre bacteria donadora (F+) y bacteria receptora (F-).

Clases de microorganismos según su organización celular

• Con organización celular: poseen membrana celular, ADN y ARN.
  • Procariotas: arqueobacterias y eubacterias.
  • Eucariotas: protozoos, algas microscópicas y hongos microscópicos.
• Sin organismo celular (acelulares): no poseen membrana celular, nunca tienen ADN y ARN unidos en una célula y carecen de metabolismo propio; incluyen virus, viroides y priones.

Endosporas

Endosporas: estructuras resistentes producidas por géneros como Bacillus y Clostridium. Son resistentes al calor, a la radiación y a la desecación. El ADN en las endosporas está protegido por ácido dipicolínico y proteínas; la localización y características de las endosporas se usan para la identificación bacteriana.

Notas finales

Todas las descripciones anteriores resumen las características estructurales y funcionales principales de las células procariotas, sus mecanismos de reproducción y los procesos de transferencia genética que permiten la variabilidad y adaptación bacteriana.